第二章第五节电热水器的结构和工作原理

1、第二章第二章 家用电热器具的原理与维修家用电热器具的原理与维修第五节第五节 电热水器的结构及工作原理电热水器的结构及工作原理第二章第二章 家用电热器具的原理与维修家用电热器具的原理与维修 电热水器电热水器是利用电热元件通电时产生的热能将凉水是利用电热元件通电时产生的热能将凉水加热至所需温度的家用电器。加热至所需温度的家用电器。第五节第五节 电热水器的结构及工作原理电热水器的结构及工作原理一、电热水器的种类一、电热水器的种类1 1、按水流的方式、按水流的方式分为分为流水流水式和贮水式两种。式和贮水式两种。 流水流水式热水器没有储水箱，是一个当水流过就立即式热水器没有储水箱，是一个当水流过就立即使

2、水加热的电器产品，具有体积小、加热速度快、使用使水加热的电器产品，具有体积小、加热速度快、使用方便等优点，但功率较大、易发生漏电现象。方便等优点，但功率较大、易发生漏电现象。 贮水式贮水式是利用电热元件将贮水罐中的水加热，凉水是利用电热元件将贮水罐中的水加热，凉水陆续由水罐底部流入，经过电热元件升温而上升，在水陆续由水罐底部流入，经过电热元件升温而上升，在水罐内靠重力循环使温度趋于均匀。当水罐上面的水达到罐内靠重力循环使温度趋于均匀。当水罐上面的水达到适宜温度时，便可由上部出水口引出使用。贮水式适宜温度时，便可由上部出水口引出使用。贮水式热水热水器一般器一般体积较大，体积较大，功率在功率在2k

3、W2kW以下，安全可靠。以下，安全可靠。 电热水器电热水器是利用电热元件通电时产生的热能将凉水是利用电热元件通电时产生的热能将凉水加热至所需温度的家用电器。加热至所需温度的家用电器。第五节第五节 电热水器的结构及工作原理电热水器的结构及工作原理一、电热水器的种类一、电热水器的种类2 2、按提供热水的温度分可、按提供热水的温度分可分为分为浴用热水器、饮用热水器、浴用热水器、饮用热水器、通用热水器通用热水器。 浴用热水器浴用热水器 30 300 0C60C600 0C C 饮用热水器饮用热水器 100 1000 0C C3 3、按电热元件的工作状态来分可分为内插加热式电热水、按电热元件的工作状态来

4、分可分为内插加热式电热水器和外敷加热式电热水器。器和外敷加热式电热水器。 一）、类型一）、类型 1）、按出水温度分：冷热型和温热型）、按出水温度分：冷热型和温热型 2）、按制冷方式的不同分：半导体直冷饮水机和压）、按制冷方式的不同分：半导体直冷饮水机和压缩机制冷饮水机缩机制冷饮水机 3）、按外形结构分：台式和立式）、按外形结构分：台式和立式 4）、按水的来源方式分：自来水供水的全自动饮水）、按水的来源方式分：自来水供水的全自动饮水机和罐装水供水方式的饮水机。机和罐装水供水方式的饮水机。 二）、温热型饮水机的结构二）、温热型饮水机的结构二、电热饮水机二、电热饮水机第五节第五节 电热水器的结构及工

5、作原理电热水器的结构及工作原理 二）、温热型饮水机的结构二）、温热型饮水机的结构二、电热饮水机二、电热饮水机第五节第五节 电热水器的结构及工作原理电热水器的结构及工作原理 二）、温热型饮水机的结构二）、温热型饮水机的结构二、电热饮水机二、电热饮水机第五节第五节 电热水器的结构及工作原理电热水器的结构及工作原理 二）、温热型饮水机的结构二）、温热型饮水机的结构 热罐：热罐：二、电热饮水机二、电热饮水机第五节第五节 电热水器的结构及工作原理电热水器的结构及工作原理 三）、温热型饮水机的工作原理三）、温热型饮水机的工作原理二、电热饮水机二、电热饮水机第五节第五节 电热水器的结构及工作原理电热水器的结

6、构及工作原理 三）、温热型饮水机的工作原理三）、温热型饮水机的工作原理二、电热饮水机二、电热饮水机第五节第五节 电热水器的结构及工作原理电热水器的结构及工作原理 三）、温热型饮水机的工作原理三）、温热型饮水机的工作原理 温热饮水机电路中为双重保护元件，当饮水机超温或温热饮水机电路中为双重保护元件，当饮水机超温或发生短路故障时，发生短路故障时，超温保险器超温保险器自动熔断或自动熔断或手动复位温控器手动复位温控器自动断开加热回路电源，起到保护作用。自动断开加热回路电源，起到保护作用。 超温保险器超温保险器是一次性热保护元件，不可复位，等排除是一次性热保护元件，不可复位，等排除故障后按原型号规格更换

7、新的超温保险器，再用手按手动故障后按原型号规格更换新的超温保险器，再用手按手动复位温控器的复位按钮，触点闭合便可重新工作。复位温控器的复位按钮，触点闭合便可重新工作。二、电热饮水机二、电热饮水机第五节第五节 电热水器的结构及工作原理电热水器的结构及工作原理 四）、具有制冷功能的饮水机四）、具有制冷功能的饮水机 1、半导体直冷式冷热饮水机、半导体直冷式冷热饮水机 2、压缩式制冷饮水机、压缩式制冷饮水机二、电热饮水机二、电热饮水机第五节第五节 电热水器的结构及工作原理电热水器的结构及工作原理温热饮水机电路中为双重保护元件，当饮水机超温或发生短路故障时，超温保险器自动熔或手动复位温控器自动断开加热回

8、路电源，起到保护作用。超温保险器是一次性热保护元件，不可复位，等排除故障后按原型号规格更换新的超温保险器，再用手按手动复位温控器的复位按钮，触点闭合便可重新工作。温热饮水机电路中为双重保护元件，当饮水机超温或发生短路故障时，超温保险器自动熔或手动复位温控器自动断开加热回路电源，起到保护作用。超温保险器是一次性热保护元件，不可复位，等排除故障后按原型号规格更换新的超温保险器，再用手按手动复位温控器的复位按钮，触点闭合便可重新工作。四）、具有制冷功能的饮水机四）、具有制冷功能的饮水机 1、半导体直冷式冷热饮水机、半导体直冷式冷热饮水机 半导体直冷式冷热饮水机的工作原理和温热型饮水机半导体直冷式冷热

9、饮水机的工作原理和温热型饮水机的工作原理不太一样，半导体直冷式冷热饮水机在使用的工作原理不太一样，半导体直冷式冷热饮水机在使用时，直冷式冷热饮水机由水箱提供常温水，进水分两路：时，直冷式冷热饮水机由水箱提供常温水，进水分两路：一路进入一路进入冷胆容器冷胆容器，经制冷出冷水，经制冷出冷水;另一路进入另一路进入热罐热罐，经，经加热出热水。加热出热水。 二、电热饮水机二、电热饮水机第五节第五节 电热水器的结构及工作原理电热水器的结构及工作原理 四）、具有制冷功能的饮水机四）、具有制冷功能的饮水机 1、半导体直冷式冷热饮水机、半导体直冷式冷热饮水机 半导体制冷片的工作运转是用直流电流，它既可制冷又可加

10、热，通过改变半导体制冷片的工作运转是用直流电流，它既可制冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一制冷片上实现制冷或加热，这个效果的产生就是直流电流的极性来决定在同一制冷片上实现制冷或加热，这个效果的产生就是通过热电的原理。通过热电的原理。 一个单片的制冷片，它由两片陶瓷片组成，其中间有一个单片的制冷片，它由两片陶瓷片组成，其中间有N型和型和P型的半导体材型的半导体材料（碲化铋），这个半导体元件在电路上是用串联形式连结组成。料（碲化铋），这个半导体元件在电路上是用串联形式连结组成。半导体制冷片的工作原理是：当一块半导体制冷片的工作原理是：当一块N型半导体材料和一块型半导体材料和一块P型半导

11、体材料型半导体材料联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由由N型元件流向型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为型元件的接头吸收热量，成为冷端冷端。由。由P型元件流向型元件流向N型元件的型元件的接头释放热量，成为接头释放热量，成为热端热端。吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材。吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料料N、P的元件对数来决定的元件对数来决定二、电热饮水机二、电热饮水机第五节第五节 电热水器的结构及工作原理电热水器的结构及工作原理 四）、具有制冷功能的饮水机四）、具有制冷

12、功能的饮水机 1、半导体直冷式冷热饮水机、半导体直冷式冷热饮水机 按下制冷开关后，交流电压经电源变压器降压、整流二极管作按下制冷开关后，交流电压经电源变压器降压、整流二极管作全波整流以及电容滤波后，输出直流电压供半导体致冷组件制冷和全波整流以及电容滤波后，输出直流电压供半导体致冷组件制冷和风机排风，同时，制冷指示灯点亮，由于直冷式冷热饮水机不设自风机排风，同时，制冷指示灯点亮，由于直冷式冷热饮水机不设自动控温，因此开机后制冷指示灯常亮。动控温，因此开机后制冷指示灯常亮。 按下加热开关，加热指示灯亮，电热管发热，热罐内的水升温。按下加热开关，加热指示灯亮，电热管发热，热罐内的水升温。当水温达到设

13、定温度时，温控器触点断开，自动切断加热电源，加当水温达到设定温度时，温控器触点断开，自动切断加热电源，加热指示灯熄灭，电热管停止加热。当水温下降到设定温度时，温控热指示灯熄灭，电热管停止加热。当水温下降到设定温度时，温控器触点闭合，自动接通加热电源，加热指示灯亮，电热管发热。尔器触点闭合，自动接通加热电源，加热指示灯亮，电热管发热。尔后重复上述过程，使水温在后重复上述过程，使水温在85-95之间保持恒温。之间保持恒温。二、电热饮水机二、电热饮水机第五节第五节 电热水器的结构及工作原理电热水器的结构及工作原理 四）、具有制冷功能的饮水机四）、具有制冷功能的饮水机 1、压缩式制冷饮水机、压缩式制冷

14、饮水机 压缩机式制冷饮水机的制冷原理其实是利用沸点很低的制冷剂压缩机式制冷饮水机的制冷原理其实是利用沸点很低的制冷剂相态变化过程所发生的吸放热现象，借助于压缩机的抽吸压缩、冷相态变化过程所发生的吸放热现象，借助于压缩机的抽吸压缩、冷凝器的放热冷凝、节流阀的节流降压、蒸发器的吸热汽化的不停循凝器的放热冷凝、节流阀的节流降压、蒸发器的吸热汽化的不停循环过程，达到使被冷对象温度下降目的。环过程，达到使被冷对象温度下降目的。 压缩机启动运行，将蒸发器中已吸热气化的制冷剂蒸汽吸回，压缩机启动运行，将蒸发器中已吸热气化的制冷剂蒸汽吸回，并随之压缩成高温、高压气体，送至冷凝器，经冷凝器向外界空气并随之压缩成

15、高温、高压气体，送至冷凝器，经冷凝器向外界空气中散热冷凝成高压液体，再经毛细管节流降压流入蒸发器内，吸收中散热冷凝成高压液体，再经毛细管节流降压流入蒸发器内，吸收冷胆热量而使水温下降，然后被压缩机吸回。如此循环，达到降温冷胆热量而使水温下降，然后被压缩机吸回。如此循环，达到降温的目的。的目的。二、电热饮水机二、电热饮水机第五节第五节 电热水器的结构及工作原理电热水器的结构及工作原理一）、电热淋浴器类型一）、电热淋浴器类型 1）、按加热方式分：贮水式和流水式）、按加热方式分：贮水式和流水式 流水式电热淋浴器没有储水箱，直接加热流动中的水。流水式电热淋浴器没有储水箱，直接加热流动中的水。当自来水流

16、经电热元件时，水即被加热。当自来水流经电热元件时，水即被加热。 具有体积小、加热速度快（具有体积小、加热速度快（1010几几s s）、使用方便等优点，）、使用方便等优点，但功率较大（大于但功率较大（大于3kw3kw）、易发生漏电现象。）、易发生漏电现象。 贮水式电热淋浴器贮水式电热淋浴器有一个储水箱有一个储水箱 ，利用电热元件将水，利用电热元件将水箱中的水加热到一定温度后使用。加热时间一般箱中的水加热到一定温度后使用。加热时间一般1030min，功率小（在功率小（在2kw一下）一下） 二、电热电热淋浴器二、电热电热淋浴器 电热水器主要用来对自来水加热，供给人们沐浴或洗涤电热水器主要用来对自来水

17、加热，供给人们沐浴或洗涤。第五节第五节 电热水器的结构及工作原理电热水器的结构及工作原理二）、电热淋浴器的结构及工作原理二）、电热淋浴器的结构及工作原理 二、电热电热淋浴器二、电热电热淋浴器 电热水器主要用来对自来水加热，供给人们沐浴或洗涤电热水器主要用来对自来水加热，供给人们沐浴或洗涤。第五节第五节 电热水器的结构及工作原理电热水器的结构及工作原理二）、电热淋浴器的结构及工作原理二）、电热淋浴器的结构及工作原理 二、电热电热淋浴器二、电热电热淋浴器 电热水器主要用来对自来水加热，供给人们沐浴或洗涤电热水器主要用来对自来水加热，供给人们沐浴或洗涤。第五节第五节 电热水器的结构及工作原理电热水器

18、的结构及工作原理二）、电热淋浴器的结构及二）、电热淋浴器的结构及工作工作原理原理 第五节第五节 电热水器的结构及工作原理电热水器的结构及工作原理 电热水器主要部件有加热元件、内胆、温度控制器、电热水器主要部件有加热元件、内胆、温度控制器、限压阀（泄压阀）、漏电保护器和混水阀等。限压阀（泄压阀）、漏电保护器和混水阀等。 1箱体系统箱体系统 箱体系统由外壳、内胆和保温层等构成，起到贮水保箱体系统由外壳、内胆和保温层等构成，起到贮水保温的作用。温的作用。 外壳是电热水器的基本框架，一般为筒状或长方体状。外壳是电热水器的基本框架，一般为筒状或长方体状。所用材料有塑料、冷轧板和彩板等。所用材料有塑料、冷

19、轧板和彩板等。 内胆是盛水的容器，又是对水加热的场所。内胆的材内胆是盛水的容器，又是对水加热的场所。内胆的材料有镀锌板、料有镀锌板、 不锈钢板和钢板内搪瓷等多种。不锈钢板和钢板内搪瓷等多种。（1 1）镁阳极）镁阳极 贮水式电热水器中的镁阳极是一根金属棒，贮水式电热水器中的镁阳极是一根金属棒，主要用来保护金属水箱不被腐蚀和阻止水垢的形成。主要用来保护金属水箱不被腐蚀和阻止水垢的形成。（2 2）保温层）保温层 外壳与内胆之间的保温层起减少热损失的外壳与内胆之间的保温层起减少热损失的作用，一般采用聚氨酯发泡、玻璃棉、纤维、毡和软木等。作用，一般采用聚氨酯发泡、玻璃棉、纤维、毡和软木等。为增强保温效果

20、，现多采用高密度聚氨酯发泡材料充填的为增强保温效果，现多采用高密度聚氨酯发泡材料充填的新工艺，充填扎实，密封保温性好。新工艺，充填扎实，密封保温性好。2.制热系统制热系统陶瓷发热器陶瓷发热器陶瓷间接加热简图陶瓷间接加热简图3.控制系统控制系统 电热水器的控制系统主要包括：温控器和漏电热水器的控制系统主要包括：温控器和漏电保护器电保护器。 1 1）温控器：除用于控制水温外，还兼有自动）温控器：除用于控制水温外，还兼有自动保温的功能保温的功能。 温控器有双金属片温控器、蒸汽压力式温控温控器有双金属片温控器、蒸汽压力式温控器和电子温控器。器和电子温控器。 2 2）漏电保护器：在电热水器的漏电保护器）

21、漏电保护器：在电热水器的漏电保护器中，将中，将15mA确定为危险电流，正常的动作范围确定为危险电流，正常的动作范围为为1530mA。二）、二）、 电热淋浴器的结构及电热淋浴器的结构及工作工作原理原理二）、二）、 电热淋浴器的结构及电热淋浴器的结构及工作工作原理原理4.进出水系统进出水系统 进出水系统由进、出水管，混合阀，安全阀进出水系统由进、出水管，混合阀，安全阀和沐浴喷头等组成。和沐浴喷头等组成。1)混合阀外形图混合阀外形图2）安全阀）安全阀 自动排压，保护内胆自动排压，保护内胆二）、二）、 电热淋浴器的结构及电热淋浴器的结构及工作工作原理原理4.进出水系统进出水系统 进出水系统由进、出水管

22、，混合阀，安全阀进出水系统由进、出水管，混合阀，安全阀和沐浴喷头等组成。和沐浴喷头等组成。1)混合阀外形图混合阀外形图2）安全阀）安全阀 自动排压，保护内胆自动排压，保护内胆4.进出水系统进出水系统 进出水系统由进、出水管，混合阀，安全阀进出水系统由进、出水管，混合阀，安全阀和沐浴喷头等组成。和沐浴喷头等组成。贮贮水式电热水器的工作原理水式电热水器的工作原理 储水式电热水器控制电路分析储水式电热水器控制电路分析温度检测与控制原理：温度检测与控制原理：水位检测控制原理：水位检测控制原理：指示器工作原理：指示器工作原理： （1）温度检测与控制原理：）温度检测与控制原理：传感器传感器RT，温度设定，

23、温度设定RP，电压比较器，电压比较器LM339d，温度低于设定值输出高电平，温度达到设定，温度低于设定值输出高电平，温度达到设定值输出低电平。值输出低电平。 （2）水位检测控制原理：）水位检测控制原理： 水位传感器通过反相器（水位传感器通过反相器（IC1MC14069）驱）驱动发光二极管显示水位。动发光二极管显示水位。 水位传感器通过反相器控制水位达到水位传感器通过反相器控制水位达到2/6水位时水位时才能接通加热器，保证在才能接通加热器，保证在2/6水位以下不加热。由水位以下不加热。由4069（4）脚输出经）脚输出经LM339db控制。控制。 （3）工作指示：）工作指示：加热加热红灯亮，红灯亮

24、， LM339a输出高电平。输出高电平。停止加热停止加热绿灯亮，绿灯亮， LM339c输出高电平。输出高电平。 （1）温度检测与控制原理：）温度检测与控制原理：传感器传感器RT，温度设定，温度设定RP，电压比较器，电压比较器LM339d，温度低于设定值输出高电平，温度达到设定值，温度低于设定值输出高电平，温度达到设定值输出低电平。输出低电平。 （2）水位检测控制原理：）水位检测控制原理： 水位传感器通过反相器（水位传感器通过反相器（IC1MC14069）驱）驱动发光二极管显示水位。动发光二极管显示水位。 水位传感器通过反相器控制水位达到水位传感器通过反相器控制水位达到2/6水位时才水位时才能接

25、通加热器，保证在能接通加热器，保证在2/6水位以下不加热。由水位以下不加热。由4069（4）脚输出经脚输出经LM339db控制。控制。 （3）工作指示：）工作指示：加热加热红灯亮，红灯亮， LM339a输出高电平。输出高电平。停止加热停止加热绿灯亮，绿灯亮， LM339c输出高电平。输出高电平。2. 储水式电热水器控制电路分析储水式电热水器控制电路分析由单片机控制定时加热，由单片机控制定时加热，6位共阳极位共阳极LED数码数码管显示时、分、秒。管显示时、分、秒。单片机单片机AT89C2051，内含，内含2kB FLASH E2PROM，比，比MCS-51少两个并行接口（少两个并行接口（P0、P

26、2），其余兼容。），其余兼容。P3.0输出控制信号。输出控制信号。P3.7检测按键状态。检测按键状态。P1.4P1.7输出段码经输出段码经74LS47译码为译码为7段段LED驱动信号，驱动信号，P3.4P3.6输出位码经输出位码经74HC138 译码为译码为6位显示器驱动信号。位显示器驱动信号。RST复位。复位。74HC138功能表功能表输出低电平有效输出低电平有效74LS4774LS47BCD-7段数码管译码器段数码管译码器/驱动器。低电平有效驱动器。低电平有效 小结：小结：1.1.家用电热器具的类型家用电热器具的类型（1）按电加热方式的原理分类：电阻加热、远红外线加热、电磁）按电加热方式的

27、原理分类：电阻加热、远红外线加热、电磁感应加热、微波加热。感应加热、微波加热。（2）按用途分类：电炊具、取暖用具、卫生洁具及其他。）按用途分类：电炊具、取暖用具、卫生洁具及其他。2.2.常用电热元件常用电热元件 电阻式，远红外式，电阻式，远红外式，PTCPTC3.3.漏电保护器原理漏电保护器原理 漏电时主电路火线与零线电流不平衡，零序互感器漏电时主电路火线与零线电流不平衡，零序互感器TA感应电感应电压信号使压信号使IC输出高电平，输出高电平，VT导通、导通、VTH导通，脱扣器导通，脱扣器L线圈得电，线圈得电，铁心吸入带动电源开关铁心吸入带动电源开关QF断开、复位按钮断开、复位按钮SA自动弹起。电路通过自动弹起。电路通过试验按钮试验按钮SB模拟漏电状态，调整模拟漏电状态，调整R2将漏电电流整定为将漏电电流整定为22.5mA。图中图中RV为压敏电阻，起到过电压保护作用。为压敏电阻，起到过电压保护作用。4.电热水器的类型和储水式电热水器结构电热水器的类型和储水式电热水器结构 电热水器的类型有速热式、储水式。储水式电热水器由电热水器的类型有速热式、储水式。