Мировые новости, №106

МИРОВОЙ РЫНОК ЧИЛЛЕРОВ И УСТРОЙСТВ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

Общие положения

Чиллеры представляют собой основной компонент систем центрального кондиционирования воздуха. С их помощью получают холод, необходимый для процесса производства на промышленных предприятиях, а также осуществляют комфортное кондиционирование крупных объектов. Наиболее мощные системы используют для тепло- и холодоснабжения целых кварталов. Кроме того, благодаря широкому диапазону рабочих температур чиллеры и устройства обработки воздуха все чаще находят применение в холодильной индустрии.

В 2016 году объем рынка систем кондиционирования воздуха оценивался в 92,6 миллиарда долларов США. При этом 60% рынка приходились на бытовое и полупромышленное оборудование, а оставшиеся 40% — на центральные кондиционеры, чиллеры и устройства обработки воздуха. Более детальное рассмотрение статистических данных показывает, что доля чиллеров составляла 8,1%, а устройств обработки воздуха — 7,6% (в сумме — 15,7%).

По данным Британской ассоциации маркетинговых исследований и информации в области строительства (BSRIA), мировой спрос на холодильные машины в 2016 году снизился по сравнению с предыдущим годом на 3,2% и составил 7,5 миллиарда долларов.

Системам на основе чиллеров и устройств обработки воздуха требуется разнообразное периферийное оборудование, такое как насосы для охлаждающей и охлаждаемой воды, трубопроводы, градирни для отвода тепла. Подобная периферия — один из ключевых сегментов рынка климатической техники.

Основной спрос на чиллеры обеспечивают Китай, страны Европы и США, доли которых составляют 30, 17 и 15% соответственно (рис. 2).

Около 30% выпущенных в США чиллеров отправляются на экспорт. При этом США производят около 20% общего количества чиллеров в мире.

Спрос на холодильные машины падает во многих странах. Так, китайский рынок — крупнейший в мире — сократился в 2016 году на 6,5%, его объем оценивался в 2,3 миллиарда долларов США. Объем европейского рынка уменьшился на 2,3% — до 1,3 миллиарда долларов США. Ведущая семерка стран Юго-Восточной Азии — Таиланд, Индонезия, Малайзия, Филиппины, Вьетнам, Мьянма и Камбоджа — испытала сокращение рынка чиллеров на 5,3% — до 290,1 миллиона долларов США. Объем ближневосточного рынка холодильных машин в 2016 году не изменился.

Рынок США — второго по величине потребителя чиллеров — напротив, вырос по сравнению с 2015 годом на 3%. Его объем составил 1,1 миллиарда долларов. В Японии также отмечен рост — на 9,9%. Объем японского рынка холодильных машин в 2016 году оценивался в 497,5 миллиона долларов США. В Индии спрос на чиллеры вырос на 2,3%, их продажи принесли 202 миллиона долларов.

Ведущие рынки

Действующая в Китае государственная программа «От угля к электричеству» подстегнула спрос на чиллеры, работающие в режиме теплового насоса. Технология теплоснабжения посредством тепловых насосов получила широкое признание и нашла множество применений.

Наиболее перспективными рынками являются страны, где помимо экономического подъема наблюдается рост инвестиций в объекты инфраструктуры, такие как железнодорожный и автомобильный транспорт, аэропорты. Кроме того, эти страны рассматриваются в качестве производственной базы компаниями из США, Японии и Китая, увеличивающими вложения в создание промышленных предприятий. В ближайшем будущем следует ожидать ожесточенной конкурентной борьбы за рынок чиллеров Юго-Восточной Азии и Индии.

В Европе чиллеры пользуются популярностью, и у спроса на них есть потенциал для роста. В Европе действует множество местных производителей компрессоров — главного компонента любого чиллера. Используя высокоэффективные компрессоры местного производства, европейские компании, занимающиеся изготовлением чиллеров, могут предложить заказчикам качественную продукцию. К местным предприятиям проявляют интерес конкуренты из США, Японии и Китая, реализующие агрессивную политику слияний и поглощений.

На ближневосточном рынке холодильных машин наблюдается застой, в Южной Америке политическая и экономическая нестабильность привела к падению спроса. На этих рынках уверенно доминируют производители из США. Компании из Кореи и Китая борются друг с другом за сегмент холодильных машин абсорбционного типа.

По данным Японской ассоциации индустрии холода и воздушного кондиционирования (JRAIA), в Японии в 2016 году наблюдалось падение спроса на чиллеры с компрессорами объемного сжатия и устройства центробежного типа, при этом росли продажи абсорбционных холодильных машин.

Спрос на различные типы чиллеров

Чиллеры принято делить на две большие группы — воздушного и водяного охлаждения. Чиллеры, в которых можно развернуть поток хладагента, могут использоваться как тепловые насосы.

Чиллеры с водяным охлаждением делятся на три типа: с компрессорами центробежного типа, с компрессорами объемного сжатия (винтовыми, спиральными и поршневыми) и абсорбционные холодильные машины, работающие за счет тепловой энергии. Структура спроса на различные типы чиллеров представлена на рис. 3.

Чиллеры с компрессорами центробежного типа

Согласно данным BSRIA, спрос на чиллеры с компрессорами центробежного типа в 2016 году составил 2,1 миллиарда долларов США — на 1% меньше по сравнению с предыдущим годом. Однако если взять динамику спроса за более продолжительный промежуток времени, выяснится, что за последние 10 лет он вырос на 140%. В Китае за этот период потребность в чиллерах на базе компрессоров центробежного типа выросла втрое благодаря бурному развитию инфраструктуры городов. Сейчас Китай —крупнейший потребитель холодильных машин данного типа, обеспечивающий треть общемирового спроса. Десять лет назад лидером были США.

Ведущую роль в производстве чиллеров с компрессорами центробежного типа играют четыре компании из США: York (Johnson Control), Trane (Ingersoll Rand), Carrier (United Technologies), Daikin Applied (формально — McQuay). Им принадлежат не только 100% североамериканского рынка, но и 70% рынка Китая. Однако c китайского рынка их теснят такие компании, как Midea, Gree, Haier, Dunham-Bush, LG, Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems, Johnson Controls-Hitachi Air Conditioning, Ebara.

Ближний Восток — основной потребитель мощных чиллеров, предназначенных для станций централизованного холодоснабжения. В 2016 году спрос на холодильные машины с компрессорами центробежного типа в ведущих странах региона — Объединенных Арабских Эмиратах, Саудовской Аравии и Катаре — снизился на 20%.

Для централизованного холодоснабжения используют чиллеры с центробежными компрессорами холодопроизводительностью от 2000 до 6000 тонн, что соответствует мощности от 7033 до 21 101 киловатта. Потребность в таких агрегатах есть и на Ближнем Востоке, и в Китае. Ведущими производителями подобных чиллеров остаются компании из США — York и Trane. Но им уже «наступают на пятки» конкуренты. Так, в 2015 году Mitsubishi Heavy Industries поставила в Саудовскую Аравию 80 мощных холодильных машин с переменной скоростью вращения компрессора (VSD) производительностью 2500 холодильных тонн (8792 киловатта) каждая.

Чиллеры с воздушным охлаждением и воздушные тепловые насосы

Объем рынка чиллеров с воздушным охлаждением конденсатора приблизился в 2016 году к 3,2 миллиарда долларов США, что меньше показателей предыдущего года на 0,4%. Подобные чиллеры делятся на устройства, способные работать только в режиме охлаждения, и тепловые насосы. Первые преобладают в США, вторые занимают значительную долю рынков Японии и Китая (70 и 60% соответственно).

Стоимость владения чиллером воздушного охлаждения различается от региона к региону, но в целом такие устройства обходятся дешевле моделей с водяным охлаждением, так как не нуждаются в насосах для охлаждающей воды, градирнях, дополнительных трубопроводах и требуют меньшего объема работ при обслуживании. Поэтому темпы роста рынка чиллеров воздушного охлаждения выше, чем у моделей с водяным охлаждением.

В США за последние 3 года спрос на чиллеры воздушного охлаждения вырос на 20%. Там уже становится нормой использование в крупных проектах нескольких воздушноохлаждаемых холодильных машин суммарной производительностью свыше 1000 холодильных тонн (3517 киловатт) вместо традиционного решения на базе чиллеров с компрессорами центробежного типа.

Принятый в Китае 13-й пятилетний план предусматривает к 2020 году снижение потребления воды на 35% по сравнению с 2013 годом. Цель такого сокращения — предотвращение загрязнения воды и стимулирование перехода на электрические отопительные системы, что в свою очередь способствует росту спроса на воздушные тепловые насосы.

Чиллеры с водяным охлаждением на базе винтовых, спиральных и поршневых компрессоров

В 2016 году объем мирового рынка водоохлаждаемых чиллеров с компрессорами объемного сжатия сократился по сравнению с предыдущим годом на 5% и составил примерно 1,5 миллиарда долларов США.

Чиллеры с водяным охлаждением, созданные на базе винтовых компрессоров, использовались, как правило, для замены холодильных машин с компрессорами центробежного типа малой и средней мощности. Устройства обоих типов имеют сравнимую производительность и сопоставимые цены в диапазоне холодильных мощностей от 100 до 500 тонн охлаждения (351,7–1758,4 киловатта). Однако с появлением небольших чиллеров на базе безмасляных центробежных компрессоров конкуренция между двумя типами устройств вновь обострилась.

Абсорбционные холодильные машины

Абсорбционные устройства, в отличие от парокомпрессионных холодильных машин с электрическим приводом компрессора, охлаждают или нагревают воду, используя тепловую энергию. Объем мирового спроса на абсорбционные чиллеры в 2016 году оценивался в 687,3 миллиона долларов США, что меньше показателя 2015 года на 9,5%. В денежном выражении объем спроса на такие устройства за прошедшее десятилетие не претерпел значительных изменений, однако их доля на рынке чиллеров сократилась. Ведущими рынками абсорбционных холодильных машин остаются Китай, Япония и Южная Корея, на долю этих стран приходится до 70% общемировых продаж.

За минувшие десятилетия холодильные машины с электрическим приводом компрессора, в том числе на базе компрессоров центробежного типа, заметно повысили свою энергоэффективность и по такому показателю, как эффективность потребления первичного энергоресурса, далеко обошли абсорбционные чиллеры. Но у абсорбционных устройств есть свои преимущества, в частности они способны вырабатывать холод и тепло, используя один и тот же энергоноситель, и весьма эффективны в регионах, где выработка электричества пока незначительна, но зато имеются большие запасы нефти и природного газа, например на Ближнем Востоке.

Кроме того, абсорбционные чиллеры прекрасно приспособлены к работе с возобновляемыми источниками энергии и бросовым теплом, выделяющимся в ходе технологических процессов. Растет потребность в комбинированных тригенерационных системах, способных вырабатывать холод, тепло и электричество, используя тепло, отводимое от работающих двигателей.

Таким образом, можно ожидать все более широкого применения абсорбционных холодильных машин не только для охлаждения, но и в системах энергоснабжения в сочетании с другими устройствами.

Технологический поиск в области абсорбционных технологий ведется в направлении использования возобновляемых источников энергии. В 2016 году компания York представила абсорбционный чиллер и тепловой насос на основе двухступенчатого цикла испарения и абсорбции, отличающийся высокой эффективностью даже при применении нагретой воды относительно невысокой температуры.

Рыночные тенденции

Правительства и развитых, и развивающихся стран настойчиво продвигают так называемое зеленое строительство. За счет этой политики на первый план выходят чиллеры, в которых используются энергоэффективные технологии инверторного управления и хладагенты с низким потенциалом глобального потепления (ПГП).

Все больше производителей вместо непосредственных продаж чиллеров стараются предложить потребителям готовые комплексные решения, включающие проектирование, монтаж и обслуживание систем кондиционирования, освещения, видеонаблюдения, пожарной безопасности и прочего инженерного оборудования. Подобная бизнес-модель предполагает налаживание партнерских отношений между поставщиками различных видов техники и услуг.

Одно из проявлений непрерывного развития информационных технологий — использование в чиллерах «Интернета вещей» и облачных решений, существенно расширяющих возможности энергосбережения.

Использующиеся в чиллерах безмасляные компрессоры центробежного типа становятся все мощнее, а благодаря массовому производству — еще и доступнее. В будущем ожидается рост спроса на них, особенно если принять во внимание потребность в создании новых установок в Китае и необходимость замены устаревшего оборудования в США.

В сегменте абсорбционных чиллеров растет спрос на когенерационные установки и устройства, способные утилизировать бросовое тепло. Востребованность же чиллеров прямого горения снижается.

Технологические новшества

Технологические инновации, такие как замена поршневых компрессоров устройствами винтового, спирального и ротационного типов, переход от постоянной к регулируемой скорости вращения, появление безмасляных компрессоров, позволили увеличить энергоэффективность чиллеров на 40–50% по сравнению с 1975 годом. С появлением в конце 1990-х годов интегрального показателя производительности при частичной нагрузке (IPLV) стало возможно оценить характеристики чиллеров в широком диапазоне рабочих условий, в том числе в нештатных ситуациях.

Что касается применяющихся хладагентов, то за прошедшие десятилетия их озоноразрушающая способность уступила звание главной проблемы парниковому воздействию. В октябре 2016 года в Кигали 197 стран — участниц Монреальского протокола приняли поправку, обязывающую развитые страны сократить производство и потребление гидрофторуглеродов (ГФУ) до 15% базового уровня к 2036 году. Так как ГФУ R134a остается основным хладагентом для холодильных машин с компрессорами винтового и центробежного типов, производители вынуждены искать ему замену с более низким ПГП.

Чиллеры с компрессорами центробежного типа

Диапазон производительности

В отличие от объемного сжатия компрессия в устройствах центробежного типа происходит за счет преобразования кинетической энергии вращающейся крыльчатки в давление. Благодаря этому центробежные компрессоры способны непрерывно сжимать большие объемы газа.

В теории центробежные компрессоры меньшей мощности развивают более высокую скорость вращения. Повышение скорости вращения крыльчатки ведет к увеличению механических потерь и, соответственно, к снижению эффективности. В связи с этим принято считать, что диапазон холодопроизводительности таких компрессоров ограничен снизу значением в 200–300 холодильных тонн (что соответствует мощности 700–1000 киловатт). Однако, с тех пор как компания Danfoss представила небольшие безмасляные компрессоры Turbocor с магнитной подвеской вала, отличающиеся крайне малыми механическими потерями даже на высоких скоростях, компрессоры центробежного типа стали применяться в чиллерах холодопроизводительностью менее 300 тонн (1055 киловатт), где раньше обычно использовались устройства винтового типа.

Новые хладагенты

Выбор новых альтернативных хладагентов — серьезная технологическая и стратегическая задача, решение которой во многом определяет конструкцию и характеристики чиллеров.

Поиски новых рабочих веществ с низким ПГП идут в двух направлениях: хладагенты низкого и среднего давления (табл. 1).

Хладагенты низкого давления требуют в 5–6 раз большего объема сжатия, чем вещества среднего давления, для достижения аналогичной холодопроизводительности. Это значит, что использующие их компрессоры будут большего размера. С другой стороны, вещества низкого давления отличаются более высокой эффективностью цикла охлаждения.

Таблица 1. Альтернативные хладагенты с низким ПГП для чиллеров


Давление

Компрессор

Альтернативы

ПГП

Безопасность по ASHRAE

Мощность

Эффективность

Низкое

Центробежный

R514A

(смесь ГФО)

2

B1

По сравнению с R123

Такая же

Такая же

R1233zd(E)

1

A1

140%

99–100%

Среднее

Центробежный/винтовой

R1234ze(E)

<1

A2L

По сравнению с R134a

75%

Такая же

R513A (смесь ГФО и ГФУ)

573

A1

Такая же

98%

R1233zd(E) предлагается в качестве альтернативы хладагенту низкого давления R123. Он негорюч, отличается низким ПГП. В 2014 году компания Trane первой применила его для холодильных машин с компрессорами центробежного типа. В 2015 году MHI представила чиллер на базе центробежного компрессора с двумя ступенями сжатия холодильной мощностью 80–700 тонн (271–2462 киловатта), использующий R1233zd(E). В 2016 году аналогичный продукт разработала компания Carrier, в 2017 году этот чиллер был выпущен на рынок. Среди его особенностей — частотно-регулируемый привод (VFD), отсутствие повышающего редуктора, смазка подшипников жидким хладагентом, расположение крыльчаток напротив друг друга для уменьшения нагрузки на подшипники.

Чиллеры, рассчитанные на применение R123, необходимо слегка модифицировать для заправки хладагентом R1233zd(E). В свою очередь, Trane предлагает использовать для замены R123 в действующих устройствах небольшой мощности слаботоксичную смесь гидрофторолефинов R514A, сходную с ним по термодинамическим характеристикам.

В настоящее время идет разработка холодильных машин, использующих хладагенты среднего давления с низким ПГП. В Европе первым таким хладагентом для чиллеров с воздушным и водяным охлаждением стал умеренно воспламеняемый ГФО R1234ze(E).

Недавно компания Danfoss объявила о разработке нового центробежного компрессора Turbocor TG для R1234ze(E). В 2017 году MHI запустила в производство линейку чиллеров с компрессорами центробежного типа холодопроизводительностью от 300 до 5000 тонн (1055–17 580 киловатт). Kirloskar, индийский производитель холодильных машин, также анонсировал линейку чиллеров с компрессорами центробежного типа на хладагенте R1234ze(E).

Негорючий хладагент R513A разработан в качестве альтернативы R134a. На выставке China exhibition Expo 2017 компания Dunham-Bush демонстрировала чиллер холодопроизводительностью 700 тонн (что соответствует мощности 2462 киловатта) на базе компрессора с прямым приводом, использующего этот хладагент. Там же Smardt Chiller Group представила безмасляный чиллер воздушного охлаждения с центробежным компрессором, доступный в вариантах как для R1234ze(E), так и для R513A.

JCI объявила о применении R513A в двух своих ключевых новинках — чиллерах водяного охлаждения на базе центробежного компрессора на магнитной подвеске YMC2 и холодильных машинах на основе винтовых компрессоров.

Расширение модельного ряда безмасляных чиллеров с магнитной подвеской

Производители чиллеров и компрессоров создают безмасляные устройства с магнитной подвеской, опираясь на собственные разработки или в сотрудничестве с компаниями, специализирующимися на технологиях уменьшения трения. Наиболее заметная тенденция в этом направлении — расширение диапазона мощностей безмасляных компрессоров (табл. 2). Так, компания LG недавно представила безмасляный чиллер на базе компрессора центробежного типа холодопроизводительностью 2200 тонн (7737 киловатт) и компрессор мощностью 1100 холодильных тонн (3868,5 киловатта).

Таблица 2. Чиллеры и компрессоры с магнитной подвеской


Компания

Мощность

Danfoss-Turbocor

60–350 х. т. (211–1231 киловатт)

Daikin Applied

400–700 х. т., двухкомпрессорныечиллеры до 1500 х. т. (1407–2462 киловатта, до 5275 киловатт)

York

165–1000 х. т. (580–3517 киловатт)

MHI

400–500 х. т. (1407–1758,5 киловатта)

LG

260–1100 х. т., двухкомпрессорные чиллеры до 2200 х. т.(914—3868,5 киловатта, до 7737 киловатт)

Danfoss-Turbocor выпускает линейку центробежных компрессоров для холодильных машин большой мощности. На выставке China exhibition Expo 2017 компания Haier демонстрировала чиллер на 4200 холодильных тонн (14 771 киловатт) на базе нескольких безмасляных компрессоров.

Помимо производителей, перечисленных в табл. 2, о начале выпуска безмасляных чиллеров на базе компрессоров центробежного типа собственной разработки объявила компания Gree. В 2016 году производитель компрессоров Hanbell в сотрудничестве с поставщиком магнитной подвески SKF создал линейку безмасляных чиллеров RTM.

На сегодняшний день безмасляные устройства практически не уступают по производительности традиционным холодильным машинам с компрессорами центробежного типа, что способствует росту их популярности.

Еще одна безмасляная технология — смазка хладагентом

В дополнение к магнитной подвеске была разработана еще одна безмасляная технология, предполагающая смазку подшипников хладагентом.

В одном из вариантов этой технологии жидкий хладагент используется для смазки системы подшипников качения, состоящих из керамических шариков, заключенных в стальное кольцо. Смазка жидким хладагентом с низкой вязкостью позволяет существенно уменьшить потери в результате силы трения, тем самым повысив эффективность компрессора. Впервые эту технологию применила компания Trane в чиллерах с компрессорами центробежного типа на хладагенте R123. Затем Carrier представила холодильную машину с двухступенчатым центробежным компрессором, где для смазки подшипников используется новый хладагент R1233zd(E).

Еще один вариант заключается в том, что внутрь подшипника скольжения подается газообразный хладагент под давлением, и таким образом создается зазор между поверхностью подшипника и вращающимся валом. На выставке China Refrigeration Expo 2014 в Пекине компания Midea представила чиллер с безмасляным двухступенчатым компрессором центробежного типа производительностью 300 холодильных тонн (1055 киловатт), использующий подшипники с газовой смазкой.

Аналогичной мощностью обладает инверторный чиллер, разработанный компанией LG. В его конструкции использованы три двухступенчатых безмасляных центробежных компрессора с подшипниками газовой смазки.

В отличие от магнитной подвески безмасляные решения на основе смазки хладагентом не требуют сложных устройств контроля и управления.

Двухступенчатая конструкция компрессора и ее применение

Традиционно существуют два типа центробежных компрессоров, использующих хладагенты низкого давления: одноступенчатые с повышающим редуктором и многоступенчатые с прямым приводом от двигателя. В умеренном климате одноступенчатый компрессор способен обеспечить достаточное сжатие, однако его эффективность будет падать с повышением температуры охладителя.

С распространением в начале 1990-х годов хладагента R134a большинство японских компаний, таких как Hitachi (нынешняя Johnson Controls-Hitachi Air conditioning), MHI и Ebara, разработали двухступенчатые компрессоры с экономайзерами, отличающиеся повышенной эффективностью при высокой разнице температур испарителя и конденсатора.

В 2013 году Carrier объявила о создании чиллеров с двухступенчатыми центробежными компрессорами мощностью от 800 до 1600 холодильных тонн (2813,5–5627 киловатт), а затем увеличила холодопроизводительность до 3000 тонн (10 550 киловатт). Большинство китайских производителей осваивают выпуск холодильных машин на базе двухступенчатых компрессоров центробежного типа для использования в системах централизованного холодоснабжения, в промышленности, хранилищах льда, а также для применения в режиме теплового насоса.

В свою очередь, в конструкции нового чиллера YKEP с экономайзером от компании York к уже имеющемуся одноступенчатому компрессору был добавлен еще один — небольшой мощности, что позволило заметно повысить общую производительность.

Частотно-регулируемый привод и электромоторы с постоянными магнитами

Хорошо известно, что регулирование частоты вращения позволяет существенно увеличить эффективность компрессоров центробежного типа при неполной нагрузке, небольшой разнице температур испарителя и конденсатора или пониженной температуре охлаждающей воды. По некоторым оценкам, частотно-регулируемый привод (VFD) применяется более чем в 80% чиллеров с центробежными компрессорами, поставляемых в США. Как правило, такое регулирование используется совместно с обычными электромоторами переменного тока.

В безмасляных компрессорах без повышающей передачи устанавливаются высокоскоростные электромоторы с постоянными магнитами, напрямую соединенные с крыльчаткой. Технологические трудности, препятствующие созданию таких моторов, работающих с напряжениями свыше 3 киловольт, не позволяют получить безмасляный компрессор мощностью свыше 1500 холодильных тонн (5275 киловатт).

Чиллеры воздушного охлаждения и воздушные тепловые насосы

Типы используемых компрессоров

Холодопроизводительность чиллеров с воздушным охлаждением конденсатора лежит в диапазоне 10–600 холодильных тонн, что соответствует мощности 35–2110 киловатт. Верхний предел определяется максимально возможным размером теплообменника.

Как правило, в чиллерах воздушного охлаждения и воздушных тепловых насосах применяются компрессоры объемного сжатия: винтовые в устройствах средней и большой мощности, спиральные и ротационные — в маломощных системах. За последние 5 лет мощность спиральных компрессоров выросла до 50–60 л. с. (37–45 киловатт), а ротационных — до 15 л. с. (11,2 киловатта), что способствовало распространению модульных холодильных машин, состоящих из стандартизированных модулей холодопроизводительностью 30–60 тонн (105,5–211 киловатт). Большинство используемых в настоящее время ротационных, спиральных и винтовых компрессоров имеют инверторное управление, заметно повышающее их сезонную энергоэффективность.

Недавно в чиллерах воздушного охлаждения стали использовать и компрессоры центробежного типа, отличающиеся более высокой эффективностью при низкой температуре окружающей среды. Компания Trane заявила о создании воздушноохлаждаемого чиллера на 1600 киловатт на основе высокоскоростного центробежного компрессора с магнитной подвеской. Новинка будет поставляться в вариантах для работы с хладагентами R134a и R1234ze(E). Smardt также представила безмасляный чиллер воздушного охлаждения холодопроизводительностью от 200 до 1840 киловатт. Ожидается, что в качестве хладагентов новинка будет использовать R1234ze(E) и R513A.

Чиллеры водяного охлаждения с компрессорами объемного сжатия

Применение чиллеров на базе компрессоров объемного сжатия (например, винтовых) в качестве тепловых насосов, в том числе геотермальных и утилизирующих бросовое тепло, а также в составе систем льдоаккумуляторов, позволяет обойти ограничения, связанные с высокой разницей температур.

Внедрение множества технологических усовершенствований позволило повысить энергоэффективность винтовых компрессоров. Так, частотно-регулируемый привод положительно влияет на работу в условиях, отличающихся от проектных. Кроме того, он позволил отказаться от золотниковых клапанов, являвшихся причиной утечек и потерь при неполной нагрузке. Carrier, York, Daikin и другие ведущие производители включают частотно-регулируемый привод в стандартную комплектацию своих винтовых компрессоров. Присущее винтовым компрессорам внутреннее объемное отношение (Vi) приводит к потере давления в условиях, отличных от расчетных. Поэтому были разработаны механизмы регулирования объемного отношения в зависимости от рабочих условий. Еще одно технологическое решение, повысившее эффективность винтовых компрессоров при неполной нагрузке, — электромоторы на постоянных магнитах.

Первым примером использования этой технологии стал созданный компанией Trane чиллер воздушного охлаждения производительностью 150–300 тонн (527,5–1055 киловатт) на базе полугерметичного винтового компрессора. Bitzer также разработала полугерметичный винтовой компрессор с мотором на постоянных магнитах, оснастив его встроенным частотно-регулируемым приводом и системой автоматического регулирования внутреннего объемного отношения (Vi).

Альтернативные хладагенты для компрессоров объемного сжатия

Хладагенты низкого давления, использующиеся в компрессорах центробежного типа, не подходят для устройств объемного сжатия, так как не позволяют достичь сколь-нибудь существенной тепло- или холодопроизводительности.

В Европе R1234ze(E) уже применяется в качестве замены R134a. В 2015 году компания Trane выпустила чиллеры воздушного охлаждения мощностью 115–500 холодильных тонн (404–1758 киловатт), использующие новый негорючий хладагент R513А, обладающий сходными с R134a свойствами. JCI также объявила о применении R513A в ключевых продуктах своей линейки, в том числе в чиллерах водяного охлаждения на базе винтовых компрессоров.

Для холодильных машин со спиральными компрессорами Trane предлагает использовать хладагент DR-55 (R425B). Впервые образец такой машины был представлен на 24-м Международном конгрессе по проблемам охлаждения, организованном в 2015 году Международным институтом холода (IIR). ПГП этого умеренно воспламеняемого хладагента, созданного как альтернатива R410A, равен 675.

По материалам JARN

СТРЕМИТЕЛЬНЫЙ ПРОГРЕСС ПРИЛОЖЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ «ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ»

Так называемая четвертая промышленная революция, совершившаяся благодаря разработкам в области «Интернета вещей» и искусственного интеллекта, служит источником технологического прогресса, ведет к появлению новых товаров и услуг. Эти новшества, в свою очередь, помогают создавать новые и развивать существующие рынки. «Интернет вещей» совместно с искусственным интеллектом находят применение в самых разных областях — от здравоохранения и ухода за больными и престарелыми до общественной безопасности и промышленного производства. Ниже приведены примеры, дающие возможность получить некоторое представление об общем направлении развития технологий.

Пример системы патронажного ухода

В конце августа 2017 года компания Panasonic объявила о начале испытаний системы дистанционной помощи при патронажном уходе совместно с государственными социальными службами.

Система призвана позволить людям, нуждающимся в постороннем уходе, оставаться дома в одиночестве, не подвергая свою жизнь опасности. Система использует устройства, в которых реализован «Интернет вещей», для слежения за условиями внутри жилища. Panasonic объединила службу мониторинга воздушного кондиционирования, уже применяющуюся в уходе за больными и престарелыми, с другими устройствами, подключенными к домашней сети. Типы датчиков и их расположение весьма разнообразны и могут варьироваться в зависимости от состояния пациента и его потребностей.

В ближайшие годы Panasonic планирует проводить демонстрационные испытания совместно с патронажными службами на местах, чтобы выяснить, какая информация необходима для организации ухода за больными и престарелыми и помощи в экстренных случаях. Полученные данные позволят компании сделать свою систему более эффективной и затем выпустить ее на рынок.

Система мониторинга воздушного кондиционирования в домах престарелых

Система мониторинга воздушного кондиционирования от Panasonic, в которую входят кондиционеры, способные подключаться к облачным серверам, и бесконтактные датчики, позволяет собирать информацию о пространстве жилища и поведении его обитателя. Испытания показали эффективность системы.

Система мониторинга воздушного кондиционирования разработана для обеспечения повышенной безопасности и комфорта пациентов и одновременно для облегчения труда вспомогательного персонала. Усовершенствованная система способна круглосуточно отслеживать условия в комнате, чтобы помочь персоналу эффективно распределять нагрузку и повышать качество ухода.

Отслеживая температуру и уровень активности в комнате, система способна заметить отклонения от нормальных значений и оповестить об этом санитаров.

Кондиционер может быть включен дистанционно, если температура в комнате достигнет значений, при которых возникает угроза сердечного приступа.

Персонал может оперативно отреагировать, если престарелый пациент покинет свою комнату среди ночи.

Санитарам непросто отслеживать, когда и как часто просыпаются их подопечные по ночам. Система облегчает обнаружение признаков бессонницы и нарушений режима сна, способных негативно сказаться на самочувствии пациентов.

Система работает круглосуточно, позволяя санитарам наблюдать за пациентами, не нарушая их покой и уединенность. Благодаря своей надежности, которую по достоинству смогли оценить и пациенты, и члены их семей, наличие такой системы является преимуществом, повышающим привлекательность дома престарелых.

Система может монтироваться как на уже действующих, так и на вновь возводимых, а также ремонтируемых и модернизируемых объектах. Если необходимость в системе отпадает, ее элементы могут быть демонтированы и установлены там, где требуется.

Примеры модели производства

Промышленный «Интернет вещей» сулит значительное улучшение процесса производства товаров. В Японии предпринимается все больше попыток внедрить эту концепцию на предприятиях.

Усиление международной конкуренции заставляет производителей сокращать время на разработку новых товаров и быстрее выпускать их в продажу, чтобы эффективнее отвечать на быстро меняющиеся запросы рынка. Япония переживает массовые увольнения пожилых квалифицированных работников, и то, что их опыт и знания могут пропасть впустую, становится одной из серьезных проблем.

В октябре 2017 года Daikin и Hitachi начали демонстрационные испытания, направленные на создание производственной модели нового поколения, использующей «Интернет вещей» для сохранения опыта, накопленного квалифицированными работниками.

Daikin реализует программу по передаче опыта, накопленного высококвалифицированными работниками на протяжении многих лет. Эта программа касается в том числе ключевых навыков, использующихся в производстве кондиционеров воздуха: пайки, дуговой электросварки, работы на токарном станке, обработки листового металла. Она направлена на выработку единых стандартов качества для предприятий, расположенных в Японии и по всему миру.

В то же время Hitachi работает над созданием решения для расширения производственных возможностей за счет собственных ноу-хау. Это решение использует платформу «Интернета вещей» Lumanda и сочетает производственные и информационные технологии с «цифровым» подходом к инженерно-конструкторской деятельности.

Чтобы повысить качество и производительность труда, а также квалификацию работников, Daikin использует технологию анализа изображений, реализованную на платформе «Интернета вещей» от Hitachi. Эта методика применяется на участках пайки на предприятии по выпуску кондиционеров в префектуре Сига. Технология оцифровывает операции, выполняемые специалистами по пайке и новичками, и затем анализирует их работу.

Технология позволяет создать цифровую модель движений работника и его манеры обращения с инструментом. Полученные данные собираются и анализируются с помощью концепции 4М — мастер, машина, материал, метод — с целью создания цифровых моделей производственных процессов.

Компании рассчитывают провести полномасштабный запуск системы в марте 2018 года. Daikin планирует распространить систему на другие производственные процессы и использовать ее на своих предприятиях по всему миру.

По материалам JARN

ОТЧЕТ EUROVENT О РЫНКЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ КОНДИЦИОНЕРОВ И УСТРОЙСТВ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА В ЕВРОПЕ, НА БЛИЖНЕМ ВОСТОКЕ И В АФРИКЕ В 2016 ГОДУ

Агентство рыночных исследований Eurovent Market Intelligence, собирающее статистическую информацию о рынке оборудования для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также холодильных систем, опубликовало данные о продажах в Европе, на Ближнем Востоке и в Африке за 2016 год.

Чиллеры

Суммарная мощность чиллеров, проданных в 2016 году в исследуемом регионе, достигла 24,5 миллиона киловатт, из которых 16,5 миллиона пришлись на Европейский союз.

Среди стран региона наблюдается четкое разделение спроса в зависимости от мощности. Устройства малой и средней мощности продавались в основном на юге Европы. Как и в предыдущие годы, Италия, Франция и Испания отдавали предпочтение машинам мощностью до 700 киловатт. Италия сохранила лидерство в данном сегменте — на ее долю приходятся 25% рынка. У Франции и Испании — по 12%. В сегменте холодильных машин мощностью более 700 киловатт иное распределение: там лидирует Турция с 15%, Германия с 13,5% ненамного отстает.

Рыночные изменения оказались неблагоприятны для Франции и Великобритании, где падение продаж составило 12 и 20% соответственно. В Испании, Италии и Германии ситуация относительно стабильна: колебания объема продаж там лежат в диапазоне от —2 до +2%. Если говорить о европейских странах, не входящих в ЕС, то, например, в России рынок чиллеров сократился на 10%.

Что касается технологий, то лидерство остается за чиллерами воздушного охлаждения, на долю которых приходится 80% рынка. Если исключить из рассмотрения машины мощностью менее 50 киловатт, в том числе бытовые тепловые насосы, то в сегменте средней и высокой мощности половина продаж приходится на чиллеры, работающие только в режиме охлаждения, из которых 7% оборудованы системой непрямого фрикулинга.

Устройства до 50 киловатт оборудуют, как правило, компрессорами ротационного типа, неинверторные и инверторные модели представлены в равной пропорции.

В более мощных чиллерах часто применяются винтовые компрессоры (с инверторным управлением и без него) и центробежные модели с магнитной подвеской, причем доля компрессоров обоих типов растет с увеличением мощности: так, ими оборудованы 95% чиллеров мощнее 700 киловатт.

Приточно-вытяжные установки

Объем европейского рынка приточно-вытяжных установок в 2016 году оценивался в 1,9 миллиарда евро (2,25 миллиарда долларов США). Из них 409 миллионов евро приходятся на Германию, 321 миллион — на Северную Европу, 220 миллионов — на Восточную Европу, 130 миллионов — на Турцию, 131 миллион — на Россию и страны СНГ. Как и в 2015 году, рынок ЕС в рассматриваемый период был стабилен в отличие от России и Ближнего Востока, где продажи упали на 20%, и Африки, где рынок потерял 15% своей стоимости. В 2015 году заметное падение наблюдалось в Германии, но на сегодняшний день ситуация пришла в норму. Германия сохраняет за собой ведущую позицию, занимая 20% рынка, следом идут страны Северной Европы, доля которых составляет примерно 15%.

Основная масса продаж (около 60%) на европейском рынке приходится на устройства малой производительности (до 5000 кубометров воздуха в час), из них 16% — это установки производительностью до 1000 кубометров в час. Более половины всех установок имеют высшие классы энергоэффективности — «А» и «А+», энергоэффективность 15% устройств соответствует классу «B».

Доли продающихся в ЕС установок с пластинчатыми теплообменниками и роторными рекуператорами примерно равны, 5% приходятся на спиральные и кожухотрубные модели. 40% установок относятся к компактному типу.

Фэнкойлы

После впечатляющего роста 2015 года в 2016 году рынок фэнкойлов стабилизировался. В Европе, на Ближнем Востоке и в Африке было продано 1,61 миллиона устройств — на 3% больше, чем годом ранее. На общем фоне выделяются выросшие продажи в Турции и России — на 40 и 15% соответственно. Продолжился рост в Испании и Великобритании — на 20 и 7%. В Германии и Франции продажи остались на прежнем уровне. А вот в Италии, на которую приходятся почти 20% рынка фэнкойлов рассматриваемого региона, продажи упали на 4% — до 318 000 устройств.

Что касается типов устройств, то здесь сохраняются тенденции, наблюдавшиеся в прошлые годы. Двухтрубные модели занимают 77% рынка, четырехтрубные — 23%. По 30% приходится на модели горизонтальной и вертикальной компоновки, оставшаяся часть рынка принадлежит канальным и кассетным устройствам.

Крышные кондиционеры

В 2016 году в Европе было продано около 12 900 крышных кондиционеров — почти на 10% больше, чем годом ранее. Крупнейшим рынком стала Турция, где продажи выросли на 12%, достигнув объема в 2500 единиц оборудования. Следом с 2350 единицами идет Франция, однако здесь продажи по сравнению с 2015 годом упали на 12%. В Италии и Испании зафиксирован рост на 20 и 4% соответственно. В абсолютных величинах продажи составили 1690 и 1800 кондиционеров.

Наиболее востребованы в Европе крышные кондиционеры мощностью от 17 до 120 киловатт. 65% европейского рынка приходятся на модели, способные работать в режиме теплового насоса.

64% проданных в Европе крышных кондиционеров предназначались для новостроек. 62% — для объектов коммерческого назначения.

Охлаждение ИТ-оборудования

В 2016 году в странах ЕС было продано почти 29 300 устройств для охлаждения ИТ-оборудования, из них 65% — кондиционеры воздуха для компьютерных залов, 18% — рядные и стоечные кондиционеры, 16% — устройства охлаждения телекоммуникационных систем и мобильной связи, 1% — приточно-вытяжные установки.

Лидером по продажам стала Италия с 5300 единицами оборудования, следом идет Германия с 4630 единицами, третье место делят Франция и Великобритания с 3800 единицами оборудования каждая.

Сегмент кондиционеров воздуха для компьютерных залов в ЕС просел на 10% по сравнению с 2015 годом. В Испании и Португалии падение составило 12%, а в Италии — целых 24%! В противоположность этому Бенилюкс (Бельгия, Нидерланды и Люксембург) и Франция показали рост на 8 и 6% соответственно.

Из всех устройств, проданных в Европе, на Ближнем Востоке и в Африке, две трети приходятся на устройства прямого расширения, оставшаяся часть — на чиллеры. Эта пропорция наблюдается во многих странах региона, за исключением Франции и Германии, где чиллеры составляют более половины продаж. Половина чиллеров, использующихся для охлаждения ИТ-оборудования, имеет мощность более 60 киловатт, в то время как мощность 60% устройств прямого расширения — менее 30 киловатт. Среди кондиционеров воздуха для компьютерных залов увеличивается доля устройств с модулируемыми компрессорами, производительность которых меняется в зависимости от нагрузки, — сейчас их доля составляет 14%, и моделей с функцией фрикулинга (4%). Среди климатического оборудования для применения в телекоммуникационной сфере режим фрикулинга реализован уже в половине всех устройств.

Градирни

Рынок градирен в Европе, на Ближнем Востоке и в Африке в 2016 году сократился примерно на 5%. При более подробном рассмотрении можно видеть, что если во Франции, Германии и Испании падение составило 20%, то в Великобритании и Турции продажи выросли почти на 12%.

Наибольшая доля рынка градирен среди стран Европы — 11% — принадлежит Германии, следом с 9% идет Италия, замыкает тройку лидеров Турция — 8%. Совокупная доля Ближнего Востока составляет 12%.

С технологической точки зрения две трети проданных в Европе градирен являются устройствами закрытого типа. В некоторых странах, таких как Бельгия, ситуация обратная, в то время как в Турции и Франции закрытых градирен продается ненамного больше, чем открытых. Около 60% градирен имеют менее 10 ячеек, доля устройств с более чем 50 ячейками — всего 2%. Наиболее крупные градирни востребованы главным образом в России и СНГ, а также в Финляндии и Турции.

Охлаждающие балки

Европейский рынок охлаждающих балок оценивался в 2016 году в 65 миллионов евро (77,4 миллиона долларов США), 28 миллионов евро (33,3 миллиона долларов) из которых пришлись на Северную Европу, около 6 миллионов — на Францию, 3,2 миллиона —на Италию и 2,8 миллиона — на Германию. В целом по сравнению с 2015 годом европейский рынок вырос почти на 10%. Наиболее впечатляющий рост — на 20% — отмечен в Швеции, Италии, Великобритании и Ирландии. Кроме того, стоит отметить рост продаж на 15% в Восточной Европе. В то же время российский рынок охлаждающих балок просел более чем на 20%, во Франции и Турции продажи упали на 5%.

Более 90% проданных устройств — балки активного типа, из них 73% — для скрытого монтажа, 27% — для открытого. Три четверти охлаждающих балок были приобретены для установки в новостройках.

По материалам JARN

КИТАЙ АКТИВНО ВЫПОЛНЯЕТ ТРЕБОВАНИЯ ПРОТОКОЛА ПО ВЕЩЕСТВАМ, РАЗРУШАЮЩИМ ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ

С момента подписания Монреальского протокола в 1991 году Китай придает большое значение защите озонового слоя. В 2007 году — с опережением графика на 2,5 года — страна полностью завершила вывод из обращения хлорфторуглеродов (ХФУ) и галонов. С 1 января 2010 года в Китае прекращено производство и потребление тетрахлорметана и хлористого метила. Прекращенные Китаем производство и потребление озоноразрушающих веществ составляют соответственно 69,9% и 44,8% общих показателей развивающихся стран, что еще раз подчеркивает огромный вклад страны в сохранение окружающей среды.

Вывод ХФУ сказался прежде всего на холодильной отрасли. На замену ХФУ-12 пришел изобутан (R600a), а вместо ХФУ-11 используется циклопентан. Такая замена позволила не только полностью отказаться от ХФУ, но и существенно сократить потребление гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ) и гидрофторуглеродов (ГФУ), обладающих высоким потенциалом глобального потепления (ПГП).

Принятие Кигалийской поправки к Монреальскому протоколу способствует развитию направления кондиционеров воздуха, использующих в качестве хладагента пропан (R290). Сегодня в Китае уже действуют 12 линий по производству бытовых кондиционеров на R290 и 3 линии по изготовлению компрессоров. В будущем ожидается появление еще 20 линий для бытовых кондиционеров, 3 — для бытовых тепловых насосов и еще 3-4 — для компрессоров. Государство берется выделять субсидии для поддержки продаж кондиционеров на R290. Компании Midea, Gree, Haier и TCL также готовы приступить к массовому производству и продаже таких устройств.

По материалам JARN

ЦЕНА НА МЕДЬ ДОСТИГЛА ПИКА В ОКТЯБРЕ 2017 ГОДА

17 октября 2017 года на китайских биржах зафиксирована самая высокая цена на медь за последние несколько лет. Стоимость тонны меди колебалась от 55 470 до 55 640 юаней (8350–8380 долларов США), рост цены по сравнению с последними торгами составил 1650–2020 юаней (250–300 долларов США).

Повышение цены может объясняться сокращением поставок, колебаниями курса доллара, растущим спросом на фоне восстановления экономики. Спрос на медь на внутреннем рынке Китая стабильно растет, в то время как ее запасы — сокращаются. Можно прогнозировать, что в долгосрочной перспективе цена на медь продолжит расти.

В то же время цена на R134a остается стабильной. Производители просят от 26 000 до 28 000 юаней (3900–4200 долларов США) за тонну хладагента. Поскольку общий объем производства по-прежнему невелик, товар поступает на рынок в ограниченном количестве. Кроме того, из-за ограниченных поставок плавиковой кислоты — сырья, используемого при производстве R134a — ее рыночная стоимость растет. Однако осень — не сезон для продаж хладагентов, и спрос на них невысок. В целом ожидается, что цена R134a еще какое-то время будет оставаться стабильной.

По материалам JARN

наши проекты
  • АПИК
  • Университет климата
  • Выставка «Мир климата»
  • АПИК-тест