Ситуация на мировом рынке чиллеров в 2022 году

Ситуация на мировом рынке чиллеров в 2022 году

Центральные системы кондиционирования на основе чиллеров состоят из собственно чиллера и устройств обработки воздуха — приточно-вытяжных агрегатов (AHU) и фэнкойлов, а также насосов для подачи охлаждающей и охлажденной воды, трубопроводов, градирен для отвода тепла и ряда других элементов. Общая стоимость такой системы зависит как от составляющих ее агрегатов, так и от области применения. В денежном выражении объем спроса на AHU и фэнкойлы практически равен спросу на чиллеры. При этом 70% этой величины приходятся на приточно-вытяжные агрегаты.

Ожидание скорого перехода на хладагенты с низким потенциалом глобального потепления (ПГП) — один из основных факторов, влияющих на состояние рынка чиллеров.

Производители уже выпускают чиллеры, использующие вместо R134a хладагенты с низким ПГП, и с принятием поправки к Монреальскому протоколу такой продукции будет становиться все больше. Среди других инновационных решений следует упомянуть сверхмощные холодильные машины на базе безмасляных компрессоров центробежного типа с магнитной подвеской.

В частности, уже разработан чиллер мощностью в 1000 холодильных тонн (3,5 мегаватта) с единственным безмасляным центробежным компрессором.

Текущие тенденции

Если отслеживать изменения рыночных характеристик за более продолжительные промежутки времени, то окажется, что за последнее десятилетие мировой спрос на чиллеры увеличился втрое, главным образом благодаря бурному росту экономики Азиатско-Тихоокеанского региона.

Около 40% мирового спроса на чиллеры приходится на машины с воздушным охлаждением. При этом в течение последних десяти лет спрос на холодильные машины с водяным и воздушным охлаждением находился примерно на одном уровне. 65% спроса на чиллеры с водяным охлаждением приходится на устройства с центробежными компрессорами и абсорбционные холодильные машины.

Чиллеры с воздушным охлаждением более всего распространены в США, странах Европы и Ближнего Востока. В Европе на их долю приходится почти 70% всего рынка холодильных машин.

Чаще всего устройства такого типа используются в составе холодильных систем малой и средней производительности. В последнее время в США они все чаще применяются в системах и более высокой производительности, для чего в один контур объединяются несколько чиллеров.

Популярность этих устройств объясняется простотой их установки, отсутствием необходимости в обустройстве градирен, обеспечении доступа к воде и ее подготовке.

Чиллеры с центробежными компрессорами

Диапазон холодопроизводительности чиллеров с центробежными ком прессорами очень широк — от 200 до 6000 холодильных тонн (х. т.), что соответствует мощности от 703 до 21 101 киловатта. При этом основная масса устройств данного типа — машины производительностью до 700 х. т. (2460 киловатт). Чиллеры с безмасляными центробежными компрессорами Danfoss Turbocor проникли в сегмент систем относительно небольшой производительности, где ранее преобладали машины с компрессорами винтового и спирального типов.

Увеличение мощности безмасляных устройств

Одна из последних тенденций в индустрии — увеличение мощности безмасляных компрессоров. Выпустив в начале 2000-х годов небольшой компрессор с магнитной подвеской мощностью 70 х. т. (246 киловатт), сегодня Daikin Applied предлагает чиллеры с безмасляными компрессорами производительностью 5002700 х. т. (мощностью соответственно 175822460 киловатт). Johnson Controls, вышедшая на рынок с устройствами на 2002600 х. т. (70322110 киловатт), к 2015 г довела производительность чиллеров с одним безмасляным компрессором до 1000 т (3517 киловатт). MHI выпускает чиллеры на 3502500 х. т. (123121758 киловатт). Gree недавно представила чиллер с двухступенчатым безмасляным центробежным компрессором максимальной производительностью 1000 х. т. Компания Danfoss Compressors — поставщик безмасляных компрессоров для многих производителей холодильных машин — разработала мощный компрессор на 350 т (1231 киловатт). Объединив шесть таких компрессоров, компания Haier смогла получить чиллер мощностью 2100 х. т. (7385 киловатт).

Кроме того, на рынке появились чиллеры с центробежными компрессорами, использующими безмасляные технологии, не требующие магнитной подвески. В части из них смазка шариковых подшипников осуществляется жидким хладагентом. Пример такого устройства — созданный компанией Тгапе чиллер на базе двухступенчатого безмасляного компрессора с частотнорегулируемым приводом (VFD) и электромотором с постоянными магнитами, использующий ГХФУ2123.

На выставке China Refrigeration Expo в 2014 г компания Midea демонстрировала чиллер с центробежным компрессором, в котором применены подшипники скольжения, смазываемые газообразным хладагентом. LG представила чиллер с компрессорами сходной конструкции в 2015 г.

Использование газообразного или жидкого хладагента вместо смазочного масла позволяет существенно уменьшить потери на трение и при этом отказаться от сложных и дорогостоящих электронных контроллеров для магнитной подвески.

Распространение чиллеров с двухступенчатыми центробежными компрессорами

Чиллеры с центробежными компрессорами были разработаны в США и изначально предназначались для использования в условиях умеренного климата. Долгое время стандартной считалась конструкция компрессора с одной ступенью сжатия и повышающей передачей. В начале 19902х годов, с распространением нового хладагента R134a, многие японские производители стали выпускать чиллеры с двухступенчатыми компрессорами центробежного типа.

Двухступенчатая конструкция позволяет существенно повысить экономичность и эффективность работы за счет использования охлаждающей воды более высокой температуры.

Спрос на двухступенчатые компрессоры — одна из последних тенденций, способствующая росту азиатского рынка холодильных машин с компрессорами центробежного типа в целом и расширению области их применения.

Подобные устройства используются на станциях централизованного тепло и холодоснабжения и в ледяных хранилищах.

Чиллеры с винтовыми, спиральными и поршневыми компрессорами

Чиллеры, оснащенные компрессорами объемного сжатия, то есть винтовыми, спиральными или поршневыми, применяются не только в системах комфортного кондиционирования воздуха, но и в морозильном оборудовании, а также в составе тепловых насосов, для нужд промышленного охлаждения и обогрева.

По данным BSRIA, на долю холодильных машин с компрессорами винтового типа в 2021 г приходилась треть мирового рынка чиллеров с воздушным и водяным охлаждением. Объем данного сегмента составил $2,6 млрд.

Большая часть чиллеров с водяным охлаждением производительностью от 100 до 300 х. т. (35221055 киловатт) оснащена компрессорами винтового типа. Диапазон мощности таких чиллеров с водяным охлаждением, выпускающихся ведущими производителями из США, — от 70 до 500 х. т. (24621758 киловатт).

По форме ротора винтовые компрессоры, применяющиеся в холодильном оборудовании и в системах кондиционирования, делятся на однороторные, сдвоенные и трехроторные.

Устройства сдвоенного типа производятся и используются «большой американской тройкой» - компаниями Trane, York и Carrier. Это самый распространенный тип винтовых компрессоров. В чиллерах с водяным охлаждением Carrier также использует трехроторные модели. Daikin Applied и Mitsubishi Electric выпускают однороторные винтовые компрессоры для собственных чиллеров. Кроме того, множество производителей в Европе, Китае, на Тайване и в Японии поставляют винтовые компрессоры компаниям, производящим воздушные кондиционеры и холодильную технику.

Как и в компрессорах центробежного типа, в винтовых устройствах широко используется частотное регулирование привода, позволяющее добиться высокой эффективности при работе с неполной нагрузкой. Появление винтовых компрессоров с регулируемой скоростью вращения сделало ненужными золотниковые клапаны, входившие в ассортимент большинства производителей компрессоров и чиллеров.

В то время как в США в большинстве чиллеров с водяным охлаждением используются винтовые компрессоры, в Европе отдают предпочтение спиральным.

Благодаря тому, что границу диапазона производительности современных компрессоров спирального типа удалось сдвинуть до 60 л.с. (44 киловатта), возможность их применения в чиллерах малой и средней мощности существенно расширилась. В настоящее время чиллеры со спиральными компрессорами рассматриваются как альтернатива небольшим холодильным машинам с компрессорами поршневого типа. Кроме того, объединив несколько таких устройств, получают мощные модульные чиллерные системы воздушного охлаждения.

Все чаще в составе модульных чиллеров, особенно в Японии, используются компрессоры с двойным ротором. Так, устройства производительностью до 15 л.с. (11 киловатт), оснащенные электромоторами постоянного тока и отличающиеся высокой эффективностью при работе с неполной нагрузкой, применяются в составе модульных чиллеров производительностью 40260 л.с. (29244 киловатта). Ротационные компрессоры постепенно проникают не только в полупромышленные кондиционеры и VRF2системы, но и в мощные холодильные машины.

Абсорбционные чиллеры

Крупнейшим рынком абсорбционных холодильных машин является Китай, обеспечивающий почти половину мирового спроса. В сумме на долю Китая, Кореи, Японии и стран Ближнего Востока приходятся 80% мирового рынка чиллеров абсорбционного типа. В начале 1990-х годов японские производители стали ведущими разработчиками абсорбционных чиллеров, работающих за счет сжигания природного газа или мазута. В этих устройствах, представлявших собой энергоэффективную чиллерам на ХФУ и ГХФУ, не использовались хладагенты, разрушающие озоновый слой.

Однако в 2000-х годах с ростом эффективности парокомпрессионных устройств, прежде всего чиллеров с компрессорами центробежного спрос на абсорбционные машины стал падать.

Тем не менее абсорбционные чиллеры остаются оптимальным решением с точки зрения как эффективности, так и безопасности для окружающей среды в регионах, испытывающих трудности с электроснабжением, но при этом имеющих доступ к природному газу, нефти или бросовому теплу.

Коэффициент производительности СОР газового абсорбционного чиллера двойного действия достигает 1,36. Так же, как парокомпрессионные тепловые насосы, устройства абсорбционного типа способны утилизировать бросовое тепло производственных процессов, что позволяет более эффективно расходовать энергоносители.

Смотрите также