Компанія Mitsubishi Electric Corporation виробляє нове покоління зовнішніх блоків VRF-систем CITY MULTI G7, яке отримало назву «Next Stage».

Істотні зміни в конструкції зовнішніх блоків, а також реалізовані технологічні інновації виводять VRF-системи «Next Stage» на лідируючі позиції у галузі за такими параметрами як енергоефективність та рівень шуму. Оновлений функціонал і поліпшені технічні характеристики розширюють можливості застосування нового покоління блоків CITY MULTI G7 на більших і складних проектах, що пред'являють високі вимоги до якості обладнання.

Унікальні системи R2

Унікальність VRF-систем Mitsubishi Electric PURY-P YNW-A1 полягає у тому, що внутрішні блоки, що підключені в загальний контур холодоагенту, можуть одночасно працювати в режимах охолодження і обігріву повітря. Тобто одночасно частина приміщень може охолоджуватися, а інші обігріватися. Це дуже важливо восени і навесні в офісних будівлях, так як в приміщеннях, розташованих з сонячної сторони, може бути жарко, а приміщення на протилежній стороні будівлі потрібно обігрівати. Іншим поширеним прикладом застосування VRF-систем Mitsubishi Electric PURY-P YNW-A1 є житлові будівлі. Незалежність у виборі режиму і цільової температури дозволяє сусідам, що підключені до загальної центральної системи, відчувати себе володарями власного окремого кондиціонера. Мультизональні системи серії R2 отримали спеціальну нагороду японської асоціації холодильних систем за енергоефективність, а коефіцієнт продуктивності становить 7,5. Тобто, витрачаючи всього 1 кВт електричної енергії, система видає 7,5 кВт тепла і холоду сумарно. Такі високі показники досягнуті за рахунок того, що, фактично, нагрівання повітря відбувається за рахунок охолоджуваних приміщень, а електрична енергія витрачається лише на переміщення цього тепла.

Так само унікальність VRF-систем Mitsubishi Electric PURY-P YNW-A1 полягає у тому, що в системі з утилізацією тепла застосовується двотрубна система, у той час як у решти - трьохтрубна. Розроблена для ефективної одночасної роботи у режимах охолодження/обігрів система R2 значно спрощує монтаж і підвищує надійність і стабільність кондиціонування, що скорочує витрати на щорічне обслуговування.

Чому системи з утилізацією тепла?

Гнучкість і ефективність - ось основні параметри вибору системи. Наприклад, для монооб'ємного офісу застосована система, що працює у одному режимі, а для офісної будівлі з великою нарізкою приміщень одні офіси потрібно охолоджувати, інші - обігрівати в залежності від побажань користувачів. Ефективність такої системи складається з можливості перенесення тепла від більш нагрітих приміщень в менш нагріті і навпаки. При цьому труб всього дві, це скорочує витрати при монтажі і подальшому обслуговуванні. А так як кількість трубопроводів (зазвичай паяних з'єднань) також зменшується, надійність і довговічність системи стає вище.

Приклад з'єднання труб:

Перша в світі система, яка використовує 2 трубки Як система R2 працює при двох трубках? Секрет утилізації тепла VRF-систем Mitsubishi Electric PURY-P YNW-A1 - BC-контролер. В BC-контролері знаходиться сепаратор газ/рідина, що дозволяє по одній трубці від зовнішнього блоку доставляти суміш (2 фази) гарячого газу для режиму обігріву та рідини для режиму охолодження. В трьохтрубній системі кожна фаза йде за своєю трубкою. В BC-контролері суміш розділяється, і потрібна фаза прямує в кожен блок у відповідності з діючим режимом роботи.

Новий спіральний компресор

У зовнішніх блоках VRF-систем Mitsubishi Electric PURY-P YNW-A1 застосований новий високоефективний спіральний компресор, технічні рішення якого захищені патентами, що належать компанії Mitsubishi Electric Corporation.

У спіральному компресорі стиснення газу відбувається між двома спіральними елементами, один з яких нерухомий і прикріплений до корпусу компресора, а другий скоює плоскопараллельний рух, при якому кожна його точка описує невелику окружність. Плоскопараллельний рух рухомого спірального елемента створюється за допомогою ексцентрикового вала і спеціального додаткового пристрою - муфти Олдхема, що регулює переміщення рухомої спіралі, яка не обертається на її власної осі, а тільки обертається навколо нерухомої спіралі змінюючи обсяг камери стиснення.

При такому русі точки контакту рухомою і нерухомою спіралей переміщуються за профілем нерухомою спіралі на 360⁰ за один оберт ексцентрикового валу. При цьому на рухомої спіраль діє відцентрова сила, що з'являється у результаті зсуву фактичної осі обертання рухомий спіралі щодо осі вала і електроприводу. Близько 10 років тому корпорація Mitsubishi Electric стала використовувати запатентований механізм FMC, який підганяє рухливу спіраль компресору до нерухомої в осьовому напрямку. Це знизило втрати, що пов'язані з перетіканням газу з нагнітання на всмоктування, а рівномірне заповнення наявних порожнин маслом різко зменшило втрати на тертя. У результаті ефективність компресору виросла на 14%.

Відцентрова сила, яка виникає при роботі компресору , призводить до вигину осі основного валу, що може при високих обертах призвести до зміщення верхньої частини ексцентрикової осі обертання аж до можливого контакту вала з внутрішньою поверхнею підшипникової опори. При цьому зазор між поверхнями рухомою і нерухомою спіралей збільшується, що приводить до перетоків газу з нагнітання на всмоктування. Відцентрова сила обмежує максимальну частоту обертання валу. У традиційному компресорі це значення становить 120 обертів на секунду. Бажано, щоб нахил осі обертання валу привода по відношенню до верхньої підшипникової опорі був мінімізований. Тому для зниження цих перетоків, а також для зменшення ймовірності заклинювання спіралей, товщину їх стінок розраховують і виготовляють з урахуванням зазначених максимальних характеристик механічної частини компресору.

У новому компресорі мультізональних VRF-систем Mitsubishi Electric PURY-P YNW-A1 верхня опора вала приводу має запатентовану конструкцію, в якій втулка підшипника ковзання оснащена противагою, що розрахована та виготовлена таким чином, щоб максимально компенсувати вплив описаної вище відцентрової сили. Тим самим були зменшені зазори між рухомою і нерухомою спіралями і, відповідно, перетоки холодоагенту, а також товщина стінок спіралей. Максимальна частота обертання приводу компресора при цьому зросла до 140 об/с.

У спіральному компресорі традиційної конструкції об'єм усіх порожнин стиснення постійний, тому, коли потрібна неповна продуктивність системи і низька частота обертання приводу компресора, можливе підвищення тиску нагнітання.

Новий компресор на додаток до основного нагнетательного порту має ще два додаткових, які дозволяють знизити цей надлишковий тиск нагнітання при низьких навантаженнях на систему.

Додаткові клапани нагнітання дозволяють завершити процес стиснення холодоагенту на другому витку рухомий спіралі, знижуючи ступінь стиснення. Це усуває надлишковий тиск і збільшує ефективність роботи при частковому навантаженні.

Ізолятор створює «мертву зону» в конструкції статора. Товщина ізолятора і його форма були змінені для вивільнення великого простору для обмотки статора. За рахунок цього вдалося збільшити діаметр обмотувального проводу на 2 типорозміра, що призвело до зменшення опору обмотки і збільшення магнітного поля статора.

Завдяки даним заходам фахівцям компанії Mitsubishi Electric вдалося збільшити ККД електродвигуна та ефективність роботи компресора в цілому.

Низькошумний режим роботи

У нових VRF-системах Mitsubishi Electric PURY-P YNW-A1 передбачено гнучке регулювання продуктивності вентилятора, що дозволяє значно зменшити рівень шуму зовнішнього блоку без істотного зниження продуктивності системи.

Шумоізольований компресорний відсік

Для забезпечення шумоізоляції компресора і низького рівня шуму зовнішнього блоку, компресор поміщений у спеціальний ізольований корпус. Він перешкоджає поширенню шуму компресора через площині теплообмінника, що важливо для забезпечення низького рівня шуму з кожної зі сторін агрегату.

Мінімальна кількість компресорів

Всі зовнішні блоки серії CITY MULTI G7 «Next Stage» побудовані за однокомпресорною схемою, тобто в будь-якому модулі встановлено тільки один компресор з інверторним приводом. При комбінуванні декількох модулів в одному агрегаті можуть виявитися не більше трьох компресорів.

Відповідно до теорії ймовірності мінімізація числа взаємопов'язаних компресорів у зовнішньому блоці та в багатомодульный системі веде до збільшення надійності (ймовірності безвідмовної роботи).

Безперервна робота при відключенні живлення внутрішнього блоку

Сигнал в лінії M-NET являє собою постійну складову, на яку накладено інформаційний сигнал. Тому лінія зв'язку не тільки організовує обмін даними, але і забезпечує електроживлення деяких компонентів системи. Наприклад, постійна складова необхідна для резервного управління розширювальними вентилями внутрішніх блоків. Тобто зовнішній блок City Multi може керувати електронними розширювальними вентилями внутрішніх блоків при відключеному електроживленні внутрішніх блоків.

Ця особливість є ключовою для деяких типів об'єктів. Наприклад, для житлових будівель, коли є ймовірність відключення електроживлення частини внутрішніх блоків мешканцями у разі тривалої відсутності.

​

​Безперервне опалення

Зовнішні блоки Mitsubishi Electric PURY-P YNW-A1 здатні виконати посекційне відтавання теплообмінника гарячим холодоагентом. Під час цього процесу триває нагрівання повітря приміщень, що обслуговуються, а теплова потужність системи знижується до рівня 30 ~ 40% від номінального значення.

Відтавання теплообмінника зовнішнього блоку традиційним способом, тобто повним перемиканням напрямку руху холодоагенту у всій системі, відбувається тільки після декількох послідовних циклів відтавання гарячим газом (до 7 циклів). Тому тепло подається у приміщення практично безперервно, забезпечуючи комфорт користувача.

Крім того, перед початком режиму відтавання протягом трьох хвилин система здійснює більш інтенсивне опалення приміщення для накопичення тепла.

Перепад висот до 90 метрів

​При розташуванні зовнішнього блоку серії CITY MULTI G7 «Next Stage» вище за внутрішні блоків перепад висот може становити 90 метрів без застосування додаткових опцій.

Збір холодоагенту в зовнішній блок при витоку

Якщо в одному з приміщень пошкоджений внутрішній блок або фреонопровід, то за сигналом настінного газоаналізатора (датчика фреону) можна активувати режим збору холодоагенту в зовнішній блок.

Примітка:
Для реалізації даної можливості будуть потрібні додаткові компоненти.

Силовий модуль на основі карбіду кремнію (SiC)

Карбід кремнію (карборунд) - це хімічна сполука кремнія з вуглецем (SiC). Завдяки механічної міцності і невисокої вартості його здавна застосовують як абразивний матеріал при виготовленні шліфувальних кругів, відрізних дисків, наждачного паперу, тощо. Напівпровідникові властивості цього з'єднання теж відомі досить давно, проте «абразивний» карбід кремнію для цих цілей не підходить. Для електроніки потрібна речовина високої хімічної чистоти і особливої кристалічної структури.

Компанія Mitsubishi Electric Corporation інвестувала величезні кошти у розробку напівпровідникових приладів на основі карбіду кремнію, розуміючи, що ефективні інноваційні пристрої надзвичайно затребувані у сучасному світі.

Напруга пробою карбіду кремнію у 10 разів перевищує напругу пробою кремнія. Це означає, що канал силового польового транзистора можна зробити у 10 разів тонше (коротше), що призведе до значного зменшення його опору. У результаті велика потужність буде передаватися до навантаження і менше буде нагріватися ключовий елемент.

Польові транзистори на основі карбіду кремнію мають більш високу швидкодію. Внаслідок цього час знаходження транзистора у проміжному стані (його називають активним режимом) між повним включенням і відключенням надзвичайно мало, що додатково зменшує нагрів транзистора.

Підвищення температури кристала - це вкрай небажаний фактор для кремнієвих IGBT-транзисторів, так як збільшуються струми витоку. Тому їх термостатуванню завжди приділяється особлива увага. Карбід кремнію у 3 рази менш чутливий до підвищення температури, і токи витоку ключового елемента незначні.

Ще одна важлива властивість кристала силового елемента - це теплопровідність, так як тепло, що виділяється в ньому при роботі, потрібно відводити для запобігання перегріву. За цим показником карбід кремнію перевершує кремній майже у 3 рази.

Поєднання унікальних властивостей карбіду кремнію дозволило компанії Mitsubishi Electric Corporation створити силовий модуль, ефективність якого на 70% вище, ніж у застосовуваних сьогодні модулів на IGBT-транзисторах.