Терморегулятор-предохранитель для электронагревателя жидкой среды

Терморегулятор-предохранитель для электронагревателя
Полезная модель относится к устройствам, обеспечивающим температурный режим различных систем нагревания жидкой среды и предназначена для поддержания заданной температуры в электроводонагревателях, а также их аварийного отключения.
Уже известен терморегулятор с биметаллическим предохранителем (заявка РФ №94035134 опубл. 27.07.1996).
Недостатком известного терморегулятора является невысокие точность и стабильность поддержания температуры (особенно в диапазоне до 50 градусов Цельсия), а также наличие механического контакта, и как следствие повышенный износ.
Известен терморегулятор - предохранитель для электронагревателя жидкой среды, содержащий корпус, крепежный элемент, электронную схему, термочувствительный элемент, ключевой прибор, контактные провода, (патент RU №2089935, опубл. 10.09.1997) выбранный заявителем в качестве прототипа.
К недостаткам прототипа можно отнести сложность исполнения конструкции и как следствие недостаточные надежность и экономичный режим его работы, что приводит к перерасходу энергии, неустойчивый режим работы нагревателя при его запуске, обусловленный тем, что вероятна ситуация кратковременного увеличения потребляемого тока до значений, превышающих максимально допустимые.
жидкой среды поддержания температуры, снижение потребления энергии, надежности и
удобства эксплуатации за счет тепловой взаимосвязи между ключевым электронным прибором, корпусом и регистрирующим элементом в виде терморезистора.
Поставленная задача решается за счет того, что терморегулятор - предохранитель для электронагревателя жидкой среды, исполнен в виде герметичного корпуса, содержащего; электронную схему, термочувствительный датчик, ключевой прибор, контактные провода и снабжен крепежным элементом. В качестве ключевого, использован полупроводниковый силовой прибор, выход которого электрически связан с нагревательным элементом электронагревателя жидкой среды. Электронная схема включает в себя первый и второй компараторы, причем входы первого и второго компаратора электрически связаны с термочувствительным датчиком, а выход второго компаратора электрически связан с входом полупроводникового силового прибора.
Полупроводниковый силовой прибор может быть выполнен в виде тиристора, транзистора или симистора.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид терморегулятора, на фиг. 2 - изображена общая блок-схема терморегулятора - предохранителя, на фиг. представлен график работы терморегулятора.
Терморегулятор - предохранитель для электронагревателя жидкой среды содержит корпус 1, крепежный элемент 2, электронную схему 3, термочувствительный элемент 4, контактные провода 5, (фигЛ), регистрирующий элемент в виде терморезистора. В качестве ключевого прибора использован полупроводниковый силовой прибор 6, выход которого электрически связан с нагревательным элементом 7, электронагревателя жидкой среды. Электронная схема 3 включает в себя первый 8 и второй 9 компараторы, прргчем входы первого 8 и второго 9 компараторов электрически связаны с термочувствительным элементом 4, а выход второго 9 компаратора электрически связан с входом полупро2
водникового силового прибора 6 (фиг.2). Полупроводниковый силовой прибор 6 может быть выполнен в виде тиристора, транзистора или симистора. Терморегулятор-предохранитель размещается внутри емкости 10 для нагреваемой жидкости и находится в непосредственном контакте с ней, контактные провода 5 выводятся наружу емкости 10 и соединяются с электрической схемой электронагревателя.
Терморегулятор функционирует следующим образом.
При включении электронагревателя с устройством терморегуляторапредохранителя в электросеть, происходит подключение нагревательного элемента к электросети посредством полупроводникового силового прибора 6, причем температура нагреваемой жидкости, регистрируемая термочувствительным элементом 4 (фиг.2) достигает точки А (фиг.З) график, кривая 1, после чего первый компаратор 8 отключает, посредством полупроводникового силового прибора 6 нагревательный элемент 7 от электросети, температура жидкости понижается (за счет теплопередачи в окружающую среду) относительно точки А, после чего второй компаратор 9 снова включает полупроводниковый силовой прибор 6, таким образом, происходит поддержание заданной температуры.
В аварийном режиме работы (например, при отсутствии воды в водонагревателе) количество тепла, выделяющееся при работе полупроводникового силового прибора 6 и отводимого от корпуса терморегулятора, резко сокращается. В результате чего, происходит быстрый разогрев корпуса терморегулятора до температуры в точке А, срабатывает первый компаратор 8, нагреватель отключается, но т.к. корпус терморегулятора обладает тепловой инерцией, температура корпуса достигает точки В (фиг.З, график) (которая несколько выше температуры в точке А), что вызывает срабатывание второго компаратора 9, который блокирует дальнейшее включение терморегулятора. Снятие блокировки производится отключением терморегулятора от электросети.
Учитывая требования техники безопасности, а также удобство работы с терморегулятором, могут быть введены индикатор подключения сети и индикатор включения терморегулятора.
Отличительной особенностью данного прибора является то, что ключевой прибор (тиристор, транзистор и т.п.) находиться в тепловом контакте с корпусом, через который производится отвод тепла, выделяемого при работе ключевого прибора в нагреваемую среду (вода). Измерение температуры, осуществляемое электронной схемой, производится так же с корпуса ТРП, таким образом, обеспечивается тепловая связь между ключевым прибором, нагреваемой средой и измерительной схемой.