海尔D3、D5系列燃气热水器为强制排气式热水器,采用无氧铜热交换器、直流变频风机、强鼓式燃烧器,并安装有记忆合金稳流装置(即自动水量调节装置),能根据水温自动调节进水量,以实现水温恒定(温度调节范围为359C~70C)。另外,该系列热水器采用LED显示工作状态,并具有一氧化碳(CO )报警功能,可以检测热水器周围环境的CO浓度。

      该系列热水器涵盖11升、12升、13升、16升多个型号,如JSQ24-12D5(12T)(U1)、JSQ25-13D5( 12T )(U1)、JSQ31-16D5(12T)(U1)、JSQ24-12D3(12T )、JSQ25-13D3( 12T )等,其内部结构如图1所示。

一、工作原理分析

       该系列燃气热水器的电脑板(又称控制板)如图2所示。电脑板是热水器的指挥中心,工作时对风机、各传感器等器件进行检测,实时接收水流量传感器、出水温度传感器、火焰传感器.CO报警器的输出信号,并监控各功能点的运行状态,当出现故障时,发出保护关机指令,并显示相应的故障代码,其控制流程如图3所示。

       电脑板上有一组8位拨码开关,各拨码定义如下:1_ ON,液化气;2. ON,天然气;3_ ON,10升;4_ ON,12升;5_ ON,16升;6_ ON,调大二次压力;7_ ON,调小二次压力;8_备用。

       拨码6、7用来设置热水器在不同的气源条件或热负荷状态下的二次压力。值得注意的是,出厂时,热水器的二次压力已调好,一般无需调整。通常在燃气(天然气12T或液化石油气20Y)质量差或气压不足,出现出水不热故障时(多出现在冬季或用气高峰期间),可调大二次压力,其调整方法如下:先拧下比例阀上方二次取压口的螺钉,然后将U型压力计连接在二次取压口上,在正常拨码状态下,先关断电源,将拨码6置于“ON"位置,然后通电运行,用小螺丝刀微调拨码开关旁边的电位器,并观察U型压力计的读数(二次压力调节范围在100Pa以内)。调好后必须整机断电,将拨码6置于“OFF"位置,约5s后再开机观察二次压力是否稳定,若不稳定,再重复上述操作。

1.点火与熄火

       使用热水器时,打开热水阀,当水路中有水流动时,水流量传感器输出反馈信号,当流量不小于3.5L/min时,电脑板驱动强鼓直流风机高速运转,2s 后风速降低,同时点火器开始点火,机内出现“啪"的点火声,并持续数秒。在此期间,机内两个电磁阀滞后0.5s后开启,比例阀处于点火需要的状态,燃烧器被点燃,随即热水流出,废气通过集烟罩和排烟管排出,如图4所示。感应针检测到火焰后,电脑板控制各器件使之进入正常燃烧状态,出水温度快速上升,十几秒后出水温度达到用户设定值。若关闭热水或调小热水出量,当水流量传感器感应到水流量不大于3L/min时,电脑板发出指令关闭电磁阀,燃烧器熄灭,风机继续运转约20s后停转。

2.温度调节

         本系列热水器的温度调节范围为35°C~70°C,在35°C ~50°C范围内连续调节,在50°C ~70°C范围内按50°C、55°C、60°C、70°C步长调节。设定好出水温度以后,当水温传感器检测到水温变化时,电脑板即通过调节燃气比例阀的电流来调节燃气流量,以达到调节温度的目的,从而使水温保持恒定。当水流量发生波动时,水温也会发生变化,此时电脑板也会根据水流量的变化量自动调节燃气比例阀的电流。由于该调节出现在水温变化之前,所以水温波动幅度很小。

        提示:1.该系列热水器默认设置水温为42°C。2. 若进水温度过高或过低,进水流量过大或过小,出水温度将达不到设定温度,此时可通过调节机器下方的水量旋钮来调整进水量的大小,可使出水温度达到设定值。

        该机的燃气比例阀由线圈、进气阀门、阀芯、记忆合金弹簧等器件组成,如图5所示。在初始状态时,电脑板输出的比例阀控制电压为0V,则流过比例阀线圈的电流为0mA,阀芯处于零位,此时进气阀与出气阀同时被关断,无燃气量输出;热水器点火后,电脑板根据出水温度和水流量改变比例阀控制电压,则流过比例阀线圈的电流改变,电磁铁产生的推力变化,阀芯移动,气阀与出气阀的开度变化,即通往燃烧器的燃气量改变。

         该燃气比例阀线圈的额定电压为DC 24V,额定电流为DC 250mA,阻值约为802。记忆合金弹簧具有随温度变化而伸缩的特性,当进水温度在随着季节变化而变化时,其伸缩形变通过滑杆改变水流量的大小,从而最大限度地实现水温恒定。

3.热交换过程

         燃气进入燃烧器后,在火排口遇明火燃烧。11L机型采用10组火排,12L、13L机型采用12组火排,如图6所示。16L机型采用16组火排。冷水通过热交换器(材料为无氧铜)时,与燃烧产生的高温烟气进行热交换,流出热水。

        该系列热水器具有分段燃烧功能,安装有燃气分配器,有10个、12个或16个喷嘴,并配有分段电磁阀(工作电压为DC24V),具有分两段燃烧的功能。另外,该系列热水器的风机采用直流电机,如图7所示,其转速随输入电压的变化而变化。实际工作时,电脑板根据流过燃气比例阀的电流大小控制风机驱动电路,让鼓风机吹入的空气量与燃气进气量相匹配,从而使燃气完全燃烧。在正常情况下,火焰应在火排上方燃烧,如图8所示,但在下列两种情况下燃烧不正常:一是当进气压力不足时,火焰燃烧速度大于进气速度,火焰将在燃烧器内燃烧,此现象常称作“回火";二是当进气压力太高时,火排口喷出的燃气速度大于火焰燃烧速度,火焰离开火排口燃烧,此现象常称作“离焰”。

二、常见故障检修

故障现象1:不点火(无点火声)。分析检修:首先检查机内电源电路及其连线,尤其是电源变压器。该系列热水器所配电源变压器输出AC30V/1.2A (白色线).AC25V/0.8A (蓝色线)、AC8V/0.7A(红色线)、AC110V/0.01A (黑色线)4组电压,如图9所示。

       接下来检查用户家的水压,若水压过低,可增设水增压部件;若水路堵塞,则清除杂物并增设过滤网。若上述检查均正常,则更换脉冲点火器。

故障现象2:不点火(有点火声)。分析检修:该故障原因主要有以下三点:一是点火异常,如电压低致使火花弱,检查电源;点火位置太远或太近,调整点火位置;热水器未可靠接地。二是燃气压力过低或过高,检查燃气管路,调整燃气压力。三是电磁阀不工作,先检查电磁阀线圈供电是否正常,再更换电磁阀。

故障现象3:面板上的数码管显示故障代码。分析检修:该系列燃气热水器启动后,电控板监控各功能点的运行状态,若出现异常,热水器保护关机,并显示故障代码,具体含义见表1。

故障现象4:工作时噪声大。分析检修:热水器的噪声主要来自三方面:一是燃烧噪声,具体原因有燃烧状态异常(回火、离焰或离焰与回火交替)气源异常或气压异常;二是气流噪声,即燃气流过喷嘴形成紊流,调整喷嘴位置即可;三是风机噪声,检查风机轴承与扇页。

故障现象5:爆燃。分析检修:该故障原因主要有以下3点:一是燃气压力太高,调节燃气压力;二是点火困难,先查看火花强度,若火花弱,则检查或更换电源,再查看点火针位置是否正常;三是电脑板上的缓点火功能或延时开气阀功能失效,检查相关控制电路。

故障现象6:着火后熄灭。分析检修:试机查看火焰有无离焰或回火现象,若有,则检查气压;若无,则检查感应针的位置及其连线,如图10所示。接下来检查直流风机的转速是否正常,最后检查水压、气压是否正常。