СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ В ПРОТОЧНОМ ЭЛЕКТРОВОДОНАГРЕВАТЕЛЕ С ПЛАСТИНАМИ-ЭЛЕКТРОДАМИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2003 года по МПК F24H1/20 

Изобретение относится к электроэнергетике и может использоваться в бытовых и промышленных электроводонагревателях.

Известен способ снятия электрических потенциалов воды на входе и выходе электроводонагревателя, реализованный в проточном электроводонагревателе, содержащем резистивный нагревательный элемент /проволока с электроизоляцией в металлической трубке/, расположенный внутри металлической трубки с протекающей через нее нагреваемой водой, расположенной в корпусе водонагревателя. При этом электрический потенциал сетевого напряжения, подаваемого на нагревательный элемент, не переходит на нагреваемую воду, что обеспечивает электробезопасность при использовании этого водонагревателя. При возможных неисправностях эдектроизоляции нагревательного элемента защиту обеспечивают заземлением вышеобозначенной трубки с водой /Руководство по эксплуатации ПЭВН-220-3,5-02 "АLFA 3,5", 2001 г., ЗАО "Делсот", г. Миасс, Челябинская область/.

Недостатками такого способа являются сложность конструкции водонагревателя из-за применения резистивного нагревательного элемента, расположенного внутри металлической трубки с водой с теплоизоляцией, возможное его перегорание, определенная инерционность нагрева воды из-за дополнительного времени на нагрев резистивного элемента, электроизоляционного материала, трубки, в которую он помещен, крепежных деталей, большие габариты водонагревателя из-за относительно больших габаритов деталей его конструкции /трубы, крепежные детали, корпус/ и высокая его стоимость.

Недостатком данного водонагревателя является также его неэкономичность из-за относительно большой теплоотдачи при большой наружной поверхности теплоизолированной трубки с водой и из-за потерь энергии на нагрев вышеобозначенных его элементов; кроме того, из-за малой теплопроводности электроизоляционного материала и воды необходима дополнительная мощность для обеспечения ее нагрева до требуемой температуры на выходе водонагревателя при требуемом объеме воды, протекающей через него за единицу времени. При большей потребляемой мощности соответственно подводящие сетевые провода должны иметь большее сечение, что также ограничивает возможность его применения.

Кроме того, при неисправности электроизоляции нагревательного элемента и вышеобозначенной цепи заземления возможно поражение электрическим током, так как при этом вода на выходе водонагревателя может иметь электрический потенциал, превышающий безопасное напряжение.

Известен способ защиты от поражения электрическим током в проточном электроводонагревателе с пластинами-электродами, не имеющий отмеченных выше недостатков способа с применением в электроводонагревателе резистивного нагревательного элемента, по которому эту защиту осуществляют за счет понижения электрических потенциалов воды на входе и выходе водонагревателя путем заземления одних и зануления других элементов, понижающих эти потенциалы воды, и в случае неисправности цепи нулевого провода сети прекращают протекание воды в сливном патрубке водонагревателя, и таким образом дублируют защиту от поражения электрическим током трижды /патент РФ 2162573/.

Прекращение протекания воды в сливном патрубке в указанном случае осуществляют с помощью заслонки на входе водонагревателя, управляемой электромагнитным устройством, например соленоидом, от которого в этом случае отключается напряжение. Водонагреватель устанавливается так, чтобы при закрытой заслонке, прекращающей поступление в него воды, вода из водонагревателя не выливалась.

Исправность цепи заземления вышеобозначенных элементов фиксируется с помощью индикатора напряжения /например, неоновой лампочки/, подсоединенного к фазовому проводу сети и проводу заземления.

Недостатком этого способа защиты от поражения электрическим током является то, что возможна ситуация, когда на этот индикатор при неисправности цепи заземления не будет обращено внимание, и в случае возникновения неисправности цепи нулевого провода сети - после возникновения неисправности цепи заземления - протекание воды на выходе прекращается через время срабатывания вышеобозначенного электромагнитного устройства - после момента возникновения неисправности цепи нулевого провода сети, это время потенциал воды на выходе может быть выше допустимого и возможно поражение электрическим током.

Задачей изобретения является обеспечение надежной защиты от поражения электрическим током в проточном электроводонагревателе с пластинами-электродами при дублировании вышеобозначенной защиты трижды.

Задача решается тем, что в электроводонагревателе с использованием заземления одних в зануления других элементов, понижающих электрические потенциалы воды на его входе и выходе в случае неисправности цепи заземления вышеобозначенных элементов прекращают вытекание выходной струи воды с помощью управляемой электромагнитным устройством, например электромагнитом, заслонки.

Исправность при этом цепи нулевого провода сети обеспечивает защиту от поражения электрическим током - и при прекращении вытекания выходной струи воды через время срабатывания электромагнитного устройства - после момента возникновения неисправности цепи заземления.

При возможном возникновении неисправности цепи нулевого провода сети - до возникновения неисправности цепи заземления вышеобозначенных элементов - вода на выходе не будет нагрета. Так как эта цепь заземления исправна, то защита от поражения электрическим током будет обеспечена. Для пользования водонагревателем необходимо исправить цепь нулевого провода сети.

Таким образом обеспечивают надежную защиту от поражения электрическим током - дублированием ее трижды.

Для уменьшения потребления энергии в цепи фазовый провод сети провод заземления вышеобозначенных элементов, которая не фиксируется электросчетчиком, до пренебрежимой величины - десятые доли ватта, создают в этой цепи, используя, например, высокочуствительное реле /поляризованное/, ток управления током через вышеобозначенное электромагнитное устройство в цепи фазовый провод сети - нулевой провод сети.

Прекращение вытекания выходной струи воды в вышеуказанном случае осуществляют с помощью вышеобозначенной заслонки на входе водонагревателя, устанавливаемым так, чтобы при закрытой заслонке вода из него не выливалась. При указанном расположении заслонки в случае отсутствия заземления крана, из которого вода подается в водонагреватель, при закрытой заслонке /из ферромагнитного металла с электроизоляцией/ электрический потенциал крана близок к нулю. Устанавливать заслонку на выходе водонагревателя нежелательно, так как при заземлении крана возможны неисправности в его заземлении, что может привести к поражению электрическим током, так как электрический потенциал крана при этом может быть больше допустимого напряжения.

Стоимость вышеуказанных узлов при реализации предлагаемого способа невысока.

Использование предлагаемого способа в проточных электроводонагревателях с пластинами-электродами, экономичными, быстродействующими, малогабаритными и более дешевыми по сравнению с проточными электроводонагревателями с резистивными нагревательными элементами, обеспечивает в сочетании с заземлением и занулением вышеобозначенных элементов надежную защиту от поражения электрическим током.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в бытовых и промышленных электроводонагревателях. Сущность изобретения: в проточном электроводонагревателе с пластинами-электродами с использованием заземления одних и зануления других элементов, понижающих электрические потенциалы воды на входе и выходе водонагревателя, в случае неисправности цепи заземления вышеобозначенных элементов прекращают вытекание выходной струи воды с помощью управляемой электромагнитным устройством заслонки и уменьшают в цепи фазовый провод сети - провод заземления вышеобозначенных элементов потребление энергии на обеспечение этого прекращения, которая не фиксируется электросчетчиком, путем создания в этой цепи тока управления током через вышеобозначенное электромагнитное устройство в цепи фазовый провод сети - нулевой провод сети. Использование предлагаемого способа в проточных электроводонагревателях с пластинами-электродами обеспечивает в сочетании с заземлением и занулением вышеобозначенных элементов надежную защиту от поражения электрическим током. 2 с.п. ф-лы.

1. Способ защиты от поражения электрическим током в проточном электроводонагревателе с пластинами-электродами с использованием заземления одних и зануления других элементов, понижающих электрические потенциалы воды на его входе и выходе, отличающийся тем, что создают цепь тока, проходящего через электромагнитное устройство, подсоединенное к проводу заземления вышеуказанных элементов и управляющее заслонкой, при помощи которой в случае неисправности цепи заземления вышеуказанных элементов прекращают вытекание выходной струи воды из проточного электроводонагревателя, дублируя таким образом защиту трижды.2. Способ защиты от поражения электрическим током в проточном электронагревателе с пластинами-электродами с использованием заземления одних и зануления других элементов, понижающих электрические потенциалы воды на его входе и выходе, отличающийся тем, что в случае неисправности цепи заземления вышеобозначенных элементов прекращают вытекание выходной струи воды с помощью управляемой электромагнитным устройством заслонки, подсоединенным к нулевому проводу сети, и дополнительно создают цепь управления током, проходящим через упомянутое электромагнитное устройство, с, например, чувствительным электромагнитным реле, подсоединённым к проводу заземления вышеобозначенных элементов.