VRF_02

1.

Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
кафедра теплогазоснабжения и вентиляции
VRF-системы.
Особенности проектирования
Уляшева Вера Михайловна
д. т. н., профессор, профессор

2. Проблемы, возникающие при эксплуатации VRF-систем после их подбора по существующей методике Существующая методика расчета

занижает фактическую мощность
внутренних блоков на 10 – 20 %, что приводит к завышению их типоразмера.
Это не только увеличивает общую стоимость оборудования и снижает его
конкурентоспособность, но и перегружает компрессорную систему наружного
блока. С другой стороны, мощность наружных блоков принимается заниженной
на 5 – 10 %, что также приводит к повышенной нагрузке на компрессоры
наружного блока. В целом эти два фактора приводят к преждевременному
выходу
компрессорного
узла
из
строя
(как
правило,
плат
управления
инверторными
компрессорами).
Если оценить традиционную методику в целом, то ее можно охарактеризовать
как методику расчета однозональных систем кондиционирования без функции
перераспределения мощности. Фактически эксплуатация систем происходит при
других условиях.

3.

Методика
расчета
мощности охлаждения
оборудования
VRF-систем
на
основе
баланса
Необходимо отметить, что проектирование VRF-систем должно строиться в первую
очередь на фундаментальных законах природы – законах сохранения энергии и массы.
VRF-система является термодинамической системой, обменивающейся энергетическими
потоками, с одной стороны, с внутренним воздухом помещений, а с другой стороны, с
внешней средой здания. Алгоритм расчета был представлен в материалах для подбора
оборудования, хотелось бы напомнить о сути процессов теплообмена при эксплуатации
блоков.
Необходимо отметить, что проектирование VRF-систем должно строиться в первую
очередь на фундаментальных законах природы – законах сохранения энергии и массы.
VRF-система является термодинамической системой, обменивающейся энергетическими
потоками, с одной стороны, с внутренним воздухом помещений, а с другой стороны, с
внешней средой здания.
3

4.

Для гидравлической увязки систем у внутренних блоков этих систем есть встроенный электронный
расширительный клапан (EEV-клапан) регулирования расхода хладагента.
Дренаж от испарителей внутренних блоков кондиционеров осуществляется в систему бытовой
канализации с разрывом струи через гидрозатворы компании типа «H». Данные гидрозатворы имеют
механическое запахозапирающее устройство, не пропускающее запах из канализации при высыхании
водяного столба в устройстве.
Проектирование систем состоит из следующих этапов:
расчет теплопоступлений в помещения;
трассировка трубопроводов;
подбор внутренних и наружных блоков;
определение диаметров трубопроводов
4

5.

При работе системы кондиционирования в режиме охлаждения тепловой поток от
внутреннего воздуха помещений Qвн. передается через внутренние блоки,
систему трубопроводов, наружный блок во внешнюю среду. Кроме энергии из
охлаждаемых помещений, наружные блоки во внешнюю среду отдают энергию,
затраченную на привод компрессора.
5

6.

Количество энергии, поступающей к внутреннему блоку, всегда равно количеству
энергии, отходящей от блока. Мощность внутреннего блока регулируется
изменением расхода фреона через блок с помощью терморегулирующего вентиля,
но не может быть больше, чем величина теплопередачи. При уменьшении
температуры внутреннего воздуха происходит падение максимально возможной
мощности блока.
Баланс энергии внутреннего
блока VRF-системы
Коэффициент коррекции внутреннего блока и
температура воздуха в помещении
6

7.

Как правило, VRF-системы кондиционирования применяются в помещениях, где
коэффициент
неодновременности
k>1.
Т.
е.
краеугольный
принцип
функционирования мультизональных систем – перераспределение хладагента
между потребителями с неодновременной нагрузкой – предполагает
целесообразность их использования только при значениях больше 1. При условии
одновременного максимума тепловых нагрузок в помещениях оптимально
применение менее сложных и дорогих сплит-систем.
Поэтому при проектировании VRF-систем необходимо выбирать внутренние блоки в
пределах одной системы с неодновременными максимумами нагрузок, например
ориентированные по разным фасадам здания. Такой выбор приводит к
равномерной загрузке наружного блока в течение суток и меньшей расчетной
мощности наружного блока. Если необходимости в одновременной работе
внутренних блоков нет, то необходимо сделать так, чтобы наружный блок «видел»
другие индексы внутренних блоков. Чтобы их сумма была меньше допустимой для
данной серии загрузки (130 %).
7

8.

Индексы внутренних блоков задаются на их платах управления. Вот пример для VRFсистем HISENSE , для других производителей все аналогично. Как мы видим, плата
каждого внутренннго блока позволяет изменять индекс блока в очень широком
диапазоне. Именно эти индексы видит наружный блок, когда тестирует систему перед
запуском. Поэтому если сумма индексов укладывается в допустимый для работы
диапазон (в нашем случае от 50 до 130 %), система благополучно запускается.
Переключатели производительности
настенных внутренних блоков
VRF-систем Hisense
8

9.

Пример решения проблемы с функционированием системы
VRF-система установлена в офисном здании. Установлена по всем правилам,
коэффициент загрузки наружного блока около 125 % – в требуемом диапазоне 50 –
130 %. Но несмотря на все это, в системе стали регулярно выходить из строя
инверторные компрессоры и платы инвертора. Всего было установлено 16 наружных
блоков, за три года эксплуатации вышло из строя 6 компрессоров. Дело было в том,
что системы были смонтированы с пофасадной разводкой фреонопроводов.
В жаркий летний день солнышко с утра стало пригревать восточную сторону здания.
Все внутренние блоки ОДНОВРЕМЕННО включились в режим холода и
ОДНОВРЕМЕННО затребовали с наружного блока 125 % производительности.
Естественно, наружный блок такую производительность выдать не мог, и
инверторный компрессор работал в режиме загрузки выше 100 %. Инверторные
компрессоры могут кратковременно работать при частоте вращения выше
номинальной, но значения тока и перегрева при этом увеличиваются.
9

10.

Остается открытым вопрос, почему не сработали защиты от повышенного тока и
перегрева,– но они не сработали. И компрессоры стали регулярно выходить из строя.
Аналогичная ситуация возникла и по системам западного фасада.
Таким образом, коэффициент загрузки наружного блока является не характеристикой
системы кондиционирования, а характеристикой обслуживаемого здания. Если в
здании реально присутствует неравномерность теплоизбытков 130% или 150%,
то наружный блок не перегружен и система кондиционирования будет нормально
работать. а если по факту неравномерности нет, то перегрузка наружного блока
может привести к его преждевременному выходу из строя.
10

11.

Коэффициент неодновременности зависит в первую очередь от теплового режима
здания, но не может быть больше определенных величин, зависящих от конструкции
VRF-систем. Например, для серии X HISENSE сумма номинальных мощностей
(индексов) внутренних блоков не может быть больше 130 % мощности наружного
блока. Поэтому для определения мощности наружного блока необходимо знать три
величины: сумму максимальных теплоизбытков обслуживаемых помещений;
коэффициент неодновременности теплоизбытков помещений (характеристики
объекта кондиционирования); сумму индексов внутренних блоков (характеристика
системы
кондиционирования).
Коэффициент
неодновременности
фактической
нагрузки
(не
путать
с индексами) можно определить расчетом.
11

12.

Коэффициент неодновременности зависит в первую очередь от теплового режима
здания, но не может быть больше определенных величин, зависящих от конструкции
VRF-систем. Например, для серии X HISENSE сумма номинальных мощностей
(индексов) внутренних блоков не может быть больше 130 % мощности наружного
блока. Поэтому для определения мощности наружного блока необходимо знать три
величины: сумму максимальных теплоизбытков обслуживаемых помещений;
коэффициент неодновременности теплоизбытков помещений (характеристики
объекта кондиционирования); сумму индексов внутренних блоков (характеристика
системы кондиционирования).
Коэффициент
неодновременности
фактической
с индексами) можно определить расчетом.
нагрузки
(не
путать
12

13.

Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
кафедра теплогазоснабжения и вентиляции
Автор:
Уляшева Вера Михайловна
tgsov@spbgasu.ru