[发明专利]电热水器内胆的脉冲压力检测系统和低耗检测方法

说明书

技术领域

本发明属电热水器的脉冲压力检测技术范畴，尤其涉及一种电热水器内胆的脉冲压力检测系统和低耗检测方法。

背景技术

我国电热水器的年销量约1300万台，为规范电热水器行业有序的健康发展、保护使用者的人身安全，国家和行业主管部门先后引进、制定和颁布了一系列的技术规范和标准：GB4706.1《家用和类似用途电器的安全通用要求》、GB4706.12《家用和类似用途电器的安全储水式热水器的特殊要求》、GB/T20289-2006《储水式电热水器》、IEC60379《热水器性能试验方法》、QB/T 4101-2010《储水式电热水器内胆》。技术规范和标准明确界定了储水式电热水器的额定容量、加热效率、24小时固有能耗、热水输出率、刻度回差、温度回差、安全参数和电热水器内胆脉冲压力的技术指标。现有技术条件下，储水式电热水器前7项指标的检测装置和检测方法已相当成熟有效；时至今日唯独脉冲压力检测项目仍差強人意，亟待改进。储水式电热水器内胆脉冲压力检测的国标技术要点如下：

·试验压力：额定压力的15％～100±5％，可调范围0～1Mpa；

·冲击计数范围： 0～999999次；

·工作电压：AC220V；

·工作温度：0℃～+50℃；

·工作湿度：10％～90％RH；

·冲击频率：25～60次/min；

·工作周期：每10000次冲击后停止10min,目测容器无明显变形，再继续下一个工作周期，循环总次数≥80000。

显然，脉冲压力检测的技术难点是可调压力（额定压力的15％～100±5％）水源的高冲击频率指标；如采用低冲击频率的可调压力水源，则检测效率低下、更偏离了国标，实不可取。

目前，获取可调压力水源的通行技术是借助变频电机水泵的转速变化；电机、水泵具有固有的转动惯量，因此变频电机水泵转速的变化率根本无法达到可调压力水源所期望的压力变化率，即脉冲压力检测的冲击频率受限于变频电机水泵转速所能实现的变化速率；目前，检验机构和生产企业均提出“高压变频水泵+管路切换”的解决方案（参阅专利“电热水器容器脉冲压力寿命试验装置”、专利号ZL201120240605.X；王东浩，热水器内胆压力试验装置，家电科技[J],2007.11）。“高压变频水泵+管路切换”解决方案的基本原理是：在脉冲压力检测全程，变频器控制的变频电机和水泵始终处于高速状态；脉冲压力检测中的卸压、卸压后的低压保压过程则通过相应管路上阀的启闭，即通过脉冲压力检测系统的管路切换实现；脉冲压力检测中的加压、加压后的高压保压过程，仍有赖于阀启闭实现的管路切换；由于变频电机水泵始终处于高速状态，从而消除了加/卸压过程对应的、变频电机水泵从低/高速至高/低速所需的时间--达到了脉冲压力检测系统可调压力水源所期望的压力变化速度。“高压变频水泵+管路切换”解决方案可行，但缺陷甚多，有待改进；“高压变频水泵+管路切换”解决方案的缺陷、缺陷的原因和改进举措逐一列举如下：

1、脉冲压力检测系统的能耗大。脉冲压力检测的冲击主循环流程涉及：加压、加压后的高压保压过程，卸压、卸压后的低压保压过程；需变频电机水泵输入能量的只有冲击主循环流程的加压过程，维持高/低压保压过程的变频电机水泵输入能量微不足道、仅用于补偿待检测容器和相关管路的泄漏损耗，卸压过程则是待检测容器内高压水的能量释放。“高压变频水泵+管路切换”解决方案的变频电机水泵始终处于高速状态，高/低压保压和卸压过程的变频电机水泵输入能量处于空耗状态，故导致脉冲压力检测系统的能耗过大。以检验机构和生产企业常备的脉冲压力检测系统为例，变频电机水泵的功率在4000W左右，储水式电热水器内胆脉冲压力检测（频率取50次/min、脉冲循环总次数=80000）消耗电能：（80000÷50）÷60×4 +（80000÷10000）×10÷60×4=112（度）；鉴于加压过程只占冲击主循环时间片的一小部分，112度电能的绝大部分白白浪费。在保证脉冲压力检测系统稳定可靠运行的前提下，如能充分利用高/低压保压和卸压过程的变频电机水泵输入能量，将降低脉冲压力检测系统的过高能耗。