Кондиционеры настенного типа
FTXS-K

Публикации

Вентиляция и кондиционирование офисов класса «А»
Александр ИВАНОВ, ООО «ТТ-групп»

Дорогой и неудобный офис
Бывало такое, что офисом класса «А» назывался отремонтированный особняк в 10 минутах ходьбы от центра города, но не имеющий ни парковки, ни лифта, ни достаточного количества электричества!
В 2006 г. появилась более продуманная классификация, в которой были уже 26 пунктов, из них 20 – обязательные. Для получения статуса класса «А» необходимо соответствовать 19 из них. Основные изменения по сравнению с 2003 г. коснулись инженерных систем и конструктивных особенностей зданий. К системам вентиляции и кондиционирования офисов класса «А» предъявляются следующие требования:

• системы отопления, вентиляции, кондиционирования и увлажнения воздуха должны позволять регулировать температуру в отдельном офисном блоке;
• система должна обладать способностью обеспечивать круглосуточное охлаждение серверных и поддерживать среднюю температуру в офисах в диапазоне 22-23 °С (+/-1 °С);
• система должна осуществлять воздухообмен из расчета 60 м3/ч на 10м2 арендуемой площади.

В оценке будущей стоимости системы важно понимать, какова загрузка офисов. С одной стороны, трудно представить, чтобы в офисе класса «А» сотрудники размещались настолько плотно, что было бы трудно пройти между столами. Но в то же время еще более сомнительным представляется предположение, что арендатор будет платить высокую аренду за офис категории «А» и предоставлять сотрудникам просторные помещения. В классификации говорится о воздухообмене в 60 м3/ч на 10 м2. При этом по российским нормам одному сотруднику с постоянным пребыванием необходимо подавать 60 м3/ч свежего воздуха. Получается, что по классификации 2006 г. в офисе класса «А» на каждого человека приходится 10 м2, во что очень трудно поверить.

Полагаем, что составители классификации опирались не на отечественные СНиПы, а на зарубежную классификацию. Скажем, в Великобритании на одного сотрудника воздухообмен должен составлять только 40 м3/ч. Следовательно, на каждого человека в офисах класса «А» г. Лондона приходится не 10, а 6,6 м2. Эта цифра уже очень похожа на правду. Противоречие здесь в том, что советские нормы по вентиляции существенно жестче, чем в других странах. Цифра 60 м3/ч в наших нормах взята с оправданным запасом. Вообще говоря, согласно исследованиям отечественных классиков для комфортного пребывания в помещении человеку достаточно 38 м3/ч. Однако в подавляющем большинстве случаев воздухораспределение в помещении выполняется не оптимально, в результате весь воздух не доходит до рабочей зоны. Подавая 60 м3/ч, мы учитываем потери на плохое воздухораспределение.
Поскольку мы живем не в Англии и сдаем проекты не в английские СЭС, при расчете воздухообмена следует исходить из 60 м3/ч на одного человека или 60 м3/ч на каждые 6-7 м2.

Сколько это стоит?
Опишем систему, которая соответствует требованиям данной классификации. Здание должно иметь приточно-вытяжную вентиляцию, которая подает и удаляет 60 м3/ч на одного человека. Таково требование для офисного здания любого класса. Этот минимум воздуха соответствует санитарным нормам.

Система вентиляции должна оснащаться увлажнителем воздуха. К этому требованию чаще всего не относятся серьезно, хотя оно совершенно понятно. В зимнее время воздух очень сухой, и в офисах влажность достигает 15-20%. Но отношение к увлажнителям воздуха всегда было негативным – это дорогое и довольно капризное устройство. Современное вентиляционное оборудование не имеет подобных проблем. Однако по-прежнему, возможно, в силу инерции, очень мало зданий имеют центральную систему увлажнения.

Здание необходимо оснащать системой кондиционирования, которая должна «поддерживать среднюю температуру в диапазоне 22-23 °С». В летнее время все просто – даже обычный бытовой кондиционер способен обеспечивать температуру 22 °С. Все сложности появляются зимой. Дело в том, что в зимнее время, даже в суровый мороз, в офисах жарко – освещение, большое количество оргтехники, персонал, посетители выделяют достаточное количество тепла для прогрева помещений до 25-28 °С.
Охлаждать помещения зимой сложно, т.к. сплит-системы, мультисплит-системы, VRF-системы, традиционные чиллера не работают на охлаждение в сильные морозы. Выхода два:

• использовать мощную вентиляцию, которая подает в помещение достаточное количество воздуха с температурой 17-19 °С для «разбавления» тепла (в населенном офисе кратность воздухообмена в зимнее время может достигать 9-10 (!) и очевидно, что на это мало кто идет, поскольку огромные воздуховоды, множество воздухораспределителей, громадная вентустановка – дорого и неудобно;
• использовать системы кондиционирования, которые могут работать в зимнее время на охлаждение. К ним относятся чиллеры с гликолевым контуром, системы с тепловыми насосами (мини-чиллеры водяного охлаждения внутреннего исполнения) и градирней с гликолевым контуром, специализированные VRF-системы.

Для удовлетворения еще одного требования классификации, в соответствии с которым арендаторам должна быть предоставлена возможность регулировать температуру воздуха в каждом офисном блоке, необходима система кондиционирования с местными доводчиками (устройства, которые доводят температуру до заданной). Это могут быть внутренние VRF-блоки или фанкойлы.
Стоимость подобной системы «под ключ» для зданий класса «А» – от 4500 до 8000 руб/м2 (1 грн. приблизительно равна 4 руб. – прим. ред.).
Однако сейчас все офисные комплексы сдаются в стадии shell & core, и цена серьезно снижается.

Спасительный shell & core
Под shell & core понимается стадия строительства, на которой общественные зоны имеют законченный вид и полностью оснащены всеми инженерными системами и коммуникациями, а арендаторам на арендованных площадях предоставляются только точки подключения к основным инженерным системам на этаже.

В результате, когда арендатор заходит на этаж, он получает: отводы в воздуховодах приточной и вытяжной систем с установленными дроссель-клапанами (и пожарными клапанами), отводы с установленными кранами системы холодоснабжения (для подключения фанкойлов, мини-чиллеров и др.).

Арендатор сам выполняет разводку воздуховодов и трасс холодоснабжения по этажу, устанавливает фанкойлы, приточные и вытяжные решетки в соответствии с собственной планировкой и пожеланиями. Для арендаторов офисных помещений класса «А» такая схема оптимальна, ведь она позволяет арендаторам делать в своих офисах все, что им потребуется.
Эта схема также на руку арендодателям, ведь ему не нужно платить за дорогостоящее внутреннее оснащение. Внутренняя разводка системы вентиляции и кондиционирования обходится от 2000 до 3500 руб/м2. В связи с этим для инвестора вентиляция и кондиционирование до стадии shell & core обойдется в 2500-4500 руб/м2.

Справочник девелопера
Некоторые эмпирические данные, которые будут вам полезны, представлены в табл. 1.
Сравнение стоимости различных технических решений
Возьмем систему кондиционирования на 250 кВт и сравним розничные цены оборудования среднего ценового диапазона. Результаты представлены в табл. 2.

Пример вентиляции и кондиционирования офисного здания в стадии готовности shell & core
Четырехэтажное реконструируемое офисное здание в центре города. Площадь – 7200 м2, высота потолков – 3,5 м. Здание имеет два крыла. Источник теплоснабжения – вода температурой 90-70 °С от ИТП. Приняты следующие технические решения. Две приточные вентиляционные установки (центральные кондиционеры) с секциями заслонки, фильтров, водяного нагревателя, водяного охладителя, шумоглушителя компании «Корф» (каждая для своего крыла) подают воздух в объеме санитарной нормы – 60 м3/ч на одного человека. С учетом того, что 20% всех помещений отведено для коридоров, санузлов, лестничных клеток и т.п., получаем полезную площадь 7200 х 0,8 = 5760 м2. При расчете 7 м2 на одного человека наполняемость офиса составит 820 человек. Расход воздуха равен 820 х 60 м3/ч = 49 200 м3/ч.

Полезная информация для девелоперов

Таблица 1

Наименование

Данные

Расход воздух

По классификации для класса «А» – 60 м3/ч на 10 м2, что соответствует кратности, равной двум. Мы все же рекомендуем считать 60 м3/ч на одного человека, т.е. на 6-7 м2, что соответствует кратности 3-3,5. В расчетах всегда принимаем условную высоту 3 м.

Мощность системы кондиционирования по холоду

100-130 Вт холода на 1 м2 полезной площади.

Расход холода для охлаждения уличного воздуха в приточной системе

Для определения количества холода, необходимого для охлаждения воздуха в приточной установке с 28,5 до 18°С (с учетом потерь), требуется расход умножить на 4,5.

К примеру, для охлаждения 10000 м3/ч уличного воздуха до +18°С требуется около 45000 Вт или 45кВт. Обращаем внимание, что зачастую не учитываются потери в испарителе. Наш ориентировочный расчет это учитывает.

Расход электроэнергии на двигатели системы вентиляции

5-10 кВт на каждые 10000 м3 приточной системы. Примерно сталько же на вытяжные системы.

Расход электроэнергии на систему кондиционирования

Для VRF-систем – 30-40 Вт на 1 м2.

Для чиллер-фанкойлов – 45-50 Вт на 1м2.

Затраты на теплоснабжение калориферов в зимнее время (нагрев воздуха –28,5 до +18°С)

Обычная приточная установка: 14 кВт тепла на каждые 1000 м3/ч.

Гликолевый рекуператор: 7-8 кВт на каждые 1000 м3/ч.

Роторный рекуператор: 3-4 кВт на каждые 1000 м3/ч.

Запотолочное пространство для вентиляции и кондиционирования

В коридорах – 600 мм, в помещениях – 350 мм (для этажа 2000 м2).

Площадь под венткамеры

Для приточной венткамеры – не менее 30 м2 на каждые 20000 м3/ч.

Для вытяжной венткамеры – не менее 25 м2 на каждые 20000 м3/ч.

Вес наружных блоков системы кондиционирования

Средний приведенный вес чиллера без воды: 9,5 кг за 1 кВт по холоду, т. е. чиллер на 100 кВт весит около 950 кг, на 500 кВт – 4750 кг и т. п. Если учитывать обвязку, баки и воду, то 1 кВт будет «весить» 11-12 кг. Вес VRF-системы не имеет прямой зависимости от мощности, блоки с одной и той же мощностью могут иметь один вес. Так, 50 кВт блок весит столько же, сколько и 75 кВт. Поэтому 1 кВт VRF может весить от 7 до 15 кг.

Площадь под установку наружных блоков

Приведенная площадь под установку чиллера с воздушным охлаждением: 100 кВт чиллер занимает 2,3 м2, 250 кВт – 5,75 м2, 500 кВт – 11,5 м2. Площадь под VRF: 100 кВт блок занимает 2,1 м2 площади пола.


Сравнение стоимости оборудования (на примере агрегатов на 250 кВт)

Таблица 2

Наименование, мощность 250 кВт по холоду

Оборудование, руб.

VRF

3190000

Чиллер-моноблок воздушного охлаждения с гидромодулем

3250000

Чиллер с водяным охлаждением и сухой градирней

3962000

Чиллер внутреннего исполнения (с центробежным вентилятором)

4110000

Внутренний блок VRF-системы кассетного типа, 10 кВт по холоду

87640

Фанкойл кассетного типа, 10 кВт по холоду с узлом обвязки

55480



Две вытяжные установки обслуживают офисы, отдельные установки – санузлы, комнаты для курения. Воздуховоды от приточных и вытяжных вентиляционных установок выходят из венткамер и проходят вертикально через все этажи, образуя тем самым стояки. На каждом этаже от стояка имеется отвод с пожарным клапаном и дроссель-клапаном.
В качестве системы кондиционирования была выбрана комбинированная схема. В приточной системе (центральном кондиционере) уличный воздух охлаждается до температуры +22 °С. В результате в помещения подается не горячий уличный воздух, а воздух комфортной температуры.

Основную нагрузку для охлаждения будут принимать на себя фанкойлы. На стадии shell & core мы не знаем пожеланий арендатора относительно типа фанкойлов и их количества. Мы только обязаны завести на каждый этаж трассу холодоснабжения, по которой арендатору подается необходимое количество холодной воды для полноценного кондиционирования его площадей. На каждый этаж заходит два трубопровода в изоляции (прямая и обратная вода) с установленными на них запорными кранами. Когда арендатор въедет на этаж, он подключится к этим трубопроводам и самостоятельно выполнит разводку по этажу.

В качестве источника холода был выбран чиллер-моноблок с воздушным охлаждением McQuay, имеющий мощность 770 кВт по холоду. В обвязку чиллера входят: насосная группа с двумя насосами, аккумуляторный бак на 1,5 т, расширительный бак 200 л (все три элемента в едином корпусе гидромодуля), узел подпитки, запорная арматура, фильтры, балансировочные краны и т.п.
Совместно со службой эксплуатации Заказчика было принято решение отказаться от применения гликолевого контура с промежуточным теплообменником. Вообще говоря, благодаря гликолевому контуру чиллер может работать в прохладное время. Кроме того, гликолевый контур позволяет избежать ежегодной процедуры слива воды из общего контура для консервации перед зимой и заполнения контура водой весной перед запуском. Поскольку чиллер располагается недалеко от здания, мы задались целью найти способ гашения шума, для этого провели акустические расчеты и разработали конструкцию экранов.

Самые распространенные проблемы для офисных комплексов класса «А»
Нехватка электроэнергии
Проблема больная и... дорогая. Если несколько лет назад подвод 1 кВт электричества обходился в 25 тыс. руб., то теперь эта цифра доходит до 120 тыс. руб. Поэтому наблюдается резкий рост популярности энергосберегающего оборудования. Для вентиляции эта проблема стоит не так остро, как для кондиционирования. Мощность двигателей вентиляционных установок на порядок меньше затрат на производство холода компрессорами холодильных машин. Традиционный способ экономии электроэнергии – это выбор самых экономных чиллеров или наружных блоков VRF. Однако существенной разницы в электропотреблении между дорогими и экономичными чиллерами вы не увидите. Несколько лет назад Clivet начал широкую кампанию по продвижению своих энергосберегающих чиллеров, которые потребляют на 20-30% меньше энергии. К ним присоединились McQuay и др. марки. Давайте сравним максимальное потребление электроэнергии чиллерами различных марок (выберем чиллеры воздушного охлаждения) и VRF-системами, мощность охлаждения которых составляет 250 и 500 кВт (см. табл. 3). Теперь сравним энергопотребление чиллеров различных типов на примере чиллера Clivet мощностью 500 кВт по холоду (см. табл. 4). Вывод таков: минимальное электропотребление отмечается у чиллера с выносным фреоновым конденсатором. Однако по сравнению с самым распространенным чиллером воздушного охлаждения экономия составляет около 10%.

Электропотребление чиллеров различных производителей

Таблица 3

Модель

Clivet

Ciat

Carrier

McQuay

VRF Mitsubishi Electric

Чиллер на 250 кВт. Максимальное потребление, кВт.

117

120

127

115

72

Чиллер на 500 кВт. Максимальное потребление, кВт.

253

253

264

240

166


Сравнение потребления чиллеров различного типа (на моделях на 500 кВт)

Таблица 4

Тип

Чиллер воздушного охлаждения

Чиллер водяного охлаждения с сухой градирней

Чиллер водяного охлаждения с мокрой градирней

Чиллер с выносным фреоновым конденсатором

Максимальное потребление энергии, кВт

253

213 + 32 = 245

213 + 42,3 = 255,3

204 + 32,2 = 234,4


Хит-парад чиллеров (на примере агрегатов на 250 кВт)

Таблица 5

Модель

Clivet

Ciat

Carrier

McQuay

VRF Mitsubishi Electric

Максимальное потребление, кВт

120

115

127

115

114

Количество компрессоров

4

4

6

4

6

Вес чиллера

2510

2035

2455

2035

2423

Площадь под чиллеров, м2

8,1

4,73

5,5

4,74

7,82

Звуковое давление на расстоянии 10 м, дБ(А)

58

56

60

62

63

Цена, EUR

67177

64649

89234

65022

63280


Радикальное решение проблемы электропотребления системы кондиционирования – это применение абсорбционных чиллеров. Упрощенно говоря, это чиллеры, в которых вместо компрессора на электричестве используются своего рода химические компрессоры. Для работы этого «химического компрессора» требуется мощный источник тепла. Им может быть энергия от горения газа, энергия сетевой (городской) горячей воды или энергия пара. В результате такие чиллеры потребляют электроэнергии, как несколько компьютеров. Однако для их работы требуется газ, горячая вода или пар. Такие чиллеры, несмотря на свою экономичность, еще мало применяются в нашей стране.

Нехватка тепловой энергии для калориферов
В зимнее время приточный воздух должен быть прогрет с -28,5 °С (по Москве) до +18 °С. Для этого требуется большое количество тепла. Для простого расчета умножайте расход воздуха на 14 и получите количество тепла в Вт. Таким образом, для 10 000 м3/ч требуется 140 000 Вт тепла.
Уже многие годы известен принцип утилизации тепла – тепло вытяжного воздуха передается холодному воздуху с улицы (при этом не происходит смешивания). Еще 7 лет назад в вентиляции активно применялись пластинчатые теплообменники. Однако в наших условиях их применение малоэффективно, поскольку при температуре –15 °С пластины обмерзали, что требовало включения байпас-линии или дополнительно подогрева. В результате в самые морозы, когда больше всего требуется энергосбережение, его фактически не было.

Сейчас рынок делят рекуператоры с промежуточным теплоносителем (гликолевые рекуператоры) и роторные рекуператоры.
За первый тип выступают специалисты, которые не верят в то, что в 30-градусный мороз роторы могут работать не замерзая. Гликолевый рекуператор не обмерзает даже в экстремальный мороз, однако его эффективность составляет не более 50%.
Наш опыт применения высококлассных роторов Swegon в московскую зиму с температурой до –33°С (два года назад) показал, что ни одна из десяти наблюдаемых вентиляционных установок не обмерзла и не снизила эффективность (которая достигала 80%). На наш взгляд, роторные рекуператоры очень часто могут сослужить добрую службу. Хотя и гликолевые рекуператоры зачастую незаменимы – скажем, для влажного или загрязненного воздуха.

Невозможность установки чиллеров на кровле или во дворе
Зачастую кровля здания не рассчитана на то, что на него будет установлен чиллер весом с КамАЗ. В подобных случаях возможны два варианта.
Первый – чиллер с воздушным охлаждения заменить чиллером с водяным охлаждением и установить на кровле только градирню (сухую или мокрую). Сам компрессорный агрегат располагается обычно в подвале, в техническом помещении. Для некоторых зданий лучшим выходом будет установка чиллера с выносным фреоновым конденсатором. Он еще легче и имеет меньшие габариты.
Второй – применение чиллеров внутреннего исполнения. Это чиллер с воздушным охлаждением, но оснащенный мощным центробежным вентилятором с большим напором. Чиллер устанавливают внутри помещения, а горячий воздух от конденсатора выбрасывается на улицу по воздуховодам. Одно важное ограничение – у нас нет чиллеров внутреннего исполнения более 350 кВт.

Хит-парад «цена/качество» для чиллеров
Рассмотрим чиллеры с воздушным охлаждением на 250 кВт по холоду, предлагаемые различными производителями. Их сравнительные характеристики приведены в табл. 5 (данные взяты из каталогов производителей). Как мы видим, цены большинства чиллеров очень близки, существенно выше цена только у Carrier. По совокупности параметров мы бы выделили чиллеры Тгаnе.