电热水器故障分析与检修

1、第 9 章 电 热 水 器 （ 电 淋 浴 器 ） 故障分析与检修 电热水器的功能就是烧水和保温。常见的饮水机如图 9 一 l 所示。第 1 节 电热水器的基础知识 一、电热水器的分类电热水器有KCD和FCD两种。KCD热水器属于敞口式热 水器，内胆 不受混水阀控制 ，直接与出水管 、混水阀、淋浴软管、淋 浴喷头相通 ，出水口 始终保持敞 开，内胆无压力。 FCD热水器属 于闭口式热水器，内胆受混水阀控制，与外界隔离，而自 来水 与内 胆保 持常通，这样热水器的内胆至少要承受自来水的压力。二、电热水器的构成电热 水器 通 常由 箱体 系统 、控制 系统 、进 出水 系 统、制热 系统四部 分构

2、 成，常见电热水 器内部构成如图 9-2 所示1箱体系统箱体 系统 主要由 内胆 、保 温层 、外 壳等构成。其中，储水式内胆 多采用锰钛钢金属制成， 其表面有搪瓷或环氧粉末高温绝缘涂层，以免 内胆带电。同时，为了防 止内 胆被 腐蚀，还设 置了防腐蚀装置。2控制系统控制系统的功能主要是对进水系统、制热系统进行控制。 3进出水系统进出 水系 统 的功 能就 是为 内胆 加水和 控制 喷头 出水 。该系 统主 要由 加水 管、安全阀、混水阀、淋浴软管、淋浴喷头构成。4 制 热 系 统制 热 系 统 的功 能 就 是 为内胆水加热。它主要由加热管、温控器、 漏电保护器构成。三、特殊器件简介1 安

3、全阀(1) 安全阀 的作用安全阀的作用主要有三个：一 是反向截止作用，也就是冷水只能进入内 胆，而不能从内胆 回 流 到 自 来 水 管 路 内 ；二是 达 到 一 定 压力 后自 动 泄 压 ：三 是 热水烧开后排空。(2) 原 理如 图 9- 3 所示，当 内胆的压 力小于 自来水 的压力 时，反 向截止阀 弹簧 在自来水水压的作用下被压缩，反向阀芯上移，自来水经进水口进入内胆。当停水等原因 使自来水管路的 压力 低于内胆的压力时，截止阀弹簧推动阀芯将截止阀胶垫堵在进水口上， 于是内胆的水就 不能 回流到自来水的管路内。当内胆压力过高并超 过安全阀的规定压 力后，则安全阀弹簧被压 缩，使安

4、全阀胶垫右移，过 高 的 压 力 通 过 安 全 阀 进 行 泄 放 ， 以 免 内 胆 被 过 高 的 压 力 损 坏 。提示 安全阀上的 压力调节盘 就是调节 泄压值的 ，该值在 出 厂时已调 好，维修时轻易不要对其进行调整，以免发生危险。另外，通过 掰动手柄也可以进行泄压。2 混 水 阀(1) 种 类混 水 阀 有 KCD 和 FCD 两 种 。 K CD 混 水 阀 适 用 于 敞 口 式 热 水器，FCD混水阀适用于闭 口式热水器。(2) 工作原 理下面以FCD混水阀为例来介绍混水阀的工作原理。混 水 阀 内 部采 用 陶 瓷 阀 芯 进行水温调节，混水阀有两个联动的阀 门，一个控制

5、内胆流出的热水量；另 一个控制 自来水冷水的流出量。通过调节混水阀的阀 门加 大喷头流出的热 水量 时，就会减小自来水冷水的通出量，水温就会升高 ；而加大自来水冷水 的流出量，减小 热水的流出量时，水温就会降低。3 镁 棒镁 棒 是 镁 阳极 、 阳 极 镁 块 的简称。镁是一种化学性能较活泼 的金属，能起到磁化水质的 作用。镁棒不仅能 够在恒温器内形成 磁场，提高水的活性，可以 让洗澡水也达到比 较好的水质标准， 而且可以修复内胆的陶瓷涂 层裂痕。因此，镁棒需要定期更换。 电热水器 常用的 镁棒如图 9-4 所 示。提示 由于镁棒的 电流效率和 利用率较高，长时间使用后，镁棒 会变成“海绵棒

6、”，重量减 轻 。当 镁 棒 的 重 量不 足 原 重 量 的 1/3 时 ，则 需 要更 换 镁棒了。一般情况下，镁棒可使用 1 年左右，属于易损件。第 2 节典型电热水器故障分析与检修、机械控制型电热水器以澳柯玛机械控制型电热水器为例，其电气系统由温控器、过 热保护器、加热器、加热 指示灯构 成如图 9-5 所示 。1加热控制插好电源线后，220V市电电压经温控器、过热保护器输入后不 仅 使加热器加热 ， 而且 使加热指示灯发光，表 明该机处于加热状态。随着加热时间的延长，水的温度逐 渐 升高， 当温度达到温控器设置的温度后 ， 温 控器的触点断开， 加热器因没有供电停 止加热， 而且加热

7、 指 示灯 也会 因没有供电熄灭， 该机进入 保温状态。当水温下降到比 设置的温度低5 C左右后， 温 控器的触点闭合， 再次接通电源， 如此反复， 使电热水器的 温 度 控 制 在 一 定范围内。2 过 热 保 护 当水罐内无水或温控器异常， 使加热器的温度过高时， 过热保护器断开， 切断整机供电，以免加热器烧断或产生其他故障， 实现过热保护。 3常见故障检修(1) 不 加 热不加热说明加热器或其供电系统异常。该故障的检 修 流 程 如图 9-6 所 示 。(2) 加热不正常加热不正常，说 明温控器、加热器或线路接触不良。该故障的检修流程如图 9-7 所示。二、电脑控制型电热水器以比德斯电脑

8、控制型电热水器为例，这 是德国产的全自动型 电热水器，采用双 胆结构，冷热水隔离， 提高了热水使用率， 电路上采用了电脑控制和液晶显示功能， 具有 防漏电、过热 、 干 烧 保 护 。 该 机 的 电 源 电 路 如 图 9 _8 所 示 ， 控 制 电 路 如 图 9- 9 所 示 。1电源电路如图9-8所示，该机通上市电电压后，220V市电电压经变压器T 降压， 产 生 8V、16V 和10. 5V (与市电高低成正比)三种电压。其中，8V交流电压通过D1 D4组成的桥式整流堆整流，C1、 E1滤波产生1 2V直流电压，该电压再经SV稳压器U1 (7805)稳压输 出 5v电压。5 V电压

9、一路通过隔离二极管D9为3. 6V电池充电：另一路通过 连 接 器 CN1 为 U51 等电路供电；1 6V交流电压通过整流堆B2桥式整流产生1 8V直流电压， 再 通 过 R5 限 流 ， Z2稳压产生12V直流电压，该电压经C7、E5滤波后加到芯片U2 (M54123) 的脚， 为它供电 ； 10. 5v 交 流 电 压 通 过 整 流 堆 B1 桥 式 整 流 ， E3 滤 波 产 生 14. 6V 直流电 压， 该电压为继电器RLYI、RLY2 RLY3的线圈供电。市电输入回路的R压是压敏电阻，它的作用是防止市电电压过高 损坏变压器T等器件。市电升高时，R压击穿，使用户家的熔断器熔断或

10、空气开关跳闸，切断市电 输入， 实现市电过压保护。2微处理器电路如图 9-9 所示， 该机的微处理器电路主要由微处理器 U51(GMS81504T)及其外围元件组成。GMS81 504T的主要引脚功能如表9- 1所示。(2) U51 工 作条件 电路5 V供电：插好电热水器的电源线，待电源电路工作后，由其丿、输出的5 V电压经 D9 降 压产生供电电压VDD，该电压加到 U51的供电端9、23、 3 0脚，为U5 1 供电。复位：该机的复位电路由微处理器U5 1和三极管TR50、电容E50、R50 R52等元件构成， 开 机瞬间，由 于 5V 电源通过E50、R52、R5 1构成充电回路，充电

11、电流在 R51 两端建立的 电 压超 过 0. 6V，TR50 导通 ，为 U51 的 17 脚 提供低电平复位信号， 使 U51 内 的 存 储 器 、 寄存 器 等电 路清 零 复 位 。 随着 E50 两 端 电压 的逐 渐 升 高 ，充电电流 逐渐消失，TR50截止，5V电 压 通 过 R50 为 U51 的 17 脚 提 供 高 电 平 电 压 ，使 U51 内 部 电 路 复位 结 束 ， 开 始工 作。时钟：U51得到供电后，它内部的振荡器与18、19脚外接的晶 振 CRY50 和移相电容 c50、C51 通 过 振 荡 产 生 4MHz 的 时 钟 信 号 。 该 信 号 经

12、分 频 后 协 调 各 部 位 的工作， 并作为 U51 输出 各种控制 信号的 基准脉冲 源。(3) 操作 控制电 路微处理器U51的及11脚外接操作键sw51sw55。其 中 ， SW51 是 开 关 键 ， 用 于控制电热水器工作和关闭；SW52是定时键.用来控制进入/退出定时状 态， 并选择定时时间；SW53 是 设置 键 ，用 于 选 择 及 确 认设 置 参数 ； SW54 是 数据 增 加 键 ； SW55 是 数 据 减 小 键 。(4) 液 晶 显 示 电 路该机采用了 LCD显示屏和驱动芯片U50、微处理器U51构 成 的 液 晶 显示电路。 进行操作 时 ，U51 从 1

13、3、22、24 26 脚输出 屏显 驱动信号。 这些信号加到U50 的 18、 9 12 脚， 被u50 解 码 、 放 大后 ， 从 U50 的 21 38 脚 输 出 驱 动 信 号 ， 驱 动 LCD 显 示 屏 显示时间、 温度等数值。(5) 蜂鸣器驱动电路该 机 的 蜂鸣 器电路由蜂鸣器 BUZZ、 微处理器 U51 等构成。 每 次进行操作时， U51 的 14脚输出蜂鸣器驱动信号，驱动蜂鸣器BUZZ鸣叫，提醒用户电热水器 已收到操作信号， 并且此 次控制有效。3加热控制电路如 图 9- 9、 图 9- 8 所 示 ， 当 该 机 加 水 并 需 要 加 热 时 ， 微 处 理 器

14、 U51 ， 从 15 脚 输 出 高 电 平 控 制 信 号 ， 从 28脚输出 低电平控制信号， 从 16脚输出 低电平脉冲信号。 28 脚 输 出 的 低 电 平 控 制信号使红色发光管LED51发光，表明该机处于加热状态；脚输出的高 电 平控制信号经 连接器 CN2 / CNI 的 HTDO 端 子 输 出 到 电 源 电 路 ， 再 经 R6 限 流 使 TR7 导 通 ， 为 继电 器 RLY3 的线 圈 提供导通电流，使 RLY3 的触点吸合，接 通加热管 的一根供电线路；脚输出 的低电平脉冲信号通过 C56、R56耦合，使TR5导通，为继电器 RLYI. RLY2的 线圈提供导

15、通电流，使它们的 触点吸合， 接通加热管的另一根供电线路， 加热管 获得供电开 始加热。罐内的 水温随着加热管的不断加热而升高， 当水温达到设置的 温度后， 传感器（负 温度系数）RT的阻值减 小 ， 通 过 连 接 器 CNI /CN2 的 TEMP 端 子 进 入控 制电 路 ， 使 U51的 脚电位下降， 当 U51的 脚输入的电压值与 U51 内部存储的某个电 压值相同时， U51 通过比 较就可以算出传感器感应的实际温度，也就是内胆水的温度，控制、脚输15低电、F控制信号， 脚输出高电平电压。脚输出高电平控制信号后，LED51熄灭；脚输15低电平控制 信 号 ， 驱 动 管 TR7截

16、 止 ， 继 电 器 RLY3 的 线 圈无 导 通 电 流 ， 它内 部的 触点释放， 加 热 管停止加热； 脚输出低电T控制信号使保温指示灯LED50发光，表I刿该机进入保湓状态。 随着保温时间的延长，水的温度逐渐下降，当温度下降到一定值后，RT的阻值增大，使U51的 脚电位升高， 被U51 识别后， 控制该电 热水器再次进入 加热状态。 重复以 I -过程， 电 热 水器就可以为用户 提供热水。4漏电保护 如图9-8、图9-9所示，漏电保护电路由电流互感器B.芯片U2 ( M54123). TR9. 微 处 理器 U51 等构成。当该机因加热管破裂等原因发生漏电时，B的初级电流矢量和不

17、再 为 0 ， 它 的 次 级 线 圈中感应出电压，经R12、C4、R7整形后，加到U2的、脚，被U2 处 理 后 ， 7 脚 输 出 高电平控制信号。该信号一路通过R1 1使TR9导通，使TR5截止， 继电器 RLYI. RLY2 的线圈无导通电流， 它内部的触点释放， 切断加热管的供电回路， 加热管停 止加热；另一路通过R14 限 流 ， 再 经 连 接 器 CNl / CN1 的 LKI 端 子 进 入 控 制 电 路 ， 该 信 号 通 过 R73 限 流 ， 加 到 U51的 21 脚，被 U51 识别后， U51 不仅控制 15脚、 16脚输出停止加热的信 号， 而且从14 脚输出

18、蜂鸣器驱动信号， 使蜂鸣器发出 12声的呜叫报警， 而且控制显示屏显 示故障代码 E3， 提醒用户该机进入漏电保护状态。5过热、干烧保护如图 9-8、 图 9-9 所示， 过热、 干烧保护电路由传感器 RT、 微 处 理 器 U51 等 元 件 构 成 。当该机因内胆内的水不足， 导致加热管的加热温度过高时， 传 感 器 RT 的 阻 值 大 幅 度 减小，导致RT端电压大幅降低，该电压通过连接器CNI / CN2的TEMP 端子进入控制电路， 加到微处理 器 U51 的 脚 ， 被 U51 识别 后， 不 仅控制 15 脚、 16 脚输出 停止加热的信号， 而且从14脚输出 蜂鸣器驱动信号， 使蜂鸣器发出 12声的鸣叫报警， 而且 控 制 显 示 屏 显 示 E4 或 E5的故障代码，提醒用户该机进入干烧或过热保护状态。显示E4说明 进入防干烧保护状态，显 示 E5 说 明 进 入 过 热 保 护 状 态 ，此 时 微 处 理 器 U51 识 别出加热温度为91 Co提示 该机为了防止传感器异常导致加热不正常， 还设置了传 感器异常保护功能， 当传感器RT异常时为微处理器U51的脚提供的电压也异