معرفی سیستمهای تهویه مطبوع VRF و انواع آن

سیستم های VRF (Variable Refrigerant Flow) به جریان متغیر سیال در پنل های داخلی کولر اشاره دارد و یکی از سیستم های پیشرفته HVAC هستند که اولین بار در سال 1982 توسط شرکت ژاپنی دایکلین معرفی شد. این سیستم ها یکی از مدرنترین و در عین حال حساس ترین سیستم های تهویه مطبوع هستند که امکان سرمایش و گرمایش را به طور همزمان برای ساختمان فراهم می کنند. سیستم های VRF معمولا در ساختمانهای اداری، هتل ها و ساختمانهای بزرگ تجاری مورد استفاده قرار می گیرند.

سیستم های VRF شبیه به دستگاههای کولر گازی با چندین یونیت داخلی می باشند، که یونیت های داخلی در داخل ساختمان و منطقه های مختلف، و یونیت خارجی (کندانسینگ که متشکل از کندانسور و کمپرسور است) در محیط آزاد و بام ساختمان قابل نصب است. سیستم های VRF مانند اسپلیت ها از گاز مبّرد R410A برای سرمایش و گرمایش استفاده می کنند، که گاز مبّرد در یک مدار توسط یک پنل خارجی بین چندین پنل داخلی در گردش است. با توجه به حساسیت سیستم های VRF، اجرای آنها می بایست توسط متخصصین انجام شود تا در صورت ایجاد کوچکترین نقص در طراحی یا اجرا، کل سیستم دچار مشکل نشود.

بخش های مختلف سیستم VRF
- کمپرسورها
- مبدل های سابکولر
- جداکننده روغن
- شیر کنترل HOT Gas
- شیرهای اطمینان
- شیرهای انبساط
- آکومولاتور

انواع سیستم VRF بر اساس کارکرد
سیستم های VRF از لحاظ کارکرد به سه دسته تقسیم می شوند:

• سیستم VRF سرمایشی یا سرد کننده: این سیستم ها ساده ترین نوع از سیستم VRF هستند که تنها از قابلیت سرمایش برخوردار است و تنها در فصل تابستان از طریق یونیت داخلی فضای ساختمان را خنک می کنند.
• سیستم VRF گرمایشی و سرمایشی: تفاوت این نوع سیستم با سیستم VRF سرمایشی در این است که در فصل زمستان برای گرمایش محیط قابل استفاده قرار می گیرد و از پمپ گرمایشی برای تولید گرمایش استفاده می شود. کارکرد این نوع از سیستم ها به این گونه است که زمانی که یونیت خارجی در حالت سرمایش قرار گیرد تمامی پنل های داخلی فقط می توانند به خنک سازی فضا بپردازند و نمی توان از دو حالت سرمایش و گرمایش به طور همزمان استفاده کرد. این سیستم ها به سیستم های دو لوله ای یا هیت پمپ نیز معروف هستند.
• سیستم VRF با بازیافت گرما: این سیستم ها از دو نوع سیستم ذکر شده پیشرفته تر بوده و به طور همزمان امکان گرمایش و سرمایش تمامی زون های یک ساختمان را فراهم نمایند.

انواع سیستم VRF بر اساس انرژی مصرفی
سیستم های VRF با توجه به نوع انرژی مصرفی به دو دسته EHP و GHP تقسیم می شوند:

• سیستم EHP (Electric Heat Pump) یا سیستم VRF برقی است که با برق سه فاز کار می کند و در یونیت خارجی این سیستم یک یا چند الکتروموتور وجود دارد.
• سیستم GHP (Gas Heat Pump) یا سیستم VRF گازی است که با انرژی گاز طبیعی کار می کند. در یونیت خارجی این سیستم یک موتور احتراق وجود دارد که یک یا چند کمپرسور اسکرال را به چرخش در آورده و کمپرسور وظیفه عمل متراکم کردن گاز مبرّد و چرخش آن را به عهده دارد و با موتور احتراق داخل کار می کند و گرمای موتور کمپرسور از طریق یک موتور احتراق به سیکل کاری VRF تزریق می شود. از این طریق راندمان دستگاه وی آر اف به عنوان یک سیستم گرمایشی افزایش می یابد.

نحوه کارکرد سیستم VRF
سیستم VRF تقریبا شبیه به سیستم چیلر تراکمی است اما با این تفاوت که در سیستم VRF به جای استفاده از آب در مدار آن از گاز مبرّد بین یونیت های داخلی و خارجی را استفاده می شود. در این سیستم ها، گاز مبرّد مستقیما به فن کویل های درون ساختمان ارسال می شود تا در فصل سرما عمل گرمایش هوا و در فصل گرما عمل سرمایش هوا انجام شود.
یونیت های خارجی بر روی بام ساختمان نصب می شوند و از طریق لوله های مسی با یونیت های داخلی یا همان فن کویل ها متصل می شوند تا هم عمل گرمایش و هم سرمایش را انجام دهند.
توصیه می شود چنانچه قصد دارید علاوه بر گرمایش ساختمان، سرمایش نیز توسط این سیستم ها انجام گیرد، از سیستم VRF نوع GHP استفاده شود. در این صورت برای سرمایش ساختمان در فصل تابستان با مصرف گاز شهری، هزینه های مصرف برق کاهش یابد.

مزایای استفاده از سیستم VRF
- هوشمند بودن از ویژگی های اصلی این سیستم ها می باشد و این امکان را فراهم می کند تا در هر محیطی به طور مجزا دما را کنترل نمود و با استفاده از یک یونیت خارجی دماهای متفاوت را انتخاب کرد.
- سیستم های VRF مجهز به عیب یابی اتوماتیک می باشند و توسط Line error کل سیستم به صورت خودکار بررسی شده و عیب های آن مشخص می شود.
- این سیستم ها به دلیل استفاده از گاز مبرّد R410A به حفظ محیط زیست کمک خواهند کرد و هیچ آلودگی ایجاد نمی کنند.
- این سیستم ها دارای مصرف انرژی پایینی بوده و دارای بازدهی بالایی هستند.
- سیستم های VRF قابل استفاده در انواع شرایط آب و هوایی می باشند و در مناطق با رطوبت بالا بازدهی خود را از دست نخواهند داد.
- در سیستم های VRF یونیت خارجی بر روی پشت بام نصب می شود به همین دلیل در نصب سیستم های VRF نیاز به موتورخانه نخواهد بود.
- سهولت در نصب و حمل و نقل آسان از دیگر ویژگی های مهم این سیستم ها است زیرا این سیستم ها دارای وزن بسیار کمی هستند و در اندازه های مختلف تولید می شوند و به آسانی و بدون نیاز به جرثقیل قابل نصب هستند.
- ایجاد صدای کم سیستم های VRF به دلیل نوع مناسب فن و کمپرسور استفاده شده است.
- سیستم های تهویه VRF به تجهیزات جانبی همچون پمپ، مدار لوله کشی، کانال هوا، لوله کشی فولادی و ... نیازی ندارند و هزینه تجهیزات اولیه پایین می باشد.
- در این سیستم ها یونیت داخلی به صورت مرکزی در سقف نصب می شود که فضای زیادی برای نصب آنها اشغال نمی شود و علاوه بر آن نصب یونیت های خارجی فضای مفید ساختمان را اشغال نمی کند.
- سیستم های وی آر اف قابلیت اتصال 64 یونیت داخلی را دارند. هر یونیت داخلی به صورت مجزا قابل کنترل است.
- مزیت استفاده از کمپرسورهای اینورتر در این سیستم ها موجب می شود تا تعداد دورهای کمپرسور به صورت هوشمند و متناسب با نیاز مصرف کننده و در حالت گرمایش و سرمایش قابل کنترل باشد که این امر موجب صرفه جویی در انرژی می شود.

معایب استفاده از سیستم VRF
- عدم امکان بهره برداری در برج های مرتفع
- هزینه های تعمیرات بالا
- نصب و راه ندازی تخصصی
- عدم صرفه اقتصادی حالت گرمایش سیستم های VRF به منزله مصرف برق بالا
- احتمال نشتی مبرد که موجب آسیب های زیستی محیطی و انسانی می شود

قیمت سیستم VRF
در قیمت سیستم های VRF نوع برند سیستم، ظرفیت یونیت داخلی و خارجی تاثیر گذار است. برای یونیت های داخلی بازه قیمت حدود 450 تا 700 دلار است که با توجه به تعداد یونیت خارجی و ابعاد ساختمان مشخص می شود. قیمت یونیت خارجی نیز به ازای هر تن تبرید (3.5 کیلو وات) در حدود 875 تا 1100 دلار متغیر است. لازم به ذکر است که قیمت های ذکر شده برای برندهای گوناگون متفاوت خواهد بود.
برندهای تولید VRF به سه دسته تقسیم می شوند:
برندهای ژاپنی: دایکین، اجنرال، میتسوبیشی الکتریک، توشیبا و ...
برندهای کره ای: سامسونگ، ال جی
برندهای چینی: مدیا، گری، هایسنس و ...