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.

fb8d0f4f433061fbf54312eaaf33a259.jpeg

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.

f30633f2b3fe1fac52c0d0d157701629.JPG

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).

058eccc9a5eb5ef59ccd7147e0f65b5c.jpg

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.

faa058ac04338c23e17332b971a9a117.JPG

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.

2397af919c68c3c3e9a0ebbc555dfcb2.JPG

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

925dbb40955b0cfed1bc3149f393639e.jpg

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

Характеристики 2008 2018 Разница
Эффективность энергосбережения, % 79,30% 83,00% + 4,67%
Мощность электродвигателей, кВт 41,4 39,48 - 4,90%
Вес, кг 6700 6000 - 11,67%
Транспортный объем, куб.м. 79,66 72,75 - 9,50%
Изменение стоимости + 22,00%

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)

4bb97d6cd0436ff43615fd814cea0ce6.jpg

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.

10ccb2f0d07af2964043c62839c57a58.jpg

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.

a1dcb430fb7a7b484568fb0cb713f42e.JPG

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.

0f9a1d3e70f3b8d45d76b30b59cea6c0.JPG

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

Как видим, также наблюдается рост стоимости +17%.

17735f7fad10ab1dd6daddeea6c84040.JPG

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.

Название системы Описание Степень новизны
Геотермальные тепловые насосы Фреоновая машина, работающая в режиме тепло/холод, при этом «наружный» блок (теплообменник) находится под землей Технология запатентована в 1912 году. Активно используются с 70-х годов. Повсеместно применяется по всей Европе и Америке.
Холодные потолки Кондиционирование без вентиляторов — трубки, по которым движется охлажденная вода, встраиваются в специальные маты, которыми покрывают потолок. На рынок системы вышли в середине 1990-х годов, активно применяются в недвижимости высокого класса.
Эжекционные доводчики / холодные балки «Фанкойл» без вентилятора, источником движения воздуха является воздуховод от приточной установки. Начал использоваться в 1940 году, потом вытеснен фанкойлами, сейчас интерес снова подогревается маркетинговыми кампаниями. В годы СССР очень часто устанавливался во множестве государственных учреждениях.
Аккумуляторы холода Емкость с особым материалом, который накапливает холод от работающего в ночное время чиллера, а в течение дня отдает его в сеть, снижая нагрузку на холодильную машину. В СССР промышленные аккумуляторы холода выпускались еще в конце 1970-х годов.
Абсорбционные чиллеры Холодильные машины, которые вырабатывают холод фактические без использования электроэнергии. В качестве источника энергии выступает горячая вода, пар, выхлопные газы от различных промышленных установок или тепло при сжигании газа или дизельного топлива. Фактически, эти чиллеры переводят внешнее тепло в холод для охлаждения воды. В промышленном кондиционировании системы начали применяться с 1950-х годов.
Рекуператоры Экономия тепла на обогрев приточного воздуха в зимнее время путем извлечения тепла из вытяжного (выбрасываемого) на улицу воздуха и передачи его холодному приточному воздуху. Все типы рекуператоров используются десятки лет, найдя чрезвычайно широкое распространение
Современные воздухораспределители и регуляторы расхода Комфортные решетки и диффузоры, дизайнерские воздухораспределители, точные регуляторы расхода воздуха позволяют добиться большего комфорта, справиться со сквозняками и подстроиться под каждого пользователя. В последние годы разнообразие воздухораспределителей безмерно выросло, а их стоимость снизилась.

52505237b6a7d404f26035b9943bfea0.png

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

c0242f111f0e063d63af8695719f124a.jpg

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

dcbbc759c39e8b15de96223cc9bf97a1.jpg

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

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

71ec69f8568133046f8c4073d9c3376a.jpg

15098a084f783a2e7d057b356d24a082.jpg

Фото 9: абсорбционный чиллер работает на внешнем источнике тепла.

e76272493f751abc886217c357f2caec.jpg

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

91d7e63946beaf68c641d4f34dbe0eed.jpg

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.

97ddd0d161e8945cc12aa669d47ab8b3.jpg

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

Systemair (Швеция) Menerga (Германия, производство вентиляционных установок премиум класса)
Danvent (Дания, промышленные вентиляционные установки, системы осушения)
Frivent (Австрия, вентиляционные установки)
Airwell (Франция, чиллеры, фанкойлы)
Wesper (Франция, чиллеры, фанкойлы)
Daikin (Япония) Goodman (США, системы вентиляции и кондиционирования)
McQuay (Малайзия, чиллеры и фанкойлы
Zanotti (Италия, холодоснабжение)
Mitsubishi Electric (Япония) Climaveneta (Италия, чиллеры, фанкойлы)
RC Group (Италия, чиллеры, фанкойлы)
Carrier(США) Honeywell (США, системы автоматизации)
CIAT (Франция, системы вентиляции и кондиционирования)
Swegon (Швеция) Bluebox (Италия, чиллеры, фанкойлы)
Midea(Китай) Clivet (Италия,чиллеры, фанкойлы, вентиляционные установки)
Panasonic (Япония) Sanyo (Япония, системы кондиционирования)
Johnson Controls (США) York (США)


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. 

Комментарии