空调器标准机在试验室质量控制的应用

[摘要]试验室质量控制是试验室管理过程中的重要一环，是确保试验数据准确可信的重要手段，目前针对试验室对比、能力验证等通用质量控制方法已有研究，但对空调器专用试验室质量控制方面的研究相对较少。本文从空调器试验室质量控制的各类因素出发，探讨空调器标准机在试验室质量控制中的应用方法，为进一步提高空调性能试验结果的可靠性提供依据。

[关键词]标准样品；电子电器；空调器标准机；质量控制；能力验证；实验室对比

一、引言

近年来，随着我国消费品产业的蓬勃发展，各类产品的检测业务逐年上升，这一现象对产品检测试验室的准确度和可信度，以及检测工作者的操作技术都提出了更高要求，试验室的质量控制显得越发重要。一般来说，试验室质量控制的方案包括：定期使用标准样品进行内部检测校准，参加试验室间的对比检测或能力验证以及用相同或不同方法对产品进行重复检测等等[1]。基于这几个方面，国内学者已做了大量研究工作。目前的研究大多基于一般试验室质量控制的方法或改进措施，而实际操作过程中不同产品之间所用试验室质量控制方法存在较大差异。基于此，针对空调器产品检测试验室的质量控制方式进行研究探讨。

二、空调器试验室检测质量的影响因素及控制对策

1.标准方面

通常来说，空调器性能检测所用的焓差试验室和热平衡试验室在初期建造时均应严格参照GB/T7725-2004《房间空气调节器》[2]或GB/T17758-2010《单元式空气调节机》[3]等标准进行设计、施工和调试验收。同时，在试验过程中，严格按照相关标准要求的试验方法或原则进行操作也是保证试验室检测质量最重要的因素之一。例如，在标准GB/T7725中规定使用热平衡法测量空调器制冷量时，判断工况稳定的条件为“每隔10min测得的制冷量（稳态制热量）与30min平均值比较，保证偏差不超过2%”，这一条款既对试验过程的稳定能力做出了要求，也对试验人员判定检测开始的时机作了限定，从这一角度看，标准覆盖面包括了检测设备、人员操作和环境参数等诸多要素。因此，对于标准的正确理解和应用是影响试验室检测质量的重要因素。

2．试验过程控制

试验过程控制包括被测样品状态、试验室状态和耗材状态等方面。首先，对于被测样品而言，针对不同检测项目应对样品的状态进行合理控制，例如在进行空调器性能试验时需要对样品工作模式进行预设，使样机在额定制冷量、中间制冷量、低温制热量等检测项目中按规定模式稳定运行，保证测试过程中的运转频率、温度设定合乎规定。通常，对于样品而言，其试验过程中的输出控制均由制造商进行规定，如无规定则按照标准要求进行相关操作。其次，需要在遵循相关标准进行检测试验的同时，进一步对试验室内外温湿度、气流组织、电气参数等条件进行规定范围内要求下的调节和控制，这也对试验室本身的性能提出了要求。为了满足检测工况的稳定，需要对试验设备进行定期计量校准工作。除此之外，试验前后的检查和保养也是保证试验室质量的必要手段。

3．人员操作及误差控制

人员操作是保证试验质量的可控因素之一，就空调器性能检测而言，装机、充注制冷剂、连接风道、添加加湿水、布置取样器等重要工作均是由试验人员手动完成，特别是装机和风道密封等操作更是极大程度影响空调试验过程中制冷量、风量等性能参数的准确度。因此，规范人员操作、定期进行试验员培训是试验室质量控制工作中的重要一环。另外，为减小误差值，在进行同一样品试验时可采用不同人员按同一方法进行重复试验，或同一人员按不同方法进行重复试验的方法。

4．标准样品的应用

目前，标准样品应用于化学领域试验室能力验证较多，而在空调领域应用相对较少。根据CNAS-CL01:2018《检测和校准实验室能力认可准则》的要求，使用标准物质或质量控制物质进行试验是试验室确保结果有效性的程序之一[4]。对于空调器而言，采用已知制冷量、消耗功率、风量等特征值的标准机通过同一方法（焓差法或热平衡法）进行测试，焓差室或热平衡室可用来评价测量结果的重复性和再现性，通过操作人员、测试条件变化后进行综合考核，并与已知标准机的特征值进行比较，进而判定最终结果是否可以接受、试验室质量控制是否满足要求等[5]。

三、空调器标准机在质量控制中的应用

1．空调器标准机的类型

为了使空调器标准机在使用过程中具备更稳定的检测结果，需要综合考虑安装以及试验过程中存在的可能不确定性。从空调器的结构形式来说，一般有整体式空调器（如窗式）、分体式空调器，表1列出了作为空调器标准机时，整窗式空调器机与分体式机的优缺点。针对第2章空调器试验室检测质量的影响因素分析，窗式空调器具备人员操作简单、试验过程较容易控制的优点。另外，窗式空调在作为空调器标准机使用时，本身的结构特点及其稳定性在应对需要重复拆装的条件下，也决定了其比分体式空调器更具应用优势。

2．窗式标准机制冷量的影响因素

窗式空调器在作为标准机使用时具备一定的优势，但从重复使用试验的角度考虑，其制冷量参数仍存在一定程度的不稳定性，具体原因表现在以下两个方面。（1）室内侧凝结水的影响。传统设计上，窗式空调器制冷模式下蒸发器部分的凝结水将通过底板进入到冷凝器侧然后通过排水口排除。因此，为保证排水的通畅，窗机的安装需要沿排水方向保持3°~5°的倾斜角度，并通过量角器或者视检来确认此角度是否满足要求。在此过程中，不同操作人员及实验室在安装过程中的倾斜角度无法完全一致，导致冷凝水的排除效果无法统一，残留水量的多少将在一定程度上影响换热器的工作环境温度，进而影响换热能力，导致制冷量测试结果存在偏差。（2）室内侧出风方向的影响。传统设计上，空调器的出风口可调节，试验测试时按照要求调整至最大出风状态，在日常使用时可根据需要调整出风角度。但是对于空调器性能测试，特别是焓差测试法，空调出风方向及出风角度影响静压调零的准确度，进而影响风量的测量，从而对制冷量测试结果产生直接影响。

3．应用流程及分析方法

空调器标准机在试验室质量控制过程中可以分为以下四个步骤。首先根据试验的类别（如性能试验、安全试验等）对空调标准机的形式、各类参数进行选择和设计。以性能试验为例，可选择窗式空调器作为标准机进行质量控制工作。另外，还需要对所选择的或重新设计的标准机进行性能特征值的确定，并取确定后的特征值作为标准值，后续试验室对比过程中将以标准值作为参考标准。第二，在空调标准机类型及特征值确定后，确定试验室对比过程中的试验条件、参考标准和人员操作。方法包括同一人员在不同工况对标准机进行测试、不同人员在同一工况对标准机进行测试等等。第三，将多个试验室测试结果进行对比，以空调标准机的标准特征值作为参考，分析各个试验室的不确定度，判断测试结果是否均在限值范围内，进而判定试验室是否稳定可靠，同时也可对不同人员的操作是否正确作出判断。最后，通过分析不同操作人员使用同一试验室、同一试验方法进行测试的结果，判断各个试验人员的操作水平，将人员操作误差和产生误差的原因进行分析，从操作误差中吸取经验并重新对试验人员进行培训，从而降低可控因素对试验室质量控制的影响。

四、结论

试验室质量控制活动是提高测试结果可靠性的基本要求，标准样品的应用可为这一活动提供良好的技术支撑。从空调器试验室检测质量控制以及空调器标准机的应用来说，总结如下。（1）影响空调器试验室检测质量的因素包括但不限于标准理解、试验过程控制、人员操作、误差控制以及标准样品应用等方面。（2）通过表1的空调器结构比对分析可以看出，窗式空调器较分体式空调在安装、真空度及制冷剂充注量等方面有明显优势，是标准样品的优选方案。（3）窗式空调器作为标准样品使用时，仍需考虑凝结水、出风方向等因素对测试结果的影响，在标准机的结构设计上应进一步优化凝结水排除及出风角度控制等。（4）空调器标准机应用于试验室质量控制工作时，可包括但不限于标准机选择、标准方法确定、试验数据对比和人员培训等流程。

[参考文献]

[1]华如霞.有关试验室质量控制问题的探讨[J].城市建设理论研究（电子版）,2013,(11).

[2]全国家用电器标准化技术委员会.房间空气调节器：GB/T7725-2004[S].北京：中国标准出版社，2004.

[3]全国冷冻空调设备标准化技术委员会.单元式空气调节机：GB/T17758-2010[S].北京：中国标准出版社，2010.

[4]中国合格评定国家认可委员会.检测和校准实验室能力认可准则：CNAS-CL01:2018[S].2018-03.

[5]标准样品应用指南示例[J].家电科技,2020,(4):120-121.

作者：杨双 赵洋 李欣