Создав в 1982 году первую в мире систему кондиционирования с переменным расходом хладагента (VRV — Variable Refrigerant Volume), японская корпорация Daikin открыла новое направление развития климатической техники.

На первый взгляд конфигурация VRV-системы очень проста, но эта простота обманчива. В состав системы входят один наружный и до 64 внутренних блоков, объединенных между собой трубами для хладагента и электрическими проводами.

В настоящее время подобные системы под названием VRF (Variable Refrigerant Flow) выпускают компании Mitsubishi Electric, Mitsubishi Heavy, Hitachi, Kentatsu Denki, Toshiba-Carrier, Panasonic, General, Sanyo, Haier, LG, Samsung и другие. На сегодняшний день в России работает более 20 000 VRV-систем. Однако бесспорным лидером по продажам этого типа оборудования по-прежнему остается корпорация Daikin.

Чтобы лучше понять суть системы VRV, предлагаем вам мысленно вернуться в 1982 год и самим пройти путь, проделанный специалистами корпорации Daikin.

Одним из важных стимулов создания системы VRV был мировой энергетический кризис. Известно, что в крупном здании на долю климатической системы приходится существенная доля потребляемой электроэнергии. В то время традиционным решением для центральных систем кондиционирования было использование многозональной воздушно-водяной системы, в которой холодная и горячая вода циркулирует в трубах по всему зданию и с помощью местных кондиционеров доводчиков (фэнкойлов) охлаждает или нагревает воздух. Охлаждение циркулирующей воды производилось с помощью холодильных машин (чиллеров).

Рост цен на энергоносители заставил специалистов Daikin искать более энергоэффективное решение.

Удивительно, но оно лежало буквально на поверхности. Из учебников известно, что самое эффективное охлаждение — непосредственное. В системе непосредственного охлаждения тепло (холод) передается от воздуха в кондиционируемом помещении к наружному воздуху с помощью парокомпрессионной холодильной машины. При этом промежуточный теплоноситель не используется. Сегодня этот принцип широко распространен в климатической технике.

Однако в то время существовало препятствие, затрудняющее его использование в центральных системах кондиционирования. Дело в том, что при реализации этого принципа в большом здании необходимо прокладывать длинные трубы для хладагента. Чем трубы длиннее, тем сложнее возвращать в компрессор холодильное масло, которое перемещается вместе с хладагентом. Именно это и является причиной ограничений фреоновых магистралей по длине и перепаду высот между внутренними и наружными блоками.

Заслуга специалистов корпорации Daikin в том, что они изобрели и запатентовали специальную технологию возврата масла в компрессор. Именно это изобретение позволило внедрить принцип непосредственного охлаждения в центральные системы кондиционирования и помогло компании Daikin установить рекорд суммарной длины труб для хладагента в одной системе, который составляет 1000 м.

Другие производители используют свои технологии возврата масла, но ни одна не позволила их VRF-системам превзойти продукцию Daikin по этому параметру.

Энергоэффективность VRV-системы определяется не только использованием принципа непосредственного охлаждения. Не менее важно и плавное регулирование производительности в зависимости от тепловой нагрузки на систему. Крайне неэкономично заставлять работать чиллер и обеспечивать циркуляцию холодной воды во всем здании, например, гостиницы, если кондиционирование используется лишь в нескольких номерах.

Поэтому в системе VRV был применен инверторный принцип регулирования производительности компрессора. Инвертор — это электронное устройство, которое позволяет менять частоту вращения вала компрессора, плавно изменяя таким образом расход хладагента.

Уникальная возможность экономии электроэнергии достигается в трехтрубной системе VRV за счет рекуперации. Тепло, отведенное от воздуха в охлаждаемых помещениях, передается туда, где требуется обогрев. При этом на передачу тепла затрачивается минимум дополнительной энергии. Иными словами, система осуществляет две полезные функции: охлаждение и нагрев, а электроэнергию потребляет в количестве, соответствующем только режиму охлаждения.

Можно смело утверждать, что среди систем кондиционирования с электрическим приводом система VRV является абсолютным чемпионом по энергоэффективности. В условиях Москвы для офисного здания потребление электроэнергии составит лишь 34 кВт·час в год на каждый квадратный метр кондиционируемой площади.

Как бы ни были важны вопросы энергоэффективности, главной задачей при разработке системы VRV было создание высокого уровня комфорта и обеспечение максимального удобства ее использования.

Плавное регулирование производительности позволяет более точно поддерживать температуру в помещении. Кроме того, по мере ее приближения к заданному значению к нему стремится и температура воздуха, выходящего из кондиционера. Это предотвращает возникновение сквозняков. Особое внимание в системе уделено поддержанию влажности. В режиме охлаждения этот параметр поддерживается в пределах 45−50%.

Обращает на себя внимание то, что внутренние блоки системы VRV могут быть самыми разнообразными. Это 96 моделей внутренних блоков, производимых Daikin, которые отличаются по мощности и по типу, что дает возможность специалистам проектировать систему кондиционирования с учетом пожеланий заказчика.

Концепция VRV-системы предусматривает, что все ее элементы должны легко доставляться к месту монтажа без специальных подъемно-транспортных средств. Размеры и вес наружных блоков позволяют поднимать их на обычном грузовом лифте и проносить через стандартные дверные проемы. Ограничение габаритов, а следовательно, и производительности обуславливает модульный принцип построения системы. Так, система кондиционирования большого здания может включать в себя много наружных блоков, объединенных единой системой управления.

Для того чтобы лучше понять работу системы VRV, проведем аналогию с организмом человека. Сердце в человеческом организме обеспечивает циркуляцию крови. Ту же функцию в системе VRV выполняет компрессор. Он обеспечивает циркуляцию хладагента во всей системе. «Кровеносная система» VRV состоит из длинной сети труб для хладагента. Хладагент, так же как и кровь, требуется постоянно очищать от продуктов «жизнедеятельности». Эта функция реализуется при помощи масловозвратного цикла и целого ряда специальных фильтров.

Для обеспечения стабильной работы оборудования в постоянно меняющихся условиях функционирования системе VRV необходим «мозг». Все элементы VRV включены в единую систему управления. Каждые 4 секунды по двум проводам-«нервам» огромное количество информации передается в контроллер наружного блока, который обрабатывает информацию и посылает управляющие сигналы к исполнительным механизмам.

Процессы, происходящие внутри VRV-системы, незаметны для большинства из нас. Зато результат — комфортные условия от Daikin — каждый может ощутить на себе.

Статья подготовлена Б. П. Харитоновым, техническим директором компании Daichi