Что такое мультизональные кондиционеры

Обновлено: 02.05.2024

Что такое мультизональная система кондиционирования

Принцип функционирования кондиционера базируется на циркулировании фреона между внешним и внутренними блоками. Основное отличие мультизонального монтажа от стандартных чиллер-фанкойлов заключается в строгой дозировке фреона. Данные конструктивные особенности обеспечивают энергосбережение, позволяют производить настройки температуры до одного градуса.

Принцип монтажа

Количество наружных блоков может достигать трех штук, все зависит от габаритов здания и назначения климатической техники. Максимальная дистанция между внешним и внутренним блоком может достигать 50 и 150 м по вертикали и горизонтали соответственно. Это позволяет размещать внешнюю часть на кровлю или в подвальное помещение.
Данное решение несет особую ценность в исторических частях города. Кондиционеры не портят внешний облик здания. Управление осуществляется автоматически при помощи программного обеспечения. Команды с централизованного пульта управления транслируются на терморегуляторы. Доставка хладагента поступает в установку через разветвленную сеть трубопроводов. При выборе модели системы кондиционирования учитываются такие факторы, как площадь помещения, его назначение и наличие требований.

В здания устанавливаются следующие виды систем кондиционирования:

настенный;
кассетный;
канальный.

Кондиционеры устанавливаются на частные или общественные здания. Основной недостаток мультизональных моделей заключается в большой стоимости. Затраты окупаются в процессе эксплуатации системы кондиционирования за счет энергоэффективности, простоты обслуживания.

Мультизональные vrv и vrf установки

Преимущества и недостатки следует сравнить с решениями, использующимися при монтаже кондиционеров больших зданий чиллер-фанкойлов.

Отличия vrv и vrf установок, чиллер-фанкойла:

по типу передачи теплоносителя;
по комфорту потребителя;
по конструктивным особенностям.

Vrv и vrf

Фреон испаряется в теплообменнике установленного в помещении блока. Точная регулировка обеспечивается за счет применения компрессоров переменной производительности. Обмен информацией через ПО обеспечивает оптимальный выбор температуры фреона, а также дозировку газа, его отправку в определенное место. Автоматическое регулирование позволяет плавно менять скорость вентилятора. Пионером в разработке систем кондиционирования установок нового поколения является компания Daikin Industries.

высокая стоимость;
высокая стоимость изменения структуры частей системы, необходимости в полной остановке системы на период внедрения нововведений;
ограничение линейных размеров трасс.

Чиллер-фанкойлы

Установка обеспечивает циркуляцию охлажденной чиллером жидкости. Производительность чиллера меняется в зависимости от температуры поступающего в теплообменник теплоносителя. Ступенчатая система регулировки потребляет большое количество энергии. Чиллеры характеризуются высокой инерционностью, отсутствием возможности точно настраивать технику.
Клапанная регулировка в двух положениях обеспечивает колебание температурных показателей в помещении. Самыми известными производителями чиллеров являются бренды Электролюкс, Мицубиси.

Сегодня основной целью строительных компаний является обеспечение максимального комфорта при минимальных затратах. Решение такого вопроса – уменьшение затрат, что не является выходом из ситуации, либо оптимизировать используемую энергию. Благодаря мультизональным системам решение подобного рода вопроса становится проще. Системы набирают популярность и востребованность.

Мультизональные системы

Мультизональная система

Мультизональная система - это система, состоящая из одного наружного блока и нескольких внутренних. Нужное число внутренних блоков устанавливается в помещениях, а наружный блок - в подвале, техническом этаже или на крыше. Блоки соединяются посредством общего трубопровода.

VRF система кондиционирования

Двухтрубная VRF система

Одновременная работа всех внутренних блоков либо на отопление, либо на охлаждение. Так же по второй трубе хладагент может подаваться из внешнего блока как в состоянии жидкости (выработка холода), так и в газообразном виде (выработка тепла).

Трехтрубная VRF система

По одной трубе - рабочее вещество поступает от внутренних блоков ко внешнему. Для возврата фреона в трёхтрубных системах к внутренним блокам отведено две трубки, по одной он поступает в виде газа, по другой – в виде жидкости. Поэтому и возможна самостоятельная работа внутренних блоков в разных режимах.

Трехтрубная VRF система

Преимущества VRF систем перед обычными сплит-системами:

Протяженность трассы. Компрессор способен прокачать фреон на расстояние до 300 м с перепадом высоты 30-35 м.
Один наружный блок - на несколько внутренних. Главным преимуществом такой конструкции является возможность подключения большого количества внутренних блоков лишь к одному наружному.
Варьируемое количество внутренних блоков. В случае появления новой комнаты в здании можно приобрести дополнительный внутренний блок и, путем подключения через микропроцессор, он будет в одной сети с прочими блоками.
Несколько типов внутренних блоков. В зависимости от специфики конкретного помещения выбирается подходящий тип внутреннего блока - кассетный, канальный, потолочный или настенный. Он будет поддерживать нужный микроклимат в помещении независимо от других.
Большая производительность. Система способна одновременно обогревать и охлаждать воздух в больших помещениях, площадь которых 150-500 м 2 .
Автоматическое управление. Во внутренних блоках устанавливается терморегулирующий вентиль на электронном управлении, за счет чего обеспечивается подача нужного объема хладагента. Автоматика определяет, какое количество хладагента необходимо подать на конкретный внутренний блок, работающий в индивидуальных температурных условиях, чтобы избежать бесполезного расхода рабочего вещества.
Надежность. Производитель обещает надежную работу системы на 25-30 лет по сравнению с обычными кондиционерами со сроком службы 7 лет.
Возможность качественной диспетчеризации. Всю систему можно запрограммировать, чтобы, например, все кондиционеры начинали свою работу за полчаса до прихода сотрудников на рабочее место или возвращения хозяев домой.
Разнообразие управления. Возможно индивидуальное управление с пульта непосредственно внутренним блоком в помещении или общий централизованный контроль всей системы.
Работа при низкой окружающей температуре. Мультизональная техника способна функционировать в весьма жестких температурных условиях. Допустимое предельное значение температуры - до -50 ˚ С, в зависимости от марки и модели оборудования.
Высокое КПД (Коэффициент полезного действия). КПД такой системы значительно выше, чем у простых инверторных кондиционеров, т.к. в обслуживании нуждается только один наружный блок.
Точность регулировки температурного режима до ±0,5 ˚ С.
Аварийная безопасность. В случае отключения одного внутреннего блока вся сеть продолжает работу.
Спектр использования мультизональных систем. Высокоэтажные жилые дома, офисы, автосалоны, коттеджи, отели, торговые центры…

Недостатки VRF систем

Высокая цена по сравнению с обычными кондиционерами.
Сложность расчета. Важным фактором является грамотное построение схемы системы вентиляции и кондиционирования. Следует правильно учесть все параметры помещения и уяснения его целей. Просчеты на этих этапах могут привести к нежелательным последствиям: потери электроэнергии, снижение эффективности работы оборудования.
Выбор одной фирмы всех составляющих системы. При всем том, что система весьма интеллектуальная, для нормальной работы желательно, чтобы она полностью производилась одной фирмой, т.к. все части имеют электронные составляющие детали, которые должны согласовываться друг с другом для обеспечения бесперебойной работы.
Опасность утечки хладагента в случае пробоя трубопроводной трассы. Система в этом случае прекратит свое функционирование из-за поломки.
Сложность монтажных и пуско-наладочных работ. Как и любая прочая техника, данное оборудование нуждается в периодическом ТО и плановой проверке. Любой монтаж должен проходить строго сотрудниками сервисного центра, т.к. работа с этим оборудованием является сложной и специфической. Несоблюдение рекомендаций влечет за собой поломку и сбой в целой системе.
Отключение. В случае отказа внешнего блока вся система будет отключена.

Особенности устройства VRF систем

Совмещение системы VRF с системой вентиляции.
VRF система является более надежной и стойка к аварийным ситуациям. Система может иметь несколько внешних блоков. В случае отключения одного из них, распределение нагрузки ляжет на другие блоки.
Выработка мощности внутренних блоков варьируется 2-18 кВт и выбирается для конкретного помещения в отдельности.
Система представляет собой интеллектуальную сеть с общей трассой фреонопроводов.
Прокладка трубопровода с хладагентом является самой сложной частью монтажа VRF системы. Даже установка внешнего и внутренних блоков сравнительно не является такой трудоемкой, хоть и для их установок требуются специалисты.

Особенности монтажа VRF систем

Отличительной особенностью монтажа фреоновой трассы VRF систем является процесс пайки медных труб. Пайка производится с применением азота. То есть в процессе пайки во внутрь трубы под давлением запускают азот, таким образом получается избежать нагара и окалины на внутренней поверхности трубы, которые в свою очередь во-первых разрушают трубу, а во-вторых являются крайне опасными для компрессора.

Соединение внутренних и внешнего блока осуществляется коллекторным способом. Разветвление трубы для распределения фреона осуществляется либо с применение одного или несколько коллекторов с одним входом и несколькими выходами, либо с применением рифнетов – своего рода тройников-разветвителей для медной трубы. Важным моментом является то, что они должны монтироваться строго горизонтально.

После пайки рефнетов необходима проверка на герметичность фреонового контура. Сделать это можно с помощью закольцевания системы и закачки азота под большим давлением. В этом состоянии система находится две недели. Пробой можно обнаружить при наличии свистов в системе и при падении давления азота.

Для отвода конденсата из внутренних блоков необходим монтаж дренажной системы. Для этого нужен подвод дренажных трубопроводов. Отвод дренажа возможен в имеющуюся канализационную систему либо в ливневую систему канализации.

Расположение наружного блока допустимо как на крыше здания, так и на уровне земли. Для монтажа внешнего блока необходимо подготовить площадку из фундамента с виброгасящими характеристиками.

VRF и VRV – в чем разница?

VRF и VRV системы

Расчет и подбор оборудования VRF систем

В проектировании VRF системы используются:

Основные законы естественных наук – закон сохранения массы и энергии. VRF система обменивается потоками воздуха со средой помещения и наружной средой здания.

Второй закон термодинамики. Из него следует, что для повышения тепловой энергии необходимо произвести механическую работу, получаемую от сжатия компрессора.

Расчет мощности внутренних блоков

Расчет мощности можно произвести, принимая условие, что мощность внутренних блоков Q_вн будет равна тому количеству холодного воздуха, который передан на теплообменник. Рассчитаем это объем воздуха:

k — коэффициент теплопередачи внутреннего блока, Вт/(м 2 ˚С);

F – площадь поверхности теплообмена, м 2 ;

t_вн1 – температура воздуха помещения на входе во внутренний блок, ˚С;

t_вн2 – температура воздуха помещения на выходе внутреннего блока, ˚С;

t_фр – температура закипания фреона, ˚С.

k * F – постоянная величина, зависящая от свойств материала блока и его габаритов;

t_фр – температура, которая постоянна и поддерживается автоматикой VRF системы.

Так же, мощность внутреннего блока равна мощности охлаждающего фреона, который поступает в блок:

G_фр — расход фреона во внутреннем блоке, кг/с;

q_фр — теплота фазового перехода 1 кг фреона, Вт/кг.

Из формулы 1 можно сделать вывод, что мощность внутреннего блока зависит, в первую очередь, от температуры воздуха на входе t_вн1. Из формулы 2 – что температура зависит от расхода фреона, поступающего в блок. По условию термодинамического баланса – какое количество энергии поступило к внутреннему блоку, такое же и отойдет от него. Следовательно, уравнение 1 и 2 можно приравнять:

Мощность блока можно увеличить путем повышения расхода хладагента G_фр с помощью терморегулятора. При понижении температуры воздуха в помещении мощность блока резко снизится.

Расчет мощности внешних блоков

При расчете мощности внешних блоков следует учитывать максимальную холодопроизводительность внутренних блоков. По формуле можем определить мощность наружного блока.

От расхода фреона G_фр и k_гидр - гидравлической характеристики сети зависит потеря давления в системе:

Путем контроля над этими характеристиками автоматическая система VRF поддерживает необходимое давление на входе и выходе наружного блока.

При превышении стандартной длины трассы равной 7,5 метров происходит возрастание k_гидр. Из-за этого происходит снижение расхода хладагента, а следовательно, уменьшение мощности блока.

График изменения давления при подаче и возвращении фреона

Подбор сечения трубопроводов производится специалистами на основании таблиц, подбор диаметров сечения труб – с учетом всех мощностей внутренних блоков системы.

Подбор рефнетов (разветвитель фреоновой магистрали) и коллекторов (собирающее устройство) производится на основании производительности внутренних блоков и выбранного диаметрального сечения трубопровода.

Ошибки при проектировании VRF системы

Недооценка производительности внутреннего блока. Подбор внутренних блоков приводится при стандартных условиях. Приведенные данные, по которым выбирается блок, предполагает условия воздуха для Японии. Температура внутреннего воздуха по сухому термометру 27 ˚ С, относительная влажность 50%. Для России же – температура 20-22 ˚ С, относительная влажность 30-60%.

Вертикальное расположение наружных блоков. Предпочтительней горизонтальное расположение блоков по причине того, что при больших перепадах высот фреон как энергоноситель – это не только жидкость, но и газ. Поэтому при значительной длине магистрали фреонопровода по высоте, может возникнуть процесс неравномерного поступления хладагента к блокам. Из-за этого холодопроизводительность нижних внутренних блоков будет лучше в ущерб верхним.

Объединение фреонопроводов в одну сеть. В случае утечки хладагента возможно попадание его в помещение с людьми, а значит, в дыхательные пути человека. Фреон R410A токсичным не является, но при нахождении 15 минут человеком в заполненной зоне фреоном, возможно удушье и летальный исход.

Не учитываются шумовые характеристики блоков. При подборе мощности внутренних блоков, заказчик может забыть об уровне шума, исходящем от блока. Шумовые характеристики тоже имеют свой регламент и его следует учитывать.

Частичная загрузка при проектировании. При первоначальном проектировании рассчитывается, что исходный набор внутренних блоков – это 100%-ая загрузка сети. Но через некоторое время возникает потребность наращивания количества блоков в помещении, но характеристики внешних блоков уже не рассчитаны на обеспечение такого количества.

Мультизональная система кондиционирования нашла свое применение там, где не справляются даже мощные сплит-системы. В отличие от бытовых версий, VRF и VRV – централизованные системы кондиционирования промышленного класса, представляющие собой целый комплекс модулей. VRF и VRV системы схожи с бытовыми или полупромышленными мульти-сплит-системами, но во многом их превосходят. Они разработаны специально для обслуживания жилых или административных зданий в несколько этажей.

Краткий обзор

Мультизональные системы предназначены для кондиционирования воздуха в нескольких зонах (помещениях или комнатах) посредством одного наружного модуля. Существуют и иные названия: VRF или VRV – значение одинаково, различие аббревиатур произошло после того, как родоначальник системы запатентовал свое изобретение (VRF). Следовательно, все три обозначения подразумевают один и тот же комплекс кондиционирования.

С технической точки зрения намного проще поддерживать стабильную работу одного или двух внешних блоков, чем двадцати, кроме того, большое их количество на фасаде здания портит внешний вид.

Мультисистемы VRV/VRF изготавливаются различными производителями — от элитных японских до бюджетных российских. Среди самых популярных торговых марок встречаются Mitsubishi, Daikin (автор системы VRF), Sanyo, Ballu и многие другие, каждая из них представляет собой одну и ту же систему с небольшими отступлениями.

Кондиционеры Daikin VRV IV-S RXYSCQ-TV Compact

Конструктивные особенности систем

Принцип работы комплекса напоминает мульти-слит-систему, но отличается большей производительностью, более сложной схемой. Каждая VRF/VRV система строится по блочному типу: чем больше помещений, тем больше внутренних модулей. Все блоки объединяются между собой единой фреоновой магистралью, состоящей из нескольких труб. В местах разветвления устанавливаются коллекторы или рефнеты. Система из двух труб предназначена для попеременного охлаждения или нагрева, а трасса из трех труб позволит нагревать и охлаждать воздух в разных помещениях одновременно.

Чтобы работа всего комплекса не зависела от надежности одного компрессора, допустимо устанавливать до трех наружных модулей. Это дает возможность использовать один блок в качестве резервного или расширять систему в будущем. Преимущество конструкции в том, что после запуска можно изменять комплекс кондиционирования, врезать дополнительные магистрали или заменять изношенные участки.

Горизонтальная протяженность трассы составляет порядка 150 м, а вертикальная – 50 м, что позволяет организовать систему кондиционирования на этаже, во всем здании или отдельной его части.

Схема монтажа мультизональной системы

Управление мультизональными VRF/VRV осуществляется несколькими способами:

через компьютер с помощью специализированной программы управления;
пультом ДУ для каждого внутреннего модуля;
с централизованного пульта управления, представляющего собой панель.

Следует учитывать, что мультизональные кондиционеры разных производителей могут отличаться, разница будет в максимальной численности внутренних модулей, протяженности трассы и составе хладагента.

Типы блоков

Как и сплит-системы, мультизональные комплексы кондиционирования имеют два модуля: внутренний, устанавливаемый непосредственно внутри помещения и внешний, который монтируют на уличной стороне здания. В качестве внешнего модуля чаще всего выбирают крышные модификации. Это выгоднее и проще в плане обслуживания: нет потребности прибегать к услугам альпинистов, кроме того, не страдает дизайн фасада здания.

Внутренний модуль не отличается от бытовых версий:

кассетный;
настенный;
настенно-потолочный;
канальный.

Выбор подходящего блока не ограничен и осуществляется на основании архитектуры или дизайна помещения.

Плюсы мультизональной системы

Подобные комплексы кондиционирования приобретают банки, офисные, торговые или административные здания. У VRF/VRV-систем множество преимуществ, что компенсирует высокую стоимость на стадии монтажа и установки.

Такие показатели позволят использовать мультизональные кондиционеры не только в производственных целях, но и для кондиционирования воздуха в жилом доме.

Безопасность и надежность

Если в обычных сплит-системах при поломке наружного бока парализуется вся система кондиционирования, то в VRF/VRV допустима установка нескольких внешних модулей. Когда один из них выходит из строя, нагрузка автоматически перераспределяется на другие, поддерживая работоспособность всего комплекса.

Простота конструкции выгодна лишь с одной стороны — единые магистрали трубопровода снабжают хладагентом десятки внутренних модулей. При повреждении трассы есть вероятность протечки фреона, что парализует всю систему кондиционирования. Кроме того, несмотря на заверения производителей, хладагент может быть вреден для человека.

Альтернативные решения

Мультизональные кондиционеры VRF/VRV надежнее своих конкурентов, но в качестве альтернативы выступает чиллер-фанкойл. Несмотря на внешнее сходство, чиллер уступает VRF/VRV по нескольким ключевым пунктам:

стоимость чиллера ниже, но энергопотребление примерно в два раза больше, соответственно, эксплуатация обойдется дороже;
требуется постоянный обслуживающий персонал;
возможность устанавливать насосы, баки, теплообменники и прочие дополнения выражаются в больших трудозатратах при монтаже и проектировании;
нет возможности подсоединения к HRV.

Режим работы челлера аналогичен VRF/VRV, управление осуществляется через централизованные панели, пультами ДУ или через персональный компьютер. Сравнение показывает, что VRF/VRV надежнее и практичнее челлера или мульти-сплит-систем.

По заявленным характеристикам мультизональные системы вполне подходят для установки в коттедже, но на практике это не рационально, ведь стоимость монтажа довольно высока.

Подводя итог, можно отметить высокую производительность VRF/VRV-систем, гибкость и надежность конструкции, простоту обслуживания. На сегодняшний день они нашли широкое применение для кондиционирования воздуха в административных и офисных зданиях, выставочных центрах или клубах.

Системы кондиционирования VRF/VRV предназначены для создания требуемых микроклиматических условий в крупных зданиях со множеством помещений. Они особенно актуальны, когда: нельзя нарушать целостность фасада, есть ограничения свободного места под внешний блок, очень длинная протяженность магистрали (которую не сможет прокачать обычный сплит) и т.д.

Подробнее о мультизональных системах

Комплексы кондиционирования VRF/VRV состоят из одного внешнего и несколько десятков внутренних модулей. Внешний блок соединяется с внутренними посредством фреоновых трубопроводов, при этом для каждого внутреннего модуля можно задать свой температурный режим. Это универсальные комплексы, подходящие для зданий большой площади.

VRF/VRV комплекс состоит из таких элементов:

Как работает мультизональная система VRF/VRV

Газообразный хладагент (фреон) подается из внутренних модулей во внешний блок, где сжимается с повышением температуры. Далее фреон конденсируется, охлаждается и переходит в жидкую фазу. Из конденсатора хладагент подается через разветвители и клапаны ЭРВ к внутренним блокам с испарителя. После превращения в газ фреон возвращается обратно в компрессор и цикл начинается заново. Этот принцип работы характерен для большинства систем кондиционирования воздуха.

Использование разветвителей (рефнетов) перед каждым внутренним блоком на газовой и жидкостной линии. Подбираются в зависимости от мощности внутреннего блока.
Возможность поддержания разного микроклимата в одном здании. Система управляется автоматикой и одновременно контролирует параметры работы каждого модуля.
Применение электронных расширительных вентилей (ЭРВ). Вентили ставятся перед каждым внутренним модулем. В отличие от механических терморегулирующих вентилей (ТРВ), электронные управляются через специальный контроллер, подключенный к температурным датчикам. Использование ЭРВ позволяет более точно регулировать подачу хладагента.
VRF/VRV системы бывают двухтрубными (комплекс работает только на охлаждение или подачу тепла) и трехтрубными (часть модулей охлаждает, часть – греет).

Есть ли разница между VRF и VRV системой?

Читайте также: