CZ8651U1 - Zapojení bezpečnostní elektroniky zejména u průtokového ohřívače vody - Google Patents

Description

Technické řešení se týká zapojení bezpečnostní elektroniky zejména u průtokových ohřívačů vody, které pro ohřev používají neizolované topné spirály.

Dosavadní stav techniky

U dosud známých elektrických průtokových ohřívačů užívající pro ohřev vody neizolované topné spirály vzniká velké nebezpečí přepálení těchto spirál. Je to buď tím, že spirály začnou hřát za nepřítomnosti vody anebo jestliže dojde k přehřátí vlivem špatných spínacích parametrů ohřívače. Průtokové ohřívače lze rozdělit do dvou kategorií. V prvním případě to jsou jednoduché ohřívače vody, které nemají topný element ničím chráněn proti přepálení. V druhém případě jsou to složitější elektronické průtokové ohřívače vody. Zde je topný element chráněn elektronikou, která snímacími teplotními čidly hlídá teplotu ve výměníku a v případě překročení určité hranice jsou topné spirály odpojeny od elektrického proudu. Nastane-li ale případ, že průtokový ohřívač nainstalujeme k vodovodnímu řádu a nenecháme jím protéci vodu dříve než připojíme elektrický proud, topné spirály se poškodí i když byl průtokový ohřívač plně elektronický. To je způsobeno tím, že v normálním provozu je počítáno s tím, že v ohřívači zůstává alespoň malé množství vody, přenos tepla ze spirály na čidlo je tedy přes vodu. V nově zakoupeném ohřívači ale žádná voda není. Přenos tepla ze spirály k čidlu vzduchem je daleko pomalejší a bezpečnostní elektronika nedokáže dostatečně rychle na tento stav zareagovat a spirály odpojit. Toto riziko lze odstranit čidlem, které pozná, že v ohřívači je vzduch. Jedním z čidel je čidlo pracující na principu různého lomu světla ve vzduchu ave vodě. Toto čidlo je ovšem velmi drahé. Druhým čidlem je čidlo měřící unikající proud. Samotné čidlo je sice levné, ale k vyhodnocení je zapotřebí mikroprocesor, který je pouze pro tento případ opět drahý. Obě čidla jsou tedy použitelné pro složitější elektronické ohřívače.

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje zapojení bezpečnostní elektroniky zejména u průtokového ohřívače vody sestávající z vyhodnocovacího integrovaného obvodu, teplotního čidla, průtokového spínače a spínacího prvku, podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že spínač průtoku je připojen na vstup vyhodnocovacího integrovaného obvodu přes sériovou kombinaci odporu, diody a kondenzátoru. Na vyhodnocovací integrovaný obvod je připojeno teplotní čidlo.

Výhodou je, že po připojení průtokového ohřívače vody k elektrické síti a prvním puštění vody, elektronika přeruší na určitý čas přívod proudu ke spirálám. Voda proteče ohřívačem, ten se odvzdušní aje připraven k provozu.

Elektronika si stav prvního zapnutí zapamatuje a při dalším provozu již spirály začínají hřát okamžitě po puštění vody. V případě že teplota vody, jenž je snímána lychlým termistorem v blízkostí topného elementu překročí určitou hranici elektronika dostatečně rychle odpojí napájení spirál. Elektronika má tedy dvě funkce. První se ochrání průtokový ohřívač, který je úplně bez vody a druhou se průtokový ohřívač chrání proti běžnému přehřátí a následnému zničení topných spirál.

Příklad technického řešení

Zapojení bezpečnostní elektroniky pro průtokové ohřívače vody sestávající z vyhodnocovacího integrovaného obvodu 7, teplotního čidla 8 průtokového spínače J a spínacího prvku 20, jehož

- 1 CZ 8651 Ul blokové schéma je znázorněno na výkrese, je spínač průtoku i připojen na vstup 27 vyhodnocovacího integrovaného obvodu 7 přes sériovou kombinaci odporu 4, diody 5 a kondenzátoru 2. Na vyhodnocovací integrovaný obvod 7 je připojeno teplotní čidlo 8.

Na vyhodnocovací integrovaný obvod 7 je připojeno teplotní čidlo 8, které snímá teplotu u topné spirály 24 aje zapojeno v děliči napětí s odporem 3. Ke kondenzátoru 2, který spolu s odporem 25 slouží k zapamatování prvního puštění vody je veden signál ze spínače průtoku i přes napěťový přizpůsobovací obvod, jenž tvoří odpor 4 s diodami 5 a 6 definující první spuštění vody po připojení k síti. Kondenzátor 10 a odpor 9 definují časové zpoždění opětovného zapnutí po signálu přehřátí a po signálu prvního puštění vody. Bezpečnostní elektronika je napájena ze ío stabilizovaného zdroje tvořeného kondenzátorem JJ, filtračními kondenzátory 15 a 18, stabilizačními diodami JJ a 19. usměrňovači diodou 14, odpory 12 aJ7 a vybíjecím odporem J6. Spínací prvek 20 s ochrannou diodou 21. je zapojen přes spínací tranzistor 22 s bázovým odporem 23 k vyhodnocovacímu integrovanému obvodu 7. Elektrickými kontakty spínacího prvku 20 je elektrický proud přiveden k topné spirále 24. Spínací prvek 20 je zapojen v sérii se svítivou diodou 26, která indikuje stav zapnutí.

Po připojení průtokového ohřívače k elektrické síti čeká bezpečnostní elektronika na sepnutí spínače průtoku L Spínací prvek 20 je vypnutý. Poté, když dojde k sepnutí spínače průtoku 1 elektronika nesepne spínací prvek 20 ihned, ale s určitou prodlevou, aby protékající voda odvzdušnila ohřívač. Dále již topná spirála 24 začíná hřát okamžitě po každém sepnutí spínače průtoku i. Zjistí-li vyhodnocovací integrovaný obvod 7 ze signálu z teplotního čidla 8, že voda u topné spirály 24 je příliš teplá, spínací prvek 20 vypne elektrický proud do topné spirály 24. Tím je topná spirála 24 ochráněna před shořením.

Claims (2)

1. Zapojení bezpečnostní elektroniky zejména u průtokového ohřívače vody sestávající 25 z vyhodnocovacího integrovaného obvodu, teplotního čidla, průtokového spínače a spínacího prvku, vyznačující se tím, že spínač průtoku (1) je připojen na vstup (27) vyhodnocovacího integrovaného obvodu (7) přes sériovou kombinaci odporu (4), diody (5) a kondenzátoru (2).

2. Zapojení podle nároku 1, vyznačující se tím, že na vstup (27) vyhodnocovací30 ho integrovaného obvodu (7) je připojeno teplotní čidlo (8).