CN103776651B - 热泵热水器流水线测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热泵技术领域，公开了一种热泵热水器流水线测试系统及方法。该系统包括至少一个主机和储水箱组成的工作系统，其还包括与储水箱连接的补水装置和热水收集装置，连接所述补水装置和热水收集装置的冷却装置，与主机连接的信号采集装置，设于储水箱内的多个温控器，以及与信号采集装置、补水装置、冷却装置、热水收集装置和温控器连接的控制装置。本发明通过温控器检测储水箱内的水温来控制补水装置、冷却装置、热水收集装置的循环，并在循环过程中实时的通过信号采集装置检测主机的各种运行参数，整个测试系统结构简单并且检测流程更加简便。

Description

热泵热水器流水线测试系统及方法

技术领域

本发明涉及热泵技术领域，更具体的说，特别涉及一种热泵热水器流水线测试系统及方法。

背景技术

热泵热水器是利用逆卡诺原理，通过介质，把热量从低温物体传递到高温的水里的设备。可以使介质(冷媒)相变，变成比低温热源更低，从而自发吸收低温热源热量；回到压缩机后的介质，又被压缩成高温高压气体，从而自发放热到高温热源；实现从将低温热源“搬运”热量到高温热源。在实际使用过程中，需要对热泵热水器的各项参数进行测试，以清楚的了解其在运行过程中的性能。

目前，一般的家用热泵热水器流水线检测系统是参照家用空调流水线的在线测试系统，将家用热泵热水器的主机与空调的室内机进行联机运行检测。此时主机的运行状态与用户实际使用时的工作状态恰恰相反，用于检测机组非常的不便，同时具有检测过程复杂等缺点，因此有必要设计一种测试系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种系统结构简单并且检测流程简便的热泵热水器流水线测试系统及测试方法。

为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：

热泵热水器流水线测试系统，包括至少一个主机和储水箱组成的工作系统，其还包括与储水箱连接的补水装置和热水收集装置，连接所述补水装置和热水收集装置的冷却装置，与主机连接的信号采集装置，设于储水箱内的多个温控器，以及与信号采集装置、补水装置、冷却装置、热水收集装置和温控器连接的控制装置；

多个温控器实时检测储水箱内的水温，所述控制装置对多个温控器实时检测的水温值进行加权计算得到加权平均值，并将该加权平均值与控制装置内部存储的数值依次增加的第一至第三温度标准值进行比较，当控制装置监测到多个温控器的温度加权平均值大于第三温度标准值时，所述补水装置向储水箱内补充冷水，所述热水收集装置收集储水箱内的热水；当控制装置监测到多个温控器的温度加权平均值小于第三温度标准值并大于第二标准值时，所述补水装置停止向储水箱内补充冷水，所述热水收集装置停止收集储水箱内的热水；当控制装置监测到多个温控器的温度加权平均值小于第二标准值并大于第一标准值时，所述冷却装置抽取热水收集装置内的热水并冷却输送至补水装置内；当控制装置监测到多个温控器的温度加权平均值小于第一标准值时，所述主机停止工作。

根据本发明的一优选实施例：所述控制装置包括，

第一设定模块，该第一设定模块用于设定温控器的第一至第三标准值；

与温控器和第一设定模块连接的第一比较器，该第一比较器用于将温控器实时检测到的温度值与第一设定模块设定的第一至第三标准值进行比较；

与第一比较器连接的控制器，该控制器用于根据第一比较器的比较结果控制补水装置、冷却装置和热水收集装置的工作；

第二设定模块，该第二设定模块用于设定主机的最大功率值、最大电流值以及最大工作压力值；

与信号采集装置和第二设定模块连接的第二比较器，该第二比较器用于将信号采集装置实时检测到的主机的功率值、电流值以及工作压力值与第二设定模块设定的最大功率值、最大电流值以及最大工作压力值进行比较；

以及与第二比较器连接的报警装置，该报警装置用于在第二比较器比较的信号采集装置实时检测到的主机的功率值、电流值以及工作压力值中的任意一项数值大于第二设定模块设定的最大功率值、最大电流值以及最大工作压力值时进行报警。

根据本发明的一优选实施例：所述控制装置还包括与第一比较器和第二比较器连接的显示器。

根据本发明的一优选实施例：所述补水装置包括冷水槽，安装于冷水槽上并与储水箱连接的抽水管，依次设于抽水管上的抽水泵和止回阀，并且抽水泵还通过一进水管与储水箱连接。

根据本发明的一优选实施例：所述热水收集装置包括热水槽，设于热水槽上的热水进水管、用水接水管和冷却管，所述热水进水管与储水箱连接，所述用水接水管与外部的用户水管连接，所述冷却管与冷却装置连接。

根据本发明的一优选实施例：所述冷却装置包括冷却水槽、换热管、冷却塔和循环水泵，所述冷却水槽与热水收集装置连接，所述循环水泵安装于冷却水槽进水端，所述冷却塔与冷却水槽出水端连接，所述换热管设于冷却水槽内，并且所述换热管的水流方向与冷却水槽的水流方向相反；所述换热管为螺旋式换热管。

根据本发明的一优选实施例：所述储水箱的底部、中部和颈部均设有所述温控器，并且所述储水箱的底部、中部和颈部均设有与温控器对应的进水管。

根据本发明的一优选实施例：所述信号采集装置包括霍尔传感器、压力计和功率计，并且所述霍尔传感器、压力计和功率计均安装于主机上，分别用于检测主机的电流值、压力值和功率值。

本发明还提供一种上述的热泵热水器流水线测试系统的方法，包括以下步骤：

S1、开始状态，主机处于正常工作状态；

S2、多个温控器实时检测储水箱内的水温，所述控制装置对多个温控器实时检测的水温值进行加权计算得到加权平均值，并将该加权平均值与控制装置内部存储的数值依次增加的第一至第三温度标准值进行比较，当控制装置监测到多个温控器的温度加权平均值大于第三温度标准值时，所述补水装置向储水箱内补充冷水，所述热水收集装置收集储水箱内的热水；当控制装置监测到多个温控器的温度加权平均值小于第三温度标准值并大于第二标准值时，所述补水装置停止向储水箱内补充冷水，所述热水收集装置停止收集储水箱内的热水；当控制装置监测到多个温控器的温度加权平均值小于第二标准值并大于第一标准值时，所述冷却装置抽取热水收集装置内的热水并冷却输送至补水装置内；当控制装置监测到多个温控器的温度加权平均值小于第一标准值时，所述主机停止工作；在此过程中，所述控制装置也实时检测主机的电流值、压力值和功率值。

根据本发明的一优选实施例：在所述步骤S2后还包括步骤S3，即实时显示控制装置检测的温控器数值和信号采集装置的数值。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过温控器检测储水箱内的水温来控制补水装置、冷却装置、热水收集装置的循环，并在循环过程中实时的通过信号采集装置检测主机的各种运行参数，整个测试系统结构简单并且检测流程更加简便。

附图说明

图1为本发明的热泵热水器流水线测试系统的框架图。

图2为本发明的热泵热水器流水线测试系统中控制装置的框架图。

图3为本发明的热泵热水器流水线测试系统中中补水装置的结构图。

图4为本发明的热泵热水器流水线测试系统中热水收集装置的结构图。

图5为本发明的热泵热水器流水线测试系统中冷却装置的结构图。

图6为本发明的热泵热水器流水线测试系统信号采集装置的结构图。

图7为本发明的热泵热水器流水线测试系统测试方法的流程图。

附图标记说明：1、主机，2、储水箱，3、信号采集装置，4、补水装置，5、冷却装置，6、热水收集装置，7、温控器，8、控制装置，9、第一设定模块，10、第一比较器，11、第二比较器，12、第二设定模块，13、控制器，14、报警装置，15、显示器，16、冷水槽，17、抽水泵，18、止回阀，19、抽水管，20、进水管，21、热水槽，22、热水进水管，23、用水接水管，24、冷却管，25、冷却水槽，26、换热管，27、冷却塔，28、霍尔传感器，29、压力计，30、功率计，31、循环水泵。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

参阅图1所示，本发明提供一种热泵热水器流水线测试系统，包括至少一个主机1和储水箱2组成的工作系统，其还包括与储水箱2连接的补水装置4和热水收集装置6，连接所述补水装置4和热水收集装置6的冷却装置5，与主机1连接的信号采集装置3，设于储水箱2内的多个温控器7，以及与信号采集装置3、补水装置4、冷却装置5、热水收集装置6和温控器7连接的控制装置8；其中的多个温控器7实时检测储水箱2内的水温，控制装置8对多个温控器7实时检测的水温值进行加权计算得到加权平均值，例如，在储水箱2的底部、中部和颈部分别设置三个温控器7，当底部的温控器7检测到的水温为50°，中部的温控器7检测到的水温为40°，颈部的温控器7检测到的水温为30°时，加权计算得到的水温即为40°，并将该加权平均值与控制装置8内部存储的数值依次增加的第一至第三温度标准值(例如依次为50°、60°和70°)进行比较，当控制装置8监测到多个温控器7的温度加权平均值大于第三温度标准值时，补水装置4向储水箱2内补充冷水，热水收集装置6收集储水箱2内的热水；当控制装置8监测到多个温控器7的温度加权平均值小于第三温度标准值并大于第二标准值时，补水装置4停止向储水箱2内补充冷水，热水收集装置6停止收集储水箱2内的热水；当控制装置8监测到多个温控器7的温度加权平均值小于第二标准值并大于第一标准值时，冷却装置5抽取热水收集装置6内的热水并冷却输送至补水装置4内；当控制装置8监测到多个温控器7的温度加权平均值小于第一标准值时，主机1停止工作。

参阅图2所示，所述控制装置8包括第一设定模块9，该第一设定模块9用于设定温控器7的第一至第三标准值；与温控器7和第一设定模块9连接的第一比较器10，该第一比较器10用于将温控器7实时检测到的温度值与第一设定模块9设定的第一至第三标准值进行比较；与第一比较器10连接的控制器13，该控制器13用于根据第一比较器10的比较结果控制补水装置4、冷却装置5和热水收集装置6的工作；第二设定模块12，该第二设定模块12用于设定主机1的最大功率值、最大电流值以及最大工作压力值；与信号采集装置3和第二设定模块12连接的第二比较器11，该第二比较器11用于将信号采集装置3实时检测到的主机1的功率值、电流值以及工作压力值与第二设定模块12设定的最大功率值、最大电流值以及最大工作压力值进行比较；以及与第二比较器11连接的报警装置14，该报警装置14用于在第二比较器11比较的信号采集装置3实时检测到的主机1的功率值、电流值以及工作压力值中的任意一项数值大于第二设定模块12设定的最大功率值、最大电流值以及最大工作压力值时进行报警。

为了方便对实时的对各种数据的观察，本发明的控制装置8还包括与第一比较器10和第二比较器11连接的显示器15，并且显示器15可以采用触摸屏结构，这样便于与第一设定模块9和第二设定模块12整合到一起。

参阅图3所示，本发明中的补水装置4包括冷水槽16，安装于冷水槽16上并与储水箱2连接的抽水管19，依次设于抽水管19上的抽水泵17和止回阀18，并且抽水泵17还通过一进水管20与储水箱2连接。

参阅图4所示，本发明中的热水收集装置6包括热水槽21，设于热水槽21上的热水进水管22、用水接水管23和冷却管24，所述热水进水管22与储水箱2连接，所述用水接水管23与外部的用户水管连接，所述冷却管24与冷却装置5连接；这样的结构，可使热水收集装置6收集上的热水得到充分利用。

在本发明中，对储水箱2进行补水的方案可以采用两种方式，一种是采用多个温控器7所采集的水温进行加权计算得到水温平均值，进而进行补水的方案，另一种是在加权平均之后还采用分区域的补水方案，这种补水方案具体实现的方法为：在储水箱2的底部、中部和颈部均设有温控器7，并且储水箱2的底部、中部和颈部均设有与温控器7对应的进水管20，以及热水进水管22。这样的温控器7布置，可以对储水箱2内的各个区域的水温进行实时的检测。

根据本发明的一优选实施方式中，单独将底部、中部或者颈部的任何一处温控器7检测到的温度分别与依次增大的第一至第三温度标准值进行比较。当控制装置8监测到某一个或多个温控器7的温度值大于第三温度标准值时，与所述温控器7对应位置的进水管20向储水箱2内补充冷水，与所述温控器7对应位置的热水进水管22收集储水箱2内的热水；当控制装置8监测到某一个或多个温控器7的温度值小于第三温度标准值并大于第二标准值时，与所述温控器7对应位置的进水管20停止向储水箱2内补充冷水，与所述温控器7对应位置的热水进水管22停止收集储水箱2内的热水；当控制装置8监测到多个温控器7的温度加权平均值小于第二标准值并大于第一标准值时，所述冷却装置5抽取热水收集装置6内的热水并冷却输送至补水装置4内；当控制装置8监测到多个温控器7的温度加权平均值小于第一标准值时，所述主机1停止工作。

例如，控制装置8内部存储的数值依次增加的第一至第三温度标准值依次为50°、60°和70°。底部的温控器7检测到的水温为50°，中部的温控器7检测到的水温为60°，颈部的温控器7检测到的水温为80°时，高于第三温度标准值70°，此时控制装置8可通过颈部的进水管20向储水箱2内补充冷水，同时通过颈部的热水进水管22收集储水箱2内的热水。这样的加水方法在储水箱2的底部加水时而产生热量的损耗，一方面提高了注水的效率，另一方面提高了热量的利用率。参阅图5所示，本发明中的冷却装置5包括冷却水槽25、换热管26、冷却塔27和循环水泵31，所述冷却水槽25与热水收集装置6连接，所述循环水泵31安装于冷却水槽25进水端，所述冷却塔27与冷却水槽25出水端连接，所述换热管26设于冷却水槽25内，并且所述换热管26的水流方向与冷却水槽25的水流方向相反，更加有利于热水能量的充分利用，其中，换热管26一方面收集了热能，另一方面可对从热水收集装置6中来的水进行冷却。

为了增加换热效果，本发明中的换热管26为螺旋式换热管。

参阅图6所示，本发明中的信号采集装置3包括霍尔传感器28、压力计29和功率计30，并且所述霍尔传感器28、压力计29和功率计30均安装于主机1上，分别用于检测主机1的电流值、压力值和功率值。

参阅图7所示，下面上述的系统结构再对本发明的测试方法作进一步介绍：

第一步、开始状态，主机1处于正常工作状态；

第二步、多个温控器7实时检测储水箱2内的水温，控制装置8对多个温控器7实时检测的水温值进行加权计算得到加权平均值，并将该加权平均值与控制装置8内部存储的数值依次增加的第一至第三温度标准值进行比较，当控制装置8监测到多个温控器7的温度加权平均值大于第三温度标准值时，补水装置4向储水箱2内补充冷水，热水收集装置6收集储水箱2内的热水；当控制装置8监测到多个温控器7的温度加权平均值小于第三温度标准值并大于第二标准值时，补水装置4停止向储水箱2内补充冷水，热水收集装置6停止收集储水箱2内的热水；当控制装置8监测到多个温控器7的温度加权平均值小于第二标准值并大于第一标准值时，冷却装置5抽取热水收集装置6内的热水并冷却输送至补水装置4内；当控制装置8监测到多个温控器7的温度加权平均值小于第一标准值时，主机1停止工作；在此过程中，所述的控制装置8也实时检测主机1的电流值、压力值和功率值。

第三步、在第二步后还包括采用显示器15实时显示控制装置8检测的温控器7数值和信号采集装置3的数值。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.热泵热水器流水线测试系统，包括至少一个主机(1)和储水箱(2)组成的工作系统，其特征在于：还包括与储水箱(2)连接的补水装置(4)和热水收集装置(6)，连接所述补水装置(4)和热水收集装置(6)的冷却装置(5)，与主机(1)连接的信号采集装置(3)，设于储水箱(2)内的多个温控器(7)，以及与信号采集装置(3)、补水装置(4)、冷却装置(5)、热水收集装置(6)和温控器(7)连接的控制装置(8)；

多个温控器(7)实时检测储水箱(2)内的水温，所述控制装置(8)对多个温控器(7)实时检测的水温值进行加权计算得到加权平均值，并将该加权平均值与控制装置(8)内部存储的数值依次增加的第一至第三温度标准值进行比较，当控制装置(8)监测到多个温控器(7)的温度加权平均值大于第三温度标准值时，所述补水装置(4)向储水箱(2)内补充冷水，所述热水收集装置(6)收集储水箱(2)内的热水；当控制装置(8)监测到多个温控器(7)的温度加权平均值小于第三温度标准值并大于第二标准值时，所述补水装置(4)停止向储水箱(2)内补充冷水，所述热水收集装置(6)停止收集储水箱(2)内的热水；当控制装置(8)监测到多个温控器(7)的温度加权平均值小于第二标准值并大于第一标准值时，所述冷却装置(5)抽取热水收集装置(6)内的热水并冷却输送至补水装置(4)内；当控制装置(8)监测到多个温控器(7)的温度加权平均值小于第一标准值时，所述主机(1)停止工作。

2.根据权利要求1所述的热泵热水器流水线测试系统，其特征在于：所述控制装置(8)包括，

第一设定模块(9)，该第一设定模块(9)用于设定温控器(7)的第一至第三标准值；

与温控器(7)和第一设定模块(9)连接的第一比较器(10)，该第一比较器(10)用于将温控器(7)实时检测到的温度值与第一设定模块(9)设定的第一至第三标准值进行比较；

与第一比较器(10)连接的控制器(13)，该控制器(13)用于根据第一比较器(10)的比较结果控制补水装置(4)、冷却装置(5)和热水收集装置(6)的工作；

第二设定模块(12)，该第二设定模块(12)用于设定主机(1)的最大功率值、最大电流值以及最大工作压力值；

与信号采集装置(3)和第二设定模块(12)连接的第二比较器(11)，该第二比较器(11)用于将信号采集装置(3)实时检测到的主机(1)的功率值、电流值以及工作压力值与第二设定模块(12)设定的最大功率值、最大电流值以及最大工作压力值进行比较；

以及与第二比较器(11)连接的报警装置(14)，该报警装置(14)用于在第二比较器(11)比较的信号采集装置(3)实时检测到的主机(1)的功率值、电流值以及工作压力值中的任意一项数值大于第二设定模块(12)设定的最大功率值、最大电流值以及最大工作压力值时进行报警。

3.根据权利要求1-2任一所述的热泵热水器流水线测试系统，其特征在于：所述控制装置(8)还包括与第一比较器(10)和第二比较器(11)连接的显示器(15)。

4.根据权利要求3所述的热泵热水器流水线测试系统，其特征在于：所述补水装置(4)包括冷水槽(16)，安装于冷水槽(16)上并与储水箱(2)连接的抽水管(19)，依次设于抽水管(19)上的抽水泵(17)和止回阀(18)，并且抽水泵(17)还通过一进水管(20)与储水箱(2)连接。

5.根据权利要求4所述的热泵热水器流水线测试系统，其特征在于：所述热水收集装置(6)包括热水槽(21)，设于热水槽(21)上的热水进水管(22)、用水接水管(23)和冷却管(24)，所述热水进水管(22)与储水箱(2)连接，所述用水接水管(23)与外部的用户水管连接，所述冷却管(24)与冷却装置(5)连接。

6.根据权利要求5所述的热泵热水器流水线测试系统，其特征在于：所述冷却装置(5)包括冷却水槽(25)、换热管(26)、冷却塔(27)和循环水泵(31)，所述冷却水槽(25)与热水收集装置(6)连接，所述循环水泵(31)安装于冷却水槽(25)进水端，所述冷却塔(27)与冷却水槽(25)出水端连接，所述换热管(26)设于冷却水槽(25)内，并且所述换热管(26)的水流方向与冷却水槽(25)的水流方向相反；所述换热管(26)为螺旋式换热管。

7.根据权利要求6所述的热泵热水器流水线测试系统，其特征在于：所述储水箱(2)的底部、中部和颈部均设有所述温控器(7)，并且所述储水箱(2)的底部、中部和颈部均设有与温控器(7)对应的进水管(20)。

8.根据权利要求7所述的热泵热水器流水线测试系统，其特征在于：所述信号采集装置(3)包括霍尔传感器(28)、压力计(29)和功率计(30)，并且所述霍尔传感器(28)、压力计(29)和功率计(30)均安装于主机(1)上，分别用于检测主机(1)的电流值、压力值和功率值。

9.一种根据权利要求1～8任一项所述的热泵热水器流水线测试系统的测试方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1、开始状态，主机(1)处于正常工作状态；

S2、多个温控器(7)实时检测储水箱(2)内的水温，所述控制装置(8)对多个温控器(7)实时检测的水温值进行加权计算得到加权平均值，并将该加权平均值与控制装置(8)内部存储的数值依次增加的第一至第三温度标准值进行比较，当控制装置(8)监测到多个温控器(7)的温度加权平均值大于第三温度标准值时，所述补水装置(4)向储水箱(2)内补充冷水，所述热水收集装置(6)收集储水箱(2)内的热水；当控制装置(8)监测到多个温控器(7)的温度加权平均值小于第三温度标准值并大于第二标准值时，所述补水装置(4)停止向储水箱(2)内补充冷水，所述热水收集装置(6)停止收集储水箱(2)内的热水；当控制装置(8)监测到多个温控器(7)的温度加权平均值小于第二标准值并大于第一标准值时，所述冷却装置(5)抽取热水收集装置(6)内的热水并冷却输送至补水装置(4)内；当控制装置(8)监测到多个温控器(7)的温度加权平均值小于第一标准值时，所述主机(1)停止工作；在此过程中，所述控制装置(8)还实时检测主机(1)的电流值、压力值和功率值。

10.根据权利要求9所述的热泵热水器流水线测试系统的测试方法其特征在于：在所述步骤S2后还包括步骤S3，即实时显示控制装置(8)检测的温控器(7)数值和信号采集装置(3)的数值。