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T/CAS 308-2018《家用儲水式電熱水器智能節能技術規范》標準解讀
發表時間:2020-12-11 15:15:00
1、引言

互聯網時代，智能化家電產品已經越來越多地進入到了家庭中，得到了消費者的青睞。在洞察消費者深層次需求方面，智能電熱水器不僅能夠自動適應環境溫度，智能匹配適宜的洗浴溫度，免去調節熱水器出水溫度的繁瑣，同時還能學習消費者的洗浴習慣，按照消費者需求提前準備熱水，節省電費。

但是對于智能電熱水器的學習能力該如何評價、如何測量需要合適的方法，以及如何制定相應的檢驗規范或測試標準，以保證其測試結果與評價結果準確性及可靠性，將促進智能電熱水器人工智能技術的發展。《家用儲水式電熱水器智能節能技術規范》即是用來規范和引導該類電熱水器自學習能力和節能水平的評估。

2、標準編制過程

2018年5月，《家用儲水式電熱水器智能節能技術規范》標準在中國標準化協會通過立項評審。2018年6月5日，標準編制組于順德召開了國內相關企業參加的標準討論會，并根據討論結果，形成標準征求意見稿，并向行業征求意見。標準編制組根據行業反饋意見對標準進行修改，完成標準的送審稿。

2018年6月15日，標準通過專家組審定。2018年7月27日，中國標準化協會批準發布T/CAS 308-2018《家用儲水式電熱水器智能節能技術規范》團體標準，該標準已于2018年7月27日起實施，下文將對其進行詳細解讀。

3、標準內容解讀

3.1 標準適用范圍
標準規定了家用儲水式電熱水器智能節能的術語和定義、技術要求和試驗方法。標準適用于額定容量40L及以上、能效等級不低于2級的電熱水器。

3.2 技術指標
標準中涉及到的幾個技術指標詳見表1。



3.3 對技術指標的解析
3.3.1 標準中相關定義
（1）用戶習慣學習功能。電熱水器能夠統計并記憶不同用戶使用時的溫度、時間、用水量、工作模式等設置參數，依據統計數據調整電熱水器的運行模式。
（2）用戶習慣周期。用戶一段時間形成的行為和生活方式按同樣的規律重復出現的時間間隔。
（3）參考學習期。在規定的試驗條件下，電熱水器采用使用說明中允許的最高設置溫度模式來控制加熱和保溫的時間段。以下簡稱“參考期”。
（4）智能控制期。在規定的試驗條件下，電熱水器采用智能控制模式來自動控制加熱和設置溫度的時間段。以下簡稱“智能期”。
（5）智能控制有效期。在規定的試驗條件下，智能期運行穩定后的最后2個用戶習慣周期。以下簡稱“智能有效期”。

3.2 技術指標
標準中涉及到的幾個技術指標詳見表1。


3.3 對技術指標的解析
3.3.1 標準中相關定義
（1）用戶習慣學習功能。電熱水器能夠統計并記憶不同用戶使用時的溫度、時間、用水量、工作模式等設置參數，依據統計數據調整電熱水器的運行模式。
（2）用戶習慣周期。用戶一段時間形成的行為和生活方式按同樣的規律重復出現的時間間隔。
（3）參考學習期。在規定的試驗條件下，電熱水器采用使用說明中允許的最高設置溫度模式來控制加熱和保溫的時間段。以下簡稱“參考期”。
（4）智能控制期。在規定的試驗條件下，電熱水器采用智能控制模式來自動控制加熱和設置溫度的時間段。以下簡稱“智能期”。
（5）智能控制有效期。在規定的試驗條件下，智能期運行穩定后的最后2個用戶習慣周期。以下簡稱“智能有效期”。

3.3.2 供水模式
供水通過基準供水模式的不同組合來實現，基準供水模式見表2。節能測試采用了兩種供水模式，供水模式A和供水模式B，組合方式見表3。節能測試供水模式A、B兩種測試的參考示例詳見表4、表5。





3.3.3 試驗步驟
3.3.3.1 試驗環境要求
實驗室的環境要求如下：
（1）實驗室的空氣流速0.25m/s；
（2）環境溫度為（20±2）℃；
（3）相對濕度85%；
（4）電源電壓與額定電壓差的絕對值不能超過額定電壓的±1%；
（5）在被測電熱水器額定輸入功率下進行，輸入功率的偏差絕對值不大于額定輸入功率的5%；
（6）電熱水器處于正常安裝使用狀態，在測試期間不排水時的水壓在0.28MPa和額定壓力之間并保持穩定，波動范圍為-0.05MPa～0.05MPa。

3.3.3.2 參考期前穩態
將被測電熱水器放置在3.3.2.1規定的試驗環境下至少2小時。被測電熱水器按照正常方式注滿溫度為（23±1）℃的水，除非使用說明中另有規定，對于密閉式電熱水器，關閉出水閥，打開進水閥，在額定功率下通電工作。將電熱水器的溫控器調整到電熱水器使用說明中允許的最高設置溫度Tset，使得電熱水器在接通、斷開、接通的狀態下周期運行。被測電熱水器在溫控器第一次斷開后不排水工作至少12小時，12小時后溫控器第一次斷開時，此階段結束，進入參考期。此步驟結束時，頂部所測水溫T為（Tset±3）℃。

測試注意事項：
（1）該階段目的是減小被測熱水器內不同水層的水溫差。保證后續測試的準確性和重復性。
（2）被測熱水器是在額定輸入功率下工作，而不是額定電壓。
（3）進水管應盡量短，同時注意進水管的保溫措施，減小熱量損失。

3.3.3.3 參考期
在這期間電熱水器加熱和保溫控制采用非智能模式控制，根據電熱水器使用說明中允許的最高設置溫度的模式運行。被測電熱水器樣品利用參考期來記錄和學習用戶習慣，為智能期的運行做準備。節能測試供水模式中的供水模式A的參考期為7天，供水模式B的參考期為9天。記錄參考期內每次排水的進水平均溫度、排出熱水平均溫度、排出熱水質量，然后計算參考期總有效熱能，用參考期總有效熱能和參考期總耗電量計算參考期的能量利用率。

測試注意事項：
（1）排出熱水平均溫度是采集的混水溫度，而不是被測熱水器的出水口溫度。
（2）如果被測熱水器沒有集成恒溫出水閥，需選取高精度的電磁閥控制好混水溫度和出水流量。
（3）混水溫度可使用圖1所示工裝進行。

3.3.3.4 智能期
在參考期結束后，進入智能期，在這期間電熱水器加熱和保溫控制采用智能模式控制。智能期運行3個用戶習慣周期，其中最后兩個用戶習慣周期稱為智能有效期。記錄熱水供應滿足次數，計算熱水供應滿足率。還需要記錄智能期內每次排水的進水平均溫度、排出熱水平均溫度、排出熱質，然后計算參考期總有效熱能。用智能期總有效熱能和智能期總耗電量計算智能期的能量利用率。最后用參考期的能量利用率和智能期的能量利用率計算節能率。

測試注意事項：
（1）排出熱水平均溫度是采集的混水溫度，而不是被測熱水器的出水口溫度。
（2）如果被測熱水器沒有集成恒溫出水閥，需選取高精度的電磁閥控制好混水溫度和出水流量。
（3）混水溫度工裝見圖1。


圖1 混水溫度測試工裝圖中：1-熱水器出水口；2-恒溫閥；3-T型管；4-熱電偶；5-環氧樹脂；6-螺紋接套；7-橡膠管。

（4）測試周期比較長，需注意保持測試的連貫性。

3.3.3.5 熱水供應滿足率
在智能期放水試驗中，被測熱水器排出的熱水符合測試設定要求，熱水供應滿足數加1。例如供水模式A中，第8天7：00放水測試，當被測熱水器按照測試設定要求放完15L水時的出水溫度為39.5℃，則該次放水試驗的熱水供應滿足數記為1，如果被測熱水器放完15L水時的出水溫度為38.6℃，則該次放水試驗的熱水供應滿足數記為0。智能期內放水試驗完成后累加整個智能期內放水試驗的熱水供應滿足數，然后計算其與智能期總的放水次數的比值，即可得到該被測熱水器的熱水供應滿足率。注意，熱水供應滿足率是計算能量利用率和節能率的先決條件。標準如此設定的初衷是在滿足用戶熱水使用需求的前提下，考核被測熱水器的能量利用率和節能率。當被測熱水器的熱水供應滿足率低于80%時，計算能量利用率和節能率是沒有意義的。

4、總結

該標準將企業研究成果、標準量化考核、消費者使用習慣多維度有機地結合，本文對該標準的測試方法、注意事項等進行解讀，規范和引導電熱水器智能節能水平的評估和測量。


本文作者
中家院（北京）檢測認證有限公司 王伯燕 周敬
中國家用電器研究院 陸偉
安徽中認倍佳科技有限公司 徐傳芳

參考文獻
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[2] 周立國，王伯燕，亓新，申勇兵，陸偉.儲水式電熱水器智能節能評價方法研究[J].中國標準化，2019(23):205-211.
[3] T/CAS 308-2018,家用儲水式電熱水器智能節能技術規范[S].
[4] T/CAS 308-2018《家用儲水式電熱水器智能節能技術規范》編制說明[Z].
[5] 王瑩瑩，陸偉，李繼超，張兆明.家用儲水式電熱水器智能水平評價標準解讀[J].家電科技,2018(10):44-45.
[6] 黃遜青.儲水式電熱水器能效評價方法探討[J].家電科技，2017(05):37-39.
[7] 王爽，盛保敬，陳小雷，陳圓圓，鄢志丹，陳果.關于儲水式電熱水器剩余洗浴時間預估方法研究[J].家電科技，2019(03):64-69.

來源：《家電科技》2020年第五期