Невзирая на отсутствие стабильности мировых экономических процессов, рынок чиллеров находится в стадии незначительного подъема, который обусловлен устойчивым спросом на холодильное оборудование для энергоэффективных зданий и сооружений. Кроме того, спрос увеличился на фоне развития крупных населенных пунктов в государствах с развивающейся экономикой.
Британская ассоциация BSRIA, специализирующаяся на исследованиях рынка и сбора статистической информации в строительной отрасли, обнародовала информацию об оценке мирового рынка чиллеров за 2013 год, который по сравнению с предшествующим периодом увеличился на 2,8 процента до 8,5 млрд долларов. Вместе с тем сегмент холодильных машин винтового, спирального и поршневого типа равнялся 5,3 миллиардам долларов, а центробежных чиллеров – 2,2 миллиардам долларов. Абсорбционное холодильное оборудование, производительность которого составляет более 350 киловатт, оценено более чем в 0,97 млн единиц американской валюты.
Говоря о региональной сегментации рынка чиллеров, нужно отметить лидерство Азиатско-Тихоокеанского региона, который оценен более чем в 4 миллиарда долларов. Второе место занял рынок Европы с показателем 1,6 млрд долларов, а третье – рынок Соединенных Штатов, оцененный в 1,4 миллиарда единиц национальной валюты.
Что касается рынка систем обработки воздушной массы, он увеличился на 5 процентов и приравнялся почти к 7 миллиардам долларов.
Центробежные чиллеры
Минимальная холодопроизводительность центробежного оборудования, представленного на рынке в данный момент, равна 0,3 тысячам холодильных тонн. При этом наибольшую рыночную популярность завоевали машины, производительность которых равна 0,5-0,7 тысячам холодильных тонн. Что касается максимальной холодопроизводительности однокомпрессорных центробежных чиллеров, она может составлять порядка 3 тысяч холодильных тонн. Отметим и наличие систем мощностью 6 тысяч холодильных тонн, которые наделены двумя компрессорами.
Центробежный чиллер Clint CWW / CCY 2921 ÷ 11682 CENTRITEK
Применение холодильных машин центробежного типа актуально для систем кондиционирования воздуха, которые устанавливаются на объектах многоэтажного строительства офисного и производственного типов. Установленное на подобных зданиях оборудование должно соответствовать высоким нормам энергетической эффективности, способствовать уменьшению эксплуатационных расходов и минимально воздействовать на окружающую среду. По этой причине задачей многих производителей является продвижение центробежных чиллеров, отличающихся высокой энергоэффективностью. Технологические решения, способствующие повышению энергетической эффективности, проявляются в безмасляной подвеске, которая устанавливается с целью сокращения энергетических затрат на погашение фрикционной силы. Также подобные чиллеры оборудованы производительными электродвигателями постоянного тока и высокопроизводительными рабочими колесами. Использование первых направлено на увеличение эффективности при максимальных и переменных нагрузках.
Подвеска магнитного типа
Компактные и доступные в ценовом аспекте системы, в которых используется магнитная подвеска, вынудили производителей разработать и презентовать на многих рынках безмасляные центробежные чиллеры. До этого магнитную подвеску применяли в оборудовании, имеющем водяное охлаждение. Совсем недавно данную технологию начали применять для разработки чиллеров центробежного типа, в которых используется воздушное охлаждение.
Схема компрессора на магнитных подшипниках
В современных чиллерах могут использоваться последние разработки хладагентов, которыми являются гидрофторолефины. Также чиллерами могут оснащать системы модульной комплектации.
Отметим, что не так давно состоялась презентация чиллера, холодопроизводительность которого равна 1,5 тысячам холодильных тонн. Технологически он состоит из пары безмасляных компрессоров центробежного типа, мощность которых составляет 0,7 тысячи холодильных тонн. Исходя из ожиданий, в ближайшей перспективе востребованность подобных машин будет только увеличиваться.
Стремительные темпы увеличения популярности холодильного оборудования с подвеской магнитного типа наблюдаются на территории Австралии, Европейского союза и Соединенных Штатов. Расширяется и производственная сеть, направленная на удовлетворение потребностей заказчиков. В первую очередь подобные холодильные машины применяются в серверных установках и центрах обработки информации.
Чиллеры абсорбционного типа
Главной особенностью чиллеров абсорбционного типа является возможность использования различных источников энергии, например, мазута, природного газа, солнечного излучения, тепла почвы и воды. Помимо этого, такие холодильные машины работают на бросовом тепле, которое выделяется во время производственного процесса. Одним из новейших технологических решений является солнечное охлаждение, представленное в виде тригенерационной установки, которая состоит из солнечных коллекторов и чиллера абсорбционного типа.
Абсорбционный чиллер LS Air Conditioning. Серия LDF-S
Компании, занимающиеся производством чиллеров абсорбционного типа, руководствуются рыночным спросом с целью укрепления партнерских отношений с корпорациями, поставляющими электрическую энергию.
Чиллеры винтового типа
География массового использования чиллеров винтового типа ограничена Юго-Восточной Азией, Евросоюзом, Соединенным Штатами и Китаем. Данный тип холодильного оборудования применяется как в системах отопления и охлаждения, так и в системах кондиционирования воздуха. В последние годы винтовые компрессоры считаются высокоэффективными по причине конструкционных изменений. В частности, подобное оборудование имеет компрессор, в котором установлен тройной ротор с оптимизированным форм-фактором. Помимо этого, технология, заключающаяся в переменном объеме холодильного агента, способствует максимальной эффективности холодильной машины, работающей как на предельной мощности, так и на изменчивой.
Чиллер винтового типа Clint CWW/IY/WP 1352÷4402
Самыми востребованными чиллерами винтового типа являются однокомпрессорные модели, холодопроизводительность которых равна 0,2-0,3 тысячам холодильных тонн. Вместе с тем компаниям Carrier, Trane и York уже удалось поделиться однокомопрессорными моделями, производительность которых составляет 0,5 тысячи холодильных тонн. Производство оборудования данных компаний налажено на территории Китая. Нужно сказать и о существовании американских, японских, тайваньских и европейских производителей компрессорного оборудования винтового типа. Такие компании специализируются на изготовлении компрессоров для чиллеров собственного производства, а также поставках комплектующих для других профильных предприятий.
Технологическая и маркетинговая политика многих японских корпораций направлена на освоение развивающихся рынков. Изначально это касается Индии, а также государств Латиноамериканского региона. Кроме того, открытие торговых представительств и производственных предприятий наблюдается на просторах некоторых европейских государств.
Чиллеры спирального типа
Холодильные машины спирального типа производятся многими компаниями, которые активно борются за данный рыночный сегмент. Производством такого оборудования занимаются не только мировые лидеры, но и мелкие производители, представляющие Европу, Юго-Восточную Азию и Китай
Чиллер спирального типа Clint CWW 182÷604
На территории Страны восходящего солнца просматривается развитие сегмента чиллеров спирального типа с инверторным управлением, которые имеют воздушное охлаждение. Благодаря модульной конструкции такие машины легко транспортировать и устанавливать. За счет увеличения производительности компрессорного оборудования спирального типа повысилась производительность тепла насосных устройств, применяемых в современных отопительных системах.
Американский рынок в основном насыщен модульными чиллерами, изготовленными на заводах Carrier.
Чиллеры ротационного типа
Применение ротационных компрессоров в холодильных машинах является редким случаем. При этом совсем недавно инженеры поделились информацией о высокопроизводительном компрессоре, имеющем двойной ротор, который способен изменить привычную тенденцию.
Чиллер ротационного типа Clint CWW 18/C
Чиллеры поршневого типа
В данный момент широкое применение чиллеров поршневого типа в кондиционерах является иллюзией, так как их активно используют в холодильном оборудовании. Поршневые холодильные машины имеют главное преимущество в виде возможности функционирования на различных хладагентах. Подходящим для таких чиллеров является и диоксид углерода, имеющий высокое рабочее давление.
Чиллер поршневого типа Clint CHA 201÷702
На японском рынке просматривается тенденция увеличения спроса на чиллеры поршневого типа, которые заменяют уже установленные агрегаты, включая абсорбционные чиллеры. Насосное оборудование для отопительных систем, базирующееся на чиллерах поршневого типа с модульной сборкой, являются компактными устройствами, которые удобно транспортировать и просто устанавливать.
Применение разнотипного холодильного оборудования
На сегодняшний день эксперты наблюдают высокую конкурентную борьбу между центробежными холодильными установками и винтовыми машинами. Последние имеют незначительное преимуществом, которое образовали высокая эффективность таких чиллеров и низкая стоимость их разработки. Вместе с тем использование винтовых чиллеров все чаще объясняется заменой холодильных машин поршневого типа. Что касается сегмента чиллеров, отличающихся низкой производительностью, в нем преобладают модульные спиральные установки, которым удалось «взять верх» над чиллерами винтового типа.
В данное время весьма актуально применять тепловые насосы, в которых используются чиллеры, имеющие воздушное охлаждение. Подобным оборудованием оснащаются крупные строительные объекты, в частности, производственные предприятия, торговые комплексы и медицинские учреждения. Заслугой таких тепловых насосов являются их компактные размеры, легкость обслуживания и простота установки.
Китайский, американский и европейский рынки испытывают некую потребность в чиллерах спирального типа, имеющих высокую производительность. На сегодняшний день использование такого оборудования, наделенного системой воздушного охлаждения конденсатора, актуально в тех местах, где раньше использовались винтовые чиллеры.
Выпуск модельного ряда холодильных машин Copeland, производительность которых составляет порядка 20-30 лошадиных сил, обернулся для компании-производителя большим успехом. Это послужило поводом для выпуска оборудования производительностью до 60 лошадиных сил, в котором использовался один воздухонагнетатель. Также через некоторое время состоялась премьера устройств с отдачей порядка 360 лошадиных сил, которые предназначались для холодильных машин с двумя компрессорами.
Обычно чиллеры винтового типа, имеющие водяное охлаждение конденсатора, имеют холодопроизводительность более 80 холодильных тонн. Тем временем чиллеры спирального типа проигрывают в производительности, что мешает им стать неотъемлемым участником соревнований по конкуренции. В итоге чиллеры винтового типа уверенно завоевали сегмент оборудования, имеющего мощность до 400 холодильных тонн. Производители не решаются создавать более мощные холодильные установки с компрессорами винтового типа, так как в процессе изготовления могут возникнуть определенные сложности. В связи с этим потребность в большой холодопроизводительности удовлетворяется использованием центробежных чиллеров, которые являются более рентабельными.
Мощная конкуренция среди различных типов чиллеров началась после разработки воздухонагнетателей, имеющих спаренный ротор производительностью 16 лошадиных сил. Применение тепловых насосов на основе чиллеров ротационного и спирального типа позволило обеспечивать необходимый микроклимат, а также горячее водоснабжение в помещениях. Производительность подобных систем сравнялась с мощностью чиллеров винтового типа. Таким образом, она составляет от 100 до 600 лошадиных сил.
Использование чиллеров в газовых тепловых насосах
На территориях, где поставки электричества являются проблематичными или наблюдается избыток газообразного топлива, рациональным считается установка тепловых насосов с газовыми чиллерами.
Такие устройства являются востребованными по причине экономичности, низких эксплуатационных расходов, возможности использования в суровых климатических условиях, а также рациональности использования так называемого «внутреннего» тепла», которое выделяет силовой агрегат, на отопление и горячее водоснабжение.
Газовый тепловой насос AISIN AXGP355E1 13 HP
На просторах Японии подобные тепловые насосы производят компании Aisin, Yanmar и Panasonic, которые конкурируют между собой. Помимо этого, продукция данных предприятий экспортируется в США, Австралию и европейские государства.
Чиллеры и хладагенты
В ротационные и спиральные чиллеры закачиваются следующие холодильные агенты: R407C, R410A и R22. При этом центробежные и винтовые чиллеры функционируют на R134a, а некоторые центробежные варианты работают с R245fa и R123.
Особенностью гидрофторуглеродных хладагентов, которые в будущем придут на замену озоноразрушающим гидрохлорфторуглеродам, является существенное парниковое воздействие. По этой причине отрасль столкнулась с проблемой выбора холодильного агента, который будет энергетически эффективным и экологически безопасным.
Существует большая вероятность, что в перспективе центробежные холодильные машины будут функционировать на гидрофторолефинах.
В данное время специалисты компании Honeywell предлагают использовать гидрофторолефиновые холодильные агенты под маркировкой Solstice N-13 (разработан на основе смеси), Solstice ze (R1234ze) и Solstice zd (R1233zd).
На основе материалов из журнала "Мир Климата"
