Λύσεις — Άσκηση 23 · Σύνδεση Θερμοσίφωνα (σελ. 131) – ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ Β΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Άσκηση 23 · Σύνδεση Θερμοσίφωνα (σελ. 131)

Απαντήσεις στις ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ του βιβλίου (σελ. 131).

1. Διαρροή στο σωλήνα ζεστού νερού (Σχ. 1, 2, 3)

Ερώτηση: Τι θα συμβεί εάν, σε περίπτωση σφάλματος μόνωσης, έχουμε διαρροή στο σωλήνα ζεστού νερού και κάποιος πιάσει ταυτόχρονα το σωλήνα ζεστού και κρύου νερού στις παρακάτω περιπτώσεις: Του Σχεδίου 1, 2 και 3. Αιτιολογήστε την απάντησή σας.

Απάντηση:

• Σχέδιο 1: και οι δύο σωλήνες (ζεστού και κρύου) είναι γεφυρωμένοι με το μεταλλικό μέρος του θερμοσίφωνα (ισοδυναμική σύνδεση, άρθρο 20 ΚΕΗΕ). Οι σωλήνες βρίσκονται στο ίδιο δυναμικό, οπότε δεν υπάρχει τάση ανάμεσα στα χέρια του ατόμου και δεν κινδυνεύει· το ρεύμα διαρροής οδηγείται μέσω της γείωσης και ενεργοποιείται η προστασία.
• Σχέδιο 2: γεφυρωμένος είναι μόνο ο σωλήνας κρύου νερού· ο σωλήνας ζεστού, που έχει τη διαρροή, αποκτά τάση ως προς τον κρύο. Όποιος πιάσει και τους δύο δέχεται αυτή τη διαφορά δυναμικού και κινδυνεύει από ηλεκτροπληξία.
• Σχέδιο 3: καμία ισοδυναμική σύνδεση· ο σωλήνας ζεστού νερού έχει τάση, ενώ ο κρύος βρίσκεται περίπου στο δυναμικό της γης (δίκτυο ύδρευσης). Το ρεύμα περνά μέσα από το σώμα του ατόμου → κίνδυνος ηλεκτροπληξίας.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σχέδιο 1: ασφαλής (σωλήνες ισοδυναμικοί). Σχέδια 2 και 3: κίνδυνος ηλεκτροπληξίας, γιατί ο σωλήνας ζεστού νερού δεν είναι γεφυρωμένος και εμφανίζεται τάση ανάμεσα στους δύο σωλήνες.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: σωστή ανάγνωση των τριών σχεδίων + αιτιολόγηση με το ίδιο/διαφορετικό δυναμικό.

2. Διατομή καλωδίου θερμοσίφωνα 4 kW σε 35°C και 40°C

Ερώτηση: Επιλέξτε διατομή καλωδίου για θερμοσίφωνα με ισχύ 4kW και τάση λειτουργίας 220V για θερμοκρασία περιβάλλοντος: α) 35°C και β) 40°C.

Απάντηση:

• Μέγιστη ένταση (μονοφασικά, \( \text{συνφ} = 1 \)): \[ I = \frac{P}{U} = \frac{4000}{220} \approx 18{,}2\ \text{A} \]
• Για θερμοκρασία πάνω από 30°C οι τιμές του Πίνακα 1 περιορίζονται με το ποσοστό του Πίνακα 2 (άρθρο 126 ΚΕΗΕ). Για αγωγούς με θερμοπλαστική μόνωση (π.χ. A05VV-U) οι συντελεστές είναι περίπου 0,94 στους 35°C και 0,87 στους 40°C.
• α) 35°C: 2,5 mm² → \( 20 \cdot 0{,}94 \approx 18{,}8\ \text{A} \ge 18{,}2\ \text{A} \) → 2,5 mm² (καλώδιο 3×2,5 mm²).
• β) 40°C: 2,5 mm² → \( 20 \cdot 0{,}87 \approx 17{,}4\ \text{A} < 18{,}2\ \text{A} \) (δεν αρκεί)· 4 mm² → \( 25 \cdot 0{,}87 \approx 21{,}8\ \text{A} \) → 4 mm² (καλώδιο 3×4 mm²).

Σύνοψη: α) 35°C: 3×2,5 mm²· β) 40°C: 3×4 mm² (I ≈ 18,2 A).

Πρόσεξε:

• Όσο αυξάνεται η θερμοκρασία περιβάλλοντος, μειώνεται η επιτρεπόμενη ένταση του αγωγού, άρα μπορεί να χρειαστεί μεγαλύτερη διατομή για το ίδιο φορτίο.
• Οι συντελεστές μείωσης λαμβάνονται από τον Πίνακα 2 του ΚΕΗΕ (άρθρο 126).