Компания Mitsubishi Electric Corporation производит новое поколение наружных блоков VRF-систем CITY MULTI G7, которое получило название «Next Stage».

Существенные изменения в конструкции наружных блоков, а также реализованные технологические инновации выводят VRF-системы «Next Stage» на лидирующие позиции в отрасли по таким параметрам как энергоэффективность и уровень шума. Обновленный функционал и улучшенные технические характеристики расширяют возможности применения нового поколения блоков CITY MULTI G7 на более крупных и сложных проектах, предъявляющих высокие требования к качеству оборудования.

Новая конструкция теплообменника Принципиальным отличием стала замена трехстороннего «высокого» теплообменника компактным четырехсторонним теплообменником, который расположили в верхней части блока - ближе к вентилятору. При этом нижняя часть блока, которая значительно удалена от вентилятора и вследствие этого менее эффективна, используется для размещения в ней компрессора и элементов холодильного контура. Такое решение улучшило сразу три ключевых показателя: энергоэффективность, уровень шума и количество хладагента. Благодаря новой конструкции блоков Mitsubishi Electric PUHY-P YNW-A1 была увеличена номинальная энергоэффективность, значения которой обычно используют для сравнения оборудования различных производителей, а также повышены сезонные показатели экономичности, которые отражают реальные эксплуатационные затраты пользователей систем кондиционирования.
		​

Контроль влажности Система контроля влажности собирает информацию с датчиков, анализирует данные и передает на наружный блок команду увеличить температуру кипения хладагента при низкой влажности в помещениях. Данный алгоритм повышает комфорт и уменьшает потребление электроэнергии. ​

​

Новый спиральный компрессор

В наружных блоках VRF-систем Mitsubishi Electric PUHY-P YNW-A1 применен новый высокоэффективный спиральный компрессор, технические решения которого защищены патентами, принадлежащими компании Mitsubishi Electric Corporation.

В спиральном компрессоре сжатие газа происходит между двумя спиральными элементами, один из которых неподвижен и прикреплен к корпусу компрессора, а второй совершает плоскопараллельное движение, при котором каждая его точка описывает небольшую окружность. Плоскопараллельное движение подвижного спирального элемента создается с помощью эксцентрикового вала и специального дополнительного устройства - муфты Олдхема, регулирующей перемещение подвижной спирали, которая не вращается на ее собственной оси, а только обращается вокруг неподвижной спирали изменяя объем камеры сжатия.

При таком движении точки контакта подвижной и неподвижной спиралей перемещаются по профилю неподвижной спирали на 360⁰ за один оборот эксцентрикового вала. При этом на подвижную спираль действует центробежная сила, появляющаяся в результате смещения фактической оси вращения подвижной спирали относительно оси вала и электропривода. Около 10 лет назад корпорация Mitsubishi Electric стала использовать запатентованный механизм FMC, который поджимает подвижную спираль компрессора к неподвижной в осевом направлении. Это снизило потери, связанные с перетоком газа с нагнетания на всасывание, а равномерное заполнение имеющихся полостей маслом резко уменьшило потери на трение. В результате эффективность компрессора выросла на 14%.

Возникающая при работе компрессора центробежная сила приводит к изгибу оси основного вала, что может при высоких оборотах привести к смещению верхней части эксцентриковой оси вращения вплоть до возможного контакта вала с внутренней поверхностью подшипниковой опоры. При этом зазор между поверхностями подвижной и неподвижной спиралей увеличивается, приводя к перетокам газа с нагнетания на всасывание. Центробежная сила ограничивает максимальную частоту вращения вала. В традиционном компрессоре это значение составляет 120 оборотов в секунду. Желательно, чтобы наклон оси вращения вала привода по отношению к верхней подшипниковой опоре был минимизирован. Поэтому для снижения этих перетоков, а также для уменьшения вероятности заклинивания спиралей, толщину их стенок рассчитывают и изготавливают с учетом указанных максимальных характеристик механической части компрессора.

В новом компрессоре мультизональных VRF-систем Mitsubishi Electric PUHY-P YNW-A1 верхняя опора вала привода имеет запатентованную конструкцию, в которой втулка подшипника скольжения оснащена противовесом, рассчитанным и изготовленным таким образом, чтобы максимально компенсировать влияние описанной выше центробежной силы. Тем самым были уменьшены зазоры между подвижной и неподвижной спиралями и, соответственно, перетоки хладагента, а также толщина стенок спиралей. Максимальная частота вращения привода компрессора при этом возросла до 140 об/с.

В спиральном компрессоре традиционной конструкции объем всех полостей сжатия постоянный, поэтому, когда требуется неполная производительность системы и низкая частота вращения привода компрессора, возможно повышение давления нагнетания.

Новый компрессор в дополнение к основному нагнетательному порту имеет еще два дополнительных, которые позволяют снизить это избыточное давление нагнетания при низких нагрузках на систему.

Дополнительные клапаны нагнетания позволяют завершить процесс сжатия хладагента на втором витке подвижной спирали, снижая степень сжатия. Это устраняет избыточное давление и увеличивает эффективность работы при частичной нагрузке.

Изолятор создает «мертвую зону» в конструкции статора. Толщина изолятора и его форма были изменены для высвобождения большого пространства для обмотки статора. За счет этого удалось увеличить диаметр обмоточного провода на 2 типоразмера, что привело к уменьшению сопротивления обмотки и увеличению магнитного поля статора.

Благодаря данным мерам специалистам компании Mitsubishi Electric удалось увеличить КПД электродвигателя и эффективность работы компрессора в целом.

Низкошумный режим работы

В новых VRF-системах Mitsubishi Electric PUHY-P YNW-A1 предусмотрено гибкое регулирование производительности вентилятора, что позволяет значительно уменьшить уровень шума наружного блока без существенного снижения производительности системы.

Шимоизолированный компрессорный отсек

Для обеспечения шумоизоляции компрессора и низкого уровня шума наружного блока, компрессор помещен в специальный изолированный корпус. Он препятствует распространению шума компрессора через плоскости теплообменника что важно для обеспечения низкого уровня шума с любой из сторон агрегата.

Минимальное количество компрессоров

Все наружные блоки серии CITY MULTI G7 «Next Stage» построены по однокомпрессорной схеме, то есть в любом модуле установлен только один компрессор с инверторным приводом. При комбинировании нескольких модулей в одном агрегате могут оказаться не более трех компрессоров.

Согласно теории вероятности минимизация числа взаимосвязанных компрессоров в наружном блоке и в многомодульной системе ведет к увеличению надежности (вероятности безотказной работы).

Бесперебойная работа при отключении питания внутреннего блока

Сигнал в линии M-NET представляет собой постоянную составляющую, на которую наложен информационный сигнал. Поэтому линия связи не только организует обмен данными, но и обеспечивает электропитание некоторых компонентов системы. Например, постоянная составляющая необходима для резервного управления расширительными вентилями внутренних блоков. То есть наружный блок City Multi может управлять электронными расширительными вентилями внутренних блоков при отключенном электропитании внутренних блоков.

Эта особенность является ключевой для некоторых типов объектов. Например, для жилых зданий, когда есть вероятность отключения электропитания части внутренних блоков жильцами в случае длительного отсутствия.

​

​Непрерывный нагрев

Наружные блоки Mitsubishi Electric PUHY-P YNW-A1 способны выполнить посекционное оттаивание теплообменника горячим хладагентом. Во время этого процесса продолжается нагрев воздуха обслуживаемых помещений, а теплопроизводительность системы снижается до уровня 30~40% от номинального значения.

Оттаивание теплообменника наружного блока традиционным способом, то есть полным переключением направления движения хладагента во всей системе, происходит только после нескольких последовательных циклов оттаивания горячим газом (до 7 циклов). Поэтому тепло подается в помещения практически непрерывно, обеспечивая комфорт пользователя.

Кроме того, перед началом режима оттаивания в течение трех минут система производит более интенсивный нагрев помещения для накопления тепла.

Перепад высот до 90 метров

​При расположении наружного блока серии CITY MULTI G7 «Next Stage» выше внутренних блоков перепад высот может составлять 90 метров без применения дополнительных опций.

Сбор хладагента в наружный блок при утечке

Если в одном из помещений поврежден внутренний блок или фреонопровод, то по сигналу настенного газоанализатора (датчика фреона) можно активировать режим сбора хладагента в наружный блок.

Примечание:
Для реализации данной возможности потребуются дополнительные компоненты.

Силовой модуль на основе карбида кремния (SiC)

Карбид кремния (карборунд) - это химическое соединение кремния с углеродом (SiC). Благодаря механической прочности и невысокой стоимости его издавна применяют как абразивный материал при изготовлении шлифовальных кругов, отрезных дисков, наждачной бумаги и т.п. Полупроводниковые свойства этого соединения тоже известны достаточно давно, однако «абразивный» карбид кремния для этих целей не подходит. Для электроники требуется вещество высокой химической чистоты и особой кристаллической структуры.

Компания Mitsubishi Electric Corporation инвестировала огромные средства в разработку полупроводниковых приборов на основе карбида кремния, понимая, что эффективные инновационные устройства чрезвычайно востребованы в современном мире.

Напряжение пробоя карбида кремния в 10 раз превышает напряжение пробоя кремния. Это значит, что канал силового полевого транзистора можно сделать в 10 раз тоньше (короче), что приведет к значительному уменьшению его сопротивления. В результате большая мощность будет передаваться в нагрузку и меньше будет нагреваться ключевой элемент.

Полевые транзисторы на основе карбида кремния имеют более высокое быстродействие. Вследствие этого время нахождения транзистора в промежуточном состоянии (его называют активным режимом) между полным включением и отключением чрезвычайно мало, что дополнительно уменьшает нагрев транзистора.

Повышение температуры кристалла - это крайне нежелательный фактор для кремниевых IGBT-транзисторов, так как увеличиваются токи утечки. Поэтому их термостатированию всегда уделяется особое внимание. Карбид кремния в 3 раза менее чувствителен к повышению температуры, и токи утечки ключевого элемента незначительны.

Еще одно важное свойство кристалла силового элемента - это теплопроводность, так как тепло, выделяемое в нем при работе, требуется отводить для исключения перегрева. По этому показателю карбид кремния превосходит кремний почти в 3 раза.

Сочетание уникальных свойств карбида кремния позволило компании Mitsubishi Electric Corporation создать силовой модуль, эффективность которого на 70% выше, чем у применяемых сегодня модулей на IGBT-транзисторах.