что лучше чиллер или vrf
Чиллер или VRV
VRF-системы
На сегодняшний день такие системы считаются одними из самых практичных, поскольку позволяют гибко подстраиваться под потребности потребителя, осуществляя постоянный контроль температуры одновременно во всех зонах кондиционирования.
Система чиллер-фанкойл
1. Конструктивные различия
Преимущество в данном случае находится на стороне системы чиллер-фанкойл, где расстояние между чиллером и фанкойлами может превышать 150 метров. В целом, длина трубопроводов при использовании системы-чиллер фанкойл ограничена только мощностью холодильного агрегата. Именно поэтому чиллеры для кондиционирования больших по площади помещений подходят оптимально. Однако в последнее время производители систем VRV начали поставлять на рынок системы, где допустимое расстояние между внутренними и внешними блоками также превышает 100 метров. Но ограничение на перепад высот в VRV по-прежнему остается.
2. Хладагенты
Утечку хладагента из системы чиллер-фанкойл можно очень легко обнаружить по потекам воды на стенках или потолке. В то же время догадаться об утечке фреона можно только по косвенным признакам – падению давления в системе и появлению кода ошибки.
По вышеназванным причинам место утечки в системе чилле-фанкойл можно обнаружить при поверхностном осмотре, в то время как в VRV системах течь способен выявить только специалист при помощи профессионального оборудования.
В связи с высокой стоимостью фреона дозаправка системы VRV требует от владельца значительных денежных вложений. Если же речь идет о системах, работающих на фреоне R407A, то в случае утечки потребуется полная его замена, что очень затратно. С другой стороны, повреждение декоративного покрытия стен и потолка при утечке воды из системы также требует затрат.
Однако при правильном монтаже утечки хладагента бывают крайне редко как в одной, так и в другой системе.
3. Монтаж
Система чиллер-фанкойл в этом плане отличается консервативностью. Добавление новых модулей здесь также возможно, однако полностью зависит от предельной мощности холодильного агрегата и насосной станции. При этом, предполагаемое размещение внутренних блоков – фанкойлов – должно быть определено еще в процессе проектировки здания.
Сам процесс монтажа достаточно трудозатратный как в первом, так и во втором случае. При установке систем чиллер-фанкойл необходимо специальное оборудование, в частности, кран и погрузчик, с системами VRV в этом плане проще. Но это только на первый взгляд. Так, если установку холодильного агрегата, фанкойлов и водопроводных труб может выполнить и монтажник со средним уровнем знаний, то пайка фреонового трубопровода требует очень высокой квалификации. Как показывает практика, выход из строя мультизональных систем, в связи с некачественным монтажом, встречается очень часто. Поэтому, если вы не уверены в том, что сможете обеспечить мультизональной системе грамотный монтаж и дальнейшее профессиональное обслуживание, лучше остановиться на системе чиллер-фанкойл.
4. Производительность
Ресурс мощности VRV (F) находится в пределах 1,6 мВт, поэтому для достижения вышеуказанной производительности потребуется несколько комплектов оборудования. Таким образом, практичнее выходит заменить их на одну холодильную установку необходимой мощности.
5. Гибкость
С другой стороны, все внутренние блоки системы чиллер-фанкойл могут одновременно работать только на холод или на тепло, что не всегда удобно. VRV позволяет регулировать температурный режим для каждого кондиционера в индивидуальном порядке, при этом реализуя принцип утилизации тепла.
Чиллер или VRF? Сравнительный анализ систем кондиционирования
Основной разницей в построении VRF систем и систем «Чиллер-фанкойл» является способ передачи тепловой энергии. В мультизональной системе происходит непосредственный процесс испарения хладагента в теплообменниках внутренних блоков, тогда как в системе с чиллером сначала охлаждается теплоноситель (жидкость), который в последствие циркулирует через внутренние блоки.
Таким образом, в первом варианте отсутствуют промежуточные теплообменные процессы, что положительно влияет на показатели энергоэффективности. Отрицательным моментом является то, что в мультизональных системах строго ограничены длины магистралей и перепады высот между наружным и внутренними блоками, в то время как в системе чиллер-фанкойл эти параметры зависят от подобранного насосного оборудования, то есть практически не ограничены.
В связи с этим, у системы чиллер-фанкойл появляется преимущество в виде высокого коэффициента нелинейности нагрузок в случаях, когда значительную часть теплопритоков составляет поступление солнечной радиации через световые проемы, так как чиллер обычно ставится на все здание. В этом случае общая мощность чиллера будет меньше суммарной мощности наружных блоков VRF системы.
Второе основное отличие заключается в конструктивных решениях. В наружных блоках VRF используются компрессоры с переменной производительностью, что позволяет регулировать производительность системы с очень высокой точностью. Также, в мультизональной системе происходит непрерывный обмен данными между внутренними и наружными блоками, что также помогает поддерживать именно ту холодопроизводительность, которая необходима в данный момент времени.
В системе чиллер-фанкойл ситуация противоположная: холодильный агрегат не связан с фанкойлами и выбирает свою производительность по температуре теплоносителя (воды), поступающей в теплообменник. Регулировка производительности компрессоров, в подавляющем большинстве чиллеров, ступенчатая, что приводит к колебаниям температуры теплоносителя и как следствие перерасходу электроэнергии, так как производительность выбирается менее точно и с большей инерционностью.
Третье отличие это уровень комфорта конечного потребителя при использовании систем кондиционирования на базе чиллера или VRF. Фанкойл представляет из себя довольно простое устройство, без какой-либо прогрессивной системы управления. Как правило, производительность фанкойла регулируется клапаном на магистрали теплоносителя (воды), который имеет 2 положения: полностью открыт и полностью закрыт. Такой способ регулировки неизбежно приводит к колебанию температуры внутри помещения, особенно при частичной загрузке.
Во внутренних блоках мультизональных систем кондиционирования установлены датчики температуры и электронный расширительный вентиль, который регулирует расход хладагента через испаритель в широком диапазоне и с высокой точностью.Более того, в зависимости от температуры в помещении, автоматика внутреннего блока плавно регулирует скорость вращения вентилятора, что позволяет очень точно поддерживать температуру в помещении. Также, в VRF довольно просто организовать диспетчеризацию и центральное управление системами, т.к. эти модули подключаются к существующей линии связи. Как правило, внутренние блоки имеют также меньший уровень звукового давления, чем фанкойлы. Таким образом, приоритетность применения в том или ином случае в большей степени зависит от потребностей заказчика, т.к. в конечном итоге обе системы выполняют задачу по поддержанию температурных параметров в помещении, просто делают это с разной точностью и уровнем комфорта.
Просуммировав основные плюсы и минусы обоих систем, получаем следующее:
Плюсы и минусы мультизональной системы VRF
Рассмотрим плюсы и минусы мультизональной системы VRF, оценивая преимущества и недостатки.
Преимущества
Недостатки
Плюсы и минусы мультизональной системы чиллер-фанкойл
Рассмотрим плюсы и минусы мультизональной системы чиллер-фанкойл, оценивая преимущества и недостатки.
Преимущества
Недостатки
Выбираем и анализируем VRF или чиллер
Развитие технологий кондиционирования привело к параллельному существованию двух совершенно разных, но функционально схожих систем: «чиллер-фанкойлы» и VRF. Их применение решает практически одни и те же задачи, поэтому только полное понимание отличительных характеристик дает возможность выбрать оптимальное решение для конкретного объекта.
Предназначение каждой системы кондиционирования – это обеспечение комфортных климатических условий ее пользователей. Поэтому определить приоритетность выбора можно на основании точных сравнительных данных каждого устройства.
Общее понимание о системах чиллер и VRF
В VRF системе теплоносителем является фреон, который поступает в блоки перераспределения по мере необходимости. Мультизональная VRF система состоит из одного или нескольких внешних блоков и различного количества внутренних блоков, соединенных между собой сетью трубопроводов. Внешние блоки устанавливаются либо на крыше, либо в любом другом удобном месте. Хладагент циркулирует через трубы и охлаждает внутренние блоки.
Проектировочные работы
Работы по проектированию системы чиллер-фанкойл более сложные и требуют повышенного внимания. Выбирая данную систему, заказчик полностью зависит от квалификации специалистов. На данном этапе необходимо правильно сконструировать гидравлическую систему, подобрать узлы автоматики и управления, причем в большинстве случаев от разных производителей.
Спроектировать VRF систему сравнительно проще. Современный рынок кондиционирования предлагает готовые решения от одного производителя, состоящие из наружных и внутренних модулей, систем управления. Кроме того, существуют специальные программы от производителей, использование которых упрощает процесс проектирования.
Экономические затраты
Изначальная установка системы чиллер-фанкойл потребует меньших расходов. Установка многозональной системы VRF по стоимости обойдется намного дороже. Однако по энергоэффективности и климатическому комфорту VRF можно назвать одним из достижений климатических технологий.
Экономические затраты на установку системы зависят от размеров объекта кондиционирования. Если требуется, чтобы мощность охлаждения не превышала 400 кВт, то выгодней ставить VRF системы меньше, если превышает 400 кВт, то – чиллер.
Конструктивные показатели
Плюсы VRF:
Минусы VRF:
Плюсы системы чиллер-фанкойл:
Минусы системы чиллер-фанкойл:
Функционально-технологические критерии
Преимущества VRF:
Чиллер – более инерционная система. Ее целесообразно устанавливать на тех объектах, где требуется много холода: супермаркеты, огромные торговые залы, центры обработки данных.
Энергетические критерии
За счет отсутствия промежуточных теплообменных процессов, циркуляционных насосов и потерь холода энергоэффективность системы VRF выше, чем чиллера.
Что же выбрать?
На основе вышеизложенных аргументов можно сделать вывод, что для торговых залов площадью выше 600 м² разумнее ставить систему чиллер-фанкойлы. Совместно с другим оборудованием она обеспечит объект холодом летом, теплом зимой и свежим воздухом в течение всего сезона.
Для объектов с множеством помещений (офисов, ресторанов и т.д.), где постоянно возникает необходимость раздельного регулирования температуры, целесообразно установить мультизональную VRF систему.
Выбор всегда остается за заказчиком. Надеемся, что данная статья поможет вам принять правильное решение.
VRF или чиллер? Сравнительный анализ на основе теории оптимизации
Сравнение систем кондиционирования по эксплуатационно-энергетическим критериям
Табл. 13. Расчетные значения температур наружного воздуха в теплое время года и Табл. 14. Характеристики многозональных систем кондиционирования
Табл. 15. Характеристики многозональных систем кондиционирования воздуха с независимым выбором режима работы и Сводная таблица сравнительных характеристик систем VRF и «чиллер–фанкойлы»
Рис. 4. Изменение холодильного коэффициента при изменении температуры наружного воздуха и степени загрузки системы
Рис. 5. Распределение затрат по статьям «оборудование», «материалы», «монтаж»
Рис. 6. Удельная стоимость систем кондиционирования
10. Максимальный расход электроэнергии (установочная мощность)
Критерий энергоэффективности оборудования при выборе системы кондиционирования зачастую становится определяющим. Такой подход обоснован не только экономией энергии в период эксплуатации. Подводимая энергия тратится только по назначению и, как правило, энергоэффективное оборудование отличается лучшими показателями надежности, меньшими уровнями шума и вибрации, большим сроком эксплуатации. Для оценки энергетических характеристик холодильных установок чаще используется холодильный коэффициент ее(СОР):
Значения холодильных коэффициентов у VRF-систем кондиционирования воздуха и систем «чиллер–фанкойлы» различны, что обусловлено различиями в конструкции их холодильных контуров. Холодопроизводительность системы кондиционирования — Qx (кВт) — зависит от величины теплоизбытков объекта кондиционирования и является одинаковой величиной для VRF-систем и систем «чиллер–фанкойлы». Кроме холодопроизводительности на значение холодильного коэффициента оказывает влияние показатель Qn.x (кВт) — величина потерь холода при его транспортировке от чиллера к фанкойлам. Потери холода для систем «чиллер–фанкойлы» можно определить по формуле:
Qn.x = kmp × Fmp ×(tв – (tn + to)/2), (14)
где: kmp — коэффициент теплопроводности стенок и изоляции подающего и обратного трубопроводов охлажденной жидкости, кВт; Fmp — площадь поверхности трубопроводов охлажденной жидкости, аккумулирующего бака, циркуляционных насосов, запорно-регулирующей арматуры, м2; tв — температура внутреннего воздуха, °С; tn + too2 — средняя температура охлажденной жидкости. Величина потерь холода Qn.x (кВт) при его транспортировке нормируется и ограничена 10 % мощности холодильной машины. Фактическая величина потерь зависит от эффективности тепловой изоляции и, как правило, составляет 3% мощности холодильной машины. В VRF-системах для транспортировки холода от наружных блоков к внутренним применяется жидкий фреон.
Причем он охлаждается только во внутреннем блоке, а температура подающего трубопровода равна температуре окружающей среды, поэтому потерь холода через поверхность трубопроводов VRFсистем нет. Величины энергопотребления N (кВт) для рассматриваемых систем также различны. Энергопотребление VRF-систем складывается из энергопотребления компрессоров Nк, вентиляторов наружных блоков Nн.б.вент., вентиляторов внутренних блоков
NVRF = Nк + Nн.б.вент + Nвн.б.вент. (15)
Nч–ф = Nк + Nч.вент. + Nф.вент. + Nц.нас. (16)
Посчитаем энергопотребление рассматриваемых типов систем кондиционирования на 100 кВт холодильной мощности. Для VRF-систем (на основе S серии GENERAL): NVRF = 31,07 + 1,07 + 0,55 = 32,69 кВт. Для систем «чиллер-фанкойлы» (на основе серии ECOLOGIC LENNOX): Nч–ф = 38,18 + 3,41 + 1,31 + 2,66 = 45,56 кВт. Исходя из полученных данных, определяем холодильный коэффициент в расчетном (максимальном) режиме. Для VRF-систем: = Qx – Qn.xnNVRF = = 100 – 01132,69 = 3,06 Для систем «чиллер-фанкойлы» (на основе серии ECOLOGIC LENNOX): = Qx – Qn.xnNч–ф = 100 – 31145,56 = 2,13.
За счет отсутствия циркуляционных насосов и потерь холода по длине трубопроводов максимальный расход электроэнергии (установочная мощность) для VRF-систем в полтора раза меньше, чем для систем «чиллер-фанкойлы» при одинаковой полезной холодопроизводительности.
11. Средний расход электроэнергии (энергопотребление) за сезон
Потребление электрической энергии системами кондиционирования воздуха в течение теплого времени года занимает ведущие позиции в энергетическом балансе здания. Достаточно отметить, что на кондиционирование 1 м2 площади здания расходуется от 30 до 70 Вт электроэнергии. Тенденция роста тарифов требует внимательного отношения к расходованию энергии и внедрению различных энергосберегающих технологий в системах кондиционированиявоздуха.
Проектируя систему кондиционирования воздуха, важно знать как максимальную (расчетную) величину энергопотребления системами кондиционирования, так и средние значения за сезон. Причем на величину энергопотребления здания в первую очередь влияют именно средние величины. Значения расчетных температур наружного воздуха для некоторых городов России приведены в табл. 13.
Если максимальное энергопотребление наблюдается при наибольших температурах наружного воздуха, то расчетная средняя температура наружного воздуха для определения энергопотребления системами кондиционирования в теплое время года находится в диапазоне от расчетной максимальной температуры (параметры Б) до средней температуры наружного воздуха в теплый период. Следовательно, необходимый температурный диапазон для определения энергоэффективности систем кондиционирования воздуха — от +15 до +20°С.
Также на величину среднего энергопотребления влияет степень загрузки системы кондиционирования. С максимальной холодопроизводительностью оборудование работает при высоких наружных температурах, а большую часть времени системы кондиционирования загружены на 50–80 % от максимальной мощности. При уменьшении температуры наружного воздуха и степени загрузки системы холодильный коэффициент VRF-систем увеличивается. У систем «чиллер– фанкойлы» холодильный коэффициент также увеличивается, но в значительно меньшей степени.
Сравнивая значения холодильных коэффициентов VRF-систем и систем «чиллер–фанкойлы», нельзя не заметить, что лидирующее положение по данному фактору занимают VRF-системы. Причем если при максимальных нагрузках холодильный коэффициент отличается примерно в полтора раза, то при средних нагрузках за сезон холодильный коэффициент VRF-систем больше практически в два раза. Вывод 11. Средний расход электроэнергии (энергопотребление) для VRF-систем в полторадва раза меньше, чем для систем «чиллер–фанкойлы» при одинаковой полезной холодопроизводительности.
Сравнение систем кондиционирования по экономическим критериям
12. Капитальные затраты
Величина капитальных затрат нередко становится определяющей при выборе типа систем кондиционирования. Многозональные системы кондиционирования, к которым относятся как VRF-системы, так и системы «чиллер-фанкойлы», предназначены для обслуживания объектов с различным внутренним тепловым режимом помещений. Причем необходимо разделять помещения, тепловой режим которых может отличаться друг от друга по величине, и помещения, объем теплоизбытков которых может отличаться и по величине, и по знаку.
Объекты кондиционирования, объем теплоизбытков которых отличается по величине (расположение по разным фасадам здания).
Использование систем кондиционирования с регулированием мощности по какому-то одному помещению невозможно, потому что функциональные зависимости изменения теплоизбытков совершенно различны. Если мы настроим однозональную систему кондиционирования на поддержание температуры внутреннего воздуха в одной комнате, в других может наблюдаться либо переохлаждение, либо недостаточное охлаждение. Как правило, тепловой режим различных помещений в здании в большей или меньшей степени неравномерен.
Поэтому многозональные системы кондиционирования являются сегодня единственным вариантом, обеспечивающим возрастающие требования к индивидуальному комфорту пользователей. Регулирование мощности многозональных систем кондиционирования производится как по всей системе в целом, так и индивидуально по помещениям. Характеристики многозональных систем кондиционирования воздуха показаны в табл. 14. В переходный период обеспечение комфортного микроклимата в офисных зданиях возможно при применении многозональных СКВ, которые позволяют не только индивидуально регулировать расход холода или тепла, но и индивидуально изменять режим работы местного кондиционера (внутреннего блока). Теплоизбытки таких помещений могут отличаться не только по величине, но и по знаку.
Многозональные системы кондиционирования с независимым выбором режима работы довольнодороги, но с точки зрения энергоэффективности и достигаемого комфорта микроклимата их можно назвать «вершиной развития климатической техники». Пользователям такой системы кондиционирования не надо думать о том, в каком режиме работает вся система и где находится «главный» пульт управления. Любой пользователь может установить именно тот режим и параметры воздуха, которые ему в данный момент необходимы.
Характеристики многозональных систем кондиционирования воздуха с независимым выбором режима работы показаны в табл. 15. При выборе системы кондиционирования воздуха необходимо в первую очередь учитывать характеристики объекта кондиционирования. Причем на конечную стоимость влияет не только величина, но и характер изменения расчетных теплоизбытков помещений.
Наибольшее распространение сегодня получили многозональные системы кондиционирования без возможности независимого изменения режима работы (табл. 14), хотя самыми функциональными (комфортными) являются многозональные СКВ с независимым выбором режима работы. Трехтрубные VRF-системы кондиционирования по сравнению с другими представителями класса многозональных систем, обладают максимальными показателями энергетической эффективности.
Распределение затрат по статьям «оборудование», «материалы», «монтаж» для данных систем неодинаково (рис. 5). Для VRF-систем большую часть капитальных затрат (74 %) составляет стоимость оборудования. Аналогичный показатель для систем «чиллер–фанкойлы» значительно меньше — 50 % капитальных затрат. Но сложность монтажа систем «чиллер–фанкойлы» обуславливает более высокие затраты по статье «монтаж».
По сравнению с VRF-системами стоимость монтажных работ в два раза выше. Большое влияние на выбор системы кондиционирования оказывает удельная стоимость систем кондиционирования на 1 кВт мощности охлаждения (рис. 6). Чем больше объект кондиционирования, тем выше показатели его теплоизбытков. А такая характеристика оборудования, как мощность охлаждения, значительно влияет на удельную стоимость одного кВт холода.
Для систем «чиллер–фанкойлы» характерно значительное уменьшение удельной стоимости оборудования при применении более мощного оборудования. У VRF-систем, отличающихся модульным принципом построения, при изменении суммарной мощности удельная стоимость либо не изменяется совсем, либо увеличивается (так как больший объект требует большей длины соединительных трубопроводов).
Вывод 12.
Удельные капитальные затраты значительно зависят от характеристик и величины объекта кондиционирования. Если требуемая мощность охлаждения меньше 400 кВт, удельные капитальные затраты меньше для VRF-систем, если больше 400 кВт — то для систем «чиллер–фанкойлы».
* Продолжение. Начало см. в №№1–2/2005 г.
Системы VRF и чиллеры для обслуживания больших помещений
Сегодня для создания приятного микроклимата в офисных и общественных помещениях можно использовать современные климатические установки, такие как чиллер-фанкойл или VRF системы. Использование таких агрегатов позволяет полностью решить все проблемы связанные с кондиционированием помещений. Если вы решили купить климатическую установку то вам стоит знать в чем заключаются основные отличия чиллер-фанкойлов и VRF для того чтобы правильно выбрать оптимально подходящее устройство.
Общие характеристики VRF и чиллеров
Чиллер является устройством для охлаждения жидкости, в котором хладоносителем является вода или незамерзающие рассолы. Хладоноситель движется по закрытому контуру с помощью специальных насосов и подается в воздушные теплообменники – фанкойлы.
В системах VRF хладагентом является фреон, который подается в распределяющие блоки постепенно по мере необходимости. Такая установка состоит из одного внешнего и нескольких внутренних блоков. Внутренние блоки устанавливаются в каждой отдельной комнате, а контроль их работы осуществляется с помощью специальных дистанционных пультов управления. Внешний блок крепится на несущей стене либо на крыше и соединяется с внутренними специальным трубопроводом, по которому циркулирует хладагент.
Проектирование
Для того чтобы установить в доме систему чиллер-фанкойл вам понадобится помощь сертифицированных специалистов. Разработка проекта климатической установки подразумевает подбор контроллеров и создание функциональной гидравлической системы.
Сконструировать VRF гораздо проще. Сегодня на рынке специализированного оборудования можно найти готовые комплекты одной марки, которые состоят из определенного количества внутренних и внешних блоков, систем управления и даже полного набора крепежных элементов. В данном случае достаточно определиться с мощностью, учитывая общую площадь всех обслуживаемых помещений.
Что касается финансовых затрат то установка чиллер-фанкойл стоит дешевле чем монтаж мультизональных агрегатов VRF. Систему чиллер-фанкойл предпочтительней выбрать в том случае если мощность охлаждения помещений превышает 400 кВт. Если же необходимая мощность имеет меньшие показатели, то целесообразней остановить выбор на мультизональной VRF.
Преимущества и недостатки систем чиллер-фанкойл и VRF
Современные системы кондиционирования имеют высокую степень производительности и продуманную конструкцию. Однако как у чиллер-фанкойлов, так и у VRF есть свои плюсы и минусы
Преимущества VRF
Возможность выбора внутренних блоков различной модификации с настенным, напольным или потолочным типом крепления.
Недостатки VRF
Преимущества системы чиллер-фанкойл
Недостатки системы чиллер-фанкойл
Что лучше выбрать?
С учетом приведенной выше информации можно сделать следующие выводы: