电热水器故障分析报告与检修

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， 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，胆无压力。 FCD热水 器属 于闭 口式 热水器，胆受混 水阀控制，与外 界隔离，而 自来 水与 胆保持常通，这样热水器的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

2、统、制热 系统 四部 分构 成，常见电热水 器部构成如图 9-2 所示1箱体系统箱体 系统 主 要由 胆、保温 层、外 壳等构成。其中，储水式胆多采用 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 胆带 电。同时 ，为了 防止 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 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 胆 水加 热。它主 要由 加热 管 、温 控 器 、漏

3、 电保护器构成。三、特殊器件简介1 安 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胆， 而不能从胆 回 流 到 自 来 水 管 路 ；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 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胆。当停水等原因使 自 来水 管 路 的压力低 于胆 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 胆的 水 就 不能回流到自

4、来水的管路。当胆压 力 过 高并 超 过 安全 阀的 规定 压力后，则安全阀弹簧被压缩， 使安全阀胶垫右移， 过高的压力通过安全阀进行泄放，以免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

5、 水 阀 部 采 用 瓷 阀 芯 进 行 水温 调节 ，混 水阀 有两 个联动 的 阀 门， 一个控制胆流出的 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 器形成 磁 场， 提 高

6、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 复胆 的 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”，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 一、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

7、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 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 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 一定围。2 过 热 保 护当

8、水 罐 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

9、图 9 _8 所 示 ， 控 制 电 路 如 图 9- 9 所 示 。.下载可编辑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 12V直流 电 压 ，该 电 压 再经 SV 稳压 器 U1 ( 7805) 稳 压 输 出 5v电 压 。 5V电 压一 路通 过隔离 二极 管 D9 为 3. 6V 电池 充电 ：另 一路通 过

10、 连 接 器 CN1 为 U51 等电 路 供 电 ； 16V 交 流电 压通 过整 流堆 B2 桥 式 整流 产 生 18V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

11、 时 ，R压 击穿 ，使用 户家 的 熔断器熔断或空气开关跳闸，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。GMS81504T 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，由其输出的5V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E

12、50 、 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 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 部 电 路复位结束，开始工作。时钟： U51 得到供 电 后 ，它 部的

13、 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 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 sw51 sw55。 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

14、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 U5 1 构 成 的 液 晶 显 示 电 路。 进 行 操作 时 ， U51 从 13、 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

15、 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 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

16、 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 RLYl. RLY2 的线圈提供导通电流，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

17、热。罐的水温随 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 CNl / 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 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，也就是胆水的温度，控制、脚输1 5 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1 5低电平控 制信号，

18、 驱动管 TR7截 止 ， 继 电 器 RLY3 的 线 圈 无 导 通 电 流 ， 它 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 l -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

19、 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 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 R11 使 TR9 导 通， 使 TR5 截 止 ， 继 电 器 RLYI. RLY2 的 线圈无 导通 电流 ，它 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

20、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 。当该机因胆的水不足，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