Сегодня мало кто сомневается в реальности глобального потепления, а многолетняя статистика метеонаблюдений в Европе ясно показывает повышение среднегодовой температуры. Причины этого – вопрос по-прежнему дискуссионный, но также мало кто сомневается в том, что не последнюю роль здесь играют выбросы парниковых газов.
Экология и R32
Широко известно, что в ЕС с 2015 года существует дорожная карта по снижению выбросов парниковых газов во всех секторах промышленности и экономики. В том числе, это касается и отрасли систем кондиционирования и холодоснабжения, где в качестве хладагентов традиционно используются различные ГФУ.
Снижение выбросов предполагается за счет внедрения квот на поставляемые на рынок ГФУ – хладагенты, как в виде собственно хладагентов, так и в составе оборудования. Квоты выражаются в эквиваленте СО2 и с каждым годом уменьшаются, поэтому для производителей оборудования критически важно работать над способами уменьшения углеродного следа своей продукции.
Способы эти достаточно очевидны – уменьшение эквивалента СО2 применяемых ГФУ-хладагентов и параллельное снижение их количества в выпускаемом оборудовании. Переход на природные хладагенты, как альтернатива – пока еще не вопрос ближайшего будущего, так как природных хладагентов, так же подходящих отрасли по свойствам, как и традиционные ГФУ, не существует, а применение существующих без значительной переработки конструкции оборудования – крайне затруднительно.
Преимущества и недостатки R32
Хладагент R32, представленный в коммерческих образцах кондиционеров около 8 лет назад, на данный момент стал стандартом де-факто для всех крупных производителей. Он имеет хорошие физические характеристики как хладагент, значительно более низкий потенциал глобального потепления (ПГП), чем традиционный R410A (675 против 2088) и является однокомпонентным, что удобно при сервисном обслуживании. Однако у него есть недостаток, затрудняющий максимально широкое применение – горючесть.
По международному стандарту EN378-1 2016, регламентирующему конструкцию и характеристики холодильных машин с точки зрения безопасности хладагент R32 классифицируется как «слабогорючий» (класс опасности A2L). Для его возгорания должно совпасть несколько факторов, сам факт возгорания маловероятен, но все равно предел безопасной концентрации в помещении при утечке определяется по горючести. Этот предел весьма мал, поэтому на сегодняший день существуют определенные трудности с переводом на новый хладагент систем коммерческого назначения, например VRV/VRF, которые содержат в себе его большое количество.
При полной внезапной утечке хладагента из системы, безопасная концентрация может быть легко превышена, особенно в небольших помещениях. Приходится либо предусматривать существенный объем вентиляции (что не всегда технически возможно и целесообразно), либо отказываться от VRV/VRF, с их преимуществами, в пользу других типов оборудования.
Как производители переходят на R32. Подход Daikin
Тем не менее, переход систем этого класса на R32 постепенно происходит, в 2020 году сразу несколько крупных производителей представляют линейки на новом хладагенте. Здесь наблюдается 2 подхода:
- Первый — поставить систему «как есть» и возложить ответственность за соблюдение безопасной концентрации при утечке (или принятие дополнительных мер предосторожности, что допускается стандартом EN378-1 – более подробно об этом аспекте — ниже) полностью на проектировщика и монтажную организацию.
- Второй – включение в состав системы всех необходимых защит сразу, при производстве, что ее удорожает, но зато в итоге получается оборудование, столь же простое в проектировании и монтаже, как и в случае хладагента R410A.
Компания Daikin в своей новой линейке VRV5 предлагает второй подход. В результате получилась система, которая по характеристикам с точки зрения монтажа и применимости в разных типах зданий практически ничем не отличается от аналогов на традиционном хладагенте R410A.
При этом она имеет высокую эффективность что, в сочетании с низким ПГП хладагента R32, дает очень существенное, до 75% снижение углеродного следа за срок эксплуатации. Этот параметр приобретает в последнее время все большее значение для международных компаний, имеющих определенную экологическую политику. Кроме того, появляется возможность получения более высоких оценок проекта в системах экологической сертификации, типа BREEAM или LEED.
Как обеспечивается безопасность при использовании R32
Как уже говорилось, сложность применения хладагента R32 в системах коммерческого назначения обусловливается сложностью соблюдения требований стандарта EN378 (в России ему соответствует ГОСТ EN378), который регламентирует конструкцию систем, содержащих хладагенты (всех видов) с точки зрения безопасности. Упрощенно можно сказать, что для каждого хладагента существует предел концентрации, который возникает при смешении с воздухом в случае внезапной полной утечки, выше которого нахождение людей в помещении становится опасным для их здоровья и жизни.
Очевидно, что в случае полной утечки этот предел концентрации быстрее всего достигается в самом маленьком по площади помещении здания. Отсюда, важным с точки зрения применимости системы параметром становится минимальная обслуживаемая площадь. Чем ниже допустимая безопасная концентрация хладагента, и чем больше его в системе, тем эта площадь больше.
Здесь стоит оговориться, что требования безопасности EN378 обязательно соблюдать не для всех типов зданий, а только для тех, которые классифицируются стандартом как имеющие класс заполняемости «А», то есть те, куда люди могут попадать свободно и находиться там неограниченное количество времени.
Типичный пример такого здания – отель, где, учитывая тенденцию последних лет к уменьшению площади номеров, применение систем типа VRV/VRF иногда затруднительно независимо от типа хладагента. Еще один типичный пример – многоквартирные жилые дома, где использование систем этого класса в последние годы в России стало устойчивой тенденцией.
Стандарт EN378 и аналогичный ему ГОСТ EN378 рассматривают опасность хладагента исходя из 2 критериев:
- токсичность
- горючесть.
Упрощенно можно сказать, что предел безопасной концентрации хладагента в помещении при внезапной утечке определяют по тому, что достигается быстрее – концентрация, опасная с точки зрения горючести или токсичности.
Для негорючих хладагентов типа R410A предел безопасной концентрации однозначно определяется по токсичности и составляет 440 г/м3. Для горючих хладагентов безопасная концентрация часто (но не всегда) определяется по горючести и, например, для R32 составляет всего 61 г/м3.
Существуют разные способы соблюдения пределов безопасной концентрации. Самый очевидный – проектирования системы кондиционирования таким образом, чтобы при полной утечке в самом маленьком помещении концентрация не могла превышать допустимых пределов. Это не всегда удобно – приходится делать помещения более крупными, а системы – более мелкими, что удорожает проект. Проблему можно также решить, предусматривая в помещениях определенный объем принудительной вентиляции.
Очевидно, для R32 нужно делать помещения либо существенно больше, либо подавать значительно большее количество свежего воздуха, для того, чтобы остаться в пределах допустимой концентрации при утечке. Первый случай не всегда может соответствовать специфике здания, второй – приводит к существенному усложнению и удорожанию проекта. Если остаться в пределах безопасной концентрации не получается – необходимо предусматривать дополнительные меры предосторожности – например сигнализацию, что также усложняет и удорожает проект.
В случае горючести – стандарт EN378 не дает конкретных решений и разрешает пользоваться рекомендациями отраслевого стандарта IEC 60335-2-40 (в России ГОСТ IEC 60335-2-40). Если упрощенно сформулировать рекомендации этого стандарта, пределы безопасной концентрации по горючести могут быть последовательно увеличены, если применяется одна или более мер предосторожности. Описываются и конкретные меры – например, датчики утечки хладагента с сигнализацией и/или средства блокировки оставшегося хладагента в холодильном контуре.
Решения, заложенные в мультизональную систему VRV5
Система VRV5 оснащена двумя средствами обеспечения безопасности – датчиками утечки с сигнализацией и средствами автоматической блокировки оставшегося хладагента. Специальные алгоритмы работы также быстро снижают концентрацию хладагента в случае утечки до безопасной. Все это позволяет гарантировать безопасную работу систем при обслуживании помещений минимальной площадью от 15м2 без какой-либо дополнительной вентиляции или стороннего оборудования.
Надежность и эффективность работы средств защиты протестирована и подтверждается сертификатом сторонней аккредитованной организации. Важно также отметить, что эти средства устанавливаются и настраиваются на заводе и не требуют никакой регулировки или дополнительной пуско-наладки на месте монтажа системы.
Таким образом, система VRV5 практически аналогична с точки зрения проектирования и монтажа системам на R410A, имея при этом все преимущества использования нового хладагента. Кроме того, после консультаций с монтажными организациями в конструкцию наружных блоков был внесен ряд изменений, направленных на упрощение монтажа и обслуживания. Например, сервисная панель открывается на петлях и открывает доступ к узлам блока не только спереди, но и сбоку, таким образом, все основные детали и компоненты оказываются доступны без разборки корпуса.
Еще одно важное нововведение – широкие возможности по уменьшению создаваемого наружным блоком уровня шума. Доступны 5 уровней снижения уровня звукового давления и автоматическое переключение между ними, например, в зависимости от времени суток.
Кроме того, решетка вентилятора имеет специальную конфигурацию, разработанную с помощью методов численного моделирования потока воздуха, такую, что живое сечение решетки составляет практически 99%, при этом обеспечиваются все требования безопасности Machinery Directive. Это существенно снижает сопротивление, что, в конечном счете, снижает уровень шума и повышает эффективность работы вентилятора. Сам по себе вентилятор теперь способен обеспечить статический напор до 45 Па, что открывает возможности для скрытой установки наружных блоков – частое требование архитекторов.
Перевод линейки VRV на новый хладагент начинается с систем небольшой производительности, от 11 до 16 кВт. Они поступят в продажу осенью 2020 года. Позже, в 2021-2022 году планируется выпуск полноразмерной линейки систем VRV на R32.
Статья подготовлена
компанией «Даичи» (www.daichi.ru)
при предоставлении материалов Daikin Europe N. V.
