Новейшие тенденции в сфере международного экологического законодательства
Как показывает практика, разработанные Европейским Союзом нормативные документы, касающиеся вопросов экологии, в том числе энергоэффективности и вредного воздействия хладагентов, оборота опасных веществ и утилизации отходов, ложатся в основу экологических нормативов в других регионах нашей планеты.
Оборот опасных веществ
Европа
Вступившая в силу в июле 2006 года директива ЕС о запрещении применения опасных веществ в электрическом и электронном оборудовании (RoHS) предписывает использовать менее вредные альтернативы вместо свинца, ртути, кадмия, шестивалентного хрома, а также таких ингибиторов горения, как полибромированные бифенилы (PBB) и полибромированные дифениловые эфиры (PBDE). Согласно этой директиве, концентрация опасных веществ в различных компонентах оборудования не должна превышать установленных значений. Однако, поскольку адекватной безвредной замены многим опасным веществам пока не найдено, одобренный всеми членами ЕС и вступивший в силу документ фактически не применяется.
Сопутствующий директиве RoHS регламент ЕС, касающийся регистрации, оценки, одобрения и запрещения химикатов (REACH), действует с июня 2007 года. Для вступления в силу ему не требовалось одобрения каждой страной, входящей в Европейский Союз. Данный документ предписывает производителям и импортерам химической продукции регистрировать все находящиеся в обороте вещества. Регистрация ядов и канцерогенов, а также веществ, ежегодный объем производства или импорта которых превышает 1000 тонн, была завершена в декабре 2010 года. К июню 2018 года предполагается закончить регистрацию веществ с ежегодным объемом производства или импорта более тонны. Кроме того, в настоящее время в ЕС идет разработка законодательства, регламентирующего оборот наноматериалов. Возможно, в ближайшем будущем на них будет распространено действие REACH или другого аналогичного документа.
В ноябре 2012 года Дания обнародовала собственный законопроект о фталатных пластификаторах. Документ касается четырех видов фталатов — ди-2-этилгексилфталата (DEHP), дибутилфталата (DBP), бензилбутилфталата (BBP) и диизобутилфталата (DIBP). Проект предполагал, что с декабря 2014 года содержание этих веществ в литых пластиковых изделиях, контактирующих с кожей или слизистыми оболочками человека или предназначенных для использования в помещении, будет ограничено 0,1% общей массы. Однако Европейский Суд опротестовал этот документ как противоречащий законодательству ЕС. В феврале 2015 года ЕС включил те же четыре фталата в список запрещенных веществ директивы RoHS. Данный запрет вступит в силу 22 июля 2019 года.
В декабре 2011 года Норвегия, не входящая в ЕС, оповестила Всемирную торговую организацию (ВТО) о разработке собственного законопроекта, регламентирующего оборот таких веществ, как свинец, хлорированный парафин со средней цепью (MCCP), перфтороктановая кислота (PFOA) и пентахлорфенол (PCP). В августе 2012 года под давлением ЕС и представителей промышленности Норвегия отказалась от законопроекта и перешла на регулирование оборота опасных веществ согласно нормам и требованиям Евросоюза.
В июне 2016 года Республика Сербская, входящая в состав Боснии и Герцеговины, объявила о принятии регламента по опасным веществам, полностью совпадающего с действующей в ЕС директивой RoHS.
В декабре 2016 года было объявлено, что с марта 2018 года на территории Евразийского экономического союза (ЕАЭС), включающего Армению, Беларусь, Казахстан, Киргизию и Россию, вступит в силу технический регламент, аналогичный директиве RoHS. Заметным отличием от документа, действующего в ЕС, станет необходимость получения сертификатов соответствия в соответствующем органе власти. Кроме того, в список электронного и электрического оборудования, на которое распространяется действие норм, включены устройства контроля и управления, отсутствующие в директиве ЕС.
Чтобы соответствовать требованиям европейской директивы RoHS, Украина внесла поправки в национальное законодательство.
Япония и США
В Японии действует закон о маркировке электрического и электронного оборудования, содержащего определенные химические вещества — JIS C0950, также известный как J-Moss, или японский RoHS. В отличие от европейской директивы, этот документ не ограничивает допустимую концентрацию вредных веществ, в нем перечислены требования к маркировке оборудования, содержащего такие вещества.
Согласно Регламенту по безопасности потребительских товаров, действующему в штате Калифорния (США) с октября 2013 года, производители обязаны искать менее опасные альтернативы вредным веществам, использующимся при изготовлении продукции. На кондиционеры воздуха действие этого документа пока не распространяется. Закон штата Калифорния «О безопасности питьевой воды и контроле над токсичными веществами» от 1986 года требует наносить предупреждающую маркировку о содержании вредных веществ, в том числе обладающих канцерогенными свойствами или негативно влияющими на репродуктивное здоровье.
В январе 2019 года в США вступит в силу запрет на производство, продажу и распространение оборудования и его компонентов, более 0,1% массы которых приходится на хлорсодержащие ингибиторы горения.
Развивающиеся страны
В Китае в июле 2016 года вступил в силу так называемый китайский RoHS — нормы административного контроля загрязнений, вызванных электронным и информационным оборудованием. Эти нормы предусматривают маркировку всего без исключения оборудования, содержащего определенные вредные вещества. Для маркировки используются два знака. Один обозначает товары, в которых нет вредных веществ или их концентрация не превышает установленной величины. Для товаров, в которых эта концентрация превышена, используется знак, получивший название EFUP — Environmental Friendly Use Period, период экологически безопасного использования. Этот знак представляет собой число лет, начиная с даты выпуска, в течение которых вещества, содержащиеся в устройстве, не смогут нанести вред окружающей среде и здоровью людей. Для кондиционеров воздуха такой период принят равным 15 годам. Положение об экологическом менеджменте новых химических соединений, принятое в октябре 2010 года, содержит описание процедуры регистрации новых веществ.
Тайвань представил свою версию RoHS, действие которой распространяется на пять видов оборудования, включая персональные компьютеры и телевизоры. В отличие от европейского регламента, данный документ устанавливает стандарт маркировки товаров, содержащих опасные вещества, и не касается самих веществ. Согласно данному регламенту, решение о допуске товара на рынок принимается властями по запросу с приложением списка содержащихся веществ. Поправки, внесенные в документ в феврале 2017 года, с января 2018 года распространяют его действие еще на 63 вида оборудования, в том числе на очистители и увлажнители воздуха. Дополнительная поправка, принятая в апреле, вносит в список оборудования кондиционеры воздуха мощностью до 71 киловатта. Они попадают под действие регламента с июля 2018 года.
В июне 2016 года о принятии регламента, полностью аналогичного европейскому RoHS, объявил Сингапур. Документ вступает в силу в июне 2017 года.
В ноябре 2015 года проект Регламента о вредных веществах был разработан в Индии, его действие распространяется на потребительские электронные товары, в том числе на бытовые кондиционеры воздуха.
Проект регламента, разработанный для ОАЭ, практически идентичен документу, действующему в Евросоюзе. Документ вступит в силу в январе 2018 года, запрет на фталаты, как и в Европе, начнет действовать 22 июля 2019 года.
В январе 2013 года в ОАЭ вступил в силу Регламент по биоразлагаемому пластику. Согласно документу, для изготовления 15 видов продукции из полиэтилена и полипропилена, не связанных с медициной и пищевым производством, могут применяться только сертифицированные оксо-биоразлагаемые пластики. Это относится, в частности, к упаковке кондиционеров воздуха и их компонентов.
Документы, регламентирующие переработку
В ЕС директива об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE) была принята в 2003 году и пересмотрена в июле 2012 года. Этот документ содержит требования по сбору и переработке отработавшей бытовой техники, в том числе кондиционеров воздуха. Производители оборудования, попадающего под действие директивы и предназначенного для продажи на территории Евросоюза, должны обеспечить экологически безопасную утилизацию своей продукции после окончания срока ее эксплуатации.
Возможность сбора и последующей переработки обеспечивается еще на этапе конструирования новых образцов оборудования. Все дополнительные расходы берет на себя производитель.
В Японии закон о переработке отдельных видов бытовой техники принят в апреле 2001 года. В отличие от европейской директивы, он обязывает конечного потребителя оплачивать расходы по сбору и переработке отслужившего оборудования.
В Китае регламент о восстановлении и утилизации электротоваров и электроники действует с января 2011 года. Производители и импортеры обязаны делать взносы в утилизационный фонд, а владельцы полигонов для захоронения отходов должны проходить государственную аттестацию. Планируется, что в будущем закон об оценке возможности повторного применения, пока находящийся на рассмотрении, установит утилизационную шкалу для бытовой техники. На первой ступени шкалы окажется оборудование, содержание пригодных к переработке материалов в которых превышает 83% общего веса. Если содержание таких материалов находится в диапазоне от 80 до 83%, оборудование относят ко второй ступени. Производить товары, в которых содержится менее 80% пригодного для повторного использования сырья, будет запрещено.
В 2017 году в Гонконге вступил в силу регламент об отходах электрического и электронного оборудования, сходный с европейской директивой WEEE. Его действие распространяется в числе прочего на бытовые кондиционеры воздуха. Документ обязывает производителей наносить маркировку, информирующую о возможности переработки, платить утилизационный сбор и представлять ежегодные отчеты. В настоящее время в Гонконге строится завод по переработке отходов.
В Таиланде аналогичный регламент также вступил в силу в 2017 году. В обязанность производителям вменяются: уплата утилизационного сбора с каждого проданного устройства, нанесение специальной маркировки, представление отчетности.
Для принятия регламента об отходах электрического и электронного оборудования в Бразилии требуется создание логистической сети по сбору и экологически безопасной утилизации мусора.
В рамках разработки аналогичного документа в Аргентине исследуется возможность создания частной или общегосударственной системы контроля за сбором, хранением и переработкой отходов, а также организации производства оборудования, не содержащего вредных веществ, подпадающих под действие европейского регламента RoHS.
Индия разрабатывает собственный регламент об отходах электрического и электронного оборудования, согласно которому знак с изображением мусорной корзины будет наноситься на подлежащие утилизации бытовые приборы или печататься в сопроводительной документации. Кроме того, в Индии планируют принять закон о пластиковом мусоре. Согласно ему, все производители пластиковой упаковки должны будут получить государственную регистрацию, а использование пленки толщиной менее 50 микрон и многослойной пленки для упаковки товаров и изготовления пластиковых пакетов будет запрещено.
В Саудовской Аравии рассматривается вопрос вступления в силу регламента о биоразлагаемом пластике, действие которого будет распространяться на пленки из полиэтилена и полипропилена толщиной 250 микрон. Главным образом ограничения, содержащиеся в документе, затронут производителей и импортеров пластиковой упаковки и пищевой пленки.
В ОАЭ планируется ввести добровольную систему маркировки электрического и электронного оборудования, основанную на стандарте ISO 14024.
С точки зрения сохранения окружающей среды стремление разных стран брать за образец экологическое законодательство Евросоюза можно только приветствовать. Однако унификация требований может стать негативным фактором при диверсификации линеек продукции, предназначенных для разных рынков.
По материалам JARN
Мировой рынок компрессоров
Благодаря жаркой погоде лета 2016 года объемы продаж систем кондиционирования выросли, существенно снизив складские запасы, и позволили рынку компрессоров для бытовых кондиционеров восстановиться до уровня 2014 года. Вместе с тем неблагоприятные тренды в мировой экономике не способствовали увеличению рынка компрессоров для полупромышленных систем кондиционирования.
Общемировая тенденция повышения продовольственной безопасности заставляет многие развивающиеся страны вплотную заниматься технологиями и оборудованием для создания «холодильных цепочек». Благодаря этому спрос на компрессоры для холодильной техники в 2016 году продолжал расти, несмотря на некоторое замедление темпов роста этого сегмента рынка.
Ротационные компрессоры
В 2016 году объем рынка ротационных компрессоров достиг 140 миллионов штук, показав рост на 11,2% по сравнению с предыдущим годом. Из них 107,3 миллиона пришлись на Китай. Объем рынка Юго-Восточной Азии составил 18,9 миллиона компрессоров данного типа: 4,1 миллиона штук были проданы в Индии, 3,2 миллиона — в Японии, 2,6 миллиона — в Ближневосточном регионе, 2,2 миллиона — в Бразилии, 2 миллиона — в странах Европы, 1,5 миллиона — в США.
Производство ротационных компрессоров сконцентрировано в Азии, прежде всего в Китае, а также в Таиланде, Японии и Малайзии.
Ужесточение требований к энергоэффективности оборудования в ряде ведущих стран способствует росту производства и продаж инверторных ротационных компрессоров. Применение инверторных технологий значительно улучшает производительность компрессора при неполной нагрузке, причем эффективность тепловых насосов не падает даже в холодном климате.
Производимые в Японии двухступенчатые ротационные компрессоры для холодильного оборудования пользуются огромным спросом в Европе, где конкурируют с компрессорами спирального типа.
Хладагенты
Ротационные компрессоры, как правило, предназначены для работы с такими хладагентами, как R410A и R22. Китайские компании в последнее время расширяют производство инверторных компрессоров, использующих R410A.
При поддержке Многостороннего фонда Монреальского протокола в Китае были изготовлены компрессоры ротационного типа для работы с хладагентами нового поколения — R32 и R290 (пропан). Однако в полном объеме на рынке эти компрессоры пока не появились. Ожидается, что в этом году в Китае будет окончательно решено, какой хладагент — R32 или R290 — станет основной заменой озоноразрушающих фреонов.
В Японии выбор уже сделан, там стремительно осуществляется переход на использование R32 в бытовых кондиционерах.
Из стран Юго-Восточной Азии доля бытовых кондиционеров на R32 велика в Таиланде, Индонезии и Вьетнаме. В других государствах региона — на Филиппинах, в Малайзии, Сингапуре — продажи такого оборудования пока только начинают набирать обороты.
Уже разработаны ротационные компрессоры для холодильного оборудования, использующие гидрофторолефиновую смесь R448A с низким потенциалом глобального потепления.
Спиральные компрессоры
Без учета изделий, выпущенных производителями для собственных нужд, объем рынка компрессоров спирального типа в 2016 году составил 14 миллионов штук, что больше показателей предыдущего года на 3,6%. Стимулом роста является спрос на VRF-системы.
Спиральные компрессоры все чаще используются в тепловых насосах «воздух — вода», в этом сегменте наиболее перспективен рынок тепловых насосов для холодного климата стран Северной Европы. Подобные устройства применяются там как для отопления, так и для нагрева воды в санитарно-гигиенических целях.
Благодаря своей компактности и производительности спиральные компрессоры находят применение и в холодильном оборудовании.
Япония поставляет спиральные компрессоры, использующие в качестве хладагента диоксид углерода, в страны Европы и в Австралию. Там эти компрессоры устанавливаются в водонагреватели, работающие по принципу теплового насоса, а также в холодильные системы.
Во всем мире набирают популярность гибридные транспортные средства. Поскольку спиральные компрессоры с электрическим приводом не создают дополнительной нагрузки на двигатель, их применение в транспортном машиностроении представляется весьма перспективным.
Разработка компрессора с параллельной конфигурацией расширила область применения устройств спирального типа, позволив использовать их там, где традиционно применялись винтовые компрессоры.
Винтовые компрессоры
Объем мирового рынка винтовых компрессоров составил в 2016 году 139 000 единиц оборудования. Умеренный рост продаж на эти устройства — на 1,2% — наблюдался в Китае, где в числе основных потребителей выступают строительная и холодильная отрасли. Вырос интерес к винтовым компрессорам в странах Юго-Восточной Азии и в Индии. В то же время европейский рынок винтовых компрессоров испытал падение на 5,6%, в США продажи сократились на 1,8%.
Холодопроизводительность отдельного винтового компрессора составляет от 70 до 1758 киловатт. В дополнение к компрессорам традиционной конструкции разработаны устройства сдвоенного и трехроторного типов. У трехроторных винтовых компрессоров роторы короче, а эффективность и надежность выше, чем у устройств сдвоенного типа той же производительности.
Применение в системах кондиционирования воздуха
Основная область применения винтовых компрессоров — чиллерные системы воздушного и водяного охлаждения, рекуперационные системы и льдоаккумуляторы. В воздушном кондиционировании они все чаще приходят на замену устройствам поршневого типа. Почти все производители из Европы, США и Японии увеличили поставки винтовых компрессоров в Китай для использования в системах кондиционирования.
Интеграция азиатских компаний в европейский рынок чиллеров призвана серьезно изменить структуру спроса и предложения винтовых компрессоров в самом ближайшем будущем.
В сегменте воздушного кондиционирования винтовые компрессоры вытесняются мощными спиральными компрессорами, в том числе установками из нескольких компрессоров, работающих параллельно, а также устройствами центробежного типа с магнитной подвеской ротора. Это неизбежно ведет к сокращению объемов рынка винтовых компрессоров. Ряд производителей уже переключился на производство винтовых компрессоров исключительно для систем промышленного и торгового холода.
Применение в холодильной отрасли
Рынок систем охлаждения для пищевых продуктов стабильно растет в странах и регионах с развивающейся экономикой, таких как Китай, Юго-Восточная Азия, Индия. Спрос на оборудование для холодильных цепочек в определенной степени стимулирует и производителей винтовых компрессоров. Устройства этого типа, например, все шире используются в таких специальных областях, как морские суда-рефрижераторы. Тем не менее наибольшим спросом пользуются небольшие компрессоры мощностью 52 киловатта для замены поршневых устройств, работающих в холодильниках супермаркетов и продуктовых магазинов шаговой доступности. Растет потребность и в компактных устройствах с инверторным управлением.
Значительная доля рынка винтовых компрессоров для холодильной техники принадлежит европейским компаниям, специализирующимся именно на этом виде продукции. Они производят компрессоры в Европе, а также собирают на своих азиатских фабриках для отправки на экспорт.
Хладагенты
В сегменте воздушного кондиционирования уже произошел переход от R22 к таким хладагентам, как R134a и R407C. Некоторые европейские производители продвигают винтовые компрессоры, работающие на гидрофторолефине HFO-1234ze. Однако экологические нормы в различных странах значительно различаются, и в каждом конкретном случае производители стараются подобрать решение, удовлетворяющее требованиям местного рынка.
Поршневые компрессоры
На фоне серьезного падения продаж поршневых компрессоров для систем кондиционирования воздуха спрос на подобные устройства для холодильной техники год от года растет.
Поршневые компрессоры, применяемые в холодильных системах, отличаются широким диапазоном холодопроизводительности, что позволяет их использовать как в бытовом спектре холодильной техники, так и в коммерческом и даже промышленном оборудовании.
Спрос на полугерметичные поршневые компрессоры составил в 2016 году 178 000 штук, продемонстрировав тем самым рост на 3,3% по сравнению с 2015 годом. Это в особенности касалось компрессоров для промышленного оборудования и холодильных складов.
Китайские производители, ранее поставлявшие в Европу герметичные поршневые компрессоры для коммерческого оборудования небольшой мощности на условиях OEM, теперь сфокусировались на приобретении местных европейских брендов.
Хладагенты
Герметичные поршневые компрессоры для холодильного оборудования, использующего в качестве хладагентов пропан (R290) и диоксид углерода, созданные некоторое время назад, позволили этому виду устройств получить статус «дружественных к окружающей среде». На рынке появляются полугерметичные компрессоры, рассчитанные на работу с гидрофторолефинами.
Распространение в Европе, Китае и США тепловых насосов, работающих на диоксиде углерода (в том числе типа «воздух — вода»), поддерживает спрос на полугерметичные поршневые компрессоры.
Компрессоры центробежного типа
По сравнению с предыдущим годом объем мирового рынка компрессоров центробежного типа вырос в 2016 году на 8,2%, составив 17 000 единиц оборудования. Причиной роста стал быстро развивающийся сегмент устройств с магнитной подвеской ротора.
Крупнейшими потребителями чиллеров на базе компрессоров центробежного типа являются США и Китай. В этих же странах в основном сконцентрировано и их производство.
В последнее время увеличились объемы экспорта холодильных машин из США и Китая на Ближний Восток и в Юго-Восточную Азию.
Внедрение инверторного управления и безмасляных технологий позволило повысить эффективность работы компрессоров при частичной нагрузке. Спрос на не требующие смазки устройства особенно высок в США.
Развитие рынка и разумное ценообразование способствуют расширению областей применения чиллеров на базе безмасляных компрессоров центробежного типа. Современные машины с компрессорами на магнитной подвеске развивают холодильную мощность более 3500 киловатт, что позволяет им конкурировать с устройствами на базе традиционных центробежных компрессоров.
В дополнение к промышленным гигантам из Европы и США технологию магнитной подвески осваивают китайские и тайваньские производители.
Хладагенты
Основной хладагент для центробежных компрессоров — R134a. В качестве замены ГФУ- и ГХФУ-хладагентов в этом сегменте компании из Японии и США протестировали гидрофторолефин с низким потенциалом глобального потепления HFO-1234ze. Существуют также экологически безопасные чиллеры на базе компрессоров центробежного типа, использующие в качестве хладагента воду.
Проблемы и направления развития
К основным трендам на мировом рынке компрессоров можно отнести внедрение инверторных технологий, использование параллельной конфигурации, интеграцию с инженерными системами объекта и организацию пред- и послепродажного обслуживания.
Дифференциация продукции
Всем основным типам компрессоров, будь то ротационные, спиральные, поршневые или центробежные, соответствует конкретный вид оборудования в каждой из областей применения. При этом наблюдаются две тенденции: дальнейшее разделение категорий оборудования на более узкие подкатегории и повышение мощности компрессоров, позволяющее им проникать в нетрадиционные для себя категории.
Так, в сфере воздушного кондиционирования повышение мощности спиральных компрессоров дает возможность использовать их вместо винтовых устройств номинальной мощностью
Несмотря на разнообразие видов компрессоров, в некоторых специфических областях применения продолжает доминировать какой-то один тип. Например, спиральные компрессоры преобладают в сегменте полупромышленных кондиционеров воздуха производительностью от 4,5 до 22,3 киловатта. Для холодильного оборудования производительностью до 22,3 киловатта, а также для новых систем субкритического цикла на диоксиде углерода в основном используются полугерметичные поршневые компрессоры. Спиральные и винтовые устройства в этом сегменте не так распространены.
В чиллерах холодопроизводительностью свыше 223 киловатт применяются главным образом компрессоры центробежного типа.
Смена стратегии
Производители климатического оборудования меняют стратегию, переключаясь с конкурентного рынка бытовых кондиционеров воздуха на более прибыльные полупромышленные системы, этому способствует и увеличение мощности ротационных компрессоров — некоторым японским компаниям удалось довести ее до 15 киловатт.
Чтобы удовлетворить диверсифицированный спрос, производители компрессоров расширяют ассортимент продукции. Компании, специализирующиеся на ротационных или винтовых компрессорах, теперь предлагают и спиральные модели.
Организации массового производства компрессоров в Китае в настоящее время препятствует выросшая стоимость рабочей силы, и чтобы снизить себестоимость продукции, компании-производители вынуждены повсеместно внедрять автоматизацию техпроцессов, включая применение промышленных роботов.
Инверторные технологии
В целом ряде стран действуют весьма строгие нормативы по энергоэффективности машин и оборудования, распространяющиеся в том числе на кондиционеры воздуха и холодильные агрегаты. Соответствовать этим нормам помогает инверторное управление компрессором, которое было впервые применено на ротационных компрессорах и затем перешло на устройства спирального типа. Однако инверторные компрессоры до сих пор отличаются гораздо более высокой начальной ценой по сравнению с неинверторными устройствами. Ключевым фактором, способствующим их распространению, является возможность окупить начальную стоимость за счет снижения эксплуатационных расходов.
Как правило, ранее инверторные контроллеры продавались отдельно от компрессоров, сейчас же растет доля компрессоров с уже встроенным инвертором.
Еще одна интересная тенденция — появление электродвигателей постоянного тока, предназначенных для использования в компрессорах центробежного типа. Ранее такие моторы применялись в основном в маломощных воздушных кондиционерах.
Безмасляные технологии
Компрессоры, использующие безмасляные технологии, привлекают повышенное внимание рынка, так как отличаются более низкими расходами на эксплуатацию и обслуживание, а также меньшим энергопотреблением.
Безмасляные компрессоры центробежного типа с магнитной подвеской применяются в настоящее время уже довольно широко. Холодопроизводительность таких устройств сегодня достигает 3500 киловатт. Их основными потребителями являются Северная Америка, Европа и Австралия. Ожидается увеличение спроса на безмасляные компрессоры в Китае, Индии и Бразилии.
Помимо этого, рынок вновь проявляет интерес к керамическим подшипникам. Растет и число производителей, использующих технологию газовой смазки.
Тепловые насосы
Список видов оборудования, использующего компрессоры, обеспечивающие работу в режиме теплового насоса, уже включает бытовые и полупромышленные кондиционеры воздуха, VRF-системы и даже чиллеры. Кроме того, такие компрессоры активно применяются в водонагревателях.
В Китае развитие рынка тепловых насосов стимулируется политикой перехода от угля на электричество. Бенефициарами такой политики стали производители ротационных и спиральных компрессоров.
Многие компании предлагают тепловые насосы «воздух — вода» с компрессорами повышенной производительности, обеспечивающей возможность эксплуатации в холодном климате.
Прогноз на 2017 год
Изменение политики США в области экологии, налогов и международной торговли окажет влияние на мировую компрессорную индустрию. Колебания нефтяных цен на Ближнем Востоке, выход Великобритании из ЕС, политическая ситуации в Турции также станут причиной нестабильности на рынке.
Тем не менее, по мнению экспертов, экономический рост в Китае и Юго-Восточной Азии должен стимулировать увеличение объема мирового рынка компрессоров в 2017 году.
По материалам JARN
Мировой рынок VRF-систем
Общие положения
Технологии переменного потока хладагента (VRF), появившейся в Японии и распространившейся по всему миру, исполнилось уже 30 лет. Несмотря на экономический спад и неблагоприятные климатические условия в последние несколько лет, ежегодный рост мирового рынка VRF-систем в процентах по-прежнему выражается двузначными числами. Эта технология, позволяющая индивидуально управлять микроклиматом в каждом помещении, становится все более популярной, в том числе благодаря высоким показателям по энергоэффективности. Изначально VRF-системы разрабатывались для кондиционирования небольших объектов коммерческой недвижимости, но постепенно «захватили» как бытовой сегмент, так и сектор полупромышленного оборудования. Сегодня область их применения чрезвычайно широка. VRF-системы присутствуют в настоящее время в линейках практически всех крупных компаний, которые занимаются производством систем кондиционирования воздуха. Даже в США, где позиции канальных систем кондиционирования до недавнего времени казались незыблемыми, технология VRF постепенно отвоевывает себе место под солнцем.
Данный обзор охватывает сегменты VRF- и мини-VRF-систем, мульти-сплит-систем, а также тепловых насосов с газовым приводом. При количественной оценке объемов рынка учитывается число наружных блоков.
Описание систем
Технология переменного расхода хладагента позволяет индивидуально управлять климатом в обслуживаемых помещениях и предполагает, что в каждый момент времени в системе циркулирует минимально необходимое количество хладагента. Как правило, современная VRF-система состоит из одного наружного блока на базе компрессора с инверторным управлением и нескольких внутренних блоков. Инверторное управление обеспечивает эффективную работу компрессора при частичной нагрузке. Иногда для получения большой производительности в одном наружном блоке объединяют несколько компрессоров. К наружному блоку могут подключаться более 60 внутренних блоков. Их холодильная мощность обычно находится в диапазоне от 1,5 до 28 киловатт.
Точную грань между обычными VRF-системами и мини-VRF провести достаточно трудно. Ряд производителей относит к «мини» классу только те системы, вентилятор наружного блока которых формирует воздушный поток в горизонтальном направлении. Как правило, такие блоки компактнее, чем формирующие вертикальный воздушный поток.
Другие производители используют классификацию, основанную на мощности и области применения оборудования. К мини-VRF они относят системы производительностью менее 9 киловатт, предназначенные для кондиционирования жилых помещений и небольших объектов коммерческой недвижимости.
Существует класс систем кондиционирования, похожий на мини-VRF — мульти-сплит-системы. Однако, в отличие от VRF, там конструктивно присутствуют несколько контуров хладагента.
Ситуация на рынке
По данным JARN, в 2016 году объем мирового рынка VRF-систем составил приблизительно 1,5 миллиона единиц, что на 21,9% больше показателей 2015 года. Тройку лидеров возглавляет Китай, на долю которого приходится свыше 60% продаж, следом идут Япония и Южная Корея.
Спрос на VRF и мини-VRF-системы в значительной степени подвержен влиянию экономических факторов. Кроме того, продажи мини-VRF (как и бытовых кондиционеров) напрямую зависят от погоды. Способствует продажам и введение в ряде стран жестких норм энергоэффективности инженерного оборудования для строящихся зданий.
Китай привлекает к себе внимание как наиболее крупный потребитель VRF-систем. Если говорить о структуре продаж, то 60% данного сегмента китайского рынка приходятся на мини-VRF. Огромный потенциал роста спроса на этот вид оборудования сохраняется в центральных, северных и западных областях страны. Чтобы удовлетворить растущие потребности, многие китайские компании, специализировавшиеся ранее исключительно на изготовлении чиллеров, приступают к выпуску VRF-систем.
Почти половина спроса на VRF-системы в Японии приходится на замену устаревшего оборудования. Южнокорейский рынок определяют местные производители, хотя в последнее время здесь отмечается присутствие и китайских брендов.
В Юго-Восточной Азии наиболее перспективны с точки зрения роста спроса на VRF-системы Вьетнам, а также Таиланд и Малайзия, где расположены значительные производственные мощности, ориентированные на выпуск VRF-систем.
В Европе необходимость замены устаревшего оборудования — также заметный фактор, обеспечивающий стабильный спроса на VRF-системы. Ожидается, что на спрос положительно повлияет улучшение экономической ситуации в Турции, Великобритании, Франции, Италии и Испании.
Ужесточение стандартов энергоэффективности в Австралии способствует росту популярности VRF-систем с возможностью рекуперации тепла. На долю таких устройств в 2016 году пришлось 18% всех продаж VRF-систем в стране.
В США продажи VRF еще невелики, однако этот сегмент обладает огромным потенциалом роста. С местными производителями начинают активно сотрудничать азиатские компании, ежегодно увеличивающие инвестиции в американский рынок.
Расширение областей применения
Сегодня VRF-системы используются для кондиционирования объектов жилой и коммерческой недвижимости.
В Китае строится все больше роскошного жилья для людей с высоким уровнем дохода, что способствует росту спроса на мини-VRF. Установка мини-VRF вместо сплит-систем делает дома не только более уютными и эстетичными, но и увеличивает их стоимость. Кроме того, такое решение значительно упрощает учет энергопотребления. В домах с площадью свыше 500 квадратных метров устанавливают уже не мини, а полноценные VRF-системы.
Кроме того, мини-VRF, для размещения наружных блоков которых не требуется много места, становятся весьма популярными среди владельцев небольших магазинов, расположенных в городских районах с плотной застройкой.
В коммерческом сегменте растет спрос на высокопроизводительные и модульные VRF-системы. Набирают популярность модели с водяным охлаждением.
Способы распространения
Каналы продаж VRF-систем значительно различаются от страны к стране.
В Японии основная масса продаж осуществляется через генеральных подрядчиков. Так как подрядчики полностью контролируют процесс строительства, включая проектирование и монтаж инженерного оборудования, конечные потребители не могут самостоятельно приобретать VRF-системы у производителей.
В Китае VRF-систему для установки в жилом посещении можно купить в обычном крупном розничном магазине, не говоря уже о компаниях, специализирующихся на торговле климатической техникой.
Для коммерческих VRF-систем в Китае существуют три канала распространения: продажи через специализированные магазины, поставки строительным компаниям и госзакупки.
В США производители, как правило, действуют через своих представителей, берущих на себя всю работу по продвижению продукции. Так как все крупнейшие представители уже связаны контрактами с присутствующими на рынке компаниями, новым производителям, в частности азиатским, проникнуть на американский рынок очень сложно.
Во многих странах застройщики планируют установку VRF-систем еще на стадии проектирования. Часто квартиры в новостройках продаются с уже смонтированным климатическим оборудованием. В такой ситуации для производителей очень важно установить стратегическое партнерство со строительными компаниями.
В борьбе за потребителя сегмент VRF-систем стали осваивать не только производители чиллеров, но и компании, специализирующиеся на котельном оборудовании. Рост числа игроков на рынке привел к обострению ценовой конкуренции.
Китайские и южнокорейские компании изо всех сил стремятся обойти своих японских коллег. В США «большая тройка» (Trane, York и Carrier), совместно с азиатскими производителями, выпускает VRF-системы на условиях OEM для продажи по собственным каналам распространения. В ближайшем будущем ожидается интенсификация процесса слияний и поглощений с участием компаний из Азии.
Важную роль в повышении энергоэффективности объектов строительства играют системы управления энергопотреблением здания (BEMS). И здесь налицо объединение усилий производителей климатического оборудования и систем автоматики с целью организации централизованного управления всем инженерным оборудованием зданий и сооружений.
Технологии
Управление тепло- и холодопроизводительностью систем кондиционирования
Тепловая нагрузка на кондиционер складывается из разницы наружной и внутренней температур, тепловыделений в помещении и тепловой энергии, получаемой с солнечным излучением. Сумма этих величин непостоянна, при этом мощность системы кондиционирования должна быть выше нее.
В устройствах с постоянной скоростью вращения (неинверторных) избыток мощности компенсируется путем периодического выключения компрессора в зависимости от показаний термостата. Холодильная (тепловая) мощность таких систем определяется как произведение паспортной холодо- или теплопроизводительности на время, в течение которого компрессор был включен. Аналогично энергопотребление неинверторного кондиционера будет равно его паспортной потребляемой мощности, умноженной на время работы.
В свою очередь производительность высокоэффективных инверторных систем кондиционирования, непрерывно изменяется в зависимости от тепловой нагрузки. Этой разницей в алгоритме работы объясняются три принципиальных отличия инверторных систем от неинверторных.
Первое отличие — стабильность поддерживаемой температуры. В режиме охлаждения неинверторный кондиционер останавливается, когда температура в помещении опускается ниже заданного значения. Затем воздух в помещении снова нагревается, и когда его температура превышает установленную величину, кондиционер опять включается. Команды на включение и выключение термостат дает при разных значениях температуры. Кроме того, на равномерное распределение теплого или холодного воздуха требуется время. Таким образом, колебания температуры в помещении при работе неинверторного кондиционера оказываются больше разницы между значениями температур, при которых термостат включает и выключает компрессор.
Инверторная же система, охладив (или же, наоборот, нагрев) помещение до заданного значения, снижает свою производительность. Температура воздуха на выходе из кондиционера при этом приближается к температуре воздуха в помещении. Устанавливается режим работы, при котором холодильная мощность системы кондиционирования оказывается равной тепловой нагрузке. Колебания температуры приближаются к нулю.
Второе отличие — производительность осушения. Когда термостат неинверторного кондиционера дает команду остановить компрессор, поверхность теплообменника внутреннего блока начинает теплеть, и сконденсировавшаяся на нем влага, испаряясь, вновь попадает в помещение. Производительность осушения при этом падает.
В случае с инверторной системой конденсация на теплообменнике внутреннего блока идет непрерывно, не позволяя влаге вновь попасть в помещение. Таким образом, производительность осушения всегда остается на заданном уровне.
Третье отличие, являющееся производной от первых двух, — энергосберегающий эффект. Непрерывно включаясь и выключаясь, неинверторный кондиционер работает в том же режиме, что и автомобиль, водитель которого постоянно жмет то на газ, то на тормоз. Запуск двигателя после остановки требует дополнительных энергозатрат. Инверторное управление частотой вращения компрессора избавляет от этого недостатка.
Все сказанное выше справедливо для систем с одним наружным и одним внутренним блоком.
В случае VRF-систем холодильная мощность может меняться в зависимости от количества работающих в данный момент внутренних блоков. Режим работы каждого внутреннего блока задается индивидуально. Если внутренний блок выключить, шаговый двигатель вентиля перекроет поток хладагента, производительность теплообмена упадет. При этом уменьшится и количество хладагента, циркулирующего в системе, соответственно снизятся и энергозатраты на кондиционирование.
Теперь рассмотрим VRF-систему с инверторным управлением. Холодильная мощность, вырабатываемая такой системой, будет изменяться в соответствии с тепловой нагрузкой на каждый из множества внутренних блоков. Регулирование потока хладагента при помощи вентиля, управляемого шаговым двигателем, меняет коэффициент сжатия и давление испарения.
Однако даже если ЭРВ всех внутренних блоков будут закрыты на одинаковую величину и коэффициент сжатия в системе упадет, в целом к некоторым блокам будет подаваться больше хладагента, чем к остальным. Другими словами, поддерживать минимально необходимую тепло- или холодопроизводительность каждого внутреннего блока будет очень сложно.
В результате блок будет работать с большей производительностью, чем требуется, и выключится по команде термостата по достижении заданной температуры, а затем включится вновь, когда в помещении вновь станет слишком жарко (или, при работе на обогрев, холодно). То есть режим работы внутреннего блока будет таким же, как и в неинверторной системе. Чтобы VRF-система могла в полной мере реализовать все преимущества инверторного управления, необходимы сложные алгоритмы управления, учитывающие приведенные выше соображения.
Взлет цен на ГФУ
В Европе растут цены на гидрофторуглероды, такие как R404A. Химическая компания Chemours объявила о повышении стоимости хладагентов с высоким ПГП на 30% с 1 мая 2017 года. Ранее этот производитель уже повысил цену на R404A и R507 на 25%.
В ближайшем будущем цены на R134a, R410A, R407A, R407C вырастут еще на 10%.
Другие производители также объявляют об аналогичных и даже более значительных повышениях цен.
В апреле компания Honeywell сообщила о решении прекратить c 2018 года продажи R404A и R507 в Европе. В качестве замены этих хладагентов производитель рекомендует использовать R407A и R407F.
Согласно графику, предусмотренному европейским Регламентом по фторсодержащим газам, в ближайший год Евросоюз планирует сократить количество использующихся ГФУ на 37% (в пересчете на CO-эквивалент). Это стимулирует производителей и потребителей переходить на хладагенты с меньшим ПГП.
Цены на ГФУ продолжат расти, кроме того, из-за ограничения их количества на рынке самой большой проблемой может стать даже не стоимость, а их доступность.
Лучший выход в такой ситуации — переход на альтернативные хладагенты. В большинстве новых супермаркетов с самого начала ставится холодильное оборудование, работающее на диоксиде углерода. В действующих системах R404A заменяется на хладагенты с меньшим ПГП — R448A и R449А.
Исследование альтернативных
хладагентов, проведенное Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST)
Последние несколько лет Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) проводил исследование, стараясь найти наиболее перспективный хладагент для использования в системах кондиционирования будущего. В ходе изучения более 60 миллионов различных веществ было найдено 27 хладагентов, способных заменить R410А, не нанося значительного ущерба окружающей среде. Однако все эти вещества оказались горючими.
В результате ни одно из них не может быть допущено к использованию из-за несоответствия требованиям стандартов безопасности. Большинство из выявленных альтернатив умеренно горючи, а некоторые даже легковоспламеняемы.
Объектом исследования, проведенного NIST, были в основном однокомпонентные хладагенты (чистые вещества), но ученые согласны, что разработка смесевых хладагентов может решить проблему безопасности, однако за снижение горючести придется заплатить увеличением ПГП.
Хладагент
R514А
На выставке AHR Expo, проходившей в январе 2017 года в Лас-Вегасе, компания Trane представила чиллеры CenTraVac серии S c компрессорами центробежного типа, использующие новый хладагент R514A.
Согласно предоставленной компанией информации, R514FA — это негорючая малотоксичная азеотропная смесь хладагентов R1336mzz(Z) и R1130 c ПГП менее 2.
— R514А схож по характеристикам с ГХФУ R123, однако превосходит его по эффективности, — заявил Стив Куджак, директор отдела исследований хладагентов нового поколения компании Ingersoll Rand.
По материалам JARN
