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前锋牌家用燃气快速热水器的原理与维修
http://www.weixiu8.com/ 2008-12-27 21:22:35
前锋牌家用燃气快速热水器的原理与维修
一、燃气热水器概述
    热水器在结构上分为容积式和直流式两大类。容积式热水器带有一个容积为8~200升贮水筒,冷水先被加热、贮存,然后使用。直流式热水器没有贮水筒,只有一个换热器,燃气在换热器内燃烧,利用盘在换热器外围的蛇形管加热冷水。转载请注明转自“维修吧-http://www.weixiu8.com
    不同的生活习惯对水量、水温要求不同,表1为参考数据。
    表2以每人每日平均量计


二、热水器基本结构与安全装置
    任何热水器基本结构主要由四大部分组成;简体、燃烧器、开关系统和安全附属装量,简体圭要作用是热交换,把冷水变成热水。燃烧器使燃气燃烧释放热能;开关系统起控制水、气作用;安全附属装置则是为了热水器正常运行和安全保障。
    目前热水器的安全装置大致有下述几种;
    1、防止不完全燃烧装置
    室内氧气浓度降低,热交换器散热面积少。灰尘过多引起一次空气减少等原因使燃烧器不完全燃烧,一氧化碳超标时,本装置即可关闭燃气通路。
    2、中断安全装置
    燃气燃烧时,被风吹灭或点火时长时间点不着,可中断燃气。
    3、自动沮度调节器
    当水温不能保证设定的水温时,可自动调节燃气量,以保持水温恒定。
    4、空烧安全装置
    当洗澡用水器发生空烧时,可在损坏热水器和发生火灾之前关闭燃气通路。
    5、防过热装置
    设备本身温度过高.在发生火灾危险前关闭燃气通路。
    6、防超压安全装置
   水路压力过大时(一般指该种热水器设计时给定的自来水工作压力),安全装置阀门自动打牙,使压力泄至安全压力以内。
    7、水气联动阀
    具有一定压力的水路打开流动时,燃气通路相应打开,断水时,燃气通路自动关闭,防止空烧。
    8、风压过大安全装置
    当具有排烟筒的热水器排烟端部风压过大时,风回流,火焰不稳定,此时,可关闭燃气通路。
    9、防冻装置
    在寒冷地区,水通路外露部分易冻堵,使用时会发生困难,故设有防冻装置,定时排放积水,防止冻结,以保证畅通。
    10、报警装置
    为达到一种特殊目的而设置的告诫提醒装置。如一氧化碳达到一定浓度时,可通过蜂鸣器报警,使人警惕,采取措施。
    以上十种是主要的安全装置,视具体热水器类型和用气用水情况还有不同装置,如在快速热水器上设有稳水压装置、小火安全装置等。应当明白一切安全装置都是为了热水器的实用性、耐久性,操作方便,可靠而设的,在选择热水器时,也应以此出发,才能获得满意效果。


三、前锋QFM14型热水器结构与原理
(一)前锋QFM14型总体结构见图1。
    1、水温开关
    关闭和调节供水流擞,与燃气开关配合调节。可得到要求水量、水温。
    2、燃气开关
    关闭和调节燃气流最。
    3、水气联动装置
    为了保护人和热水器的安全运行,防止断水下燃烧器工作。此外,利用该装置可以进行较远距离控制,使热水器能安装在浴室以外的场所。
    4、热交换器
    燃气燃烧时产生的高温烟气,经热交换器后将热能传递给冷水使水温升高。
    5、主燃烧器
    燃气经喷嘴流出,吸入部分空气,混合均匀后,在火孔孔口燃烧,要求火焰稳定,燃烧充分。
    6、点火燃烧器
    习惯称之为长明火,用来点燃主燃烧器。
    7、电点火装置
    产生高压电火花,将点火燃烧器点燃。
    8、缺氧保护装置
    当室内空气中,氧浓度降低到17~19%时,该装置能自动切断燃气供应。
    9、熄火保护装置
    当点火燃烧器熄灭时,该装置使电磁阀闭合,切断燃气。转载请注明转自“维修吧-http://www.weixiu8.com
    (二)主要部分结构及工作原理
    1、水气联动装置见图2


    节流塞的中央开有节流孔,由隔膜两侧A室与B室形成的压力差控制燃气气路开闭,为压差式水气联动装置。
    打开燃气阀后,主燃烧器气路在弹簧作用下被密封塞阻断。当打开水阀后。一定压力(>0.05MPa)的冷水进入A室,由于节流塞的限流作用。冷水在A室形成压力P水,这一压力使隔膜向B室方面变形,并通过连杆向左移动将该压力作用在弹簧上,当P水>P弹簧时,密封塞左移,燃气即可流向主燃烧器。相反,当关闭水阀或水压过低时。A室内的P水下降,这时,P弹簧>P水,密封塞自动关闭燃气通路,大火熄灭。
    此外,如果关闭热水器的出水通路,A室内的水将会通过节流塞的小孔,流向B室,使B室内的水压升高,当PA水=PB水时密封塞在弹簧压力作用下,关闭燃气通路。
    2、电点火装置
    电点火装置可分为压电式和电脉冲式,前者主要为压电陶瓷元件再配以机械装置联合完成点火功能,不需外加电源,点火可靠性较差;后者为全电子线路点火装置,点火方式是电脉冲连续放电,并且点火率高而持久,点火可靠性好。
    QFM14型亦采用电脉冲式,它利用低电压的直流电(干电池)作电源。通过电子振荡,整流开关和升压电路,把低压的直流电压变为12000V以上的脉冲高压,通过尖端放电产生连续的电火花,用以点燃燃气,原理方框图见图3。


    3、燃火保护装置见图4
    当按下按键时,电磁阀的密垫下移,打开燃气通路,燃气从点火燃烧器火孔喷出。同时产生的电火花即点燃燃气。点火燃烧器的火焰加热热电偶。热电偶将产生一电动势。这一电动势加在电磁线圈的两端,使电磁阀产生电磁吸合衔铁,当操作者松开按键时,电磁力使密封垫继续保护开通状态。
    意外情况使长明火熄灭时,热电偶失去热源。电动势消失电磁阀的衔铁靠弹簧的力量使密封垫关闭,切断燃气通路。
    需要注意的是,刚点燃点火燃烧器,热电偶的温度不可能在瞬间升得很高,这个时间里产生的电动势还不足以使电磁阀维持吸合状态,这就要注操作者点火时,按下开关不能立即松手,仍需保持几钞钟时间,待热电偶的温度升高到600℃左右,能产生约10MV左右的电动势,电磁阀本身才能吸合,这外力保持几秒钟,即为熄火保护的开阀时间。
    同理,当点火燃烧器燃着一段时间后,热电偶的温度也不可能瞬间下降,产生的电动势也不能瞬间消失,电磁阀亦不能在火焰熄灭后立即关闭,一般需几十秒钟。


    4、缺氧保护装置见图5
    缺氧保护是利用供燃烧的空气中氧含量降低,火焰伸长,离焰直至熄火的物理现象而设计的。
    该装置是在熄火保护电路的基础上,在热电偶回路中串入一个负势热电偶,将其安装在热交换器燃烧室中部,即主燃烧器上方,实现缺氧保护。


    5、主燃烧器结构示意见图6
    燃气喷嘴和燃烧器头部构成主燃烧器,在燃气压力下,一定量的燃气从喷嘴流向引射段,途中卷吸进燃烧所需的部分空气(一次空气),在引射段混合,混合均匀的可燃气体由火孔流出,在孔口燃烧。
    喷嘴直径及与头部的安装情况,关系燃烧工作状况的优势,对热量交换,排烟等关系甚紧,维修中应给予高度重视。


    6、水膜阀及气阀控制系统结构见图7
    气阀控制系统工作过程如下:
    启动前,燃气气路由电磁阀切断,接下燃气开关后,电点火电源闭合,放电针放出电火花。同时,连杆顶开电磁阀芯,燃气进入主通道,一路经引火器流出,另一路经点火燃烧器流出,从燃气出口流向主燃烧器的燃气通路,还要受水气联动阀控制,引火器流出的高速燃气,在流向点火燃烧器的过程中,被电火花点燃形成火焰。
  (三)热水器的型号及代号
  1、热水器型号编制
  热水器代号、燃气种类、排气方式、热水产率索、改型序号
  2、热水器代号意义(用汉语拼音字母表示)
  热水器代号--J S
  燃气种类代号:
  T--天然气
  Y--液化气
  R--人工煤气
  Z--沼气
  排烟方式代号:
  Z--直接排烟式(可以省略)
  D--烟道式
  P--平衡式
  产品改型序号通常由工厂自定
    (四)燃气热水器的安装
    1、安装位置
    一般城市职工住房的浴室狭小,淋浴时间较长。并需关闭门窗,热水器安装在里面极不安全。因此,规定直排式热水器不能安装在浴室内。
    应先择在通风良好的厨房或单独的房间里,当条件不具备时,允许安装在通风良好的过道里。
    考虑使用中。点火燃烧器的火焰可能被风吹熄灭。不宜装在室外或未加窗的阳台上。
    安装房间应具有如下要求:
    1、房间高度应大于2.5米,
    2、房间容积应符合《城市煤气设计规范》TJ28—78第244条的要求;
    3、房间小须有进、排气孔,进气孔和排气孔的有效面积不应小于0.02m2。一般情况进气孔为百叶窗,也可用门与地面之间留育不小于0.03米的缝隙代替。排气孔应安排风扇,并使烟气直接排至室外。
    热水器前的空间高度应大于0.8米;排气口与天花板之间的距离不得小于0.6米。为了便于观察燃烧的工作状况,安装高度应以热水器的观火孔与人眼高度相齐为宜。一般距地面1.5米。
    2、管道联接
    供气、供水管道采用金属管道连接。也可采用耐腐蚀和耐压的软管连接。用软管连接时。各接头处应用卡箍固定。
    安装管道时,要防止管道接头处聚四氟乙烯带(生料带)渣进管道,造成通水通气后堵塞热水器阀。
    连接水管、气管必须准确,接错时造成自来水进入气通路。还需拆下电磁阀烘干。安装连接示意图见图8


  四、燃气热水器的常见故障及维修
    现以前锋QFM14型为例讲述一下常见故障及维修,
    (一)漏水
    在热水器内部水路中,在不正常的水外流主要原因为密封不严或密封圈磨损造成配合不好而漏水。


    1、水阀盘中孔漏水(图9为水阀局部示意图)
    此处漏水一般系胶圈(见图9中所示)装配不当或磨损所致,更换时,应采用专用工装铆装确保平整,同时检查推杆能否灵活地做轴向运动。


    2、水阀螺母漏水(图10为水阀示意图)
    检查螺母是否有裂纹,螺杆上胶圈是否磨损,如有磨损可换新胶圈。
    3、水阀体漏水
    检查进水接头是否紧,胶圈有无损坏,阀体是否有砂眼等漏点,水阀盘是否损坏以及鼓膜装配是否正确。
    4、热交换器漏水
    检查热交换器与阀体部橡胶圈是否密封。若属热交换器漏。有条件时可用氧焊修补,但对烧坏的热交换器一般无法修复,只能更新。转载请注明转自“维修吧-http://www.weixiu8.com
    (二)漏气
    在密闭的燃气通路中出现燃气外泄的现象,称为漏气。燃气通路的漏气主要为密封圈破损老化或配合不好以及管路破损造成的。


    1、大气阀漏气
    a、主要为气阀体破损,气阀体(见图11中所示)与气阀锥配合不好或有划痕、杂物造成漏气,需更换。由于阀体与阀锥之间要求配合精度高,一般需将阀体、阀锥按配套同时更换。
    b、由于大气压太高造成的漏气现象最为普遍,表现为开关盘部位零件烧坏,此种种漏气不属于热水器质量问题,用户应安装减压阀。
    2、小气阀气
    此种漏气仅反映为引火不灭,即松手后引火管继续喷火。小气阀轴上胶圈装配不当或损坏应重新装配,或更换。密封点上有杂物,应清洗干净,抹上少许的润滑脂。


    3、点火燃烧器座漏气
    该接头有3个密封点(见图12中所示)采用U型挡圈铆装固定用螺母压紧。若检查出某个密封点漏气时应更换胶圈,重新用专用工具铆装固定。

    4、隔离头漏气(隔离连接头见图13)
    隔离头上共有4个密封点,任何一个密封点出现故障,均能造成漏气。
    a.中孔漏气,为胶圈配不当或损坏,重新装配或更换。装配时应加适量的润滑脂。
    b.隔离头裂,一般表现为隔离头紧固螺钉断裂,造成阀体间烧燃,应更换新的。
    c.密封塞漏气,此种现象为气阀开关刚打开主燃烧时,大火就燃,造成热交换器干烧,此时应立即关闭燃气开关(或气源)。这是由于密封塞装配不当或连杆卡死,应重新装配,此时应将连杆装在密封塞中心孔内,观察其轴向运动是否灵活。
    d.17×33平面胶圈未装好或损坏,造成连接头与进气管间漏气燃烧,应更换或重新装配。
    总之,漏气涉及到所有燃气通路,处理时应首先确定漏气部位,找出原因,重新装配或更换零件。
    (三)水气联动失灵
    在无水压情况下(即关闭进水阀门时),主燃烧器大火不灭。该故障是热水器的致命伤,它有可能使热交换器在十几秒钟内烧坏或产品高温水蒸汽将使用者烫伤。因此一旦发现有气联动失灵现象,必须立即关闭气源。停止使用造成该故障的原因为:
    1、连杆运动不灵活或卡死,属与连杆配合的密封圈压得太紧,润滑油干涸,连杆上有氧化物或变形所致,应更换胶圈,重新装配并加少许润滑油,更换连杆或清洗表面。
    2、水阀推杆不灵活。此时应检查推杆装配是否正确,观察推杆和连杆应在同一轴线上,防止卡死。如因热交换器位置不当造成故障时,应做适当调整后,重新装配。
    3、水阀盘内有异物。使节流塞卡死,此时应打开水阀盘清除杂物。应注意开口螺钉、螺母是否松脱或断裂,鼓膜是否破损。
    4、弹簧变软,应更换。
    (四)水温低
    在额定的气压、水压的条件下,热水器流出的热水温度较正常值低。达不到热水器设计指标,此现象为普遍,引起的故障原因也是多方面的。
    1、热水器工作气压低。供气流量不足,或由于供气管道、阀堵塞现象为长明火燃烧正常,开启水阀后火焰突然变短。
    2、供水压力低,使联动气塞不能完全开启,进入主燃烧器的气量不足(此时长明火不会变化)。
    3、燃气燃值低,主要反映在使用人工煤气时,燃值达不到规定指标。
    以上三种情况,均非属热水器问题。当气压、水压或燃值达到标准后,不会出现此类故障。不能通过维修解决该故障。
    4、热交换器表面浸锡脱落或水管与燃烧室脱焊,使热交换性能变差,应更换。
    5、长期使用。灰尘油垢吸附表面。造成吸热片积碳,水温度低,使热交换器吸热性能差造成维修时应将热交换器仔细清洗。
    6、水气联动部分零件磨损、推杆、连杆短、塞子定位孔深。弹簧压力大,此几种原因造成密封塞不能完全开启,供气不足,应更换已不合格的另件。
    7、喷嘴、燃烧器火孔部份堵塞,喷嘴因油污等引起孔径变小流出的燃气量小,造成水温低,燃烧器部分火孔堵塞或火孔条缝变窄。使燃气出口阻力增加,燃烧器吸入的一次空气量降低,燃烧工况变差造成水温低,应拆卸清洗,装配时注意喷嘴孔轴线与燃烧器引射孔轴线同心,否则会造成安装不良而影响燃烧。
    (五)爆燃
    点燃长明火后。开启水阀,主燃烧器喷出的大量燃气没有及时被点燃,而是在数秒钟后,突然燃烧,并伴有较大的响声,同时火焰串出热水器顶部。
    1、长明火太小,长明火小的原因有气压低或点火燃烧器喷嘴结碳,引起喷嘴孔径变小,可清除结碳,疏通喷嘴,轻微时可拉动通针。
    2、长明火与主燃烧器火孔距离太远,造成火焰传递困难,应调整其距离。转载请注明转自“维修吧-http://www.weixiu8.com
(六)无大火、出水小
    指长明火正常燃烧时,开启水阀,主燃烧器无燃气喷出,称为无大火,热水器工作时,流出的水量低于额定值,称为出水小,以下情况均可产生无火和出水小的故障。
    1、水压太低
    若水压低,不能打开进气阀门,故无大火,出水也小。
    2、出水软管折弯,使鼓膜两端无压差。
    3、鼓膜破损,过滤网变形,或有砂粒杂物堵塞;应更换或冲洗过滤网(有时可将进出水管、倒置用水倒冲,即可清除过滤网上杂物)。
    4、热交换器堵塞,有异物进入,可用高压冲击。水垢堵,为水质太差或长时间不灭长明火种,使管道产生水垢,可用除垢剂(经加温并保持一段时间)清洗。
    热交换器堵塞的处理比较困难,因此应向用户多宣传每次使用完后,应先关闭气源再关水,让冷水通过一段时间,使其冷却,长明火种一定要关闭。因为水垢堵塞部位多在长明火种上部一段管道中。
    (七)点不着长明火
    点不着长明火分两种情况,一种指燃气通路正常,有放电火花长明火点不着;另一种情况为,打开燃气开关,长明火点着,不管维持多久,手一旦放开火种熄灭,该故障反映在有保护装置的热水器上,对于前种情况,应检查。
    1、供气压力是否在热水器规定的工作压力范围内,如压力低,一次引火燃气无法引到长明火管,压力高,可造成脱火。
    2、点火燃烧器气路有无燃气流出,如有堵塞,可拉动通针或拆下管与喷嘴清洁处理。
    3、调整引火管在引火罩中的位置以及放电距离。从而得到满意的着火条件。
    4、放电高压低,应观察火花颜色,正常为蓝绿色,检查高压线和放电针有无破损,受潮情况。
    对有保护装置的热水器而言,其反应的现象实际上属保护执行元件电磁阀未工作,松手后燃气无法输入到点火燃烧器,不能形成长明火。此外,除电磁阀本身外,还涉及到供能元件等原因。
    1、电池电压低。电池电压供电大于1.25V,否则将出现松手灭现象。
    2、电磁阀是保护装置的执行部件,控制总气路,电磁阀坏,使燃气通路失控,更换新的。
    3、电磁阀接触不好,电磁阀正极在其底部,由六方螺钉旋入,太紧可能将电极压短路,太松造成接触不良,维修的方法是将正极引线往阀内压,如工作正常则将螺钉往下紧,通常1圈即可。
    4.热电偶接点用锡焊接、易松脱。
    5.小气阀推杆行程短,由于电磁阀是靠机械力将衔铁推入吸合,靠手压旋钮,用小气阀推杆完成,若推杆行程短,电磁阀衔铁不能到位,造成松手灭现象,此时,可在推杆下端用焊锡堆焊上一点,即可排除。
    6、快速启动电路坏也会出现长明火松手灭现象,将万用表置于直流500mA档,串接在主电路中,接按下开关,观察工作电流。当电流在350mA以上,松开电开关后,电流应慢慢回零,电路为正常,如下降太快,则为二极管BG5击穿,若无350mA电流,可能BG7击穿或C3开路,应更换元件。
    (八)自灭
    热水器工作几分钟后火焰自行熄灭,称为自灭。
    1、缺氧保护热电偶安装位置不正确,或安装房间空间通风换气条件不符合要求时,出现此现象,应调整位置。
    2、缺氧保护热电偶与熄火保护电偶间的焊点虚焊,造成自灭。
    3、电磁阀质量下降维持工作电流变大可能产生这一现象。
    (九)高压脉冲发生器(点火器)故障
    1、无高压放电火花
    a.检查电池安装极性是否正确,是否达到工作电压。
    b.检查电源开关,有无断路,拉坏和接触不良情况。
    c.检查电源引线和高压线,有无脱、断、烧坏、短路情况。
    d.检查放电距离,正确距离为3~6mm。
    通过前四项检查均无异常,则检修高压脉冲发生器。
    首先应检查印制板上各元件有无虚焊,当按下开关,无放电火花时,应用万用表直流电压档检查整流二极管BG2的电压是否有120~150V左右。如电压正常而无放电火花,说明前级振荡部分工作正常,而故障在后级电路或高压输出部分。
    在后级电路中,触发二极管BG3故障一般较多,BG3工作正常时,可测得两端电压约20~36V左右,判断其工作正常否可用螺丝刀将触发二极管短路,若点火器出现放电火花,证明为触发二极管损坏。
    如无整流电压,故障在振荡电路部分,检查振荡变压器,用万用表交流电压档测次级两端,应有约n十V的交流电压,否则是变压器短路。
    判断其振荡部分工作正常否,可直观地听其有无蜂鸣音,如有则工作正常。
    2、漏电
    当电池装入热水器后不断出现高压火花或电池很快无电。
    a.为电源开关及电源导线与壳体短路,造成装上电池后电路闭合,应排除短路现象。
    b.快速启动电路坏,点火器中快速启动部分三极管坏或元件短路,换三极管即可。转载请注明转自“维修吧-http://www.weixiu8.com

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    游客2009-3-5 19:29:48 认为:
    你好
    我的故障是:长明火点着时,主燃烧器漏气,长明火近旁时有小片兰火。我放一个明火在主燃烧器上,就见到大面积上也时有小片兰火,说明主燃烧器漏气。
    关闭长明火,兰火熄灭。
    也就是你们图示的连杆略有缝隙。看来要拆一大片此能修,还得换弹簧,垫片。卖不到呀!燕山牌
    游客2009-3-5 19:09:59 认为:
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