Энергоэффективным считается здание, в котором минимальное энергопотребление сочетается с созданием комфортного микроклимата в помещениях. При этом для достижения высоких показателей экономии применяются как инженерные, так и архитектурные решения.
Пример внедрения и достигнутый эффект
Одним из примеров энергоэффективного здания является Всероссийская государственная налоговая академия. Это девятиэтажное строение общей площадью 10000 м2 со сложным фасадом и большой площадью остекления. Объект расположен в зоне плотной городской застройки, где затруднительно подвести достаточное количество тепловой и электрической энергии. Кроме того, имеется ряд архитектурных ограничений. В непосредственной близости от здания расположены жилые дома, что диктует строгие требования к уровню шума от инженерного оборудования.
Практически для любого объекта наибольшая часть энергозатрат приходится на системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Поэтому именно им было уделено особое внимание еще на стадии выбора проектного решения.
Энергоэффективность
По результатам расчета технико-экономических показателей для кондиционирования здания была выбрана VRF-система Electrolux SVM. Энергоэффективность оборудования обеспечивается применением самых передовых решений, в числе которых — гибридное инверторно-цифровое управление холодопроизводительностью компрессора.
При охлаждении помещений с помощью Electrolux SVM не используется промежуточный теплоноситель, а следовательно, нет дополнительных устройств, отбирающих полезную энергию (таких как, например, циркуляционных насосов). Система может мгновенно реагировать на изменения температуры в помещениях, что было принято во внимание при расчете теплового баланса здания.
Функция перераспределения мощности между внутренними блоками в зависимости от тепловой нагрузки в системе Electrolux SVM позволила учесть неравномерность тепловой нагрузки по всему зданию и снизить установленную мощность наружных блоков на 37%. Это привело к значительной экономии электрической энергии и сокращению капитальных вложений.
Гибридное инверторно-цифровое управление
Гибридное инверторно-цифровое управление (HID — Hybrid of DC-inverter and Digital Scroll) — это инновационная высокоэффективная схема управления холодопроизводительностью холодильного контура, сочетающая инверторное управление вентилятором наружного блока и цифровое управление компрессором. Благодаря HID значительно увеличивается энергоэффективность работы системы кондиционирования. Холодильный коэффициент наружного блока даже при полной нагрузке достигает 3,6, полностью отсутствуют электромагнитные помехи, возникающие при использовании других схем управления.
Компрессор имеет расширенный диапазон рабочей мощности (от 10 до 100% номинала), что позволяет значительно экономить электроэнергию при неполной загрузке системы кондиционирования. При этом мощности компрессора можно увеличить с 10 до 100% за 120 секунд, что позволяет системе кондиционирования мгновенно реагировать на увеличение или уменьшение тепловых нагрузок.
Кроме того, инверторное регулирование производительности вентилятора наружного блока способствует расширению допустимого температурного диапазона работы системы. Так, системы Electrolux SVM могут работать в режиме отопления при наружных температурах от –20 до +27°C, а в режиме охлаждения — от –10 до +48°C.
Субсистемное управление
В оборудовании Electrolux SVM реализован принцип субсистемного управления, когда модули управления воспринимают каждый блок как отдельную субсистему и в случае неполной загрузки наружные блоки переходят в режим ротации, работая по очереди. При такой схеме обеспечивается максимальная энергоэффективность системы и значительно увеличивается ресурс наружных блоков.
Субсистемное управление обеспечивает также бесперебойную работу в случае выхода из строя одного из наружных блоков. При отключении одного наружного блока остальные работают в штатном режиме и при возможности компенсируют недостаток холодопроизводительности. Как результат — система кондиционирования становится резервируемой.
В числе прочих особенностей системы Electrolux SVM — встроенные в кассетные блоки бесшумные дренажные насосы, а также наличие в ассортименте групповых и центральных пультов, применение которых на объекте позволило создать действительно удобную систему управления.
Дело в том, что в больших аудиториях может стоять несколько внутренних блоков, которые должны работать в одном и том же режиме. Последовательное их включение с инфракрасного пульта крайне неудобно, тогда как благодаря групповым пультам Electrolux SVM их удалось объединить в единую цепь и подключить к системе управления зданием.
Наконец, наружные блоки такой системы устойчиво работают при значительных перепадах напряжения (допустимый диапазон от 342 до 456 В), что особенно важно в российских условиях эксплуатации.
Экология и шум
Помимо эффективности особое внимание было уделено и экологической безопасности выбранной схемы. В результате технического анализа современных мультизональных систем, представленных на рынке, было решено использовать систему, работающую на самом эффективном и безопасном на сегодняшний день хладагенте R410А. Предельно допустимая концентрация R410А в воздухе составляет 3000 мг/м3, что практически исключает возможность достижения опасного порогового значения концентрации даже в маленьком по объему помещении. Использование системы на другом хладагенте привело бы к необходимости установки аварийной вентиляции, а значит, к повышенному расходу тепловой и электрической энергии при утечке фреона.
Особое внимание было уделено уровню шума в аудиториях. Сравнительный анализ показал, что внутренние блоки в линейке Electrolux SVM в среднем на 3 дБ(А) тише аналогов. Уровень шума кассетного блока не превышает 40 дБ(А) на максимальной скорости.
Одним из неотъемлемых элементов любой мультизональной системы является электронный расширительный вентиль (ЭРВ), поставляемый со всеми внутренними блоками. Именно он во многом определяет уровень шума блока. Многие азиатские производители используют вентили с высокой скоростью срабатывания запорного механизма, создающие неприятный высокочастотный свист. При разработке системы Electrolux SVM инженеры изменили этот узел, применив другой принцип действия запорного элемента, что сделало ЭРВ бесшумным.
Срок службы и теплообменные аппараты «Golden Guard»
Значительные капитальные затраты на инженерные системы здания подразумевают многолетнюю безотказную работу. В частности, система кондиционирования должна проработать не менее 10 лет. Этим требованиям полностью удовлетворяет VRF-система Electrolux SVM.
На повышение срока службы влияет, к примеру, использование теплообменных аппаратов «Golden Guard». При их изготовлении применяется сложносоставной материал на основе специального сплава алюминия с магнием, благодаря чему устойчивость теплообменников к коррозии в три раза выше, чем у обычных алюминиевых аппаратов.
Другие особенности системы
При размещении внутренних и наружных блоков возник ряд сложностей: значительная протяженность трасс и перепад высот, ограниченное пространство для установки наружных блоков, трудности с доставкой оборудования до места монтажа. За счет использования в Electrolux SVM прогрессивного холодильного контура, работающего при высоком давлении и использующего ресивер большого размера EV (Extended Volume), граничные условия спроектированной системы кондиционирования с большим запасом удовлетворяют условиям реальной трассы (допустимая общая длина трассы системы Electrolux SVM составляет 500 м).
Благодаря применению современных компрессоров, работающих на хладагенте R410А, и многорядных конденсаторов с развитой поверхностью теплообмена, масса и размеры наружных блоков Electrolux SVM более чем на 20% меньше, чем у аналогов. Это значит, что доставку оборудования на кровлю можно осуществить, используя обычную лебедку, а не дорогостоящий многотонный кран. Площадь же, которую на рассматриваемом объекте заняли наружные блоки общей холодильной мощностью 600 кВт, составила всего 16 квадратных метров.
Статья подготовлена специалистами компании «Русклимат Вент»
