سیستم VRF یکی از محبوب ترین سیستم های تهویه مطبوع است که می تواند همانند سیستم چیلر – اعم از چیلر جذبی یا چیلر تراکمی به همراه فن کویل و هواساز – به صورت مرکزی باشد یا مانند سیستم داکت اسپلیت یا مینی چیلر و فن کویل به صورت مستقل مورد استفاده قرار بگیرد. البته در استفاده از سیستم VRF نیازی به استفاده از شیر کنترل نیست و فقط در حالت گرمایش و با استفاده از کویل گرمایی می توان از ترموستات فن کویل نیز در کنار سیستم استفاده کرد. سیستم VRF را می توان با استفاده از پروتکل های ارتباطی مختلف از جمله پروتکل BACnet به سیستم مدیریت یکپارچه ی ساختمان نیز متصل کرد.

سیستم VRF یا VRV ؟
از نظر فن آوری کمپرسور اینورتر اولین سیستم VRV را شرکت دایکین در سال ۱۹۸۲ اختراع کرد. VRV مخفف Variable Refrigerant Volume است و از آنجا که امتیاز استفاده از کلمه ی VRV در اختیار شرکت دایکین قرار دارد، بقیه شرکتها از جمله LG از VRF که مخفف Variable Refrigerant Flow است استفاده می کنند. در واقع کلمه ی VRF به دلیل استفاده ی شرکت های مختلف همه گیر است.

VRF چیست؟

سیستم VRF از سیکل تبرید و اصول ترمودینامیک جهت سرمایش استفاده می کند و سیستم خنک سازی و اجزای اصلی سیکل همانند دیگر تجهیزات شامل کمپرسور، اواپراتور، کندانسور و شیر انبساط است. اجزای اصلی سیستم VRF به شرح زیر است:

مایع مبرد که در سیکل تراکمی VRF از مبرد های دوستدار محیط زیست استفاده می شود.

کمپرسور اینورتر که توانایی کاهش مصرف انرژی را در حالت های بارهای جزیی دارد.

یونیت های مختلف داخلی که همان اواپراتور ها هستند و همانند یونیت داخلی کولر گازی یا داکت اسپلیت عمل می کنند.

شیر انبساط که در پروژه های بزرگ می توان عملیات اکسپنشن را به صورت مدولار انجام داد.

دستگاه VRF از یونیت بیرونی ، یونیت داخلی، لوله هلی مسی ارتباطی بین یونیت های داخلی و خارجی، توزیع کننده های مبرد و کابل های ارتباطی تشکیل شده است. این دستگاه می تواند دارای پنل کنترلی جداگانه یا مرکزی باشد که به صورت بی سیم یا با کابل کشی می تواند یونیت های داخلی را کنترل کند.

طرز کار VRF
منطق عملیاتی این سیستم با توجه به هر سازنده متفاوت است. دستگاه VRF اطلاعات مورد نیاز فضا را دریافت می کند و با بررسی شرایط هوایی بیرون با بهینه سازی مصرف انرژی اقدام به تا مین شرایط آسایش می کند. مزیت اصلی این سیستم توانایی تغییر مصرف انرژی با توجه شرایط محیطی است.

هنگامی که کاربر در یک فضا دستگاهی را روشن می کند، یونیت خارجی متوجه می شود و شروع به کار می کند. یونیت خارجی مشخصات دمای بیرون و دمای مورد نیاز را بررسی کرده و دور کمپرسور را تغییر می دهد تا به نیاز مربوطه پاسخ بهینه دهد.

هنگامی که یک دستگاه یونیت داخلی دیگر روشن شود، یونیت خارجی متغییرها را دوباره بررسی می کند و دور کمپرسور را تغییر می دهد تا به شرایط مورد نیاز برسد و مصرف بهینه ای داشته باشد. کل این روند به صورت هوشمند و خودکار و با کم و زیاد شدن درخواست های کاربر تغییر می کند و انجام می شود.

تعریف خلاصه سیستم وی آر اف
سیستم VRF در حقیقت ترکیبی از اسپلیت ( کولر گازی ) و داکت اسپلیت است که به صورت مرکزی و تجمیعی کار می کند و بسیار هوشمند است که می تواند بدون نیاز به شیر کنترل و سیستم کنترلی تهویه مطبوع به سرمایش محیط بپردازد. یعنی یک یونیت بیرونی به چندین یونیت داخلی مبرد را می رساند و دور کمپرسور را با اینورتر کنترل می کند تا مصرف برق بهینه شود.

گرمایش در دستگاه سیستم VRF
همانند سیستم داکت اسپلیت برای یونیت های داخلی توکار می توان یک کویل گرمایی نصب و آنرا به بویلر یا دیگ فولادی ( دیگ بخار ) متصل کرد و گرمایش بخشی از سیستم را بدون استفاده از یونیت بیرونی و با استفاده از بویلر مصرف گاز که به مراتب از برق به صرفه تر است انجام داد. توانایی بسیار مهم دستگاه VRF ( در حالت فرمان از یونیت بیرونی) امکان ایجاد سرمایش و گرمایش همزمان است که در پروژه هایی که نیاز به رعایت حساسیت های دمایی دارند، بسیار مناسب است.

نصب VRF
تمام عملیات نصب و اتصال بین یونیت های خارجی و داخلی با استفاده از لوله های مسی صورت می گیرد. هر یک از مسیرها با کمک وای برنچ از خط اصلی جدا می شوند و در مواقع نیاز از توزیع کننده های مبرد Distributors استفاده می شود. با توجه به محاسبات نرم افزاری در مسیر های عمودی باید از اویل ترپ استفاده کرد و در نهایت بر اساس اعلام شرکت ال جی، بیشترین طول لوله بین یونیت داخلی و خارجی باید ۲۲۵ متر باشد و از نظر ارتفاع می توانند تا ۱۱۰ متر با هم اختلاف داشته باشند.

نقد و بررسی VRF
در کشور ایران با توجه به پایین بودن هزینه ی گاز ، به صرفه تر است که سیستمی طراحی گردد که در زمستان با استفاده از گاز ، گرمایش پروژه را تامین کند. درست است که از نظر زیست محیطی و ذخایر منابع طبیعی چنین تصمیمی شاید منطقی به نظر نرسد ولی اگر به روند تولید برق در کشور اشراف نسبی داشته باشید متوجه می شوید که در نهایت از نظر اتلاف شبکه و محیط زیست تفاوت چندانی ندارد که در مبدا از برق استفاده شود یا از گاز. امیدواریم با گسترش شبکه زیر ساخت تولید و کاهش اتلاف توزیع برق چنین پیش فرضی از بین برود.

خلاصه اینکه اگر بتوانیم سیستم را به طریقی طراحی کنیم که در فصل زمستان بتوانیم از یونیت های داخلی توکار به همراه کویل آبگرم استفاده کنیم و گرمایش را با استفاده از بویلر به سرانجام برسانیم مشکل مصرف برق در فصول سرد سال برطرف می شود وگرنه باید گرمایش برقی که هزینه ی گزافی دارد به پروژه تحمیل کرد.

هزینه های اجرایی و اولیه خرید سیستم وی آر اف نسب به دیگر سیستم ها به مراتب بالا تر است مخصولا با افزایش قیمت ارز و مس در بازار هزینه ی اجرای این سیستم ها بسیار بالاتر می رود. مشکل دیگر عدم امکان واردات و ممنوعیت آن است که این امر مشکلات بسیاری برای تامین کنندگان و خریداران مخصوصا در زمینه ی خدمات پس از فروش به همراه داشته است. از نظر بهینه سازی مصرف انرژی سیستم وی آر اف به مراتب هزینه ی بهای انرژی کمتری دارد و مهمترین مسئله در مقایسه با سیستم چیلر و فن کویل اینست که دراین سیستم هزینه بهای اولیه بالاتر است ولی بخشی از هزینه های اولیه و اجرای هوشمند سازی و کنترل تهویه مطبوع حذف می گردد.

بحث کاربری هم اهمیت فراوانی دارد که در مناطق با رطوبت بالا و کاربری بیمارستانی، اگر از سیستم وی آر اف و هوارسان مجهز به کویل DX استفاده کنیم در کنترل رطوبت و کاربری هوارسان و تخلیه درین مشکلات عملیاتی به وجود می آید که باید تمهیدات آن در نظر گرفته شود.