Сравнение технических характеристик VRF систем кондиционирования различных производителей

25 мая 2010

Наиболее динамично развивающимся во всем мире классом систем кондиционирования являются системы типа VRF (VRF - переменный расход фреона). С одной стороны, эти системы обладают функциональными преимуществами местных систем кондиционирования: индивидуальное регулирование внутренних блоков, независимое поддержание требуемой температуры в обслуживаемых помещениях, удобство систем местного управления. С другой стороны, эти системы содержат конструктивные преимущества систем центрального кондиционирования: охват единой системой большого количества помещений, возможность обслуживания сколько угодно больших зданий за счет модульности конструкции, отсутствие наружных блоков на фасадах зданий. Функциональные удобства местных систем и конструктивные преимущества центральных кондиционеров обеспечили VRF системам активное развитие в настоящий период и доминирование на климатическом рынке в ближайшем будущем.
     Уже сегодня системы класса VRF производят многие компании из Японии, Кореи и Китая. Данной статьей мы открываем цикл материалов, посвященных техническому анализу и сравнению современных VRF систем различных производителей по многим критериям: фактической производительности, энергоэффективности, надежности, уровню шума и т.д. Источником всех приведенных данных являются технические каталоги заводов – изготовителей VRF систем.

Часть 1. Фактическая производительность VRF систем.

Очень часто при подборе или проектировании систем кондиционирования воздуха руководствуются данными производительности, указанными в рекламных каталогах. Это не совсем верный подход (а точнее, совсем не верный), так как в каталогах все характеристики систем указываются при определенных стандартных (номинальных) параметрах (ISO5151). Какие же это параметры для систем класса VRF (табл. 1).

Таблица 1. Стандартные параметры испытания кондиционеров VRF.
 

 Параметры  Режим охлаждения  Режим обогрева
 1.   Длина соединительных трубопроводов   7,5 метров
 2. Разность высот между наружным и внутренними блоками   0 метров
 3. Температура внутреннего воздуха по сухому термометру  27 C  20 C
 4. Температура внутреннего воздуха по влажному термометру  19 C 15 C
 5. Температура наружного воздуха по сухому термометру  35 C  7 C
6. Температура наружного воздуха по влажному термометру 24 C 6 C
7. Коэффициент загрузки наружного блока   100%

 Можно ли смонтировать реальную VRF систему, которая будет работать в указанных условиях? Конечно - нет, т.к. фактические условия эксплуатации кондиционеров значительно отличаются от стандартных параметров. Поэтому реальные характеристики кондиционеров существенно отличаются от номинальных характеристик.
Как правило, главным режимом работы кондиционеров является режим охлаждения. На фактическую мощность кондиционеров по холоду в основном оказывают влияние следующие факторы: температура внутреннего воздуха и длина соединительных трубопроводов.
1.    Влияние температуры внутреннего воздуха.
     Оптимальные параметры внутреннего воздуха, принимаемые при расчетах систем кондиционирования воздуха для теплого периода года (ГОСТ30494) приведены в таблице 2.
Таблица 2.
 

Период года Температура воздуха, С Относительная влажность воздуха, % Скорость движения воздуха, м/с, не более
Теплый  20 – 22
23 – 25
60 – 30
60 – 30
0,2
0,3

     Как видно из таблицы 2, российские нормативные параметры внутреннего воздуха отличаются от номинальных параметров, установленных для испытания кондиционеров. Температура +27 С даже не попадает в рекомендованный диапазон оптимальных температур +20 +25 С. Очевидно, что производительность систем при изменившихся расчетных параметрах также измениться. При уменьшении температуры внутреннего воздуха уменьшается градиент температур на теплообменнике внутреннего блока, соответственно мощность внутреннего блока станет меньше. Насколько уменьшиться фактическая мощность внутренних блоков различных брендов – мы увидим на графике (рис. 1) и в таблице.

Рис. 1. Полная производительность настенных внутренних блоков номиналом 3,6 кВт.

Температура в помещении, С
 
D VRVIII (FXAQ32M9) MHI KX6 (FDK36KXE6) FG V2 (ASGA12LACH) LG Multi V (ARNU12GSE*2) Samsung DVM (AVXWBH036E*) Midea MDV D (MDV-D36G) MHI KX6 (FDK36KXE6 MAX)
27 3,60 3,60 3,60 3,60 3,60 3,60 3,78
26 3,40 3,42 3,30 3,40 3,40 3,30 3,59
25 3,23 3,25 3,10 3,23 3,23 3,13 3,41
24 3,07 3,08 2,90 3,07 3,07 2,97 3,23
23 2,90 2,91 2,70 2,90 2,90 2,80 3,05
22 2,73 2,83 2,60 2,73 2,77 2,67 2,97
21 2,57 2,74 2,50 2,57 2,63 2,53 2,88
20 2,40 2,66 2,40 2,40 2,50 2,40 2,80
Рейтинг (+23С) 3 2 5 3 3 4 1

Как видно из этого графика, фактическая производительность внутренних блоков будет падать, но не у всех одинаково. Если при номинальной температуре внутреннего воздуха +27 С производительность по холоду была одинакова (3,6 кВт), то при фактической температуре эксплуатации потери мощности различны. Меньше всего теряет свою производительность внутренний блок MITSUBISHI Heavy FDK36KXE6. Например, при температуре внутреннего воздуха +20 С полная производительность внутреннего блока FDK36KXE6 равна 2.66 кВт (лучший показатель), а у многих других брендов 2.40. Примечательно, что внутренние блоки системы КХ6 MITSUBISHI Heavy имеют возможность увеличивать свою производительность выше номинальной, т.к. имеют встроенную функцию увеличивать производительность вентилятора. Все расчеты приводятся на высокой скорости вентилятора, но дополнительно доступна и повышенная скорость. На повышенной скорости производительность внутреннего блока также повышается (FDK36KXE6 MAX). Уровень шума внутреннего блока, конечно, растет, но зато в пиковый режим теплоизбытков помещений возможно увеличить производительность кондиционера выше расчетной.
      Иногда при расчетах учитывают не полную, а явную производительность внутреннего блока, т.е. без учета удаления влаги. Практически произвести такой расчет достаточно сложно, т.к. мы не знаем, какая будет фактическая влажность в обслуживаемом помещении, а от нее соответственно зависит и явная производительность.  Но, тем не менее, приведен график явной производительности внутренних блоков (рис. 2). Явная производительность внутренних блоков MITSUBISHI Heavy также выше.

Рис. 2. Явная производительность настенных внутренних блоков номиналом 3,6



Температура в помещении, С
 
D VRVIII (FXAQ32M9) MHI KX6 (FDK36KXE6)
FG V2 (ASGA12LACH) LG Multi V (ARNU12GSE*2) Samsung DVM (AVXWBH036E*) Midea MDV D (MDV-D36G) MHI KX6 (FDK36KXE6 MAX)
27 2,70 2,81
2,70 2,60 2,40  2,70  3,02
26 2,60 2,80 2,60 2,60 2,30  2,70  3,00
25 2,53 2,70 2,50 2,53 2,27  2,60  2,90
24 2,47 2,60 2,40 2,47 2,23  2,50  2,79
23 2,40 2,50 2,30 2,40 2,20  2,40  2,69
22 2,33 2,50
2,13 2,30 2,17  2,33  2,69
21 2,27 2,49
1,97 2,20 2,13  2,27  2,68
20 2,20 2,49
1,80 2,10 2,10  2,20  2,68
Рейтинг (+23С) 3 2 4 3 5 3 1

 2.    Влияние длины фреоновых трубопроводов.

Стандартная длина фреонопроводов, при которой приводятся характеристики всех наружных блоков -  7,5 метров. При этом максимальная длина от наружного блока до самого удаленного внутреннего у современных VRF систем может достигать 160 метров.
Особенностью систем автоматического регулирования VRF систем является поддержание определенного давления на выходе и входе наружного блока (рис. 3). Потери давления в системе также зависят от расхода фреона G и гидравлической характеристики сети k:

Таким образом, при увеличении длины магистралей выше номинала 7,5 метров происходит увеличение гидравлической характеристики сети и, соответственно, уменьшение расхода фреона в системе (для сохранения постоянного перепада давления).

Рис. 3. График изменения давления в подающем и обратном фреонопроводах.
Пропорционально уменьшению расхода фреона происходит уменьшение мощности наружного блока (рис. 4).

Рис. 4. Коэффициент снижения производительности наружного блока FDC400KXE6

Снижение производительности наружного блока зависит главным образом от эффективности работы одного элемента холодильного контура – переохладителя фреона (рис. 5).


 

Рис. 5. Схема фреонового контура наружного блока FDC400KXE6 системы КХ6 MITSUBISHI Heavy. Выделен переохладитель фреона.

В обычной сплит системе жидкий фреон выходит из наружного блока в так называемом насыщенном состоянии и любые местные сопротивления вызывают повышение давления и соответственно небольшое вскипание фреона. Далее идет увеличение объема хладагента, увеличение скорости движения и еще большие потери давления. Что в конечном итоге приводит к резкому уменьшению производительности системы. Для систем класса VRF характерна работа при большей длине трубопроводов, поэтому, как правило, в схему наружного блока включают переохладитель фреона (рис. 5). Малая часть фреона дросселируется и через противоточный теплообменник охлаждает основной поток, который идет к внутренним блокам в ненасыщенном (переохлажденном) состоянии. Благодаря эффективной работе этого элемента значительно снижаются потери мощности  и увеличивается возможная длина трубопроводов.
Но не все одинаковые по каталогу наружные блоки систем VRF обладают одинаковыми потерями производительности. На рисунке 6 изображен сводный график коррекции мощности наружных блоков по длине трубопроводов.

Рис. 6. Коэффициент снижения производительности наружных блоков различных брендов
 

Несмотря на то, что все наружные блоки рассматриваются в одинаковых условиях (номинальная производительность 40 кВт, эквивалентная длина трубопроводов 150 метров, диаметры газовой и жидкостной труб 28,6 и 12,7 мм), потери мощности у них сильно отличаются. Минимальными потерями обладает наружный блок Mitsubishi Heavi FDC400KXE6 MITSUBISHI Heavy – всего 7%, далее идет Samsung DVM PLUS III – 11% и DAIKIN VRVIII – 14%. Наибольшими потерями обладают SANYO (SPW-C1305DXHN8) – 26% и TOSHIBA (MMY-AP1401HT8) – 24%.

Заключение. Для адекватного подбора оборудования необходимо руководствоваться его фактической, а не номинальной производительностью. Фактическая производительность внутренних и наружных блоков системы КХ6 MITSUBISHI Heavy превышает аналогичные модели конкурентов. Приведенные технические характеристики систем взяты из технических мануалов заводов изготовителей.