VRF-системи

В буквален превод VRF (Variable Refrigerant Flow) означава “променлив дебит на хладилния агент” и подчертава главната особеност на VRF - единната система от тръбопроводи на хладилния агент (дву- или тритръбна). Към тази система са свързани вътрешните блокове, в които с помощта на електронни терморегулиращи вентили постъпва необходимият обем хладилен агент.

До преди десетина години в прозорците на учрежденията и жилищните блокове стърчаха корпусите на климатиците-моноблокове. Този най-разпространен тогава тип климатик функционираше доста примитивно: в едната посока изхвърляше студения въздух, в другата - топлия. Освен това моноблоковете досаждаха на собствениците си с монотонния си шум.
За да се избегне повишения шум при работа, беше разработена сплитсистемата. Моноблокът беше разделен на две части - вътрешна и външна. Проектантите разположиха шумния (външен) блок извън помещенията и по този начин се справиха с основния недостатък на моноблока. Сплитсистемата е разчетена за кондициониране на едно сравнително неголямо помещение. Естествено, има и изключения - “каналният сплит”, в който част от въздуховодите се прехвърля в съседната стая. Недостатъкът на такъв климатик е очевиден: задаването и наблюдението на необходимите климатични параметри е възможно само в едно от помещенията. За поевтиняване климатизирането на няколко помещения беше създадена мултисплит-системата, която се състои от 2-9 вътрешни блока и един външен. Мултиустройствата дават възможност за регулиране на климатичните параметри във всяко помещение самостоятелно и същевременно решиха естетическия проблем - от фасадите на сградите почти напълно изчезнаха непривлекателните външни блокове. Но възникна един друг проблем: оказа се, че системата не е в състояние да осигури в съседните помещения едновременно и нагряване, и охлаждане. При това, всеки вътрешен блок е “вързан” с външния със собствена система от кабели и медни тръби, което усложнява монтажа на системата и нейното обслужване. Комуникациите между отделните блокове в мултисплит-системата са ограничени до 25м, което създава затруднения при монтажа. Може би всички тези проблеми са решени при VRF-системата?

Какво представлява VRF?
VRF-системата е предназначена за климатизиране на площи от 150 до 1500м². При нея има различен тип вътрешни климатични блокове, които могат да работят само на рециркулация или с частичен приток на външен въздух VRF е климатична система за локален, децентрализиран контрол на климата във всяко отделно помещение, за постигане на оптимален комфорт при минимален разход на енергия. Предназначени изцяло за жилишни и админситративни сгради, тези системи нямат приложение в промишления и технологичен сектор.
В буквален превод VRF (Variable Refrigerant Flow) означава “променлив дебит на хладилния агент” и подчертава главната особеност на VRF - единната система от тръбопроводи на хладилния агент (дву- или тритръбна). Към тази система са свързани вътрешните блокове, в които с помощта на електронни терморегулиращи вентили постъпва необходимият обем хладилен агент.
VRF е всяка система за кондициониране с аналогична конструкция независимо от фирмата-производител (DAIKIN, MITSUBISHI Electric, TOSHIBA Carrier, SANYO и други). За откривател на централната интелигентна система за кондициониране, както я наричат самите конструктори, заслужено се смята фирма DAIKIN, която даде на своите системи запазената търговска марка VRV (Variable Refrigerant Volume), поради което всички останали системи са VRF.
VRF/VRV-системите се внедряват в банки, големи офиси, административни сгради, търговски центрове, хотели. Теоретично VRF-системите са подходящи и за благоустрояване на частните жилища, тъй като се смята, че те са в състояние да създадат най-комфортните условия за живеене. На този етап у нас VRF-системите не се използват масово в къщи и апартаменти поради скъпия монтаж, независимо от факта, че експлоатационната стойност на VRF-системите е сравнително ниска.

Особености на VRF-системите
Тези системи са изградени на модулен принцип: колкото повече са кондиционираните помещения, толкова по-голям е броят на модулите в системата (VRF-системата включва няколко десетки вътрешни блокове). Всички модули са свързани с общия тръбопровод за хладилния агент, който се състои от две или три тръби. Системата с двутръбен път може да работи само за затопляне или само за охлаждане, тритръбната може едновременно да затопля и да охлажда помещенията. VRF-системата може да се управлява от индивидуални пултове (подобно на обикновените мултисплит-системи), от централизиран пулт за управление, който контролира режима на работа на всички вътрешни блокове, а също така и с помощта на персонален компютър.
Основните характеристики на VRF-системите на различните производители се различават в известна степен помежду си. Но тъй като основният принцип на действие е един и същ, нека разгледаме една от системите, произведена от компанията DAIKIN - VRV-3, която работи с екологично чистия хладилен агент R410 a и може да включва до 64 вътрешни блока.
Максималното разстояние между външния и най-отдалечения вътрешен блок на системата VRV-3 може да достигне 175 м при 90 м денивелация. Максималната обща дължина на тръбния път е увеличена на забележителните 1000 м. Тази иновация дава възможност да се монтира външният блок в което и да е скрито място на сградата (обикновено, на покрива) и “да се разхвърлят” вътрешните блокове на всички етажи на сградата.
Важна особеност на VRV-3 е високата енергийна ефективност. Коефициентите на трансформация топлина/студ (съответно COP и EER) са доста високи, което дава положителна характеристика на VRF-системите в сравнение с другите системи за кондициониране.
VRV-3 осигурява равномерно охлаждане/нагряване на въздуха и поддържа много точно зададената постоянна температура. Равномерната работа на системата се осигурява от електронните регулиращи вентили на вътрешния блок, които стриктно дозират подаването на хладилния агент със зададени параметри в топлообменника. Трябва да отбележим, че отклонението на температурата на въздуха в помещението от зададените стойности не превишава половин градус.
Вътрешните блокове на VRF-системите имат ниско ниво на шума (средно 25 dB), което може да се сравни с тихия шепот на листата. Системата работи в широк температурен диапазон.

VRF + вентилация
Всички VRF-системи са съвместими с вентилационния блок. Към разгледаната по-горе система VRV-2 може да се свърже устройство за приточно-изходяща вентилация (HRV) с оползотворяване на топлината (рекуператор) с разход на въздух 150-2000 м³/ч. Ефективността на топлообмена на такава схема е почти 80%. През зимата схемата намалява до минимум енергозагубите, предавайки топлината на изходящия въздух към студения (приточен) въздушен поток; през лятото намалява топлинното натоварване на системата за кондициониране средно с 20%. HRV работи в три режима:
а) режим на пълен топлообмен, при който приточният и изходящият въздух обменят топлина и влага помежду си;
б) режим на директно подаване на пресен въздух, при който приточният въздух се подава направо в помещението, без да минава през топлообменния блок;
в) автоматичен режим, при който в зависимост от температурата в помещението автоматично се избира оптималният режим на работа.

VRF + интелект
VRF-системите могат да станат част от “интелигентната сграда” (Intelligent Building Sistem). Вече е разработено програмно осигуряване, което дава възможност за пълно автоматизиране управлението на кондиционирането. Като пример могат да послужат интелигентните компютърни системи Lon Gateway, BACnet Gateway, с помощта на които е възможно лесното установяване на зонален контрол: вътрешните блокове се обединяват в специални зони и се създава график за работа на VRF-системата за цяла година. Пълната автоматизация на управлението дава възможност за значителна икономия на енергия.

Аварийна безопасност
При мултисплит-системите при повреда на някой от вътрешните блокове общата мрежа продължава да функционира, но повредата на външния блок неизбежно води до спиране работата на системата. VRF-системата е по-устойчива при аварийни ситуации. Тя има няколко външни блока и при повреда в един от тях натоварването автоматично се преразпределя към останалите.
Опростяването на системата от тръбопроводи във VRF крие в себе си един съществен недостатък: в случай на пробив в някой от тръбопроводите съществува опасност от изтичане на цялото количество хладилен агент от системата и, в резултат на това, спиране работата на системата. Хладилният агент е скъпоструващ и, каквото и да твърдят производителите, той не е безвреден за здравето на хората.
Нека отбележим и някои недостатъци:

• При VRF системата не можем да добавяме вътрешни тела, тъй като диаметрите на тръбните връзки са изчислени при точно определени товари и ако например трябва да преградим дадено помещение на две или да включим друго към изградената вече централизирана система това е на практика невъзможно.


• Този проблем е решен при новата система на DAIKIN - VRV-3, която дава възможност коефициентът на съотношение между външен агрегат и вътрешни климатични блокове да достигне до 200%. По принцип възможността за добавяне на климатичен блок, респективно преразпределение на помещения винаги е подчертавана от DAIKIN като предимство на VRV-системите. Основният недостатьк на тези системи беше относителното ограничение на дължината на общия тръбен път и високата стойност на първоначалната инвестиция.


• Има минимална концентрация на хладилен агент на квадратен метър и трябва много добре да е съобразено - количеството на хладилен агент в отделен хладилен кръг, спрямо минималната затворена площ на помещение, където има опасност от пропуск.


• Системата VRV прецизно пазпределя хладилния агент, подаден към всяко едно вътрешно тяло и гарантира, че всичките тела не отдават 100% от своята енергия по едно и също време. Това позволява на системата да бъде много по-гъвкава дори и при минусови температури за разпределяне на хладилния товар според нуждите на вътрешните тела.