Несмотря на общую нестабильность мировой экономики, на рынке чиллеров в 2013 году наблюдался небольшой подъем, движущей силой которого стал спрос на холодильные машины для объектов энергоэффективного строительства, а также рост городов в развивающихся странах.
Согласно данным Британской ассоциации маркетинговых исследований и информации в области строительства (BSRIA), в 2013 году мировой рынок чиллеров оценивался в 8,5 миллиарда долларов США, что на 2,8% больше по сравнению с 2012 годом. При этом доля поршневых, спиральных и винтовых чиллеров составила 5,3 миллиарда долларов, чиллеров центробежного типа — 2,2 миллиарда долларов. Сегмент абсорбционных холодильных машин производительностью свыше 350 кВт оценивается в 974 миллиона долларов США.
Если говорить о разделении по регионам, то азиатско-тихоокеанский, европейский и американский рынки чиллеров, по данным на 2013 год, оцениваются в 4,1, 1,6 и 1,4 миллиарда долларов США соответственно.
Рынок систем воздухообработки по сравнению с 2012 годом вырос на 5%, его объем составил 6,9 миллиарда долларов США.
Диапазон холодопроизводительности чиллеров центробежного типа начинается, как правило, с 300 холодильных тонн (х. т.), наиболее массовыми на рынке являются устройства мощностью 500–700 х. т. Максимальная холодопроизводительность чиллера с одним компрессором центробежного типа достигает 3000 х. т. Кроме того, разработаны двухкомпрессорные системы, их холодильная мощность 6000 х. т.
Центробежные чиллеры часто используются в системах кондиционирования крупных объектов, таких как офисные здания и производственные цеха, где крайне важна энергетическая эффективность установленного оборудования, позволяющая сократить расходы на эксплуатацию и уменьшить вред, наносимый окружающей среде. Вот почему многие производители сегодня стараются предложить заказчикам энергоэффективные модели чиллеров центробежного типа. Среди технологий, использующихся для повышения энергоэффективности, — безмасляная подвеска, позволяющая сократить затраты энергии на преодоление силы трения, мощные электромоторы постоянного тока, применение которых увеличивает эффективность при полной и частичной нагрузке, а также высокопроизводительные рабочие колеса.
Появление доступных по цене компактных систем магнитной подвески способствовало разработке и выходу на рынок безмасляных чиллеров центробежного типа. Раньше магнитная подвеска применялась только в моделях с водяным охлаждением, однако теперь эта технология используется и в воздухоохлаждаемых центробежных чиллерах.
Холодильные машины могут работать с современными хладагентами, такими как гидрофторолефины (ГФО), и использоваться в системах модульной компоновки.
Недавно был создан чиллер холодопроизводительностью 1500 х. т., в конструкции которого используются два безмасляных центробежных компрессора на 700 х. т. Ожидается, что подобные агрегаты будут весьма востребованы на рынке.
Особенно быстро спрос на чиллеры с магнитной подвеской растет в США, Европе и Австралии. Увеличивается и количество производителей, предлагающих подобную продукцию. Одна из главных областей применения таких холодильных машин — центры обработки данных.
Особенность абсорбционного чиллера — способность использовать различные источники энергии, такие как природный газ, мазут, тепло воды или грунта, солнечное излучение, а также бросовое тепло, выделяющееся в ходе процессов производства. Одна из последних разработок — технология солнечного охлаждения, объединяющая тригенерационную установку на базе абсорбционного чиллера и солнечные коллекторы.
По мере того как растет спрос на тепловые насосы на базе абсорбционных чиллеров, производители расширяют партнерство с компаниями — поставщиками электроэнергии.
Основные регионы — потребители винтовых чиллеров — это Китай, Европа, США и Юго-Восточная Азия. Холодильные машины этого типа используются не только в кондиционировании воздуха, но и в холодильных системах, а также тепловых насосах. В последнее время эффективность винтовых компрессоров удалось увеличить за счет оптимизации формы ротора (речь, в частности, о разработке компрессора с тройным ротором). Кроме того, внедрение технологии переменного объема хладагента позволило добиться максимально эффективной работы чиллера как при полной, так и при частичной загрузке.
Основную массу продаваемых винтовых чиллеров в мире составляют устройства холодопроизводительностью 200–300 х. т. с одним компрессором. При этом York, Trane и Carrier уже предлагают однокомпрессорные модели мощностью 500 х. т. Производственные мощности этих трех компаний расположены в Китае. Свои производители винтовых компрессоров имеются в Европе, на Тайване, в Японии, а также в США. Они выпускают компрессоры как для производства собственных холодильных машин, так и для продажи сторонним компаниям в качестве комплектующих.
Производители из Японии активно осваивают развивающиеся рынки Индии и Латинской Америки, параллельно с этим открывая торговые представительства и производственные линии в Европе.
Большое количество компаний включилось в конкурентную борьбу на рынке спиральных чиллеров. Помимо мировых лидеров за выпуск чиллеров этого типа взялось множество небольших производителей из Китая, стран Юго-Восточной Азии и Европы.
В Японии растет число инверторных спиральных чиллеров с воздушным охлаждением, модульная конструкция которых упрощает транспортировку и монтаж. Увеличение мощности спиральных компрессоров позволило повысить теплопроизводительность использующих их тепловых насосов.
В США ведущим производителем модульных чиллеров является компания Carrier.
Ротационные компрессоры редко используются в чиллерах. Однако положение может изменить недавняя разработка — высокопроизводительный компрессор с двойным ротором.
В системах кондиционирования поршневые чиллеры уже не используются так широко, как раньше, сегодня их основная область применения — холодильное оборудование. Одно из преимуществ устройств поршневого типа — возможность работы с различными хладагентами, в том числе и с диоксидом углерода, отличающимся высоким рабочим давлением.
В Японии растет спрос на поршневые чиллеры для замены уже установленных агрегатов, в том числе абсорбционного типа. Тепловые насосы на базе поршневых чиллеров модульного типа помимо перечисленных преимуществ отличаются компактностью, удобством транспортировки и простотой монтажа.
Сегодня серьезную конкуренцию холодильным машинам центробежного типа составляют винтовые чиллеры — прежде всего, благодаря высокой эффективности и меньшей стоимости производства. При этом винтовые чиллеры все чаще используются в качестве замены поршневых устройств. В то же время в сегменте машин малой производительности сами винтовые чиллеры понемногу вытесняются модульными чиллерами спирального типа.
Одна из последних тенденций — широкое применение тепловых насосов на базе модульных чиллеров с воздушным охлаждением в торговых центрах, больницах, фабриках и на других крупных объектах. Преимущество таких установок в их компактности, простоте монтажа и легкости обслуживания.
В Китае, Европе, США и Латинской Америке есть спрос на спиральные чиллеры большой производительности. Сегодня такие устройства с воздушным охлаждением конденсатора используются там, где традиционно применялись холодильные машины винтового типа.
После успеха линейки спиральных чиллеров мощностью 20–30 л. с. компания Copeland представила на рынке устройства на базе компрессоров с двойной спиралью мощностью до 60 л. с. для чиллеров с одним компрессором и до 360 л. с. для моделей тандемной компоновки.
Диапазон холодопроизводительности от 80 х. т. и выше традиционен для винтовых чиллеров с водяным охлаждением конденсатора. Спиральным же компрессорам пока не хватает мощности, чтобы занять эту нишу, и поэтому в сегменте устройств производительностью до 400 х. т. у винтовых чиллеров нет серьезных конкурентов. Создание более мощных холодильных машин на базе винтовых компрессоров сопряжено с рядом технических сложностей, поэтому там, где требуется большая холодопроизводительность, выгоднее использовать чиллеры центробежного типа.
Конкуренцию между различными типами холодильных машин подстегнула разработка компрессоров со сдвоенным ротором мощностью 16 л. с. Воздушные тепловые насосы на базе модульных ротационных и спиральных чиллеров способны обогревать и охлаждать помещения, а также обеспечивать горячее водоснабжение. Мощность таких систем лежит в диапазоне, до недавнего времени считавшемся характерным для винтовых машин, — 100–600 л. с.
В местах, испытывающих трудности с поставками электроэнергии а также в регионах, располагающих значительными запасами природного газа, имеется большой спрос на тепловые насосы на базе чиллеров, компрессор которых приводится в движение за счет газа.
Помимо экономии электроэнергии, к преимуществам подобных устройств следует отнести приспособленность к использованию в холодном климате, низкие эксплуатационные расходы и возможность использования тепла, выделяемого двигателем, для нужд отопления и горячего водоснабжения.
Практически весь японский рынок таких тепловых насосов делят между собой компании Panasoniс, Yanmar и Aisin. Они также активно продвигают эту продукцию и за пределами Японии — в Европе, Австралии, США и других регионах мира.
Чиллеры с компрессорами ротационного и спирального типов используют такие хладагенты, как R22, R410А или R407C. Многие холодильные машины центробежного и винтового типов работают на R134a, в некоторых центробежных чиллерах применяются R123 или R245fa.
Поскольку гидрофторуглеродные хладагенты (ГФУ), призванные заменить озоноразрушающие гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), как оказалось, обладают слишком большим парниковым воздействием, перед отраслью остро стоит вопрос выбора нового, энергетически эффективного и экологически безопасного хладагента.
В качестве перспективного хладагента для чиллеров центробежного типа рассматриваются гидрофторолефины (ГФО).
Компания Honeywell предлагает такие ГФО-хладагенты, как Solstice zd (R1233zd), Solstice ze (R1234ze) и смесь Solstice N-13. Другой ведущий производитель хладагентов, DuPont, предлагает ГФО-хладагент DR-2, который позиционируется как замена гидрохлорфторуглерода R123 в чиллерах центробежного типа. В ассортименте компании есть и другие новые хладагенты для холодильных машин — в частности XP-10.
Производители чиллеров, в свою очередь, выпускают на рынок чиллеры для работы с ГФО. В частности, компания Danfoss недавно представила центробежный компрессор с магнитной подвеской Turbocor для использования с ГФО-хладагентом. В Японии производители приступили к испытаниям, призванным дать оценку возможности применения R1234ze в чиллерах центробежного типа. Основные опасения связаны с воспламеняемостью ГФО, что, по всей видимости, потребует принятия строгих стандартов безопасности.
Помимо ГФО на роль перспективных хладагентов претендуют также диоксид углерода, аммиак, пропан и другие. В октябре 2014 года на выставке Chillventa в Германии были представлены безмасляный чиллер, использующий в качестве хладагента воду, и холодильная машина на пропане (R290).
В середине 2014 года был представлен новый ГФО-хладагент для центробежных чиллеров — HFO-1233zd (E). Это вещество отличается малым потенциалом глобального потепления (ПГП), низким рабочим давлением, высокой энергоэффективностью, однако его озоноразрушающий потенциал ненулевой. Есть ли у новинки реальная перспектива, покажет время.
По материалам JARN
Ассоциация Предприятий Индустрии Климата (АПИК) была создана в 1997 г. В настоящий момент АПИК объединяет около 100 профессиональных климатических компаний России.
Основная цель АПИК – совместное решение проблем российского климатического бизнеса, утверждение цивилизованных форм работы и принципов здоровой конкуренции, пропаганда передовой техники и технологий, защита интересов российских поставщиков климатической техники и услуг.
Выставка «МИР КЛИМАТА ЭКСПО» — главное событие климатической индустрии Производители, заводы, дистрибьюторы и оптовые поставщики климатического оборудования на выставке представляют рынку новинки кондиционирования, отопления, вентиляции, промышленного холода.
Присоединяйтесь к главному событию климатической индустрии и приходите на выставку «МИР КЛИМАТА ЭКСПО».
Единственное учебное заведение, после которого специалисты сразу могут успешно работать в климатических компаниях.
Обучение происходит на производственной базе, оснащенная учебными стендами и климатическими установками: центральные системы кондиционирования, бытовые и полупромышленные кондиционеры, тепловое оборудование.
