2.中华人民共和国慈溪海关；
3.宁波市特种设备检验研究院
摘要：目前用于热水器能耗测试的现有设备，存在价格昂贵，但灵活性差，大多不能实现多标准测试要求的缺点。本文设计一种储水式电热水器能耗测试装置实现了能耗的检测，系统可扩展性强且方便使用和测试，测试过程能够自动控制，从而大大减小了检测设备的投入，同时又提高了检测精度，扩大了测试范围，使整个测试过程更加稳定可靠，数据采集精度更高，数据输出结果明了，方便操作的效果。
关键词：储水式电热水器；能耗测试装置；设计
1 概述
目前，很多国内外储水式电热水器能耗检测实验室，一般都是采用造价昂贵的专用设备来进行能耗的检测，或者利用人工控制方式测试和计算，花费大量的财力或人力物力，而目前现状是很多电气测试实验室，已经具备了一定的供水条件和环境条件，如果再去重复采购具有类似的功能的昂贵的设备而专一用于储水式热水器能耗检测，是一种浪费和重复投资，不利于节约资源和减少浪费，例如，具备洗衣机能效检测的实验室已经有了供水系统，可以实现水温和压力的控制；电气安全的实验室也会有一些控制环境的试验箱或房间，可以实现环境温度的控制，而水温水压和环境条件也是储水式电热水器能耗测试的必要条件，且为满足这些条件而采购设备的成本占据了热水器能耗测试成本的大部分。此外，专一用于热水器能耗测试的现有设备，存在价格昂贵，但灵活性差，大多不能实现多标准测试要求的缺点。
图1 储水式电热水器能耗测试装置图
2 储水式电热水器能耗测试装置的设计
储水式电热水器能耗测试装置图如图1所示，它包括计算机，计算机通过数据线与PLC电性连接，PLC通过编程组成有供水系统、环境控制系统、数据采集系统和自动主控系统，PLC的输出端通过导线与流量计电性连接，流量计的管口通过水管道与水源连通，流量计的出水口通过水管道与气动阀1连通，气动阀1通过转气管道与电磁阀1相互回流连通，气动阀1通过水管道与被测热水器样品进水管口内部连通，电磁阀1的控制端通过数据线与PLC电性连接，电池阀1的进口端通过气管道与气源连通，被测热水器样品的出水端通过水管道与气动阀2连通，气动阀2通过转气管道与电磁阀2相互回流连通，电磁阀2的出气端通过气管道与气源循环连通，电磁阀2的控制端通过导线与PLC电性连接，PLC通过数据线与接触器电性连接，接触器的输出端通过导线与被测热水器样品连接，温度记录仪的检测端通过导线与被测热水器样品连通，接触器的数据端与电参数记录仪通过连接线相互电性连接，温度记录仪的数据端和电参数记录仪均通过网络路由器与计算机电性连接，PLC通过数据线与水量采集仪、温度采集仪、耗电采集仪和重量采集仪的输出端电性连接，水量采集仪、温度采集仪、耗电采集仪和重量采集仪的检测器均与被测热水器样品检测连通，气动阀2的出水端安装有球阀，球阀的控制端通过数据线与PLC电性连接，电参数记录仪的控制端通过导线与触摸控制屏连通，触摸控制屏的输出端通过数据线与计算机电性连接，网络路由器通过导线与外置网络连通，网络路由器提供WIFI发射，温度记录仪、电参数记录仪和计算机均通过WIFI电性连通，通过采用气动阀而不是电磁阀的最大优点就是气动阀可使用环境温度范围高，在高温水流下也能稳定运行。
3 储水式电热水器能耗测试装置的工作原理
使用时，首先供水系统提供符合标准要求的恒温恒压水源，其中环境控制系统实现测试过程中温度和风速的稳定，然后进排水控制系统可自动实现标准要求条件下（如排水温度差、定量要求等）自动进水排水功能，其过程流量可调，以及数据采集和计算系统实现测试过程中温度、电量、水量等能耗参数的自动采集，同时对采集到的数据可根据不同标准的计算公式进行计算，实现能耗测试结果自动输出到图形界面或以EXCEL表格数据的方式输出，其中，进排水控制系统和数据采集计算系统通过PLC进行自动控制和数据采集，进排水系统进水和排水端均安装有气动单向阀，利用在高温水流下也能稳定运行，在需要的时候能够完全锁死，避免了其他种类控制阀失效或不能锁死导致测试精度不高，进水端装有数字流量计，用来采集测试过程中的水量，排水端装有球阀，实现测试过程中流量的控制，数据采集和计算系采用统触摸屏加PLC控制、计算机端图形界面显示和计算的总体方案，触摸屏图形界面方便进行人机交互和关键数据的显示，PLC接收触摸屏和计算机信号，实现控制气动阀、采集数据、开停被测样品电源等功能，随后温度信号采集由数字式温度记录仪实现，电参数由数字功率计来采集，温度和电参数的数据都可通过网线连接触摸屏到计算机。
4 结语
该储水式电热水器能耗测试装置，通过PLC结合气动单向阀实现进排水自动控制，保障高温水流能稳定控制和锁死的目的，并利用以及触摸屏、计算机和PLC三者结合，进行热水器能耗测试过程控制和数据采集，利用实验室现有设备，结合PLC控制和计算机实时数据采集记录系统，实现了储水式电热水器能耗的检测，系统可扩展性强且方便使用和测试，测试过程能够自动控制，从而大大减小了检测设备的投入，同时又提高了检测精度，扩大了测试范围，使整个测试过程更加稳定可靠，数据采集精度更高，数据输出结果明了，方便操作的效果。
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论文作者:罗锋1,陈大果2,郑淞1,孙族杰3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/8/7
标签：测试论文; 电热水器论文; 热水器论文; 记录仪论文; 温度论文; 导线论文; 装置论文; 《基层建设》2019年第11期论文;