RU2220380C2 - Method for protection against electric shock in running-water electric heater incorporating electrode plates (alternatives) - Google Patents

Abstract

FIELD: power engineering; domestic and industrial electric water heaters. SUBSTANCE: electric heater has some of its components grounded and other ones, connected to neutral to reduce electrical potential of water at its inlet and outlet; in case of fault in ground circuit of mentioned components outlet water flow is ceased by means of flap controlled by electromagnetic device and power consumed in mains phase wire ground wire circuit of mentioned components for ceasing this water flow that is not sensed by electricity meter is reduced by passing control current in this circuit through electromagnetic device inserted in mains phase wireground wire circuit. EFFECT: enhanced reliability of protection against electric shock. 2 cl

Description

Изобретение относится к электроэнергетике и может использоваться в бытовых и промышленных электроводонагревателях. The invention relates to the electric power industry and can be used in domestic and industrial electric water heaters.

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/. A known method of removing the electric potentials of water at the inlet and outlet of an electric heater, implemented in a flowing electric heater containing a resistive heating element / wire with electrical insulation in a metal tube /, located inside a metal tube with heated water flowing through it, located in the water heater body. At the same time, the electric potential of the mains voltage supplied to the heating element does not transfer to heated water, which ensures electrical safety when using this water heater. In case of possible malfunctions of the electrical insulation of the heating element, protection is provided by grounding the aforementioned water pipe / Operation manual PEVN-220-3,5-02 "ALFA 3,5", 2001, CJSC "Delsot", Miass, Chelyabinsk region /.

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. The disadvantages of this method are the complexity of the design of the water heater due to the use of a resistive heating element located inside a metal tube with water with thermal insulation, its possible burnout, a certain inertia of heating the water due to the additional time it takes to heat the resistive element, electrical insulation material, the tube into which it placed, fasteners, large dimensions of the water heater due to the relatively large dimensions of the details of its structure / pipe, fasteners, mustache / and its high cost.

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. The disadvantage of this water heater is also its uneconomicalness due to the relatively large heat transfer with a large outer surface of the insulated tube with water and due to energy losses due to heating of its above-mentioned elements; in addition, due to the low thermal conductivity of the insulating material and water, additional power is required to ensure its heating to the required temperature at the outlet of the water heater with the required volume of water flowing through it per unit time. With greater power consumption, respectively, the supply network wires must have a larger cross section, which also limits the possibility of its use.

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. In addition, if there is a malfunction in the electrical insulation of the heating element and the aforementioned ground circuit, electric shock may occur, since the water at the outlet of the water heater may have an electric potential that exceeds a safe voltage.

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/. A known method of protection against electric shock in a flowing electric heater with electrode plates, not having the above-mentioned disadvantages of the method using a resistive heating element in an electric heater, in which this protection is achieved by lowering the electric potentials of the water at the inlet and outlet of the water heater by grounding one and grounding other elements that lower these potentials of water, and in the event of a malfunction of the neutral circuit of the network, the flow of water in the drain the water heater pipe, and thus duplicate protection against electric shock three times / RF patent 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. The termination of the flow of water in the drain pipe in this case is carried out using a damper at the inlet of the water heater controlled by an electromagnetic device, for example a solenoid, from which the voltage is disconnected in this case. The water heater is installed so that when the shutter is closed, which stops the flow of water into it, water from the water heater does not pour out.

Исправность цепи заземления вышеобозначенных элементов фиксируется с помощью индикатора напряжения /например, неоновой лампочки/, подсоединенного к фазовому проводу сети и проводу заземления. The health of the ground circuit of the above elements is fixed using a voltage indicator / for example, a neon bulb / connected to the phase wire of the network and the ground wire.

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. The disadvantage of this method of protection against electric shock is that it is possible that this indicator will not be paid attention to when the ground circuit malfunctions, and in the event of a malfunction of the ground wire circuit - after a ground circuit malfunction - the flow of water at the outlet stops response time of the above-mentioned electromagnetic device - after the moment of a malfunction of the circuit of the neutral wire of the network, this time the potential of the water at the outlet can be Above permissible and possible electric shock.

Задачей изобретения является обеспечение надежной защиты от поражения электрическим током в проточном электроводонагревателе с пластинами-электродами при дублировании вышеобозначенной защиты трижды. The objective of the invention is to provide reliable protection against electric shock in a flow-through electric heater with electrode plates when duplicating the above protection three times.

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. The problem is solved in that in an electric heater using the grounding of one to the ground of other elements that lower the electric potentials of water at its input and output, in the event of a malfunction of the ground circuit of the above elements, the output stream of water stops flowing with the help of a damper controlled by an electromagnetic device, such as an electromagnet.

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. The serviceability of the circuit of the neutral wire of the network provides protection against electric shock - and when the output stream of water stops flowing after the operation of the electromagnetic device - after the occurrence of a ground circuit malfunction.

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. In the event of a possible malfunction of the circuit of the neutral wire of the network - before the occurrence of a malfunction of the ground circuit of the above elements - the water at the outlet will not be heated. Since this ground circuit is operational, protection against electric shock will be provided. To use the water heater, you need to fix the circuit of the neutral wire of the network.

Таким образом обеспечивают надежную защиту от поражения электрическим током - дублированием ее трижды. Thus, they provide reliable protection against electric shock - duplicating it three times.

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. To reduce energy consumption in the circuit, the phase wire of the network of the grounding wire of the above elements, which is not fixed by the meter, to a negligible amount of tenths of a watt, is created in this circuit, using, for example, a highly sensitive relay / polarized /, current control current through the above-mentioned electromagnetic device in circuit phase wire network - neutral wire network.

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. In the aforementioned case, the outflow of the outlet water jet is stopped using the above-mentioned damper at the inlet of the water heater, which is set so that when the damper is closed, water does not pour out of it. With the indicated location of the valve, in the absence of grounding of the tap from which water is supplied to the water heater, with a closed shutter / of ferromagnetic metal with electrical insulation / the electric potential of the tap is close to zero. It is undesirable to install a damper at the outlet of the water heater, since grounding the tap may cause malfunctions in its grounding, which can lead to electric shock, since the electric potential of the tap may be greater than the allowable voltage.

Стоимость вышеуказанных узлов при реализации предлагаемого способа невысока. The cost of the above nodes when implementing the proposed method is low.

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. The use of the proposed method in flow-through electric heaters with electrode plates, economical, fast-acting, small-sized and cheaper than flow-through electric heaters with resistive heating elements, provides, in combination with grounding and grounding of the above elements, reliable protection against electric shock.

Claims (2)

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.1. A method of protection against electric shock in a flowing electric heater with electrode plates using the grounding of some and the neutralization of other elements that lower the electric potentials of water at its input and output, characterized in that they create a circuit of a current passing through an electromagnetic device connected to the wire the grounding of the above elements and controlling the damper, by means of which, in the event of a malfunction of the grounding circuit of the above elements, the outlet of the water jet instantaneous water heater, thus duplicating protection three times. 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.2. A method of protection against electric shock in a flowing electric heater with electrode plates using the grounding of some and the neutralization of other elements that lower the electric potentials of water at its input and output, characterized in that in the event of a malfunction of the ground circuit of the above-mentioned elements, the output stream of water stops flowing by means of a flap controlled by an electromagnetic device connected to the neutral wire of the network, and additionally create a circuit for controlling the current passing through said An electromagnetic device, for example, with a sensitive electromagnetic relay connected to the ground wire of the above elements.