電熱水器故障分析與檢修

1、第 9 章 電 熱 水 器 （ 電 淋 浴 器 ） 故障分析與檢修 電熱水器的功能就是燒水和保溫。常見的飲水機(jī)如圖 9 一 l 所示。第 1 節(jié) 電熱水器的基礎(chǔ)知識(shí) 一、電熱水器的分類電熱水器有KCD和FCD兩種。KCD熱水器屬于敞口式熱 水器，內(nèi)膽 不受混水閥控制 ，直接與出水管 、混水閥、淋浴 軟管、淋 浴噴頭相通 ，出水口 始終保持敞 開，內(nèi)膽無壓力。 FCD熱水 器屬 于閉 口式 熱水器，內(nèi)膽受混水 閥控制，與外界隔離 ，而自 來水 與內(nèi) 膽保 持常通，這樣熱水器的內(nèi)膽至少要承受自來水的壓力。 二、電熱水器的構(gòu)成電熱 水器 通 常由 箱體 系統(tǒng) 、控制 系統(tǒng) 、進(jìn) 出水 系 統(tǒng)、制熱

2、系統(tǒng)四部 分構(gòu) 成，常見電熱水 器內(nèi)部構(gòu)成如圖 9-2 所示1箱體系統(tǒng)箱體 系統(tǒng) 主要由 內(nèi)膽 、保 溫層 、外 殼等構(gòu)成。其中，儲(chǔ)水式內(nèi)膽 多采用錳鈦鋼金屬制成，其表 面有 搪瓷 或環(huán) 氧 粉末 高溫 絕緣 涂層 ，以免 內(nèi)膽 帶電 。同 時(shí)，為 了防 止內(nèi) 膽被 腐蝕，還設(shè) 置了防腐蝕裝置。2控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的功能主要是對(duì)進(jìn)水系統(tǒng)、制熱系統(tǒng)進(jìn)行控制。 3進(jìn)出水系統(tǒng)進(jìn)出 水系 統(tǒng) 的功 能就 是為 內(nèi)膽 加水和 控制 噴頭 出水 。該系 統(tǒng)主 要由 加水 管、安全閥、混水閥、淋浴軟管、淋浴噴頭構(gòu)成。4 制 熱 系 統(tǒng)制 熱 系 統(tǒng) 的 功 能 就 是 為 內(nèi) 膽 水 加 熱 。 它 主 要

3、由 加 熱 管 、 溫 控 器 、 漏電保護(hù)器構(gòu)成。三、特殊器件簡介1 安 全閥(1) 安全閥 的作用安 全 閥 的 作 用 主 要 有 三 個(gè) ：一 是 反 向 截 止作用，也 就是 冷水只能 進(jìn)入內(nèi) 膽，而不能從內(nèi)膽 回 流 到 自 來 水 管 路 內(nèi) ； 二 是 達(dá) 到 一 定 壓 力 后 自 動(dòng) 泄 壓 ： 三 是 熱水燒開后排空。(2) 原 理如 圖 9- 3 所示，當(dāng) 內(nèi)膽的壓 力小于 自來水 的壓力 時(shí)，反 向截止閥 彈簧 在自來水水壓的作用下被壓縮，反向閥芯上移，自來水經(jīng)進(jìn)水口進(jìn)入內(nèi)膽。當(dāng)停水等原因 使自來水管路的 壓力 低于內(nèi)膽的壓力時(shí)，截止閥彈簧推動(dòng)閥芯將截止閥膠墊堵在進(jìn)水

4、口上， 于是內(nèi)膽的水就 不能 回流到自來水的管路內(nèi)。當(dāng)內(nèi)膽壓力過高并超 過安全閥的規(guī)定壓 力后，則安全閥彈簧被壓 縮，使安全閥膠墊右移，過 高 的 壓 力 通 過 安 全 閥 進(jìn) 行 泄 放 ， 以 免 內(nèi) 膽 被 過 高 的 壓 力 損 壞 。提示 安全閥上的 壓力調(diào)節(jié)盤 就是調(diào)節(jié) 泄壓值的 ，該值在 出 廠時(shí)已調(diào) 好，維修時(shí)輕易不要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，以免發(fā)生危險(xiǎn)。另外，通過 掰動(dòng)手柄也可以進(jìn)行泄壓。2 混 水 閥(1) 種 類混 水 閥 有 KCD 和 FCD 兩 種 。 K CD 混 水 閥 適 用 于 敞 口 式 熱 水器，F(xiàn)CD混水閥適用于閉 口式熱水器。(2) 工作原 理下面以FCD混

5、水閥為例來介紹混水閥的工作原理?；焖y內(nèi) 部采 用陶瓷閥芯進(jìn)行水溫調(diào)節(jié)，混水閥有兩個(gè)聯(lián)動(dòng)的閥 門，一個(gè)控制內(nèi)膽流出的熱水量；另 一個(gè)控制 自來水冷水的流出量。通過調(diào)節(jié)混水閥的閥 門加 大噴頭流出的熱 水量 時(shí)，就會(huì)減小自來水冷水的通出量，水溫就會(huì)升高 ；而加大自來水冷水 的流出量，減小 熱水的流出量時(shí)，水溫就會(huì)降低。3 鎂 棒鎂棒是鎂 陽極 、陽極鎂塊的簡稱。鎂是一種化學(xué)性能較活潑 的金屬，能起到磁化水質(zhì)的 作用。鎂棒不僅能 夠在恒溫器內(nèi)形成 磁場，提高水的活性，可以 讓洗澡水也達(dá)到比 較好的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)， 而且可以修復(fù)內(nèi)膽的陶瓷涂 層裂痕。因此，鎂棒需要定期更換。 電熱水器 常用的 鎂棒如圖 9

6、-4 所 示。提示 由于鎂棒的 電流效率和 利用率較高，長時(shí)間使用后，鎂棒 會(huì)變成“海綿棒”，重量減 輕 。當(dāng) 鎂 棒的重 量不 足原重量 的 1/3 時(shí) ，則 需要更 換 鎂棒了。一般情況下，鎂棒可使用 1 年左右，屬于易損件。第 2 節(jié)典型電熱水器故障分析與檢修、機(jī)械控制型電熱水器以澳柯瑪機(jī)械控制型電熱水器為例，其電氣系統(tǒng)由溫控器、過 熱保護(hù)器、加熱器、加熱 指 示燈構(gòu) 成如圖 9-5 所示 。1加熱控制插 好 電 源 線 后 ， 220V 市 電 電 壓 經(jīng) 溫 控 器 、 過 熱 保 護(hù) 器 輸 入 后 不 僅 使加熱 器加熱 ，而且 使加 熱 指 示 燈 發(fā) 光，表 明該 機(jī)處于 加

7、熱狀態(tài) 。隨 著 加熱時(shí) 間的延 長，水 的 溫度逐 漸升高，當(dāng)溫度 達(dá) 到 溫 控 器 設(shè) 置 的 溫 度 后 ，溫 控 器 的 觸 點(diǎn) 斷 開 ，加 熱 器 因 沒 有 供 電 停 止 加 熱 ， 而 且加熱 指 示 燈 也 會(huì) 因 沒 有 供 電 熄 滅 ， 該 機(jī) 進(jìn) 入 保 溫 狀 態(tài) 。 當(dāng) 水 溫 下 降 到 比 設(shè)置的溫度低5 C左 右 后 ， 溫 控 器 的 觸 點(diǎn) 閉 合 ， 再 次 接 通 電 源 ， 如 此 反 復(fù) ， 使 電 熱 水 器 的 溫 度 控 制 在 一 定范圍內(nèi)。2 過 熱 保 護(hù)當(dāng) 水 罐 內(nèi) 無水或 溫 控器異 常，使 加熱器 的 溫 度 過高時(shí) ，過

8、熱保 護(hù)器斷 開， 切斷整機(jī)供電，以免加熱器燒斷或產(chǎn)生其他故障，實(shí)現(xiàn)過熱保護(hù)。3常見故障檢修(1) 不 加 熱不加熱說明加熱器或其供電系統(tǒng)異常。該故障的檢 修 流 程 如 圖 9- 6 所 示 。(2) 加熱不正常加熱不正常，說 明溫控器、加 熱器或線路接觸不良。該 故障的檢修流程如圖 9-7 所示。二、電腦控制型電熱水器以比德斯電腦控制型電熱水器為例，這 是德國產(chǎn)的全自動(dòng)型 電熱水器，采用雙 膽結(jié)構(gòu)，冷熱水隔離， 提高了熱水使用率， 電路上采用了電腦控制和液晶顯示功能， 具有 防漏電、過熱 、 干 燒 保 護(hù) 。 該 機(jī) 的 電 源 電 路 如 圖 9 _8 所 示 ， 控 制 電 路 如

9、圖 9- 9 所 示 。1電源電路如圖9-8所示，該機(jī)通上市電電壓后，220V市電電壓經(jīng)變壓器T 降壓， 產(chǎn) 生 8V、16V 和10. 5V (與市電高低成正比)三種電壓。其中，8V交流電壓通過D1 D4組成的橋式整流堆整流，C1、 E1濾波產(chǎn)生1 2V直流電壓，該電壓再經(jīng)SV穩(wěn)壓器U1 (7805)穩(wěn)壓輸 出 5v電壓。5 V電壓一路通過隔離二極管D9為3. 6V電池充電：另一路通過 連 接 器 CN1 為 U51 等電路供電；1 6V交流電壓通過整流堆B2橋式整流產(chǎn)生1 8V直流電壓， 再 通 過 R5 限 流 ， Z2穩(wěn)壓產(chǎn)生12V直流電壓，該電壓經(jīng)C7、E5濾波后加到芯片U2 (M5

10、4123) 的 腳， 為它供電 ； 10. 5v 交 流 電 壓 通 過 整 流 堆 B1 橋 式 整 流 ， E3 濾 波 產(chǎn) 生 14. 6V 直流電 壓， 該電壓為繼電器RLYI、RLY2 RLY3的線圈供電。市電輸入回路的R壓是壓敏電阻，它的作用是防止市電電壓過高 損壞變壓器T等器件。市電升高時(shí)，R壓擊穿，使用戶家的熔斷器熔斷或空氣開關(guān)跳閘，切斷市電 輸入， 實(shí)現(xiàn)市電過壓保護(hù)。2微處理器電路如圖 9-9 所示， 該機(jī)的微處理器電路主要由微處理器 U51(GMS81504T)及其外圍元件組成。GMS81 504T的主要引腳功能如表9- 1所示。(2) U51 工 作條件 電路5 V供電：

11、插好電熱水器的電源線，待電源電路工作后，由其丿、輸出的5 V電壓經(jīng) D9 降 壓產(chǎn)生供電電壓VDD，該電壓加到 U51的供電端9、23、 3 0腳，為U5 1 供電。復(fù)位：該機(jī)的復(fù)位電路由微處理器U5 1和三極管TR50 、電容E50、 R50 R52等元件構(gòu)成，開機(jī)瞬間，由 于 5V 電源通過E50、R52、R5 1構(gòu)成充電回路，充 電電 流 在 R51 兩 端 建立的 電 壓 超 過 0. 6V，TR50 導(dǎo) 通 ，為 U51 的 17 腳 提供 低電 平復(fù) 位信號(hào) ， 使 U51 內(nèi) 的 存 儲(chǔ) 器 、 寄存 器 等 電 路 清 零 復(fù) 位 。 隨 著 E50 兩 端 電 壓 的 逐 漸

12、 升 高 ，充 電電 流 逐 漸消 失 ， TR50 截 止 ，5V電 壓 通 過 R50 為 U51 的 17 腳 提 供 高 電 平 電 壓 ，使 U51 內(nèi) 部 電 路 復(fù) 位 結(jié) 束 ， 開 始 工 作 。時(shí)鐘： U51 得到供 電 后 ，它 內(nèi)部 的 振 蕩器 與 18、19 腳 外接 的 晶 振 CRY50 和 移 相 電 容 c50、C51 通 過 振 蕩 產(chǎn) 生 4MHz 的 時(shí) 鐘 信 號(hào) 。 該 信 號(hào) 經(jīng) 分 頻 后 協(xié) 調(diào) 各 部 位 的 工 作 ， 并 作 為 U51 輸 出 各種控制信號(hào)的基準(zhǔn)脈沖源。(3) 操作控制電 路微處理器U51的及11腳外接操作鍵sw51s

13、w55。其 中， SW51 是 開關(guān) 鍵 ，用 于控制電熱水器工作和關(guān)閉；SW52是定時(shí)鍵.用來控制進(jìn)入/退出定時(shí)狀 態(tài)，并選擇定時(shí)時(shí)間；SW5 3 是 設(shè) 置 鍵 ，用 于 選 擇 及 確 認(rèn) 設(shè) 置 參 數(shù) ； SW54 是 數(shù) 據(jù) 增 加 鍵 ； SW55 是 數(shù) 據(jù) 減 小 鍵 。(4) 液 晶 顯 示 電 路該 機(jī) 采 用 了 LCD 顯 示 屏 和 驅(qū) 動(dòng) 芯 片 U50、 微 處 理 器 U51 構(gòu) 成 的 液 晶 顯 示 電 路。 進(jìn) 行 操作 時(shí) ， U51 從 13、 22、 24 26 腳 輸出 屏顯 驅(qū)動(dòng) 信號(hào) 。 這 些信 號(hào)加 到 U50 的 18、 9 12 腳

14、， 被u50 解 碼 、 放 大 后 ， 從 U50 的 21 38 腳 輸 出 驅(qū) 動(dòng) 信 號(hào) ，驅(qū) 動(dòng) LCD 顯 示 屏 顯 示 時(shí) 間、 溫 度 等數(shù)值。(5) 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路該機(jī)的蜂鳴器電路由蜂鳴器BUZZ、微處理器U5 1等構(gòu)成。每 次 進(jìn) 行 操 作 時(shí) ， U51 的 14 腳輸出蜂鳴器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器BUZZ鳴叫，提醒用戶電熱水器 已收到操作信號(hào)， 并且此 次控制有效。3加熱控制電路如 圖 9- 9、 圖 9- 8 所 示 ， 當(dāng) 該 機(jī) 加 水 并 需 要 加 熱 時(shí) ， 微 處 理 器 U51 ， 從 15 腳 輸 出 高 電 平 控 制信 號(hào)， 從 28腳輸出低電平

15、控制信號(hào)， 從 16腳輸出低電平脈沖信號(hào)。 28 腳 輸 出 的 低 電 平 控 制信號(hào)使紅色發(fā)光管LED51發(fā)光，表明該機(jī)處于加熱狀態(tài)；腳輸出的高 電 平控制信號(hào)經(jīng) 連接器 CN2 / CNI 的 HTDO 端 子 輸 出 到 電 源 電 路 ， 再 經(jīng) R6 限 流 使 TR7 導(dǎo)通，為繼電器RLY3的線圈提供導(dǎo)通電流，使RLY3的觸點(diǎn)吸合，接通加熱管的一根供電線路； 腳輸出的低電平脈沖信號(hào)通過 C56、R56耦合，使TR5導(dǎo)通，為繼電器 RLYI. RLY2 的線圈提供導(dǎo)通電流，使它們的觸點(diǎn)吸合， 接通加熱管的另一根供電線路， 加熱管獲得供電開 始加熱。罐內(nèi)的 水溫隨著加熱管的不斷加熱而

16、升高， 當(dāng)水溫達(dá)到設(shè)置的溫度后， 傳感器（負(fù) 溫度系數(shù)）RT的阻值減小，通過連接器 CNI / CN2的TEMP端子進(jìn)入控制電路，使U51 的腳電位下降， 當(dāng) U51的腳輸入的電壓值與 U51 內(nèi)部存儲(chǔ)的某個(gè)電壓值相同時(shí)， U51 通過比 較就可以算出傳感器感應(yīng)的實(shí)際溫度，也就是內(nèi)膽水的溫度，控制、腳輸15低電、F控制信號(hào)， 腳輸出高電平電壓。腳輸出高電平控制信號(hào)后，LED51熄滅；腳輸15低電平控制 信 號(hào) ， 驅(qū) 動(dòng) 管 TR7截止 ， 繼 電器 RLY3 的 線 圈無 導(dǎo)通 電 流 ， 它內(nèi)部的觸點(diǎn)釋放， 加熱 管停止加熱； 腳輸出低電T控制信號(hào)使保溫指示燈LED50發(fā)光，表I劌該機(jī)進(jìn)入

17、保湓狀態(tài)。 隨著保溫時(shí)間的延長，水的溫度逐漸下降，當(dāng)溫度下降到一定值后，RT的阻值增大，使U51的 腳電位升高， 被U51識(shí)別后，控制該電熱水器再次進(jìn)入加熱狀態(tài)。重復(fù)以I -.過程，電 熱 水器就可以為用戶 提供熱水。4.漏電保護(hù)如 圖 9- 8、 圖 9- 9 所 示 ， 漏 電 保 護(hù) 電 路 由 電 流 互 感 器 B. 芯 片 U2 ( M54123). TR9. 微 處理器 U51 等構(gòu)成。當(dāng)該機(jī)因加熱管破裂等原因發(fā)生漏電時(shí)，B的初級(jí)電流矢量和 不 再 為 0 ， 它 的 次 級(jí) 線 圈中 感 應(yīng) 出 電 壓 ， 經(jīng) R12、 C4、 R7 整 形 后 ， 加 到 U2 的 、 腳

18、， 被 U2 處 理 后 ， 7 腳 輸 出 高電 平 控 制 信 號(hào) 。 該 信 號(hào) 一 路 通 過 R11 使 TR9 導(dǎo) 通 ， 使 TR5 截 止 ， 繼 電 器 RLYI. RLY2 的 線圈 無 導(dǎo) 通 電 流 ， 它 內(nèi) 部 的 觸點(diǎn) 釋放， 切斷加 熱管 的 供電回路 ， 加熱 管 停 止加熱；另一路通過R14 限 流 ， 再 經(jīng) 連 接 器 CNl / CN1 的 LKI 端 子 進(jìn) 入 控 制 電 路 ， 該 信 號(hào) 通 過 R73 限 流， 加到 U51的 21 腳 ，被 U51 識(shí) 別 后 ， U51 不 僅 控 制 15 腳、16 腳輸 出停止加 熱的 信 號(hào)， 而且

19、 從 14 腳輸出 蜂鳴 器 驅(qū) 動(dòng) 信 號(hào) ， 使 蜂 鳴 器 發(fā) 出 12 聲 的 嗚 叫 報(bào) 警 ， 而 且 控制顯示屏顯 示故障代 碼 E3， 提醒用戶該機(jī)進(jìn)入漏電保護(hù)狀態(tài)。5過熱、干燒保護(hù)如 圖 9- 8、 圖 9- 9 所 示 ， 過 熱 、 干 燒 保 護(hù) 電 路 由 傳 感 器 RT、 微 處 理 器 U51 等 元 件 構(gòu) 成 。當(dāng) 該 機(jī) 因 內(nèi) 膽 內(nèi) 的 水 不 足 ， 導(dǎo) 致 加 熱 管 的 加 熱 溫 度 過 高 時(shí) ， 傳 感 器 RT 的 阻 值 大 幅 度 減小 ， 導(dǎo) 致 RT 端 電 壓 大 幅 降 低 ， 該 電 壓 通 過 連 接 器 CNI / CN2 的 TEMP 端 子 進(jìn) 入 控 制 電 路 ， 加到 微 處 理 器 U51 的 腳 ， 被 U51 識(shí) 別 后 ， 不 僅控 制 15 腳、16 腳輸