Systemy VRF i VRF | LG

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 wydaje się być zatem podłączenie większej ilości jednostek wewnętrznych do jednego agregatu zewnętrznego (również ze względu na walory estetyczne, do dziś niektóre obiekty biurowe, których chłodzenie realizowane jest przez splity wyglądają po prostu źle). 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 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.

Ogólna charakterystyka systemu – 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

1. Parownik lub parowacz – jest to rodzaj wymiennika ciepła, którego zadanie polega na odprowadzeniu ciepła ze środowiska chłodzonego i oddanie go czynnikowi chłodniczemu, który krąży w instalacji chłodniczej czy klimatyzacyjnej. W klimatyzatorach typu Split parownikiem najczęściej jest jednostka wewnętrzna (jeżeli układ pracuje w trybie chłodzenia). 2. 2. Parownik lub parowacz – jest to rodzaj wymiennika ciepła, którego zadanie polega na odprowadzeniu ciepła ze środowiska chłodzonego i oddanie go czynnikowi chłodniczemu, który krąży w instalacji chłodniczej czy klimatyzacyjnej. W klimatyzatorach typu Split parownikiem najczęściej jest jednostka wewnętrzna (jeżeli układ pracuje w trybie chłodzenia). Ze względu na rodzaj środowiska chłodzonego wyróżnia się parowniki do chłodzenia:

• cieczy (chłodnica cieczy),
• powietrza (chłodnica powietrza),
• ciał stałych;

Ze względu na budowę, parowniki można podzielić na:

• rurowe,
• płaszczowo-rurowe;

Jednostki wewnętrzne układu VRF wyposażone są w elektroniczny zawór rozprężny. To dzięki nim regulacja przepływu realizowana jest jako zmienna. 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). Na rynku instalacyjnym oprócz regulacji wydajności urządzeń za pomocą sprężarek inwerterowych możemy wyróżnić również sprężarki typu „scroll”.

Zasada działania jest zgoła odmienna i polega na czasowym podnoszeniu jednej ze spiral po to by włączyć sprężarkę w bieg jałowy w celu zmniejszenia strumienia czynnika chłodniczego tłoczonego do instalacji. Zawór PWM podaje impuls ciśnienia ssania w okolice spiral sprężarki. Proces ten realizowany jest w zależności od zapotrzebowania na chłód.

Systemy VRF są układami bardzo zaawansowanymi pod względem technicznym jak i automatycznym. Z biegiem lat coraz częściej stosowane są na naszym rynku. 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-y  wyposażone są w bardzo rozbudowaną elektronikę, którą można modyfikować na wiele sposobów. Sterowanie poszczególnymi jednostkami, łączenie je w sterowanie grupowe, 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 oferują nam producenci. Dzięki tym innowacyjnym ulepszeniom instalacje te tworzą skomplikowany system, coraz dokładniej, szybciej reagujący i podporządkowujący się zmiennym warunkom atmosferycznym jak i wewnętrznym. Tak dokładna regulacja warunków wewnętrznych jest możliwa dzięki automatycznym zaworom rozprężnym EEV zamontowanym w każdej jednostce wewnętrznej.

Do niedawna, pomimo wielu korzyści wynikających z charakterystyki systemu VRF urządzenia te były stosunkowo rzadko stosowane w praktyce z uwagi na wysokie koszty inwestycyjne. Stanowiły one przeważnie alternatywę dla systemów klimatyzacji wykorzystujących klimakonwektory. W ostatnich latach, jednakże, cena systemów z bezpośrednim odparowaniem systematycznie spada, stąd pojawiają się coraz częściej. Dzięki wykorzystaniu sprężarek inwerterowych w agregatach zewnętrznych, system dokładnie i płynnie dostosowuje wydajność urządzenia do chwilowych potrzeb obiektu i użytkowników. Sprężarki 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.