1、引言
互联网时代，智能化家电产品已经越来越多地进入到了家庭中，得到了消费者的青睐。在洞察消费者深层次需求方面，智能电热水器不仅能够自动适应环境温度，智能匹配适宜的洗浴温度，免去调节热水器出水温度的繁琐，同时还能学习消费者的洗浴习惯，按照消费者需求提前准备热水，节省电费。
但是对于智能电热水器的学习能力该如何评价、如何测量需要合适的方法，以及如何制定相应的检验规范或测试标准，以保证其测试结果与评价结果准确性及可靠性，将促进智能电热水器人工智能技术的发展。《家用储水式电热水器智能节能技术规范》即是用来规范和引导该类电热水器自学习能力和节能水平的评估。
2、标准编制过程
2018年5月，《家用储水式电热水器智能节能技术规范》标准在中国标准化协会通过立项评审。2018年6月5日，标准编制组于顺德召开了国内相关企业参加的标准讨论会，并根据讨论结果，形成标准征求意见稿，并向行业征求意见。标准编制组根据行业反馈意见对标准进行修改，完成标准的送审稿。
2018年6月15日，标准通过专家组审定。2018年7月27日，中国标准化协会批准发布T/CAS 308-2018《家用储水式电热水器智能节能技术规范》团体标准，该标准已于2018年7月27日起实施，下文将对其进行详细解读。
3、标准内容解读
3.1 标准适用范围
标准规定了家用储水式电热水器智能节能的术语和定义、技术要求和试验方法。标准适用于额定容量40L及以上、能效等级不低于2级的电热水器。
3.2 技术指标
标准中涉及到的几个技术指标详见表1。
3.3 对技术指标的解析
3.3.1 标准中相关定义
（1）用户习惯学习功能。电热水器能够统计并记忆不同用户使用时的温度、时间、用水量、工作模式等设置参数，依据统计数据调整电热水器的运行模式。
（2）用户习惯周期。用户一段时间形成的行为和生活方式按同样的规律重复出现的时间间隔。
（3）参考学习期。在规定的试验条件下，电热水器采用使用说明中允许的最高设置温度模式来控制加热和保温的时间段。以下简称“参考期”。
（4）智能控制期。在规定的试验条件下，电热水器采用智能控制模式来自动控制加热和设置温度的时间段。以下简称“智能期”。
（5）智能控制有效期。在规定的试验条件下，智能期运行稳定后的最后2个用户习惯周期。以下简称“智能有效期”。
3.2 技术指标
标准中涉及到的几个技术指标详见表1。
3.3 对技术指标的解析
3.3.1 标准中相关定义
（1）用户习惯学习功能。电热水器能够统计并记忆不同用户使用时的温度、时间、用水量、工作模式等设置参数，依据统计数据调整电热水器的运行模式。
（2）用户习惯周期。用户一段时间形成的行为和生活方式按同样的规律重复出现的时间间隔。
（3）参考学习期。在规定的试验条件下，电热水器采用使用说明中允许的最高设置温度模式来控制加热和保温的时间段。以下简称“参考期”。
（4）智能控制期。在规定的试验条件下，电热水器采用智能控制模式来自动控制加热和设置温度的时间段。以下简称“智能期”。
（5）智能控制有效期。在规定的试验条件下，智能期运行稳定后的最后2个用户习惯周期。以下简称“智能有效期”。
3.3.2 供水模式
供水通过基准供水模式的不同组合来实现，基准供水模式见表2。节能测试采用了两种供水模式，供水模式A和供水模式B，组合方式见表3。节能测试供水模式A、B两种测试的参考示例详见表4、表5。
3.3.3 试验步骤
3.3.3.1 试验环境要求
实验室的环境要求如下：
（1）实验室的空气流速0.25m/s；
（2）环境温度为（20±2）℃；
（3）相对湿度85%；
（4）电源电压与额定电压差的绝对值不能超过额定电压的±1%；
（5）在被测电热水器额定输入功率下进行，输入功率的偏差绝对值不大于额定输入功率的5%；
（6）电热水器处于正常安装使用状态，在测试期间不排水时的水压在0.28MPa和额定压力之间并保持稳定，波动范围为-0.05MPa～0.05MPa。
3.3.3.2 参考期前稳态
将被测电热水器放置在3.3.2.1规定的试验环境下至少2小时。被测电热水器按照正常方式注满温度为（23±1）℃的水，除非使用说明中另有规定，对于密闭式电热水器，关闭出水阀，打开进水阀，在额定功率下通电工作。将电热水器的温控器调整到电热水器使用说明中允许的最高设置温度Tset，使得电热水器在接通、断开、接通的状态下周期运行。被测电热水器在温控器第一次断开后不排水工作至少12小时，12小时后温控器第一次断开时，此阶段结束，进入参考期。此步骤结束时，顶部所测水温T为（Tset±3）℃。
测试注意事项：
（1）该阶段目的是减小被测热水器内不同水层的水温差。保证后续测试的准确性和重复性。
（2）被测热水器是在额定输入功率下工作，而不是额定电压。
（3）进水管应尽量短，同时注意进水管的保温措施，减小热量损失。
3.3.3.3 参考期
在这期间电热水器加热和保温控制采用非智能模式控制，根据电热水器使用说明中允许的最高设置温度的模式运行。被测电热水器样品利用参考期来记录和学习用户习惯，为智能期的运行做准备。节能测试供水模式中的供水模式A的参考期为7天，供水模式B的参考期为9天。记录参考期内每次排水的进水平均温度、排出热水平均温度、排出热水质量，然后计算参考期总有效热能，用参考期总有效热能和参考期总耗电量计算参考期的能量利用率。
测试注意事项：
（1）排出热水平均温度是采集的混水温度，而不是被测热水器的出水口温度。
（2）如果被测热水器没有集成恒温出水阀，需选取高精度的电磁阀控制好混水温度和出水流量。
（3）混水温度可使用图1所示工装进行。
3.3.3.4 智能期
在参考期结束后，进入智能期，在这期间电热水器加热和保温控制采用智能模式控制。智能期运行3个用户习惯周期，其中最后两个用户习惯周期称为智能有效期。记录热水供应满足次数，计算热水供应满足率。还需要记录智能期内每次排水的进水平均温度、排出热水平均温度、排出热质，然后计算参考期总有效热能。用智能期总有效热能和智能期总耗电量计算智能期的能量利用率。最后用参考期的能量利用率和智能期的能量利用率计算节能率。
测试注意事项：
（1）排出热水平均温度是采集的混水温度，而不是被测热水器的出水口温度。
（2）如果被测热水器没有集成恒温出水阀，需选取高精度的电磁阀控制好混水温度和出水流量。
（3）混水温度工装见图1。
图1 混水温度测试工装图中：1-热水器出水口；2-恒温阀；3-T型管；4-热电偶；5-环氧树脂；6-螺纹接套；7-橡胶管。
（4）测试周期比较长，需注意保持测试的连贯性。
3.3.3.5 热水供应满足率
在智能期放水试验中，被测热水器排出的热水符合测试设定要求，热水供应满足数加1。例如供水模式A中，第8天7：00放水测试，当被测热水器按照测试设定要求放完15L水时的出水温度为39.5℃，则该次放水试验的热水供应满足数记为1，如果被测热水器放完15L水时的出水温度为38.6℃，则该次放水试验的热水供应满足数记为0。智能期内放水试验完成后累加整个智能期内放水试验的热水供应满足数，然后计算其与智能期总的放水次数的比值，即可得到该被测热水器的热水供应满足率。注意，热水供应满足率是计算能量利用率和节能率的先决条件。标准如此设定的初衷是在满足用户热水使用需求的前提下，考核被测热水器的能量利用率和节能率。当被测热水器的热水供应满足率低于80%时，计算能量利用率和节能率是没有意义的。
4、总结
该标准将企业研究成果、标准量化考核、消费者使用习惯多维度有机地结合，本文对该标准的测试方法、注意事项等进行解读，规范和引导电热水器智能节能水平的评估和测量。
本文作者
中家院（北京）检测认证有限公司 王伯燕 周敬
中国家用电器研究院 陆伟
安徽中认倍佳科技有限公司 徐传芳
参考文献
[1] GB 21519-2008,储水式电热水器能效限定值及能效等级[S].
[2] 周立国，王伯燕，亓新，申勇兵，陆伟.储水式电热水器智能节能评价方法研究[J].中国标准化，2019(23):205-211.
[3] T/CAS 308-2018,家用储水式电热水器智能节能技术规范[S].
[4] T/CAS 308-2018《家用储水式电热水器智能节能技术规范》编制说明[Z].
[5] 王莹莹，陆伟，李继超，张兆明.家用储水式电热水器智能水平评价标准解读[J].家电科技,2018(10):44-45.
[6] 黄逊青.储水式电热水器能效评价方法探讨[J].家电科技，2017(05):37-39.
[7] 王爽，盛保敬，陈小雷，陈圆圆，鄢志丹，陈果.关于储水式电热水器剩余洗浴时间预估方法研究[J].家电科技，2019(03):64-69.
来源：《家电科技》2020年第五期
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