Расчёт и проектирование VRV/VRF-систем

Для эффективной и надёжной работы высокотехнологичной мультизональной (VRV/VRF) системы кондиционирования необходимо выполнить качественное, грамотное проектирование, учитывающее требования СНиП, СЭС и пожарной безопасности: провести расчёт тепловыделений каждого помещения; определить необходимое количество используемых внутренних и внешних модулей, их тип, производительность, месторасположение; осуществить проектирование труботрасс с хладагентом и трасс дренажных трубопроводов, выполнить их гидравлический расчёт; совместить будущую мультизональную систему с вентиляционным комплексом; выполнить расчёт и проектирование энергопитания VRV/VRF-системы; разработать управляющую систему с сетью специальных кабелей.

До начала этого этапа инженеры составляют техническое задание, изучают поэтажную планировку здания, характеристики существующих инженерных коммуникаций и систем электроснабжения, особенности каждого помещения, выполняют тепловые замеры с целью определения требуемой производительности, определяют температуру по влажному и сухому термометру внутри и снаружи помещений, вычисляют максимальную общую тепловую нагрузку, выбирают технические площади для размещения будущего климатического оборудования с наиболее рациональным использованием пространства, выясняют, есть ли возможность полноценного использования автоматизированного управления мультизональной системой, оценивают сложность монтажных работ и вероятность будущего расширения системы.

Расчёт по внешним метеоусловиям производят в соответствии со сводом правил СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». На основе полученных данных определяют объём воздушного потока для создания оптимальных параметров воздуха. После этого приступают к разработке принципиальной схемы проектируемой системы, изготавливают рабочие чертежи, составляют перечень и описание необходимого климатического и вспомогательного оборудования и материалов, определяют величину необходимой мощности электропитания.

Выбор внутренних блоков, их типа и производительности проводят на основании назначения каждого конкретного помещения в здании, максимальной температурной нагрузки, с учётом шумовых характеристик и степени равномерности распределения воздушного потока, идущего от каждого внутреннего блока. Например, в некоторых случаях использование кассетных блоков позволяет более равномерно распределяться воздуху по сравнению с настенными той же мощности. Следует также помнить, что фактическая мощность внутренних блоков в климатических условиях нашей страны на 15-25% ниже производительности, указанной в соответствующих технических каталогах и не ориентированной на российский климат.

При подборе внешних блоков учитывают общую производительность подсоединяемых внутренних блоков с учётом их одновременной работы при полной загрузке, а также их максимальное количество, общую тепловую нагрузку, проектную температуру воздуха на улице, максимальную длину трубопровода и перепад по высоте между внутренним и внешним модулем. Большой перепад высот может провоцировать возникновение неравномерности поступления хладагента во внутренние модули. В случае вынужденной необходимости создания большого перепада по высоте (свыше 15 метров) между внутренними и внешними блоками, нужно принять производительность внешнего модуля равной суммарной мощности внутренних. Превышение стандартной длины труботрассы увеличивает гидравлическую характеристику трубопроводной сети, снижает расход хладагента и приводит к падению производительности внутреннего блока. Поэтому необходимо корректировать производительность внешнего блока с учётом конкретных характеристик трубопровода, с применением поправочного коэффициента. Тем не менее, мощность внешнего блока можно принять на 10-30% ниже суммарной мощности всех подключаемых к нему внутренних блоков по причине неодновременности теплоизбытков каждого помещения. К тому же, фактическая производительность внешних блоков обычно выше указанной в каталогах из-за низкой расчётной наружной температуры воздуха в нашем климате.

Определяя нужный типоразмер внешнего блока руководствуются экономической выгодой, рассматривая подходящие по техническим параметрам варианты набора блоков. Например, если требуется внешний блок мощностью 250 кВт, то возможно, что вариант использования двух модулей по 125 кВт, будет оптимальным решением и с технической, и с экономической точки зрения. Выбирая место размещения наружной части системы, следует учесть шумовые характеристики внешних блоков.

При проектировании необходимо предусмотреть установку сетей трубопроводов с хладагентом по всему зданию с расчётом диаметра будущих труб на основании соответствующих таблиц и с учётом мощности внутренних модулей. Выбор разветвителей и собирающих коллекторов осуществляют в зависимости от характеристик труботрасс. Поскольку масса циркулирующего хладагента в контуре может быть несколько десятков килограмм, то важно при проектировании VRV/VRF-систем выполнить проверку всех помещений на аварийную концентрацию хладагента, исключающей в случае разгерметизации трубопровода с хладагентом отравление присутствующих в помещении людей. По этой причине часто применяют не один, а несколько независимых контуров, чтобы уменьшить объём хладагента в каждом из них, тогда в случае аварии объём и концентрация хладагента в помещении будет существенно меньше. Опасная концентрация для каждого хладагента разная: например, для R22 она составляет 300 г/м³, для R410A – 420 г/м³.

Алгоритм подбора оптимального и надёжного оборудования для VRV/VRF-систем зависит от особенностей систем разных производителей и различных режимов функционирования. Существует перечень стандартных работ по расчёту и проектированию мультизональных систем, однако каждый проект всегда рассматривается индивидуально с подбором необходимых дополнительных опций и аксессуаров системы. Например, часто требуется заложить в проектируемую систему возможности масштабирования и резервирования для повышения надёжности работы всей мультизональной системы.