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电热水器主要用来对自来水加热,供给人们沐浴或洗涤,按其结构原理可分为贮水式和速热式两种。
速热式热水器没有储水箱,是一个当水流过就立即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。而贮水式热水器一般功率在2kW以下,安全可靠。
贮水式电热水器的结构图
1.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。所用材料有塑料、冷轧板和彩板等。
内胆是盛水的容器,又是对水加热的场所。内胆的材料有镀锌板、 不锈钢板和钢板内搪瓷等多种。
(1)镁阳极 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。
(2)保温层 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。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。
2.制热系统
陶瓷发热器
陶瓷间接加热简图
3.控制系统
电热水器的控制系统主要包括:温控器和漏电保护器。
1)温控器:除用于控制水温外,还兼有自动保温的功能。
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。
2)漏电保护器:在电热水器的漏电保护器中,将15mA确定为危险电流,正常的动作范围为15~30mA。
4.进出水系统
进出水系统由进、出水管,混合阀,安全阀和沐浴喷头等组成。
1)混合阀外形图
2)安全阀
自动排压,保护内胆
1.2.2 储水式电热水器的工作原理
1. 储水式电热水器控制电路分析
(1)温度检测与控制原理:
传感器——RT,温度设定——RP,电压比较器——LM339d,温度低于设定值输出高电平,温度达到设定值输出低电平。
(2)水位检测控制原理:
①水位传感器通过反相器(IC1——MC14069)驱动发光二极管显示水位。
②水位传感器通过反相器控制水位达到2/6水位时才能接通加热器,保证在2/6水位以下不加热。由4069(4)脚输出经LM339db控制。
(3)工作指示:
加热——红灯亮, LM339a输出高电平。
停止加热——绿灯亮, LM339c输出高电平。
2. 储水式电热水器控制电路分析
由单片机控制定时加热,6位共阳极LED数码管显示时、分、秒。
单片机AT89C2051,内含2kB FLASH E2PROM,比MCS-51少两个并行接口(P0、P2),其余兼容。
P3.0输出控制信号。P3.7检测按键状态。
P1.4~P1.7输出段码经74LS47译码为7段LED驱动信号,P3.4~P3.6输出位码经74HC138 译码为6位显示器驱动信号。
RST——复位。
总结:
1.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。
2.常用电热元件
电阻式,远红外式,PTC
3.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TA感应电压信号使IC输出高电平,VT导通、VTH导通,脱扣器L线圈得电,铁心吸入带动电源开关QF断开、复位按钮SA自动弹起。电路通过试验按钮SB模拟漏电状态,调整R2将漏电电流整定为22.5mA。图中RV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
电热水器的类型有速热式、储水式。储水式电热水器由箱体系统、制热系统、控制系统、进出水系统组成。
5.电热水器典型电气电路
6.电热水器实用控制电路
(1)水位开关控制电路原理:①水位开关通过反相器IC1驱动LED指示水位高度。②控制只有水位达到2/6高度时才能通电加热。IC1④脚输出高电平,IC2(b)②脚输出高电平,VT导通、KA吸合,通电加热。
(2)温度控制电路原理:温度低于设定温度,IC2(d)⑧脚输出高电平,VT导通、KA吸合,通电加热。温度达到设定温度,IC2(d)⑧脚输出低电平,VT截止、KA释放,不加热。
(3)状态指示电路原理:加热时,IC2(a)13脚输出高电平,红灯亮。加热完毕,IC2(c)14脚输出高电平,绿灯亮。
(4)温度设定电路原理:通过RP调节改变IC2(d)的反相端比较电压。
7.单片机定时开关原理
由单片机控制定时加热,6位共阳极LED数码管显示时、分、秒。
P1.4~P1.7输出段码经74LS47译码为7段LED驱动信号,P3.4~P3.6输出位码经74HC138 译码为6位显示器驱动信号。
P3.7检测按键状态。 P3.0输出控制信号。
RST——复位。