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暖风机工作原理与维修

2019-01-13 05:49:26

九十年代中期,采用PTC陶瓷发热体的暖风机,以其优异的自调温和节能特性、极低的热惯性及无明火、无辐射等优点,迅速形成厅堂、浴室、台壁多用和空调挂壁型等系列品种。本文以格力牌QG20B遥控型 PTC暖风机为例,简述其工作原理和维修。

一、PTC发热元件

PTC是正温度系数热敏电阻,是一种陶瓷发热体特点是在一定工作温度范围内,其阻值随温度升高而急剧升高,并能稳定在确定的工作温度范围内。图1是PTC阻温曲线图。

PTC暖风机具有极高的安全性,因为当PTC工作温度达到居里点时,其阻值随温度升高而急剧增加,迫使输出功率迅速下降,当发生风机停转、无风干烧等情况时,机内部件最高温度被限制在(特定的)240℃左右有效地避免了着火,这是其他电暖器无法与此比拟的最突出的特点。

PTC暖风机节能效果十分显著。这是因为它的输出功率会随环境温度的升高而明显降低在风量2.1m3/min不变情况下-20℃时PTC功率约为1800W,当加温使环境温度上升至+20℃时,PTC功率已下降至1500W左右,平均每升高1℃,输出功率下降约7W。这一特征在一定程度上起到了功率自动调节的作用,也可以理解为室温越低,PTC输出功率越大,加温也就越迅速;反之,随着室温升高,PTC输出功率逐步下降,升温速度也就越趋缓慢。

比功率大也是PTC暖风机的显著特点。PTC暖风机采用强制对流方式加热室温,因为强制对流空气的传热系数是自然对流的许多倍,那么传递同样热量所需的换热面积也就小很多,这样,PTC暖风机就可以做得小巧轻便,它的体积和重量可以小到同功率的电热油汀的五分之一左右,很适合于挂壁使用。

老化衰减是衡量PTC暖风机质量的最主要参数之一。PTC元件使用的前400个小时老化速度最快,而后日趋平缓,在连续工作1000个小时后,好的PTC元件输出功率约衰减10%左右,其后趋于平稳。影响PTC老化衰减的因素很多,居里点偏高是其主要原因,居里点越高老化越快。若片面追求高功率,往往选用Tc≥260℃的PTC元件制作发热器,使用初期似乎没有问题,但老化衰减后的质量难以保证。

二、电路分析

图2是格力牌QG20B PTC暖风机遥控器原理图。它以编码集成电路BA5104为核心构成,其中第{12}、{13}脚外接455kHz晶振和2个101电容,与内部时钟电路组成振荡电路,以便在接收到按键操作信号时起振工作,分频产生38kHz载频,将操作按键(K1、K2、K4)信号和编码选择端设定的数据进行编码后,由{15}脚D0端串行输出,经三极管8050放大后驱动红外发射管发送出调制载波红外线脉冲信号,控制暖风机各项功能操作。

图3是控制电路原理图。电路以BA8206BA4K(IC1)为核心,它是风扇专用控制IC,使用到暖风机中时,必须注意要将风类功能去除,因为在阵风环境下,PTC无法正常工作。

IC1的{1}脚DI端外接红外接收头REC,负责接收来自遥控器的关机、定时、开/调温等遥控信号;{14}脚为正电源端,{18}脚为负电源端。

三、故障维修

故障1: 按各功能键,相关发光二极管显示正常,但暖风机不加热、不吹风。

此故障说明-5V供电支路和IC1工作正常,故障发生在继电器供电支路上,即J1、J2与1W27Ω电阻之间有开路点,使继电器不工作,导致风扇电机、同步电机和两个PTC无法加电工作。

故障2: 暖风机通电后无反应,电源指示发光二极管不亮。

查155℃可复位温控器烧断,重新更换后通电,电源指示发光二极管点亮。按开机键,发现风扇电机不工作。经检查电机已坏,更换电机后一切正常。

因电机损坏,按一次开机键,无凉风吹出,再按开机键,可使PTC1(1200W)加电工作。因风扇电机不工作,热量无法吹出,积聚在机壳内,达到155℃预设温度后,155℃可复位温控器频繁动作而损坏。因此在维修中,遇到温控器烧坏并不能简单更换了事,而应分析一下断路的原因,如电机损坏、出入风道不畅通等,均可引起温控器烧坏。

故障3: 使用一段时间后,感觉升温变慢,但用手试出风口又感觉比以前温度高。

这种故障主要是使用环境较脏,入风口处积尘太多,导致通风不畅。因PTC有恒温特性,吹过PTC的气流越大,流动升温效果越好;相反,气流越小,升温越慢。因而只要将入风口处的过滤网取出清洁干净即可。

用手试出风口又感觉比以前热,是因为这种温度略升是风量减少的结果。风量少了以后,尽管出风口处温度升高了约7℃,但整个房间的升温效果反而差了。这是因为PTC暖风机是依靠气体对流加热空气,通过增强对流来提高升温效果的。所以,选购PTC暖风机时,同种型号,应选风量大的,而不应靠用手去感觉温度来判定。

故障4:低热挡失效或高热挡与低热挡升温差别不大。

低热挡失效无热风,而高热挡有热风,说明低热PTC1支路有故障。判断方法是,通电后按两次开机按键,听有无继电器吸合声,若有,一般是PTC1引线脱焊,使PTC1不能通电加热,可打开机壳重焊;若无继电器吸合声,一般是继电路支路有问题,可检查J1、Q3及相关阻容元件有无虚焊或损坏。

致于高热挡与低热挡升温差别不大,一般是高热支路有故障,即选择高热功能时,只有低热PTC1支路正常加热工作所致。

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