Опалення, Вентиляція та Кондиціонування

Инверторные кондиционеры.

Дізнатись вартість

часть №1

Суть инверторной технологии состоит в плавной регулировке оборотов компрессора кондиционера, в зависимости от того, какая тепловая нагрузка приходится на устройство в процессе работы. Таким образом, достигается не только эффективная, но и максимально экономичная работа кондиционера. Кроме этого, инверторные кондиционеры выделяют значительно меньший объем СО2 при работе, что благоприятно сказывается на экологической обстановке. Являясь относительно новой разработкой, инверторные кондиционеры уверенно завоевывают мировой рынок – еще в 2012 году их доля в продажах в мире составляла почти 30%.

Впервые возможность ощутить на себе преимущества инверторных кондиционеров получили жители Японии. Первые устройства такого типа поступили там в продажу еще в начале 80х годов. Спустя более чем три десятилетия в Стране Восходящего Солнца уже не найти кондиционеров, использующих другой принцип работы – все устройства, продающиеся в Японии, являются инверторными. В Европе доля систем с инверторным модулем достигает 50%, а в странах Западной Европы – 80%. Кроме обычных кондиционеров, инверторный принцип нашел применение в отопительных устройствах и различных тепловых насосах.

Австралия, известная своими строгими законами в области экологии, строго регламентирует энергоэффективность оборудования, используемого своими гражданами. В связи с этим в стране доля инверторных систем достигает 90% и к концу десятилетия обычные кондиционеры будут полностью вытеснены экономными моделями.

 

Большим спросом пользуются инверторные кондиционеры в Китае. В начале 2000 годов, когда в стране начался бум на установку климатического оборудования, энергопотребление начало неконтролируемо расти, создавая определенные проблемы. Японские производители, решив воспользоваться ситуацией, начали активно поставлять на рынок КНР свои инверторные модели, но особым спросом они не пользовались, так как были доступны далеко не всем. Тогда компании из Японии поступили иначе – они открыли в Поднебесной совместные с китайскими предпринимателями фабрики по производству таких устройств.

Первый китайский инверторный кондиционер был изготовлен в 2008 году. До этого рынок устройств такого типа показывал стабильный прирост не более 7% в год, но начало производства инверторов в Поднебесной значительно увеличило спрос на эти аппараты и продажи стали расти на 25% ежегодно. Сейчас в Китае доля инверторных систем в общей массе продаж составляет не менее 50%. Несмотря на большой спрос на экономные, функциональные инверторные кондиционеры, этот вид устройств не встречается на внутреннем рынке США. Американские пользователи предпочитают моноблочные, оконные и просто агрегатированные системы, не инверторного принципа. На данный момент, среди распространенных в Штатах моноблочных кондиционеров инверторные модели встречаются очень редко – их не более 3%.

История инверторных систем

Первый полноценный кондиционер с инверторным принципом действия был разработан в конце 1980 года японским технологическим гигантом Tokyo Shibaura Electric, который ныне называется Toshiba Carrier. Это была коммерческая модель, которая поступила в продажу спустя два года, в 1982 году.

Сам инвертор – это электронное устройство, принцип работы которого основан на полупроводниковых элементах. С его помощью производится автоматическая регулировка количества оборотов вала компрессора с учетом тепловой нагрузки в определенный момент. Другими словами, компрессор работает всегда именно в том режиме, который идеально подходит для того, чтобы поддерживать заданную температуру. Инвертор можно считать важнейшим изобретением за всю историю климатической техники, которое коренным образом изменило представление об экономичности устройств такого типа во всем мире.

Появление инверторных систем дало толчок к появлению на японском рынке кондиционеров, способных обеспечивать как охлаждение воздуха, так и его обогрев. Технологии, созданные японскими инженерами, теперь известны во всех уголках планеты и их можно встретить в холодильных установках, вентиляторах, чиллерах, насосах различного назначения.

Инверторные кондиционеры

Первые кондиционеры, появившиеся на мировом рынке электроприборов в 60-х годах 20 века, могли обеспечивать только охлаждение воздуха. Устройства, способные обогревать, изменяя направление перемещения хладагента в системе, впервые были представлены в начале 70-х и их эффективность была очень низкой. Чтобы такой кондиционер качественно подогревал воздух, его снабжали дополнительным нагревательным элементом. Чуть позже появились и безнагревательные устройства, но они не стали популярными из-за высокого расхода электроэнергии.

В инверторе электронным способом производится максимально точное управление электродвигателем компрессора, а точнее скоростью вращения его вала. Диапазон изменения частоты находится в промежутке от 30 до 90 Гц, в то время как двигатель обычного кондиционера имеет стабильную частоту 50-60 Гц. Для перемены частоты применяют особую технологию изменение частоты рабочего тока, в которой участвует мощный транзистор, компьютерный контроллер и программное обеспечение.

Конструкторы Toshiba сообщили, что новая разработка далась им непросто, и для осуществления замысла пришлось мобилизовать все силы компании. Разработка совершила настоящую революцию, ведь благодаря инвертору достигаются следующие преимущества:

  • Кондиционер включается и сразу же начинает работать с максимальной эффективностью, благодаря чему заданная температура воздуха достигается быстрее.
  • Когда нужные параметры достигнуты, производительность кондиционера снижается, учитывая нагрузку. При этом достигается экономия электроэнергии.
  • Кондиционер, благодаря возможности работы компрессора с повышенной частотой, можно использовать для обогрева при очень низких температурах.

часть №2

Развитие технологии

В Японии 90-е годы ознаменовались настоящей технологической гонкой, в ходе которой разные производители создавали все более совершенные и доступные инверторные модели как для бытового, так и для полупромышленного использования. Кроме этого, принцип нашел применение при создании тепло- и холодообразующего оборудования. Появились холодильные установки с возможностями сушки и разморозки. Также были изобретены кондиционеры с так называемым «быстрым стартом», которые сохраняли тепло в специальном обменнике компрессора, чтобы отдать его при старте обогрева для достижения заданных параметров в самое сжатое время.

Несколько позже появились так называемые DC–Inverter, с которыми стала возможной экономия электроэнергии до 30% в год. Использование двигателей, работающих с постоянным током, позволило повысить производительность компрессоров, особенно в случаях, когда компрессор работал с небольшой скоростью.

В начале 80-х концерн Daikin предложил VRF-систему, использующую принцип переменного регулируемого расхода фреона. В такой системе специальный регулируемый электроникой вентиль распределял фреон от одного внешнего блока к внутренним, расположенным внутри помещения. Технология позволила отдельно управлять каждым внутренним блоком, учитывая температуру воздуха в каждом помещении.

Почти четверть века назад японские бренды попытались захватить со своими инверторными моделями перспективный американский рынок, но из-за того, что представления жителей Соединенных Штатов о кондиционерах отличались от японских, попытка стала неудачной. На рынке США остался лишь один японский «игрок», компания Daikin, которой удалось разработать и начать успешно продавать кондиционер моноблочного исполнения, выпущенный на заводе американского производителя Goodman.

Основным недостатком инверторного оборудования является высокая затратность на начальной стадии производства, из-за чего внедрение этой технологии во многих странах происходит крайне медленно. В странах Латинской Америки абсолютное большинство продаваемых кондиционеров до сих пор имеет постоянную частоту компрессора. Специально для этих стран южнокорейские производители выпускают недорогие инверторные модели, которые совсем недавно поступили на латиноамериканский рынок и пока еще не успели показать хороших результатов продаж.

Специалисты считают, что наиболее перспективным рынком для инверторных устройств является Индия. В этой стране сейчас сплит-системы активно заменяют оконные моноблочные системы и есть определенный спрос на устройства с эффективными энергосберегающими технологиями.

Многие страны имеют законодательства, регламентирующие энергоэффективность электрических приборов. Требования закона к устройствам можно разделить на две категории:

  • Запрет на продажи устройств, энергоэффективность которых ниже установленной нормы;
  • Требования к маркировке устройств, по классам энергосбережения.

Статистические исследования говорят о том, что в странах, где действуют такие законы, а это Япония, Австралия и большинство стран Евросоюза, уровень продаж инверторной техники гораздо выше, чем там, где законодательных требований к устройствам нет.

Инверторные кондиционеры.

В Стране Восходящего Солнца уже несколько лет работает государственная программа TopRunner, которая устанавливает основные показатели эффективности электрических устройств, в том числе и климатических. При этом учитывается не общепринятый коэффициент производительности, известный как СОР, а APF – годовая производительность устройства.

В Австралии существует свой норматив, касающийся минимальной производительности, который сокращенно называется MEPS. В 2011г. в нормы были внесены изменения и теперь вместо годового показателя AEER производители руководствуются коэффициентом ACOP. В Евросоюзе не так давно требования к энергосбережению были пересмотрены и введен SEER – сезонный индекс учета энергоэффективности. В КНР требования к потреблению энергии ужесточились в 2011г., затем были пересмотрены в сторону усиления контроля в 2013г.

В Соединенных Штатах существует отдельный институт AHRI, занимающийся проблемами энергоэффективности кондиционеров и прочих устройств, в том числе и холодильных установок. Учреждением была разработана система маркировки техники по ее энергосберегающим характеристикам, которая начала использоваться с 2006г. В 2015г. введены нормы, которые требуют, чтобы SEER для кондиционеров в северных регионах США составлял не менее тринадцати, а для остальных штатов – четырнадцати.

В кондиционерах инверторного типа используются электромоторы двух основных типов:

  • С постоянными магнитами, для компрессорных двигателей;
  • Постоянного тока, для вентиляторов.

Корейские компании и их коллеги из КНР планируют увеличивать объемы производства моторов, предназначенных для использования в инверторных системах. Компания Rechi создает на Тайване мощности, для производства BLDC – бесщеточных двигателей, использующих постоянный ток. В ближайшие годы компания планирует выйти на объем 30 миллионов единиц продукции в год. Использование инверторных кондиционеров – это не только высокая энергоэффективность, но и снижение материалоемкости при производстве устройств. В США, где спрос на инверторы совсем невысок, в связи с этим многие компании пытаются создать кондиционер с инвертором моноблочного типа, который устроил бы американского потребителя. На выставке AHR Expo, которая является крупнейшим форумом климатической техники в США, ежегодно появляются инверторные модели моноблочного типа, сравнимые по габаритам с обычными устройствами. К сожалению, распространению инверторов препятствует тот фактор, что рынок США почти полностью занят зарубежными производителями. Подъем отрасли невозможен без масштабного участия местных производителей, способных предлагать конкурентоспособную экономичную технику.

Инверторные кондиционеры.

Консультація спеціаліста