Введение
Недавно на страницах журнала СОК мы закончили сравнительный анализ современных фреоновых (VRF) и водяных («чиллер-фанкойлы») систем кондиционирования воздуха. С большим отрывом по множеству параметров «победили» системы VRF. Хотя существуют немногочисленные объекты, где система «чиллер-фанкойлы» в принципе безальтернативна, например, высотные здания, где нет возможности применить поэтажную схему кондиционирования. Или здания аэропортов, где необходимо охлаждать огромные объёмы приточного воздуха. Оптимальная же область применения VRF — это кондиционирование большого количества сравнительно маленьких помещений.
Но теперь мы обратим внимание на другой очень востребованный класс оборудования — мульти-сплит-системы. Что лучше поставить на объект: системы VRF или системы мульти-сплит? Какие внутренние блоки меньше шумят? У какого варианта будет меньше энергопотребление? На самом деле эти вопросы не имеют очевидных или однозначных ответов. А объектов, где эти системы вполне могут друг друга заменить, великое множество — от коттеджей и многоквартирных жилых зданий до офисов и магазинов, поэтому эти варианты являются вполне конкурирующими.
Мы сделаем это сравнение не так подробно, как сравнение систем VRF и «чиллерфанкойл», но постараемся рассмотреть важнейшие параметры: конструкцию, ограничения, шум, габариты, энергопотребление, надёжность, капитальные затраты и т. д. Сравнение проведём на примере кондиционирования одного этажа многоквартирного дома.
Конструкция мульти-сплит и VRF-систем
Рис. 1. Принципиальная схема системы мини-VRF
Принципиальным отличием мультисплит-систем от VRF-систем является схема трубопроводов. Если у систем VRF трубопровод является единым, и с помощью ответвлений он присоединяет внутренние блоки (рис. 1), то у мульти-сплитсистем каждый внутренний блок подсоединяется своей парой трубопроводов к наружному блоку (рис. 2).
Рис. 2. Принципиальная схема мульти-сплит-системы на шесть внутренних блоков
Мульти-сплит-системы могут подключать от двух до шести внутренних блоков и обладают при этом главным отличием от простых сплит-систем — наружный блок при этом один. Это, без сомнения, компактнее и смотрится на фасаде более аккуратно, чем «гирлянда» наружных блоков простых сплит-систем.
Сравнивать мульти-сплит-системы нужно с двухтрубными VRF, поскольку наружный блок обладает одним компрессором, поэтому независимо друг от друга внутренние блоки работать не могут. Либо все вместе на тепло, либо все вместе на холод. В общем, абсолютно аналогично режиму работы двухтрубных систем VRF «тепло-холод».
Внутренние блоки мульти-сплит-систем обладают несколько меньшим выбором с точки зрения разнообразия, однако основные модели, которые «закрывают» 99% потребностей заказчиков, присутствуют: настенные, кассетные компактные, напольные, канальные малошумные, канальные компактные. Так как клапан регулирования расхода хладагента у мульти-сплит-систем вынесен в наружный блок, внутренние блоки мультисплит, как правило, компактнее, чем внутренние блоки систем VRF.
Здесь необходимо рассказать о ещё одном варианте фреоновых многозональных систем кондиционирования. У некоторых производителей есть кондиционеры, которые используют внутренние блоки сплит-систем, клапаны регулирования расхода хладагента вынесены в отдельный блок, а наружный блок построен по принципу наружного блока VRF. Часто их относят к сегменту мульти-сплит-систем, но фактически это мини-VRF: система с вынесенным клапаном регулирования. Во всём остальном это обычная система VRF, поэтому мы её в нашем сравнении рассматривать не будем.
Итак, начнём сравнение систем с внутренних блоков (табл. 1).
1. Уровень шума внутренних блоков
Уровень шума (звукового давления или звуковой мощности) — это важнейшая величина для комфортного кондиционирования воздуха. Причём для жилых помещений важен как максимальный уровень шума при наибольшей производительности (день), так и минимальный уровень шума на минимальной скорости вентилятора (ночь). Для офисных помещений минимальный уровень шума не важен, поскольку кондиционеры эксплуатируются, как правило, днём.
Из табл. 2 и 3 мы видим, что максимальный уровень шума (дневной режим) настенных внутренних блоков обеих систем примерно одинаков. Но вот уровень шума вентилятора (ночной режим) при работе на малой скорости значительно меньше именно у внутренних блоков мульти-сплит-систем.
Имеется ещё один нюанс по шуму внутренних блоков. Для начала я расскажу одну историю.
В коттедж была установлена система VRF с настенными внутренними блоками, благополучно запущена и отдана в эксплуатацию. Примерно через месяц от хозяина коттеджа поступила необычная жалоба: во внутреннем блоке что-то постоянно и негромко журчит. То есть имелся отчётливый звук текущей и булькающей жидкости. После обследования внутреннего блока установленной системы VRF выяснилось, что источником этого звука является электронный клапан регулирования расхода хладагента, на котором создаётся перепад давления, и хладагент после этого немного вскипает. Появление пузырьков и вызывало этот булькающий звук.
Для VRF-систем этот процесс считается абсолютно нормальным, даже более того — этот шум не отражается в данных при испытании оборудования. То есть указанные уровни шума внутренних блоков, в полном соответствии со стандартами испытаний, указываются при работе только одного вентилятора. Следовательно, вполне естественно, что фактический шум от внутреннего блока будет больше за счёт шума движения хладагента.
Максимальный уровень звукового давления (дневной режим) внутренних блоков VRF-систем примерно равен уровню шума сплит-систем при равной холодопроизводительности. Но минимальный уровень шума (ночной режим) внутренних блоков сплит-систем значительно меньше. Это особенно важно при эксплуатации систем кондиционирования в жилых помещениях.
2. Габаритные размеры и вес внутренних блоков
Как следует из табл. 2 и 3, габаритные размеры внутренних блоков сплит-систем меньше, чем габаритные размеры таких же внутренних блоков систем VRF. Этот параметр не всегда является критичным, но, тем не менее, компактные внутренние блоки смотрятся более аккуратно в интерьере, и для них проще найти место. Вес внутренних блоков мультисплит-систем также меньше.
3. Габаритные размеры, вес и уровень шума наружных блоков
Чтобы сравнивать габаритные размеры наружных блоков, необходимо сначала понять конкретную схему кондиционирования для объекта. Я предлагаю сравнивать на примере кондиционирования одного этажа жилого здания. В первом варианте мы кондиционируем все квартиры на этаже с помощью одной системы VRF. Во втором варианте мы на каждую квартиру устанавливаем одну независимую мульти-сплит-систему. Итого мы получаем табл. 4 и 5.
Анализируя данные табл. 4 и 5 можно сделать вывод, что суммарные габаритные размеры наружных блоков мульти-сплитсистем получаются ожидаемо бóльшие, чем один наружный блок VRF той же производительности. Следовательно, найти место для установки шести наружных блоков значительно сложнее, чем одного более крупного блока VRF.
Вес шести наружных блоков мультисплитов получается также больше, чем VRF той же производительности.
И уровень шума (звукового давления) получился значительно выше у нескольких наружных блоков мульти-сплит-систем, чем одного VRF. Так как уровень шума считается по логарифмическому закону, разница в 5 дБ(А) субъективно воспринимается человеком, как увеличение звукового давления в три раза.
4. Удобство управления внутренними блоками
Пульты управления внутренних блоков у современных сплити VRF-систем похожи, но отличия всё-таки есть. Индивидуальные пульты управления сплитсистем, как правило, предлагают пользователю больше вариантов для управления системой. Кроме стандартных (режим работы, температура, скорость вентилятора), пульт управления сплит-системой может предложить недельный таймер, авторестарт, автоматическое движение жалюзи, ночной режим, индикатор очистки фильтра и т. д. С другой стороны, системы управления VRF могут предоставить больше сервисных функций, например, контроль параметров работы наружного блока, сохранённая история ошибок, возможность проведения тестирования.
Как правило, оба типа систем позволяют подключить системы центрального управления с пульта или персонального компьютера. Также по желанию можно подключить ИК либо проводной пульт ДУ.
В целом можно отметить, что системы VRF более удобны для обслуживающего технического персонала, а сплит-системы ориентированы непосредственно на конечного пользователя.
5. Максимальная длина трубопроводов и перепад высот
На реальных объектах всегда возникает вопрос, куда поставить наружные блоки. Самый простой вариант — под окно. Это приводит к гирляндам «наружек» на фасадах зданий. VRF-системы в этом смысле предпочтительней, так как обладают бóльшими возможностями с точки зрения максимальной длины и перепада высот между наружным и внутренними блоками и поэтому позволяют «спрятать» наружный блок либо на крыше, либо на специальных балконах для оборудования.
Максимальная длина трубопроводов для мульти-сплит-систем составляет 30 м, перепад высоты — до 10 м. Для VRF эти параметры 70 и 30 м, соответственно.
6. Надёжность работы
Перед рассмотрением общей надёжности систем я бы хотел обратить внимание на одну реальную ситуацию.
VRF-системы были смонтированы в современном жилом здании. Особенность VRF-систем — это минимальная производительность наружного блока 8 кВт по холоду, поэтому даже для двухкомнатных квартир эта производительность была избыточна. Было принято решение использовать поэтажную схему, когда один наружный блок обслуживает несколько квартир. Эта схема была также дешевле, так как чем больше наружный блок системы VRF, тем дешевле обходится 1 кВт холода. В результате были получены следующие проблемы.
Во-первых, система периодически «теряла» внутренние блоки и показывала ошибку. После обследования стала понятна причина. Питание внутренних блоков подали отдельно на каждый внутренний блок непосредственно из электрического щита обслуживаемой квартиры. Далее система была благополучно и абсолютно корректно запущена в эксплуатацию. Но хозяева квартир стали отключать автоматы питания внутренних блоков по разным причинам: ремонт квартиры, отъезд в отпуск, замена щитка питания, перезапуск системы «умный дом», сбой питания после грозы, а также «дети случайно выключили и включили общий автомат» и т. д. После каждого отключения питания в одной квартире система выдавала ошибку у всех пользователей. Снять эту ошибку смог бы только сервисный специалист при доступе к наружному блоку. В течение первого года эксплуатации выезд на устранение этой неисправности происходил как минимум раз в неделю. Причём для предотвращения ситуации проводились настойчивые беседы с жильцами, писались дополнительные инструкции с запретом выключать питание внутреннего блока, даже заклеивались автоматы скотчем — ничего не помогало. В какой-либо квартире происходила очередная «случайность», питание внутреннего блока с завидной регулярностью отключалось, и система кондиционирования у всех соседей тоже отключалась по ошибке.
То есть проблема состоит в том, что при отключении питания хотя бы одного внутреннего блока вся система VRF выдаёт ошибку. Для предотвращения этой ситуации некоторые производители VRF придумали своеобразные «костыли».
Например, один производитель М подключил питание клапана регулирования внутреннего блока через управляющий кабель. Поэтому при пропадании питания система не «встаёт в ошибку», а клапан закрывается, и все остальные блоки продолжают работать. Другой производитель L предусмотрел аварийный аккумулятор в каждом внутреннем блоке, функция которого — закрыть клапан и не допустить отключение всей системы. То есть с проблемой неожиданного отключения питания они справились. Но это не главное. А главное то, что любая централизованная инженерная система в жилых зданиях обречена на частый выход из строя из-за потенциальных проблем у соседей. И даже если проблемы с системой автоматического управления можно как-то решить, то, например, саморез, закрученный в медный трубопровод, и вследствие этого возникшая утечка фреона из всей системы приведёт к остановке и устранению неисправности минимум на двое суток.
А если все квартиры были бы сделаны по схеме «один кондиционер на одну квартиру» (сплит, мульти-сплит, мини-VRF), то такой проблемы можно было бы избежать. Поэтому, с этой точки зрения, независимые мульти-сплит-системы надёжнее, чем центральная VRF-система для жилых зданий.
От чего ещё зависит надёжность системы кондиционирования? В первую очередь от надёжности компрессора. В этом смысле как VRF, так и мульти-сплит-системы используют современные инверторные компрессоры постоянного тока. Поэтому однозначно сказать, что компрессор VRFсистемы прослужит дольше, чем компрессор мульти-системы, нельзя.
Чем ещё принципиально отличается схема фреонового контура VRF?
1. Наличие сепаратора масла. Масло в системе нужно только в одном месте — в компрессоре. Поэтому, хотя система отделения и возврата масла на всасывание компрессора удорожает наружный блок, надёжность VRF-систем за счёт этой опции должна быть выше.
2. Датчики контроля высокого и низкого давления. Регулирование производительности по давлению создаёт более стабильные условия для работы компрессора, а, следовательно, бóльший срок его эксплуатации.
3. Аккумулятор. Собирает неиспользуемый хладагент при частичных загрузках и защищает компрессор от гидроудара.
4. Фреоновый охладитель платы управления. Расширяет диапазон работы наружного блока по температуре.
Система автоматического регулирования и контроля у систем VRF сложнее и более функциональна. Существуют ошибки и проблемы, которые может «увидеть» только система управления VRF. Например, контроль высокого и низкого давления, контроль уровня масла в компрессоре и т. д. Достаточно сказать, что количество возможных ошибок (а значит и защит от них) у систем VRF насчитывается от 50 до 100 у разных производителей, а у мульти-сплит-систем — в два-три раза меньше. Это значит, что вывести из строя систему VRF сложнее.
Вывод: в целом система VRF должна быть надёжнее, чем система мультисплит. Но, с другой стороны, на практике сама концепция «одна квартира — один кондиционер», без сомнения, более правильна, чем коллективные решения. В итоге разумный срок эксплуатации для мульти-сплит-систем — 10–15 лет, а VRFсистем — 15–20 лет.
7. Энергоэффективность
Энергоэффективность систем кондиционирования зависит от многих факторов. В первую очередь от энергопотребления компрессора. В наших рассматриваемых системах применяются инверторные компрессоры, энергопотребление которых увеличивается при: высокой температуре окружающей среды, загрязнённом теплообменнике наружного блока, больших потерях холода по пути от источника холода к приёмнику, низкой температуре кипения и т. д. Принципиально инверторный компрессор VRF-системы не отличается от инверторного компрессора мультисплит-системы.
Однако энергопотребление системы VRF может быть даже несколько больше за счёт большей длины трубопроводов и, соответственно, бóльших затрат энергии на перемещение хладагента. Хотя в целом энергопотребление реальных систем очень близко между собой (это показано в табл. 4 и 5). На суммарное энергопотребление больше влияет сезонная энергоэффективность SEER. Для мультисплит-систем она лежит в диапазоне от 6 до 7 единиц. Для систем VRF — от 4,5 до 6,8 единиц. То есть сезонное энергопотребление для мульти-сплит-систем будет даже меньше, чем для систем VRF.
8. Капитальные затраты
Считается, что системы VRF обходятся примерно в полтора-два раза дороже, чем сплит-системы. В нашем случае одна VRFсистема получилась в два раза дороже, чем шесть отдельных мульти-сплит-систем на шесть квартир одного этажа (табл. 4 и 5). Стоимость организации кондиционирования с помощью одной системы VRF составляет $ 36311. Стоимость кондиционирования на базе независимых мультисплит-систем — $ 17729. В целом это очевидный и ожидаемый результат.
Выводы
В целом необходимо отметить, что для кондиционирования жилых квартир лучше подходят независимые от соседей системы кондиционирования. Для квартир с площадью менее 100 м² намного удобнее и надёжнее будет эксплуатировать отдельную мульти-сплит-систему, чем общую с соседями систему VRF. К тому же в данном случае выигрыша по цене в пользу систем VRF нет никакого. Единственной преградой может служить отсутствие возможности установить индивидуальный наружный блок.
Если же есть необходимость кондиционирования квартиры, для которой общая производительность по холоду достигает 10 кВт и более, я бы порекомендовал индивидуальную систему мини-VRF. За счёт более современных технологий (например, система маслоотделения, контроль давления хладагента, защита системы по многочисленным параметрам) надёжность работы данной системы всётаки выше, чем у мульти-сплит-системы. Длина трасс до 70 м позволяет убрать наружный блок в любое удобное место. А срок эксплуатации должен быть в полтора-два раза выше, чем у мульти-сплитсистемы (табл. 6).
