电热水器故障分析与检修.docx

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电热水器故障分析与检修

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。

KCD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”，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

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⑧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

  5V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、30脚，为U51供电。

  复位：

该机的复位电路由微处理器U51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、R51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⑤～⑧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

信号使红色发光管LED51发光，表明该机处于加热状态；⑩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；⑩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CNl/CN2的TEMP端子进入控制电路，使U51的⑩脚电位下降，当U51

的⑩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⑥、⑤脚输}1 5低电、F控制信号，③脚输出高电

平电压。

③脚输出高电平控制信号后，LED51熄灭；⑤脚输}1 5低电平控制信号，驱动管TR7

截止，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；⑤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⑩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①、②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⑩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℃。

    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⑩脚提供的电压也异常，U51判断RT异常后，

    会控制该机进入传感器异常保护状态，并通过显示屏显示故障代码E2，并通过蜂

    鸣器呜叫12声，来提醒用户。

  6．常见故障检修

  （l）不加热，显示屏不亮

  不加热，显示屏不亮说明该机没有市电输入、电源电路或微处理器电路异常。

该故障的

检修流程如图9-10所示。

（2）加热指示灯亮，但不加热

加热指示灯亮，但不加热说明加热管或其供电系统异常。

该故障的检修流程如图9-11所示。

    （3）显示屏显示E4的故障代码，蜂鸣器鸣叫

    显示屏显示E4的故障代码，蜂鸣器鸣叫说明内胆内的水不足或检测电路异常。

该故障

的检修流程如图9-12所示。