我们的世界里,垃圾产品无处不在。从价格一元钱的玩具到5位数的高端产品,我们对一个产品垃圾程度的评判标准也不相同。本文要讲的是价格昂贵的加热泵系统。

事情由来:我们最近安装了几台加热泵系统。加热泵系统由一台室外机/风扇和一到多台室内热交换机/风扇组成,与分体式空调类似,但是既可以加热,又可以致冷。

神秘噪声

在第一台系统安装好的当天晚上,我们打开电磁炉系统开始做饭,忽然听到很大的嗡嗡声。天哪,电磁炉是不是已经过了保修期了?一番自艾自怨,然后一个念头闪入我脑海:这是不是由刚装好的加热泵引起的呢?果然,关掉加热泵,电磁炉瞬间便恢复了宁静。

youtube上的视频,可以翻墙的同学请点击观看:https://youtu.be/0G8ysRzsgOM

具体的过程是这样的:

00:01 打开电磁炉开关

00:02-00:32加热泵运行时电磁炉的噪音

00:33-00:43加热泵关闭后电磁炉的噪音

00:44关闭电磁炉

我猜这可能是因为电磁炉的驱动频率和加热泵各种电机的运转频率混在一起了。为了一探究竟,我用AC线路FFT进行检测,前提是一些基本负载及两台加热泵系统处于运转状态。下图显示有噪声污染:

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加热泵未工作

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MUZ系列系统运行,抖动峰值略高于24kHz

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MXZ系列运行,整个声谱范围都能见到噪声

这些不是定量测量结果,只是用探头靠着AC线。

Mitsubishi公司自然不愿意承担责任,那么应该找谁呢?加热泵和电磁炉厂商各应负多少责任?

加热泵是侵入者,虽然它满足应用标准,但错在它。举例来说,如果我是一个无线电发烧友,我的设备干扰了别人,我就有责任来解决这个问题,即便我的设备状态完好,并且满足所有标准。好吧,这个例子也许不完美,但是很接近。

我可以在加热泵连接中加入大的AC线路滤波器,它们的电流范围在40A内,大部分滤波器在AF区域没有太大衰减。

我准备采用一个蓝色的15μF线路额定大电容,但并不抱太大期望,因为噪声源阻抗可能太低。

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15μF 305VAC

在1kHz时,这个小盖的阻抗是10Ω,没准它真能起点作用呢。通过小盖的将是连续的1.4A电流,我有点担心。

接下来我们要讨论一下加热泵系统的功能和“UI”方面的问题。

硬件问题抑或软件问题?

有时候一些问题的起因显而易见,有时候却扑簌迷离。

MXZ系统支持三台室内热交换机。令人不解的是,在一台机器致冷的时候,另一台机器不能加热。但致冷可以与风扇模式并存,加热却不行。

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压缩机

系统在“干燥”模式下可以除湿却不(太)致冷。以加热泵系统现有的技术,如何实现这一功能?

我会让它在加热与致冷模式之间交替工作。致冷时,水会正常被压缩,通过维持恒定的温度,相对湿度将比普通空调机下降更快,这样做明显的优点就是...温度恒定。有时候天气潮湿,但是又不太热,用不着冷气。

就我所知,三菱是在致冷模式下完成干燥的,但干燥能力有所降低。这没多大用处,尤其是在没有湿度调节器来控制整个过程时。它要么开,要么关,没人在家时这根本就不管用。一个本应非常有用的功能(尤其是在气候潮湿时),完全毁在了不合理的软件/系统设计上。

人为的限制

恒温器究竟能低至多少度?也许是10°C(50°F),也许更低。为什么三菱要将最低温度设置(加热或致冷)限制在16°C?这毫无意义。在°F模式下,最小设置是59°,也就是15°C。空调遥控器上有一个智能设置按钮,类似预设置功能。按一下,可以调节温度及其它设置,再按一下,所有设置回退到前一个状态。无论何时按这个按钮,都会调出前一次的预设置。它们之间有何联系?因为一些原因,你可以通过预设置将温度设定为10°C。不是11,不是12,也不是13、14或15。我猜他们的本意是要设置没人在家时的温度。为什么要有这种区别和限制呢?真是疯了!

我忍不住想改变遥控信号,这样就可以设置为自己想要的任何温度。

大多数时候,当我想要低温度时(不是10°,也不是关闭),我的办法是将风扇设置为低速(温度 = 16 °C)。这样做会使紧邻交换机的部分变热,而使该区域的其它部位更冷。我想这种低速风扇设置法在干燥模式下也有用。

我明白系统必须在后台完成一些任务,例如在加热模式下,通过假定致冷模式运行几分钟,间或性地对室外机进行除霜。这意味着在这个周期,极冷的空气将溢出交换机,所以这时候千万不要靠近交换机。有趣的是,只要把垂直方向的叶片关闭,便可部分缓解这一问题。但是这可能引起其它问题。

效率达电机要求

加热泵系统十分高效,加热模式的效率达到350%,这一点我十分喜欢。效率这么高的一个原因是系统采用了BLDC电机,我猜这也是AC噪声的起因,同时这也会引起另一类噪声:声音噪声。

压缩机风扇速度连续可变(严格说来也可能不是,不过我没看到任何速度上的差异)。这利于效率的提高,但速度总是变来变去,有时候也会让人心烦。如果要保持风扇速度不变,效率就会有一些损失,但我愿意每年多付1美元来支付为此增加的电费。这样的风扇一共同有16个。一些速度似乎达到了共振频率,这种情况应该避免发生;一些速度似乎还有细微的“FM”特性;DDS或其它频率产生问题?也要避免。有时可以清楚地听见PWM驱动发出刺耳的高音。果真如此的话,那就再多花一美元在这些部件上,将噪声限制在听不见的频率。

热交换机问题层出不穷。有时风扇启动几秒,甚至不到一秒,便突然停住。到底原因何在?难道是对温度感应不良?或者是不能与压缩机工作同步?

当两台机器同时运行时,有时很难保持高风扇速度。这与前面的问题有关吗?还是一个新问题呢?

机器定期对房间吹风,或者用更长一些时间稍稍将空气加热,有时甚至在室外温度为–5°至+5°C的轻松条件下也是如此。这也可能只是它的一个特征。

上面三个问题出现在加热模式下,我也发现在干燥模式下机器工作周期更长,送风机运行不到一分钟便停下来,如此反复。我不了解加热泵的设计,甚至都猜不出这些问题可能是什么。

那么,接下来我们要讨论可用性问题。

感测能力与可用性

与其它消费电器一样,加热泵的说明书糟透了。例如:

### 什么是“节能致冷”?

与静止不动的气流相比,移动的气流(气流的改变)让人感觉更凉。微处理器会自动改变所设定的温度和气流方向。致冷环境温度同时保持环境舒适是完全可能的。因此,节约了能源。

这就是一段废话,言之无物,还提供无用信息——“微处理器”。

由于没有详细描述其它功能,因此令人很难理解。例如,一个风扇速度设置被标为自动。这是什么意思?再例如,缺席检测,即当房间没人的时候变为节能工作模式。(我认为有一个PIR被动红外传感器)。它究竟想说啥?

2013111100007 两种遥控器,滑盖完全拿掉了。只有右边这个遥控器可编程。

右边这个看起来精巧一些的遥控器用来控制带PIR传感器的室内系统,左边这个简陋一些的遥控器则控制其它系统。尽管这些系统都有高级换气功能,三菱却不友好地取消了其中一些系统最基本的自由编程功能。

较简单这个遥控器不支持纯风扇运行模式。这是交换机本身的局限,还是人为的限制呢?

按键不能自动-重复……哪怕最基本的温度设置按键都不能。重复功能对于经常用到的6点钟位置的Fan按键也会很有用。是的,按五下,降低一个速度单位。噢,对了,时间设置按键可以重复!

可编程

两个遥控器都支持有限的可编程功能——Timer。这个一键延迟开、关的功能,是设置睡眠模式的另一种方法,但你要记得每天晚上启动它。我一般不用这个功能。

大一点这个遥控器具有良好的完全可编程能力。(很奇怪它们复制了时间&温度按键)。当然,温度设置只能低至16°C,而非10°。只有温度是可以设置的,速度和模式都不能设置。并且它是边缘或事件触发的。也就是说,开启可编程模式时,在下一个状态改变之前,什么都不会发生,而我用过的其它所有恒温控制器在开启后会立即采用当前的可编程设置。

I see传感器

这个可编程器件最让人感兴趣的功能可能是三菱称之为i-see传感器的功能,也就是上面提到的PIR传感器。

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PIR感应角

根据产品介绍,它是一个8像素垂直阵列,扫描房间区域达8 × 94栅格。正如前面提到的,房间里没人的时候,系统会进入节能工作模式。如果你在房间里,你的位置会被监控,送风机可以设置为这两种模式中的任意一种:对着你的方向吹风;不对着你吹。这倒是干脆。。。如果这种方式工作的话。

除了感应身体的温度(假设它可以辨别并忽略宠物),它也可以感应物体表面的温度,例如,吹较冷的外墙用比较暖的风,吹较暖的内墙则用较凉的风。

这些特征在较小的房间表现会更明显,对于大房间,这几乎毫无价值。

一个小的实现细节让我更不想用它了:感测角每秒都会轻轻旋转对房间扫描。尽管电机很安静,却让我神经紧张。感测角能够快速定向,如同开机/关机中所显示的那样。

小结

与现代许多日用消费品一样,加热泵拥有一些先进的工程技术设计。但是,一个优秀的产品设计所带来的好处,远远抵不过一个不好的设计,哪怕只是细微之处,对产品带来的打击。一些愚蠢的设计,如16°的温度限制、本可轻松避免的噪声、以及不考虑其它AC负载而引发的线路噪声,足以毁掉一个本应优秀的产品。

世界的运转由软件控制。除了AC噪声问题,上面提到的所有问题几乎都可通过更加深思熟虑的软件设计来避免。

对此你有怎样的看法?

【原文发表于EDN US,Jenny Liao编译。原文:Why is everything junk? (Heat-pump edition)

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