空气能热水机 无水 检测技术研究

张小明 　王奇　黄锐斌　杨嘉伟　叶志强

珠海格力电器股份有限公司 　 广东珠海 　 519000

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.