Что такое мультизональные системы кондиционирования
Что такое мультизональные системы кондиционирования

Мультизональная система – это один из вариантов решения задачи по кондиционированию нескольких помещений сразу. К одному внешнему блоку, расположенному на крыше, в подвале, на техническом этаже, подключается через единую систему трубопроводов несколько внутренних блоков, причём количество последних может достигать нескольких десятков, а тип их может быть разным: кассетные, канальные, потолочные, настенные. Мощность внутренних блоков также может варьироваться в зависимости от ваших потребностей. Таким образом каждое помещение получает свою систему поддержания микроклимата, подобранную специально для неё.
Фреоно-воздушные системы впервые появились в Японии в 1982 году.
Первая такая система была представлена корпорацией Daikin, и ее название было запатентовано, как VRV (Variable Refregerant Volume). Поскольку эта аббревиатура была зарегистрирована, остальные компании, разрабатывающие системы с возможностью перераспределения объёма хладагента и мощности между блоками, выпускают аналогичное оборудование под другими названиями. Оборудование такого класса производят Mitsubishi Heavy Industries (мультизональные системы обозначаются аббревиатурой KX), 
Первоначально воспринимаясь как некоторое продолжение сплит- и мультисплит-систем, сегодня эти системы занимают все новые и новые области мирового рынка и являются самостоятельным большим классом систем кондиционирования.
Устройство мультизональных систем

Работой всей системы (внешних и внутренних блоков, переключением между трубками и режимами, датчиков, клапанов и т.п.) управляет микропроцессор, автоматически рассчитывающий распределение мощности (на физическом уровне – количества хладагента) на каждом участке. При этом возможно как управление каждым внутренним блоком с обычного пульта пользователем, так и общий контроль при помощи центральной системы управления.
При всей гибкости мультизональных систем, внутренние и внешние блоки для нормальной совместной работы должны быть от одного производителя. Ведь все они имеют микропроцессорную часть, и эти части должны согласоваться друг с другом.
Возможности мультизональных систем
Раньше проблему управления микроклиматом в больших зданиях обычно решали при помощи центрального кондиционера и системы чиллер-фанкойлы. Однако мультизональные системы, работающие на фреонах, потребляют меньше электричества, кроме того, их внешние и внутренние блоки занимают гораздо меньше места, что облегчает работу проектировщиков зданий и инсталляторов оборудования.
Помимо собственно нагрева и охлаждения воздуха, мультизональная система может осушать воздух до нужного уровня относительной влажности. Мультизональные системы основных производителей имеют возможность автоматического и ручного сохранения режима работы, автоматического аварийного выключения и самодиагностики системы.
Система управления позволяет пользоваться индивидуальными пультами управления в каждом помещении, и манипулировать системой с пульта центрального управления или компьютера. Система выводит данные об основных параметрах работы, может сообщать о необходимости смены загрязненного фильтра и даже рассчитывать плату за электроэнергию по каждому помещению.
Главное же, что делает мультизональные системы привлекательными в современных строениях – возможность интеграции климатической техники в общую интеллектуальную систему управления зданием. Это незаменимо в условиях работы многофункциональных комплексов. Понятно, что микроклимат, например, в подземном гараже, конференц-залах, офисах или творческих мастерских должен быть разным. А система – общая. Современные средства автоматики и диспетчеризации обеспечивают согласованную работу всех инженерных систем.
Таким образом, мультизональные системы на сегодняшний день являются исторической и технологической вершиной климатической техники, обеспечивают высокий уровень надёжности и энергоэффективности и максимально возможный на сегодняшний день уровень комфорта.
Что такое VRF/VRV мультизональная система кондиционирования
Для создания комфортного микроклимата в больших зданиях, состоящих из большого количества комнат и коридоров, применяются централизованные системы кондиционирования воздуха промышленного класса – VRF и VRV, включающие целый комплекс модулей. Они хорошо охлаждают воздух там, где не справляются даже самые мощные сплит-системы.
В статье мы рассмотрим информацию о мультизональных VRF и VRV системах кондиционирования, в чем их различия, особенности устройства и работы, достоинства и недостатки, где применяются, как правильно обслуживать.
Оглавление:
Особенности мультизональных систем кондиционирования
Мультизональные системы кондиционирования VRF и VRV состоят из одного мощного внешнего и нескольких десятков внутренних блоков разного типа: кассетные, канальные, настенные и т. д. Для каждого внутреннего блока можно задавать конкретные параметры рабочего режима. Блоки подключаются к общей системе трубопроводов. Расстояние между модулями может достигать 100 м, а перепад высоты – до 50 м.
Чем отличаются VRF и VRV от мульти-сплит-систем:
VRF и VRV – высокоэффективная система кондиционирования с низким уровнем энергопотребления, подключаемая к единой системе трубопроводов, что значительно упрощает монтажные работы и позволяет в будущем при необходимости увеличить количество блоков для создания комфортного микроклимата в других помещениях здания.
Какая разница между VRV и VRF кондиционерами
VRF и VRV – мультизональные системы кондиционирования инверторного типа, изготавливаемые разными производителями.
Расшифровка:
Между системами VRF и VRV нет принципиальной разницы.
Принцип работы мультизональных систем
Мультизональные системы работают по принципу фазового перехода хладагента из жидкого состояния в газообразное с поглощением тепловой энергии и охлаждением воздуха в помещении.
Поэтапно:
Область использования мультизональных систем
Мультизональные системы кондиционирования относятся к промышленному типу оборудования, поэтому применяются преимущественно в крупных многоэтажных зданиях разного назначения.
Где эффективно используются системы VRF и VRV:
Преимущества и недостатки VRF/VRV систем кондиционирования
Высокая стоимость мультизональной системы кондиционирования компенсируется массой преимуществ.
Плюсы эксплуатации VRF и VRV:
Обслуживание VRV/VRF кондиционеров
Мультизональная система кондиционирования, как и обычные сплит-системы, нуждается в систематическом профилактическом обслуживании. Эту работу выполняют профессионалы из сервисного центра.
Что включает техническое обслуживание VRF и VRV:
Проводить техническое обслуживание VRF и VRV систем рекомендуется поквартально или не менее 2-х раз в год перед началом жаркого сезона года и после зимней эксплуатации или простоя оборудования. Своевременное ТО мультизональных систем кондиционирования повысит эффективность работы и снизит риски внезапных поломок, которые могут повлечь большие затраты на ремонт климатического оборудования.
Что такое мультизональные системы кондиционирования
Большинству обладателей традиционных систем кондиционирования знакомо требования того, чтобы при работе этого оборудования двери и окна должны быть закрытыми. Иначе охлаждаться будет не только комната, но и коридор, а с этой задачей сплит-системе справиться очень сложно. Что делать в тех случаях, когда в жаркие летние дни благоприятный микроклимат требуется создавать не только в комнатах или кабинетах, а и в коридоре. Установить кондиционер в каждом помещении нереально и невыгодно. В данном случае самый лучший вариант – монтаж мультизональной системы.
Что представляют собой мультизональные кондиционеры
Схема мультизональной системы кондиционирования
Это такие климатические установки, которые способны создавать благоприятный микроклимат не в одной квартире или комнате, а в нескольких, например, в офисе или многоэтажке. Иными словами такое оборудование устанавливается в служебных зданиях, больницах, больших офисах или предприятиях, гостиницах и так далее.
Примечание: охлаждать, обогревать все помещения сразу способна не каждая мультизональная система, такая возможность напрямую зависит от производителя и конкретно взятой модели.
Подобные системы кондиционирования бывают VRV типа и VRF:
Мультизональное VRV/VRF кондиционирование подразумевает использование общей фреоновой магистрали из трубопроводов. Внутренние блоки оснащены терморегулирующим вентилем, задача которого заключается в контроле объема хладагента, поступающего из магистрали трубопровода с учетом требуемой нагрузки. Благодаря чему эти системы кондиционирования характеризуются высокой точностью и ровностью в поддержании комфортной температуры в сравнении с традиционными кондиционерами, где температурный может вызывать температурные перепады в связи с регулировкой при включении или выключении.
Схема подключения внутренних модулей по стандартной и упрощенной схеме
Возможности VRV и VRF систем кондиционирования
Если раньше для создания благоприятного микроклимата в крупных строениях использовался центральный кондиционер, то сегодня эта проблема решается с помощью системы чиллер-фанкойлы. Это выгодно в плане экономии электрической энергии и в создании техпроекта. Эта система кондиционирования превосходит его и в стоимости. Более того, подобный способ кондиционирования кроме таких свойств, как охлаждение или обогрев, может существенно снизить влажность в помещениях. Функция выполняется в автономном режиме с помощью специальной программы. Блоки могут производить самодиагностику при перебоях электросети и самостоятельно отключаться в аварийных ситуациях.
Но самая основная возможность данной установки – это способность создавать в разных помещениях разного температурного режима, а с данной задачей ни один традиционный кондиционер не может справиться. Это самый главный аргумент считать VRV и VRF системы кондиционирования великим прорывом и достижением в области климатического оборудования, которые сочетают в себе максимальный контроль микроклимата в каждой отдельно взятой комнате или кабинете.
Пример работы мультизональной системы кондиционирования с учетом требований к микроклимату
Преимущества и недостатки использования данного оборудования
Существенным преимуществом использования VRV и VRF систем кондиционирования считается возможность централизовано управлять всеми системами одновременно благодаря микропроцессору, вмонтированному в оборудование. Он автоматически распределяет мощь каждого, подключенного к системе кондиционирования, модуля, в нужном режиме. Это главный конкурент системы «Чиллер-фанкойлы», поскольку в сравнении с ней, наделена рядом преимуществ:
Недостатки использования VRV и VRF кондиционирования:
Сервисное обслуживание VRV/VRF кондиционеров
Такая картина существенно портит внешний вид фасада
Любой кондиционер – особый вид климатического оборудования и в ТО нуждается систематически. Несоблюдение этого требования может привести в лучшем случае к перебоям в работе, в худшем – к выходу из строя. Поэтому следить за эти нужно регулярно, даже если в работе никаких явных нарушений не обнаруживается. Не стоит также делать это самостоятельно, благо на сегодня дефицита мастеров и СЦ нет.
Категорически запрещается монтировать эти системы своими силами, поскольку разработка проекта и процесс установки – сложная и кропотливая работа, которую должны выполнять исключительно профессионалы, понимающие в оборудовании и установке. При должном подходе и продуманных действиях результат обязательно превзойдет ожидания.
Как работают мультизональные системы
Энергоэффективность – один из основных параметров современных зданий. При этом важно не только снижать потребление ресурсов, но и получать максимальную отдачу от каждого использованного киловатта электроэнергии. Чтобы решить эти задачи при кондиционировании зданий, нужно установить мультизональную систему.
Содержание:
Что такое мультизональные системы кондиционирования
Особенности мультизональных систем
Принцип работы мультизональных систем
Достоинства и недостатки мультизональных систем кондиционирования
Пределы работы мультизональных систем
Отличия мультизональных систем от мульти-сплит-систем
Где используют мультизональные системы
Что такое мультизональные системы кондиционирования
Мультизональные системы кондиционирования, которые выпускают Mitsubishi Electric и Electrolux, обозначаются аббревиатурой VRF (Variable Refrigerant Flow).
Мультизональные системы строят по блочному принципу: к одному внешнему блоку через единую систему трубопроводов подключают несколько внутренних. Количество внешних модулей для повышения производительности и надежности системы увеличивают до 3, а внутренних – до 30.
Наружные блоки можно устанавливать на крыше, в подвале или на техническом этаже. Внутренние модули могут быть любыми: настенными, подвесными, потолочными, канальными или кассетными. При этом их мощность подбирается индивидуально для каждого помещения.
Все блоки мультизональных систем соединены между собой фреоновой магистралью –двух- или трехтрубной. В двухтрубной все внутренние модули могут работать одновременно только на охлаждение (хладагент поступает в них в жидком состоянии) или на отопление (фреон поступает в газообразном состоянии).
Трехтрубные системы устроены сложнее. К внутренним блокам подводят две трубы: по одной поступает жидкий хладагент, по второй – газообразный. Благодаря такой особенности внутренние модули одной системы независимо друг от друга одновременно работают на охлаждение и нагрев.
VRF-системы от Mitsubishi Electric являются исключением: это единственные мультизональные системы, которые работают на охлаждение и на обогрев по двухтрубному принципу.
Особенности мультизональных систем
Можно определить три основные особенности мультизональных систем кондиционирования:
Разветвители для жидкого и газообразного хладагента отличаются по размеру.
Принцип работы мультизональных систем
Охлаждение или нагревание воздуха кондиционерами происходит благодаря фазовым переходам хладагента. Когда фреон переходит из жидкого состояния в газообразное (испаряется), он поглощает тепловую энергию и охлаждает помещение. При переходе хладагента из газообразного в жидкое состояние он выделяет тепловую энергию и нагревает помещение.
Упрощенно мультизональная система работает таким образом.
Газообразный хладагент, поступивший от внутренних блоков, всасывает один или несколько компрессоров наружного блока (его устройство представлено на рисунке ниже).
Они сжимают фреон до 15–25 атмосфер, и из-за этого его температура повышается до +70 ÷ 100 °С. Далее хладагент попадает в теплообменник конденсатора наружного блока. Здесь он с помощью мощного осевого вентилятора охлаждается воздухом (у некоторых моделей внешних модулей встречается водяное охлаждение) до показателей на 10 ÷ 20 °С выше температуры атмосферного воздуха, конденсируется и превращается в жидкость.
Затем фреон двигается по магистрали и через разветвители попадает в электронные расширительные вентили внутренних блоков, которые по действию напоминают горлышко бутылки. В ЭРВ из-за резкого увеличения сечения падают давление и температура хладагента. После этого он попадает в испаритель внутреннего блока, нагревается, закипает, опять переходит в газообразное состояние и возвращается в наружный блок. Далее процесс повторяется.
Таким образом, в мультизональной системе можно четко выделить две области: высокого давления (до электронных расширительных вентилей внутренних блоков) и низкого давления (после ЭРВ).
Тепловая нагрузка в помещениях может меняться в течение дня, а значит, и количество холода, которое им необходимо, тоже меняется. Для регулировки количества хладагента, попадающего в испаритель, внутренние блоки комплектуются автоматикой, которая при необходимости уменьшает или увеличивает пропускное сечение терморегулирующего вентиля.
Наружный блок тоже оснащается автоматикой. Его контроллер получает информацию о загрузке от систем автоматизированного управления всех внутренних блоков, анализирует параметры работы системы и регулирует производительность компрессора.
Достоинства и недостатки мультизональных систем кондиционирования
Мы можем выделить следующие достоинства мультизональных систем кондиционирования:
Есть у мультизональных систем и недостатки:
Пределы работы мультизональных систем
Мультизональные системы кондиционирования выделяются своими возможностями и по протяженности магистрали. Так, между наружным и внутренним блоком может быть расстояние до 1 000 м, а максимальный перепад высот достигать 90 м. Эта характеристика позволяет располагать наружный блок в недоступном для глаз месте: на крыше, в подвале или в стороне от здания.
Отличия мультизональных систем от мульти-сплит-систем
Мультизональные системы по ряду параметров существенно отличаются от мульти-сплит-систем:
Мультизональная система
Мульти-сплит-система
Единая фреоновая магистраль, соединяющая наружный и внутренние блоки
Отдельная фреоновая магистраль от наружного блока к каждому внутреннему блоку
Система может состоять из 3 наружных блоков и 30 внутренних
В системе только один наружный блок и не более 9 внутренних
Максимальное расстояние между наружным и внутренним блоком – до 1 000 м, перепад высот – до 90 м
Максимальное расстояние между наружным и внутренним блоком не более 25 м, перепад высот – до 20 м
Централизованная автоматизированная система контроля работы системы
Для управления внутренними блоками используют беспроводные пульты
Высокую точность требуемой температуры обеспечивают расширительные вентили с электронной регулировкой
Низкая точность требуемой температуры из-за нескольких запусков и остановок работы компрессора
Возможность использования в зданиях с неравномерной тепловой нагрузкой в помещениях, включая одновременную работу разных внутренних блоков в режимах охлаждения и обогрева
Системы не предназначены для зданий с выраженной неравномерной тепловой нагрузкой в помещениях. Одновременная работа внутренних блоков в режимах охлаждения и обогрева невозможна
Где используют мультизональные системы
Мультизональная система в силу своей универсальности, экономичности и возможности индивидуального подхода к регулировке температурного режима в разных помещениях одного здания оптимальна для административных, складских и производственных зданий, гостиниц, банков и ресторанов, торговых, развлекательных, бизнес-центров.
VRF и VRV системы кондиционирования. Мультизональные системы
Сегодня основной целью строительных компаний является обеспечение максимального комфорта при минимальных затратах. Решение такого вопроса – уменьшение затрат, что не является выходом из ситуации, либо оптимизировать используемую энергию. Благодаря мультизональным системам решение подобного рода вопроса становится проще. Системы набирают популярность и востребованность.

Мультизональные системы
Мультизональная система
VRF система кондиционирования
Дословный перевод VRF (Variable Refrigerant Flow) – «переменный поток хладагента», что означает общую двух- или трехтрубную систему трубопровода.
Двухтрубная VRF система
Одновременная работа всех внутренних блоков либо на отопление, либо на охлаждение. Так же по второй трубе хладагент может подаваться из внешнего блока как в состоянии жидкости (выработка холода), так и в газообразном виде (выработка тепла).
Трехтрубная VRF система

Трехтрубная VRF система
Преимущества VRF систем перед обычными сплит-системами:
Недостатки VRF систем
Особенности устройства VRF систем
Особенности монтажа VRF систем
Отличительной особенностью монтажа фреоновой трассы VRF систем является процесс пайки медных труб. Пайка производится с применением азота. То есть в процессе пайки во внутрь трубы под давлением запускают азот, таким образом получается избежать нагара и окалины на внутренней поверхности трубы, которые в свою очередь во-первых разрушают трубу, а во-вторых являются крайне опасными для компрессора.
Соединение внутренних и внешнего блока осуществляется коллекторным способом. Разветвление трубы для распределения фреона осуществляется либо с применение одного или несколько коллекторов с одним входом и несколькими выходами, либо с применением рифнетов – своего рода тройников-разветвителей для медной трубы. Важным моментом является то, что они должны монтироваться строго горизонтально.
После пайки рефнетов необходима проверка на герметичность фреонового контура. Сделать это можно с помощью закольцевания системы и закачки азота под большим давлением. В этом состоянии система находится две недели. Пробой можно обнаружить при наличии свистов в системе и при падении давления азота.
Для отвода конденсата из внутренних блоков необходим монтаж дренажной системы. Для этого нужен подвод дренажных трубопроводов. Отвод дренажа возможен в имеющуюся канализационную систему либо в ливневую систему канализации.
Расположение наружного блока допустимо как на крыше здания, так и на уровне земли. Для монтажа внешнего блока необходимо подготовить площадку из фундамента с виброгасящими характеристиками.
VRF и VRV – в чем разница?

VRF и VRV системы
Расчет и подбор оборудования VRF систем
В проектировании VRF системы используются:
Основные законы естественных наук – закон сохранения массы и энергии. VRF система обменивается потоками воздуха со средой помещения и наружной средой здания.
Второй закон термодинамики. Из него следует, что для повышения тепловой энергии необходимо произвести механическую работу, получаемую от сжатия компрессора.
Расчет мощности внутренних блоков
Расчет мощности можно произвести, принимая условие, что мощность внутренних блоков Qвн будет равна тому количеству холодного воздуха, который передан на теплообменник. Рассчитаем это объем воздуха:
k — коэффициент теплопередачи внутреннего блока, Вт/(м 2 ˚С);
F – площадь поверхности теплообмена, м 2 ;
tвн1 – температура воздуха помещения на входе во внутренний блок, ˚С;
tвн2 – температура воздуха помещения на выходе внутреннего блока, ˚С;
tфр – температура закипания фреона, ˚С.
k * F – постоянная величина, зависящая от свойств материала блока и его габаритов;
tфр – температура, которая постоянна и поддерживается автоматикой VRF системы.
Так же, мощность внутреннего блока равна мощности охлаждающего фреона, который поступает в блок:
Gфр — расход фреона во внутреннем блоке, кг/с;
qфр — теплота фазового перехода 1 кг фреона, Вт/кг.
Из формулы 1 можно сделать вывод, что мощность внутреннего блока зависит, в первую очередь, от температуры воздуха на входе tвн1. Из формулы 2 – что температура зависит от расхода фреона, поступающего в блок. По условию термодинамического баланса – какое количество энергии поступило к внутреннему блоку, такое же и отойдет от него. Следовательно, уравнение 1 и 2 можно приравнять:
Мощность блока можно увеличить путем повышения расхода хладагента Gфр с помощью терморегулятора. При понижении температуры воздуха в помещении мощность блока резко снизится.
Расчет мощности внешних блоков
При расчете мощности внешних блоков следует учитывать максимальную холодопроизводительность внутренних блоков. По формуле 
Путем контроля над этими характеристиками автоматическая система VRF поддерживает необходимое давление на входе и выходе наружного блока.
При превышении стандартной длины трассы равной 7,5 метров происходит возрастание kгидр. Из-за этого происходит снижение расхода хладагента, а следовательно, уменьшение мощности блока.
График изменения давления при подаче и возвращении фреона
Подбор сечения трубопроводов производится специалистами на основании таблиц, подбор диаметров сечения труб – с учетом всех мощностей внутренних блоков системы.
Подбор рефнетов (разветвитель фреоновой магистрали) и коллекторов (собирающее устройство) производится на основании производительности внутренних блоков и выбранного диаметрального сечения трубопровода.
Ошибки при проектировании VRF системы
Недооценка производительности внутреннего блока. Подбор внутренних блоков приводится при стандартных условиях. Приведенные данные, по которым выбирается блок, предполагает условия воздуха для Японии. Температура внутреннего воздуха по сухому термометру 27 ˚ С, относительная влажность 50%. Для России же – температура 20-22 ˚ С, относительная влажность 30-60%.
Вертикальное расположение наружных блоков. Предпочтительней горизонтальное расположение блоков по причине того, что при больших перепадах высот фреон как энергоноситель – это не только жидкость, но и газ. Поэтому при значительной длине магистрали фреонопровода по высоте, может возникнуть процесс неравномерного поступления хладагента к блокам. Из-за этого холодопроизводительность нижних внутренних блоков будет лучше в ущерб верхним.
Объединение фреонопроводов в одну сеть. В случае утечки хладагента возможно попадание его в помещение с людьми, а значит, в дыхательные пути человека. Фреон R410A токсичным не является, но при нахождении 15 минут человеком в заполненной зоне фреоном, возможно удушье и летальный исход.
Не учитываются шумовые характеристики блоков. При подборе мощности внутренних блоков, заказчик может забыть об уровне шума, исходящем от блока. Шумовые характеристики тоже имеют свой регламент и его следует учитывать.
Частичная загрузка при проектировании. При первоначальном проектировании рассчитывается, что исходный набор внутренних блоков – это 100%-ая загрузка сети. Но через некоторое время возникает потребность наращивания количества блоков в помещении, но характеристики внешних блоков уже не рассчитаны на обеспечение такого количества.
Получить бесплатную консультацию инженера по кондиционированию
Возможности мультизональных систем














