Спори про переваги і недоліки систем «чиллер-фенкойли» і VRF-систем не вщухають досі. Готелі, офіси, багатоквартирні житлові будинки, дійсно, допускають обидва підходи. Компанія Mitsubishi Electric Corporation розробила новий тип VRF-системи – HYBRID R2, який об’єднує два конкуруючих рішення, підсумовує їх позитивні якості і нівелює недоліки.
На 13-й Міжнародній спеціалізованій виставці «Світ клімату», що пройшла в Москві на початку березня 2017 року, VRF- система HYBRID R2 стала центральним елементом експозиції на стенді «Міцубісі Електрик». Назва HYBRID R2 розшифровується як комбінована (гібридна) система, яка використовує і холодоагент, і теплоносій, з утилізацією теплоти (R2), тобто можливістю одночасно охолоджувати одні приміщення і нагрівати інші.
Це поєднання енергоефективності та гнучкості фреонових VRF-систем з додатковим комфортом і безпекою, які дає застосування теплоносія.
Проблема можливого перевищення гранично допустимої концентрації (ГДК) фреону в повітрі обмежує застосування потужних VRF-систем в будівлях з безліччю приміщень малого обсягу, наприклад в готелях. Деякі відомі мережеві готелі, піклуючись про здоров’я і безпеку своїх гостей, повністю забороняють застосування обладнання з безпосередньою подачею холодоагенту у внутрішні блоки. Оригінальність VRF-систем HYBRID R2 полягає в тому, що на ділянці від зовнішнього блоку до спеціалізованого приладу, званого HBC-контролером, циркулює холодоагент (фреон R410A), а від HBC-контролера до внутрішніх блокам надходить теплоносій (вода). Така компонування не передбачає заклад фреонопроводов в обслуговувані приміщення, а значить, в аварійній ситуації при витоку холодоагенту виключається поява фреону в повітрі приміщення, де знаходиться користувач.
Крім безпеки користувач отримує ряд додаткових переваг.
Наприклад, температура охолодженого повітря на виході з внутрішнього блоку трохи вище, ніж в системах з безпосереднім кипінням холодоагенту. Це дозволяє організувати м’яке охолодження, більш комфортне для користувача.
Рух води через внутрішній блок практично безшумне, як в радіаторах опалення, в той час як в звичайних VRF- системах проходження хладагента через розширювальний вентиль, розташований у внутрішньому блоці, супроводжується деяким шумом. Крім того теплоносій, володіючи значною теплоємністю, здатний зробити непомітним для користувача процес відтавання теплообмінника зовнішнього блоку, який покривається інеєм, коли система працює переважно в режимі нагріву.
Комбінований підхід дозволяє на 20-30% зменшити кількість фреону R410A в системі, що особливо важливо в умовах вступило в чинності 1 січня 2017 роки обмеження застосування в Європейському Союзі фреонів з високим потенціалом впливу на парниковий ефект. Проектуючи гібридну систему, можна пересувати кордон розділу «холодоагент-вода», вибираючи оптимальне розташування HBC- контролера з умови мінімізації кількості фреону в системі.
Внутрішні блоки
У внутрішні блоки системи HYBRID R2 надходить тільки вода, як в фенкойли.
Проте вони не можуть бути замінені вентиляторами доводчиками сторонніх виробників, так як потрібно з’єднання з HBC-контролером і зовнішнім блоком сигнальної лінії M-NET з закритим протоколом. Компанія Mitsubishi Electric Corporation випускає спеціалізовані внутрішні блоки в підлоговому (PFFYWP_ VLRMM-E), канальному (PEFYWP_ VMS1 / VMA-E) і касетному (PLFY-WP_VBM-E) конструктивному виконанні продуктивністю від 2 до 6 кВт. Внутрішні блоки в рамках однієї системи можуть одночасно працювати в режимах охолодження і нагріву, хоча до них підключаються тільки дві труби. Традиційно в системах «чиллер-фенкойли» для реалізації такої можливості використовуються 4-трубні вентилятори доводчики, що ускладнює монтаж системи і підвищує ризик витоку води.
HBC-контролер
Центральним елементом системи є HBC-контролер.
Він направляє холодоагент, що надходить від зовнішнього блоку, під вбудовані пластинчасті теплообмінники «фреон-вода» і регулює процеси теплообміну в них. В одному теплообміннику відбуваються конденсація холодоагенту і нагрів води, в іншому – випаровування холодоагенту (після його попереднього дроселювання) і охолодження води. Газоподібний холодоагент низького тиску повертається в зовнішній блок.
Так формуються два контури води – гарячий і холодний, які блоком 3-ходових клапанів направляються у внутрішні блоки, що працюють в режимі нагріву і охолодження повітря відповідно. НВС-контролер оснащений двома економічними циркуляційними насосами для кожного з контурів, а також штуцером для підключення зовнішнього розширювального бака.
НВС-контролер, що підключається до зовнішнього блоку, називається головним. Він випускається в двох варіантах – на 8 і на 16 портів. До кожного порту можна підключити від одного до трьох внутрішніх блоків сумарним індексом не більше WP80, що працюють в однаковому режимі. Якщо кількість незавіімих ліній потрібно збільшити, то два головних HBC-контролера підключаються паралельно до зовнішнього блоку, а з одним з них з’єднується додатковий HBC-контролер на 8 або 16 портів. Таким чином, сумарна кількість портів може досягати 48, а максимальна кількість внутрішніх блоків – 50.
Зовнішні блоки
На відміну від внутрішніх блоків і HBC-контролера зовнішній блок в цій системі не є спеціальним. Застосовуються високоефективні зовнішні блоки PURYP200 ~ 500YLM-A1 «звичайної» серії R2 продуктивністю від 22 до 56 кВт. Фреонопроводов на ділянці від зовнішнього блоку до НВС-контролера складається з двох труб – ліній високого і низького тиску. Проте система забезпечує одночасне охолодження і нагрівання повітря в обслуговуваних приміщеннях, організовуючи контур утилізації (повторного використання) тепла.
Інші «гібриди»
Іншим різновидом гібридних систем можна можна вважати VRF-системи на базі компресорно-конденсаторних агрегатів з контуром теплоносія серій WY і WR2. Вони є альтернативою традиційним зовнішнім блокам з повітряним теплообмінником, мають невеликі розміри і розташовуються усередині будівель.
За рахунок об’єднання декількох блоків серії WR2 загальним контуром теплоносія утворюється ще один контур утилізації тепла, тобто створюється можливість використання тепла від систем, що працюють в режимі охолодження, для нагріву приміщень. Наприклад, в офісній будівлі надлишкове тепло від технологічних приміщень – серверних, гарячих цехів їдалень і т. П. – буде використано для нагріву повітря в офісах.
За останній час з’явилися нові європейські об’єкти, на яких встановлені описані вище системи.
Хто знає, можливо, через 10-15 років в області мультизональної кондиціювання чисті генетичні лінії VRF-систем і водоохолоджуваних машин з вентиляторами доводчиками будуть повністю витіснені більш пристосованими до суворих екологічним нормам гібридами.
