《冰箱除臭模块净化寿命评价方法》编制说明

《冰箱除臭模块净化寿命评价方法》编制说明一.工作简况1.1标准制定的背景与目的食物腐败会产生一系列化合物，如鱼贝类、畜禽肉类腐败会产生低级胺、吲哚、硫化物、硫醇、尸胺、醛类、酮类等腐臭味物质；粮食、蔬菜、水果等会分解产生单糖、双糖、有机酸、醇、醛类等酸味或酒味物质。这些化合物多为异味，其残留会沾染其他食材，给用户带来不良体验。有研究报道对市场上带有除异味功能和无除异味功能的冰箱用户进行调研，共333份样本，其中79%的用户的冰箱存在异味，且存在异味的冰箱用户中有41%的用户完全不能接受异味；54%的用户勉强可以接受异味，从某种程度上讲这部分用户也是不能接受异味；因此，仅有5%的用户可以接受异味。可以发现，大部分用户对冰箱异味问题比较困扰。目前中低端冰箱产品的冷藏和冷冻环境下会使用除臭模块用于去除冰箱异味及乙烯等气体，从而提升冰箱内的空气洁净度。例如，海信/容声的钯、银离子长效除菌、净味、除乙烯模块、海尔的黑金净化、美的PT净味、BOSCH的铂金净风、日立东芝等铂金触媒等。所以，除臭净化功能已经成为冰箱产品非常重要的功能，也是消费者在购买冰箱产品时非常关注的卖点。海信/容声钯银离子海尔黑金净味美的PT净味BOSCH的铂金净风东芝低温触媒净味目前冰箱用除臭模块多为除臭材料负载于多孔活性炭、多孔陶瓷等比表面积较大的基材上，以提升其对臭味物质的吸附量和去除量。然而，由于除臭材料负载状态不稳定、多孔材料易于饱等原因，其除臭效果会随使用时间的延长而有不同程度的降低甚至失效，这对产品的NPS产生了消极的影响。同时，除臭模块使用寿命的无法预估也极大限制了及时维护更换。因此，需要有科学、可行的评价方法。目前，国标关于净化性能及效率的评价标准有GB21551.4-2010《家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能电冰箱的特殊要求》，但缺少除臭模块净化寿命的试验方法和评价方法。因此，本文可针对现有标准未规范的除臭模块的净化寿命评估增加寿命评价方法，以规范相关市场并引导技术研发，促进除臭模块寿命提升，对提升用户生活品质具有重要意义。1.2任务来源本项目是根据中国轻工业联合会发布关于下达《智能淋浴器（花洒）》等15项中国轻工业联合会团体标准计划的通知（中轻联标准[2023]137号）《冰箱除臭模块净化寿命评价方法》团体标准（计划号：2023017）进行制定。本文件由海信冰箱有限公司提出、牵头，中国轻工业联合会归口管理，由海信冰箱有限公司、海信容声（广东）冰箱有限公司、中国家用电器研究院负责起草。1.3工作过程本标准的工作过程是以国内外现有的相关标准为基础，根据相关的测试数据，确定评价指标。（1）组建起草工作组本文件的主要承担单位是海信冰箱有限公司、海信容声（广东）冰箱有限公司、中国轻工业联合会、中国家用电器研究院。其中，海信冰箱有限公司为第一起草单位，主持本文件的起草。起草工作组主要人员为：李雪、胡哲、于治文、王磊、王海燕、张庆玲、邓荣娇。工作组分工：王海燕、张庆玲负责标准的全面协调工作；李雪、胡哲主要负责主要产品技术调研、论证以及标准起草工作；王磊负责产品市场调研工作；李雪、于治文主要负责样品的数据分析工作以及标准内容完善、相关标准调研等整理工作；邓荣娇主要负责方法验证、数据整理、汇总统计工作；（2）前期调研及资料整理在现有标准化文件、家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能电冰箱的特殊要求的技术推广及测试数据等相关资料进行收集整理的基础上，明确工作计划和重点关注问题，奠定标准框架基础。（3）标准内容的编写与标准讨论起草阶段：2023年6月份形成标准初稿，并于2023年7月21日召开首次会议；会议中对标准初稿的内容进行逐条探讨，并提出标准修改意见如适用范围、术语定义、试验方法等，同时明确下阶段的工作计划。2024年5月10日召开了二次工作组会议，会议中对修订的标准文本进行了充分讨论，确定了试验方法，调整标准文本及格式，起草工作组成员认真听取和记录了与会专家提出的问题和整改建议。经过两次会议，起草工作组确定了标准的主要内容，完善了范围和定义、技术要求、等级划分、试验方法。会后经过工作组的整改，以及试验验证数据，形成了标准征求意见稿。征求意见阶段：2024年7月，起草工作组将标准“征求意见稿”发至中国轻工业联合会全体委员及行业有关单位，并通过邮件、网站公示等方式广泛征求意见。2024年7月XX日-2024年X月XX日，标准征求意见稿在中国轻工业联合会网站上公示（通知文件为中轻联标准发【XXXX】XX号），同时参编单位也通过邮件征求意见的方式广泛征求行业内的专家意见。发送“征求意见稿”的单位数XX个，截止到X月XX日，收到“征求意见稿”的回函单位数XX个，其中提出XX条反馈意见。经归纳分析，工作组采纳了XX条建议，不采纳意见XX条，部分采纳意见XX条。审查阶段：报批阶段：二.标准编制原则2.1标准制定的法律依据标准依据以下相关的政策法规编制：《中华人民共和国标准化法》，《中国轻工业联合会团体标准管理办法》。2.2标准起草的依据本标准按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》以及GB/T20004.1—2016《团体标准化第1部分：良好行为指南》的要求进行编制；技术内容参考国内外先进技术和相关标准，并结合国内相关冰箱企业产品的实际情况。2.3标准制定的原则本标准制定遵循以下原则：科学性、适用性、先进性，结构合理、条理清晰、内容完整、可操作性强，无逻辑和语法错误。三.标准主要内容的确定3.1范围本文件规定了冰箱除臭模块（以下简称除臭模块）净化寿命评估的试验方法、评价等级。本文件适用于冰箱除臭模块净化寿命的设计、制造及评价。3.2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T8059—2016家用和类似用途制冷器具GB/T14676-1993空气质量三甲胺的测定气相色谱法GB21551.4—2010家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能电冰箱的特殊要求3.3术语和定义本标准定义了家用电冰箱除臭模块和净化寿命，首次提出冰箱用除臭模块寿命评估的试验方法和评价等级。3.4测试方法选用浓度为5000.5ppm的三甲胺标准气为测试试剂。3.4.1试验装置试验装置示意图见图1。图1试验装置图1—进气阀门（直径6mm，阀体材料聚丙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS接头）；2—测试箱（长宽高分别为40×25×20cm，容积V为0.02m³的密闭测试箱，箱体材质为聚碳酸酯硬质塑料）；3—单向阀（外径6mm，阀体材料聚丙烯PP）；4—输入气路（材质：聚氯乙烯PVC塑料软管，整个气路长度不大于90cm）；5—反应瓶（16cm3，材质：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS硬质塑料）；6—微型气泵（气体流量1-2L/min）；7—排气阀门（直径6mm，阀体材料聚丙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS接头）；8—循环风扇（额定电压DC12V，转速6000±10%r/min，风量0.18m3/min，尺寸为40×40×10mm的循环风扇，位于箱体底部中心位置）。3.4.2试验步骤1）按照图1组装测试箱及配件；2）检测装置密闭性，关闭测试箱2、进气阀门1、排气阀门7和气泵6，打开进气阀门1向测试箱内输入（2-12）mg/m3三甲胺标准气，进气结束后关闭进气阀门1，开启循环风扇8，打开排气阀门7和气泵6。取测试箱内气体，气相色谱法检测浓度，2h后重复检测测试箱内气体浓度，测试浓度之差不超过2%；3）安装模块，准确称量1±0.1g的除臭模块放置于反应瓶5内；4）开始试验，关闭测试箱2，所有阀门处于关闭状态。打开进气阀门1，向测试箱内输入2-12mg/m3三甲胺标准气，关闭进气阀门1，打开循环风扇8和排气阀门7，气泵6插电。检验箱体内气体浓度，起始浓度C1。5）每1h取箱体内气体并检测，采样和浓度计算按照GB/T14676进行。浓度值下降不高于5%时停止，记录此时浓度C2。如果测试箱内气体浓度低于仪器检出限，则需要重复进气步骤4）。6）试验结束，按下式计算单次净化量w。需要多次进气时，则累积净化量wn为单次净化量叠加。7）试验结束后，关闭气路的排气阀门7和气泵6，移除反应瓶5，打开测试箱，充分释放箱内的三甲胺。箱体内三甲胺完全释放后，打开排气阀门7，空气冲洗测试管路，排出管内臭味气体。3.5主要试验（或验证）情况3.5.1测试温度其他测试条件保持相同，将测试箱分别置于室温25℃和5℃下进行除臭测试试验，称取四份质量为1.0g模块进行试验，每个温度条件下测试两次，测试后计算三甲胺气体的去除量平均值分别为0.22mg/g和0.23mg/g，吸附量相差很小，因此温度影响认为可忽略不计，后续均采用室温条件下进行测试。3.5.2空白试验在室温25℃进行空白试验，空白试验的试验装置及过程与测试试验相同，反应瓶内不放置除臭模块。试验开始时和2h后抽取试验箱内三甲胺气体并检测浓度，进行两次试验。第一次试验结果为2h自然衰减率为1.77%；第二次结果为2h自然衰减率为1.63%；衰减率较低，试验装置密封性较好。3.5.3数据重复性在室温25℃，分别称取质量为1.06g、1.08g、1.02g除臭模块进行三甲胺净化测试。重复性测试引起的不确定度属于A类不确定度u(A)，根据贝塞尔公式计算不确定度值：S=i=1式中：S—标准偏差；n—测试次数；i—测试中某成分的各次测量值，1~n。经过测试后计算单位质量模块对三甲胺的去除量分别为0.21mg/g、0.19mg/g、0.18mg/g，平均值为0.19mg/g，带入公式（1）偏差为0.016，重复性测试引起的标准不确定度u(A)为0.016mg/g，测试结果偏差较小，重复性较好。表1测试数据序号单位去除量（mg/g）10.2120.1930.18平均值0.193.5.4不同质量测试在室温25℃，称取除臭模块质量为5.66g、5.70g、10.72g、10.44g进行净化测试试验。测试结果为0.50mg、0.57mg、0.98mg、1.24mg。结果表明相同质量测试结果偏差较小，且随着除臭模块的质量增大三甲胺去除量增大，说明实验方法可行，稳定性重复性较好。3.5.5净化寿命等级评价本标准主要围绕冰箱用除臭模块进行测试、评价，按表2进行除臭模块净化寿命等级评价。根据三甲胺起始浓度（2-12）mg/m3，测试箱内单次三甲胺的质量为（0.04-0.24）mg。若除臭模块单次可完全去除三甲胺，其净化寿命被判定为Ⅲ级；除臭模块对三甲胺的去除量在单次到10次输入三甲胺质量（0.24-2.4）mg之间，其净化寿命被判定为Ⅱ级；除臭模块对三甲胺的去除量超过10次输入三甲胺的质量（2.4mg），其净化寿命被判定为Ⅰ级。表2.净化寿命等级评价累计净化量wn(mg/g)等级wn＞2.4一级2.4≥wn＞0.24二级0.24≥wn＞0.04三级四.标准中涉及专利的情况本标准不涉及国内外专利问题。五.预期达到的社会效益、对产业发展的作用本标准的制定将会为冰箱除臭模块的设计、制造、交货验收、维护更换提供依据，规范企业进行产品宣传，填补行业标准空白。本标准提供了冰箱除臭模块净化寿命评估的试验方法、评价方法，有利