Что могут VRV

Цена оптимального микроклимата современного многофункционального здания высока. Вот почему приобретение климатического оборудования с минимальным энергопотреблением, удобного в управлении и обслуживании является светлой мечтой любого заказчика. Один из обсуждаемых ныне способов ее реализации - покупка климатической установки с переменным расходом холодильного агента - VRV-системы. По мнению ряда специалистов, эта техника является достаточно конкурентоспособным решением проблемы климатизации небольших зданий и сооружений. В то же время целесообразность использования VRV-систем в помещениях средних и больших размеров под вопросом.

Особенности системы

Система VRV (Variable Refrigerant Volume) создана корпорацией Daikin в 1982 году. Сегодня производством такого рода техники занимаются также Mitsubishi Electric, Mitsubishi Heavy Ind, Panasonic, Sanyo, Hitachi, Toshiba и др. VRV позиционируется как центральная интеллектуальная система комфортного кондиционирования, призванная стать альтернативой традиционным системам центрального кондиционирования воздуха.

Оборудование VRV-системы включает в себя комплект внутренних блоков различной мощности, которые устанавливают в кондиционируемых помещениях, и наружный блок, в котором расположено основное машинное оборудование. Внутренние блоки соединены с наружным блоком медными трубами, по которым циркулирует фреон, и управляющими коммуникациями. Кроме того, VRV-система комплектуется единой системой управления и поддержания комфортных параметров воздуха в каждом помещении и в ряде случаев вентиляционной установкой, применяемой при отсутствии или нецелесообразности использования традиционной приточно-вытяжной вентиляции. Расчетный срок эксплуатации VRV-системы составляет 30 лет.

Внутренние блоки

Помимо охлаждения или нагрева внутренние блоки осуществляют очистку и распределение по помещениям подготовленного ими воздуха. Дизайн и конструктивные элементы этих устройств почти не отличаются от аналогичных элементов split-систем. Настенные блоки монтируются на стене, на высоте 2,5-3 метра от пола около окна. Напольные блоки обычно устанавливают в подоконных нишах или по периметру помещения. Некоторые конфигурации VRV-систем предполагают использование кассетных и канальных внутренних блоков, встраиваемых в пространство над подвесным потолком. Эти модели применяют в основном для кондиционирования воздуха в больших помещениях. Внутренний блок потолочного крепления устанавливается без подвесного потолка.

Мощность внутренних блоков составляет от 2 до 18 кВт и подбирается индивидуально для каждого кондиционируемого помещения. Иногда в системе работает только один мощный внутренний блок, обслуживающий актовый зал, холл гостиницы или другое большое помещение. Максимальное количество внутренних блоков, подключаемых к одному внешнему, у разных производителей колеблется от 16 до 20. Комплекс наружных блоков, работающих на общий циркуляционный контур, с единой системой управления может обслуживать до 32 внутренних. Точность регулировки температуры в обслуживающих помещениях, заявляемая ведущими производителями VRV-систем, достигает +-0,5 град. С. Суммарная производительность внутренних блоков может колебаться в среднем от 40 до 130% от номинальной производительности наружного блока.

Наружный блок

Наружный блок состоит из фреонового агрегата с воздушным конденсатором. Если компрессор наружного блока имеет инверторное управление, его производительность изменяется пропорционально общей тепловой нагрузке всех внутренних блоков. Холодопроизводительность наружных блоков при наружной температуре от -5 до +43 С обычно не выходит за пределы 14-58 кВт, а теплопроизводительность (если блок может работать в режиме теплового насоса) при температуре наружного воздуха от -15 до +15 С колеблется от 16 до 65 кВт. Наиболее мощные из представленных на российском рынке машины весят около 500 кг каждая.

Максимальная холодопроизводительность комплекса внутренних блоков составляет 95 кВт. В комплексе обычно работает один наружный блок с инверторным управлением компрессора, остальные имеют компрессоры с постоянной производительностью. Такая система обладает повышенной надежностью, так как сохраняет работоспособность при выходе из строя одного из наружных блоков. Если площадь обслуживаемых помещений превышает 1000 метров, используется несколько VRV-систем.

Предпочтительное место для установки наружных блоков - балкон или открытые технические площадки на каждом кондиционируемом этаже. В ряде случаев их устанавливают на крыше или на земле в декоративном кожухе. При этом реальная длина труб, соединяющих наружный блок и внутренние блоки VRV-системы, обычно не превышает 100 метров. Максимальный перепад между высотами установки наружного и нижнего внутреннего блоков составляет не более 50 метров. Предельные значения для разности высот установки внутренних блоков и длины отвода трубопровода к внутреннему блоку составляют 15 и 30 метров соответственно.

Система коммуникаций по холодильному агенту у VRV-систем может быть двух- и трехтрубной. Трехтрубные системы и двухтрубные системы, оснащенные специальным контроллером, способны одновременно обогревать и охлаждать воздух в разных помещениях. При этом для обогрева может использоваться тепло, отведенное от охлаждаемого воздуха.

Вентиляционная установка

Вентиляционная установка (если таковая предусмотрена в комплекте поставки) выполняет функции приточной и вытяжной вентиляции. Использование рекуператора позволяет охлаждать подаваемый в помещения наружный воздух летом, подогревать в холодное время года, а также оптимизировать его влажность за счет тепла, холода и влажности воздуха, покидающего кондиционируемые помещения. Для подогрева потока при температуре наружного воздуха ниже -10 С вентиляционная установка оснащается электротэном. Санитарная норма свежего воздуха может поступать в помещения по гибким воздуховодам через систему независимых диффузоров или после дополнительной обработки в некоторых моделях кассетных и канальных внутренних блоков.

Система управления

Классическая система VRV имеет четыре основных вида систем управления. Режим независимого управления позволяет иметь для каждого внутреннего блока собственный дистанционный пульт, а режим спаренного управления - два дистанционных пульта. Эти режимы предполагают автоматизацию операций включения/выключения, демонстрацию режима работы, а также индикацию неисправностей и часто применяются при климатизации небольших зданий.

В режиме группового управления один дистанционный пульт можно использовать для управления группой внутренних блоков, обслуживающих одно помещение. Центральная система управления позволяет заказчику пользоваться индивидуальными пультами управления в каждом помещении, а также манипулировать системой с пульта центрального управления или компьютера. Групповое и центральное управление актуально для средних и больших зданий. Помимо включения/выключения, демонстрации режимов работы и кодов неисправностей система будет индицировать заданную температуру, необходимость смены загрязненного фильтра, включать операцию отопления и охлаждения и даже рассчитывать плату за электроэнергию. Компьютер может сохранять историю работы системы в течение года.

Дополнительные возможности VRV

Помимо базовых модификаций системы, на рынке представлены модели с наружными блоками, оснащенными водяным (гликолевым) теплообменником, которые могут работать в режиме охлаждения помещений практически при любых отрицательных температурах наружного воздуха. Использование наружных блоков с водяным теплообменником позволяет при необходимости значительно увеличивать расстояние от обслуживаемых помещений до места сброса тепла в окружающую среду.

В другой модификации системы может использоваться ледяной аккумулятор холода, в котором она преимущественно в ночное время, когда тарифы на электроэнергию понижены, охлаждает воду до нулевой температуры с образованием ледяной шуги. Аккумулятор холода позволяет сглаживать суточные колебания тепловой нагрузки и выполняет программу переохлаждения холодильного агента перед дросселированием, повышая эффективность холодильного цикла.

Сравнительный анализ VRV и системы типа "чиллер-центральный кондиционер-фанкойл", по данным DAIKIN

Возьмем для примера многоэтажное здание в центре Москвы площадью 10656 квадратных метров. Для сравнения двух систем в качестве типового помещения рассмотрим офис площадью 18 кв. м, в котором работают три человека. В офисе три компьютера, принтер, имеется искусственное освещение.

Постоянные теплопритоки, не зависящие от времени года, составляют:

• от компьютеров 3 х 250 = 750 Вт
• от людей 3 х 150 = 450 Вт
• от принтера 500 Вт
• от освещения 360 Вт
• Итого 2060 Вт

С учетом коэффициента одновременности действия тепловых нагрузок 0,75 средняя тепловая нагрузка в типовом помещении составит
2060 х 0,75 = 1545 Вт.

Удельная постоянная тепловая нагрузка
1545 : 18 = 86 Вт/кв. м.

В летний период удельная тепловая нагрузка через ограждения составляет около 30 Вт/кв. м.

Таким образом, суммарная удельная тепловая нагрузка летом в типовом помещении составит
86 + 30 = 116 Вт/кв. м.

Поэтому тепловая нагрузка в здании составит
0,116 х 10656 + 149 = 1385 кВт,

где 149 кВт составляет нагрузка от наружного воздуха, 10656 кв. м - площадь кондиционируемых помещений в здании.

Расчетная холодопроизводительность системы кондиционирования - 1385 кВт.

вверх

Таблица 1. Традиционная система центрального кондиционирования воздуха (чилер--центральный кондиционер--фанкойлы)

вверх

Таблица 2. Центральная интеллектуальная система комфортного кондиционирования (VRV)

вверх

Капитальные затраты (суммарные первоначальные затраты) по варианту 2 (система VRV) составляют 1801884 USD, что на 4% выше, чем в варианте 1 (чилер + фанкойлы) - 1747255 USD.

Эксплуатационные расходы по варианту 2 (система VRV) составляют 60856 USD/год, что ниже на 45%, чем в варианте 1 (чилер + фанкойлы) - 114389 USD/год.

Стоимость потребляемой электроэнергии по варианту 2 (система VRV) составляют 9478 USD/год, что ниже на 45%, чем в варианте 1 (чилер + фанкойлы) - 15345 USD/год.

Приведенные затраты по результатам эксплуатации в варианте 2 (система VRV) составляют 2106164 USD, что на 10% ниже, чем в варианте 1 (чилер + фанкойлы) - 2319200 USD, за первые 5 лет эксплуатации.

Мнения экспертов:

Харитонов Борис Петрович, технический директор компании "ДАИЧИ"

Система VRV - это новое направление развития центральных систем кондиционирования. Корпорация DAIKIN, разрабатывая эту систему, ставила задачу создания системы кондиционирования ХХI века и успешно с ней справилась.

Центральная интеллектуальная система кондиционирования VRV - это прежде всего комплексная система со всеми функциональными возможностями традиционных центральных систем кондиционирования.

Существует большой перечень преимуществ систем VRV перед традиционными системами центрального кондиционирования, главными из которых являются:

• высокий уровень комфорта для потребителя,
• рекордно низкое потребление электроэнергии,
• удобство эксплуатации,
• надежность оборудования.

Система VRV поставляется комплектно. Модульный принцип построения системы позволяет использовать ее для зданий различного назначения и размеров. Важно отметить, что все элементы оборудования, установленные в здании, имеют систему компьютерного управления и мониторинга, объединяющую их в единый комплекс.

Системы VRV целесообразно использовать прежде всего в тех помещениях, где предъявляются повышенные индивидуальные требования к уровню комфорта. Это относится к элитному жилью или престижным офисным помещениям.

Вместе с тем может быть выбрана конфигурация системы, которая будет целесообразна и для стандартных комфортных помещений.

Что же касается этажности и размеров зданий, то, на мой взгляд, ограничений для применения VRV-систем не существует. Как и в других случаях необходимо только выделить место в здании для размещения оборудования. Широко известны примеры использования VRV-систем в небоскребах.

Только в Европе за последнее время установлено свыше 60000 подобных систем.

Кто же победит в "непримиримой битве" между системами типа "чилер-центральный кондиционер-фанкойлы" и системами VRV? Ответ дает, на мой взгляд, самый объективный судья - японская корпорация DAIKIN. Она по-прежнему продолжает производить великолепные чилеры, фанкойлы и одновременно ускоренными темпами наращивает выпуск VRV-систем. Победит целесообразность. Например, в многофункциональном здании для кондиционирования залов, столовых и других помещений большой площади целесообразно использовать центральные кондиционеры с централизованным охлаждением воздуха с помощью чилеров. В офисных и других помещениях с повышенными требованиями к комфорту, безусловно, самым удачным решением будет использование VRV-систем. Тем более, что они позволяют в любое время суток обеспечить комфортные условия в любом количестве помещений (даже в одном во всем здании) с самым минимальным потреблением электроэнергии.