مزایا و معایب سیستم VRF

امروزه با گرم‌شدن روزافزون کره زمین و افزایش آلاینده‌ها و ویروس‌های موجود در محیط، سلامت هوای محیط زندگی انسان بیش‌ازپیش دارای اهمیت است. در چنین شرایطی استفاده از سیستم‌های تهویه مطبوع و انتخاب نوع این سیستم‌ها متناسب با نیاز خود در یک ساختمان شهری، تجاری و صنعتی باید بیشتر مورد توجه قرار گیرد. سیستم‌های تهویه مطبوع، هوای محیط را برای زندگی‌کردن، کارکردن و انجام فعالیت‌های صنعتی، مناسب و بهداشتی کرده و به حد مطلوب می‌رسانند.

یکی از سیستم‌های پیشرفته تهویه مطبوع، سیستم VRF است که مخفف عبارت Variable Refrigerant Flow بوده که به معنای “جریان مبرد متغیر” است. این سیستم نخستین‌بار در سال ۱۹۸۲ توسط شرکت ژاپنی دایکلین معرفی شد و جزو سیستم‌های مولتی اسپلیت محسوب می‌شود. به این معنی که دارای چند یونیت داخلی است و این یونیت‌ها در داخل ساختمان‌های مختلف قرار می‌گیرند.

برای درک بهتر تصور کنید یک دستگاه کولرگازی (اسپلیت) به‌جای یک یونیت، دارای چند یونیت در داخل ساختمان و البته یک یونیت خارجی شامل کندانسور و کمپرسور در خارج از ساختمان باشد. سیستم‌های VRF نیز دقیقاً به همین صورت هستند؛ به این معنی که دارای یک یونیت خارجی به نام کندانسینگ یونیت و چند یونیت داخلی به نام یونیت هوارسان هستند. در ادامه با ما همراه باشید تا با این سیستم بیشتر آشنا شوید.

انواع سیستم‌های VRF بر اساس انرژی مصرفی

این سیستم‌ها از نظر نوع انرژی مصرفی به دو گروه تقسیم می‌شوند:

• سیستم EHP
• سیستم GHP

سیستم EHP

EHP مخفف عبارت Electric Heat Pump به معنی “پمپ حرارتی الکتریکی” است و انرژی موردنیاز این نوع سیستم از جریان برق شهری تأمین می‌شود؛ به همین دلیل به این نوع سیستم‌ها VRF برقی نیز گفته می‌شود. یونیت خارجی سیستم‌های EHP، از چند الکتروموتور تشکیل شده اند که وظیفه به کار انداختن کمپرسور در نتیجه تأمین انرژی مورد نیاز برای به جریان درآوردن مبرد در دستگاه را برعهده دارند. این الکتروموتورها فاقد آلایندگی‌اند و همچنین صدای کمتری تولید می‌کنند.

سیستم GHP

GHP  مخفف عبارت Gas Heat Pump به معنی پمپ حرارتی گازی است و انرژی موردنیاز این نوع سیستم از گاز طبیعی تأمین می‌شود؛ به همین دلیل به این نوع سیستم‌ها VRF گازی نیز گفته می‌شود. در سیستم‌های از نوع GHP، یونیت خارجی دارای یک موتور احتراق است. این موتور احتراق با اتصال به کمپرسورها مایع مبرد را فشرده می‌کند و سپس این مایع وارد بخش کندانسور می‌شود. در نهایت پس از عبور از شیر انبساطی، این مایع مبرد وارد یونیت داخلی می‌شود.

اجزای تشکیل‌دهنده سیستم‌های VRF

• یونیت خارجی

یونیت خارجی به طور معمول روی پشت‌بام نصب می‌شود و شامل اجزای زیر است:

1. الکتروموتور
2. کمپرسور
3. مجموعه کندانسور و فن
4. شیر انبساط الکترونیکی
5. بدنه محافظ بیرونی
6. شاسی دستگاه

•  یونیت‌های داخلی

یونیت‌های داخلی به‌صورت سقفی، دیواری و زمینی داخل ساختمان نصب می‌شوند و شامل اجزای زیر است:

1. اوپراتور (کویل مسی)
2. فن

عملکرد سیستم VRF در هنگام سرمایش

مایع مبرد موجود در یونیت خارجی، پس از عبور از شیر انبساطی وارد یونیت‌های داخلی می‌شود تا عمل سرمایش را انجام دهد. از طرف دیگر در محیط داخلی ساختمان، هوای موجود در محیط، وارد یونیت داخلی شده تا پس از کاهش دما مجدداً به هوای محیط داخلی ساختمان دمیده شود. در سیستم VRF به دلیل استفاده از کمپرسورهای دیجیتالی، نرخ جریان ورود مبرد به یونیت‌های داخلی قابل تغییر است؛ بنابراین با تغییر نرخ این جریان می‌توان دمای فضاهای مختلف را به‌سادگی کنترل کرد.

عملکرد سیستم VRF در هنگام گرمایش

تامین گرمای مورد نیاز ساختمان در سیستم VRF به دو صورت پمپ گرما و بازیابی حرارت‌ انجام می شود. نوع اول فاقد امکان گرمایش و سرمایش هم‌زمان است اما نوع دوم توانایی ایجاد گرایش و سرمایش به طور هم‌زمان را دارد.

سیستم VRF پمپ گرما (Heat Pump)

این سیستم‌ها را دو لوله‌ای نیز می‌نامند. در این نوع سیستم امکان گرمایش و سرمایش به‌صورت جداگانه وجود دارد اما نمی‌توان به‌صورت هم‌زمان از این دو بهره برد. در فصل‌های سرد به هنگام انجام عمل گرمایش، بخار داغ از کمپرسور خارج شده و به یونیت‌های داخلی منتقل می‌شود و این یونیت‌ها به‌عنوان یک کندانسور عمل می‌کنند.

سیستم VRF بازیابی حرارت (Heat Recovery)

به این سیستم‌ها سه لوله‌ای نیز گفته می‌شود و از نوع قبلی پیشرفته‌ترند. این نوع سیستم‌ها بر خلاف سیستم پمپ گرما امکان گرمایش و سرمایش هم‌زمان را دارند؛ به این صورت که می‌توان در برخی یونیت‌ها از سرمایش و در برخی دیگر از گرمایش استفاده کرد.

این نوع سیستم سه لوله مجزا در هر یونیت داخلی دارد.

• خط مایع (Liquid)
• مکش (Suction)
• دهش یا تخلیه کننده (Discharge)

در این نوع سیستم هر یونیت داخلی از سه لوله مجزا شامل خط مایع (Liquid)، مکش (Suction) و دهش (Discharge) تشکیل می‌شود. در فصل‌های سرد در یونیت‌های گرمایشی، مسیر رفت خط دهش و برگشت خط مایع باز شده و این یونیت‌ها به‌عنوان یک کندانسور عمل می‌کنند.

• سیستم VRF چیست؟
• تفاوت VRF و داکت اسپلیت
• سیستم VRV چیست؟
• تفاوت سیستم VRF با VRV

مزایای سیستم‌های VRF

• این سیستم‌ها کاملاً هوشمند هستند و با استفاده از آن‌ها، می‌توان دمای هر محیط را به‌صورت مجزا کنترل کرد.
• سیستم‌های VRF بازدهی بالا و مصرف انرژی پایینی دارند.
• هزینه تجهیزات اولیه سیستم‌های VRF پایین است؛ زیرا به تجهیزاتی از قبیل پمپ، مدار لوله‌کشی، کانال هوا، لوله‌کشی فولادی و … نیازی ندارند.
• امکان نصب ۶۴ یونیت داخلی به این سیستم‌ها وجود دارد و هر یونیت داخلی، قابلیت کنترل به‌صورت مجزا را دارد.
• به دلیل استفاده از کمپرسورهای اینورتر یا دور متغیر، کنترل تعداد دورهای کمپرسور به‌صورت هوشمند و متناسب با نیاز مصرف‌کننده انجام شده و سبب صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌شود.
• به دلیل استفاده از سیستم تزریق بخار، این سیستم‌ها قابلیت کارکردن در دمای منفی ۲۵ درجه سانتی‌گراد را هم دارند.
• در نسل‌های جدید سیستم‌های VRF قابلیت تنظیم میزان روغن داخل کمپرسور به‌صورت هوشمند در هر لحظه وجود دارد.
• به دلیل استفاده از فن‌های کندانسور و همچنین نحوه عملکرد کمپرسور، این سیستم‌ها صدای کمی را تولید کرده و بدون لرزش کار می‌کنند.
• امکان نصب یونیت‌های داخلی بر روی سقف و یا دیوار وجود دارد که سبب اشغال فضای کمتر می‌شود. همچنین یونیت خارجی را می‌توان بر روی پشت‌بام نصب کرد.
• نصب یونیت خارجی بر روی پشت‌بام سبب می‌شود که سیستم‌های VRF نیازی به موتورخانه نداشته باشند.
• این سیستم‌ها به عیب‌یاب اتوماتیک مجهز هستند که این موضوع سبب می‌شود در صورت بروز هرگونه ایرادی، آن ایراد در صفحه‌نمایش نشان داده شود.
• این سیستم‌ها به‌راحتی به‌صورت دوره‌ای سرویس می‌شوند و جهت نگهداری به تکنسین نیازی ندارند.
• به دلیل وزن سبکی که این سیستم‌ها دارند، به‌راحتی قابل‌حمل بوده و برای نصب به جرثقیل احتیاج ندارند. همچنین در اندازه‌های مختلف تولید می‌شوند
• امکان استفاده از این سیستم‌ها در انواع شرایط آب‌وهوایی وجود دارد و در مناطقی که رطوبت بالایی دارند، بازدهی خود را از دست نخواهند داد
• سیستم‌های VRF از نظر دمایی محدودیتی در استفاده ندارند و در دماهای منفی ۲۵ درجه تا مثبت ۵۲ درجه بدون هیچ مشکلی کار می‌کنند.
• گاز استفاده شده در این دستگاه‌ها، گاز مبرد R410A است که به لایه اوزون آسیب نمی‌زند و از این نظر با محیط سازگار هستند.

معایب سیستم‌های VRF

• هزینه بالا به هنگام گرمایش

این سیستم‌ها برای انجام عمل گرمایش از نظر اقتصادی چندان به‌صرفه نیستند؛ زیرا سیستم‌های VRF بر خلاف سایر سیستم‌های گرمایشی از برق استفاده می‌کنند که این امر موجب افزایش هزینه‌های گرمایش می‌شود.

• گرمایش کم

علاوه بر بالا بودن هزینه گرمایش، سیستم‌های VRF گرمای کمتری نیز تولید می‌کنند و لازم است از سیستم‌های گرمایشی دیگر مانند رادیاتور یا گرمایش از کف در کنار این سیستم‌ها استفاده شود؛ بنابراین این VRF چندان برای گرمایش در شهرهای سردسیر مناسب نیست.

• محدودیت کاربری

از این سیستم‌ها در ساختمان‌های خیلی بلند مانند آپارتمان‌ها و ساختمان‌های چندطبقه نمی‌توان استفاده کرد. چراکه در سیستم لوله‌کشی از یونیت خارجی به یونیت‌های داخلی محدودیت وجود دارد و معمولاً حداکثر فاصله عمودی بین یونت داخلی و خارجی مقداری مشخص است که این مقدار توسط شرکت‌های سازنده تعیین می‌شود.

• هزینه‌های نگهداری و تعمیرات

احتمال نشت مبرد در سیستم‌های VRF زیاد است و ممکن است خط لوله حاوی مایع مبرد دچار نشتی شود. در این حالت دستگاه ازکارافتاده و نیاز به تعمیر دارد. برای تعمیر باید محل نشتی لوله شناسایی شود و مایع مبرد به طور کامل تخلیه شده و مجدداً شارژ شود.

برخی از کاربردهای سیستم VRF

1. ساختمان‌های اداری شامل تمامی فضاها مانند اتاق‌های اداری، اتاق انتظار، سالن کنفرانس و…که متناسب با نیاز، مقدار تهویه هر قسمت قابل‌کنترل و تغییر است.
2. مدارس و دانشگاه‌ها شامل کلاس‌های درس، کتابخانه‌ها، سلف و راهروها
3. بیمارستان‌ها جهت کنترل مقدارهای ورودی به بخش‌های مختلف، تنظیم کیفیت هوا، تنظیم دقیق رطوبت هوا، ورودی به میزان دلخواه، توانایی کارکرد ۲۴ ساعته در ۷ روز هفته
4. مرکز نگهداری افراد مانند خانه سالمندان
5. تأمین بیشتر هوا در فروشگاه های بزرگ و کوچک مانند سوپرمارکت ها
6. هتل‌ها برای طراحی سیستم تهویه مطبوع اتاق‌ها به‌صورت جداگانه نسبت به سایر فضاهای هتل و عدم اشغال فضای اتاق‌ها
7. شرکت‌ها، کارخانه جات تولیدی و رستوران‌ها

جمع‌بندی

همان‌طور که اشاره کردیم سیستم‌های VRF از جمله سیستم‌های تهویه مطبوع مرکزی هستند که ویژگی‌های بسیاری دارند و در مکان‌های مختلف از جمله ساختمان‌های با ارتفاع کم قابل‌استفاده هستند. از ویژگی‌های مهم این سیستم امکان استفاده از چند یونیت داخلی به‌صورت هم‌زمان است. از این سیستم‌ها می‌توان برای گرمایش و سرمایش استفاده کرد اما استفاده از VRF برای گرمایش چندان به‌صرفه نیست.

همچنین این سیستم‌ها به دلیل هوشمند بودن از نظر مصرف انرژی بسیار به‌صرفه هستند. در این مقاله سعی کردیم تا از ابعاد مختلف، این سیستم‌ها را بررسی کنیم تا درصورتی‌که قصد تهیه این سیستم‌ها را دارید، بهتر بتوانید در این زمینه تصمیم بگیرید.