Проектирование VRF систем. Мультизональные кондиционеры

Проектирование VRF систем-делается это под заказ, для конкретных условий. Мультизональные кондиционеры востребованы чаще всего тогда, когда обычные сплит-системы не справляются с нагрузкой – например, жарким летом. Поставить отдельный кондиционер в каждой комнате дорого, а вот VRV VRF-оборудование бюджетно обеспечит комфортный микроклимат везде, где надо.

Что такое мультизональный кондиционер?

Как и намекает название, это система климат-контроля, способная обслуживать сразу несколько областей большого пространства либо отдельных комнат. Отличный вариант для офиса или большой квартиры, отеля. Также мультизональные системы востребованы для обустройства на промышленных предприятиях, в больницах.

Стоит учитывать, что не любой VRV-системе хватит мощности для одновременного обогрева или охлаждения всех площадей – параметры у модельного ряда разных производителей и у конкретных систем сильно отличаются.

Важный момент: есть два типа таких систем – VRV и VRF. Это аналоги, а называются по-разному из-за того, что первую запатентовала компания Daikin в 1982 году. И остальные производители систем климат-контроля вместо Variable Refrigerant Volume пишут в сопроводительных документах Variable Refrigerant Flow, что в значит изменяемый объем или поток хладагента, соответственно.

Если система климат-контроля мультизональная, значит у нее общий контур снабжения всех блоков фреоном. У внутренних модулей предусмотрен терморегулятор, изменяющий поступление хладагента из трубы адекватно нагрузке. Именно поэтому VRV/VRF системы обладают относительно большой точностью и стабильностью микроклимата, в отличие от обычных кондиционеров, для которых перепады температуры при включениях и выключениях совсем не редки.

Достоинства мультизональных кондиционеров

Их уже довольно много, как раз потому мультизональное оборудование и востребовано для банков, офисов, торговых комплексов. Этих плюсов настолько много, что они перевешивают дороговизну покупки и установки таких комплексов.

Так, у мультизональной системы любой из внутренних модулей работает автономно и регулируется отдельно, что делает систему гибкой. И хотя установка дорогая, технически она несложная – главным образом из-за сравнительно небольшой массы внутренних модулей. Для полного монтажа развитой системы на объекте достаточно привлечь всего несколько квалифицированных исполнителей.

Доступен широкий выбор внутренних блоков, они отличаются дизайном и производительностью. Можно легко подобрать модуль для жилой комнаты либо в рабочий кабинет, в заводской цех, на склад или в архив. Точность поддержания заданной температуры – в пределах 1°C.

Да, мультизональные системы дороги, но эксплуатация их на удивление бюджетна, что в некоторой степени компенсирует изначальные расходы со временем. С вентиляционным блоком в принципе должна быть совместима практически любая не только модель – даже модификация мультизональной системы. Для этого в базовый комплекс климат-контроля интегрируют приточно-вытяжную вентиляцию с тремя режимами работы: автоматически, с перепуском либо полным теплообменом.

Т.н. «Умный дом» и другие интеллектуальные системы управления зданиями вполне пригодны для объединения с мультизональной системой климат-контроля. Она встраивается со специальной программой для контроля и управления всеми блоками. Тогда эксплуатация всего оборудования оптимизируется, с приятным эффектом для владельца – значительной экономией электричества.

Потенциальные сложности при проектировании и монтаже vrf систем

Контур – это труба. Тонкая, но все же магистраль, а внутри – хладагент, часто опасное вещество. Значит, надо не просто где-то проложить при монтаже vrf систем эти трубы контура, но и сделать это безопасно, надежно. Закладывается это еще на стадии проектирования. Как правило, магистраль у мультизональной системы одна, общая. Тонкие трубки легче распределить по зонам или комнатам, в сравнении с традиционной канальной вентиляцией.

Регулятор должен быть на всех внутренних модулях, чтобы поддерживать заданный режим везде, где надо. А среди внешних блоков один изначально инверторный, чтобы в случае выходы из строя одного наружного модуля система не остановилась, а продолжила работать – так надежнее. Но еще очень важно правильно задавать параметры работы в сезон, для температурного баланса в помещениях. Желаемые цифры на градуснике надо соотносить с тепловой нагрузкой.

Интеллектуальное управление – это фактически компьютерное. Система действительно подключается к компьютеру, а если в комплектацию входит пульт ДУ, удобно проверять ее прямо во время работы – нет ли каких сбоев, ошибок.

И напоследок о шуме. Некоторым людям для нормального сна необходима полная тишина, а мультизональная система работает с характерным звуком. И он громче бытовой техники, что придется учитывать при монтаже vrf систем.

Поэтапное проектирование VRF VRV от расчетной нагрузки

Сначала выясняются условия, в которых придется работать этой системе, т.е. какие параметры надо обеспечивать, и что будет этому мешать. Рассчитываются предельные нагрузки, адекватно им выбираются внутренние модули. И уже на основании известных параметров части оборудования можно собирать остальной комплекс. Опять определяется набор условий, теперь уже для внешних блоков – а на их основе и делается выбор. Потом все перепроверяется и систему можно начинать монтировать.

Исходные сведения для проектирования VRF систем

Чтобы начать разработку проекта, надо не так уж много сведений: температура внутри и снаружи, общая и пиковая нагрузка. Внутри помещений снимаются показания по влажному и сухому термометру, по каждой комнате рассчитывается общая нагрузка на оборудование при охлаждении, а желательно и по т.н. ощутимому охлаждению.

Снаружи температура нужна только по сухому термометру. И напоследок делается расчет пиковой (предельной) нагрузки. Это не суммарная нагрузка всех блоков, а общий максимум при охлаждении, который наблюдается в определенный момент и его должны реально держать все внутренние модули, подключенные к общему внешнему блоку.

Но сумма пиковых нагрузок – тоже полезный параметр. Такое может случиться в разное время суток, в зависимости от интенсивности естественного освещения и расположения комнат. Например, в комнатах с окнами на восточной стороне самая большая нагрузка на блок кондиционера будет утром, а с окнами на западной стороне – после полудня.

Выбор оборудования

Зная общую нагрузку и температуру (проектную внутри по влажному термометру и номинальную снаружи по сухому), для специалиста не составит труда подобрать оборудование внутренних блоков системы по этому проекту. Дальше обязательно выполняется проверка нагрузки – производительность каждого внутреннего блока по охлаждению должна быть выше, чем расчетная нагрузка.

Производительность всех внутренних блоков, подсчитывают длину труб и перепады уровня. Для оптимального выбора надо учесть общую производительность внутренних блоков, число подключенных модулей, температуру подаваемого снаружи воздуха, и этот же параметр по проекту, эквивалентную дистанцию от самого дальнего внутреннего блока и внешнего модуля, а также разницу в уровнях между внутренними и наружным блоками.

Расчет производительности

Сначала надо определить общую нагрузку по охлаждению, которую придется выносить внутренним блокам. Учитывается и сумма пиковых нагрузок по всем зонам либо комнатам, и пиковая нагрузка всей системы. Далее общая нагрузка по охлаждению корректируется, чтобы учесть потерю тепла в магистрали. Желательно также оценить и уровень безопасности внешнего модуля.

Внешний блок и производительность всей системы

Типоразмер внешнего модуля выбирают практически перед монтажом VRV VRF системы. Для этого достаточно знать температуру воздуха снаружи и в помещениях, а еще число подключений. Но важно укладываться в ограничения: по допустимому числу внутренних блоков и подключений.

Производительность внешнего модуля корректируется на коэффициент по длине трубок контура и разницы уровней между блоками. Вот тут надо снова проверять, превышает ли доступная производительность расчетную – т.е. обладает ли внешний блок достаточной мощностью для потенциальных нагрузок с учетом всех поправок в расчетах. И только теперь можно сделать окончательный выбор наружного модуля.

Стоит упомянуть и о том, как влияет специфика объекта на выбор оборудования. Понятно ведь, что требования к системе климат-контроля в офисе и в тренажерном зале серьезно отличаются, хотя площадь их может быть сравнима. Помимо производительности по сухому теплу, иначе называемой как ощутимая производительность по обогреву, еще есть т.н. скрытая производительность. Первая из них нужна для охлаждения воздуха, а вторая – для удаления влаги. И как раз влажность в помещениях может сильно отличаться.

Для большей производительности по сухому теплу придется покупать более мощный внутренний блок, чтобы в итоге выйти на достаточную полную производительность.

Вероятные ошибки проекта

К сожалению, практика эксплуатации мультизональных систем климат-контроля иногда выявляет ошибки, заложенные еще в проектах. Если повезет, такую ошибку заметят еще специалисты-монтажники при установке оборудования и прокладке коммуникаций. Поэтому так важно высокопрофессиональное исполнение проектных работ – грамотный проект и реализовать легче, и работать все будет как часы.

Есть некоторые технические ограничения по длине магистрали. Так, дистанция от основного внешнего модуля до самого дальнего внутреннего блока не может быть слишком большой. Аналогично и расстояние между первым разветвителем и тем самым внутренним блоком. Есть и другие пределы по конструкции. Не учтя любой из них, практически наверняка позже придется столкнуться с проблемами.

Надо понимать, что чем больше длина трубы – тем выше потеря давления, соответственно снижается и производительность системы. Слишком длинные магистрали в контуре также приводят к увеличению объема заправки хладагентом, поэтому в компрессоре образуется его избыток.

Число и производительность внутренних модулей

Есть предельное соотношение производительности внутренних и наружных блоков – больше чем в полтора раза нельзя. И это совсем не значит, что система реально обеспечит соблюдение заданных параметров в таких условиях. Наоборот, достижение предела допустимо лишь на объектах с неодновременной тепловой нагрузкой – например, в отелях.

А еще надо помнить, что этот предел нагрузки снижается при подключении внутренних блоков определенных моделей, а если блоки разной мощности – снижается еще больше, от 150 до 130 и даже 110%. Если превысить рекомендованную норму, снизится общая производительность системы и отопление с охлаждением станут явно недостаточными. А в перспективе эксплуатация оборудования в таком режиме приведет к невозврату масла в компрессоре и поломкам.

Есть ограничение и по количеству внутренних блоков. В сопроводительных документах на внешние модули прямо указывается, сколько к ним можно подключить внутренних – обычно это десятки шт.

Когда нужны маслоподъемные петли?

Если контур не слишком большой, ставить маслоподъемные петли на вертикальных трубах незачем. И у компрессора по умолчанию есть встроенная защита от возврата жидкости. Но надо учитывать и длину труб между парой разветвителей внешних блоков – когда это расстояние больше 2 м, без маслосъемных петель не обойтись. Аналогично обустраивают контур и при понижениях трубной линии.

Отсутствие таких петель в условиях, когда они должны быть, приведет к переносу и невозврату масла, а следом – к аварийному прекращению работы внешнего модуля системы.

Выбор средств управления внутренними модулями

Сейчас доступны инженерные решения для централизованного управления, контроля группы устройств либо индивидуального. Последний вариант самый простой, для него очень популярны пульты, с проводами и без. Хотя для пользователей удобнее дистанционные пульты, рекомендуются модели с кабелем – они не теряются, что актуально для офисных и общественных систем климат-контроля.

Групповое управление подразумевает контроль групп с пультами и внушительное суммарное число блоков (под сотню), но в такой системе наверняка придется использовать сетевой конвертер. А централизованный вариант не обходится без специального программного обеспечения, т.е. это компьютерное управление. Зато и возможности впечатляют: централизованно управлять можно внутренними блоками в количестве тысячи полторы и больше, одновременно ведя учет энергозатрат.

При централизованном или групповом управлении можно подключиться к линии передачи данных в любом месте, что упрощает разработку проекта сети и дает возможность сэкономить на общей длине коммуникаций. Также сокращается время монтажа оборудования и линий, снижается вероятность ошибок во время подключения устройств.

Дополнительные приборы

Как ни странно, это выглядит на первый взгляд, однако в реальности такое бывает: приборы в системе есть, а в расчетах по проекту их не учли. Чаще всего так забывают о дополнительном оборудовании.

Например, для линий передачи сведений более 500 м, а также при подключении в сеть свыше 64 приборов надо усиливать сигнал. Для этого ставится специальный усилитель, такие устройства известных марок способны обеспечивать надежную связь на линии длиной в несколько километров.

Второй печально известный пример – насосы. Те же помпы для откачивания конденсата во внутренних модулях. Хотя это и дополнительное оборудование, оно входит в комплект поставки, компактно размещается в кассетных блоках, или в канальных блоках узкого профиля.

Для проектирования мультизональных VRV VRF систем есть программа подбора, называется Design Simulator. С еще помощью можно избежать многих типичных ошибок. Программа современная и систематически обновляется, подбирать оборудование можно вручную или автоматически. Делается это поэтапно: сначала выбираются внутренние блоки, потом наружные, далее проектируются инженерные сети, определяются кабельные линии и питающие магистрали, подбирается все дополнительное оборудование и составляется итоговый отчет.