VRF-системы – период «взросления» технологии

С. Шовкопляс

Системы кондиционирования с переменным расходом хладагента (VRF) появились далеко не вчера. Преодолев период «детских болезней» в технологии и подходах по применению, сейчас эти системы приобретают заслуженную популярность и широкое распространение, включая Украину

VRF-системы кондиционирования сегодня выпускаются в широком диапазоне мощностей от нескольких киловатт до нескольких сотен киловатт, могут объединяться в каскады и применяются в различных типах недвижимости – от квартир и индивидуального жилья, до офисов, крупных жилых и коммерческих комплексов, торговых центров, спортивных помещений до производственных площадей.

Внешние блоки VRF-систем – их ключевые элементы. Именно исходя из их характеристик и возможностей формируются те или иные показатели производительности, протяженности магистралей, энергоэффективности, надежности и стоимости монтажа для системы в целом.

Современные мультизональные VRF-системы работают, как правило, в реверсивном режиме – то есть могут работать как на охлаждение воздуха, так и для нагрева воздуха в помещении.

Внутренние блоки отличаются широкой вариативностью дизайна и могут, как правило, применяться в качестве конечных устройств в системе с разными типами внешних блоков VRF-систем кондиционирования независимо от их серий.

Главная особенность VRF-систем новых серий – существенное улучшение показателей сезонной энергоэффективности и расширение диапазона работы на отопление в сторону низких температур.

Все чаще VRF-оборудование применяется в качестве единственной комплексной системы, способной полностью решить вопросы климатконтроля (отопления / охлаждения) – от многоэтажки до отдельной квартиры. А также проблему круглогодичной подготовки горячей воды вместе с предлагаемыми к ним водонагревательными блоками. Это даже можно уже назвать трендом.

Многие модели специально спроектированы для упрощения реконструкции старых VRF, без замены имеющихся линий подачи хладагента, с возможностью замены самого хладагента на новые, более экологичные марки. Ряд производителей разработал специальные программные приложения класса BIM, существенно упрощающие оптимальное проектирование мультизональных VRF-систем вместе со зданием, или облегчающие реконструкцию старых систем вентиляции и кондиционирования.

Данный обзор охватил основные торговые марки и производителей, в целом же список компаний, предлагающих свою VRF-продукцию в Украине, намного шире.

VRF-системы Hisense

Компания Hisense в Украине предлагает на рынке VRF-систем широкую гамму устройств разного назначения и производительности.

Новое поколение наружных блоков большой производительности представлено модельным рядом Hi-Flexi серии S с базовым блоком модульной системы – до 28 НР (80 кВт). Суммарная холодопроизводительность подключенных внутренних блоков может достигать величины в 416 кВт. Наружный блоки системы при этом имеют меньший вес и компактные габариты. Использование современных инверторных компрессоров Mitsubishi Electric с технологией Enhanced Vapor Injection позволяет в режиме нагрева эксплуатировать наружные блоки при внешней температуре до -25°С. Помимо работы в переходный период, у пользователей появляется дополнительный источник тепла зимой. Специально разработанный новый теплообменник с модернизированным оребрением увеличивает теплопередачу и энергоэффективность системы в целом. Во внешних блоках большой мощности используются вентиляторы с рабочим колесом диаметром 644 мм, что повышает теплосъем, увеличивает энергоэффективность, а также снижает уровня шума. Улучшенные инверторные приводы вентиляторов со статическим напором до 110Па обеспечивают оптимальное распределение воздушных потоков. Для наружных блоков серии S применяется модульный подход, так как блок состоит из двух отсеков: механического и электрического. Это упрощает ремонт и техническое обслуживание. Модульная секция электрического отсека уменьшает взаимные помехи, улучшает отвод тепла и повышает стабильность работы всей системы.

В наружных блоках серий Hi-Flexi Х используются современные компрессоры DC-inverter Mitsubishi Electric со встроенной функцией сепарации масла и дополнительным разгрузочным клапаном в спиральном блоке, который обеспечивает надежность и эффективность работы компрессора при частичных нагрузках. Холодильный контур оборудован системой двухступенчатого переохлаждения фреона. Вентилятор наружного блока с инверторным двигателем плавно и точно меняет скорость вращения, чтобы подстроить работу наружного блока под текущие потребности системы. Интеллектуальные системы управления позволяют максимально эффективно эксплуатировать систему (EER до 4,68) и интегрировать ее по большинству протоколов в систему «Умный дом» или вести раздельный учет энергопотребления блоков. Функция интеллектуальной разморозки теплообменника в режиме обогрева гарантирует стабильное отопление обслуживаемых помещений. Функция «ночной режим» дополнительно снижает уровень шума наружного блока при круглосуточном его использовании.

Максимальная производительность блоков серии Hi-Flexi Х составляет 175,5 кВт. Блоки обеспечивают работу при протяженных трассах с максимальной длиной ветки 190 м. Суммарная длина всех участков – 1000 м. Обеспечивается работа при большом перепаде высот между внутренними и наружными блоками: если наружный блок выше – 90 м, если внутренний блок ниже – 70 м. Перепад между внутренними блоками может достигать – 30 м. Расстояние от первого рефнета до дальнего блока – 90 м.

Внешние блоки Hi-Flexi серии R – это уникальная система рекуперации тепла, причем система может быть смонтирована как в 2-х трубном варианте (без рекуперации), так и в 3-х трубном варианте. Протяженность трассы – 7,5 м. Серия R оснащена DC-инверторными компрессорами Hitachi и работает на охлаждение – нагрев: 25,2 – 195,0 кВт (при коэффициенте неодновременности 130%). Система позволяет одновременно производить как холод, так и тепло. Принцип работы основан на переносе теплоты, которая снимается в режиме охлаждения в одном помещении, а также в помещение, где есть потребность в нагреве воздуха. Так как тепловыделения в помещениях разные и зависят от сезонного фактора и ориентации здания по сторонам света, распределение тепловой и холодильной нагрузок меняется с течением года, таким образом, система R-серии максимально гибко подстраивается под текущие потребности здания. Система с рекуперацией тепла Hi-Flexi серии R позволяет экономить до 20% электроэнергии по сравнению с традиционными мультизональными VRF-системами кондиционирования.

Система Hisense Hi-Flexi серии W с мощностью от 3 до 18 HP успешно сочетает в себе преимущества систем с водяным охлаждением конденсатора, систем мультизонального кондиционирования, технологий DC-Inverter, а также способна использовать различные альтернативные источники тепла: открытые водоемы, грунтовые воды, почву, сточные воды, что гарантирует экономию энергии. Традиционные холодильные машины с водяным охлаждением конденсатора имеют внушительные габариты и, как правило, требуют отдельного помещения для установки. Блоки же W-серии компактны, просты в транспортировке. Система может быть собрана из нескольких модулей, которые в свою очередь могут быть размещены в подсобных помещениях. Фреоновые коммуникации имеют меньший диаметр, чем водопроводные трубы, что также облегчает процесс инсталляции. Модули одинакового размера позволяют аккуратно и компактно разместить систему. С помощью комбинаций блоков можно выбрать наиболее подходящую систему в зависимости от потребностей внутренних блоков.

Для применения в жилом секторе особенно подходит линейка VRF-систем Hisense Hi-Smart.

Серия H с мощностью 11,2-43,5 кВт предназначена для охлаждения / нагревания (при коэффициенте неодновременности работы 130%). Это позволяет организовать систему кондиционирования более просто. Внешние блоки могут монтироваться на кронштейн на стене. В конструкции используется компрессор Hitachi с функцией сепарации масла, а для повышения эффективности холодильный контур оснащен дополнительной секцией переохлаждения фреона.

Особенности внешних блоков:

• во внешнем блоке применяются инверторные спиральные компрессоры;
• высокие показатели энергоэффективности;
• низкий уровень шума;
• интеллектуальное управление и интеллектуальная защита для повышения срока службы;
• компактные габариты.

К одному внешнему блоку VRF-системы Hi-Smart серии H с компактными габаритами может подключаться до 7 внутренних блоков разного типа.

Для бытовых нужд Hisense предлагает многофункциональные системы MF и AF. Эти системы являются тепловыми насосами, которые не только создают комфортный климат, но и способны обеспечить пользователя горячей водой для санитарных нужд, а также использовать в помещении «тёплый пол» с водяным обогревом. Используя технологию рекуперации тепла, система работает максимально эффективно, помогая получить максимальный комфорт и при этом потребляет минимум электроэнергии. При использовании данной системы кондиционирования, пользователь получает бытовую горячую воду практически бесплатно.

Внутренние блоки Hisense способны работать в режиме охлаждения / нагревания, их можно подключать к внешним блокам по выбору из широкого модельного ряда с учетом дизайна помещений и из других соображений потребителя.

Они различаются по типу на:

• настенные навесные;
• кассетные потолочные;
• кассетные компактные;
• напольно-настенные;
• канальные высоконапорные;
• канальные компактные блоки.

Сочетание большого выбора моделей внешних блоков с возможностью подключать большое количество внутренних блоков с разным дизайном и характеристиками, позволяет гарантированно создать VRF-систему с оптимальными характеристиками, удовлетворяющую самые различные требования потребителя.

VRF-системы Midea

Модульные наружные блоки VRF-систем Midea 6–го поколения серии MDV-V6 спроектированы для установки в зданиях любого масштаба в гражданском строительстве и коммерческой недвижимости. Серия включает 13 типоразмеров блоков, с возможностью модульного объединения при монтаже. Широкий диапазон рабочих температур наружного воздуха от -23 до +54°С. Теплопроизводительность составляет 100% от номинальной мощности при температуре окружающей среды до -5°С и 90% от номинальной мощности при -15°С. В целом работоспособность этой серии подтверждена тестами «Евровент» до -25 °C. Суммарная мощность внутренних блоков может составлять до 130% от мощности наружного.

Возможно модульное объединение до 3-х блоков (до 268 кВт) на общую фреоновую магистраль при монтаже (стандартно), более 3-х (до 358 кВт) опционально.

В системе используется один межблочный кабель для сети группового пульта CCM и один для всей совокупности внутренних блоков.

При объединении нескольких наружных блоков в одну систему время наработки блоков выравнивается путем смены ведущего и подчиненных блоков в модульной сборке и компрессоров в каждом блоке, что значительно увеличивает срок службы системы в целом.

В агрегатах с несколькими компрессорами, если один компрессор выходит из строя, другой компрессор может работать самостоятельно до 4 дней, что дает время для обслуживания или ремонта при сохранении комфорта.

Развитое микропроцессорное управление охватывает:

программируемый график для функции ночного бесшумного режима;
автоматическую адресацию внутренних блоков.
«интеллектуальный» цикл разморозки при работе на обогрев.

Интеллектуальная программа разморозки теплообменника наружного блока в режиме обогрева, рассчитывает время, необходимое для оттаивания теплообменника в соответствии с фактическим состоянием системы. Специальный клапан размораживания сокращает время, необходимое для оттаивания, до 4 минут.

Все компрессоры от Hitachi (EVI) построены на надежных масловозвратных насосах и подшипниках из стали повышенной прочности. Применены DC-моторы вентиляторов от Panasonic.

Возможен монтаж протяженного трубопровода магистрали одной системы общей длиной до 1 км; наибольшая длина трубопровода фактическая (эквивалентная) 175 м (200 м); наибольшая длина трубопровода после первого ответвления: 40/90 м. Разность уровней между внутренними блоками и наружным выше/ниже: 90 м/110 м. Разница по высоте между внутренними блоками системы: 30 м.

Самая длинная ветка после первого разветвителя составляет 40 м в стандартной комплектации, однако при использовании газовых магистралей расширенного диаметра она может быть увеличена и до 90 м. Магистрали и разветвители легко подбирать с помощью программы MDV Selection Software (MSS Ver.4.0).

Благодаря инверторному компрессору постоянного тока с непосредственным впрыском фреона в камеру сжатия (EVI) система VRF V6 может стабильно работать в режиме нагрева до -25°C, а общая работоспособность сохраняется и при -30°C c достаточным КПД (не ниже 2,2). Другие технические особенности включают:

• сброс пыли (зимой – снега) с теплообменника наружного блока;
• масловозвратный цикл (не требуется масловозвратных петель);
• фреоновое охлаждение силового модуля (IPM) управления компрессорами;
• Повышенная энергоэффективность и комфортность использования в комплекте с внутренними блоками MI2, 2-го поколения (с DC-моторами вентиляторов).

Также в 2020 году проектировщикам и специалистам будет предложена самая новая версия программы подбора оборудования Midea MSSP-VRF1.03, в которой предусмотрена функция экспорта данных и изображений подобранных (созданных) схем систем в AutoCAD,

Блоки управления AHU, могут обеспечить общий диапазон мощности от 9 до 225 кВт и совместимы со всеми наружными блоками Midea VRF и может использоваться вместе со всеми типами внутренних блоков Midea VRF. К блоку управления AHU можно подключать оборудование подготовки и подачи воздуха от сторонних производителей.

Присоединительные комплекты AHUKZ-XX B могут работать от PLC -контроллеров Siemens и других марок.

Внутренние блоки Midea VRF 2-го поколения представлены широким ассортиментом моделей различного дизайна и назначения:

• Настенного типа (M3-панель).
• Кассетного типа (одно, двух, и четырех направленные в размерности 600х600 мм и 950 х 950 мм).
• Напольного и напольно-потолочного типа (без корпуса, в корпусе).
• Канального типа (низкого, среднего и высокого напора, с мощностью 2-45 кВт).
• Блоки обработки свежего воздуха с мощностью 10-28 кВт.
• Рекуператоры тепла (HRV).

Все внутренние блоки оснащены высокоэффективными DC-двигателями вентиляторов до 7-ми скоростей и создают минимальный шум при работе, обеспечивая минимальные колебания температуры в помещении. На некоторых моделях есть зарезервированное отверстие для забора наружного воздуха, которое позволяет подавать наружный воздух непосредственно в агрегат, что позволяет обойтись без отдельной системы вентиляции. Дренажный насос с высотой подъема 750 мм или 500 мм (в зависимости от модели) устанавливается в качестве стандартного или опционального устройства, что упрощает монтаж дренажной системы.

Управлять внутренними блоками можно с инфракрасного, проводного (опция), группового пульта (опция), а также можно подключать к центральным сетям управления BMS.

VRF-системы Mitsubishi Heavy Industries

В 2019 г. компания Mitsubishi Heavy Industries, Ltd предлагает VRF-оборудование уже пятого поколения – системы серии КХZ, отличающиеся существенным приростом показателей энергосбережения.

За счет конструктивных усовершенствований и улучшения алгоритмов управления коэффициент энергоэффективности при работе в режиме охлаждения (EER) достиг параметра 3,9 для стандартной линейки и 4,6 для высокоэффективной линейки наружных блоков (увеличение EER до 40% по сравнению с серией KX6).

Также существенно увеличился коэффициент энергоэффективности в режиме обогрева (COP), особенно при работе системы с неполной нагрузкой (95% жизненного цикла центральной системы кондиционирования), сезонная эффективность улучшена почти на 60%.

В новой серии существенно расширены возможные комбинации наружных блоков: теперь, объединив 3 наружных блока, суммарная мощность системы составляет 168 кВт. Суммарная производительность увеличилась на 23% в сравнении с серией KX6.

К VRF-системам Mitsubishi Heavy серии КХZ мощностью от 95 кВт можно подключать до 80 внутренних блоков. В 2019 г. была обновлена линейка наружных блоков Micro KX (малая производительность) – ее модельный ряд теперь представлен 6 моделями от 12,1 до 33,5 кВт с возможностью загрузки до 150%.

Серия KXZ в целом отличается большей универсальностью. Модельный ряд включает блоки разной производительности, которые можно свободно комбинировать, то есть более точно подбирать оборудование для каждого объекта, экономя средства заказчика. Теперь сочетаются и стандартные модели, так как производитель отказался от моделей FDC с буквой K, ранее предназначенных исключительно для комбинаций, перейдя на универсальные блоки.

Модельный ряд КХZ дополнен блоками повышенной энергоэффективности, которые на 25-30% экономичнее по сравнению со стандартной серией.

Наружные блоки серии КХZ включают модели блоков малой мощности Micro KX (мощность от 12,1 до 33,5 кВт); стандартную серию KXZE1 (28‑168 кВт, количество подключаемых внутренних блоков – от 24 до 80), энергоэффективный ряд KXZXE1 – модели блоков серии Hi-COP (мощность 22,4-100 кВт, 29-80 подключаемых внутренних блоков), модельный ряд наружных блоков с рекуперацией тепла KXZRE1 (22,4-168 кВт, 29-80 подключаемых внутренних блоков).

По отдельному заказу клиента возможно изготовление блоков в специальном исполнении, с подключаемой мощностью внутренних блоков до 200%.

Перепад высот между наружным и внутренним блоками для стандартных моделей увеличен до 70 м (если наружный блок размещен выше). Перепад высот между наружным и внутренним блоками теперь составляет 40 м в случае, если наружный блок находится ниже. Максимальный перепад между внутренними блоками – до 18 м.

Новая функция системы управления VTCC, специально разработанная инженерами Mitsubishi Heavy Ind для экономии энергии в условиях частичной нагрузки при работе как на охлаждение, так и на обогрев, обеспечивает в каждом режиме работы дополнительное снижение затрат на электроэнергию до 34%.

В условиях частичной нагрузки VTCC автоматически регулирует мощность наружного блока по запросу от внутренних блоков. Например, когда внутри системы работает лишь часть внутренних блоков, VTCC управляет работой компрессоров по специальному алгоритму: когда половина работающих внутренних блоков приближается к заданной температуре, компрессор продолжает работать с повышением целевой производительности.

Постоянные плавные корректировки обеспечивают оптимальную загрузку мощностей внутренних блоков и способствуют энергосбережению, повышают комфорт для пользователя.

В серии KXZ установлены усовершенствованные спиральные компрессоры с двумя дополнительными выпускными клапанами, что дает возможность оптимально управлять давлением внутри компрессора. Благодаря данной разработке значительно повысилась стабильность работы на низкой частоте вращения компрессора, снизились скачки давления при сжатии хладагента, повысился срок службы компрессоров и уменьшилось энергопотребление системы в целом.

В новой серии KXZ можно задавать уровень максимальной производительности системы в определенное время суток с целью снижения пиковых энергозатрат (режим Peak Cut). Управление мощностью осуществляется с помощью проводного пульта RC-EX3A на 5-ти уровнях производительности: 100% – 80% – 60% – 40% – 0%.

В системе управления KXZ для повышения комфорта внедрена новая функция выбора алгоритмов работы Mode Rule, позволяющая выбирать приоритет работы по одному из 4-х сценариев:

• по первому блоку: система выбирает режим работы (обогрев или охлаждение) в зависимости от того, какой режим установлен на внутреннем блоке, который включили первым;
• по последнему блоку: система автоматически выбирает режим работы (обогрев или охлаждение) в зависимости от того, какой режим установлен на внутреннем блоке, который включили последним. В случае, если система сменит режим работы, например, на режим обогрева, то все внутренние блоки, работающие в режиме охлаждения, автоматически перейдут в режим вентиляции;
• приоритет большинства: система автоматически выбирает режим работы (обогрев или охлаждение) в зависимости от того, какой режим работы запрашивает большинство внутренних блоков;
• по основному блоку: система автоматически выбирает режим работы (обогрев или охлаждение) по тому, какой режим установлен пользователем на основном блоке.

В серии KXZ внедрена функция аварийной остановки и откачки хладагента из фреонового контура системы в случае обнаружения его утечки и фиксируется специальным датчиком.

В новой серии KXZ была существенно оптимизирована структура теплообменника. Новый теплообменник имеет увеличенную площадь (состоит из трех рядов) и многочисленные тонкие каналы специальной формы типа «паук». Благодаря этому удалось добиться более сбалансированного потока фреона, значительно повысить энергоэффективность системы и уменьшить обмерзание.

Для управления серией VRF-систем KXZ производитель использует слаботочную высокоскоростную систему передачи данных SuperLink-II. В рамках протокола обмена данными возможна интеграция любых агрегатов производства Mitsubishi Heavy Industries, Ltd в единую систему мониторинга и управления (в том числе удаленно), способную одновременно управлять работой до 128 внутренних и 32 наружных блоков. SuperLink-II легко интегрирует климатическую систему в диспетчеризацию инженерных систем более высокого уровня по большинству наиболее популярных открытых протоколов обмена данными: Lonworks, BacNet, Modbus RTU, KNX / EIB и др.

Внутренние блоки, работающие с системой KXZ, представлены широким выбором моделей следующих серий:

• FDTC – кассетный компактный 4-хпоточный;
• FDT – кассетный 4-хпоточный;
• FDTW – кассетный 2-поточный;
• FDTQ – кассетный однопоточный;
• FDTS – кассетный однопоточный;
• FDK – настенные;
• FDE – потолочные;
• FDFW, FDFL, FDFU – напольные;
• FDUM – канальные средненапорные;
• FDU – канальные высоконапорные;
• FDUT – канальные ультратонкие;
• FDUH – канальные компактные;
• FDU-F – канальные блоки со 100% притоком свежего воздуха.

Выбор оборудования VRF-систем серии KXZ существенно облегчает функцияE-solution – это специализированная программа, упрощающая процесс проектирования климатической системы и позволяет инженерам выбрать самое экономичное решение для каждого заказчика. С помощью E-solution можно легко и быстро подобрать оптимальные сочетания внутренних и наружных блоков, трубопроводов и элементов управления. Программа разработана для подбора как двухтрубной, так и трехтрубной системы. Программа позволяет генерировать электрические схемы и технические чертежи, которые могут быть экспортированы в AutoCAD или сохранены в формате PDF, а также выведены на печать.

BIM-модели всего оборудования серии KXZ существенно облегчат работу специалистов, реализующих проекты в Revit, ArchiCAD и других программах для BIM-проектирования.

Покупая полную статью, читатель ознакомится с техническими характеристиками и особенностями еще двух производителей, представленных в Украине.

Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok.  Долучайтесь!

Переглянуто: 7 104