Есть ли прогресс в вентиляции за последние 15 лет?

Мы видим, какие кардинальные изменения произошли в технологиях за последние 10-15 лет.

Автомобили с двигателями внутреннего сгорания теснятся электромобилями. Смартфоны пришли на смену кнопочным телефонам. Мобильный интернет стал в 1000 раз быстрее, чем проводной интернет прошлого.

Строительная отрасль более консервативная. Интересно узнать, какие новые технологии в области вентиляции и кондиционирования активно используются? Что изменилось на этом рынке? Куда идет отрасль? Или оборудование, которое мы использовали в проектах в начале 2000-х годов нисколько не устарело? Договоримся сразу, что мы не будем говорить об экзотических разработках, которые еще не дошли до промышленного производства.

Энергосбережение

Нет никаких сомнений, что главная тенденция в строительстве – снизить тепло и электропотребление здания. Это не означает, что мы обязаны строить пассивные здания (т.е. такие, которые не потребляют энергию от внешних источников), но игнорировать растущую стоимость энергоносителей стало невозможным.

В коммерческой недвижимости инженерное оборудование является главным потребителем электроснабжения, составляя около 50% всего расхода. При этом лишь на вентиляцию и кондиционирование расходуется 30% энергии всего здания, что близко к расходам на нужды всех арендаторов объекта.

С учетом того, что по приблизительным расчетам стоимость технологического присоединения 1 кВт электроэнергии в Москве составляет 10 500 руб., то для здания площадью 45 000 кв.м. только подвод электроснабжения для нужд вентиляции и кондиционирования обойдется заказчику в 14 400 000 руб. При текущей стоимости электроснабжения, расходы в месяц на вентиляцию и кондиционирование составят около 2 500 000 руб.

Глядя на эти цифры, можно понять актуальность вопроса снижения электропотребления. Посмотрим, что изменилось за последние годы в этой сфере.

Сравним характеристики профессиональных систем кондиционирования, к которым мы отнесем чиллеры и VRF системы (это система кондиционирования с одним наружным блоком и множеством внутренних, связанные между собой медными трассами, заполненными фреоном (этим она отличается от системы чиллер-фанкойлов, которая заполнена водой).

Фото 1: Чиллер воздушного охлаждения

Основное изменение в технологиях связано с отказом от использования фреона R22 в пользу более экологичных хладогентов — R32, R407a, R410a. Переход на другие типы фреонов привел к заметным изменениям в конструкциях, скажем, 410 фреон требует более высоких показателей давления в системе.

За 10 лет электропотребление чиллеров снизилось очень незначительно. В зависимости от производителей оно составило от 4 до 9%. В среднем по рынку прирост энергоэффективности составил лишь 6%.

В системах VRF снижение электропотребления и то меньше, составляет лишь 4%.

При этом, в последние годы появились системы VRF большой мощности (которые ранее не выпускались), их удельное потребление энергии стало даже выше на 5%, чем удельное потребление систем прошлых поколений меньшей мощности.

Как видим, прогресса в энергосбережении в части кондиционирования практически нет. Идем дальше.

Цены и характеристики

Сравним цену и основные технические характеристики одного и того же оборудования разных поколений, при этом будем ориентироваться на топовых производителей высокотехнологических установок.

Профессиональные вентиляционные установки

В качестве производителя вентиляционных установок возьмем шведскую компанию Swegon, которая специализируется на производстве систем с высокой энергоэффективностью. Отличается высочайшим качеством, надежностью и выдающимися характеристиками.

Чтобы не запутываться в кросс-курсах валют, цены будем давать в евро.

Сравним характеристики приточно-вытяжной вентиляционной установки двух разных поколений этой же компании.

Фото 2: Вентиляционная установка Swegon с роторным рекуператором (средняя узкая секция )

Наглядно видно, что за 10 лет на 5% улучшились и без того очень высокие характеристики установки по энергопотреблению, примерно на 10% снизились габариты и вес системы. Цена выросла на 22%.

Системы VRF (VRV)

Фото 3: Несколько наружных блоков системы VRF на кровле

Сравним оборудование от признанного лидера Daikin выпуска 2018 года и 14-летней давности. К большому удивлению, стоимость (в Eur) заметно снизилась (на 17%), при том, что функционал систем расширился.

Поскольку снижение цены (как вы увидите далее) — это уникальное явление на рынке, хочу его прокомментировать. Причиной этого является изменение на рынке. В начале нулевых годов производителей систем VRF было очень мало, розничные цены — высоки, скидки для дилеров — беспрецедентные (50% и более). С резким ростом количества новых производителей, лидерам рынка пришлось изменить свою ценовую политику.

Чиллеры

Напомним, что чиллер — это профессиональная холодильная машина, которая охлаждает с помощью фреонового контура воду, которая направляется к потребителям — внутренним блокам (фанкойлам) и охладителям вентиляционных установок.

Фото 4: Чиллеры Carrier на кровле торгового центра

Мы сравнили стоимости одних и тех же чиллеров (одинаковых моделей или полностью идентичных характеристик) и получили, что за 10 лет стоимость в валюте выросла примерно на 25%. За основу взяты классические чиллеры Carrier.

Заодно сравним, как изменилась стоимость фанкойлов Carrier за 10 лет.

Как видим, также наблюдается рост стоимости +17%.

Общий вывод: за 10 лет стоимость профессиональных систем кондиционирования выросла в среднем на 20%.

«Новые» технологии

Сразу можно сделать вывод, что большинство ультрасовременных технологий в вентиляции и кондиционировании имеют очень долгую историю, зачастую уходя в середину прошлого века.Новинки, которые сейчас находят применение, производились еще 15 лет назад, только теперь, подчиняясь веяниям моды или отзываясь на маркетинговые усилия производителей, стали продаваться чаще и больше..

Тем не менее, нельзя сказать, что эти системы устарели или не дают больших преимуществ по сравнению с традиционными, более привычными системами. Именно такие технологии вентиляции и кондиционирования зачастую используются в самых современных зданиях во всем мире.

Рис. 5: Геотермальный тепловой насос может работать и на отопление и на охлаждение

Фото 6: Холодный потолок, охлажденная вода готовится в чиллере.

Фото 7: Холодная балка – в ней приточный воздух от вентустановки охлаждается и подается вниз.

Фото 8: Емкость аккумулятора холода заполнена гранулами со специальным материалом. 

Фото 9: абсорбционный чиллер работает на внешнем источнике тепла.

Рис 10. Один из видов рекуператоров – пластинчатый, вытяжной воздух передает тепло приточному через пластины.

Фото 11: Дизайнерский воздухораспределитель Trox.

Автоматизация и диспетчеризация

Как мы уже увидели, революции на рынке оборудования систем вентиляции и кондиционирования не произошло, а характеристики и параметры установок улучшаются эволюционно.

Однако, в области автоматизации произошло нечто примечательное.

С точки зрения управления непосредственно вентиляционными установками и холодильными машинами, принципиальных изменений здесь нет: шкаф управления, выпущенный 25 лет назад, управляет теми же параметрами, что и современный аналог: температура, давление, обороты, положение заслонок и клапанов и т.п.

Однако, в сфере взаимодействия с пользователями и анализа их поведения происходит тектонический сдвиг.

В обиход вошло понятие «интернет вещей» (англ. internet of things, IoT). Если говорить просто, то это сеть, которая объединяет не компьютеры и ноутбуки, как в офисе, а самые разнообразные устройства, к примеру кофемашину, холодильник, кондиционер, автомобиль и т.п.

При этом, устройства могут обмениваться информацией между собой, а также с внешней средой (через выход в интернет), что позволяет им решить свою главную задачу — быть в значительной степени самостоятельными, не отвлекая человека на рутинные действия.

Широкое распространение это получает в бытовой жизни — кофемашина закажет любимый кофе через интернет-магазин, пылесос сам отправится на уборку, когда вы уйдете по делам и т.п.

Однако, «интернет вещей» вошел и в сферу b2b, в частности, в сферу эксплуатации и управления зданиями. Для того, чтобы это не было лишь модной игрушкой, а приносило реальную пользу, требуется добавить в систему еще один важнейший фактор — технологию «больших данных» (bigdata).

Есть известный слоган в автоматизации: «Вы не можете управлять тем, что не измеряете», поэтому в современном здании количество датчиков, сенсоров и устройств сбора данных насчитывает тысячи.

Например, в административном здании Edge (Амстердам), которое считается самым умным зданием в мире, установлено 28 000 датчиков, получаемые от них сигналы должны быть собраны, проанализированы, чтобы потом выдать команды на те или иные исполнительные механизмы (привода окон, вентиляторы кондиционеров, наружные блоки, выключатели светильников и т.п.).

Для того, чтобы выполнить эту работу требуются большие вычислительные мощности. На основе колоссального массива данных, собираемых месяцами и годами, технологии машинного обучения позволяют выдать чрезвычайно точные рекомендации службе эксплуатации или напрямую управлять оборудованием.

Скажем, в здании Edge каждый сотрудник использует мобильное приложение, которое постоянно поддерживает связь с системой управления объекта. Поскольку сотрудники не имеют закрепленного за собой рабочего места, как только система управления обнаружит, что человек вошел в здание, она направит его на подходящее свободное место, климатическая система автоматически подстроит параметры атмосферы под привычные этому человеку, настроит желаемое освещение, внесет изменения в расписание переговорных комнат под его график встреч и выполнит другие действия личного помощника, при этом без всякого участия со стороны человека.

Фото 12: Через приложение каждый сотрудник может управлять освещением, кондиционированием, расписанием переговорных комнат и многим другим.

Как принято говорить, даже самые тщательные опросы не смогут дать столько же информации о человеке, сколько накопление данных о его поведении, в т.ч. о мельчайших действиях. Сбор таких данных позволяет точнее подстроиться под его желания и потребности.

Система управления зданием имеет две цели — повысить комфорт человека, а также снизить затраты на эксплуатацию объекта. Поэтому, система управления вентиляцией и кондиционированием может перевести на малые обороты или вовсе отключить вентиляционные установки и внутренние блоки кондиционеров, которые обслуживают ту часть здания, где находится мало сотрудников, заранее создаст комфортную атмосферу в конференц-залах и переговорных, где вскоре начнутся масштабные заседания, а на основе опыта предыдущей эксплуатации сообщает сервисному инженеру о вероятности поломки того или иного оборудования, а также выполняет десятки и сотни других действий.

Если раньше шкаф автоматики системы вентиляции и кондиционирования получал данные только от своих собственных датчиков (а также, конечно, команды оператора), выполнял необходимые расчеты и управлял своими исполнительными механизмами, то теперь шкафы адаптированы, чтобы принимать команды и данные от внешних источников. Это и есть интернет вещей.

Маркетинг

Пожалуй, самые существенные изменения произошли не в области технологий, а в области маркетинга и структуры рынка в целом.

Слияния и приобретения

В течение последних 15 лет произошли глобальные изменения на климатическом рынке, приведшие к созданию огромных корпораций, объединивших десятки брендов.Пожалуй, большинство широко известных марок потеряли свою независимость или сменили хозяев. Эта участь постигла такие громкие имена в мире кондиционирования, как Ciat, Clivet, Wesper и многие другие.

Вот, некоторые из приобретений / слияний

Китайские производители

За последние 15 лет китайские производители преодолели гигантский путь от начинающих игроков, к которым именитые конкуренты и конечные заказчики относились с высокомерием и пренебрежением, до мировых брендов, которые заняли огромную часть рынка. Можно привести примеры, когда китайские производители даже выкупили серьезные европейские бренды (тот же Clivet).

Когда мы говорим о китайских производителях, речь не идет о производственных площадках мировых лидеров, которые разместили свои подразделения в Китае. Мы говорим о тех китайских компаниях, которые разработали собственные конструкции и наладили производство высокотехнологичного оборудования.

Фактически именно приход на рынок брендов из Поднебесной изменил распределение сил, мировые бренды пошли на корректировку своих цен и изменили стратегию поведения.

Как следствие, теперь фразой «китайское оборудование» никого не отговорить от покупки, скорее наоборот.

Новые методы увеличения дохода

В условиях, когда количество состоятельных клиентов ограничено, а количество конкурентов взлетело ввысь, производителям требуется предпринимать особые действия, чтобы сохранить или увеличить свой доход.

Можно сказать, что наиболее заметные изменения на рынке произошли именно в связи с решением этой задачи.

К примеру, еще 10 лет назад наши сервисные инженеры могли с легкостью работать с техникой любых брендов, доступ к контроллерам чиллеров или вентиляционных установок не был искусственно ограничен. Поэтому при выполнении сервисного обслуживания, ремонтов или наладки сложных систем мы обходились без всякой помощи со стороны заводов-производителей, ведь квалификация наших специалистов была предельно высокой, зачастую выше, чем у инженеров сервисных центров.

Сейчас производители блокируют доступы к автоматике, вынуждая по любому поводу обращаться в представительство. Скажем, пуско-наладка одного чиллера обойдется заказчику в 2 500-3 000 евро, что является неплохой прибавкой к стоимости продажи холодильной машины.

Другой пример. Еще несколько лет назад при покупке вентиляционной установки Carrier вы получали ее без автоматики, т.к. американский гигант специализировался только на «железе», а шкафы управления нужно было заказывать у другого производителя. Согласитесь, что это расточительно, учитывая, что автоматика может составлять 20-30% от стоимости оборудования. Не так давно Carrier объединился с компаний Honeywell, поэтому теперь приобретая оборудование, вам будет предложено автоматизировать не только это оборудование, но и создать систему «умный дом» для всего здания, подключив к ней еще и системы безопасности, контроля доступа и другие системы Honeywell.

Также поступила и компания Johnson Controls (США), специализирующаяся на автоматике, которая приобрела известнейшего производителя профессиональной климатической техники York (США), поэтому теперь заказчику, купившему одно оборудование, выгодно приобрести совместимое с ним другое оборудование из одних рук.

Можно с определенностью сказать, что сейчас техническую политику компаний диктуют не столько конструкторы, сколько маркетологи и акционеры.