家用電熱器具,家用電熱器具的種類及加熱方式 電熱水器 高頻電磁灶 自動保溫式電飯鍋 微電腦控制電飯鍋 微波爐 取暖器（油汀） 其它小電器,1.2.2 電熱器具的類型與基本組成部件,1. 類型 (1)電阻式電熱器具 用電阻發熱原理制成的電熱器具。如電爐、電熨斗、電吹風、電熱毯、電熱杯、電烤箱、電飯鍋、電咖啡壺、電炒鍋、電暖器等，電熱器具中使用最為廣泛的一種形式。 (2)遠紅外線輻射式電熱器具 在電熱元件的表面上直接涂上遠紅外線輻射涂料，產生的熱量加熱了遠紅外線輻射物質，使其發射遠紅外線對物體進行加熱。它具有熱效率高、省時、節約能源、衛生等優點，但由于高溫易遠紅外線涂料脫落，而導致遠紅外線輻射能力減弱，影響加熱的效果。有遠紅外線電烤爐、遠紅外線電暖器、遠紅外線醫用理療器等。 （3）感應式電熱器具 閉合導體在交變磁場中會產生感應電流（即渦流），由此而產生熱。應用這種原理的有電磁爐等。 （4）微波式電熱器具 當微波照射物體時，使物體內部的分子加速運動而產生熱，它具有加熱速度快、加熱均勻、節能、清潔衛生等優點。,2. 電熱器具的基本組成部件,(1)發熱部件 主要功能是將電能轉換成熱能，它由各類電熱元件構成。常見的有 電阻加熱電熱元件電熱絲、電熱合金發熱盤 管狀電熱元件 ptc電熱元件 遠紅外線輻射器 高頻加熱線圈 微波介質加熱。,(2)溫控部件 主要功能是對發熱部件的溫度、發熱功率、通電時間進行控制，滿足使用的需要。常用的溫控部件有雙金屬片、磁性、pvc、熱敏電阻、熱電偶、電子、電腦溫控部件等。 (3)保護部件 主要功能是當電熱器具發熱溫度超過正常范圍時，自動切斷電源，防止器具過熱損壞，起到保護作用。常用的器件有溫度保險絲、熱熔斷體、熱繼電器等。,1.3 電熱元件,電熱元件是電熱器具的核心，功能是將電能轉換為熱能。根據其發熱原理的不同，電熱元件可分為以下幾種形式。 2. 電阻式電熱元件的類型 電熱器具中，處微波爐和電磁爐外，都是以電阻式元件作為主要的發熱元件。按裝配結構分開啟式電熱元件、半封閉式電熱元件和封閉式電熱元件。 （1）開啟式電熱元件 裸露的電阻絲就是其中之一。電爐的電阻絲放置在有絕緣材料制成的盤狀凹槽里；電吹風的電阻絲安裝在絕緣架上形成螺旋狀；他們發出的熱能由輻射和對流兩種方式傳遞給加熱物體。這種電熱元件的有點是結構簡單、成本低、加熱速度快，易于安裝和維修。其缺點是由于電阻絲裸露和帶電，易于氧化，使用壽命短，易引起局部短路，工作不安全。,（2）半封閉式電熱元件 將電熱絲繞在絕緣骨架上制成，使用時將它安裝在特殊的保護罩內。如電熨斗就是使用這種半封閉式電熱元件制成的，電熱元件發出的熱量經過云母傳給底板，達到熨燙衣物的目的。電爐的發熱體也采用這種元件，它是先加熱灶蓋再傳給被加熱物。半封閉式電熱元件的安全性好，但熱效率低。,（3）封閉式電熱元件 管狀電熱元件可以彎曲成u形、單管形、w形等多種形式，以適應不同的需要。它是一種技術上比較成熟、使用安全可靠的電熱元件。這種電熱元件是在鋼管或磁管內放入螺旋狀的電阻絲，并用氧化鎂等耐熱的絕緣粉末灌滿其間隙，再經端頭封堵和表面處理等工藝制成，在管口端引出接線端子，以供接電源用。 電熱板也屬于封閉式電熱元件的一種，電熱元件鑄在合金鋁制成的凸面圓形板內。與其他電熱元件相比，封閉式電熱元件具有結構簡單、成本低、使用壽命長、機械強度高、使用安全等優點。因此，被廣泛應用在電灶、電烤箱、電炒鍋、電熱水器、電熨斗等家用器具中。,1.3.2 ptc電熱元件,ptc元件的主體材料是鈦酸鋇（batio3）中摻入微量的稀土元素，經研磨、壓形、高溫燒結成的陶瓷半導體發熱材料。它是具有正溫度系數的熱敏電阻。ptc電熱元件具有獨特的電阻溫度特性，在特定的溫度內，ptc電熱元件的電阻值隨著溫度的升高變化非常緩慢，當超過這個溫度時，電阻值急劇增大，發生溫度變化的溫度點叫居里點，一般此點的溫度為220。利用ptc做電熱元件時，它的溫度可以自動調節。同時在超出溫度范圍時可以限制電流，使溫度恒定在一定的范圍。它具有加熱與自身溫控的雙重功能，ptc電熱元件特性曲線的斜率、居里點的位置以及本身的電阻值，取決于摻入鈦酸鋇中微量元素的品種多少和結構等。利用這種溫度點的可變性，可以將居里點控制在20300的范圍內。 ptc的電阻溫度特性。,1.3.3紅外線電熱元件,紅外線是一種電磁波，是人眼睛看不見的光線。當輻射光譜與被加熱物體的振動光譜波長一致時，輻射才能被吸收，被加熱物體吸收后轉變為熱能。因此，利用紅外線加熱或干燥物品，被廣泛的應用在日常生活中。常用的紅外線電熱元件有以下幾種。 1. 管狀紅外線輻射元件 有金屬管、石英管、陶瓷管等。金屬管與石英管是表面上涂敷紅外線涂料，陶瓷管是將紅外線輻射物質直接摻入泥料中燒制或涂敷在陶瓷的表面上。,2. 板狀遠紅外線輻射元件 是由在碳化硅或耐熱金屬板的表面涂敷一層遠紅外線涂料，中間裝上合金電熱元件制成的。這種電熱板有單面輻射和雙面輻射兩種形式， 3. 電熱合金型遠紅外線輻射元件 電熱合金型遠紅外線輻射元件，是在電熱合金元件的表面上直接涂敷遠紅外線涂料制成。這種元件結構簡單，易于加工。缺點是由于電熱合金通電后機械強度降低以及由熱脹冷縮引起的變形，易產生涂料脫落，導致紅外線的輻射強度減弱。,1.4 電熱控制元件,電熱器具在加熱過程中，需要對溫度、時間和功率進行控制。這就需要在電熱器具中設置溫度、時間和功率控制裝置，由此要采用控制元件。 1.4.1 溫度控制元件 1. 金屬片溫度控制器 將兩種膨脹系數不同的金屬片鍛壓或軋制在一起，其中膨脹系數大的金屬片為主動層，膨脹系數小的為被動層。在常溫下，雙金屬片的長度相同并保持平直，內部沒有內應力。當溫度升高時，主動層的金屬片伸長較多，使雙金屬片向膨脹被動層的那一面彎曲。溫度越升高，彎曲越大。所以在電熱器具中常用作溫控元件。 雙金屬片有常開觸點型和常閉觸點型兩種形式。在常溫下兩觸點是閉合的觸點稱為常閉觸點，是斷開的觸點稱為常開觸點。 雙金屬片的結構如圖。,2. 磁控式溫控器件 磁控溫控器是利用感溫磁鋼的磁性隨溫度的高低而變化的特性來設計的。在常溫時，由于感溫磁鋼和永久磁鋼之間的吸力，感溫磁鋼和永久磁鋼緊緊地吸合在一起，使兩觸點閉合。當電路接通，電熱元件開始發熱，溫度漸漸升高時，感溫磁鋼的磁性隨溫度的升高而逐漸降低，感溫磁鋼與永久磁鋼間的吸力減小，當溫度超過預定值時，感溫磁鋼失去磁性，此時永久磁鋼在重力和彈簧力的作用下跌落，通過傳動片下移，使兩觸點斷開，電路切斷，停止加熱。這種溫度控制器的動作敏捷、可靠，控溫準確，普遍地應用于自動電飯鍋中。,1.4.2 時間控制元件,電熱器具工作時間由定時器控制，定時器可分為機械（發條）式、電動式和電子式三種。 1. 機械式定時器 機械式定時器是利用鐘表機構的原理制成的，它由發條、齒輪傳動機構和時間控制組件等三部分構成。 這種定時器的結構特點是摩擦力矩大，動作可靠。,2. 電動式定時器 電動式定時器的輪系結構及時間控制組件與機械式定時器基本相同。所不同的是由微電機代替發條做動力源。電動式定時器的凸輪一般控制著兩組簧片的觸點，做定時控制時，凸輪控制點同時接通被控負載電源和定時器本身的微型電動機電源，不做定時控制時，只接通被控負載的電源。定時時間長短，則由控制凸輪的轉動角速度而決定。微電機的轉速和傳動輪系的速比是經過推算的。 見圖電動定時器結構原理。,3. 電子式定時器 電子式定時器是由阻容元件、半導體器件組成的時間控制電路。與機械式定時器相比，它不僅體積小、重量輕、使用可靠，而且易于實現集成化、無觸點化，并能完成相當復雜的時間程序控制。隨著電子技術的發展，電子定時器必將逐步取代機械式定時器。 電子式定時器的電路形式有多種，如圖是一種簡單的延時關機電路，它由電源和延時開關電路兩部分組成。,電熱水器,電熱水器按其結構原理可分為貯水式和速熱式兩種。 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。一般達12kw，應獨立布線。 貯水式熱水器一般功率在2kw以下，安全可靠。,貯水式電熱水器的基本結構,貯水式電熱水器的結構圖,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。 外殼是電熱水器的基本框架，一般為筒狀或長方體狀。所用材 料有塑料、冷軋板和彩板等。 內膽 內膽的材料有鍍鋅板、 不銹鋼板和鋼板內搪瓷等多種。 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。 保溫層 一般采用聚氨酯發泡、玻璃棉、纖維、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，充填扎實，密封保溫性好。,2.制熱系統,陶瓷發熱器,陶瓷間接加熱簡圖,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：除用于控制水溫外，還兼有自動保溫的功能。,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。,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， 正常的動作范圍為1530ma。,阿里斯頓熱水器水溫控制器,冷水進管,安全氣閥,熱水出管,4.進出水系統 進出水系統由進、出水管，混合閥，安全閥和沐浴噴頭等組成。 1)混合閥內部結構圖 2）安全閥 自動排壓，保護內膽,4.1.2、電熱水器的常見故障與維修方法,4. 注意事項 在使用之前應仔細閱讀使用說明書，嚴格按照使用要求操作。 （1）電熱水器長期使用后，如發現溫度上升慢，一般情況是發熱元件表面有水垢生成， 可取出發熱元件，清除水垢。 （2）發現漏水，應更換相應的橡膠密封圈。 （3）加熱時，有蒸汽溢出，說明溫控失效。此時，應斷開電源，檢修、排除故障后再用。,3.3 自動保溫式電飯鍋 電飯鍋是家庭中最常用的電熱炊具之一。目前，電飯鍋國內生產品種較多，已形成國家標準。 1.電飯鍋的分類 （1）電飯鍋按裝配方式分類，有組合式和整體式； （2）按加熱方式分類，有直接加熱式（發熱盤的熱量直接傳給內鍋底部）和間接加熱式（有三層鍋體，在內鍋與襯鍋加水，利用水加熱產生蒸汽，再利用蒸汽蒸飯）； （3）按控制方式分類，可分為保溫式（飯熟后自動保持一定溫度，直至人為斷電）、定時啟動保溫式（在普通電飯鍋加裝定時器，使用者可以12小時以內任選啟動時間）和單片機控制式（采用電腦程序控制）。 目前使用較多的是雙層自動保溫式電飯鍋。 （4）按電熱元件分類，有單發式、雙發熱式、多發熱式三種； （5）按壓力分類，做飯時鍋內壓力可分為常壓式和壓力式兩大類。,1）外殼,2）內鍋,3）電熱板,4）磁性溫控器與雙金屬片溫控器,1.基本結構,（1）電熱盤 電熱盤是電飯鍋的主要部件之一，其結構如圖3.7所示。它主要由電熱盤體和電熱元件兩大部分組成。電熱盤采用管狀加熱元件澆鑄在鋁合金中制成，它具有良好的導熱性、耐腐蝕性和較高的機械強度，其上面制成球面狀，以便與鍋內底部良好吻合。為了保證絕緣性能，電熱管在澆鑄之后，端部用密封材料進行絕緣和密封。,（2）溫度控制裝置 電飯鍋的溫度控制裝置一般由磁鋼限溫器和雙金屬片恒溫器兩部分組成。,磁性溫控器,雙金屬片溫控器,3.3.2 電飯鍋的工作原理與自動控制 電飯鍋的工作原理涉及溫度控制和電路控制兩部分。 1. 溫度控制 電飯鍋的溫度控制一般由磁鋼限溫器和雙金屬片恒溫器兩部分組成。 （1）磁鋼限溫器 磁鋼限溫器的作用是當電飯鍋內的飯達到煮熟溫度時，使電路自動斷電。它主要由感溫磁鋼、彈簧、永磁體、杠桿和開關按鈕組成，其結構如圖3.8所示。其中感溫磁鋼是采用鎳鋅鐵氧體制成，它的磁性隨溫度而變化。在鍋內的溫度不超過100時，感溫磁鋼與永久磁體保持吸合，開關觸點閉合，電流通過電加熱器進行加熱。當鍋底溫度超過感溫磁鋼的居里點（1032）時，緊貼內鍋底的感溫磁鋼失去磁性，變成非磁性材料。永久磁鋼不能再吸合上感溫磁鋼，這時降溫彈簧彈開，傳動片向下移動，致使開關觸點斷開，電路斷開，停止加熱，起到自動限溫的作用。,（2）恒溫器 飯煮熟后，磁鋼限溫器將電飯鍋電源切斷，且不能復位，想要飯熟后自動保溫，可在磁鋼限溫器上并聯一個雙金屬片恒溫器。它是兩種熱膨脹系數不同的材料經軋制而形成的開關，如圖3.9所示在常溫狀態下，雙金屬片處于平直狀態，隨著溫度的不斷升高，兩層熱膨脹系數不同的材料發生熱膨脹長度不同的差異，熱膨脹系數大的金屬被熱膨脹系數小的金屬拉成彎曲狀，溫度越高，彎度越大，當達到一定溫度時，彎曲點帶動觸點分離，達到斷開電源的目的。當溫度下降時，雙金屬片又逐漸恢復原來狀態，觸點再度閉合。如此反復工作，起到保溫作用。通常恒溫器使電飯鍋的溫度維持在655左右,電飯鍋電路控制原理 單按鍵電飯鍋的電路原理如圖3.10所示。從圖中可以看出雙金屬片控制的觸點s2和磁鋼限溫器控制的觸點s1并聯，指示燈電路和電加熱器并聯。s1和s2并聯后與電加熱器電路（包括指示燈）串聯。當s1和s2全部斷開時，加熱器不工作，s1和s2中有一個或全部接通時，電熱器即開始工作。 當接上電源后，由于電飯鍋處于冷態，s2處于閉合狀態，電路接通，指示燈亮，電加熱器升溫。按下按鍵s1，電路繼續升溫，當鍋內溫度高于655時，s2斷開，此時只靠s1接通電路。當溫度繼續上升至居里點溫度（1032）時，感溫磁鋼控制器失磁，s1自動斷開，指示燈熄滅，電加熱器斷電停止工作，電熱盤的余熱足以將飯燜熟。之后，電飯鍋溫度逐漸下降，當溫度下降至655時，電飯鍋進入自動保溫狀態，依靠雙金屬片恒溫器的反復斷通，使鍋內的溫度保持在655左右，若不需要保溫，可拔下電源插頭即可。,3.拆裝,固定螺絲隱藏于標牌內,控制面板,固定螺絲,底 部 結 構,底部接線圖,1.磁鋼溫控 2.雙金屬片 3.溫度保險絲 4.發熱盤引腳 5.微動開關,4.內部結構,1,2,3,4,5,雙金屬片,發熱盤引腳,磁鋼,溫度保險絲,5.最常見故障維修:,a. 指示燈不亮 電源問題 溫度保險絲損壞 b. 指示燈亮,不發熱 微動開關損壞 發熱盤損壞 c. 飯夾生,飯沒熟透就跳 磁鋼性能變差 鍋底變形,全面故障分析見教科書p70,3.3.2 電子自動保溫電飯鍋,1.結構：外蓋、內蓋、內鍋、加熱板、鍋體加熱器、鍋蓋加熱器、磁鋼限溫器、保溫電子控制元件以及開關等。,2.控制原理,控制電路圖,電子自動保溫電飯鍋比普通自動保溫電飯鍋增設了鍋體加熱器、鍋蓋加熱器、感溫開關、雙向晶閘管和微動開關等元件，其控制電路如圖所示。,煮飯時按下煮飯按鍵，微動開關的觸點c-nc接通，煮飯燈亮，鍋底加熱板通電工作，此時，由于微動開關觸點c-no斷開，保溫系統斷電而不工作。當鍋內溫度升高到72c左右時，感溫開關觸點分離（常溫下是閉合的），加熱板繼續工作，使鍋內沸騰至飯熟水干后，鍋底溫度達103c左右時，磁鋼限溫器動作，使微動開關觸點c-nc斷開，加熱板斷電，煮飯指示燈熄滅，與此同時，觸點c-no被接通，保溫燈亮。由于此時鍋內溫度較高（高于72c），感溫開關觸點仍處于分開狀態，雙向晶閘管因其控制極無觸發電壓也處于關斷狀態，鍋體和鍋蓋加熱器仍不能工作。當鍋內溫度降至72c以下時，感溫開關閉合，雙向晶閘管因其控制極上加有觸發電壓而導通，發熱板加熱器、鍋體加熱器及鍋蓋加熱器通電而加熱。當鍋內溫度升高到72c以上時，感溫開關再次斷開，晶閘管關斷，鍋內溫度下降，使鍋內溫度維持在72c左右。在保溫過程中，發熱板加熱器中流過的電流很小，因此煮飯指示燈也因發熱板兩端電壓很低而不會被點亮。,3.3.3 微電腦控制電飯鍋,1.性能特點與煮飯程序,1）大米吸水膨脹過程,2）大功率加熱蒸煮過程,3）維持沸騰過程,4）二次加熱,5）燜飯過程,6）保溫過程,2.結構與工作原理,微電腦電飯鍋增加了控制電路、操作面板與溫度傳感器等,電磁灶,電磁灶，也叫電磁爐，是一種新型電熱炊具。 電磁灶具有熱效率高、安全可靠、清潔衛生、控溫準確的特點。 電磁灶的規格以其功率劃分有800w、1000w、1200w、1400w、1600w等。 一般說，1000w以下的電磁灶，火力顯得不足，因此選功率略大一些的為好。,3.2.1 電磁灶的分類與結構,1. 電磁灶的分類 （1）低頻電磁灶 低頻電磁灶是直接使用頻率為50hz的交流電，通過感應線圈，產生交變磁場而進行工作。其優點是結構簡單、性能可靠、壽命長、成本低。缺點是電感材料使用鐵心和銅線，體積和重量較大，工作時振動和噪聲也較大。 （2）高頻電磁灶 高頻電磁灶采用電器元件和電子線路，將工頻50hz交流電通過整流后輸出直流電，再經轉換調節線路和輸入控制電路，產生振蕩頻率為20khz的電流，再輸送給電感線圈，產生交變磁場而進行工作。其優點是大量采用了電子電器元件，體積小，不像工頻感應線圈那樣消耗大量的材料，熱效率高；缺點是線路結構復雜，價格高。,2. 電磁灶的結構,電磁灶的結構如圖3.3所示，主要由加熱線圈、灶臺面板、基本電路以及安全保護電路等部分及烹飪鍋組成。 見圖3.3 高頻電磁灶結構圖。 （1）加熱線圈 電磁灶的加熱線圈呈平板狀，一般用20根直徑0.31mm漆包線絞合繞制而成。為了消除平板線圈產生的磁場對平板線圈下方電路的影響，在線圈底部粘有4塊60mm15mm5mm的鐵氧體（扁磁棒），用以減小磁場對電路的影響。 （2）灶臺面板 電磁灶對灶臺面板有絕熱、絕緣、不導磁的特殊要求，同時要求其具有良好的耐熱性（約300），有較好的機械硬度，有一定的熱沖擊強度和機械沖擊強度，有良好的絕緣性及耐水、耐腐蝕性能等,（3）冷卻部分 電磁灶的冷卻部分主要靠電風扇，通過對流循環空氣對整體元件、逆變元件等進行冷卻和防止鍋體熱量傳給電器元件而影響電氣部分工作的可靠性。 （4）烹飪部分 電磁灶的烹飪部分主要指鍋體和鍋蓋。電磁灶的鍋體對材料要求很嚴格，從發熱效率、發熱量、振動和耐腐蝕、外觀衛生等角度出發，選用不銹鋼鐵不銹鋼鋁四層復合材料制成的鍋較為理想。 （5）電氣控制輔助部分 這部分包括電源開關和電源指示燈、定時開關和定時指示燈、保溫開關和保溫指示燈、功率輸出開關和輸出功率強弱指示燈等。當電源接通時，指示燈亮，電磁灶即開始工作，工作狀態由各開關按鈕所處位置進行控制。 （6）電氣線路部分 這部分主要由主電路、整流電路、逆變電路、控制電路、保護電路、繼電器和電風扇電路等部分組成，典型電路如圖3.4所示。這些部分的作用是把電源低頻電流轉換為電磁灶所需要的高頻電流，以便使電磁灶按要求工作。,3.4.1 高頻電磁灶的基本結構 高頻電磁灶一般為厚度小于80mm的薄形臺式結構。 圖3-19是其內部結構示意圖。 主要由灶面板、加熱線圈、印制電路板、大功率輸出管及散熱器、排氣扇等組成。,電磁灶的加熱原