空气能热水机无水检测技术研究

发表时间:2020/7/23   来源:《科学与技术》2020年第6期   作者: 张小明 王奇 黄锐斌 杨嘉伟 叶志强
[导读] 空气能热水机带有套管或水箱换热器

         摘 要:空气能热水机带有套管或水箱换热器,在出厂检测中需要通水进行整机测试以检测其元器件质量问题。通水测试弊端较多,一是需要通水和排水,测试周期长,二是排水没办法完全去除水分,还需要抽真空,否则水泵等部件容易在储藏过程中生锈,带来售后质量隐患。本技术通过研究空调系统控制原理,开发一种出厂无水测试技术,以取代通水测试,在提升检测质量同时,也取得了很好的经济效益。
         关键词:空气能热水机;出厂无水检测技术
         
         前言
         近年来,商用热水机市场需求越来越大,产品设计是越来越成熟,工艺也越来越稳定,质量水平不断稳步提升。但是,在整个制造过程中,商用热水机沿用老的通水测试方式,测试周期长达30分钟,成为了整个制造过程的瓶颈。而且通水测试后,需要对系统进行抽真空除水,不然水泵等关键器件在仓库中容易生锈,造成售后质量投诉,而抽真空除水也是一个很费时的操作过程。如何在保证产品质量的前提下,提高商用热水机的测试效率和自动化检测水平,是本论文研究的主题。
         为实现无水测试,同时保证可靠检测机组元器件质量和装配质量,我们利用计算机技术,重新调试和匹配了一种无水出厂检测的系统方案。
         1、无水测试方案设计
         测试系统设计,包含测试方法制定,控制的测试软件开发,以及测试硬件三大部分。测试方法制定是根本,包含机组控制逻辑和判断。测试软件是测试控制逻辑输入和控制的载体,测试软件既要把测试控制逻辑发送给机组运行,同时要根据采集上来的各种参数进行自动分析判断,并存储所有数据供后续查询分析。测试硬件,即控制机组上电和断电运行,以及通讯,采集等硬件模块。
         1.1测试方法:
         a、通水测试(制热水模式和化霜模式等)转成出厂无水测试(元器件测试)。
         b、环境工况采用23±2℃;
         c、电脑开发软件系统,编制专用测试逻辑,采用开放负载方式,测试系统控制压缩机和所有元器件动作;
         d、通过与机组通讯和外置传感器(热电偶等),采集所有参数并进行自动判断。
         e、测试方案:
         无水测试系统原理:由于不通水,那么热水换热侧换热能力下降,需要通过降低冷媒量和压缩机,节流阀件控制来保证机组运行在一个稳定的系统区间,如下图1所示,灌注量2条件下是一个较理想状态;
 
                   图1                                               图2
         1.2测试硬件和软件设计:
         硬件和软件架构如图2,
         硬件系统:包含PC机,PLC,继电器,空气开关,接触器,温度压力采集模块,串口卡,通讯转换模块等。电控柜提供三相380伏和单相220伏电源,通断电由测试软件通过PLC发指令给继电器进行控制。温度压力采集模块采集机组和水系统参数给测试软件进行分析判断,测试电脑与机组通讯通过串口通讯转485,与机组通讯,把运行指令发送给机组,同步也采集机组自带的传感器采集回来的各项参数。
         测试软件:是控制中心,测试软件运行控制逻辑,每隔1秒发送一个指令,通过通讯板与机组通讯,通讯板和工控主机通过RS-485通信方式和MODBUS约定的协议方式进行对话。测试软件能显示协议上所有开关状态量、故障状态量、数字状态量的状态值。元器件质量判断,是通过控制指令使相关元件动作,并通过采集动作后相关的状态参数变化来判断。
         1.3无水测试难点分析
         无水测试情况下,容易出现以下问题:
         A、压缩机排气保护;
         B、系统压力保护;
         C、压缩机压比过大;
         D、水泵等元器件检测无法稳定自动判断;
         我们主要通过以下技术来解决。
         技术点1:二次灌注工艺
         通过调整不同比例的灌注量(从100%到10%比例调试),来使系统运行在图1合适的系统范围。测试之前灌注一个合适比例的冷媒量,出厂测试完成后灌注剩余灌注量。图3为我们通过优化的控制逻辑和灌注量匹配,来达到一个比较好的运行系统数据。

         图3
         技术点2:独特的负载控制和检测技术
         要达到无水条件下能稳定运行,压缩机,节流阀,风机等系统关键元器件控制,必须与原来整机客户使用条件下的运行方式不同。这时候需要通过实验,匹配对应的灌注量,摸索出一套压缩机,风机,节流阀和水泵等元器件控制的逻辑,如图4部分元件控制图所示,
        
         图4
         1.4测试效益分析
         采用全新的无水出厂测试方法后,效率和质量都有很大提升。
         测试效率:
         原通水测试方式,加上水路管线接拆,需要30分钟;
         目前采用这种无水测试方式,整个测试周期只需要6分钟;
         测试周期下降80%,大幅度提升生产效率;
         测试质量:
         原测试方式,除水不干净,机组水泵等元件生锈,导致售后投诉;
         采用无水测试后,所有元器件和系统可靠性方面全自动检测,杜绝了通水测试的各种弊端。
         2、结束语
         本研究从改善热水机测试效率和质量的目的出发,结合计算机主动控制技术,开发了一种全新的无水自动检测技术,高效可靠,给空调制造工厂生产带来了很好的效率和质量控制方面的经济效益。
         参考文献:
         [1]张培君.节能环保的空气能热水器[J].农村电工,2017(02):61.
         [2]金辉.空气能热水器的优劣对比[J].大众用电,2016(12).
         作者简介:张小明(1982-),男,广东梅州人,现任珠海格力电器股份有限公司暖通工程师.
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