VRF-система - универсальная система кондиционирования
помещений с большими площадями, которая способна
одновременно работать на нагрев и охлаждение...
Еще
15 лет назад в окнах любого советского учреждения торчали
коробки кондиционеров – моноблоки. Работали они примитивно:
в одну сторону выбрасывался холод, в другую – тепло. При
этом моноблоки досаждали своим владельцам монотонным звуком.
Чтобы избавиться от лишнего шума, была разработана
сплит-система. Моноблок разделили на две части - внутреннюю
и внешнюю. Шумный (внешний) блок проектировщики поместили за
пределами помещения и тем самым избавились от главного
недостатка моноблока. Сплит-система рассчитана на
кондиционирование одного сравнительно небольшого помещения.
Существует, правда, исключение – "канальный сплит", - в
котором часть воздуховодов перекидывается в соседнюю
комнату. Недостаток такого кондиционера очевиден: задавать и
отслеживать необходимые климатические параметры можно только
в одном помещении.
Для удешевления кондиционирования нескольких помещений была
создана мультисплит-система, состоящая из 2–7 внутренних
блоков и одного внешнего. Мульти-устройства позволили
регулировать климатические параметры в каждом помещении
самостоятельно и попутно решили эстетическую проблему – со
стен зданий почти исчезли малосимпатичные внешние блоки,
однако появилась другая: система оказалась не способна
обеспечить в соседних помещениях одновременно и нагрев, и
охлаждение. К тому же каждый внутренний блок "привязан" к
внешнему собственной системой проводов и трубок, что
усложняет монтаж системы и ее обслуживание. Межблочные
коммуникации мультисплит-систем ограничены до 25 м, это
сопряжено с неудобствами при монтаже.
Возможно, VRF-система решила все эти проблемы?
Что такое VRF?
VRF-система предназначена для кондиционирования площадей от
150 до 500 м2. В ней отсутствует приток наружного воздуха,
поэтому система не может обеспечить полный набор
климатических параметров (исключение – системы с
дополнительными вентиляционными блоками). В буквальном
переводе VRF (Variable Refrigerant Flow) означает
"переменный поток хладагента" и подчеркивает главную
особенность VRF – единую систему трубопроводов хладагента
(двух или трехтрубную). К этой системе присоединены
внутренние блоки, в которые с помощью электронных
терморегулирующих вентилей поступает необходимый объем
хладагента.
Рис.1. Типичная схема VRF-системы
Под VRF понимают любую систему кондиционирования аналогичной
конструкции в независимости от фирмы-производителя (SANYO,
MITSUBISHI). Автором же центральной интеллектуальной системы
кондиционирования, как называют ее сами разработчики, по
праву считается фирма DAIKIN, которая именует свои системы
VRV (Variable Refrigerant Volume), дословно: "переменный
объем хладагента".
VRF/ VRV-системы активно закупают банки, крупные офисы,
административные здания, торговые центры, отели.
Теоретически VRF-системы подходят для благоустройства
частного жилья, так как считается, что они способны
обеспечить самые комфортные условия для проживания. Но пока
в России широкого применения в коттеджах и квартирах
VRF-системы не получили из-за высокой стоимости на этапе
установки, хотя эксплутационная стоимость VRF-систем
сравнительно низкая.
Особенности VRF-систем
VRF- система строится по модульному принципу: чем больше
кондиционируемых помещений, тем большее количество модулей
входит в ее состав (VRF-система включает в себя несколько
десятков внутренних блоков). Все модули объединены общей
фреоновой трассой, которая состоит из двух или трех труб.
Система с двухтрубной трассой может работать только на
нагрев или охлаждение, трехтрубная - способна одновременно
нагревать и охлаждать помещения. VRF-система может
управляться с индивидуальных пультов (как и обычные
мультисплит-системы), с централизованного пульта управления,
который контролирует режимы работы всех внутренних блоков, а
так же с помощью персонального компьютера.
Рис. 2. Для VRV-2 максимальное расстояние по горизонтали
между блоками – 150 м
Основные характеристики VRF-систем разных производителей
несколько отличаются друг от друга. Но, так как основной
принцип действия аналогичен, рассмотрим его на примере одной
из систем производства компании DAIKIN – VRV-2, которая
работает с экологически чистым хладагентом R-407C и может
иметь до 32 внутренних блоков.
Максимальное расстояние между внутренними и наружным блоками
системы VRV-2 может достигать 150 м по горизонтали и 50 м по
вертикали (рис. 2). Это новация позволяет установить
наружный блок в любом укромном месте здания (как правило, на
крыше) и "раскидать" внутренние блоки сразу на пяти этажах.
Важной особенностью VRV-2 стала высокая энергоэффективность
(рис. 3). Как видно из графика, коэффициенты выделяемого
тепла/холода (СОР и EER соответственно) достаточно высоки,
что положительно характеризует VRF-системы относительно
других систем кондиционирования.
Рис. 3. EER – отношение количества выделяемого холода (кВт)
к потребляемой электроэнергии (кВт), СОР – отношение
количества выделяемого тепла (кВт) к потребляемой
электроэнергии (кВт))
VRV-2 обеспечивает равномерность охлаждения/нагрева воздуха
и четко поддерживает заданную постоянную температуру (рис.
4). Равномерность работы системы обеспечивается электронными
регулирующими вентилями внутреннего блока, которые тщательно
дозируют подачу хладагента с заданными параметрами в
теплообменник. Отметим, что отклонение температуры воздуха в
помещении от установленной величины не превышает полградуса.
Внутренние блоки VRF-систем имеют низкий уровень шума (в
среднем 25 дБА), что сравнимо с тихим шелестом листвы (рис.
5). Система работает в широком диапазоне температур (рис.
6).
VRF + вентиляция
Любые VRF-системы совместимы с вентиляционным блоком. К
рассмотренной выше системе VRV-2 можно подключить установку
приточно-вытяжной вентиляции (HRV) с утилизацией тепла
(рекуператором) с расходом воздуха 150-2000 м3/ч.
Эффективность теплообмена такой схемы приближается к 80%.
Зимой схема сокращает до минимума энергопотери, передавая
тепло вытяжного воздуха холодному (приточному) потоку
воздуха, летом снижает тепловую нагрузку на систему
кондиционирования в среднем на 20%.
HRV работает в трех режимах:
- режим полного теплообмена, когда приточный и вытяжной воздух
обмениваются теплом и влагой;
- режим перепуска, когда приточный воздух напрямую подается в
помещения, минуя теплообменный блок;
- автоматический режим, когда по температуре в помещении
автоматически выбирается оптимальный режим работы.
- VRF+ интеллект
- VRF-системы могут стать частью "интеллектуального здания"
(Intelligent Building Systems). Уже сейчас существует
программное обеспечение, способное полностью
автоматизировать управление кондиционированием. В качестве
примера можно привести интеллектуальные компьютерные системы
Lon Gateway, BACnet Gateway. С их помощью легко
устанавливается зонный контроль: объединяются внутренние
блоки в специальные зоны, а также создается график работы
VRF-системы на целый год. Полная автоматизация управления
позволяет значительно экономить электроэнергию.
Рис. 4. Синяя линия – VRF, красная линия – кондиционер Split
Рис. 5. Рабочий диапазон наружных температур
Аварийная безопасность
В мультисплит-системах при выходе из строя внутреннего блока
общая сеть продолжает функционировать, но при поломке
внешнего - неизбежна общая парализация работы системы. VRF
устойчивее к аварийным ситуациям. Она имеет несколько
внешних блоков, и при поломке одного из них нагрузка
автоматически перераспределяется на другие.
Упрощение системы трубопроводов VRF таит в себе существенный
недостаток: в случае прорыва любого трубопровода есть
опасность вытекания всего хладагента системы и, как
следствие, прекращение работы системы. Хладагент дорогой и,
чтобы не говорили производители, небезвреден для людей.
Альтернатива VRF-системе
Естественно, помимо мультисплит-систем и VRF-систем на рынке
существуют и другие решения кондиционирования помещений
больших площадей. Сравним две системы: VRF и чиллер-фанкойл
(см. табл.).
Рис. 6. Режимы теплообмена
1. Режим перепуска. 2. Режим полного теплообмена
Монтаж VRF-систем относительно прост. Конструкции
трубопроводов и кабельных линий существенно упрощены.
Отсутствуют такие "спутники" монтажа, как фильтры, запорные
клапаны и вентили. Все они уже размещены в блоках VRF и
вмонтированы в заводских условиях.
Таблица. Сравнение двух систем: на основе чиллер-фанкойла и
VRF-оборудования
VRF-система надежнее своих конкурентов. Ресурс обычных
кондиционеров рассчитан на 6-8 лет. Производители
VRF-системы обещают, что их продукция будет функционировать
25-30 лет. То есть количество ремонтов и плановых замен
оборудования существенно сокращается. Так ли это? Время
покажет.
