第5章电加热器解析.docx
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第5章电加热器解析
第5章电加热器
本章教学提要
教学重点：
1.熟知各类电加热器具的电气工作原理。
2.掌握各类电加热器具的故障排除方法与维修技巧。
教学难点：
各类电加热器具的维修技巧。
本章教学内容
5.1电热水器
封闭式储水电热水器（FCD）是利用电加热元件将常温的水加热至沸点以下的电热器具。
5.1.1电热水器的结构与工作原理
1.电热水器的结构
电热水器主要由水箱、发热元件、温控器和过热保护器以及外壳、指示灯、温控器旋钮、淋浴喷头等组成，如图5—1所示。
图5—1电热水器的结构和电路原理图
（1）水箱
水箱是储存热水的容器，采用耐腐蚀的材料，如不锈钢、铜材或塑料制造，要求能承受一定的实验压力。
（2）加热元件
加热元件多采用管状电热元件，金属保护管有铜或不锈钢管。
发热元件的形状由水箱结构来决定。
加热元件的表面负荷设计值为6~8W/㎝2。
（3）温控器
大多采用压力式温控器或双金属片式温控器。
温控器的温度控制范围为30~85℃。
（4）过热保护器
过热保护器是电热水器必须装有的一种装置，当温控器失灵后，水温不断升高，此时，过热保护器动作，切断电源，起到保护作用。
过热保护器应是非自动复位的热断路体或热熔断体。
过热保护器切断电源时，热水器流出热水的温度不超过98℃。
2.电热水器的工作原理
当接通电热水器电源后，电流流过管状电热元件，将电能转化为热能，然后经管壁与水的接触把热量传递给需加热水。
3.电热水器的使用
（1）电热水器的安装
电热水器的安装分水路和电器控制两部分。
安装挂壁式电热水器时，先将安装板牢固地装于墙上后，再挂上电热水器。
混水阀装在电热水器的进、出口上，用水管螺母和密封圈连接。
最后用连接件将自来水管连接牢固。
注意：
安装板的位置应使电热水器的顶面与天花板之间有10㎝以上的间距；电源开关应安装在离热水器1m以外，高出地面1.5m以上。
安装完成后，应检查水路系统安装质量，即打开各水阀，检查各环节有无漏水，如图5—2所示。
图5—2电热水器的安装图
（2）电热水器的使用
首先，将电源开关、温控器旋钮转到“OFF”位置。
然后打开自来水阀，使水箱满水。
再接通电源，将温控器旋至所需要的温度，指示灯亮，表示加热正在进行。
当指示灯熄灭时，表示水温已达到预选温度，即可使用。
使用时，先旋转冷水阀旋钮，再旋转热水阀旋钮，然后反复调节两旋钮，直到有合适温度的水流流出为止。
在调节过程中，切勿过度旋转热水阀旋钮，以免热水温度过高而烫伤人体。
4.注意事项
在使用之前应仔细阅读使用说明书，严格按照使用要求操作。
（1）电热水器长期使用后，如发现温度上升慢，一般情况是发热元件表面有水垢生成，
可取出发热元件，清除水垢。
（2）发现漏水，应更换相应的橡胶密封圈。
（3）加热时，有蒸汽溢出，说明温控失效。
此时，应断开电源，检修、排除故障后再用。
5.1.2电热水器的常见故障与维修方法
电热水器的常见故障与维修方法，见表5—1。
表5—1电热水器的常见故障分析与维修方法
5.2空气电加热器
一般室内加热器有电热油汀、对流式电暖器、PTC暖风机等，其外形如图5—3所示。
电油汀，取暖器
电油汀，取暖器
图5—3常见的空气电加热器外型示意图
5.2.1空气电加热器的结构与工作原理
1.电热油汀的结构
电热油汀是一种充油的散热式电暖器。
采用油液为导热介质的辐射取暖电热器具，具有散热面积大、热惯性大、热效率高、移动方便以及使用安全等特点。
它主要由温控器旋钮、散热片、电热元件等部件组成，其主要部件和电原理图，如图5—4所示。
图5—4电热油汀的主要部件与电气原理图
（1）温控器旋钮
当油温达到设定温度时，控温元件自动断开电源。
电热油汀的表面温度一般不超过100℃（一般为80~85℃），使接触人体时不易造成灼伤。
（2）功率选择开关
电热油汀的功率选择开关用于控制其加热工作状态。
（3）电热元件
装于腔体内，采用管状电热元件，周围注有变压器油等传热较好的介质油，以进一步提高热传导性。
（4）散热片
电热油汀的散热片有较大的散热面积，使管状电热元件的散热效果显著提高，增加了自然对流动态热效果。
接通电源后，管状电热元件周围的变压器油被加热，升到腔体上部，通过散热片将热量辐射出去，加热周围空气。
2.对流式电暖器的结构
对流式电暖器是以自然对流方式的热交换形式的电暖器具。
它主要由电热元件、功率转换开关、温度调节旋钮、温控元件、带有散热片的腔体、小轮等部件组成，如图5—5所示。
图5—5对流式电暖气的结构
（1）电热元件
安装于外壳体内，采用管状电热元件对周围的空气加热后，从上方流出，而较冷的周围空气从下部流入。
这样就构成电暖气冷、热空气热循环，使室内空气温度升高。
（2）温度调节旋钮
用于调节室内温度的装置，当通过电暖气的对流室内空气温度过高时，控温元件会自动切断电源。
（3）功率转换开关
用于控制管状电热元件的热效率，以调节室内温度的升温速度。
3.PTC暖风机的结构
PTC暖风机是一种能够360°自动旋转的家用电热取暖器具。
它利用风机鼓动空气流经PTC电热元件，以强迫对流为其主要热交换形式。
PTC暖风机主要由提手、反射板、PTC电热元件、风机、温控器、后滤网、摇头开关、出风口、电源开关、自动/手动开关、功率旋钮等部件构成，其外形结构如图5—6所示。
图5—6PTC暖风机的外形结构示意图
（1）PTC电热元件
是一种具有自动恒温特性的钛酸钡陶瓷电热元件。
刚通电时，电阻值小，从而电流大，升温迅速。
当升温到某一设计温度时，电阻值会成倍上升，从而电流下降，使温度不再继续上升，因此具有自动恒温特性。
（2）风机
采用带有轴流式风叶的低噪声风机，装有电子调速装置。
冷空气由后面进风口吸进，通过带散热片的PTC电热元件变成暖风，再从前面出风口吹出。
它通过电子控制装置，调节风量和风温。
（3）温控器
当热风出口和空气进口受阻或风机风叶受堵不转时，暖风机内温度会升高，这时温控器动作，切断电源。
4.远红外反射式电暖器的结构
反射式电暖器的结构主要由防护罩、电热管、反射板和提手等部件组成，如图5—7所示。
图5—7反射式电暖气的结构
（1）防护罩
由合金钢材加工而成，防止直接接触电热元件，起保护电热元件的作用。
（2）电热管
一般采用石英辐射管电热元件或表面喷涂远红外辐射涂层的管状电热元件。
远红外辐射管状电热元件具有热感应快，传热量集中的特点。
（3）反射板
反射板为抛物面型，可将红外线辐射管的热量反射出去，使取暖有明显的方向性。
5.远红外电暖器的结构
远红外电暖器主要由开关、提手、电热元件（石英电热管）反射板、防护板、铝支架、装饰板和电源插头等部件组成，其结构和电原理图如图5—8所示。
图5—8远红外电暖气的结构和电气原理图
（1）电热元件（石英电热管）
一般采用乳白色石英远红外元件和金属元件。
（2）反射板
由铝板制成，铝板经过电解抛光和阳极氧化处理，具有反射特性好、耐腐蚀的特点。
6.远红外电暖器的原理
远红外电暖器是一种利用远红外辐射元件发出的远红外线被物体吸收，直接转变为热能而达到加热取暖目的的电热器具。
5.2.2空气电加热器的使用
1.电热油汀的使用
使用时，先接好电源线并将外壳可靠接地。
开始时要用大功率加热，这时指示灯亮，说明电热油汀处于升温状态。
环境温度升高后，可用小功率挡保温，保持温度由温度调节器设定，油汀处于保温状态时，指示灯熄灭。
电热油汀具有安全可靠，散热面大，表面温度低，热安全性好，热惯性大，升温和降温较慢的特点。
2.对流式电暖器的使用
对流式电暖器安全性能高，在湿度较大的环境中也能使用。
由于采用空气对流方式进行热循环，因此运行时无噪声，适于在卧室或浴室使用。
3.PTC暖风机的使用
PTC暖风机使用前先查看供电电源的负荷能力是否满足要求，再查看进、出风口是否畅通。
使用时，先按“风扇”键，暖风机吹出自然风可供夏季使用，再按“弱热风”键或“强热风”键，暖风机吹出热风供冬季使用。
关机时，应先关闭“热风”键，稍等片刻再关闭“风扇”键，使暖风机内余热散去。
4.注意事项
空气加热器是一种较长时间在室内工作的电热器具，在使用之前应仔细阅读使用说明书，严格按照使用要求操作。
（1）空气加热器附近一般不要放置纸张、布、麻或其他易燃物品，也不要在上面晾放潮湿衣物。
（2）对流式电暖器附近和暖风机的进气口和出气口应经常检查有无杂物堵塞，若有异物应及时排除。
进气口过滤网上的灰尘也应经常清除。
（3）注意不要让小孩在靠近取暖器地方玩耍。
（4）在更换超温保险器时，应使用与原空气加热器相同规格（电流、动作温度）的保险器。
（5）应定期打开电暖机的风机罩壳，用毛刷清理机内尘埃，并向风叶和电动机的含油轴承注入少许机油。
（6）远红外电暖器耗电量较大，一般在1~2kW，使用时要考虑电力供应是否允许（电表容量、电源线路容量）。
（7）定期给远红外电暖器保洁，保持反光罩的清洁和光洁，可用中性液体洗涤剂和柔软的织物擦拭表面。
严禁带电作业，使用磨料、去污粉和酒精，要将电暖器放置在通风干燥处。
5.2.3空气电加热器的常见故障与维修方法
上述空气加热器的常见故障与维修方法，见表5—2、5—3、5—4、5—5所示。
表5—2电热油汀的常见故障分析与维修方法
表5—3对流式电暖器的常见故障分析与维修方法
表5—4PTC暖风机的常见故障分析与维修方法
表5—5远红外线电暖器的常见故障分析与维修方法
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