【美的热水器】美国厨房热工程师访谈|一级静音燃气热水器背后的研发故事

2021年，中国质量协会进行了燃气热水器行业用户满意度监测，并于2022年2月9日发布了外部监测报告。监测报告显示，虽然对燃气热水器的安全性、操作的便利性、智能功能的稳定性评价很高，但噪音问题仍然是困扰用户的最大问题之一。

为了解决该行业存在的问题，Mady集团厨房和热水事业部从2019年开始部署燃气热水器一级静音专项项目，通过底层机器研究和技术创新应用，经过两年的研发，推出了静音、恒温、低热等相结合的新型第一代静音热水器。有趣的是，美的技术研究成果也在今年7月末获得了“国际领先”水平的认证。

所有的创新都不是凭空而来的，所有的技术突破背后都不可能有工程师和开发团队的千万次探索和尝试。"为了顺利推进一级静音项目，团队通过数百次数值模拟分析和数千次燃烧实验，提出了数十次方案。"该项目组的核心成员王耀东、熊留洋两位工程师在接受艾肯加展望采访时这样说道。

“头痛、头痛、脚痛、脚治疗”和“症状药”

据悉，燃气热水器在使用时与水、电、气的综合协调运用有关，内部系统结构复杂。正是由于这一特性，燃气热水器的噪音来自燃烧、风扇、泵等多个方面，因此为了减少噪音，必须开发系统解决方案。

据两位工程师说，燃气热水器系统是一个多物理场耦合系统，背后涉及气流(空气、气体)、水流问题等多种子系统和学科问题。燃烧涉及热力学问题。由于旋转机械的高速运行，除了上述流体力学外，还包括固体力学问题。

“各系统相互结合，只突破单个部件或子系统，很容易陷入‘头痛、头、脚、脚、脚’的误解，不能达到预期的效果，必须明确噪音问题的底层原理，才能‘正确用药’。从两位工程师的角度来看，燃气热水器的降噪是一个系统工程，因此在基本机制研究上取得突破成为解决问题的关键。

底层机器研究表明，美结合主动降噪和被动降噪技术，创新地改变了业界传统的背部吸风方式，开辟了最侧吸风双生物模拟呼吸系统，在低阻力噪声控制技术上取得了重要突破。实现低电阻降噪风管结构。同时，结合声学超材料、DC变频技术、集成密封气体和宇宙级噪声面应用等，建立了一个针对低中频全范围噪声进行定向控制的多维立体降噪系统。

目前燃气热水器额定负荷燃烧的噪音通常在52 ~ 60分贝之间，虽然符合国家标准65分贝的强制要求，但对孕妇、备考学生和比较安静的环境的用户来说，仍然是一个大麻烦。“美丽的燃气热水器降噪技术的应用可以将产品的整体噪音降低到8dB(A)，即使在最大负荷下，也可以将噪音保持在45分贝以下，达到最适合人类生活的环境水平。

基于系统的解决方案，美的实际上将燃气热水器的噪音水平降低到安全舒适的水平，让用户享受安静洗澡的新体验，同时将燃气热水器类别带入静音时代，对带动行业的高质量发展具有划时代意义。

以协同创新攻克技术难题

米伽斯热水器一级静音项目的工程师王耀东于2016年加入Maddy集团，在燃气热水器领域拥有丰富的研究经验，熊留洋在进军Maddy集团之际，在国外也拥有4年的博士研究经验。尽管如此，他们必须承认，燃气热水器噪声控制底层机器研究的这条路并不容易。

两位工程师表示，在研发过程中，从系统声源识别、子系统(包括空气系统、燃烧系统、热交换系统、水路系统)方向优化到振动传播和辐射控制，存在很多技术困难。其中最难克服的一点是如何平衡低排放和低噪音需求。

“噪音控制往往需要增加声音阻力，而碳排放控制需要减少风阻力，低阻力和低噪音之间必须存在复杂的耦合关系，两个目标功能不一致，如何协调两人之间的关系无疑是最难突破的技术难点。”熊留洋解释道。

为了克服这一技术难题，美国研究开发组聚集了声学、流体力学、热力学等领域的多名博士专家，进行了联合公文。“简而言之，首先通过专业的噪声频谱分析诊断问题，然后根据各学科的噪声贡献，组织各专业团队共同攻关。”王耀东坦率地说，整个研发过程非常复杂。并不是三句话就能说清楚的。

“燃气热水器噪声机理的研究实际上是非

常典型的多学科协同的工学问题，它不仅涉及到一些技术的创新与应用，还关系到工艺的可制造性以及后续的通用化和平台化。从表面上来看好像只是一个噪声问题，但涉及到的面非常广，因此需要用工程系统的思维去分析和解决。”汪耀东进一步补充道。

把复杂留给自己，把简单留给用户

每一项技术的研发都是一个失败和成功的积累过程，尤其是噪音实验关联影响因素尤其多，也被很多工程师称作“玄学”。

“燃气热水器的噪音实验，受进水温度、气压、湿度、气源变化以及其他外部干扰的影响，有时候上午试验成功的方案，下午性能却呈现很大的差异。因此，为了保证实验场景的一致性和对比数据的准确性，往往需要进行连续测试。”

在熊柳杨的记忆中，有次为了得到准确的数据，一天之内完成了8台机器的拆装、数十次零部件的组装以及上百个工况的验证对比。“这样的情形对于我们团队‘听音者’来说已经习以为常。把复杂留给自己，把简单留给用户，这是每一位美的工程师的信念，也是日常工作的落地，更是对美的‘科技尽善，生活尽美’价值观的生动诠释。”

汪耀东告诉艾肯家电网，研究燃气热水器噪音问题的团队最多的时候有将近30个工程师，其中三分之一以上是博士。“一直以来美的都非常重视底层机理研究和技术创新应用，这一点从最近几年的招人情况便可见一斑。美的在招产品工程师时，原则上都要求拥有博士学位，除非有一些工作经验非常丰富的硕士才可以进来，这个招聘标准基本上已经和一些科研院不相上下了。”

也正是对研发的持续投入，美的才能不断实现产品品质的突破性提升。以美的燃气热水器的一级静音技术为例，采用该技术的京东首款产品JSQ30-RX7于2021年12月25号上市，天猫首款产品JSQ30-M5于2021年12月25号上市。产品落地上市以后便迅速成为TOP1，迄今已经覆盖18款产品型号，不足半年时间统计数据表明用户使用好评率提升了7%，并且在持续提升中。

对此，两位工程师表示，“研发过程虽然艰难，但看到科技创新能够真正地改变消费者的生活，实现‘让生活更美’的那一刻，无疑是最有成就感的时刻。这种成就感也是支撑着团队一直坚持努力下去的动力。”