【参赛】闲置壁挂炉改热水器+秒出热水

AX100

      今年，天然气价格突飞猛进！已经达到3.05元/m3，再用壁挂炉取暖，实在受不鸟，只能花了1万多改成集中供暖。我家的壁挂炉是雅克斯JNG20-YJ02A，是购房自带，没有淋浴功能，只是单纯的采暖炉，用了6年多，效果还不错，但改了集中供暖后，壁挂炉就没用了，想着换个燃气热水器洗澡，可是烟管不一定合适，因为烟管装修在吊顶里面，因装热水器再开吊顶不太现实，又是有了把壁挂炉改成热水器的念头。
      雅克斯壁挂炉是平衡式的，进气、排气全部在室外进行，不会消耗室内的氧气，里面的主要配件大都是进口货，比一般的热水器更耐用，很值得一改。而带淋浴功能功能的壁挂炉，也只是增加了个板式换热器，再用三通阀控制采暖、淋浴两种模式；如果在壁挂炉原采暖出水、回水口，直接接上一个板式换热器，负载由暖气片变成换热器，应该可行。之前，也曾在本坛生活聊天板块发帖探讨，得到了许多热情坛友的回帖，更加增强了我成功的信心，在此一并感谢！下面具体讲一下改装过程：
      该壁挂炉主板，采用ATMEGA16L单片机控制，原设计有淋浴功能，因开机时有显示淋浴的字符，只是不能调出来，
可能是厂家屏蔽了，拆下来主板，发现有一个拨码开关JP2，拨在ON状态，我暗自窃喜，是不是转换淋浴功能的？马上拨到OFF，再按下复位键，没有出现奇迹，好像一切照旧？（后面详述，还是有点惊喜滴）还有一个JP1没有焊接开关，目前是OFF状态，也就是没有接地，试着接地，好像也没有什么变化，淋浴字符依然没有显示出来。
      本人对单片机不熟悉，只能另辟蹊径，在外围电路上想办法，经过仔细观察，发现插座CON4的3、4是根短接线，拆出来一个端子，然后通电，主板呈待机状态，再连接上，壁挂炉启动，简直是太好了！用这对线，加上一个水流开关，就可以控制壁挂炉启动-停止了，也就可以跟成品热水器一样，打开热水龙头，壁挂炉自动烧热水，关闭热水龙头壁挂炉停机。
      于是，在X宝买齐了板式换热器、水流开关、过滤器、不锈钢软管、三通等配件，就开始动手了，先用布条绑上换热器实验，开始不行，开机几秒钟就超温停机。后来发现，是换热器里面有空气，让壁挂炉多空转几次，排空里面的空气，就不超温报警了，这样，已经基本能正常使用了。
初改后壁挂炉工作过程：
打开热水龙头－水流开关闭合－风机启动－Ａ阀打开－Ｂ阀打开－点火－比例阀打开－着火－正常工作，从开机到正常工作大概需要１８秒左右。
经过上述实验，发现如下两个问题：
（一）点火成功，温度达到设定值后，只能工作5分钟，然后停机，3分钟再重新点火工作，循环往复（壁挂炉工作中，按下复位键，或者关一下水龙头，然后再打开，壁挂炉都可以重新点火工作，进入新的循环工作状态），造成洗澡水忽冷忽热。
（二）首次打开水龙头，要放出来很多凉水，大概要2分钟左右，才能出来热水，严重浪费自来水！
针对上述问题，制定了如下应对措施：
１、用555制作延时自动复位电路，让其在壁挂炉工作5分50秒左右代替人工自动复位（前面提到的JP2拨到OFF滴惊喜，就是工作时间增加到了6分钟，然后停机3分钟再重新点火工作，虽然多了区区1分钟，但也比5分钟有进步），迫使壁挂炉连续工作，（复位后到正常工作状态需要１８秒左右，自动复位让这个过程几乎感觉不到）以解决停机3分钟的等待时间。自动复位电路的电源，受控于壁挂炉的工作状态，点火成功，正常工作时，电源控制部分提供+5V的工作电压，壁挂炉停机，工作电压断开。
２、用uA741单运放制作温控电路，配合单向阀，控制水泵强制循环，抽取热水管道内的凉水，使管道凉水重新进入板式换热器再加热，杜绝浪费现象，同时实现“秒出热水功能”。
电路概述：
１、+5V电源控制部分；
BG1基极通过R14接主板CON12插座3脚点火成功端，主板+12V经限流电阻R12接到BG2集电极，R11接到 BG2基极，待机状态时CON12插座3脚为高电位，BG1导通，BG2截止，发射极无电压输出，点火成功，正常工作时，BG1截止BG2导通，发射极输出+12V电压到R13限流，经D3稳压C7、C8滤波，为自动复位电路提供5V的电压。
２、延时自动复位部分；
555时基组成延时复位电路，电源刚接通时，C4来不及充电，HA1555的2、6脚高电位，3脚输出低电平，随着C4慢慢充电，2、6脚电位下降，当电压低于1/3 VCC时，电路状态反转，3脚输出高电平，（按图中元件数值，延时5分50秒左右），加到由C6、D5、R16组成的RC延时电路，让BG5导通1秒左右，使主板复位，与此同时，复位电路自身电源也断开，加速C4放电，为下一次复位做准备。
３、温控电路部分；
uA741接成带迟后的电压比较器，同相输入端3脚，接有W、R3、R4组成的基准电压调整，调节W可以设定控制温度，2脚为反相输入端，接有Rt1、R5、继电器J1组成的分压、控制电路，由于Rt1安装在换热器进凉水管上，它的的阻值是随温度变化的，刚开机时阻值较大，2脚电位高于3脚，6脚为低电平，BG3截止BG4导通，继电器J2吸合，J2继电器安装在壁挂炉主板上（K4位），用它控制60瓦19V笔记本电源带动水泵抽水。此时，BG5截止，J1呈释放状态，J1是双触点继电器， J1-2常闭触点接通由MN4011组成的声光报警部分，发出1HZ左右的声光信号，提醒升温进行中。
随着换热器凉水进水管温度升高，Rt1阻值降低，当2脚电位低于3脚时，6脚输出高电位，BG3导通BG4截止， J2继电器释放，断开笔记本19V电源使水泵停止工作。与此同时，BG5也同步导通，使J1吸合， J1-1常开触点使2脚接地保持低电位，强制6脚输出高电平，不让水泵工作（此时，整个热水管道都已循环完毕，里面充满了热水，所以，温控电路不会再让水泵工作，直到关机，再重新开机，温度低于设定温度才会再次工作），J1-2常开触点断开，关闭声光报警电路，至此，房间所有热水管内，已经是循环后的热水，打开任意一个热水龙头，就可以秒出热水了。
完全改装后壁挂炉工作过程：
      插上电源－温控电路开始工作－水泵运转（水泵运转大概２分钟４０秒左右停止）－水流开关闭合－风机启动－Ａ阀打开－Ｂ阀打开－点火－比例阀打开－着火－正常工作。
改造所用元器件，基本上都是老旧元件，属于废物利用，下面是清单：
1、温控线路板是旧CD唱机耳放板改的，外壳来自一个破充电器，单运放uA741是八几年在《电子报》邮购的，当时好像准备装741卫星接收机，后来也
      没时间搞，一直吃灰了30多年。
2、声光报警板是按87年《无线电》自制红外线遥控开关做的遥控板，遥控夏普C1838DK彩电，后来用不着了，一直没舍得扔，现在用刀刻跳线大法，
      调换RC振荡阻容元件，增加一个双色发光管使其工作在1HZ左右，让它继续发光发声。
3、+5V电源控制、延时自动复位电路板，采用了全新的双面洞洞板，所用时基HA1555也是差不多30年的老物件。
４、笔记本电源，也是20几年的联想老笔记本电脑上配的，现在电脑已经不能使用，让它继续发挥作用。
５、水泵是全新，购自咸鱼，无刷电机驱动，电压：24V 功率：55W，流量：20L/min，扬程：12M带调速。
６、热敏电阻、对插线、声光报警外壳全部是新货。

经过两个月的辛苦努力，终于在年前改造完毕，现在将过程发上来，分享给大家，顺便参加论坛举办第十二届ＤＩＹ大赛。

AX100

改造完毕后，发生了两次堵塞现象。究其原因是：原热负载为暖气片，空隙很大，有点水垢、铁屑什么的对壁挂炉没什么影响，现在热负载改成了板式换热器，间隙太小了，水垢、铁屑稍微多一点就堵塞，造成壁挂炉过热保护。为了解决这个问题，决定彻底清洗壁挂炉，先在采暖出水口、回水口增加两个球阀，然后又买了1公斤柠檬酸，取300克用2.5公斤左右热水溶解了，用水泵打进去，关闭两个球阀，浸泡12小时。然后放出来很黑的水，接着用水泵循环半个小时，再用清水冲洗5遍，里面不加水静置12小时，第二天再用清水冲洗，竟然里面还有黑色的水垢末！
     看来清洗一遍还不行，于是，又溶解了300克柠檬酸溶液继续泡，然后用清水冲洗五遍，放干净水静置12小时。第二天再用清水冲，这次终于没有黑色的水垢末了！考虑到如果继续用自来水的话，还会产生水垢，想没有水垢就需要加蒸馏水，必须根除水垢隐患！现在就规划无水垢解决方案，壁挂炉原设计的补水入口，就是接自来水的，利用自来水本身压力补水，想要加蒸馏水，就需要水泵打进去，还要增加一个球阀，控制补水用。在此期间，恶补水垢相关知识，终于又发现一个神器，硅磷晶！据说这玩意可以软化水质，并在管道、容器内壁形成一层保护膜，保护内壁不被腐蚀。马上去万能的X宝找，还真有，全名叫硅磷晶加药罐，里面还有滤网，价格也不贵。立刻下单，买齐了蒸馏水、硅磷晶过滤罐、球阀、6分转4分直接、4分活结（为了方便拆装水泵）等配件，将所有配件安装完毕，用水泵打蒸馏水进壁挂炉，可压力只能达到0.6bar，要求是1.5bar，如何是好？再买个水泵不现实，还要花钱太不爽！想了一个点子，买了三米4分软管一端接阀门，里面灌满蒸馏水，一端接壁挂炉新加球阀，然后再把阀门端接自来水，利用自来水压力把蒸馏水打进去。实验了一下，三米长4分软管，刚好灌进去600毫升蒸馏水，控制开阀门时间在5秒左右差不多，实际开了4秒钟水压达到1.5bar。至此，壁挂炉改造彻底完成！为了防阻水垢，采用了加蒸馏水、Y型过滤器、硅磷晶过滤罐三管齐下单方案。目前，已经三个人洗澡，没发生堵塞，就看后续如何了，前面板还是先不装，观察一个月再说。

AX100

不能编辑了，再发一个水路示意图

xiaopei168

硬改厉害哦，多验证安全性

yinekp

AX100 发表于 2021-2-6 14:42
不能编辑了，再发一个水路示意图

也算是物尽其用吧！一熟人也有类似情况情况，可没这改造本事。

rat

淘宝买个热水器恒温机的主板就可以了，不用这么复杂

xcyxcy

充分利用了闲置的壁挂炉。思路清晰，动手能力强， 干了两个月，这可是电工加水暖工的活。

刘老根

这工程，棒 。

jbm

用热水，壁挂炉里的水泵转吗？

AX100

jbm 发表于 2021-3-13 19:26
用热水，壁挂炉里的水泵转吗？

必须转呀 ！我把水泵接上线直接插220V交流电了。

霞飞

这是个大工程了

liuxuejun

真是不容易，安全第一！

小阿文

来学习学习

hawkins

不太懂，热水器热水内循环，洗浴由冷水入交换器后出热水，是这样吗

AX100

hawkins 发表于 2021-6-10 10:38
不太懂，热水器热水内循环，洗浴由冷水入交换器后出热水，是这样吗

嗯呐 是滴！