Здание центрального административного корпуса «ЛУКОЙЛ-Пермь». VRF-система кондиционирования KX 4 от Mitsubishi Heavy Industries
Компактные наружные блоки, установленные на крыше бизнес-центра
Рис. 1. Комбинированная схема регулирования производительности наружного блока
Рис. 2. Инверторное регулирование мощности наружного блока Mitsubishi Heavy Industries (KX 4)
Рис. 3. Изменение холодильного коэффициента наружных блоков 18 НР при снижении их производительности
Почему именно низкое потребление электрической и тепловой энергии стало критерием при выборе оборудования для данного объекта? Ответ прост — здание находится в центре г. Перми, поэтому из-за плотной застройки тепловые и электрические сети сильно перегружены. Критерий энергоэффективности оборудования при выборе системы кондиционирования очень часто становится определяющим. Такой подход обоснован не только экономией энергии в период эксплуатации. Так как подводимая энергия тратится только по назначению, то, как правило, энергоэффективное оборудование отличается лучшими показателями надежности, меньшим уровнем шума и вибрации, большим сроком эксплуатации. Конструктивные характеристики здания:
- Количество этажей — 10.
- Тип внутренних блоков — кассетные четырехпоточные FDTA.
- Количество наружных блоков систем КХ МHI-41.
- Максимальная производительность систем кондиционирования по холоду — 1497 кВт.
В результате сравнительного анализа различных систем кондиционирования воздуха были выбраны VRF системы КХ 4 компании Mitsubishi Heavy Industries благодаря таким своим преимуществам, как энергоэффективность и надежность.
1. Энергоэффективность
Потребление электрической энергии системами кондиционирования воздуха в энергетическом балансе здания в теплый период занимает ведущее место. Достаточно отметить, что на кондиционирование одного квадратного метра площади офисного здания расходуется от 30 до 70 Вт электроэнергии. Мультизональные системы кондиционирования КХ 4 реализуют принцип позонного регулирования мощности, поэтому обладают следующими преимуществами, снижающими энергопотребление здания:
- Индивидуальное регулирование требуемой температуры внутреннего воздуха.
- Возможность отключения местных кондиционеров (внутренних блоков) в помещениях периодического использования.
- Регулирование холодопроизводительности в зависимости от теплоизбытков объекта кондиционирования в текущий период времени.
Принципиальным отличием КХ 4 от систем кондиционирования других производителей является компоновка компрессорного узла. Большинство производителей VRF-систем используют комбинированный компрессорный узел, когда один инверторный компрессор производит плавную регулировку производительности, а дополнительные ON–OFF компрессоры включаются, чтобы увеличить общую производительность наружного блока (рис. 1).
Однако Mitsubishi Heavy Industries в системе КХ 4 для регулирования производительности наружного блока использует только инверторные компрессоры (рис. 2). Ранее, в предыдущей серии KX 2, компания Mitsubishi Heavy Industries также использовала более простую и дешевую технологию комбинирования инверторного компрессора и ON–OFF компрессора. Однако в новой системе КХ 4 решили применить только инверторные компрессоры по причине увеличения надежности конструкции и улучшения энергоэффективности кондиционера.
Благодаря этому основной показатель энергоэффективности кондиционера — холодильный коэффициент — в линейке применяемых наружных блоков мощностью 12, 14, 16 НР-системы КХ 4 больше, чем у аналогичных моделей других японских производителей VRF-систем. Это номинальные значения холодильного коэффициента наружных блоков.
При максимальной загрузке кондиционеры работают лишь 5–10 % времени, а значительно больший период загрузка кондиционеров равна 60–80 %, поэтому именно в этот период с точки зрения затрат на электроэнергию важна величина холодильного коэффициента (рис. 3). В режиме неполной загрузки инверторные компрессоры значительно повышают свою эффективность с точки зрения холодильного коэффициента.
Если у ON–OFF компрессора величины производительности и энергопотребления практически не меняются, то инверторная технология позволяет значительно снизить энергопотребление наружного блока в целом. Холодильный коэффициент при уменьшении загрузки наружного блока у обеих систем увеличивается, но для МHI характерно большее значение холодильного коэффициента на всем диапазоне 50–100 % загрузки.
2. Надежность При эксплуатации систем с одним инверторным компрессором и дополнительными ON–OFF компрессорами возникает неравномерность времени работы компрессоров. Инверторный компрессор работает всегда, а остальные компрессоры по мере необходимости, поэтому износ компрессоров идет неравномерно. При использовании двух инверторных компрессоров в системе КХ 4 нагрузка на них распределяется равномерно, алгоритм попеременного включения в режиме неполной загрузки задает одинаковое время наработки каждого компрессора.
Чем больше компрессоров в наружном блоке, тем выше вероятность выхода одного из них из строя. Модели 8 НР у данных компаний скомпонованы подобно, с одним инверторным компрессором. А вот начиная с модели 10 НР и выше, количество компрессоров у системы КХ 4 MHI меньше, чем у аналогичных по мощности моделей.
В целом, при применении только инверторной технологии регулирования компрессоров за счет равномерного распределения нагрузки и времени наработки каждого компрессора, а также благодаря возможности использования меньшего количества компрессоров в холодильном контуре при одинаковой мощности, надежность компрессорного узла у системы КХ 4 компании Mitsubishi Heavy Industries значительно выше, чем у аналогичных моделей климатического оборудования, представленного на российском рынке.
