CN217819398U - 一种热水器能效自动测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种热水器能效自动测试设备，属于热水器技术领域，该热水器能效自动测试设备包括上位机、PLC、恒温水系统、注水系统、功率采集器、温度采集器、电子秤、流量采集器、压力采集器，PLC与上位机、恒温水系统、注水系统、功率采集器、温度采集器、流量采集器、压力采集器电连接，PLC从上述器件中收集数据发送到上位机，上位机对收集到的数据进行处理，并根据测试的耗电量、温度和时间数据计算24小时固有能耗值，并将计算结果显示到上位机上，供测试人员读取，上述方案中无需人工进行测量，有效地提高了检测过程的效率和检测的精准度。

Description

一种热水器能效自动测试设备

技术领域

本实用新型属于热水器技术领域，具体而言，涉及一种热水器能效自动测试设备。

背景技术

目前，用于热水器能效检测的24小时固有能耗系数和热水输出率的测试装置，其原理主要是根据标准要求，使用功率计、温度采集器及电子秤、流量计等仪器及测量工具，通过测量加热时水所获取的热量即热水器的耗电能、测量热水器内胆表面温度、测量测试时间、测量热水输出时水的温度以及水的出水量而计算24小时固有能耗系数和热水输出率。

但是现有的测试装置为人工操作测试装置，包括测试用水的制取、向被测热水器注水、功率计的检测、温度的测试、出水量的测试、关键测试点的监控、以及测试结果的计算。实践表明，其存在多项缺点，例如，相关测量必须由人工操控，效率较低且劳动强度较大，并且测试结果的准确度随人工操作的波动较大。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种热水器能效自动测试设备，旨在解决现有热水器能效装置必须由人工操控，效率较低且劳动强度较大，并且测试结果的准确度随人工操作的波动较大的问题。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供一种热水器能效自动测试设备，其中，包括：

功率采集器，用于检测热水器的电流、电压、功率、耗电量；

温度采集器，用于检测热水器内胆表面温度、出水口温度和环境温度；

电子秤，用于检测热水器输出的水的质量；

流量采集器，用于检测热水器的注水管路中水的流量；

压力采集器，用于检测热水器的注水管路中水的压力；

恒温水系统，用于提供恒温水；

注水系统，用于连接恒温水系统和热水器的注水管路并向热水器补水；

PLC，用于控制恒温水系统以和注水系统，还用于数据采集和传输，且具有计时模块；

所述PLC和所述功率采集器、温度采集器、电子秤、流量采集器、压力采集器、恒温水系统以及注水系统电连接。

本实用新型提供的一种热水器能效自动测试设备的技术效果如下：通过上述方案， PLC收集功率采集器、温度采集器、电子秤、流量采集器、压力采集器、恒温水系统以及注水系统等器件收集的数据进行采集并传输到上位机，上位机快速准确地计算出待测试热水器的24小时固有能耗系数和热水输出率，无需人工进行操作，有效地提高了检测过程的效率和检测的精准度。

在上述技术方案的基础上，本实用新型的一种热水器能效自动测试设备还可以做如下改进:

进一步，还包括上位机，所述上位机与所述PLC电连接。

采用上述进一步方案的有益效果为：通过设置上位机与PLC电连接，上位机可以用于输入被测热水器的型号、额定容积等相关信息和所需恒温水温度，并可显示各模块的工作状态、实时数据和数据曲线，便于测试人员了解设备的运行状态和实验测试所处阶段。

进一步，所述恒温水系统包括恒温水箱以及用于对所述恒温水箱内的水进行冷却以产生冷水的制冷系统、用于对所述恒温水箱内的水进行加热以产生高温水的加热系统、用于检测所述恒温水箱内水温的温度传感器、用于检测所述恒温水箱内水位的水位传感器，所述制冷系统、所述加热系统、所述温度传感器以及所述水位传感器均与所述PLC电连接；

所述恒温水箱包括出水口和入水口，所述入水口连接水源。

采用上述进一步方案的有益效果为：恒温水系统与PLC电连接，PLC向恒温水系统发送指令，恒温水系统中的制冷系统与加热系统按照指令进行冷却和加热操作；水箱内的温度传感器实时监测水箱中水的温度，当水温达到设定温度时，PLC会向恒温水系统发送停止的指令；往恒温水箱中注入水的过程中，水箱内的水位传感器实时监测水箱中水位的高度，当水箱中水位的高度马上要高于水箱固定水位高度时，PLC向恒温水箱发送停止加水的指令。

进一步，所述注水系统具有注水管，所述注水管与热水器的入水口连接；

所述注水系统还包括：

增压水泵，用于恒温水箱的恒温水出口连接，控制水的流动并调节水流量；

注水电磁阀，用于与所述增压水泵连接，控制向热水器注入恒温水的导通或关断；

流量传感器，所述流量传感器与所述电磁阀连接，用于测量向所述被测热水器注水管路内的水的流速。

采用上述进一步方案的有益效果为：注水系统用于将恒温水系统的水注入到热水器中，恒温水箱的出口依次连接有增压水泵、注水电磁阀以及流量传感器，用于控制恒温水箱中的恒温水流入热水器的水流量和流速。

进一步，所述加热系统为电热管，电热管与所述恒温水箱连接，用于产生所述被测热水器所需的恒温水加热。

采用上述进一步方案的有益效果为：当恒温水箱中水的温度过低时，PLC控制加热系统启动，电热管对恒温水箱中的水进行加热。

进一步，所述制冷系统包括：

换热器，用于与制冷机组相连接，将恒温水箱的水与冷媒进行热交换，以生成冷水；

循环水泵，用于控制恒温水箱与管路中水的循环，以确保整个恒温水箱与管路内的水温度相同；

制冷机组，用于与换热器相连接，对经换热器换热后的冷媒进行压缩、冷却；其中，所述制冷机组包括压缩机和冷凝器。

采用上述进一步方案的有益效果为：当恒温水系统中的水温度过高时，制冷系统启动，循环水泵将恒温水箱中与管路中水的循环，恒温水箱中的水通过换热器与冷媒进行热交换，产生冷水，其中换热器中使用过的冷媒通过制冷机组的压缩机进行高压压缩变成液态冷媒，生成的液态冷媒通过制冷机组的冷凝器进行冷却后流回到换热器。

进一步，还包括蜂鸣器，与所述PLC电连接，用于根据所述控制器的指令发出不同的蜂鸣声，以表示该热水器能效自动测试装置的工作状态。

采用上述进一步方案的有益效果为：通过设置蜂鸣器，便于测试人员通过蜂鸣器发出的声音判断测试的具体进行，当蜂鸣器鸣叫一声时表示测试开始，当蜂鸣器鸣叫两声时表示测试结束，当蜂鸣器鸣长鸣时表示设备故障。

进一步，还设置有指示灯，所述指示灯与PLC电连接，用于表示设备工作状态。

采用上述进一步方案的有益效果为：当测试进行时，指示灯的绿灯会亮起，当测试结束时，指示灯的红灯会亮起。

进一步，所述流量采集器与所述压力采集器与所述注水系统的注水管相连接。

采用上述进一步方案的有益效果为：便于测量注水系统的注入管路中水的压力和流量。

进一步，所述恒温水箱还设置有溢水口。

采用上述进一步方案的有益效果为：当恒温水箱内注入水的量超过设定水量时，多余的水由溢出口溢出，避免了水由恒温水箱溢出而造成工作环境脏乱差的问题。

与现有技术相比较，本实用新型提供的一种热水器能效自动测试设备的有益效果是：通过设置上位机与PLC相连接，PLC与功率采集器、温度采集器、电子秤、流量采集器、压力采集器相连接，PLC将上述器件中的数据发送到上位机中，上位机对接收到的数据进行处理，并根据测试的耗电量、温度和时间等数据计算24 小时固有能耗值，计算完成后，并显示计算结果，便于操作人员读取，上述方案中，无需人工进行测量，有效地提高了检测过程的效率和检测的精准度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为热水器能效自动测试设备的电连接示意图；

图2为热水器能效自动测试设备的使用场景图；

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例

如图1-2所示，本实用新型提供一种热水器能效自动测试设备，其中，包括：

功率采集器，用于检测热水器的电流、电压、功率、耗电量；

温度采集器，用于检测热水器内胆表面温度、出水口温度和环境温度；

电子秤，用于检测热水器输出的水的质量；

流量采集器，用于检测热水器的注水管路中水的流量；

压力采集器，用于检测热水器的注水管路中水的压力；

恒温水系统，用于提供恒温水；

注水系统，用于连接恒温水系统和热水器的注水管路并向热水器补水；

PLC，用于控制恒温水系统以和注水系统，还用于数据采集和传输，且具有计时模块，该计时模块可以基于PLC的基本元件进行简单的编程调用即可实现；

PLC和功率采集器、温度采集器、电子秤、流量采集器、压力采集器、恒温水系统以及注水系统电连接。

使用时，首先将被测热水器固定在测试架上，并连接好进水管和出水管，然后按照标准要求，将温度采集器设置在热水器内胆表面，打开上位机和测试软件，在输入待测热水器的型号、额定容积等相关信息和所需出水温度后，点击开始测试，如果是首次测试时，则需要向恒温水箱内注水，如果不是首次测试时，当恒温水箱内的水满足：水温在15±2℃和水位条件后，便可以开始实验并给被测热水器供电，当热水器工作后，PLC实时收集热水器各个部件的测量数据并根据测试的耗电量、温度和时间等数据计算24小时固有能耗值，计算完成后，PLC将计算结果发送到上位机进行显示。

优选的，功率采集器可采用日本YOKOGAWA公司生产的横河WT300E，频率范围为100kHz，低电流测量为50μA，高速数据更新为每秒10个读数，采样率为100kS/s，频率测量为2通道电压及电流。

优选的，温度采集器可采用日本YOKOGAWA公司生产的横河GM10，其为合金材质制成，单台配置时标配测量通道多达100个，一个数据采集模块多可连接10个 I/O模块。

优选的，电子秤可采用梅特勒-托利多公司生产的BBA231，其最大秤量为150kg，可读性为10g，重复性为1g，接口为RS232。

优选的，压力采集器可采用上海流辰生产的7BN1564，其输出信号为4～20mA，额定工作电压为24V，测量范围为0～1.5MPa±0.5。

可选的，在上述技术方案中，还包括上位机，上位机与PLC电连接。

其中，上位机为计算机装置。

可选的，在上述技术方案中，恒温水系统包括恒温水箱以及用于对恒温水箱内的水进行冷却以产生冷水的制冷系统、用于对恒温水箱内的水进行加热以产生高温水的加热系统、用于检测恒温水箱内水温的温度传感器、用于检测恒温水箱内水位的水位传感器，制冷系统、加热系统、温度传感器以及水位传感器均与PLC电连接；

恒温水箱包括出水口和入水口，入水口连接水源。

优选的，温度传感器可采用德图生产的PT100，测量精度A级精度,测量范围 0～100℃。

优选的，水位传感器可采用佛山普量电子有限公司生产的PT500-601，其工作电压为3.6V/12-24VDC，精度为0.25/0.5级，所用材质为304/316。

可选的，在上述技术方案中，注水系统具有注水管，注水管与热水器的入水口连接；

注水系统还包括：

增压水泵，用于恒温水箱的恒温水出口连接，控制水的流动并调节水流量；

注水电磁阀，用于与增压水泵连接，控制向热水器注入恒温水的导通或关断；

流量传感器，流量传感器与电磁阀连接，用于测量向被测热水器注水管路内的水的流速。

优选的，增压水泵可采用南方泵业有限公司生产的YB3，其工作电压为380V，功率为1.5kW。优选的，注水电磁阀可采用上海德力西开关有限公司生产的 2W160-150，其工作电压为交流电压220V。

优选的，流量传感器可采用日本YOKOGAWA公司生产的横河AXG，其直径为 2.5mm～500mm，精度为流量的±0.15％，准确性为±0.3％的比率。

可选的，在上述技术方案中，加热系统为电热管，电热管与恒温水箱连接，用于产生被测热水器所需的恒温水，并排入恒温水箱中。

优选的，加热管可选择东莞市金林锋电热科技有限公司不锈钢法兰式发热管，其电热管管材为304不锈钢，工作电压为380V，功率为10kW。

可选的，在上述技术方案中，制冷系统包括：

换热器，用于与制冷机组相连接，将恒温水箱的水与冷媒进行热交换，以生成冷水；

循环水泵，用于控制恒温水箱与管路中水的循环，以确保整个恒温水箱与管路内的水温度相同；

制冷机组，用于与换热器相连接，对经换热器换热后的冷媒进行压缩、冷却；

其中，制冷机组包括压缩机和冷凝器。

优选的，循环水泵可采用浙江鑫特电机科技有限公司生产的YE2，其工作电压为380V，功率为4kW。

优选的,换热器可采用沈阳市宏德丽冷暖设备有限公司生产的管式换热器，其材质为304不锈钢。

优选的，制冷机组可采用沈阳市宏德丽冷暖设备有限公司生产的5P机组，其工作电压为交流380V，其制冷量是12500W。

可选的，在上述技术方案中，还包括蜂鸣器，与PLC电连接，用于根据控制器的指令发出不同的蜂鸣声，以表示该热水器能效自动测试装置的工作状态。

可选的，在上述技术方案中，还设置有指示灯，指示灯与PLC电连接，用于表示设备工作状态。

可选的，在上述技术方案中，流量采集器与压力采集器与注水系统的注水管相连接。

其中，流量采集器与压力采集器可水平并列安装在注水管的内部，用于检测水中的流量与压力。

可选的，在上述技术方案中，恒温水箱还设置有溢水口。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热水器能效自动测试设备，其特征在于，包括：

功率采集器，用于检测热水器的电流、电压、功率、耗电量；

温度采集器，用于检测热水器内胆表面温度、出水口温度和环境温度；

电子秤，用于检测热水器输出的水的质量；

流量采集器，用于检测热水器的注水管路中水的流量；

压力采集器，用于检测热水器的注水管路中水的压力；

恒温水系统，用于提供恒温水；

注水系统，用于连接恒温水系统和热水器的注水管路并向热水器补水；

PLC，用于控制恒温水系统和注水系统，还用于数据采集和传输，且具有计时模块；

所述PLC和所述功率采集器、温度采集器、电子秤、流量采集器、压力采集器、恒温水系统以及注水系统电连接。

2.根据权利要求1所述的一种热水器能效自动测试设备，其特征在于，还包括上位机，所述上位机与所述PLC电连接。

3.根据权利要求1所述的一种热水器能效自动测试设备，其特征在于，所述恒温水系统包括恒温水箱以及用于对所述恒温水箱内的水进行冷却以产生冷水的制冷系统、用于对所述恒温水箱内的水进行加热以产生高温水的加热系统、用于检测所述恒温水箱内水温的温度传感器、用于检测所述恒温水箱内水位的水位传感器，所述制冷系统、所述加热系统、所述温度传感器以及所述水位传感器均与所述PLC电连接；

所述恒温水箱包括出水口和入水口，所述入水口连接水源。

4.根据权利要求3所述的一种热水器能效自动测试设备，其特征在于，所述注水系统具有注水管，所述注水管与热水器的入水口连接；

所述注水系统还包括：

增压水泵，用于恒温水箱的恒温水出口连接，控制水的流动并调节水流量；

注水电磁阀，用于与所述增压水泵连接，控制向热水器注入恒温水的导通或关断；流量传感器，所述流量传感器与所述电磁阀连接，用于测量向被测热水器注水管路内的水的流速。

5.根据权利要求4所述的一种热水器能效自动测试设备，其特征在于，所述加热系统为电热管，电热管与所述恒温水箱连接，用于产生所述被测热水器所需的恒温水加热。

6.根据权利要求3所述的一种热水器能效自动测试设备，其特征在于，所述制冷系统包括：

换热器，用于与制冷机组相连接，将恒温水箱的水与冷媒进行热交换，以生成冷水；

循环水泵，用于控制恒温水箱与管路中水的循环，以确保整个恒温水箱与管路内的水温度相同；

制冷机组，用于与换热器相连接，对经换热器换热后的冷媒进行压缩、冷却；其中，所述制冷机组包括压缩机和冷凝器。

7.根据权利要求1所述的一种热水器能效自动测试设备，其特征在于，还包括蜂鸣器，与所述PLC电连接，用于根据控制器的指令发出不同的蜂鸣声，以表示该热水器能效自动测试装置的工作状态。

8.根据权利要求1所述的一种热水器能效自动测试设备，其特征在于，还设置有指示灯，所述指示灯与PLC电连接，用于表示设备工作状态。

9.根据权利要求1所述的一种热水器能效自动测试设备，其特征在于，所述流量采集器与所述压力采集器与所述注水系统的注水管相连接。

10.根据权利要求3所述的一种热水器能效自动测试设备，其特征在于，所述恒温水箱还设置有溢水口。

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