БОЛЬШИХ ОБЪЕКТОВ

Кондиционирование
БОЛЬШИХ ОБЪЕКТОВ
При проектировании системы кондиционирования
того или иного объекта часто приходится решать, какой способ кондиционирования является наиболее приемлемым, чему отдать
предпочтение: обычным
сплит-системам, центральному кондиционированию,
системам водяного охлаждения (чиллер-фанкойл) или
мультизональным системам. Как правило, это определяется, исходя из размеров объекта, его архитектурных особенностей, сроков выполнения работ, финансовых возможностей заказчика и ряда других факторов.
АРКТИЧЕСКИЙ СНИП 2002 №2 (10)
www.arktika.ru
8
Очень часто размеры объекта могут оказывать решающее влияние.
Так небольшие объекты площадью
до 300 ~ 500 м2 вполне оправданно оснащать простыми сплит-системами.
При очевидных недостатках такого
подхода существуют и явные преимущества, среди которых выделяются сравнительно невысокая стоимость, скорость выполнения работ и
возможность поэтапной установки
оборудования. Использование сплитсистем на небольших объектах при
разумном проектировании не приводит к кардинальным изменениям в
облике здания и в дальнейшем не создает проблем с их эксплуатацией и
обслуживанием. Однако простые
сплит-системы не позволяют организовывать централизованное управление.
Разумным решением для объектов более 500 м2 является центральное или мультизональное кондиционирование. Традиционное центральное кондиционирование предполагает подачу охлажденного воздуха от одной вентиляционной установки по сети воздуховодов во все
помещения здания. Такой подход
обладает рядом преимуществ. Это
одновременное решение задач кондиционирования и вентиляции, и
возможность экономии энергоресурсов при использовании в установке регенеративного теплообменника. Однако, такой способ не всегда является оптимальным, поскольку при большом расходе воздуха, необходимом для компенсации тепловыделений, требуется система воздуховодов большого сечения, что не всегда возможно. Кроме
того, для снижения тепловых потерь и устранения опасности выпадения конденсата воздуховоды необходимо теплоизолировать. Основная проблема центрального кондиционирования состоит в том, что в
качестве теплоносителя используется воздух, обладающий низкой
теплоемкостью. Другим недостатком этого метода является то, что
для точного поддержания температуры в каждом отдельном помещении требуется система автоматического регулирования расхода воздуха в каждом помещении. Это значи-
тельно усложняет управление оборудованием, увеличивает стоимость
всей системы в целом и предъявляет к ее обслуживанию повышенные
требования. Модификацией описанного подхода является система с изменяемым расходом воздуха (VAVvariable air volume). Такие установки, в отличие от традиционных центральных кондиционеров, позволяют регулировать подачу воздуха в
разные помещения. Однако перечисленные недостатки затрудняют
их использование на объектах более
500 ~ 1000 м2.
Возникшую проблему можно решить, используя промежуточный
хладоноситель с высокой теплоемкостью. Так называемая "американская" схема (чиллер - фанкойл) использует воду. Чиллер подготавливает холодную воду, которая по
трубам подается к установленным в
помещениях фанкойлам. Сегодня в
Европе и в России такой подход
применяется на большинстве крупных объектов. Однако, например, в
Японии и в странах Юго-Восточной
Азии, где проблема энергоэффективности стоит очень остро, даже
"чиллер-фанкойл" не считается наилучшим решением. Более того, за
последние 4 - 5 лет во многих странах Европы (кроме средиземноморского юга) "американская" схема
начинает вытесняться мультизональными системами кондиционирования с изменяемым расходом
хладагента (VRF - variable refrigerant flow). По своей сути VRF-система является фреоновой мультисплит-системой с расширенными
возможностями. Подобные установки предлагаются корпорацией Мицубиси Электрик под названием
"Сити Мульти". Наружный блок
(компрессорно-конденсаторный агрегат) может иметь воздушное или
водяное охлаждение. Номинальная
производительность одного наружного блока составляет от 15 до
90 кВт. Общий гидравлический контур объединяет до 32 внутренних
блоков. Кондиционеры "Сити Мульти" предлагают гибкое управление,
начиная от индивидуальных пультов и заканчивая интегрированием
в Систему Управления Зданием.
www.arktika.ru
рацию и назначение помещений или
что, например, в офисном здании,
добавить новые.
предназначенном под аренду, треЭксплуатация и обслуживание
буется только заложить магистраVRF-систем не требуют специалили. Само оборудование будет "навезированной службы. Включение сишиваться" по мере сдачи офисов в
стемы Сити Мульти осуществляетаренду.
ся также, как у простой сплит-сисДаже если магистрали не были
темы. При этом система выходит на
проложены в процессе строительстрежим в течение 1-2 минут. Чиллер,
ва или ремонта, они могут прокларассчитанный на здание более
дываться после завершения отдел1000 м2 не предполагает отключеки. Нередки ситуации, когда системы Сити Мульти устанавливают в
ния, а его повторное включение тредействующих бизнес-центрах или
бует присутствия специалиста. При
банках. При этом все работы прововключении возникает сильный пусдятся в ночное время, не нарушая
ковой ток. Выход на режим для чилработу персонала. При необходимолера составляет от 1 до нескольких
сти в дальнейшем добавить внутчасов. Для некоторых заказчиков
ренние блоки для кондиционировакрайне важен тот факт, что в мульния новых комнат или при изменетизональных системах отсутствует
нии конфигурации помещений все
риск протечки воды в помещении.
работы могут быть выполнены в теСледует отметить, что протечка вочение нескольких часов без серьезды или, тем более этиленгликолевой
ных затрат.
смеси из системы чиллер - фанкойл
В некоторых случаях, например,
приводят к неприятным или даже
при реконструкции старых зданий
катастрофическим последствиям.
мультизональные системы являютДля ряда объектов использование
ся единственно возможным решеводы (жидкости) в системах охлажнием. Они не требуют специальных
дения прямо запрещено.
помещений внутри здания. ФреоноИ, наконец, основное достоинствые трубопроводы очень компактны
во таких кондиционеров - высокая
и могут быть проложены в штробах
энергоэффективность. Так, по подили в декоративных коробах.
счетам японских экспертов, для
Еще одной привлекательной осоздания площадью 10 000 м2 абсорббенностью мультизональных кондиционный чиллер потребляет
ционеров является возможность поэтапной
установки.
Представим себе здание, предназначенное для
сдачи в аренду,
например, бизнес-центр. Идеальным решением является
прокладка всех
коммуникаций
Рис. 1. Коэффицент производительности в зависимости
(трубопроводы,
от наружной температуры
кабели) на этапе
строительства.
Впоследствии,
по мере сдачи
помещений (этажей) арендаторам, можно будет устанавливать основное
оборудование.
Кроме того, такие системы
позволяют впоследствии поменять конфигуРис. 2. Коэффицент производительности в зависимости
АРКТИЧЕСКИЙ СНИП 2002 №2 (10)
В Японии мультизональные системы, установленные на некоторых
зданиях, имеют суммарную производительность до 6 МВт. Это связано с их очень высокой энергоэффективностью по сравнению со всеми
остальными типами кондиционеров.
В Европе за период с 1990 по 2000
год продажи выросли в 10 раз и составили в прошлом году примерно
30 000 систем (подсчет по наружным блокам).
Характерно, что буквально за
последние 3 - 4 года мультизональные системы типа VRF начали
очень активно применяться и на
крупных объектах более 20 000 м2.
Бурный рост продаж VRF-систем
обусловлен наличием у них ряда
преимуществ:
Большое количество внутренних блоков, подключаемых к наружному блоку;
Широкий выбор моделей внутренних блоков;
Возможность объединения в
единую систему с общим управлением;
Одновременная работа внутренних блоков на нагрев и охлаждение.
К объектам, на которых наиболее широко применяются мультизональные кондиционеры, относятся,
например, бизнес-центры и офисные здания, элитные жилые дома,
гостиницы и коттеджи. Это здания с
большим количеством помещений, в
каждом из которых необходимо
поддерживать индивидуальные
климатические условия. Именно в
этих помещениях можно в полной
мере реализовать все преимущества мультизональных систем. При
этом одна мультизональная система
позволяет кондиционировать помещения, расположенные на разных
этажах, а наружный блок можно
установить на значительном удалении от этих помещений.
На этапе проектирования мультизональные системы не требуют
сложных расчетов. Подбор оборудования, по сути, аналогичен подбору
сплит-систем. Быстрое проектирование, постоянное наличие этой техники на складах, а также относительно несложный монтаж позволяют закончить все работы, от проектирования до пуско-наладки, за 2-3
месяца даже на крупных объектах.
Установка оборудования может
проводиться в любое время уже после постройки здания. Это означает,
от мощности внутренних блоков
9
емые модели фанкойлов, а системы
управления мультизонального оборудования позволяют точнее поддерживать необходимые параметры
микроклимата в помещениях и выполняют более широкий набор сервисных функций. Поэтому, несмотря на некоторую завышенную стоимость оборудования мультизональных систем по сравнению с обычными кондиционерами и системами
чиллер-фанкойл, удобство монтажа
и эксплуатации
последних в совокупности с их
экономичностью
делает такие системы очень
привлекательными. Ориентируясь на тенденции развития рынка климатического
оборудования,
практически все
производители
кондиционеров
предлагают на
рынке свои модели мультизональных систем
и Мицубиси Электрик не является исключением.
Следует отметить, что доля
корпорации Мицубиси Электрик
на этом сегменте
рынка составила
Рис. 3. Диаграмма преимуществ систем Сити Мульти
в 2001 году 35% и
имеет тенденцию к дальнейшему
К недостаткам VRF-систем слеросту. Так, за период с 1995 по 2000
дует отнести их относительно высогод продажи выросли в 7 раз и состакую стоимость оборудования. По
вили 6000 систем.
этой причине в России такое оборуПринцип работы мультизональдование пока не заняло большой доных систем следующий: К наружли рынка. Тем не менее, темпы проному блоку через сеть трубопроводаж мультизональных систем являдов подключаются внутренние блоются самыми высокими на рынке
ки (до 32 внутренних блоков к 1 накондиционирования. Так, если в
ружному). По мере изменения теп1997 году в России было продано
ловой нагрузки в помещении, измеменее 100 систем, то к 2001 - уже
няется поток хладагента (фреона)
более 600. Поскольку российский
через внутренний блок конкретного
рынок кондиционирования во мнопомещения. Это достигается за счет
гом повторяет рынок Европы, можрегулирования производительности
но прогнозировать рост продаж
компрессора и установки расшириVRF-систем в России в 5-8 раз в тетельного клапана в каждом внутчение ближайших 4-5 лет.
реннем блоке. Таким образом, сисЭто происходит из-за того, что
тема "подстраивает" свою произвосущественно возросли мощность
дительность под реальную текущую
наружных блоков, внутренние блотепловую нагрузку. Это, помимо
ки по разнообразию исполнения
других преимуществ, определяет
значительно превосходят предлага920 млн. кДж в год, тогда как система Сити Мульти с утилизацией тепла - всего лишь 550 млн. кДж в год.
Даже при пока еще низкой стоимости электроэнергии в России, разница за 1 год составит на данный момент примерно 4000 долларов (из
расчета 1 руб. за 1 Квт/ч.)
Далее на рисуке 3. приводится
сравнительная диаграмма, иллюстрирующая преимущества систем Сити Мульти:
АРКТИЧЕСКИЙ СНИП 2002 №2 (10)
www.arktika.ru
10
высокую экономичность мультизональных систем см. рис. 2. Использование компрессора с инверторным управлением для регулирования производительности хладагента
еще больше повышает эффективность таких систем.
Принципиально система Сити
Мульти состоит из следующих компонентов: наружные блоки (компрессорно-конденсаторные агрегаты) связаны с внутренними блоками
сетью трубопроводов. В процессе
установки трубопровод опрессовывается под давлением 27 атм. Управление оборудованием осуществляется в зависимости от требований
заказчика с помощью индивидуальных пультов и/или централизованно. При необходимости существует
возможность организовать дистанционное управление и контроль за
работой системы. Удаленный мониторинг системы позволяет сервисной службе заранее прогнозировать
сервисные мероприятия, а также
консультировать пользователя без
выезда на объект.
Всего используется 65 моделей
внутренних блоков 10 типов рис. 4.:
Настенные;
Потолочные;
Потолочные для скрытого монтажа;
Напольные;
Напольные для скрытого монтажа;
Кассетные одно поточные;
Кассетные двух поточные;
Кассетные четырех поточные;
Канальные;
Приточно-вытяжные установки ЛОССНЕЙ.
Широкий ассортимент оборудования Мицубиси Электрик позволяет подобрать внутренний блок, соответствующий дизайну практически любого помещения. Кроме того,
их отличает предельно низкий для
своего класса уровень шума. По
сравнению с фанкойлами, где в качестве теплоносителя используется
вода, которая обладает меньшим
теплосъемом, чем фреон, во внутренних блоках используются менее
мощные вентиляторы. Это приводит
к снижению уровня звука. Кроме
того, Мицубиси Электрик традиционно уделяет большое внимание совершенствованию этого параметра,
и ее оборудование значительно превосходит в этом однотипные аналоги большинства конкурентов. Так,
если внутренний блок Сити Мульти
Серия Y – до 16 внутренних блоков
Серия Super Y – до 32 внутренних блоков
Серия R2 – до 24 внутренних блоков
Серия WR2 – до 16 внутренних блоков
Рис. 5. Четыре вида мультизональных систем
кондиционирования Сити Мульти
www.arktika.ru
систем других производителей. Так,
в наружном блоке производительностью до 29 кВт используется
только один компрессор с инверторным приводом. В отличие от альтернативных систем с двумя или более
компрессорами один инверторный
компрессор не создает пусковых токов при включении. Кроме того, в
Сити Мульти применено регулирование частоты вращения двигателя
компрессора с шагом 1 Гц, что позволяет плавно изменять производительность наружного блока. Это ведет к снижению потребления электроэнергии, а также к более точному
поддержанию температуры в помещении.
Благодаря использованию контура переохлаждения в наружном блоке удается существенно снизить количество фреона в системе. Этот
контур обеспечивает поддержание
жидкой фазы хладагента в жидкостной магистрали на уровне 100%, что
значительно снижает потери производительности в длинных трубопроводах. При этом вместо сложных Yобразных разветвителей допускается использование стандартных Т-образных тройников, а ограничения на
их пространственную ориентацию
отсутствуют. Такая модернизация
снижает в некоторых случаях стоимость расходных материалов на 10%,
а монтаж системы трубопроводов
становится проще и удобнее.
Новые технические разработки
и непрерывное совершенствование
своего оборудования позволяет Мицубиси Электрик успешно конкурировать на рынке климатического
оборудования.
АРКТИЧЕСКИЙ СНИП 2002 №2 (10)
мощностью 5 кВт имеет уровень
шума 31-32 дБ (громкий шепот), то
фанкойл аналогичной мощности обладает уровнем шума примерно 3640 дБ (громкий разговор).
Существует 4 вида мультизональных систем кондиционирования Сити Мульти рис. 5:
1. Серия Y. В серии Y все внутренние блоки одновременно работают в режиме охлаждения (осушения) или обогрева. Некоторые модели предназначены только для охлаждения;
2. Серия SUPER Y. Серия
SUPER Y является модификацией
серии Y с увеличенной производительностью до 87 кВт. Состоит из
сдвоенного наружного блока, один
из них с инверторным приводом, а
другой без инвертора;
3. Серия R2 с утилизацией тепла.
В серии R2 все внутренние блоки могут одновременно работать в режиме
охлаждения и обогрева. Наружный и
внутренние блоки соединяются между собой двухтрубной магистралью, а
перераспределения мощности осуществляется ВС-контроллером;
4. Серия WR2 c водяным охлаждением конденсатора. Все внутренние блоки могут одновременно работать в режиме охлаждения и обогрева. При объединении нескольких
наружных блоков общим гидравлическим контуром охлаждения конденсатора в единую систему можно
получить двойную утилизацию тепла (по воде и по фреону).
Мультизональные системы Мицубиси Электрик обладают рядом
особенностей, которые принципиально отличают их от аналогичных
Рис. 4. Типы внутренних блоков
11