DOE应用案例-多功能冷气机最佳设计条件之研究(doc27).doc

多功能冷气机最佳设计条件之研究

1.原作者简介
　 ─江威龙　先生。
─成功大学机械系学士。
─现任台湾松下电器股份有限公司空调事业处工程师。
─1995年2月开始学习DOE，立即荣获特优奖表现杰出。本范例之共同专题成员尚有：许辉洲；林坤龙；蔡启明及曾进煌等四人。
2.本范例之荣誉
─1995年荣获台湾松下电器股份有限公司第一届实验计划成果示范发表会特优奖。
─1995年10月荣获品管月刊发表。

3.本范例导读
研读本范例时，请特别留意本范例之下述优点：
A.本范例为应用在新产品开发上之范例，且成功地将除湿机及冷气机双机一体之新机种开发成功，为一大技术突破。
B.由于本范例是要开发双机一体之新机种，故采用更严谨而进步的多特性值实验。（参考第八章）
C.当多特性值之较佳条件彼此矛盾对立时，充分表现为顾全局而斟酌取舍之大智能。
D.再现性完整，因此获得之KNOW HOW可立刻用在量产上，实用效果显著。
E.此范例非常值得初学者参考。

多功能冷气机最佳设计条件之研究

1.前言
　　台湾气候属海岛型多湿中温之气候，平均气温约22℃，相对湿度80% 左右。由于生活品质之日益提高，对于生活环境之舒适性要求相对提高，故近年来对除湿设备之需求量年年上升。目前冷气机均附加有除湿功能，但顾客使用率偏低，所以开发具有优越除湿功能之新型冷气机已成为当务之急。

2.改善动机：──提升冷气机功能，进而提高市场占有率
　　现行冷气机附加之除湿功能，乃利用压缩机间歇运转来达到除湿效果。如此不仅出风温度低，吹到人体时比较不舒服，而且会使室温下降。因此开发新型冷气若能改善此点，则顾客将会乐于使用除湿功能。而使客户除了夏天使用冷气机外，在春秋（冬）高湿季节依然可使用冷气机之除湿功能，而使冷气机成为可长年使用之商品，进而提升冷气机之使用价值。并藉以提高冷气机之市场占有率。

3.现况分析
现行冷气机除湿行程是利用电子式控制压缩机间歇运转，来达到除湿效果。
※冷气机除湿行程与除湿机之比较（相同消耗功率下）：

一般冷气机
一般除湿机
冷房能力kcal / h
XX00
无
除湿量 1 / h
0.52
0.42
2hr 后室温变化
↓2℃
↑2.2℃

由上可看出：
3.1一般冷气机电子式除湿行程之缺点：
· 易造成室温下降。
· 出风温度低，吹到人体感觉不适。
3.2一般除湿机之缺点：
· 无冷房能力，且除湿量小。
· 易造成室温上升。

4.改善目标
　　有鉴于此，本文特以CU/CS-XXEC2做研究样本，以期达到如下目标:
　●在室温变化 ± １℃ 内，达到 1 l/h 以上之除湿量。

5.特性要因分析

6.第一阶段实验配置
6.1实验因子水准及交互作用：
6.2点线图：

6.3直交配列表：

样本量测说明：
　　本实验分别于住宅环境试验室及性能实验室中进行，以稳定后二小时内，记录下列数据：

●室内温度变化量。
●除湿量。

6.4 实验数据：
实验顺序
1
2
3
4
5
6
7
8
配置顺序
7
14
8
13
5
3
1
2
温 差　
-1.93
-0.64
-1.24
-1.1
-0.96
-2.08
-0.88
-0.6
除 湿 量
1.24
0.39
1.47
0.69
0.59
1.11
0.55
0.41
实验顺序
9
10
11
12
13
14
15
16
配置顺序
6
4
12
9
15
11
10
16
温 差　
-0.58
-1.39
-1.64
-1.15
-1.9
-2.25
-0.87
-1.78
除 湿 量
0.39
0.82
0.91
0.59
1.14
1.14
0.51
1.07

7.第一阶段实验解析：
7.1 特性值一：温度之实验解析
7.1.1 合并前ANOVA

7.1.2 合并后ANOVA

7.1.3 贡献度分析：

●温度的变化与A，C，D 成正比，较佳条件为A1，C1，D2。
7.2 特性值二：除湿量之实验解析
7.2.1 合并前ANOVA

7.2.2 合并后ANOVA

7.2.3 贡献度分析：

●除湿量的变化与Ｃ成正比，较佳条件为Ｃ２。

8.第一阶段实验结论

8.1 多特性值表分析之CROSS TABLE：
因 子
A
C
D
温 度
A1
C1
D2
除 湿 量

C2

较 佳 条 件
A1
C1
D2
8.2 结论：
Ｃ因子在两特性值中互相冲突，以顾客直接感受为考量，则温度的改变属于显性因子，而除湿量的变化属于隐性因子，因此在面对取舍时，以显性因子优先，故选用Ｃ１作为较佳条件，所以第二阶段较佳条件为 A1，C1，D2。

9.第二阶段实验配置
9.1 实验因子与水准
CODE
变 数 名 称
水准一
水准二
水准三
A
室内机风扇转数
A1-1
A1-2
A1-3
C
机构 C ON/OFF时间比
C1-1
C1-2
C1-3
D
机构 D流量
D2-1
D2-2
D2-3

9.2 点线图

9.3 直交配列表：
本阶段显著因子采用多水准方式配置，故选用Ｌ9３4直交表。

9.4 实验配置与数据：
实验顺序
1
2
3
4
5
配置顺序
2
5
9
8
1
温 差　
-0.56
-0.56
-0.66
-0.6
-0.46
除 湿 量
0.54
0.53
0.64
0.58
0.44
实验顺序
6
7
8
9

配置顺序
6
4
7
3

温 差　
-0.66
-0.46
-0.44
-0.62

除 湿 量
0.65
0.44
0.43
0.59

10.第二阶段实验解析
10.1 特性值一：温度之实验解析
10.1.1 ANOVA分析

10.1.2 贡献度分析

10.2 特性值二：除湿量之实验解析]
10.2.1 ANOVA分析

10.2.2 贡献度分析

11.第二阶段实验结论
●第一次最适控制条件及再现性确认：

因 子 名 称
因 子 水 准　
结 果
室内机风扇转数(rpm)
A1-1

机构B ON/OFF时间比
全 开
除湿量 0.54 1/h
机构C ON/OFF时间比
C1-3

机构D流量(1 / min)
D2-3
室温变化 -0.6℃
除湿行程(min)
F2

●第二次最适控制条件及再现性确认：

因 子 名 称
因 子 水 准　
结 果
室内机风扇转数(rpm)
A1-1

机构B ON/OFF时间比
全 开
除湿量 0.98 1/h
机构C ON/OFF时间比
C2-3

机构D流量(1 / min)
D2-3
室温变化 -0.8℃
除湿行程(min)
F2

12.结论
　　从此次专题中，我们可以知道，温差与除湿量成正比，及温差越小，除湿量也变小，对于特性值的影响以机构C ON/OFF 时间比影响最大。
　　借着机构B的使用及机构D的作用，我们可以改善冷气吹出口温度及室温下降现象，其改善前后之成果比较如下：

改善前
改善后
室温变化
-2℃
-0.8℃
除湿量 (1/h)
0.52
0.98
吹出口温度
11.8℃
18.6℃