Канальные нагреватели для вентиляции: электрические ЕО и ЕОК, водяные ВОП и ВОК, как подобрать под сечение канала и подключить

В каталоге Зонды 70 электрических и 44 водяных канальных нагревателя. Мощность для них считают один раз по формуле из статьи про расчет калорифера, а дальше нагреватель надо вписать в канал и проверить размер, скорость воздуха, нагрев на выходе, ток и защиту. Если эти проверки пропустить, на пуске начнет срабатывать защита, а у водяного еще и промерзание теплообменника.

Где проходит граница между канальным нагревателем и калорифером

Канальный нагреватель — это секция, которая вставляется в разрыв воздуховода и греет весь проходящий воздух. Перед ней ставят фильтр, а вентилятор у электрической секции стоит до нагревателя. В запросах ее называют канальным воздухонагревателем, канальным калорифером и нагревателем воздуха в канале.

Калориферами называют и секции внутри приточных установок, и паровые, и газовые, о них отдельная статья про калорифер для вентиляции. Здесь речь идет только о нагревателях, которые ставятся прямо в канал, то есть об электрических ЕО и ЕОК и водяных ВОП и ВОК.

Нормы допускают электрический вариант с оговоркой. Прямой электронагрев воздуха в воздухонагревателях разрешен при технико-экономическом обосновании и по заданию на проектирование (СП 60.13330.2020, п. 6.1.13).

Как читать обозначения ЕО, ЕОК, ВОП и ВОК

Как понять, какой нагреватель встанет в имеющийся канал? Размер в обозначении совпадает с размером воздуховода, к которому нагреватель присоединяется. ЕОК-200/12 встает в круглый канал диаметром 200 мм, а ЕО-500*250/30 в прямоугольный 500 на 250 мм. Число после косой черты у электрических моделей каталога показывает мощность в киловаттах.

У водяных ВОП и ВОК после размера стоит число, от 1 до 4 у ВОП и 2–3 у ВОК. У Waer DH обозначение R2 или R3 показывает число рядов теплообменника, а у Blauberg WKH 400*200-2 и 400*200-4 это два и четыре ряда. Чем рядов больше, тем выше мощность и сопротивление по воздуху.

В каталоге круглые нагреватели идут до диаметра 315 мм, прямоугольные от 300 на 150 до 1000 на 500 мм. Для круглых каналов 100 и 125 мм и для прямоугольного 300 на 150 мм в каталоге только электрические.

Если под размер канала нужной мощности нет, подбирают соседний типоразмер и сверяют скорость воздуха, о чем речь ниже. Сами размеры воздуховодов собраны в таблицах типоразмеров.

Устройство электрического канального нагревателя и пределы по воздуху

В паспортах электрических канальных нагревателей корпус и клеммная коробка выполнены из оцинкованной стали, а внутри стоят трубчатые ТЭНы, у серии ЭНК из нержавейки. У электрического нагревателя есть два предела по воздуху, и оба заданы в паспорте конкретной модели.

Пороги в паспортах разные, поэтому ниже они собраны по документам. Скорость воздуха задана снизу, температура на выходе сверху, а термовыключатели защищают от перегрева при остановке потока.

Единой цифры для всех моделей нет, поэтому порог берут из паспорта той модели, которую ставят. На монтаже это выглядит так: нагреватель подобран по киловаттам, скорость в канале ниже минимума, и защита отключает его вскоре после пуска.

Паспорт ЭНК называет температуру на выходе в 80 °C признаком серьезной ошибки в расчете системы или остановки вентилятора. Первый термовыключатель у самого ЭНК срабатывает при тех же 80 °C.

Водяной канальный нагреватель, его ряды, патрубки и противоток

Внутри водяного нагревателя пакет медных трубок с алюминиевыми ребрами и медные коллекторы с резьбовыми штуцерами, как в паспортах НКВ и Blauberg WKH. Прямоугольные варианты там делают на 2, 3 и 4 ряда, круглые на 2 и 4. При переходе с двух рядов на четыре мощность поднимается, а сопротивление по воздуху вырастает вдвое. Возьмем Blauberg WKH 400*200 при расходе 1100 м³/ч и воде 80/60. Два ряда дают там 10 кВт и 62 Па по воздуху, четыре ряда 17 кВт и 125 Па.

На торце коллекторов в этих паспортах есть воздуховыпускной ниппель G1/2 и сливной G1/2, а на выходном коллекторе патрубок G1/4 под погружной датчик. Подключать водяной нагреватель надо противотоком, то есть вода должна идти навстречу воздуху, а у ZWA еще и снизу вверх. При прямотоке производительность падает на 5–15 %, как указано в руководстве WKH, и каталожные номограммы рассчитаны только на противоток.

Рабочие параметры теплоносителя тоже зависят от серии. НКВ и WKH рассчитаны на воду до 100 °C и давление 1,6 МПа, Systemair VBC на 150 °C при 1,6 МПа, Waer DH на 150 °C при 1,5 МПа. Значит, сверять надо и температуру, и давление: у серий они разные, и график подачи проверяют по паспорту до заказа. Смесительный узел подбирают под нагреватель отдельно.

Что выбрать: электрический или водяной нагреватель

Выбор упирается в два вопроса: есть ли на объекте теплоноситель и сколько свободной электрической мощности. Проект проектом, а на объекте выбор определяет то, что уже подведено. Водяной нужен там, где есть теплоноситель и обвязка, а электрический там, где есть свободная электрическая мощность и кабель нужного сечения.

Стоимость тепла у вариантов зависит от тарифов региона, поэтому подставляют местные цифры.

Подбор под сечение канала, скорость воздуха и проверка нагрева

Что делать, если мощность подошла, а размер нет? Нагреватель берется на размер канала. Паспорта НКВ и Blauberg требуют установки в воздуховод такого же размера, соединение у Blauberg фланцевое, а круглый Systemair VBC вставляется в спиральный воздуховод и крепится винтами.

Дальше считают скорость воздуха на сечении нагревателя: расход в м³/ч делят на сечение в квадратных метрах и на 3600. Канал 200 мм при 400 м³/ч дает 3,5 м/с, и этого достаточно для электрического нагревателя. В канале 500 на 250 при том же расходе скорость падает до 0,9 м/с, то есть ниже минимума 1,5–2 м/с, который указывают Blauberg и ЭНК.

Нагрев проверяют второй формулой. Прирост температуры в градусах равен мощности в ваттах, деленной на 0,335 и на расход в м³/ч. Нагреватель с лишним запасом мощности в том же канале перегревает воздух до срабатывания защиты. Возьмем канал 200 мм, 400 м³/ч и наружный воздух минус 25. Нагреватель 6 кВт греет на 45 градусов, и воздух на выходе будет около +20. Нагреватель 12 кВт греет на 90 градусов, и воздух на выходе будет около +65, что выше любого предела из паспортов.

Малый канал с большой мощностью упирается в температуру на выходе, а большой канал с малой мощностью в минимальную скорость. Расчет в таблице сделан по самым жестким порогам из названных выше, 2 м/с и 40 °C на выходе, а у конкретной модели пороги свои.

Водяной нагреватель тоже влияет на подбор, потому что его сопротивление по воздуху надо учесть при выборе вентилятора. У Blauberg WKH 700*400 при расчетном расходе перепад составляет 113 Па для двух рядов и 170 Па для трех. Вентилятор подбирают по расходу и давлению сети: для круглых каналов это канальные вентиляторы, для прямоугольных ВКП.

Как подключить электрический нагреватель: ток, автомат, ступени

Электрические нагреватели в паспортах питаются от однофазной сети 230 В или от трехфазной 400 В в зависимости от модели. Ток считают по мощности. Для одной фазы это мощность, деленная на напряжение, для трех фаз мощность, деленная на 1,732 и на напряжение. ТЭН дает чисто активную нагрузку, поэтому формула совпадает с паспортными таблицами: для 9 кВт при 400 В Vents дает 13 А, а ЭНК при 380 В дает 13,67 А.

Для 9 кВт паспорт Vents НК рекомендует автомат на 16 А и кабель 5×2,5 мм², а для однофазной модели 3 кВт автомат на 20 А и кабель 3×2,5 мм². Эти значения ориентировочные, потому что сечение зависит от типа провода, изоляции, длины и способа прокладки. Автомат должен разрывать все фазы с зазором между разомкнутыми контактами не менее 3 мм. Заземление по ПУЭ подключается первым и отключается последним.

Мощные нагреватели делят на группы ТЭНов с отдельным питанием, и в паспорте ЭНП модель 500*250/27,0 дана как 18+9 кВт. Мощность регулируют либо ступенями, либо полупроводниковым регулятором. У Vents НК от 3 кВт с блоком управления стоит симисторный регулятор, который включает полную нагрузку на часть цикла длиной от 1 до 6 секунд. Через таймер или сеть, которую отключают коммунальные службы, нагреватель питать нельзя, и паспорт Blauberg объясняет это риском случайного перезапуска термовыключателя.

Автоматика и защита нагревателя от перегрева и замерзания

Что должно разорвать цепь, если воздух перестал идти? СП 60.13330.2020 в п. 11.2.20 требует защиту электровоздухонагревателей от перегрева, а паспорта идут дальше. Питание нельзя подавать при остановленном вентиляторе, поэтому нагреватель блокируют с вентилятором и реле потока. У Vents НК для этого есть клемма датчика потока, а у Systemair CBMF датчик встроен в клеммную коробку.

Термовыключатели из таблицы выше подключают в цепь управления контактора: после срабатывания хотя бы одного цепь питания размыкается. У Vents НК и Blauberg EKH второй термовыключатель сбрасывается вручную кнопкой RESET после устранения причины. Использовать такие термовыключатели как регулятор температуры паспорт ЭНК запрещает, а руководство контроллера МРТ запрещает ставить перемычку вместо разомкнувшегося термоконтакта.

После отключения нагрева вентилятор должен работать еще не менее 30 секунд, чтобы ТЭНы остыли. Так сказано в паспортах Vents и Blauberg, а в автоматике МРТ задержка выключения вентилятора по умолчанию тоже 30 секунд при диапазоне 1–255. Датчик температуры канала ставят после ТЭНов, у Vents НК на расстоянии не менее двух диаметров воздуховода.

Водяной нагреватель боится замерзания: НКВ и WKH поставляются без датчиков защиты, а замерзшая вода рвет медные трубки. Поэтому за теплообменником ставят капиллярный термостат и кладут капилляр петлями с шагом около 5 см на все сечение канала. Заводская уставка у Siemens QAF81 +5 °C, диапазон от минус 5 до +15 °C. В типовой схеме Siemens по сигналу термостата вентилятор останавливается, заслонка наружного воздуха закрывается, клапан нагревателя открывается на 100 %, а насос запускается.

Положение коробки, расстояния и опоры при монтаже

Для электрических паспорта Vents и Blauberg разрешают горизонтальный и вертикальный монтаж, но в горизонтальном канале коробка направлена вверх или в сторону на угол до 90°. Коробкой вниз ставить нельзя, и Blauberg объясняет это риском затекания конденсата и замыкания проводки. Стрелка на корпусе должна совпадать с направлением воздуха.

Между электрическим нагревателем и изгибом канала или заслонкой оставляют минимум два диаметра патрубка у круглого и минимум диагональ сечения у прямоугольного. У водяных WKH после вентилятора оставляют воздуховод 1–1,5 м, у ZWA до решетки и отвода берут не менее диагонали. Горючие материалы убирают не ближе 150 мм от корпуса электрического нагревателя и 500 мм от входа и выхода воздуха. Теплоизоляцией электрические нагреватели закрывать запрещено.

Фильтр ставят перед нагревателем, но у электрического не вплотную, потому что паспорт Blauberg запрещает такое размещение из соображений пожарной безопасности. Вентилятор должен стоять до электрического нагревателя, чтобы тепло не грело двигатель. Канальные фильтры и шумоглушители для длинной трассы подбирают отдельно.

Вес считают заранее, ведь по каталогу ЕОК-100/0,5 весит 2,4 кг, а ЕО-900*500/90 уже 103,8 кг. Паспорта Swegon и Systemair требуют, чтобы опора выдерживала вес нагревателя, а вес и усилия от труб не ложились на патрубки. После хранения на морозе Vents требует выдержать нагреватель в рабочих условиях не менее 4 часов до включения.

Что проверить перед запуском.

• стрелка на корпусе совпадает с направлением потока, коробка вверху или сбоку;
• заземление подключено первым, зазор контактов автомата не менее 3 мм;
• термовыключатели стоят в цепи управления без перемычек;
• реле потока работает, выбег вентилятора не менее 30 секунд;
• датчик температуры стоит после нагревателя, у входа его нет;
• у водяного воздух стравлен, подключение противоточное, капилляр термостата лежит петлями на все сечение;
• соединение корпуса с воздуховодами герметично, внутри нет строительного мусора.

Подобрать нагреватель под канал можно по каталогу: электрические ЕО и ЕОК и водяные ВОП и ВОК. Для круглого канала 200 мм это, например, ЕОК-200/6 и ВОК 200/2, для прямоугольного 500 на 250 мм ЕО-500*250/30 и ВОП-500-250/2-R.

Частые вопросы

Чем канальный нагреватель отличается от калорифера?

Канальный нагреватель встроен в воздуховод и подходит к его сечению, а калориферами называют и секции внутри приточных установок. Устройство и виды калориферов разобраны в отдельной статье.

Что будет, если вентилятор встанет при включенном нагревателе?

ТЭНы продолжат греть неподвижный воздух, и температура на выходе пойдет вверх. У Vents НК и Blauberg EKH сначала срабатывает термовыключатель с автоматическим возвратом, потом с ручным, поэтому нагреватель обязательно блокируют с вентилятором и реле потока.

Можно ли ставить электрический нагреватель вертикально?

Можно, потому что ЭНК допускает вертикальный монтаж, а у Vents и Blauberg положение горизонтальное или вертикальное. Клеммную коробку при этом нельзя разворачивать вниз.

Нужен ли канальный нагреватель, если в установке есть рекуператор?

Рекуператор снижает нагрузку на нагреватель, поэтому мощность считают по температуре воздуха после рекуператора. Пример с цифрами есть в расчете калорифера, а сами установки с рекуператором описаны среди приточно-вытяжных установок.

Как подобрать мощность канального нагревателя?

Мощность считают по расходу воздуха и разнице температур на входе и выходе. Формула и пример с реальными цифрами приведены в статье про расчет калорифера.

Коротко для монтажа

Сначала сечение канала, потом мощность. Нагреватель встает на размер воздуховода, а киловатты проверяют по скорости и по нагреву воздуха на выходе. Электрический нагреватель без реле потока, термовыключателей в цепи управления и выбега вентилятора не запускают. Водяному нужны противоток, воздухоотводчик в верхней точке и термостат защиты от замерзания за теплообменником. Перед пуском сверяют паспорт именно той модели, которая стоит в канале, потому что пороги по скорости, температуре и давлению у производителей разные.

Если на вашем объекте стоит похожая задача, напишите нам в любом удобном мессенджере. Инженер подберет оборудование под ваши условия и пришлет спецификацию с ценами.

Наши мессенджеры: Max, Telegram, WhatsApp