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，内膽不受混水閥控制，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，内膽無壓力。FCD熱水器屬于閉口式熱水器，内膽受混水閥控制，與外界隔離，而自來水與内膽保持常通，這樣熱水器的内膽至少要承受自來水的壓力。

二、電熱水器的構成

電熱水器通常由箱體系統、控制系統、進出水系統、制熱系統四部分構成，常見電熱水器内部構成如圖9-2所示。

1.箱體系統

箱體系統主要由内膽、保溫層、外殼等構成。其中，儲水式内膽多采用錳钛鋼金屬制成，其表面有搪瓷或環氧粉末高溫絕緣塗層，以免内膽帶電。同時，為了防止内膽被腐蝕，還設置了防腐蝕裝置。

2.控制系統

控制系統的功能主要是對進水系統、制熱系統進行控制。

3.進出水系統

進出水系統的功能就是為内膽加水和控制噴頭出水。該系統主要由加水管、安全閥、混水閥、淋浴軟管、淋浴噴頭構成。

圖9-2　典型電熱水器構成示意圖

(a)卧式電熱水器構成

圖9-2　典型電熱水器構成示意圖

(b)立式電熱水器構成

4.制熱系統

制熱系統的功能就是為内膽水加熱。它主要由加熱管、溫控器、漏電保護器構成。

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：一是反向截止作用，也就是冷水隻能進入内膽，而不能從内膽回流到自來水管路内;二是達到一定壓力後自動洩壓;三是熱水燒開後排空。

(2)原理

如圖9-3所示，當内膽的壓力小于自來水的壓力時，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，自來水經進水口進入内膽。當停水等原因使自來水管路的壓力低于内膽的壓力時，截止閥彈簧推動閥芯将截止閥膠墊堵在進水口上，于是内膽的水就不能回流到自來水的管路内。

圖9-3　典型的FCD安全閥構成示意圖

當内膽壓力過高并超過安全閥的規定壓力後，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行洩放，以免内膽被過高的壓力損壞。

提示　安全閥上的壓力調節盤就是調節洩壓值的，該值在出廠時已調好，維修時輕易不要對其進行調整，以免發生危險。另外，通過掰動手柄也可以進行洩壓。

2.混水閥

(1)種類

混水閥有KCD和FCD兩種。KCD混水閥适用于敞口式熱水器，FCD混水閥适用于閉口式熱水器。

(2)工作原理

下面以FCD混水閥為例來介紹混水閥的工作原理。

混水閥内部采用陶瓷閥芯進行水溫調節，混水閥有兩個聯動的閥門，一個控制内膽流出的熱水量;另一個控制自來水冷水的流出量。通過調節混水閥的閥門加大噴頭流出的熱水量時，就會減小自來水冷水的通出量，水溫就會升高;而加大自來水冷水的流出量，減小熱水的流出量時，水溫就會降低。

3.鎂棒

鎂棒是鎂陽極、陽極鎂塊的簡稱。鎂是一種化學性能較活潑的金屬，能起到磁化水質的作用。鎂棒不僅能夠在恒溫器内形成磁場，提高水的活性，可以讓洗澡水也達到比較好的水質标準，而且可以修複内膽的陶瓷塗層裂痕。因此，鎂棒需要定期更換。電熱水器常用的鎂棒如圖9-4所示。

圖9-4　電熱水器常用的鎂棒

提示　由于鎂棒的電流效率和利用率較高，長時間使用後，鎂棒會變成“海綿棒”，重量減輕。當鎂棒的重量不足原重量的1/3時，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。

一、機械控制型電熱水器

以澳柯瑪機械控制型電熱水器為例，其電氣系統由溫控器、過熱保護器、加熱器、加熱指示燈構成如圖9-5所示。

1.加熱控制

插好電源線後，220V市電電壓經溫控器、過熱保護器輸入後不僅使加熱器加熱，而且使加熱指示燈發光，表明該機處于加熱狀态。随着加熱時間的延長，水的溫度逐漸升高，當溫度達到溫控器設置的溫度後，溫控器的觸點斷開，加熱器因沒有供電停止加熱，而且加熱指示燈也會因沒有供電熄滅，該機進入保溫狀态。當水溫下降到比設置的溫度低5℃左右後，溫控器的觸點閉合，再次接通電源，如此反複，使電熱水器的溫度控制在一定範圍内。

圖9-5　澳柯瑪機械控制電熱水器電氣原理圖

2.過熱保護

當水罐内無水或溫控器異常，使加熱器的溫度過高時，過熱保護器斷開，切斷整機供電，以免加熱器燒斷或産生其他故障，實現過熱保護。

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異常。該故障的檢修流程如圖9-6所示。

圖9-6　不加熱故障檢修流程

(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，這是德國産的全自動型電熱水器，采用雙膽結構，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、幹燒保護。該機的電源電路如圖9-8所示，控制電路如圖9-9所示。

圖9-7　加熱不正常故障檢修流程

圖9-8　比德斯電腦控制型電熱水器電源電路

圖9-9　比德斯電腦控制型電熱水器控制電路

1.電源電路

如圖9-8所示，該機通上市電電壓後，220V市電電壓經變壓器T降壓，産生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濾波産生12V直流電壓，該電壓再經5V穩壓器U1(7805)穩壓輸出5V電壓。5V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;16V交流電壓通過整流堆B2橋式整流産生18V直流電壓，再通過R5限流，Z2穩壓産生12V直流電壓，該電壓經C7、E5濾波後加到芯片U2(M54123)的[8]腳，為它供電;10.5V交流電壓通過整流堆B1橋式整流，E3濾波産生14.6V直流電壓，該電壓為繼電器RLY1、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，R壓擊穿，使用戶家的熔斷器熔斷或空氣開關跳閘，切斷市電輸入，實現市電過壓保護。

2.微處理器電路

如圖9-9所示，該機的微處理器電路主要由微處理器U51(GMS81504T)及其外圍元件組成。

(1)GMS81504T的主要引腳功能

GMS81504T的主要引腳功能如表9-1所示。

表9-1 GMS81504T的主要引腳功能

(2)U51工作條件電路

5V供電：插好電熱水器的電源線，待電源電路工作後，由其輸出的5V電壓經D9降壓産生供電電壓VDD，該電壓加到U51的供電端[9]、[23]、[30]腳，為U51供電。

複位：該機的複位電路由微處理器U51和三極管TR50、電容E50、R50～R52等元件構成。開機瞬間，由于5V電源通過E50、R52、R51構成充電回路，充電電流在R51兩端建立的電壓超過0.6V，TR50導通，為U51的[17]腳提供低電平複位信号，使U51内的存儲器、寄存器等電路清零複位。随着E50兩端電壓的逐漸升高，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内部電路複位結束，開始工作。

時鐘：U51得到供電後，它内部的振蕩器與[18]、[19]腳外接的晶振CRY50和移相電容C50、C51通過振蕩産生4MHz的時鐘信号。該信号經分頻後協調各部位的工作，并作為U51輸出各種控制信号的基準脈沖源。

(3)操作控制電路

微處理器U51的[5]～[8]及[11]腳外接操作鍵SW51～SW55。其中，SW51是開關鍵，用于控制電熱水器工作和關閉;SW52是定時鍵，用來控制進入/退出定時狀态，并選擇定時時間;SW53是設置鍵，用于選擇及确認設置參數;SW54是數據增加鍵;SW55是數據減小鍵。

(4)液晶顯示電路

該機采用了LCD顯示屏和驅動芯片U50、微處理器U51構成的液晶顯示電路。進行操作時，U51從[13]、[22]、[24]～[26]腳輸出屏顯驅動信号。這些信号加到U50的[18]、[9]～[12]腳，被U50解碼、放大後，從U50的[21]～[38]腳輸出驅動信号，驅動LCD顯示屏顯示時間、溫度等數值。

(5)蜂鳴器驅動電路

該機的蜂鳴器電路由蜂鳴器BUZZ、微處理器U51等構成。每次進行操作時，U51的[14]腳輸出蜂鳴器驅動信号，驅動蜂鳴器BUZZ鳴叫，提醒用戶電熱水器已收到操作信号，并且此次控制有效。

3.加熱控制電路

如圖9-9、圖9-8所示，當該機加水并需要加熱時，微處理器U51，從[15]腳輸出高電平控制信号，從[28]腳輸出低電平控制信号，從[16]腳輸出低電平脈沖信号。[28]腳輸出的低電平控制信号使紅色發光管LED51發光，表明該機處于加熱狀态;[15]腳輸出的高電平控制信号經連接器CN2/CN1的HTDO端子輸出到電源電路，再經R6限流使TR7導通，為繼電器RLY3的線圈提供導通電流，使RLY3的觸點吸合，接通加熱管的一根供電線路;[16]腳輸出的低電平脈沖信号通過C56、R56耦合，使TR5導通，為繼電器RLY1、RLY2的線圈提供導通電流，使它們的觸點吸合，接通加熱管的另一根供電線路，加熱管獲得供電開始加熱。罐内的水溫随着加熱管的不斷加熱而升高，當水溫達到設置的溫度後，傳感器(負溫度系數)RT的阻值減小，通過連接器CN1/CN2的TEMP端子進入控制電路，使U51的[10]腳電位下降，當U51的[10]腳輸入的電壓值與U51内部存儲的某個電壓值相同時，U51通過比較就可以算出傳感器感應的實際溫度，也就是内膽水的溫度，控制[15]、[27]腳輸出低電平控制信号，[28]腳輸出高電平電壓。[28]腳輸出高電平控制信号後，LED51熄滅;[15]腳輸出低電平控制信号，驅動管TR7截止，繼電器RLY3的線圈無導通電流，它内部的觸點釋放，加熱管停止加熱;[27]腳輸出低電平控制信号使保溫指示燈LED50發光，表明該機進入保溫狀态。随着保溫時間的延長，水的溫度逐漸下降，當溫度下降到一定值後，RT的阻值增大，使U51的[10]腳電位升高，被U51識别後，控制該電熱水器再次進入加熱狀态。重複以上過程，電熱水器就可以為用戶提供熱水。

4.漏電保護

如圖9-8、圖9-9所示，漏電保護電路由電流互感器B、芯片U2(M54123)、TR9、微處理器U51等構成。

當該機因加熱管破裂等原因發生漏電時，B的初級電流矢量和不再為0，它的次級線圈中感應出電壓，經R12、C4、R7整形後，加到U2的[1]、[2]腳，被U2處理後，[7]腳輸出高電平控制信号。該信号一路通過R11使TR9導通，使TR5截止，繼電器RLY1、RLY2的線圈無導通電流，它内部的觸點釋放，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，再經連接器CN1/CN1的LKI端子進入控制電路，該信号通過R73限流，加到U51的[21]腳，被U51識别後，U51不僅控制[15]腳、[16]腳輸出停止加熱的信号，而且從[14]腳輸出蜂鳴器驅動信号，使蜂鳴器發出12聲的鳴叫報警，而且控制顯示屏顯示故障代碼E3，提醒用戶該機進入漏電保護狀态。

5.過熱、幹燒保護

如圖9-8、圖9-9所示，過熱、幹燒保護電路由傳感器RT、微處理器U51等元件構成。

當該機因内膽内的水不足，導緻加熱管的加熱溫度過高時，傳感器RT的阻值大幅度減小，導緻RT端電壓大幅降低，該電壓通過連接器CN1/CN2的TEMP端子進入控制電路，加到微處理器U51的[10]腳，被U51識别後，不僅控制[15]腳、[16]腳輸出停止加熱的信号，而且從[14]腳輸出蜂鳴器驅動信号，使蜂鳴器發出12聲的鳴叫報警，而且控制顯示屏顯示E4或E5的故障代碼，提醒用戶該機進入幹燒或過熱保護狀态。顯示E4說明進入防幹燒保護狀态，顯示E5說明進入過熱保護狀态，此時微處理器U51識别出加熱溫度為91℃。

提示　該機為了防止傳感器異常導緻加熱不正常，還設置了傳感器異常保護功能，當傳感器RT異常時為微處理器U51的[10]腳提供的電壓也異常，U51判斷RT異常後，會控制該機進入傳感器異常保護狀态，并通過顯示屏顯示故障代碼E2，并通過蜂鳴器鳴叫12聲，來提醒用戶。

6.常見故障檢修

(1)不加熱，顯示屏不亮

不加熱，顯示屏不亮說明該機沒有市電輸入、電源電路或微處理器電路異常。該故障的檢修流程如圖9-10所示。

圖9-10　不加熱，顯示屏不亮故障檢修流程

(2)加熱指示燈亮，但不加熱

加熱指示燈亮，但不加熱說明加熱管或其供電系統異常。該故障的檢修流程如圖9-11所示。

圖9-11　加熱指示燈亮，但不加熱故障檢修流程

(3)顯示屏顯示E4的故障代碼，蜂鳴器鳴叫

顯示屏顯示E4的故障代碼，蜂鳴器鳴叫說明内膽内的水不足或檢測電路異常。該故障的檢修流程如圖9-12所示。

圖9-12　顯示屏顯示E4的故障代碼，蜂鳴器鳴叫故障檢修流程

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