VRF: как организовать рекуперацию тепла между зонами

Для передачи тепла между зонами нужна VRF-система с рекуперацией, в которой внутренние блоки могут одновременно охлаждать и обогревать разные помещения. У Mitsubishi Electric эту задачу решает CITY MULTI R2 с BC-контроллером — узлом распределения хладагента. Начинать проект стоит с графика нагрузок: польза от обмена теплом возникает в часы, когда одним зонам требуется охлаждение, а другим — обогрев.

Две комнаты могут просить разные режимы

Весной солнечная переговорная с людьми и техникой может перегреваться, пока кабинету у затенённого фасада ещё нужно тепло. Для системы с общим режимом это неудобное сочетание: установка на охлаждение не удовлетворит запрос кабинета на обогрев. R2 допускает разные режимы внутренних блоков в одном холодильном контуре.

В охлаждаемом помещении хладагент забирает тепло, в обогреваемом — отдаёт его через теплообменник внутреннего блока. Часть энергии используется внутри здания вместо того, чтобы целиком уходить наружу. Воздух из переговорной при этом не перекачивается в кабинет: тепло переносится холодильным контуром, воздушные среды комнат остаются разделёнными.

Здесь важна разница между общей потребностью здания за сутки и одновременными нагрузками. Утренний обогрев пустого офиса и дневное охлаждение заполненного зала могут давать внушительные суточные цифры, почти не совпадая по времени. Рекуперация между зонами не хранит утреннее тепло до вечера. Ей нужны источник и потребитель в одном рабочем интервале.

Сначала наложить графики, потом объединять зоны

Рассмотрим условный час: солнечным помещениям требуется 12 кВт холода, затенённым — 8 кВт тепла. В этом интервале есть потенциал для внутреннего использования тепла. Если позже все помещения перейдут на охлаждение, получателя тепла внутри здания уже не будет; наружный теплообменник должен участвовать в его отводе.

Величины 12 и 8 кВт описывают нагрузки, а не экономию электричества. Нельзя вычесть их и подобрать наружный блок на оставшиеся 4 кВт: он работает в системе с компрессором, переменными режимами и собственными ограничениями производительности. Требуется расчёт доступной мощности при заданном соотношении охлаждения и обогрева, температурах и конфигурации трубопроводов.

Для такого расчёта у каждой зоны нужны назначение, рабочие часы, число людей, внутренние тепловыделения, остекление и уставки температуры. Нагрузку вентиляции включают с учётом того, где и до какого состояния обрабатывается наружный воздух. Полезно сравнить несколько характерных состояний: утренний прогрев, заполненный офис днём, межсезонье с разными режимами фасадов и период, когда всем нужен холод.

Объединять помещения только потому, что они находятся рядом на плане, преждевременно. У арендаторов могут различаться часы работы и требования к управлению. Техническая комната с круглосуточным тепловыделением способна участвовать в тепловом балансе, однако её допустимые перерывы в охлаждении нужно рассмотреть отдельно. Экономический эффект не оправдывает схему, которая нарушает требования критичной зоны к температуре.

Энергопотребление сравнивают с конкретной альтернативой при одинаковых нагрузках, уставках и часах эксплуатации. Фиксированный процент экономии без этих условий не помогает выбрать систему для здания.

BC-контроллер распределяет хладагент, а не команды с пульта

В R2 BC-контроллер содержит узел разделения газовой и жидкой фаз. Он направляет хладагент к внутренним блокам в соответствии с нужным режимом. Слово «контроллер» здесь легко вводит в заблуждение: речь о физическом узле холодильного контура с трубными подключениями, а не только об электронном управлении.

Вариант с одним BC и схема с главным и подчинёнными BC имеют разные правила соединения. Число ответвлений, допустимые блоки и нагрузка на ветвь определяются документацией. Проект должен показывать цепочку от наружного блока до каждого внутреннего.

Двухтрубная архитектура R2 также не означает, что к ней подойдёт любой двухтрубный VRF-блок. Серия с общим режимом и система с рекуперацией решают разные задачи. WR2 использует водяной источник тепла, а Hybrid VRF — другую схему распределения к помещениям; переносить их подключения и пределы на обычную R2 нельзя.

Как проверить выбранную комплектацию

В нашем ассортименте представлен наружный блок PURY-P250YNW-A1. В его официальной таблице указаны номинальные 28 кВт охлаждения и 31,5 кВт обогрева. Эти значения относятся к паспортным условиям соответствующих режимов; их не следует складывать и объявлять суммарной полезной мощностью при одновременной работе.

Для того же исполнения указан диапазон подключаемой мощности внутренних блоков 50–150% мощности наружного. Верхняя граница разрешает определённую комплектацию, но не обещает каждому блоку полную отдачу при одновременном максимальном запросе всех комнат. Сначала рассчитывают реальную одновременную нагрузку, затем проверяют ограничения выбранной комбинации.

Проверка проходит по одной спецификации: полный индекс наружного блока, модели внутренних, типы BC, соединительные детали и средства управления. К ней прилагают схему с длинами отдельных участков, эквивалентными длинами и перепадами высот. Один общий метраж не выявит слишком удалённую ветвь или недопустимую разницу отметок. Числа из буклета другого поколения здесь не годятся, даже если название CITY MULTI совпадает.

У схемы есть место в здании

BC-контроллеру нужен доступ для обслуживания трубных соединений и электрической части. Его нельзя размещать в случайном свободном объёме над неразборным потолком. При выборе места учитывают шум хладагента и переключений: близость к тихому кабинету или номеру может оказаться важнее сокращения трассы на несколько метров. Для узла предусматривают монтажные зазоры и дренаж по его инструкции; охлаждающим внутренним блокам также нужен отвод конденсата.

Автоматика должна сохранять независимые запросы зон, согласовывать расписания и ограничивать произвольное изменение уставок там, где этого требует эксплуатация. На приёмке проверяют характерные сочетания режимов, включая переход части помещений с охлаждения на обогрев. Поведение при оттайке и восстановлении питания уточняют для выбранной конфигурации до того, как поручить ей температурно-критичные помещения. Непрерывность охлаждения нельзя обещать по одному названию R2.

Вентиляция остаётся отдельной инженерной задачей. Передача тепла между комнатами не удаляет углекислый газ и не подаёт наружный воздух; её не оценивают температурным КПД воздушного рекуператора. В проекте обе системы встречаются в тепловом балансе помещений и в согласованном управлении.

Решение в пользу рекуперации убедительно, когда проект показывает часы совместного спроса на холод и тепло и работоспособную группу зон. Если графики почти не пересекаются, стоит сравнить R2 с более простой схемой с общим режимом. Если пересекаются, следующий шаг — расчёт конкретной комбинации и трасс, а не обещание одинаковой экономии для любого здания.