倪奕麟 王曉晨

1.上海出入境檢驗(yàn)檢疫局機(jī)電產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)中心 上海 200135；2.北京中輕聯(lián)認(rèn)證中心 北京 100833

1 引言

嵌入式電烤箱是歐洲消費(fèi)者普遍使用的一種廚房家電，相比較便攜式烤箱，在加熱均勻性，烹飪功能多樣性、溫度控制準(zhǔn)確性等方面都存在明顯的優(yōu)越性。嵌入式烤箱一般以進(jìn)口名牌為主，近些年美的、方太等國(guó)內(nèi)企業(yè)也嘗試對(duì)其進(jìn)行研發(fā)生產(chǎn)。截至目前，國(guó)內(nèi)尚無(wú)該產(chǎn)品的性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，相反歐盟為了對(duì)產(chǎn)品的性能以及能源消耗進(jìn)行管理控制，通過(guò)立法的方式對(duì)該產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)做出了規(guī)范，無(wú)形中對(duì)我國(guó)企業(yè)出口貿(mào)易提高了要求。

2 歐盟相關(guān)要求

歐盟在2014年1月底由歐盟委員會(huì)授權(quán)頒布了(EU)No 65/2014和(EU) No 66/2014兩項(xiàng)技術(shù)法規(guī)，涉及嵌入式電箱、吸油煙機(jī)等產(chǎn)品，已于2015年開(kāi)始強(qiáng)制實(shí)施。法規(guī)規(guī)定了嵌入式電烤箱能效評(píng)價(jià)等級(jí)與能源效率指數(shù)限值EEIcavity之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，詳見(jiàn)表1。能效標(biāo)簽設(shè)計(jì)應(yīng)符合圖1所示。適用標(biāo)準(zhǔn)為EN 60350-1:2013 Household electric cooking appliances-Part 1: Ranges, ovens, steam ovens and grills-Methods、for measuring performance。與此同時(shí)，IEC 60350-1已更新至2016版。

能效標(biāo)簽應(yīng)包含如下信息：

I. 供應(yīng)商名稱或商標(biāo)；

II.產(chǎn)品型號(hào)；

III. 能源類型；

IV. 能效等級(jí)；

V. 有效容積；

VI. 每小時(shí)消耗的能量(EC electric cavity)，單位為kW?h。

3 測(cè)試方法

目前較為成熟的烤箱性能檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)為IEC 60350-1:2016，以此標(biāo)準(zhǔn)為例對(duì)主要測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行分析。

3.1 測(cè)試條件

測(cè)試應(yīng)在一個(gè)自由通風(fēng)的空間進(jìn)行，環(huán)境溫度保持在20f5℃，一般最好控制在23f2℃。環(huán)境溫度的測(cè)溫點(diǎn)位置在于：高度位于被測(cè)烤箱測(cè)算后容積的中心，從器具四條邊中的任意一條邊的對(duì)角線方向的0.5m的距離。環(huán)境溫度的檢測(cè)不應(yīng)受器具自身或者任何其他器具的影響，詳見(jiàn)圖2。圖2中a為烤箱（頂部視角）；b為0.5米；c為熱電偶。

3.2 主要檢測(cè)設(shè)備

溫度測(cè)試設(shè)備包括熱電偶具有的精度：0～100℃范圍內(nèi)為±0.5K；100～300℃范圍內(nèi)為±2K。能效檢測(cè)表應(yīng)具備讀數(shù)的1%的精度。

——當(dāng)加熱元件打開(kāi)時(shí)，主要接線端子的電壓應(yīng)被維持在額定電壓的±1%，測(cè)試過(guò)程中電壓頻率應(yīng)該在額定頻率的±1%；

——溫度測(cè)試系統(tǒng)包括熱電偶的精度應(yīng)該在±1.0K；

——能效檢測(cè)的精度應(yīng)該在讀數(shù)的±1.5%或±10W?h,兩者中的較大值；

——電壓檢測(cè)的精度應(yīng)該在±0.5%的讀數(shù)；

——質(zhì)量檢測(cè)的精度應(yīng)該在±3g；

——時(shí)間測(cè)量的精度應(yīng)為在±5s；

——混合物的稱重規(guī)模應(yīng)為±0.1g。

3.3 測(cè)試負(fù)載

負(fù)載磚的質(zhì)量對(duì)性能測(cè)試結(jié)果非常重要。為了確保檢測(cè)結(jié)果一致性，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定伊萊克斯認(rèn)可的SKAMOL絕緣材料公司為唯一的供應(yīng)商。

負(fù)載轉(zhuǎn)規(guī)格要求：

名稱：Hipor2；

容積密度（干燥狀態(tài)）：（550f40）kg/m3；

總孔隙度：77%；

凈重：(920f75)g(無(wú)熱電偶)；

吸水量：(1050f50)g；

高度：(64f0.5)mm；

測(cè)試負(fù)載干燥易碎，對(duì)其凈重、吸水性能、高度具有統(tǒng)一嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試前要對(duì)負(fù)載進(jìn)行檢查。

中間兩個(gè)孔的直徑不得大于熱電偶的直徑。

如圖3所示，如孔的深度無(wú)法鉆到32mm，至少要到達(dá)25mm。將熱電偶仔細(xì)塞入測(cè)試孔，塞入熱電偶的長(zhǎng)度為7mm。也可自制直徑為1mm的金屬絲進(jìn)行鉆孔。圖3中，a-兩根金屬管熱電偶；b-延負(fù)載中心線設(shè)置的兩孔間距離為50mm；c-熱電偶和孔的直徑均為1mm；d-熱電偶插入深度為32mm。

表1 嵌入式電烤箱能效評(píng)級(jí)表

表2 溫度設(shè)置

3.4 有效容積測(cè)量

圖1 烤箱能效標(biāo)簽圖例

圖2 環(huán)境溫度監(jiān)控位置

圖3 負(fù)載磚

圖4 烤箱容積測(cè)量

圖5 測(cè)試的用的熱電偶實(shí)例

圖6 烤箱腔體溫度曲線

烤箱的“有效容積”是產(chǎn)品性能的關(guān)鍵參數(shù)，歐盟法規(guī)中有明確的要求，實(shí)測(cè)的有效容積應(yīng)不小于明示值的5%。說(shuō)明書(shū)中規(guī)定的可拆除的、聲明對(duì)常規(guī)操作不是必須的部件應(yīng)該在測(cè)試前去除。在環(huán)境溫度下按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法測(cè)量并計(jì)算腔體容積。一般我們選用圖4中的工具測(cè)量烤箱的有效高度、寬度和深度。如果腔體的寬度或深度小于250mm，測(cè)量工具兩端圓柱部分的直徑應(yīng)當(dāng)選120mm，反之則選擇200mm的規(guī)格。體積的計(jì)算是由上述測(cè)量的三個(gè)值確定，結(jié)果用單位“升”表示。

3.5 能效測(cè)試

3.5.1 預(yù)加熱

一塊新的負(fù)載在第一次使用前應(yīng)被烘干，具體為將負(fù)載磚放置于一個(gè)容積為50L帶有強(qiáng)制通風(fēng)功能的烤箱內(nèi)，在175℃的溫度下達(dá)3h。同一烤箱同一次烘干的磚頭數(shù)量不超過(guò)2塊。按照要求，尋找兩根帶有32mm長(zhǎng)的測(cè)量點(diǎn)的熱電偶，并將測(cè)量熱電偶插入負(fù)載磚的空中直到和負(fù)載磚表面接觸。熱電偶應(yīng)被固定并確保在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中測(cè)溫點(diǎn)始終位于32mm深的位置，具體結(jié)構(gòu)如圖5所示，圖5中，a-1mm孔的螺釘；b-鋼管；c-測(cè)溫點(diǎn)；d-32mm；e-螺母。

3.5.2 準(zhǔn)備工作

將負(fù)載磚放進(jìn)一個(gè)水容器內(nèi)，使負(fù)載磚被超過(guò)20℃的水所浸沒(méi)。負(fù)載磚和水容器被放置在冰箱至少8h并冷卻到中心溫度5f2℃。烘干后的磚在放置于冷水前，應(yīng)該被冷卻到中心溫度25℃以下。其后將負(fù)載磚拿出水容器，多余的水允許滴干（大約1s）。測(cè)量濕的磚的重量mw，吸收的水的重量Δm用“克”表示，通過(guò)計(jì)算Δm=mw–md計(jì)算，同時(shí)負(fù)載磚的溫度被測(cè)量，所有熱電偶溫度在5f2℃。

3.5.3 測(cè)量

如果烤箱具有多個(gè)烹飪功能，能效測(cè)試可針對(duì)烤箱的每一個(gè)加熱功能進(jìn)行。將準(zhǔn)備的負(fù)載磚放置在腔體的幾何中心，放在隨整機(jī)提供的燒烤架的中間，有熱電偶的那面放置在上部。當(dāng)這個(gè)烤架能插入兩個(gè)不同的位置（不同的高度），該位置應(yīng)確保磚的中心最接近于腔體的中心，但不高于腔體中心位置。

熱電偶通過(guò)烤箱門(mén)的間隙伸入，在此過(guò)程中避免受到任何額外的力，確保門(mén)可以完整的關(guān)上。如果器具準(zhǔn)備用熱電偶進(jìn)行測(cè)溫，該器具不應(yīng)在微波組合功能下啟動(dòng)。微波輸出能量通過(guò)熱電偶傳遞會(huì)損壞儀表。

在磚頭從冰箱中取出后的3min內(nèi)，測(cè)試從按下器具開(kāi)關(guān)開(kāi)始。溫控器設(shè)置到表2規(guī)定的烤箱溫升ΔTik值。ΔTik是烤箱實(shí)際溫度和環(huán)境平均溫度之間的差。溫度設(shè)置Tiks是溫控器溫度設(shè)置或控制顯示的溫度（s是設(shè)定）。測(cè)試過(guò)程中的平均環(huán)境溫度由試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)候的環(huán)境溫度（當(dāng)器具開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)）和當(dāng)磚頭中兩個(gè)熱電偶達(dá)到中心溫升55K時(shí)的溫度所決定。

下述數(shù)據(jù)需要測(cè)量：

——能耗Eik，從烤箱開(kāi)始工作到磚內(nèi)熱電偶溫度達(dá)到55K時(shí)的能耗，單位為kW?h；üütik單位為min或s；

——磚頭中心溫度，單位為℃；

——試驗(yàn)過(guò)程中的平均環(huán)境溫度，試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)候的環(huán)境溫度（當(dāng)器具開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)）和當(dāng)磚頭中兩個(gè)熱電偶達(dá)到中心溫升55K時(shí)的環(huán)境溫度，兩者的平均值。

3.5.4 能效等級(jí)計(jì)算

在歐盟指令中對(duì)于烤箱的每個(gè)腔體來(lái)說(shuō)，能效指數(shù)(EEIcavity)應(yīng)該按照下述公式進(jìn)行計(jì)算：

EEI=EC/SECh100

SEC=0.0042hV+0.55(kW?h)üü

EEI：每個(gè)烤箱腔體的能效指數(shù)，保留小數(shù)點(diǎn)一位；üü

EC：由標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載進(jìn)行能效測(cè)試所得到的值，計(jì)算出的每小時(shí)消耗的能量用kW?h表示，保留小數(shù)點(diǎn)兩位；üü

SEC：標(biāo)準(zhǔn)的能量消耗(電能)，單位為kW?h，保留小數(shù)點(diǎn)兩位；üü

V：標(biāo)識(shí)烤箱腔體的有效容積，單位為L(zhǎng)，保留至個(gè)位數(shù)。

計(jì)算得出的EEI對(duì)應(yīng)的能效等級(jí)如表1所示，實(shí)測(cè)烤箱能耗值不得高于明示能耗值的5%以上。

3.6 溫度控制性能

器具在額定電壓下，定時(shí)器調(diào)至最大時(shí)間，選擇需要測(cè)試的功能程序后，測(cè)試器具在最低檔和最高檔的穩(wěn)定狀態(tài)的溫度和穩(wěn)定狀態(tài)的溫幅。器具達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，最低檔和最高檔的平均溫度應(yīng)分別在對(duì)應(yīng)的標(biāo)稱溫度的±20℃范圍內(nèi)。器具達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后的溫幅，對(duì)于金屬加熱元件溫幅不應(yīng)超過(guò)30℃，對(duì)于非金屬加熱元件溫幅不應(yīng)超過(guò)45℃。圖6為常規(guī)烤箱腔體溫度曲線示例，其中，“穩(wěn)定狀態(tài)”是指器具在正常運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)于爐腔中心溫度連續(xù)5個(gè)波峰值，任意兩個(gè)值的差值不超過(guò)5℃時(shí)的狀態(tài)。“溫幅”是指器具在正常運(yùn)行過(guò)程中，爐腔中心溫度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，5個(gè)波峰與波谷差的平均差值。

穩(wěn)定狀態(tài)的溫度：（波峰值1+波峰值2+波峰值3+波峰值4+波峰值5）/5。

穩(wěn)定狀態(tài)的溫幅：（波峰值1-波谷值1+波峰值2-波谷值2+波峰值3-波谷值3+波峰值4-波谷值4+波峰值5-波谷值5）/5。

圖7 布點(diǎn)位置

3.7 烤箱門(mén)隔熱率

在玻璃門(mén)的內(nèi)外側(cè)分別布置5個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，布點(diǎn)位置詳見(jiàn)圖7。器具以額定電壓供電，選擇功率最大的程序，將溫控器設(shè)置到最高值，待穩(wěn)定狀態(tài)后，記錄下溫度值并計(jì)算門(mén)的隔熱率，隔熱率要求不低于60%。

3.8 烤盤(pán)均勻度

在隨機(jī)配送的烤架上均勻布置9個(gè)點(diǎn)，每一個(gè)點(diǎn)之間的間隔為1/3烤架長(zhǎng)度（或?qū)挾龋?，烤架放置在不同的層面進(jìn)行檢測(cè)。同層內(nèi)各點(diǎn)溫差不超過(guò)15℃。

3.9 待機(jī)功率

器具以額定電壓供電，功率計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)，開(kāi)始測(cè)試，記錄測(cè)量所用時(shí)間和耗電量。帶有顯示的器具，待機(jī)功耗不應(yīng)超過(guò)2.0W。

4 結(jié)束語(yǔ)

標(biāo)準(zhǔn)普遍都滯后于產(chǎn)品的革新速度，隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，尤其是出口到歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的產(chǎn)品正朝著功能多樣化，操作智能化，能耗節(jié)能化的趨勢(shì)發(fā)展。在中國(guó)目前烤箱還處于起步階段，制造商僅僅關(guān)注的是產(chǎn)品的安全標(biāo)準(zhǔn)，性能標(biāo)準(zhǔn)目前還處于空白，未來(lái)的國(guó)標(biāo)極有可能借鑒EN 60350-1中的測(cè)試內(nèi)容。制定的評(píng)測(cè)的指標(biāo)能切實(shí)反應(yīng)烤箱的性能，測(cè)試結(jié)果的復(fù)現(xiàn)性，評(píng)級(jí)指標(biāo)的合理性都還需要制造商、檢測(cè)機(jī)構(gòu)共同探尋。