VRF-системы

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?

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.

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).

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 (рис. 7):

• 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-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. Cиняя линия – VRF, красная линия – кондиционер Split

Рис. 5. Рабочий диапазон наружных температур

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.

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.

 

Дмитрий ДОРОФЕЕВ
эксперт журнала "Строительная Инженерия"

Источник: Строительная инженерия