Systemy VRF w hotelach

Wśród projektantów, firm instalacyjnych i użytkowników, do niedawna powszechnie uznawany był system typu split oraz w mniejszej ilości przypadków multisplit, w najmniej skomplikowanym wykonaniu – agregat sprężarkowy znajdował się na zewnątrz budynku, zaś jednostka naścienna lub podsufitowa wewnątrz. Problem pojawił się w przypadku klimatyzowania większej ilości pomieszczeń. Optymalnym i bardziej racjonalnym rozwiązaniem wydawało się być zatem podłączenie większej ilości jednostek wewnętrznych do jednego agregatu zewnętrznego. Rozwiązanie takie, mające wiele zalet proponuje wielu producentów. W niniejszym opracowaniu skupimy się na jednym z nich, a mianowicie na systemach bezpośredniego odparowania czynnika chłodniczego VRF Multi V producenta LG Electronics.

W skrócie czym są systemy VRF, na czym opiera się zasada ich działania?

Układy VRF są rozbudowanymi instalacjami chłodniczymi, które dzięki zastosowaniu kilku powszechnie dziś znanych rozwiązań technicznych, stały się rewolucyjnymi rozwiązaniami w technice klimatyzacji. Najmniej skomplikowane z nich pracują tylko jako systemy chłodzące. Inne zaś, dzięki rozwiązaniom technologicznym dzięki możliwości odwrócenia obiegu chłodniczego (pompa ciepła) umożliwiają pracę wszystkim jednostkom wewnętrznym w tym samym trybie chłodzenia lub grzania pomieszczeń. Najbardziej zaawansowane układy dzięki wykorzystaniu własności pompy ciepła, odpowiedniej regulacji oraz kilku innowacyjnym, nowoczesnym rozwiązaniom technologicznym umożliwiają na transport ciepła z pomieszczeń chłodzonych do pomieszczeń ogrzewanych. Rozwiązanie to pozwala zatem nie tylko na jednoczesne chłodzenie i grzanie w poszczególnych pomieszczeniach w jednym czasie, ale również na odzyskiwanie „darmowego” ciepła. Niewątpliwą zaletą systemów VRF jest również długość i elastyczność prowadzonych instalacji chłodniczych. Całkowita długość jednego układu może sięgać do 1000 metrów.

Ogólna charakterystyka systemu VRF – opis i zasada działania

Nazwa VRF (Variable Refrigerant Flow – zmienny przepływ czynnika chłodniczego) funkcjonuje równolegle z określeniem VRV (Variable Refrigerant Volume – zmienna objętość/przepływ objętościowy czynnika chłodniczego) i oznacza regulację wydajności urządzeń chłodniczych poprzez zmianę strumienia czynnika przepływającego przez parownik.

Wszystkie jednostki wewnętrzne układu VRF, w odróżnieniu do klimatyzatorów typu split wyposażone są w elektroniczny zawór rozprężny. To dzięki nim regulacja przepływu jest płynnie realizowana. Istnieje wiele metod regulacji strugi czynnika transportowanego przez sprężarkę. Jednak najczęściej realizowane jest ono przez zastosowanie zmiennej prędkości obrotowej silnika, która regulowana jest falownikiem (przetwornicą częstotliwości). Tego typu sprężarki dzisiaj nazywane są inwerterowymi (płynnymi). Pozwalają na znaczne oszczędności w stosunku do sprężarek konwencjonalnych typu on/off.

Systemy VRF są układami bardzo zaawansowanymi pod względem technicznym jak i automatycznym.

Alternatywnymi systemami dla tego typu rozwiązań mogą być instalacje wody lodowej, której zasileniem jest agregat wody lodowej potocznie nazywany chillerem, natomiast odbiornikami – klimakonwektory. Jednak w wielu sytuacjach, automatyka i elastyczność pracy tych urządzeń nie jest tak zaawansowana jak w przypadku systemów bezpośredniego odparowania czynnika (VRF).

LG MULTI V 5 zaspokaja różne potrzeby użytkowników korzystając tylko z jednej platformy. Układ z pompą ciepła pracuje w miejscach, gdzie potrzebne jest albo chłodzenie albo ogrzewanie, a system odzysku ciepła doskonale nadaje się do zastosowania w lokalizacjach, gdzie jednocześnie potrzebne są operacje zarówno chłodzenia, jak i ogrzewania lub lokalizacjach z zainstalowanym ogrzewaniem wody w celu uzyskania ciepłej wody użytkowej, czy ogrzewania przy wykorzystaniu grzejników. MULTI V 5, dostarczając odpowiednie rozwiązania dopasowane do wszelkich rodzajów budynków i ich wymagań, oferuje najlepszy system HVAC.

LG w swoich systemach VRF MULTI V 5 pozwala na zamianę wcześniej zainstalowanego systemu z pompą ciepła na system z odzyskiem ciepła, co umożliwia zmianę przeznaczenia budynku lub jego przebudowę poprzez wykonanie prostej instalacji orurowania.

System odzysku ciepła MULTI V 5 z jednostkami HR może obsługiwać jednocześnie zarówno operację chłodzenia, jak i ogrzewania. Instalacja ma możliwość pracy w trybie chłodzenia lub grzania ze standardową efektywnością oraz jednocześnie w trybie chłodzenia i grzania z wysoką efektywnością. Pozwala to osiągnąć współczynnik COP o wartości 8,7 w warunkach pracy 40% chłodzenia i 60% ogrzewania, co powoduje zmniejszenie zużycia energii nawet o 30%.

VRF-y  wyposażone są w bardzo rozbudowaną elektronikę, którą można modyfikować na wiele sposobów. Sterowanie poszczególnymi jednostkami, łączenie je w grupy, identyfikacja stanów alarmowych, zdalne sterowanie za pomocą systemów BMS, centralne sterowanie z każdego miejsca na ziemi czy też chwilowy/okresowy pomiar zużycia energii elektrycznej to tylko niektóre z możliwości jakie oferuje nam producent. W przypadku hoteli, firma LG przewidziała również interfejsy integracji systemowej, które pozwalają na współpracę jednostek wewnętrznych z innymi urządzeniami w budynku takimi jak karta hotelowa/dostępu, czujnik obecności czy styk okienny lub drzwiowy.

Systemy klimatyzacji VRF LG Electronics zawierają czynnik chłodniczy R410A. Jest to substancja niepalna, jednak w warunkach podwyższonego ciśnienia oraz w obecności powietrza tworzy mieszaninę wybuchową. Podobnie jak czynnik R22, nie jest substancją trującą, jednak przy wystąpieniu wycieku i dużego stężenia, może spowodować uduszenie z powodu braku tlenu. Dlatego ważne jest aby na etapie projektowania instalacji VRF w hotelu, przewidzieć system detekcji (wczesnego wykrywania) freonu lub też zoptymalizować systemy tak, by ilość czynnika w danym układzie nie przekraczała ilości dopuszczalnej. Ilość czynnika niepowodująca utraty zdrowia dla człowieka pracującego pięć dni w tygodniu, po 8 godzin wynosi odpowiednio 1000 ppm. Projektując obiekty hotelowe, należy trzymać się wartości nieprzekraczającej 0,44 g/m3 pomieszczenia. Czynnik chłodniczy jest cięższy od powietrza dlatego w momencie wycieku gromadzi się tuż przy powierzchni podłogi. Jeżeli wyciek nastąpi w nocy gdy lokator pokoju hotelowego śpi, może to mieć krytyczne skutki w postaci uduszenia gdyż wdychanie par tego czynnika powoduje podrażnienie układu oddechowego. Natomiast kontakt ze skórą i oczami może spowodować stany zapalne. Dlatego LG Electronics w swoich systemach przewidziało detektory wycieku czynnika chłodniczego, pozwalające na stałe monitorowanie poziomu stężenia czynnika chłodniczego i posiadające możliwość zaalarmowania w momencie przekroczonego założonego poziomu. Dzięki tym innowacyjnym ulepszeniom instalacje te tworzą skomplikowany system, coraz dokładniej, szybciej reagujący i podporządkowujący się zmiennym warunkom atmosferycznym jak i wewnętrznym.

Dzięki wykorzystaniu sprężarek inwerterowych w agregatach zewnętrznych, system dokładnie i płynnie dostosowuje wydajność urządzenia do chwilowych potrzeb obiektu i użytkowników. Sprężarki inwerterowe z płynną regulacją prędkości obrotowej gwarantują również duże oszczędności, ponieważ przy ich działaniu zostały wyeliminowane skokowe zmiany wydajności w momencie włączenia kompresorów. Dawniej stosowane sprężarki ON/OFF powodowały „piki” w momencie włączenia systemu, co generowało dużo większe zużycie energii elektrycznej.