Век инверторных кондиционеров

Энергосберегающая инверторная технология обеспечивает кондиционирование воздуха без расточительной, неэффективной работы, путём плавного изменения оборотов компрессора в зависимости от тепловой нагрузки. По этой причине инверторы получили высокую оценку в качестве важной технологии, вносящей свой вклад в сокращение выбросов CO2 и, следовательно, глобального потепления. Инверторные технологии в настоящее время получили широкое распространение в Китае, крупнейшем в мире рынке кондиционирования воздуха, также как и на других рынках по всему миру. В 2012 году процент инверторов на глобальном рынке бытовых кондиционеров (RAC), по оценкам, достиг 30%.

Инверторные бытовые кондиционеры (RAC) были внедрены в промышленное производство в Японии в начале 1980-х. За последние примерно 30 лет их использование на японском рынке RACs выросло до 100%.

Наряду с ростом экспорта инверторной продукции из Японии, использование инверторных кондиционеров на западноевропейском рынке достигло 80%. На всей территории Европы на инверторные кондиционеры уже приходится 50% рынка. Инверторы используются в кондиционерах — тепловых насосах, которые обеспечивают отопление и охлаждение, а также в тепловых насосах воздух-вода (ATW).

В Австралии, которая является лидером в области экологической политики, одни из самых строгих в мире стандартов по минимальной энергоэффективности. Поскольку именно инвертора обеспечивают высокие значения производительности, ими оснащены более чем 90% бытовых кондиционеров в Австралии.

Распространённость кондиционеров в Китае резко возросла во второй половине 2000-х годов, и, в связи с этим, для снижения нагрузки на электрические сети, возросла потребность в энергосберегающих кондиционерах. Предвидя их потенциал, японские производители выпустили на рынок экологичные инверторные кондиционеры элитного класса, но в то время преимущества инверторов всё ещё не были хорошо известны в Китае. Поэтому, ведущие японские производители в сотрудничестве с ведущими китайскими производителями в 2008 году начали совместное производство зональных инверторных кондиционеров. Это можно назвать реальным рождением инверторных кондиционеров в Китае. До этого времени среднегодовой темп роста количества инверторных кондиционеров в Китае упрямо оставался на уровне около 7%, но после 2008 года вырос в среднегодовом исчислении до более чем 25%. Кроме того, вступил в силу ряд более жёстких правил по энергоэффективности, что помогло подтолкнуть в 2012 году процент бытовых инверторов на китайском рынке в целом до более чем 50%.

Инверторы ещё только выходят на массовый рынок кондиционеров Соединённых Штатов. В типичных домах в США часто используют агрегатированные или оконные кондиционеры без инвертора в дополнение к печи для обеспечения охлаждения и отопления. В случае агрегатированных кондиционеров использование инвертора составляет менее 3%. Японские производители вышли на рынок США более 20 лет назад со своими инверторными кондиционерами, но так как модели отличались от агрегатированной системы, определяющей на рынке США, они не были хорошо приняты. В настоящее время один из этих японских производителей совместно с американской компанией пытается вывести инверторные кондиционеры на массовый рынок. В прошлом году компания Daikin приобрела американскую Гудман и начала местное производство инверторных агрегатированных кондиционеров. Азиатские производители компрессоров также экспортируют инвертора на американский рынок.

Инверторные кондиционеры имеют высокую начальную стоимость, и, следовательно, проблематично продавать их в больших объёмах в развивающихся странах. Например, в Латинской Америке почти все кондиционеры неинверторные (с постоянной скоростью), которые могут функционировать только в режиме включить/выключить для удовлетворения тепловой нагрузки и, следовательно, потребляют неоправданно большое количество энергии. На фоне этих рыночных условий, южнокорейские производители разработали недорогие инверторные кондиционеры и теперь продают их в Латинскую Америку. Промышленность наблюдает за этой тенденцией, чтобы увидеть, добьются ли они успеха с проникновением инверторов. Индия, рынок кондиционеров с большим неиспользованным потенциалом, наконец-то на этапе перехода от кондиционеров оконного типа к сплит-системам.

Если грубо разделить энергосберегающие правила для кондиционеров на две группы, существуют правила, ограничивающие продажи в соответствии с минимальными значениями эффективности, такими как коэффициент полезного действия (КПД) и в соответствии с системой маркировки энергоэффективности. Использование кондиционеров с инвертором гораздо выше на таких рынках, как Япония, Австралия и Европа, которые ввели строгие энергосберегающие правила, чем на таких, которые этого ещё не сделали.

Япония использует так называемую Top Runner Program, которая является частью закона Energy Conservation Act. Этот Закон устанавливает целевые показатели эффективности для назначенных продуктов, включая кондиционеры, и производители должны обеспечить, чтобы средневзвешенная энергоэффективность их продукции за данный год отвечала этим показателям. Показатели для кондиционеров были установлены в 1999 году и вступили в силу в 2010 году. Метод оценки энергоэффективности для кондиционеров также перешел от COP к коэффициенту годовой производительности (APF).

Австралия ввела Стандарт минимальной энергоэффективности (MEPS). В апреле 2011 года метод оценки был изменён с годового коэффициента энергоэффективности (AEER) к годовому COP (ACOP). В дополнение к MEPS, Австралия также использует схему энергетической маркировки.

ЕС ввело директиву об экологичном проектировании (Ecodesign Directive). ЕС перешло на метод оценки коэффициента сезонной энергоэффективности (Seasonal Energy Efficiency Ratio (SEER)) в 2013 году.

Китай повысил значение SEER для кондиционеров в 2011 году. Кроме того, планируется повысить классы энергоэффективности для инверторов в октябре 2013 года.

В Соединённых Штатах Институт по кондиционированию, отоплению и охлаждению (AHRI) начал использовать маркировку ARI в 2006 году. В соответствии с стандартами Министерства энергетики США (DOE), которые вступят в силу в январе 2015 года, сплит-системам нужно будет достичь SEER 13 в северных регионах и 14 в юго-западных районах.

В инверторных кондиционерах два типа двигателей: двигатели с внутренним постоянным магнитом (IPM) для компрессоров и двигатели постоянного тока для вентиляторов. В дополнение к японским производителям роторных компрессоров, китайские и корейские производители наращивают производство инверторных двигателей. Например, Rechi планирует основать заводы по производству бесщёточных DC (BLDC) двигателей в Тайване и материковом Китае. Они ориентированы на увеличение годового объёма производства до 30 миллионов единиц в течение пяти лет. В Китае производство спиральных инверторных компрессоров, используемых в VRF системах, продолжает расти, при скачке спроса на 40% за период с января по апрель этого года в по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Японская компания Nidec намерена ощутимо расширить свои среднесрочные продажи двигателей для местных китайских производителей кондиционеров.

Инверторы могут использоваться не только в бытовых, но также и в модульных (PAC) кондиционерах и чиллерах. Самым большим препятствием к большему использованию инверторов является высокая начальная стоимость, но эта стоимость пошла вниз за последние несколько лет с налаживанием массового производства полупроводников. Использование инвертора не только снижает потребление энергии кондиционером, но также снижает материалоёмкость теплообменников и других компонентов. Даже в Северной Америке, где инвертора использовались до сих пор незначительно, большое количество производителей меняют свой взгляд на инверторные технологии. Были разработаны инверторные агрегатированные системы с той же стоимостью и половинной площадью для установки, по сравнению с безинверторными типами. Некоторые инверторные автономные кондиционеров с высоким SEER были также продемонстрированы на AHR Expo в этом году, крупнейшей кондиционерной выставке в Северной Америке. Как и на китайском рынке пять лет назад, есть предел тому, сколько зарубежных производителей сможет самостоятельно развивать рынок инверторных кондиционеров в США. Бизнес инверторных кондиционеров в Северной Америке действительно взлетит, когда местные производители сделают полномасштабное вступление в данном сегменте рынка.

Поскольку экологические нормы становятся всё более строгими по всему миру, активное включение инверторной технологии в продукты кондиционирования является одной из стратегий, которую производители могли бы использовать в свою пользу на фоне ожесточённой конкуренции на рынке.