设计制造技术改进助推洗衣机节能

　　随着科学技术的发展，越来越多的新技术被应用到了洗衣机的设计制造领域。目前比较热门的就是变频技术和直驱技术。

　　在经济高速发展的今天，能源紧缺已经成为制约各国经济发展的一大难题，由于能源消耗过多导致环境日益恶化也是世界各国面临的一个严峻问题。

　　针对这一状况，我国相关部门为了指导消费者购买能效等级较高的家用电器，推动节能产品的发展，于2005年开始逐步对多种家用电器产品实施能效标识制度，规定在中国境内销售的该类产品必须粘贴能效标识。作为家庭占有率非常高的家用电器，家用电动洗衣机产品也于2007年3月1日实施了能效标识制度。

　　针对能效标识制度，各家洗衣机生产企业各显神通，推出众多创新设计，致力于开发出更加节能高效的产品，争取在市场上抢占先机。

　　电动机是节能关键部件

　　整机节能，最直接有效的方法就是使用高效的零部件，尤其是关键零部件。对于洗衣机产品，电动机无疑是最为关键的部件。选择一个高效率的电动机对整机效率的提高会起到至关重要的作用。面对国际金属价格的不断攀升，一些不法零部件厂商为了节省成本，使用质量较差的漆包线、硅钢片等原材料，导致电机的效率降低。这种做法是对国家资源的极大浪费，广大洗衣机生产企业应该联合起来抵制这一做法，积极响应国家节能环保的号召，选用一些效率高的电机。另外，选择高效的排水泵或排水阀等零部件也会对提高整机的效率起到一定作用。

　　加热管应与整机相匹配

　　前面提到可以通过选用高效率的电动机来提高洗衣机的能效，那么，是不是选用高效的电动机就一定会节能呢？显然不是，还需要将电动机和整机进行合理的匹配。因为电动机是一种非常特殊的产品，其输出功率是可以随着负载的变化在一定范围内变化的。在变化的过程中，其效率也不是固定值，会在某一点处达到最大。在整机设计时，应尽量将洗衣机的额定状态设计在这个效率最高点的附近。

　　对于滚筒式洗衣机，加热管是能源消耗最大的部件，一般情况下，用于加热洗涤水的能耗占到洗涤全过程能耗的70%～85%。而加热管基本上属于纯阻性元件，效率相差不大，功率因数(有用功与总功率的比率)都接近100%。所以对于加热管，节能最关键的问题就是如何使其与整机更好的匹配。对同一台滚筒式洗衣机，如果选用功率较小的加热管，进行长时间加热可以将洗涤水加热到所需的温度；选用功率较大的加热管，短时间加热也可以将洗涤水加热到所需的温度，消耗的电能应该是一样的，那么哪种方式更好一些呢？显然应该是后者。

　　因为前者加热时间较长，有可能刚刚将水加热到所需的温度，洗涤过程就结束了，热水就会直接被排出，白白的浪费掉了。而短时间内将水加热至所需温度，可以使衣物长时间在温度较高的洗涤水中洗涤，更有利于去除污渍。因为温度的升高可以提高洗涤剂的溶解度，使污垢分子的运动速度加快，削弱污垢分子与织物的结合牢度。这样，污垢在表面活性剂的作用下就可以比较容易地从织物上去除。

　　但是也不能盲目追求大功率的加热管，一是功率过大容易产生安全隐患，而且目前家庭中配电也有所限制；二是因为目前许多洗衣粉中都含有多种酶，各种酶活性最高的温度不一样，如果温度升高过快，就不能充分发挥某种酶的活性，可能会导致去除某种污渍的效果变差。所以，应该科学合理的选择加热管，使其与洗衣机达到最好的匹配效果。

　　水量选取一定要适当

　　对加热洗涤水能耗产生影响的最重要因素就是洗涤水量，因为加热洗涤水需要的热量Q=C·m·△t，其中m就是指洗涤水的质量。因此，合理设计洗涤水量，避免因加热过多的水而造成能源的浪费，直接就可以起到降低洗衣机能耗的作用。

　　另外，对于滚筒式洗衣机，试验时加入的洗涤剂量为其额定洗涤容量的1.0%，所以洗涤剂的浓度完全由洗涤水量决定。较少的洗涤水量会提高洗涤剂的浓度，自然也会提高洗衣机的去污能力。但是，洗涤水量也决定了被洗下的污垢的浓度，污垢浓度过大，会造成其在洗涤液中的悬浮能力降低，再沉积的趋势变大。如果再沉积的程度大于去污的能力，将有可能会导致洗涤效果变差。所以水量的选取一定要适当，既要节能，又要达到良好的洗净效果。

　　合理利用浸泡时间

　　目前，许多企业在洗涤程序中加上了一定的浸泡时间，让洗涤剂中的有效化学成分与衣物中的污渍充分作用，以达到提高洗净效果的目的，同时也能减少波轮运转的时间，起到节约能源的效果。据试验表明，单纯的浸泡对洗净比的提高作用非常有限。现在许多企业提出了运动浸泡的概念，就是通过合理的设计波轮旋转和浸泡时间，将洗涤和浸泡结合到一起，对洗净比的提高会起到更好的效果。

　　适当选用喷淋漂洗方式

　　对于波轮式洗衣机，GB 12021.4-2004标准中制定的分级指标比较严酷，要达到能效等级1级非常困难。现在多家洗衣机生产企业为了追求这一指标，不惜“铤而走险”，采用喷淋漂洗的方式。所谓喷淋漂洗，就是在洗涤结束后、第一次漂洗时不采用注满水漂洗的方式；而是漂洗时一边进水喷淋，同时也间歇地进行脱水、排水。这样可以减少洗衣机的漂洗用水量，也减少了漂洗过程中的电机运转时间，达到了节能的目的。但是这样做有一个较大的风险，就是GB 12021.4-2004标准中不仅规定了洗净比、耗电量、用水量这三个能效标识上要明示的指标，而且还规定洗衣机的脱水性能和漂洗性能必须符合GB/T 4288-2003标准的要求。如果其中一项不合格，就算测出的能效等级为1级也没有任何意义。

　　采用喷淋漂洗的方式很容易造成漂洗性能项目不合格，而且势必对洗净性能产生一定影响。所以这一方法一定要谨慎使用，要经过充分试验验证没有问题后方可采用。

　　变频和直驱技术有助节能

　　使用变频电机的洗衣机最大特点就是节能。一般情况下，洗衣机使用的电机是单相电容电机，受其原理、结构及制造工艺的制约，这种电机的效率仅为40%左右，效率高的也不过50%；而变频电机的效率可达80%以上，自然会起到节能的效果。另外，变频洗衣机还有洗净比高，噪声低、振动小的优点，也比较符合目前的绿色设计原则。

　　直驱技术则是利用可以调速的直流无刷电机直接驱动洗涤筒进行洗涤或者脱水的技术。传统的洗衣机电机和洗涤筒之间是通过皮带来传动的，这中间必然会有因机械磨损产生的效率损失，而直驱技术则省去了这中间环节，再加上直流无刷电机本身效率就大大高于普通的单相异步电机，所以大大提高了整机的效率。

　　制造方法也可提高效率

　　以上是现在洗衣机设计过程中常用的几种节能方法，还有一些在制造过程中需要注意的问题，同样可以提高洗衣机的整体效率，希望能够引起广大生产企业的重视。
　
　　提高皮带轮之间的安装精度，降低传动损耗。在安装过程中，对于波轮式洗衣机应保证电机和洗涤筒的皮带轮在同一个水平面上；对于滚筒式洗衣机，则应保证二者在同一个竖直面上，这样可以最大限度地降低因摩擦产生的机械损失，也就相当于提高了机械效率。

　　提高离合器(减速器)齿轮之间的加工精度。通过提高齿轮的加工精度，减少齿轮之间啮合的旷量，同样可以降低因齿轮配合不良产生的机械损失，提高机械效率。

　　上面几点是目前在洗衣机行业常用的一些节能设计、制造方法，希望随着参与这一事业的人员不断增多以及科学技术的发展，大家还会发明出更多更好的方法，为我国的节能减排，环保事业做出更大的贡献。