海爾D3和D5系列燃氣熱水器工作原理與故障維修

海爾D3、D5系列燃氣熱水器為強制排氣式熱水器，采用無氧銅熱交換器、直流變頻風機、強鼓式燃燒器，并安裝有記憶合金穩(wěn)流裝置(即自動水量調(diào)節(jié)裝置)，能根據(jù)水溫自動調(diào)節(jié)進水量，以實現(xiàn)水溫恒定(溫度調(diào)節(jié)范圍為359C~70C)。另外，該系列熱水器采用LED顯示工作狀態(tài)，并具有一氧化碳(CO )報警功能，可以檢測熱水器周圍環(huán)境的CO濃度。

該系列熱水器涵蓋11升、12升、13升、16升多個型號，如JSQ24-12D5(12T)(U1)、JSQ25-13D5( 12T )(U1)、JSQ31-16D5(12T)(U1)、JSQ24-12D3(12T )、JSQ25-13D3( 12T )等，其內(nèi)部結構如圖1所示。

一、工作原理分析

該系列燃氣熱水器的電腦板(又稱控制板)如圖2所示。電腦板是熱水器的指揮中心，工作時對風機、各傳感器等器件進行檢測，實時接收水流量傳感器、出水溫度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?CO報警器的輸出信號，并監(jiān)控各功能點的運行狀態(tài)，當出現(xiàn)故障時，發(fā)出保護關機指令，并顯示相應的故障代碼，其控制流程如圖3所示。

電腦板上有一組8位撥碼開關，各撥碼定義如下:1_ ON，液化氣;2. ON，天然氣;3_ ON，10升;4_ ON，12升;5_ ON，16升;6_ ON，調(diào)大二次壓力;7_ ON，調(diào)小二次壓力;8_備用。

撥碼6、7用來設置熱水器在不同的氣源條件或熱負荷狀態(tài)下的二次壓力。值得注意的是，出廠時，熱水器的二次壓力已調(diào)好，一般無需調(diào)整。通常在燃氣(天然氣12T或液化石油氣20Y)質量差或氣壓不足，出現(xiàn)出水不熱故障時(多出現(xiàn)在冬季或用氣高峰期間)，可調(diào)大二次壓力，其調(diào)整方法如下:先擰下比例閥上方二次取壓口的螺釘，然后將U型壓力計連接在二次取壓口上，在正常撥碼狀態(tài)下，先關斷電源，將撥碼6置于“ON"位置，然后通電運行，用小螺絲刀微調(diào)撥碼開關旁邊的電位器，并觀察U型壓力計的讀數(shù)(二次壓力調(diào)節(jié)范圍在100Pa以內(nèi))。調(diào)好后必須整機斷電，將撥碼6置于“OFF"位置，約5s后再開機觀察二次壓力是否穩(wěn)定，若不穩(wěn)定，再重復上述操作。

1.點火與熄火

使用熱水器時，打開熱水閥，當水路中有水流動時，水流量傳感器輸出反饋信號，當流量不小于3.5L/min時，電腦板驅動強鼓直流風機高速運轉，2s 后風速降低，同時點火器開始點火，機內(nèi)出現(xiàn)“啪"的點火聲，并持續(xù)數(shù)秒。在此期間，機內(nèi)兩個電磁閥滯后0.5s后開啟，比例閥處于點火需要的狀態(tài)，燃燒器被點燃，隨即熱水流出，廢氣通過集煙罩和排煙管排出，如圖4所示。感應針檢測到火焰后，電腦板控制各器件使之進入正常燃燒狀態(tài)，出水溫度快速上升，十幾秒后出水溫度達到用戶設定值。若關閉熱水或調(diào)小熱水出量，當水流量傳感器感應到水流量不大于3L/min時，電腦板發(fā)出指令關閉電磁閥，燃燒器熄滅，風機繼續(xù)運轉約20s后停轉。

2.溫度調(diào)節(jié)

本系列熱水器的溫度調(diào)節(jié)范圍為35°C~70°C，在35°C ~50°C范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，在50°C ~70°C范圍內(nèi)按50°C、55°C、60°C、70°C步長調(diào)節(jié)。設定好出水溫度以后，當水溫傳感器檢測到水溫變化時，電腦板即通過調(diào)節(jié)燃氣比例閥的電流來調(diào)節(jié)燃氣流量，以達到調(diào)節(jié)溫度的目的，從而使水溫保持恒定。當水流量發(fā)生波動時，水溫也會發(fā)生變化，此時電腦板也會根據(jù)水流量的變化量自動調(diào)節(jié)燃氣比例閥的電流。由于該調(diào)節(jié)出現(xiàn)在水溫變化之前，所以水溫波動幅度很小。

提示:1.該系列熱水器默認設置水溫為42°C。2. 若進水溫度過高或過低，進水流量過大或過小，出水溫度將達不到設定溫度，此時可通過調(diào)節(jié)機器下方的水量旋鈕來調(diào)整進水量的大小，可使出水溫度達到設定值。

該機的燃氣比例閥由線圈、進氣閥門、閥芯、記憶合金彈簧等器件組成，如圖5所示。在初始狀態(tài)時，電腦板輸出的比例閥控制電壓為0V，則流過比例閥線圈的電流為0mA，閥芯處于零位，此時進氣閥與出氣閥同時被關斷，無燃氣量輸出;熱水器點火后，電腦板根據(jù)出水溫度和水流量改變比例閥控制電壓，則流過比例閥線圈的電流改變，電磁鐵產(chǎn)生的推力變化，閥芯移動，氣閥與出氣閥的開度變化，即通往燃燒器的燃氣量改變。

該燃氣比例閥線圈的額定電壓為DC 24V，額定電流為DC 250mA，阻值約為802。記憶合金彈簧具有隨溫度變化而伸縮的特性，當進水溫度在隨著季節(jié)變化而變化時，其伸縮形變通過滑桿改變水流量的大小，從而最大限度地實現(xiàn)水溫恒定。

3.熱交換過程

燃氣進入燃燒器后，在火排口遇明火燃燒。11L機型采用10組火排，12L、13L機型采用12組火排，如圖6所示。16L機型采用16組火排。冷水通過熱交換器(材料為無氧銅)時，與燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣進行熱交換，流出熱水。

該系列熱水器具有分段燃燒功能，安裝有燃氣分配器，有10個、12個或16個噴嘴，并配有分段電磁閥(工作電壓為DC24V)，具有分兩段燃燒的功能。另外，該系列熱水器的風機采用直流電機，如圖7所示，其轉速隨輸入電壓的變化而變化。實際工作時，電腦板根據(jù)流過燃氣比例閥的電流大小控制風機驅動電路，讓鼓風機吹入的空氣量與燃氣進氣量相匹配，從而使燃氣完全燃燒。在正常情況下，火焰應在火排上方燃燒，如圖8所示，但在下列兩種情況下燃燒不正常:一是當進氣壓力不足時，火焰燃燒速度大于進氣速度，火焰將在燃燒器內(nèi)燃燒，此現(xiàn)象常稱作“回火";二是當進氣壓力太高時，火排口噴出的燃氣速度大于火焰燃燒速度，火焰離開火排口燃燒，此現(xiàn)象常稱作“離焰”。

二、常見故障檢修

故障現(xiàn)象1:不點火(無點火聲)。分析檢修:首先檢查機內(nèi)電源電路及其連線，尤其是電源變壓器。該系列熱水器所配電源變壓器輸出AC30V/1.2A (白色線).AC25V/0.8A (藍色線)、AC8V/0.7A(紅色線)、AC110V/0.01A (黑色線)4組電壓，如圖9所示。

接下來檢查用戶家的水壓，若水壓過低，可增設水增壓部件;若水路堵塞，則清除雜物并增設過濾網(wǎng)。若上述檢查均正常，則更換脈沖點火器。

故障現(xiàn)象2:不點火(有點火聲)。分析檢修:該故障原因主要有以下三點:一是點火異常，如電壓低致使火花弱，檢查電源;點火位置太遠或太近，調(diào)整點火位置;熱水器未可靠接地。二是燃氣壓力過低或過高，檢查燃氣管路，調(diào)整燃氣壓力。三是電磁閥不工作，先檢查電磁閥線圈供電是否正常，再更換電磁閥。

故障現(xiàn)象3:面板上的數(shù)碼管顯示故障代碼。分析檢修:該系列燃氣熱水器啟動后，電控板監(jiān)控各功能點的運行狀態(tài)，若出現(xiàn)異常，熱水器保護關機，并顯示故障代碼，具體含義見表1。

故障現(xiàn)象4:工作時噪聲大。分析檢修:熱水器的噪聲主要來自三方面:一是燃燒噪聲，具體原因有燃燒狀態(tài)異常(回火、離焰或離焰與回火交替)氣源異常或氣壓異常;二是氣流噪聲，即燃氣流過噴嘴形成紊流，調(diào)整噴嘴位置即可;三是風機噪聲，檢查風機軸承與扇頁。

故障現(xiàn)象5:爆燃。分析檢修:該故障原因主要有以下3點:一是燃氣壓力太高，調(diào)節(jié)燃氣壓力;二是點火困難，先查看火花強度，若火花弱，則檢查或更換電源，再查看點火針位置是否正常;三是電腦板上的緩點火功能或延時開氣閥功能失效，檢查相關控制電路。

故障現(xiàn)象6:著火后熄滅。分析檢修:試機查看火焰有無離焰或回火現(xiàn)象，若有，則檢查氣壓;若無，則檢查感應針的位置及其連線，如圖10所示。接下來檢查直流風機的轉速是否正常，最后檢查水壓、氣壓是否正常。