家電電熱器具第一頁，共四十五頁，2022年，8月28日1.1家用電熱器具的種類一、定義：將電能轉換為熱能的電器。二、分類：電阻加熱、遠紅外線加熱、電磁感應加熱和微波加熱

1．電阻加熱定義：當電流流過高電阻率導體時，要克服電阻的阻力而消耗功率，其消耗的功率再以熱的形式釋放出來．這就是電阻加熱。分類：直接加熱(例如對水加熱的熱水器)和間接加熱(電流使電熱器具中的電熱元件產生熱量，再通過輻射、對流或傳導將熱量傳送到被加熱物體)。在家用電熱器具中，間接加熱的典型產品有電飯鍋、電熱毯、電烤箱和電熨斗等。

第二頁，共四十五頁，2022年，8月28日

2．遠紅外線加熱定義：--先使電阻發熱元件通電發熱，利用此熱能來激發紅外線發射物質，使其輻射出紅外線來取暖人體和烘烤食物，加熱形式：紅外線是電磁波，和可見光一樣，以輻射的形式向外傳播。波長為2.5-15μm之間的紅外線最易被物體吸收，起到加熱的作用。因此，在家用紅外線輻射電熱器中v遠紅外線的波長一般集中在2.5一15μ

m之間典型應用有遠紅外線取暖器、電烤箱和消毒碗柜。第三頁，共四十五頁，2022年，8月28日3.電磁感應加熱定義：根據電磁感應定律，若將導體置于交變磁場中，導體內部會產生感應電流(渦流)，渦流在導體內部會克服內阻作回旋流動產生熱量，這就是電磁感應加熱。應用：采用電磁感應加熱法的典型產品是電磁灶。在電磁灶中，因工頻電磁灶(頻率為50-60Hz)易產生振動和噪聲，所以家用電磁灶采用感應電流為1500Hz以上的高頻電磁灶。

第四頁，共四十五頁，2022年，8月28日3.微波加熱定義：微波也是一種電磁波，波長在1mm一1m頻率相應為300kHz—3000MHz。使用微波加熱的典型產品是微波爐微波加熱實質上是介質加熱。食物是吸收微波的一種介質，在微波輻射之下，食物中水分子隨微波頻率的變化在1s作二十幾億次(2.450GHz)擺動．食物中水分子之間的磨擦十分劇烈．從而產生足夠的熱量，這就是微波加熱的原理。應用：目前微波爐使用的頻率有915MHz和2.450GHz兩種，前者用于烘烤、干燥、消毒，后者用于家用微波爐中。第五頁，共四十五頁，2022年，8月28日家用電熱器具產品—般不按加熱原理來分類，而按產品的用途來分類。家用電熱器具產品的分類見表2-1

各種電熱器具的基本結構==電熱元件+控制元件所組成，下面將分別討論第六頁，共四十五頁，2022年，8月28日

1.1.2電熱元件定義：電熱器具中能將電能轉換成熱能的部件稱為電熱元件。它是電熱器具的核心，直接決定著電熱器具的使用壽命、安全和經濟性。種類：電阻式電熱元件、遠紅外線電熱元件和正溫度系數熱阻電阻PTC電熱元件。2．2．1電阻式電熱元件

電熱材料：是靠電熱元件中電阻系數大的電熱材料在通過電流時發熱工作的。在家用電熱器具中電阻式電熱元件的材料一般采用合金電熱材料，如鐵鉻鋁、鉻鎳等。絕緣材料：絕緣材料即不導電的材料，又稱電介質。如云母、氧化鎂等。絕熱材料：為了提高電熱元件的熱效率，電熱器具中還采用適當的絕熱樹料，它起到減少電熱元件對人身的熱燙傷危險及防止火災的作用。常用的絕熱材料有木材和泡沫塑料等。

1．電阻式電熱元件常用的材料第七頁，共四十五頁，2022年，8月28日2．常用的幾種電熱元件

在實際應用中，一般是先將合金電熱材料制成電熱絲，再經過二次加工制成各種電熱元件。(1)升啟式螺旋形電熱元件這種電熱元件是將合金電熱絲統制成螺旋狀，直接裸露柱空氣中，它在電吹風和家用開啟式電爐中廣泛應用。螺旋式電熱元件繞制尺寸如圖2-1所示，為避免電熱絲變形、斷裂，增加使用壽命，D、J、A符合如下要求：當d≤1.0mm時．選D=(3～5)d，h＝(2～

4)d,當d≥1.0mm時，選D＝(5～

7)d，h＝(2～

4)d。

(2)云母片式電熱元件將合金電熱絲纏繞在云母片上，在外面覆蓋一層石母作絕緣，如圖2-2所示.第八頁，共四十五頁，2022年，8月28日

(3)金屬管狀電熱元件金屬管狀電熱元件是電熱器具中最常用的封閉式電熱元件，主要由電熱過套管、絕緣填充料、封口材料和引出棒等組成，如圖2-3所示。(4)電熱板電熱板的形狀有圓形，主要用于電飯鍋等產品中，(5)繩狀電熱元件在一根用玻璃纖維或石棉線制作的芯線上，纏繞柔軟的電熱絲(鎖、鎳合金等)，再套一層耐熱尼龍編織層，在編織層上涂敷耐熱聚乙烯樹脂。主要用于電熱毯、電熱衣等柔性電熱織物中，典型結構如圖2-4所示。第九頁，共四十五頁，2022年，8月28日2.2.2遠紅外線電熱元件

遠紅外線加熱方法是在電阻加熱方法的基礎上發展起來熱源：紅外電熱元件發出的波長為2.5-15μm的遠紅外線。基本原理：先使電阻發熱元件通電發熱，靠此熱能來激發紅外線輻射物質、使其輻射出紅外線對物體加熱。特點：具有升溫迅速，穿透能力強．節省能源和時間的特點。應用：在取暖器、電烤箱和消毒柜等家電產品中。

第十頁，共四十五頁，2022年，8月28日種類：有管狀、板狀和紅外線燈等多種，在家電產品中最常見的是管狀遠紅外電熱元件。管狀遠紅外電熱元件為乳白色透明石英材料制成(簡稱石英輻射管)，內壁1cm2有2000—8000個直徑為的小氣泡。可產生出較強的遠紅外輻射。在石英管內裝置有引出端的螺旋合金制成的電熱絲，兩端用耐熱絕緣材料密封，以隔絕外界空氣，防止電熱絲氧化。其結構如圖2-5所示。第十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日1.3溫度控制元件控制元件---在家用電熱器具中，往往需要對發熱功率、加熱溫度或通電工作時間進行控制、調節和顯示，承擔控制調節功能的元件稱為控制元件分類---按其控制的目的可分為溫度控制、功率控制和時間控制3種類型。溫度控制元件在家用電熱器具中，常用的溫度控制元件有熱雙金屬片式溫控元件、磁性溫控元件、熱敏電阻及熱電偶。第十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日1．熱雙金屬片式溫控元件結構----熱雙金屬片由熱膨脹系數不同的兩種金屬薄片軋制結合而成，其中一片熱膨脹系數另一片熱膨脹系數小。原理----在常溫下，兩片金屬片保持平直，當溫度上升時，熱膨脹系的一片伸長較多，使金屬片向熱膨脹系數小的那一面彎曲，溫度越高，彎曲越厲害。當溫度下降時，熱雙金屬片收縮恢復到原狀。利用雙金屬片受熱后彎曲變形的運帶動電觸點的閉合或斷開，使電源接通或關斷。第十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日2.磁性溫控元件結構--主要由永久磁鋼和感溫軟磁組成，如圖2-6所示。原理---在位置固定的感溫軟磁下有一個永久磁鋼，永久磁鋼的下面有一彈簧以一定的拉力向下拉它。在常溫下，永久磁鋼和感溫軟磁之間的吸力大于彈簧拉力與永久磁鋼重力之和，因而當永久碰鋼與軟磁貼近，即軟磁吸住永久磁鋼，使得它們所帶動的兩個觸點閉合，電熱元件通電發熱。一旦電熱元件發熱超過預定值，溫度上升到感溫軟磁的居里點時，軟磁的磁力急劇減小，使得彈簧拉力與永久磁鋼的重力之和大于磁吸力，永久磁鋼落下，兩觸點脫離，電熱元件斷電優點---溫度控制準確，動作可靠、迅速。缺點---復位時需使用者用手壓操作鈕使永久磁鋼托起，與軟磁相吸。應用---磁性溫控元件廣泛應用于電飯鍋第十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日3．熱敏電阻熱敏電阻是一種敏感元件，特點----電阻值隨溫度的變化而顯著變化。具有結構簡單、體積小、壽命長、溫度控制精確、易于實現遠距離的測量與控制的特點。原理----利用這一特性將溫度的變化轉換為電量的變化，然后經放大電路放大，推動執行機構實現對電熱元件的控制。第十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日4、熱電偶結構----熱電偶是由兩根不同成份，但都具有一定熱電特性材料構成的熱電極所組成。將其一端相互焊接起來，稱為熱電偶的工作端或熱端，插入校測介質中測量其溫度。熱電偶的另一端稱為自由端或冷端，與儀器儀表相連接形成電路，如圖2—7所示。原理---使用時，當熱端溫度大于冷端溫度時，在電路中產生電動勢即產生電信號，此電信號經放大后控制執行機構，達到調節和控制溫度的目的。特點---熱電偶溫控元件結構簡單，精確可靠，溫度調節范圍廣，但系統復雜、價格高．應用---常用于較大型電熱器具中，如儲水量在100L以上的熱水器、大型電烤爐等產品中。第十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日第十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日1．4功率控制元件對電熱器具中的電熱元件進行功率控制、也可達到對溫度的調節功能。功率控制的方法主要有以下幾種：(1)開關換接控制對裝置數支電熱元件的電熱器具，在工作時利用開關使元件之間的通斷，以及串并聯等不同的組合，改變電熱元件與電源的連接方法，從而得到不同大小的功率。特點---這種控制方法其結構及線路系統簡單、多檔調節、可靠性高、價格低且適用于控溫精度要求不太高的器具中。第十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日(2)二極管整流控制二極管整流控制是利用轉換開關將二極管接入電路中，利用二極管的整流作用，將單相正弦波電壓變成脈動的單相半波電壓。對純電阻性負載，在二極管截止期間，電路中沒有電流，從而使平均發熱功率降低了一半。(3)晶閘管調功控制晶閘管調功控制是通過改變晶間管的導通角，控制電路使電熱元件得到不同的工作電壓，從而使電熱元件產生不同的功率。晶閘管控制電路若與熱敏電阻等儉測元件相結合，則能實現對電熱器具的自動控制。第十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日1.5時間控制元件時間控制元件俗稱定時器。利用時控元件對電熱元件的工作時間進行控制。其時間范圍有0～5min、0～30、0～60min及0～12h等多種.分類：機械式和電子式。目前兩種定時器在實際中都行廣泛的應用.第二十頁，共四十五頁，2022年，8月28日2.1電暖器用途---電暖器可供家庭、醫院等室內空間取暖使用.

分類---裸露式、罩殼式、輻射式及散熱式等多種型式。1．散熱式電暖器定義---散熱式電暖器又稱為電熱水汀．是以自然對流傳熱為主要熱交換形式的一種電暖器。結構---兩種形式散熱片式--以金屬薄板散熱片套壓在電熱管上，如圖2-8所示腔體式--將電熱元件安裝在帶有散熱筋的腔體中，腔內注有水或油以提高其熱傳導性，如圖2-9所示。

2.家用電熱器具第二十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日特點--兩種結構電暖器因有大面積的散熱片，使電熱元件的散熱效果顯著提高（自然對流的換熱效率）。散熱式電暖器，都裝有可調節熱雙金屬控溫器，以便控制室內的取暖溫度，或控制腔體內的介質溫度。有的散熱式電暖器還帶有4只小輪．便于改變安放位置。優點：安全可靠、散熱面大、表面溫度低(85℃以下)、熱安全性好。缺點是熱慣性較大，升溫較饅。第二十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日2.輻射式電暖器輻射式電暖器又稱為紅外線電暖器。結構：由石英輻射管式電熱元件作發熱體，安裝于反射板前以加強熱輻射，以輻射傳熱為主要熱交換方式，其結構如圖2-10所示。輻射式電暖器一般裝行1-3支石英輻射管電熱元件，利用功率調節開關，使這些元件以不同的組合投入工作。近年來市場供應的這類電暖器型式較多，樣式有臥式、立式以及帶轉動搖擺機構等不同型式，但其基本原理相同。第二十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日電暖器的常見故障與檢修電暖器的常見故障及檢修方法見表2-2第二十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日2.2電熱水器用途：電熱水器主要用來加熱水．供給人們淋浴或洗滌提供熱水。分類：其結構原理可分為貯水式和速熱式兩種。特點：速熱式熱水器沒有儲水箱，是一個當水流過就立即使水加熱的電器產品．具有體積小、加熱速度快、使用方便等優點，但功率較大、易發生漏電現象，目前家庭很少使用它。貯水式熱水器一般功率在2kw以下．安全可靠，受到消費者廣泛應用，本節主要介紹貯水式電熱水器的結構及基本原理第二十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日一、貯水式電熱水器的基本結構箱體系統+制熱系統+控制系統+

進出水系統所組成.結構如圖2-11所示。1、箱體系統---外殼、起貯水保溫的作用。

外殼是基本框架，一般為筒狀所用材料有塑料、冷軋板和彩板等：筒身穿孔用于安裝掛架和指示儀表等，下面的大孔用于安裝更換加熱器部件。內膽是盛水的容器，又是對水加熱的場所。內膽的材料有鍍鋅板、不銹鋼板和鋼板內搪瓷等幾種；鍍鋅板使用的時間一長便易生銹、腐蝕、易漏、壽命短；不銹鋼材料的內膽使用壽命較長，目前廣泛使用，但時間長久以后焊縫易產生漏水現象，內服易結污垢，影響水質：優質鋼板采用先進內搪瓷工藝構成的內膽不易結垢、水質衛生也較理想，但噴涂工藝要求高，產品價格高，目前被廣泛使用。第二十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日1、箱體系統箱體系統由外殼、內膽和保溫層等構成，起到貯水保溫的作用。第二十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日

(1)鎂陽極

貯水式電熱水器中的鎂陽極是一根金屬棒，主要用來保護金屬水箱不被腐蝕和阻止水垢的形成。鎂是一種化學性能比較活潑的金屬，其原子結構外層的兩個容易失去的電子，而與酸根相結合生成可溶性鹽。當水呈酸性時，它會首先與水中的酸根發生作用，或者說它先被腐蝕。當水中酸根與鎂作用后生成鎂鹽，水的強度也隨之降低，保護f水箱的銅或鋼鐵的鍵鋅層不被腐蝕破壞。鎂陽極被長年累月的園性水腐蝕，屬消耗材料，一般每2年更換1次。更換和儲存縫四仍理性音食公不蓉田朋JA但格式占燃。佃不能和帶電電路短接，因為它酌燃點不高，極易氧化，氧化時發出耀眼的閃光。第二十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日(2)保溫層

外殼與內膽之間納保溫層起減少熱損失的作用，一般采用聚氰酯發泡、玻璃棉維、氈和軟木等。為增強保溫效果，現多采用高密度聚氨酯發泡材料充填的新工藝填扎實，密封保溫性好。第二十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日2．制熱系統

電熱水器采用的電熱元件多采用管狀結構，為提高熱效率、將電熱元件直接放在水中加熱，形狀可根據內膽結構彎成U形或其他形狀，金屬護套管常見為不銹鋼管或銅管。電加熱管在通電后其內部合金絲發熱．通過金屬管內的絕緣填充料導熱至金屬套管，起加熱作電加熱管使用時間一長，在電加熱管表面容易結垢．不僅影響發熱效果，而且會產生漏電現象。為此有些廠家，將熱水器的電熱元件改為高壓耐熱的陶瓷發熱器．如圖2-12所示。為有效防止漏電，常采用如圖2-13所示的間接加熱法，這種方法間接加熱內膽中的水(通電后，首先預熱周圍的空氣，然后通過鋼板對水加熱)，使水電分離，不僅無漏電之憂，且可快速加熱。第三十頁，共四十五頁，2022年，8月28日第三十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日3．控制系統電熱水器的控制系統主要包括溫控器和漏電保護器。（1）溫控器貯水式電熱水器均設有溫控元件，這些元件除用于控制水溫外，還兼有自動保溫的功能。當水溫升至預置溫度時，它會自動切斷電源，防止輸出的熱水溫度過高而燙傷人的皮膚；當水溫下降到某預定溫度時，它又會自動接通電源，繼續把水加熱保溫。因此，在正常操作下，可以不需關上電掣，以保證任何時候都有熱水供應。電熱水器中使用的溫控器有雙金屬片溫控器、蒸汽壓力式溫控器和電子溫控器。壓力式溫控器主要由感溫體、密封腔體、調節螺母、溫度調節手柄和接線瑞子組成。電子溫控器的種類很多，前期的產品主要是用晶閘管等元器件組成的無極調節的無觸點調溫器，其探頭為感溫二極管或熱敏電阻傳感元件。隨著電子技術的發展。貯水式電熱水器已采用調控功能齊全、安全可靠的電子溫控器。這類溫控器采用大規模集成電路，模糊控制矩陣線路，對進水、加熱和保溫時間等可以預置，自動化程度高，成本較高。

第三十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日

(2)漏電保護器在電熱水器的漏電保護器中，將15mA確定為危險電流，超過這一數值時漏電保護器動作，切斷電源以保護人身安全，正常的動作范圍為15～30mA。第三十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日4．進出水系統由進、出水管、混合閥、安全閥和淋浴噴頭等組成。(1)混合閥混合閥的結構如圖2-14所示，由圖可知熱水器內膽出水管、相通，不受混合同冷、熱閥門控制服內壓力，故稱為出口敞開式。單獨打開右側熱水旋閥(紅點)，自來水經出水管、混合閥、噴頭流出，出熱水，出水限力由熱水閥控制；單獨打開左側冷水族閥(藍點)，自來水直接經混合閥由噴頭流出冷水．出水壓力出冷水閥控制c當同時打開冷、熱水閥門時．冷水和熱水在混合閥出水口處混合，適當調節冷熱水閥門大小，可得到所需水溫c

(2)安全閥在自來水壓力突然增高或加熱水溫過熱．造成內膽壓力超過規定耐壓值時，安全閥會自動排壓，以保護內膽。第三十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日電熱水器的使用與保養

(1)裝水熱水器首次使用(或維修、清洗店)時，應打開進水閥和一個出水龍頭，以排出熱水器內的空氣，將熱水器裝滿水。當出水龍頭連續出水時，即表示熱水器已注滿水。(2)啟動關上水龍頭接通電源，熱水器便開始正常工作。當熱水器達到設定溫度時會自動斷電；當水溫下降到設定值時，調溫器又自動接通電源進行加熱。1．電熱水器使用方法第三十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日(3)調溫當設置溫度需要改變時，可直接調整塑料保護罩上的調溫旋鈕。順時針旋鈕，水的溫度就會升高，反之則降低。(4)排空切斷電源，關閉進水閥，打開一個出水龍頭，向外扳動安全閥手柄，水就會從手柄旁的孔中流出，等到排空后，關閉安全閥即可。第三十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日2．電熱水器的保養(1)電熱水器應安裝在通風干燥處。安裝在衛生間，平日也應盡量保持通風干燥以免外殼等機件生銹腐蝕。(2)每次使用完畢，應拔掉電源插頭。在冬季結冰地區，熱水器長時間不用時，應排空水，以防結冰脹壞內膽(3)電熱水器內的水是逐漸升溫的，安全閥略有滲水，是正常現象。第三十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日

電熱水器的故障分析

(1)電源檢查用萬用表測量插座零線和火線不能使用，應修復。(2）故障檢修程序接電源—指示燈亮→半小時左右→水溫↑10℃→熱水器正常若水溫不升→故障加熱器→檢測加熱元件更換（燈亮-漏電保護器、超溫管均正常）電阻→∞指示燈不亮→指示燈好壞→若燈壞應更換→若燈好→檢查溫控器、超溫管、加熱器和漏電保護器對可調溫型溫控器、用萬用表R×1檔測量，在關斷位置R→∞不同溫度控制點→不同電阻值；溫控器在未動作時，觸點為閉合狀態．電阻≈0，