暖通空调(HVAC)¶
本文可以作为HVAC(Heating, ventilation, and air conditioning)家用空调系统的故障排查指南
暖气炉的简要工作原理¶
Furnace 是三种气流协同工作的结果，他们互相配合但决不互相泄露。
在暖气炉中工作的气流
- gas。煤气管经过手动阀门，电磁阀门，喷嘴然后进入burner，与空气混合以后喷出火焰，火焰由热交换器入口处进入热交换器燃烧。
- 燃烧需要的空气和废气。热交换器，冷凝器，排气风机，排气管组成一个单向密闭的管道系统。这个系统的工作方式和吸尘器类似。煤气被喷入burner以后，和burner里的空气混合，燃烧。火焰在排气风机产生的强大付压力的作用下，被吸入热交换器，并加热热交换器。燃烧产生的废气是二氧化碳和水烝气。废气随气流继续深入热交换器和冷凝器，水蒸气被凝结成水，并进一步释放热量。冷凝水经管道排走。二氧化碳则被吸入排气风机，并被风机沿着排气管吹出室外。
- 室内提供的热气。上述１和２是首尾相连，接力赛的工作方式。２和３的气体都源自室内，从不同的入口进入机器，然后分开管道流动。他们被热交换器隔开。室内空气由入风口进入机器，经空气过滤器，主力风机流经热交换器和冷凝器后被加热成热空气，再经由管道输送到各出风口。
暖气炉启动流程¶
暖气炉简易启动流程图
暖气炉的启动和电脑的启动一样，有个复杂的过程。这个过程不同品牌的机器略有差异，但基本类似。启动中如果控制板检测到某个零件损坏或者未达到工作需要的参数，机器会立刻停机，我们也就可以大致确定与这个零件有关联的零部件可能需要维护或者更换。这就是检修的基本方法。
- 当温控器发出加热请求时，温控器的R端接通W端，W端即被加载24伏电压，24v电压同时被送到暖气炉主控板IFC的W端。IFC检测火焰外燃传感器（rollout switch）。
- 假如传感器开路，IFC (integrated furnacecontrol) 会立刻切断煤气供应，启动排气风机和室内风机，并显示错误代码。
- 假如传感器闭合，暖气炉将继续执行完成启动程序。
- 检测第一和第二温控开关的状态。
- 假如温控开关开路，关闭排气风机，启动室内风机，显示错误代码。
- 假如温控开关闭合，暖气炉将继续执行完成启动程序。
- 检测压力开关(pressureswitch) 的状态
- 假如压力开关开路，IFC将给排风机供应120V电压。
- 假如压力开关闭合，IFC将中止运行，并显示错误代码。10-15分钟后，再次重启。
- 排气风机启动后，将在热交换器入口出产生强大付压力，驱使室内空气进入热交换器管道系统，同时压力开关也在付压力作用下处于闭合状态。IFC再次检测压力开关的状态
- 假如压力开关没有闭合，排气风机会运行1-2分钟后停机，并显示错误代码。10-15分种后重启。
- 假如压力开关闭合，暖气炉将继续执行完成启动程序。
- Hotsurfaceignitor(HIS)被加载电压10-45秒后，煤气电磁阀门也被加载电压并开启4-7秒。煤气被喷入燃烧器burner后，与burners里的空气混合，并被点燃，火焰迅速串通所有burners，所有火焰都被热交换器口强大的付压力吸入热交换器管道内，并开始加热热交换器。火焰点燃后，IFC检测火焰传感器回路的电流。
- 假如火焰传感器回路没有电流经过，IFC在火焰点燃3-7秒内切断煤气供应,并显示错误代码。几分种后，重新点火，并尝试3次，仍然未能检测到火焰电流，IFC将停止启动程序。
- 假如火焰传感器回路有信号电流，暖气炉将继续执行完成启动程序。
- 假如火焰在热交换器里正常燃烧，加热计时器开始计时。热交换器达到设计温度后，室内风机启动，驱使室内的空气开始循环。当计时器达到设计工作时间且室温达到设定值时，温控器会切断W端的24伏电压，排气风机电源寄电器切断风机的电源，风机停止工作。同时IFC切断煤气电池阀门的电源，煤气停止供应。室内风机继续工作直到热交换器冷却，以确保带走所有热量。
- 暖炉等待下一个工作循环指令。
暖气炉检修步骤¶
- 确认温控制器电池有效，而且当时温度比设定温度低，显示暖气炉处于加热状态。否则更换新电池，或者温控器。
- 切断暖气炉的电源，打开暖气炉上部的门／盖。
- 合上暖气炉电源开关，观察暖气炉运行，并对照暖气炉启动程序表，暖气炉的启动停止在那一步，就基本可以判断故障和那部分有关。
从这一部分开始，我们将按照机器的启动程序，逐步逐个介绍每个零件的工作原理和检测方法。
1. 温控器¶
温控器就是thermostat（以下简称thst）。温控器实际上就是一个多功能多线/位电源开关。一般常见的型号有四个接线端，分别叫R，W，Y，G。这四个接线端和暖炉控制板上的接线端一摸一样，所以安装时只要将暖炉的四个接线端的信号线连接到温控器同样名称的接线端，温控器就可以控制暖炉的启动和停机工作。暖炉启动后，一切控制权交由暖炉控制板完成。其实温控器就是完成电源开和关的操作。 这四个接线端的功能是：R-24/36伏电源，W-暖炉，Y-冷气机，G-暖炉室内风扇。当环境温度低于或者高于温控器的设定温度时，温控器就会将R 分别和W 或者Y 接通，使暖炉或者冷气机的控制板获得控制权。当温控制器的风扇开关选择＂auto＂时，R将和G端开路，风扇的工作由控制板控制。当温控器的风扇开关选择＂on＂时，R会连接G端，使室内风扇持续运转，无论暖炉或者冷气机是否处于工作状态。 基于上述原理，检查时，先拔下温控器面板，用电笔寻找／核对有电的线，即是R 线。将R分别和W／Y／G连接，如果对应设备能运转，说明对应设备无故障，温控器可能已损坏和需要更换电池。如对应设备不能运转，说明需要进一步检查对应设备。
暖炉和兼容电脑构造很类似，都是一个个件靠锣丝拧紧拼起来的。所以一般主体不坏就不换机。暖炉的核心主体是热交换器，换这个件需要很多费用，而且整个机器都得拆开，这个动作不亚于工厂里装一台新机。所以这时如果年限高点一般都是换炉划算。
2. Rollout Switch (火焰外燃开关)¶
Rollout switch是暖炉防止过热的保护设备之一。火焰正确的燃烧位置是热交换器内。当火焰蔓延到热交换器外时，暖炉的内部结构物和各种零件的温度会迅速升高，很容易烧毁暖炉的零件及相关的信号线路，甚至导致房屋失火。当火焰外燃开关的温度传感器达到厂家设计温度时（这个控制点不可调），开关会断开而中断信号回路，使控制板及时发现火焰外燃，并切断暖炉的工作电源和煤气供应。所以rolloutswitch 实际上就是一个具有温度属性的开关，温度控制点是350F。和high limit switch的区别在于温度控制点。
外燃开关的正常状态是闭合的，损坏时为开路。可使用万用表鸥拇挡量侧开关的两个接线端的电阻值以判断开关的连通状态。
当火焰外燃开关失效时，室内风机和燃烧风机会持续运行，暖气出风口和暖炉排气管都会吹冷风,直到暖炉重新启动或者外燃开关闭合。
3. LimitSwitch （过热开关）¶
故名思意，过热开关就是防止系统温度太高而被烧坏的保护装置。和火焰外燃开关一样，过热开关也是一种温度开关，区别在于安装位置和温度工作点不同。过热开关通常安装在热交换器外，且室内风机迫使室内空气循环的热风管道内。所以他的主要任务则是监测热风管道内的工作温度。一旦这个温度太高，超过了热交换器的承受能力，过热开关将断开信号回路，控制板获得信号后立刻切断煤气阀门和燃烧风机的电源，防止热交换器被烧坏，同时强制室内风机运转，迅速带走热量，降低热交换器的温度。
过热开关的正常状态是闭合的，损坏时为开路。可使用万用表鸥拇挡量侧开关的两个接线端的电阻值以判断开关的连通状态。
当过热开关失效时时，室内风机会持续运行，但出风口吹出来的是冷风。如果室内风机失效，则暖炉外壳温度很高，但出风口却没有热风吃出来。
