澳大利亚和新西兰滚筒洗衣机漂洗性能技术研究

徐强 马永为 刘建伟

海信（山东）冰箱有限公司

一、引言

在世界各国的能效标准中，澳大利亚/新西兰标准对洗衣机性能的要求可以说是最严格的。其能效标准AS/NZS 2040.2，按照耗电量的多少分为1.0至6.0不等的能效星级，水效标准AS/NZS 6400又将不同星级的水效设置了严酷的限值要求，在达到理想的能效星级和水效星级的同时，漂洗、洗净、磨损、脱水等性能也要达到限值要求，而各项性能指标之间又存在着相互影响的关系。其中，漂洗性能是最难达到要求的一项指标。

漂洗性能表征了洗衣机对残留洗涤剂的去除能力，直接关系到用户的穿衣健康，也是消费者购买产品时非常关注的参数。本文设计了一系列的试验，在满足低耗水、耗电需求的基础上，提高洗衣机产品的漂洗性能。漂洗性能采用RPS（Rinse performance score，漂洗性能数值）进行表征，RPS值越低，代表漂洗性能越好，反之，漂洗性能越差。

二、试验方法

（一）试验条件

1.试验用水

试验水温：冷水（20±2）℃，适用于洗衣机的洗涤及漂洗过程进水。

试验水硬度：（45±5）ppm。

试验水压：试验过程中，进水口的水压保持在（0.32±0.02）Mpa范围内。

2.环境温度及湿度

整个试验过程中，环境温度保持在（20±2）℃范围内，试验对环境湿度不做要求。

（二）试验材料

试验负载：采用AS/NZS 2040.1规定的负载种类，并按照标准进行配比。

标记物PBIS：采用AS/NZS 2040.1规定的标记物，并按照标准进行配比。

洗涤剂：按照洗衣机额定容量进行配置，包括基粉IEC B 和四水合过硼酸钠（SPB4）。

污渍：采用采用AS/NZS 2040.1规定的皮脂污渍，并按照标准进行配比。

（三）试验设备

分光光度计：Hunter Lab VIS，

紫外分光光度计：UV-2600

高速脱水机：Thomas

三、计算方法

（一）测量方法

按照标准要求配置负载，试验开始前称取进行试验所用负载的十分干燥重量，并记录。

按照标准要求配置标记物PBIS的重量，与洗涤剂一起放入1L温度在35℃-40℃的试验用水中，充分溶解。按照标准要求放置负载后，开启试验，在测试样机进水阶段，从洗涤剂分配器处倒入已溶解的PBIS溶液。

试验结束后，取出负载，称取负载的重量并记录，将取下污渍布的负载分批放入高速脱水机中进行脱水，接取残留漂洗液，接取总量不超过150mL，并准备150mL试验用水备用。

将接取的残留漂洗液与试验用水分别通过紫外分光光度计测量吸光度。

（二）数学模型

1.Cm=(Asamp-Asupply-b)/m

其中：

Cm为漂洗液中PBIS的浓度（单位：mg/l）；

Asamp为残留漂洗液的吸光度；

Asupply为试验用水的吸光度；

m为PBIS标准溶液浓度与吸光度拟拟合直线的斜率；

b为PBIS标准溶液浓度与吸光度拟拟合直线的截距。

注：m和b的数值与PBIS的批次，紫外分光光度计的型号相关，批次和仪器发生变化时需要重新标定m和b的数值。

2.RPS=Cm×mr/RC

其中：

RPS为漂洗性能数值（单位：mg/kg）；

mr为测试样机含水率；

RC为测试样机额定容量（单位：kg）。

四、影响漂洗性能的关键因子

影响滚筒洗衣机漂洗性能的几个关键因子如下：

其中，增加主洗水量或漂洗水量，会有利于改善漂洗效果，但不利于耗水的限值；增加漂洗时间，漂洗次数以及脱水转速（脱水时间）等，也会有利于改善漂洗效果，但不利于耗电星级。

五、漂洗性能提升方案研讨

现有某品牌滚筒洗衣机一台，产品规格及参数如表一。

表1 产品规格参数

该机器要求耗电星级为4.5星，耗水星级4.5星，漂洗性能3.15mg/kg，需提升达到限值要求，即不大于2.25mg/kg。

由于影响漂洗性能的各关键因子之间存在相互制约关系，在限定其它因子不变的情况下，单独更改其中某个关键因子，测试漂洗性能的变化。

（一）中间脱水最高转速对漂洗性能的影响

中间脱水转速以每次增加200rpm为间隔，设置五组脱水转速，在测试过程中保持其他参数不变，程序结束后用高速脱水机将负载脱水，取残留漂洗液及试验用水，分别用紫外分光光度计测量吸光度，经过计算所得漂洗值如表1所示，测试数据为三次平均值。

表2 中间脱水转速对漂洗性能的影响

通过表2测试数据可见，随着中间脱水转速的提高，残留漂洗液中PBIS的浓度降低，漂洗性能得到提升。由此可以看出提高中间过程的脱水转速，有利于改善漂洗性能。这是由于随着脱水转速的提升，负载中有更多的水分被甩出到机器外部，同时PBIS也随同水分一起排出。考虑到机器的寿命、耗电量等因素，脱水转速应保持在1000-1200rpm之间。

（二）脱水维持时间对漂洗性能的影响

测试滚筒洗衣机中间脱水最高转速为1200rpm，脱水维持时间以每次增加30s为间隔，设置五组脱水维持时间，在测试过程中保持其他参数不变，程序结束后用高速脱水机将负载脱水，取残留漂洗液及试验用水，分别用紫外分光光度计测量吸光度，经过计算所得漂洗性能如表3所示，测试数据为三次平均值。

表3 脱水转速维持时间对漂洗性能的影响

通过表3测试数据可以看出，随着中间脱水高速维持时间的提高，残留漂洗液中PBIS的浓度降低，漂洗性能得到提升。脱水转速维持时间从60s增加到150s，漂洗性能提升比较明显，从2.66降至2.51，但维持时间从150s增加到180s时，漂洗性能提升的比较少，仅从2.51将到2.50，但延长1分钟高速脱水，耗电量会明显增加，因此需要综合考虑。

由此可以看出提高中间过程的高速脱水维持时间，有利于改善漂洗性能。这是由于随着脱水时间的增加，负载中有更多的水分被甩出到机器外部，同时PBIS也随同水分一起排出。考虑到机器的寿命、耗电量等因素，脱水转速应保持在120s-180s之间。

（三）漂洗水量对漂洗性能的影响

测试滚筒洗衣机中间脱水最高转速为1200rpm，脱水维持时间180s，漂洗水量以每次增加2L为间隔，设置五组漂洗水量，在测试过程中保持其他参数不变，程序结束后用高速脱水机将负载脱水，取残留漂洗液及试验用水，分别用紫外分光光度计测量吸光度，经过计算所得漂洗性能如表4所示，测试数据为三次平均值。

表4 漂洗水量对漂洗性能的影响

由表4测试数据可见，随着漂洗水量的增加，残留漂洗液中PBIS的浓度降低，漂洗性能得到提升。这是因为水量的增加，有利于负载中的PBIS溶解到漂洗水中，从而随着水一起排出到机器外部。但考虑到耗水星级的要求，水量不可能无限增加。因此需要综合考虑星级要求，确定上述关键因子（中间脱水转速，脱水转速维持时间，漂洗水量）。

综上，残留液中PBIS的含量从最初的3.15mg/kg降低到2.15mg/kg，漂洗性能得到提升。在不影响洗净、耗水、耗电星级的前提下，大幅度的改善了漂洗性能，满足了限值要求。

结束语：随着社会的不断进步和发展，全球能源问题已经引起各界的广泛关注，如何节能已经是各家电企业迫在眉睫需要解决的问题。而澳大利亚标准中对洗衣机的各项能效参数要求较多，由于各参数之间相互制约和影响，非常不利于能效星级的达成，本文的研究能够用增加尽量少的水量和电量，在不影响洗净效果的前提下，大大改善了漂洗性能效果，为能效程序研发人员提供了一种途径！