Электрокалорифер
Воздухонагреватель, в котором нагрев происходит за счёт электрических ТЭНов. Применяется в приточной вентиляции малой и средней мощности, где нет возможности подвести теплоноситель или нужен быстрый выход на режим.
Электрокалорифер — альтернатива водяному калориферу в задачах, где подведение теплотрассы невозможно или экономически необосновано. Нагрев воздуха происходит в ТЭНах оребрённой конструкции, расположенных поперёк потока. Монтаж — секцией в приточную установку или вставкой во фланец воздуховода.
Конструкция
ТЭНы соединены параллельно, разделены на 2-4 группы (ступени) для возможности грубого регулирования. Корпус из оцинкованной стали с теплоизоляцией изнутри (базальт или минвата 25 мм). Температура поверхности ТЭНа в номинальном режиме 200-350°C, при нарушении обдува — до 600°C, что приводит к пережогу спирали за несколько секунд.
Защита
Три обязательных уровня защиты:
Первый — рабочий термостат +40...+60°C на выходе из калорифера, отключает питание при превышении уставки. Второй — аварийный термостат +90...+120°C с ручным возвратом, разрывает цепь питания напрямую. Третий — реле защиты по вентилятору: ТЭНы запрещены к включению, пока нет сигнала «вентилятор работает» (контроль датчиком перепада давления или датчиком вращения).
Схемно защита реализуется в шкафу управления вентиляцией или в специализированном шкафу калориферной группы.
Регулирование
Ступенчатое — переключением групп ТЭНов контакторами (дёшево, но температура «пилит»). Непрерывное — симисторным или тиристорным модулем с ШИМ (плавно, но модуль дорогой и требует охлаждения). ПИД-регулятор поддерживает температуру на выходе по формуле 'U(t) = Kp·e + Ki·∫e·dt + Kd·de/dt', где e — отклонение от уставки. Правильные настройки для электрокалорифера в приточке: 'Kp = 2-5, Ki = 0.05-0.2, Kd = 0' (дифф-составляющая обычно вредна).
Расчёт мощности
Приближённая формула: 'N = Q × ρ × cp × ΔT / 3600', где Q — расход в м³/ч, ρ ≈ 1.2 кг/м³, cp = 1005 Дж/(кг·К), ΔT — требуемый подогрев. Для расхода 2000 м³/ч и подогрева с -25°C до +18°C (ΔT = 43 К) получается 'N ≈ 28.8' кВт. См. также расчёт калорифера.
Границы применимости
До 30-40 кВт — электрокалорифер оправдан: простота монтажа, нет замерзания, быстрый пуск. Выше 50 кВт — экономика переворачивается: при тарифе '7-9' руб/кВт·ч электричество в 3-5 раз дороже газа или центральной теплосети. На объектах с собственной котельной практически всегда предпочитают водяной калорифер, оставляя электрокалорифер только как подогрев рециркуляции или догреватель после рекуператора.
Частые вопросы
Что надёжнее — электрокалорифер или водяной?
Электрокалорифер проще и дешевле, но энергозатратен. Водяной — экономичен в эксплуатации, но боится замерзания и требует сложной автоматики защиты. Для малых систем до 30 кВт электрокалорифер — оптимум. Для крупных приточек бизнес-центров и производств — только водяной.Нужен ли частотник на вентиляторе для защиты электрокалорифера?
Напрямую не связан. ТЭНы защищены от обрыва воздухопотока датчиком перепада давления на вентиляторе: если расход упал — ТЭНы отключаются. Частотник нужен для энергоэффективности и плавного пуска, но функцию защиты калорифера не выполняет. Это разные контуры автоматики, не путать.
Источники
- СП 60.13330-2020 — Отопление, вентиляция и кондиционирование — Минстрой РФ
- ГОСТ Р 51351-99 — Нагреватели электрические для вентиляции — Росстандарт