文/徐 华 冯盼盼
恒温水嘴(又名“温控水嘴”)是指进水温度和压力在一定范围内变化时,自动调节冷水和热水的进水流量,使出水温度稳定在一定范围内的水嘴。恒温水嘴作为卫浴行业中的细分品类,是随着人们生活需求的提高而发展起来。目前,这类水嘴的主要技术在国内还处于起步阶段,有较广阔的市场前景。恒温水嘴的核心部件是热敏感温元件(记忆合金和石蜡等),目前,大多采用石蜡感温棒结构,其原理是在恒温阀芯的出口处装上感温棒,利用石蜡感温材料热胀冷缩,通过顶杆推动活塞和弹簧的作用,从而自动调整冷、热水进口截面比例,达到调节水温的目的。恒温水嘴按使用场合分淋浴器、浴缸/淋浴器、面盆、洗涤和管道阀等。涉及恒温水嘴的标准比较多,本文将对恒温水嘴国内外标准主要性能要求做对比分析。
国内相关标准主要有《数控恒温水嘴》(GB/T 24293-2009)、《温控水嘴》(QB/T 2806-2017)和《恒温淋浴器》(QB/T 5418-2019)等,国外相关标准主要有《卫生龙头 温控混合水龙头(PN10)技术规格通则》(EN 1111:2017)、《淋浴器与浴缸/淋浴器自动补偿阀的性能要求》(ASSE 1016:2017)等。其中,GB/T 24293-2009、QB/T 2806-2017和EN 1111:2017适用范围均为厨房、卫生间和浴室等,都提出了卫生要求;因无相关卫生要求,QB/T 5418-2019和ASSE 1016:2017不适用于厨房。GB/T 24293-2009和QB/T 5418-2019包含有带电功能的恒温水嘴,均提出相关电气安全要求。
在温度稳定性方面,恒温水嘴与传统陶瓷片密封水嘴的性能区别主要体现在出水温度是否恒定。当温度调节装置、出水流量(Q)、进水温度或进水压力发生变化时,若出水温度和响应时间变化过大,会影响使用者的使用感受,无法确保整个使用过程舒适性(见表1)。
表1 舒适性——温度稳定性要求比对
灵敏度是评价恒温水嘴冷热度调节性能的项目。在一定温度变化量内,最小运动幅度越大,调节性能越好,灵敏度越高。
保真度是温度选择的重现性和准确度。在整个温度范围内调节温度控制装置后,验证其明示温度位置的确定性,保真度值越大则不确定性越大,影响消费者的使用感受。
目前,仅QB/T 5418-2019和EN 1111:2017有灵敏度和保真度的要求(见表2)。
表2 灵敏度与保真度比对
恒温水嘴中Q是一项节水指标,Q偏大,浪费水资源;Q偏小,影响正常使用。因此,Q不符合要求会造成不必要的水资源浪费,达不到节能效果,增加家庭水费支出,不利于我国节能减排政策的贯彻执行。各标准的Q性能要求见表3。
表3 Q要求比对
安全性的判断主要是模拟消费者在使用恒温水嘴时,当冷水/热水突然中断,在热水/冷水管路仍然供水的情况下,若温控阀芯不能及时关闭,热水管路中的热水直接流出会导致人体烫伤,或冷水管路中的冷水直接流出会影响使用者感受,则安全性较差。恢复冷水/热水供应后,若恒温水嘴仍能保持较好的恒温性能,则安全性较好;出水温度偏差大而影响使用感受,甚至烫伤皮肤,则安全性较差。GB/T 24293-2009和EN 1111:2017都有对冷水失效的出水量和温度考核的要求,ASSE 1016:2017仅有冷水失效的出水量考核要求,QB/T 5418-2019和QB/T 2806-2017对冷水/热水失效均有考核要求(见表4)。
表4 安全性能比对
恒温水嘴因限定水嘴最高出水温度(≤49 ℃),从而保证即使旋转到最热端时也不会烫伤皮肤。如果恒温水嘴没有在温度调节装置内安装限位器,会使出水温度过高,导致人体皮肤烫伤。
对恒温水嘴耐用性能的判断主要是模拟消费者在使用时,通过反复启闭等操作,测试其性能好坏,来判断产品的使用寿命。如GB/T 24293-2009中针对控制功能寿命的耐用次数要求为5万次(恒压类),其他的与QB/T 2806-2017、QB/T 5418-2019中要求一致,为3万次;EN 1111:2017中的耐用次数要求为20万次,热敏元件要求5万次。
恒温水嘴的关键部件是恒温阀芯。目前,国内有越来越多的阀芯生产企业开始研发、投产恒温阀芯,但其中的关键零部件热敏感温元件对原材料的要求非常高,零件的加工和组装都必须十分精确。恒温水嘴内部结构精密,若长期使用杂质含量大的水,可能会导致恒温水嘴阀芯堵塞,影响其温度调控和使用寿命。
通过以上国内外标准的对比和分析可以发现,现有标准均没有对恒温水嘴外暴露面温度的考核,但在使用过程中,热水进水端附近温度高,易烫伤皮肤。希望本研究能为企业相关研制和相关标准的修订提供参考。