VRF-системы

Что такое VRF-система?

Мультизональные системы кондиционирования с регулируемым расходом хладагента, или VRF-системы — это наилучший из существующих сегодня способов создать оптимальные условия в офисных, производственных, торговых и других помещениях. Благодаря высокой мощности такое оборудование в состоянии обслужить множество жилых комнат, офисов, павильонов.

Наиболее авторитетные компании, в том числе TICA, официальным представителем которой на территории Содружества Независимых Государств является ООО «Биоконд», выпускают агрегаты, способные обеспечить комфортные условия одновременно в 8—64 помещениях общей площадью до 1100 кв.м (для меньшего количества объектов рекомендуется использовать мини VRF-системы). Причем они могут находиться на высоте до 110 метров. Нетрудно подсчитать, что если высота потолков в здании составляет, например, 2,5—3 м, то установленное климатическое оборудование легко справится со своей задачей как минимум на 35—40 этажах. По этой причине подобные VRF-системы специалисты относят к системам центрального кондиционирования. Такой эффект достигается благодаря использованию замкнутого контура, состоящего из множества внутренних и одного или нескольких наружных блоков, а также соединяющих их трубопроводов. По ним перемещается хладагент — специальное вещество, которое, испаряясь в одном теплообменнике, поглощает тепло, а конденсируясь в другом, выделяет его. Теплообменники находятся во внутренних и наружных блоках.

В роли хладагента в VRF-системах TICA выступает озонобезопасный фреон R410А, не наносящий вреда ни человеку, ни окружающей среде. Сегодня он является оптимальным с точки зрения безопасности, эффективности и затрат, связанных с созданием, эксплуатацией и обслуживанием использующего его оборудования. В случае утечки R410А кондиционер просто дозаправляется.

Наружный блок VRF-системы

Основным элементом VRF-системы является наружный блок. В нем находятся: компрессоры, сепаратор газа, уравнительный масляный контур, обеспечивающий равномерное распределение масла (применяется более надежная марка PVE), интеллектуальная система управления, теплообменник и вентилятор.

Помимо того, наружные блоки TIMS, выпускаемые TICA, оснащены 480-ступенчатыми электронными расширительными клапанами, для максимально точного регулирования потока хладагента. Благодаря этому в испаритель попадает ровно столько фреона, сколько необходимо для его полного испарения. Если поступающего хладагента окажется недостаточно, холодопроизводительность наружного блока снизится, и пользователи почувствуют, что в кондиционируемых помещениях стало жарко. Если же электронный расширительный клапан пропустит слишком большой поток хладагента, то он не успеет полностью перейти в газообразное состояние. В результате на вход компрессора попадет жидкость, которая в отличие от газа практически не сжимается. По этой причине агрегат может выйти из строя.

Используемая ведущими производителями, в том числе TICA, инверторная технология (инвертор преобразует переменный ток в цепи питания наружного блока в постоянный, а затем снова в переменный с частотой, необходимой для вращения двигателя компрессора и зависящей от заданных пользователем условий) позволяет быстро достичь требуемой температуры в помещении после включения кондиционера. Она поддерживается в пределах плюс-минус 0,3 градуса от заданного уровня и полностью соответствует предпочтениям пользователя.

Выделяемое инвертором тепло может влиять на стабильность и скорость работы всей системы. Чтобы этого не произошло, наружные блоки TIMS оснащены самыми современными системами охлаждения, использующими конденсированный хладагент, который совершает теплообмен с инвертором (его максимальная температура составляет 90 градусов). Благодаря этому температура устройства понижается, и оно продолжает работать стабильно и надежно.

Компрессор для VRF-системы

Сердце VRF-системы — компрессор. Он создает необходимое давление в системе кондиционирования, при котором фреон переходит из жидкого состояния в газообразное, и перемещает его по всему холодильному контуру. В таком состоянии хладагент поступает в теплообменник внутреннего блока, в котором, испаряясь, поглощает тепло. Затем фреон возвращается в теплообменник наружного блока и там охлаждается до жидкого состояния, а тепло выделяется в окружающую среду. Данный цикл повторяется многократно.

В VRF-системах TICA используется инверторный спиральный компрессор постоянного тока. На сегодняшний день это самый эффективный агрегат. Его двигатель работает постоянно, но в режиме частичной нагрузки, что позволяет:

• в два раза быстрее, чем это делает неинверторный кондиционер, установить требуемую температуру в помещении;
• благодаря плавному регулированию частоты вращения двигателя поддерживать температуру в объектах на заданной пользователем отметке;
• существенно снизить уровень шума, поскольку двигатель работает на малой скорости;
• повысить КПД компрессора и его тепло- или холодопроизводительность;
• снизить степень износа агрегата и увеличить срок его службы в два-три раза по сравнению с неинверторным аналогом;
• уменьшить нагрузку на электросеть, поскольку для включения компрессора не требуются большие пусковые токи. (Для включения обычного компрессора необходимы значительные стартовые токи, поскольку роторам его двигателя нужен разгон. Из-за этого до перехода в оптимальный рабочий режим вся система функционирует на максимуме, что негативно отражается на ее долговечности);
• снизить потребление электроэнергии на 20—50 %.

Важная конструктивная особенность DC-инверторного спирального компрессора, установленного в наружных блоках TIMS, — камера высокого давления. В таких устройствах масло подается за счет разности внутреннего давления и не зависит от частоты вращения двигателя. Непосредственная подача хладагента в спираль компрессора снижает степень нагрева всасываемого пара и увеличивает общую производительность агрегата. Выходящий из него газ используется для охлаждения двигателя и поддержания оптимальной температуры масла, в том числе при низкой температуре окружающей среды. Высокий коэффициент компрессии обеспечивает высокое давление на выходе, благодаря чему оптимизируется температура подаваемого воздуха и повышается тепловой коэффициент (COP).

Компрессоры, используемые в наружных блоках TICA, оснащены высокоэффективным двигателем с неодимовыми магнитами, в том числе благодаря которым достигается максимальный КПД. Имеют усовершенствованную трубку всасывания парообразного хладагента, что повышает производительность агрегата при работе на высоких скоростях, предохранительный клапан, снижающий потерю компрессии, особенно при среднем и низком давлении. Усовершенствованная конструкция контура хладагента обеспечивает лучшее охлаждение двигателя. Как следствие, он работает на более низких температурах, а его износостойкость и коэффициент полезного действия возрастают.

Помимо самых современных систем управления инвертором, хладагентом и подачей масла, в наружных блоках TIMS используется высокоэффективная технология EVI. Принцип ее работы таков. Хладагент дополнительно впрыскивается в камеру через трубку всасывания, за счет чего расширяется диапазон рабочих температур наружного блока, а его общая мощность увеличивается на 20 %. Благодаря этому VRF-система может работать в режиме охлаждения при температуре окружающей среды до +54 °C, а в режиме обогрева — до -25 °C. Дополнительно инжектируемый в камеру хладагент уменьшает степень сжатия и энергопотребление компрессора, а также на 10 % повышает тепловой коэффициент COP.

Какими бывают теплообменники?

В наружных блоках ведущих производителей кондиционеров, в том числе TICA, используется эффективный теплообменник, состоящий из медных трубок и алюминиевых ребер. Как правило, они покрываются гидрофобным или гидрофильным полимером. Приобретать кондиционеры, укомплектованные теплообменниками без нанесенных полимеров, не рекомендуется.

Оптимальным считается гидрофильное покрытие. Оно лучше предотвращает скопление грязи и пыли, препятствует задержке капель воды и их замораживанию между ребрами, как результат, эффективность теплообмена существенно возрастает. Кроме того, нанесенный полимер защищает металл от коррозии, появления грибков, плесени и неприятных запахов.

Теплообменники, установленные в блоках TIMS, оснащены высококачественными медными трубками и алюминиевыми ребрами. Трубки имеют насечки, благодаря чему площадь контакта с хладагентом увеличивается и эффективность теплообмена возрастает. Алюминиевые ребра защищены антикоррозионным и гидрофильным полимерными покрытиями с каждой стороны.

Для снижения температуры в наружных блоках используются вентиляторы. Их основные характеристики: производительность, КПД, уровень шума при эксплуатации и проч. Скорость вращения лопастей регулируется двигателем постоянного или переменного тока. Самыми эффективными считаются бесколлекторные инверторные двигатели постоянного тока. Именно они применяются в VRF-системах TICA. Их КПД заметно выше, чем у AC-двигателей. Кроме того, они позволяют плавно регулировать частоту вращения исходя из условий, заданных пользователем. За счет этого снижается энергопотребление, система работает более стабильно, а уровень ощущаемого шума сводится к минимуму.

Снижению шума способствуют и усовершенствованные лопасти вентилятора. Он имеет довольно значительный диаметр и обеспечивает приток большего объема воздуха, при этом вращается на меньшей скорости, вследствие чего снижается энергопотребление. Обтекаемая форма решетки вентилятора равномерно распределяет воздушный поток, и его сопротивление уменьшается.