Мировой рынок чиллеров и промышленных систем кондиционирования воздуха

В настоящее время почти половину спроса на мировом рынке чиллеров обеспечивают страны Азиатско-Тихоокеанского региона, флагманом среди которых является Китай. Тем не менее экономический спад, наблюдающийся со второй половины 2011 года, привел к существенному сокращению спроса на чиллеры в 2012-м.

Согласно данным Британской ассоциации маркетинговых исследований и информации в области строительства (BSRIA), в 2012 году объем мирового рынка чиллеров составил 8,4 млрд долл. США, что на 1,6% меньше аналогичного показателя 2011 года. При этом 2 млрд пришлись на чиллеры центробежного типа, доля холодильных машин с поршневыми, винтовыми и спиральными компрессорами составила 5,4 млрд долл., сегмент абсорбционных чиллеров мощностью более 350 кВт оценивается в 932 млн долл. США.

Если говорить о распределении по регионам, то лидером, как и в 2011 году, остается Азиатско-Тихоокеанский регион с 3,9 млрд долл. США. На долю Европы и обеих Америк приходится соответственно около 1,7 млрд и 2,4 млрд долл.

Объем рынка систем воздухообработки по сравнению с 2011 годом остался неизменным — он оценивается в 6,7 млрд долл. США. Осталась прежней и стоимость сегмента промышленных кондиционеров большой мощности — более 12,2 млрд долл. Зато в секторе полупромышленного оборудования (систем кондиционирования производительностью свыше 5 кВт, включая VRF-системы) наблюдался рост на 2,8 % по сравнению с 2011 годом. Объем этого рынка в 2012 году оценивался в 25,1 млрд долл. США.

Показатели состояния рынка

В Китае, крупнейшем в мире рынке климатического оборудования, ужесточение налоговой политики привело к замедлению роста в сфере недвижимости и сокращению инвестиций в создание объектов инфраструктуры. В итоге рост внутреннего спроса на чиллеры в 2012 году также замедлился. При этом первая половина года ознаменовалась значительным падением, которое затем было скомпенсировано тенденцией к восстановлению. Тем не менее Китай остается крупнейшим рынком абсорбционных чиллеров, а также холодильных машин с центробежными, винтовыми и спиральными компрессорами.

Стабильный рост экономики демонстрируют страны Азиатско-Тихоокеанской пятерки (ASEAN-5): Таиланд, Индонезия, Малайзия, Вьетнам и Филиппины. Экономика Таиланда стремительно восстановилась после падения, вызванного разрушительным наводнением 2011 года. Спрос на чиллеры подстегнуло восстановление иностранными компаниями своих производственных мощностей, расположенных в Таиланде. Правительство Индонезии сконцентрировало усилия на инвестировании в инфраструктурные проекты, ожидая стабильного роста экономики страны в ближайшие годы. Зарубежные компании продолжают наращивать производственные мощности в Индонезии, и это создает растущую потребность в холодильном оборудовании.

Для индийской экономики 2012 год ознаменовался спадом, проявившимся в замедлении роста совокупной стоимости бизнеса и в изменении поведения потребителей. Кроме того, замедлился рост производства. Индийский рынок чиллеров сократился более чем на 10% по сравнению с 2011 годом, тем не менее сохранив инвестиционную привлекательность для производителей из Японии, Китая и США.

Крупнейшим рынком чиллеров в Латинской Америке остается Бразилия. Его росту способствует подготовка к футбольному чемпионату мира и летним Олимпийским играм. Создание инфраструктуры для проведения мероприятий мирового масштаба привлекает в страну производителей холодильного оборудования из США, Японии, Китая и Южной Кореи. Второй по величине рынок региона — Мексика, ее преимуществом является географическое положение, превращающее страну в своеобразный мост, связывающий Северную и Центральную Америки. Такое положение дает возможность производителям использовать страну как перевалочный пункт для операций в Западном полушарии.

Остановленные после банкротства банка Lehman Brothers крупные строительные проекты на Ближнем Востоке понемногу начинают запускаться вновь. И хотя нестабильность, связанная с непредсказуемостью цен на нефть и тлеющим гражданским конфликтом в Сирии, остается одним из определяющих факторов, тормозящих развитие региона, экономика Саудовской Аравии и ОАЭ оживает. Однако, для того чтобы положительные тенденции отразились на спросе на чиллеры, требуется время.

Процессы, происходившие в 2012 году в экономике США, можно охарактеризовать как постепенное оздоровление. Однако и здесь темпы восстановления оказались недостаточны, чтобы немедленно отразиться на рынке чиллеров. В результате он даже немного сократился по сравнению с 2011 годом. Тем не менее США, являющиеся родиной современных кондиционеров воздуха, остаются вторым по объему рынком систем кондиционирования в мире. Стандарты и спецификации, разработанные в США, получают международный статус. Американские компании-долгожители, занимающиеся производством чиллеров, накопили огромный опыт — особенно в сфере разработки систем, предназначенных для централизованного холодоснабжения целых районов. Опираясь на традиции, американские бренды остаются «законодателями мод» в сегменте холодильного оборудования большой производительности.

«Зеленое» строительство

Помимо модернизации оборудования одной из главных тенденций в развитых странах стало снижение общего энергопотребления зданий. Правительства наиболее экономически продвинутых государств активно разрабатывают и внедряют законы, стандарты и регламенты, направленные на повышение энергоэффективности оборудования. Объекты, удовлетворяющие строгим требованиям, касающимся энергосбережения и экологической безопасности, получили название «зеленых зданий» (или «зеленых фабрик», если речь идет о производственных предприятиях).

Первым международно признанным стандартом сертификации «зеленых зданий» стала методика BREEM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method — метод исследования и оценки экологических характеристик строения), разработанная в 1990 в Великобритании. Следом появился стандарт LEED (Leadership in Energy and Environmental Design — лидерство в сфере энергетики и экологически безопасного проектирования), созданный в 1996 году в США. В 2002 году в Японии была создана система CASBEE (Comprehensive Assessment System for Built Environment Efficiency — универсальная система оценки экологичности искусственных сооружений).

Наибольшее распространение в мире получила система LEED. На 1 октября 2013 года в программе LEED было зарегистрировано более 36 000 объектов, из которых около 19 500 успешно прошли процедуру сертификации. Количество объектов, участвующих в программе за пределами США, — около 6500, из них сертифицированы более 2000.

В Китае лишь 20% из вновь строящихся зданий отвечают современным требованиям к энергоэффективности. Доля таких объектов среди уже возведенных строений — 15%. На энергообеспечение зданий в Китае расходуется около 30 % от общего объема энергопотребления, что делает повышение энергетической эффективности первоочередной задачей. В 2006 году в стране начата реализация программы сертификации «зеленых» зданий «Три звезды». На 1 октября 2013 года в КНР насчитывалось более 430 объектов, зарегистрированных и сертифицированных LEED. Ожидается, что в ближайшем будущем в Китае произойдет всплеск интереса к решениям типа «умный дом», многие из которых включают в себя интеллектуальное управление системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, обеспечивающее разумное потребление электроэнергии.

Энергосберегающие технологии

Технологией, позволяющей существенно повысить эффективность работы систем кондиционирования при частичной загрузке, показали себя двигатели с переменной частотой вращения (VFD). В настоящее время практически все основные производители чиллеров поставляют устройства на основе центробежных и винтовых компрессоров с двигателями VFD.

Ужесточение норм энергоэффективности и экологической безопасности приводит к все более широкому распространению тепловых насосов. Количество спиральных и винтовых чиллеров с функцией теплового насоса растет во всем мире. На рынке США появились также модели подобных устройств с центробежными компрессорами. Такие чиллеры находят применение в системах большой производительности, а также в проектах централизованного тепло- и холодоснабжения целых районов в Китае, Южной Корее и на Ближнем Востоке. Источники тепла, используемые этими системами, различны: это может быть речная вода, уличный воздух, бросовое тепло жилых и производственных объектов. В Японии наиболее распространены воздушные тепловые насосы.

Конкуренция технических решений

Компаниям, проектирующим и выпускающим системы большой производительности, приходится разрабатывать не только само оборудование, но и инструкции по его монтажу и эксплуатации, и программное обеспечение для подбора компонентов, и многое другое. Каждый новый продукт после появления на рынке совершенствуется в течение нескольких лет, что несколько отличается от положения дел с коммерческими и бытовыми системами кондиционирования.

Кроме того, в отличие от сегмента климатической техники небольшой мощности продажи промышленных систем кондиционирования представляют собой разработку индивидуального решения для каждого клиента. Каждое такое решение, представляющее собой комбинацию различных компонентов и устройств управления, эксклюзивно, предназначено для удовлетворения специфических требований и потому использует наиболее пригодные именно для данного случая наработки и ноу-хау.

Такие компании, как York, Trane, Daikin (экс-McQuay), Carrier, разрабатывают решения не только для США и Китая, но и для всего остального мира. Наиболее вероятным направлением развития данного сегмента представляется активизация процесса слияний производителей чиллеров с компаниями, занимающимися системами автоматизации зданий.

Чиллеры центробежного типа

Диапазон производительности чиллеров с компрессорами центробежного типа, как правило, начинается с 300 холодильных тонн (х. т.), наиболее распространены машины производительностью 500–700 х. т. Максимум производительности одного центробежного компрессора — 3000 х. т. В настоящее время разработаны чиллеры на 6000 х. т., в их конструкции использованы два компрессора.

В США объем спроса на центробежные чиллеры в 2012 году, по оценке JARN, составил около 2500 штук. Благодаря технологическому превосходству и хорошей узнаваемости брендов лидерами этого сегмента американского рынка стали York, Trane, Daikin и Carrier.

В Китае спрос на центробежные чиллеры увеличивается год от года. Объем рынка данного оборудования в 2012 году составил там около 4500 штук.

Многие китайские производители винтовых и спиральных чиллеров приступили к разработке и центробежных моделей, однако на фоне традиционных игроков этого сегмента новички почти незаметны. При этом сами традиционные игроки — производители из США, Кореи и Японии — охотно используют Китай как производственную базу.

Японский рынок центробежных чиллеров сокращается. Причина этого — снижение спроса на промышленные системы охлаждения, так как большинство компаний (в частности, занимающихся изготовлением электроники) переносят производственные мощности за рубеж.

Рынки Южной Кореи и Тайваня, напротив, испытали в 2012 году некоторый рост. При этом производители из Кореи поставляют чиллеры центробежного типа не только на внутренний рынок, но и в Юго-Восточную Азию и на Ближний Восток.

Ближневосточный рынок в 2012 году начал восстанавливаться после сокращения, вызванного европейским долговым кризисом.

Как правило, производители чиллеров используют компрессоры собственного изготовления. Однако недавно корейские и тайваньские компании приступили к производству центробежных компрессоров, предназначенных для поставки производителям чиллеров в качестве комплектующих.

Высокоэффективные модели

Чиллеры с компрессорами центробежного типа часто используют для кондиционирования воздуха на крупных объектах, таких как заводы и большие офисные здания. Использование энергоэффективных решений в данной сфере позволяет существенно сократить ущерб, наносимый окружающей среде, и снизить эксплуатационные расходы. Это обстоятельство привело к тому, что многие производители выпустили на рынок высокоэффективные модели центробежных чиллеров. Эффективность обеспечивается применением энергосберегающих технологий, таких как магнитная подвеска, мощные электромоторы постоянного тока, усовершенствованная аэродинамика вентиляторов.

До недавнего времени магнитные подвесы устанавливались только на центробежных чиллерах с водяным охлаждением конденсатора, однако недавно появились подобные модели и с воздушным охлаждением. Безмасляные чиллеры с магнитным подвесом могут работать с новыми хладагентами, такими как гидрофторолефины (ГФО), и использоваться в составе модульных систем.

Рост спроса на центробежные чиллеры с магнитным подвесом наблюдается в США, Китае, Европе и Австралии. Соответственно растет количество производителей, предлагающих подобные решения. Как правило, в таких чиллерах используются компрессоры Danfoss Turbocor, и лишь несколько компаний применяют компрессоры с магнитной подвеской собственной разработки. Среди них Aermec, York, Daikin и MHI.

Альтернативой магнитной подвеске, позволяющей обойтись без смазки и, к тому же, не нуждающейся в контроллере, являются керамические подшипники. Разработки в этом направлении ведет, в частности, базирующаяся в США компания Trane. В 2013 году Trane представила новую серию чиллеров, в которой применена гибридная керамическая подвеска. На сегодняшний день Trane предлагает чиллеры с керамической подвеской производительностью до 500 х. т., но вскоре планирует расширить диапазон до 700–1000 х. т.

Абсорбционные холодильные машины

Основными рынками сбыта абсорбционных чиллеров являются Япония, Китай и Южная Корея.

По данным японского министерства экономики, торговли и промышленности, в 2012 году в Японии были проданы 2173 абсорбционных чиллера. Холодильные машины этого типа устанавливаются в торговых центрах, на производственных предприятиях, в офисных зданиях, больницах, отелях, университетах. Для Японии, пережившей в 2011 трагическое землетрясение, повлекшее разрушение значительной части энергетической инфраструктуры, использование абсорбционных холодильных машин — прекрасная возможность снизить нагрузку на энергосеть.

Согласно информации Китайской ассоциации индустрии холода и кондиционирования воздуха (CRAA), в 2012 году рынок абсорбционных чиллеров КНР вырос на 20%, достигнув объема в 2200 единиц оборудования.

В Южной Корее росту спроса на абсорбционные холодильные машины способствует государственная политика по повышению энергоэффективности.

Следуя примеру лидеров индустрии, южнокорейские компании среднего уровня начали поставки абсорбционных чиллеров за рубеж. Китайские производители активно осваивают рынки Индии, Юго-Восточной Азии и Ближнего Востока. Японские компании проявляют интерес к рынкам Ирана и других стран Азии. В Иране, располагающем большими запасами природного газа, растет популярность абсорбционных чиллеров прямого нагрева.

Винтовые чиллеры

Главными мировыми потребителями винтовых чиллеров являются Китай, Европа, США и страны Юго-Восточной Азии. Машины этого типа используются не только для кондиционирования воздуха, но и для производства холода, и для отопления (в системах, действующих по принципу теплового насоса). Эффективность винтовых компрессоров в последнее время удалось существенно повысить за счет ряда технологических новшеств, таких как применение роторов особой конструкции, позволяющей сократить утечки и потери (например, тройных роторов). Кроме того, сама конструкция компрессоров обеспечивает эффективную работу как при полной, так и при частичной нагрузке.

Наиболее распространены однокомпрессорные винтовые чиллеры производительностью 200–300 х. т. В ассортименте таких производителей, как York, Trane и Carrier, имеются однокомпрессорные модели холодильной мощностью 500 х. т. Помимо США имеются производители винтовых компрессоров в Европе, на Тайване и в Японии. Они используют свою продукцию как для изготовления собственных чиллеров, так и поставляют другим компаниям, выпускающим холодильные машины.

Японские компании активно осваивают развивающиеся рынки, такие как Индия и Латинская Америка. Кроме того, они создают производственные мощности в Европе, где также немало потребителей их продукции.

Спиральные, ротационные и поршневые чиллеры

На рынке чиллеров с компрессорами спирального типа царит жесткая конкуренция, в которой участвуют как ведущие мировые производители, так и множество небольших компаний из Китая, Юго-Восточной Азии и Европы.

В Японии растет число модульных систем на базе спиральных чиллеров с воздушным охлаждением конденсатора. Популярность модульных систем объясняется относительной легкостью их транспортировки и монтажа. Увеличение эффективности спиральных компрессоров позволило увеличить теплопроизводительность создаваемых на их базе тепловых насосов. Лидером среди производителей модульных решений является компания Carrier.

До недавнего времени ротационные (ротационно-пластинчатые) компрессоры редко находили применение в чиллерах. Но разработка высокопроизводительных двухроторных компрессоров фактически привела к возникновению нового рынка — рынка ротационных холодильных машин.

Поршневые компрессоры в настоящее время нечасто используются в системах кондиционирования, однако в холодильном оборудовании они весьма распространены. Одним из преимуществ чиллеров с поршневыми компрессорами является возможность работы с различными хладагентами.

Области применения различных видов холодильных машин

Спиральные и винтовые чиллеры продолжают интенсивно осваивать области применения, ранее считавшиеся традиционными для холодильных машин на базе поршневых компрессоров.

Кроме того, винтовые чиллеры, максимальная производительность которых в последнее время существенно увеличилась, активно теснят более дорогие в производстве холодильные машины с компрессорами центробежного типа. При этом в областях применения, требующих не столь большой мощности, винтовые чиллеры испытывают конкуренцию со стороны модульных чиллеров с компрессорами спирального типа.

В последнее время модульные решения на базе воздухоохлаждаемых чиллеров с функцией теплового насоса находят все более широкое применение на крупных объектах, таких как предприятия торговли, офисные здания, фабрики, больницы, и другие.

Воздушные тепловые насосы модульной конструкции на базе ротационных и спиральных компрессоров могут использоваться для охлаждения, обогрева и ГВС. При этом производительность этих устройств лежит в диапазоне, традиционном для винтовых чиллеров (100–600 л. с.).

Рынком для спиральных чиллеров большой холодильной мощности стали Китай, США, страны Европы и Латинской Америки. Мощные спиральные чиллеры все активнее проникают в области, где еще недавно доминировали винтовые холодильные машины. Освоив производство спиральных компрессоров мощностью 20–30 л. с., американские компании приступили к выпуску компрессоров с двойной спиралью, которые позволили создать установки производительностью 50 и 60 л. с. (с одним компрессором), а также 100, 110 и 120 л. с. (с «тандемом» компрессоров).

В то же время традиционный для винтовых чиллеров с водяным охлаждением конденсатора диапазон мощностей от 80 х. т. и выше остается недостижим для устройств на базе спиральных компрессоров. Таким образом, в диапазоне 80–400 х. т. у решений на основе компрессоров винтового типа практически нет конкурентов. В диапазоне выше 400 х. т. у винтовых компрессоров как компрессоров объемного типа возникают проблемы из-за высокого давления, поэтому центробежные чиллеры здесь наиболее приемлемы с точки зрения как стоимости, так и производительности.

И без того сильную конкуренцию на рынке технологических решений обострила разработка двухроторных компрессоров холодильной мощностью более 16 л. с.

Ситуация с хладагентами

В ротационных и спиральных чиллерах используются хладагенты R22, R410A, R407C. Большинство винтовых и центробежных холодильных машин работают на R134a. Также в некоторых устройствах центробежного типа применяются R123 или R245f.

Ранее для замены озоноразрушающих хладагентов — гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ), были разработаны гидрофторуглероды (ГФУ), однако из-за высокого потенциала глобального потепления (ПГП) будущее ГФУ под вопросом.

Таким образом, вопрос выбора наиболее приемлемого хладагента для чиллеров до сих пор актуален. Так, в качестве альтернативы для использования в холодильных машинах центробежного типа рассматриваются гидрофторолефины (ГФО). Свои ГФО-хладагенты для чиллеров разработали компании DuPont и Honeywell.

Honeywell в качестве экономически и энергетически эффективной и экологичной альтернативы хладагентам с высоким ПГП предлагает вещества Solstice zd (HFO-1233zd) и Solstice (HFO-1234ze), а также смесь Solstice N-13.

Компания DuPont для замены ГХФУ R123 в центробежных чиллерах разработала ГФО-хладагент DR-2, безопасный для озонового слоя и обладающий ПГП менее 10. Еще одно предложение от DuPont — хладагент XP-10.

Европейские производители уже производят винтовые чиллеры, работающие на ГФО. Кроме того, ГФО применяются в центробежных компрессорах Turbocor (на магнитной подвеске) производства компании Danfoss. Японские производители объявили о начале тестов, призванных определить возможность использования HFO-1234ze в центробежных чиллерах. Успех этих тестов станет серьезным шагом на пути широкого распространения ГФО. Однако решение главной проблемы ГФО, связанной с их воспламеняемостью, требует разработки новых стандартов безопасности.

ГФО — не единственные вещества, рассматриваемые производителями в качестве альтернативы. В настоящее время ведутся исследования возможности применения в чиллерах таких хладагентов, как диоксид углерода, аммиак, пропан. В Японии уже разработаны холодильные машины с COP, равным 5,4, использующие в качестве хладагента воду.

Правила использования материалов сайта