» تاریخچه VRF
سیستم VRF چیست ؟
این مقاله به بررسی سیستم VRF می پردازد. ابتدا به این پرداخته می شود که سیستم VRF چیست و اصول عملکرد این سیستم بررسی می شود و در آخر به مزایا و معایب این سیستم پرداخته می شود .
VRF یا VRV چیست ؟
VRF مخفف (Variable Refrigerant Flow) و VRV مخفف (Variable Refrigerant Volume) می باشد که هردو به معنی کنترل حجم مبرد می باشد مبرد مورد استفاده در این سیستم ها گاز R410A می باشد بنابراین VRF یا VRV سیستمی است که روی جریان عبوری مبرد یا همان دبی گاز R410A کنترل دارد و می تواند متناسب با نیاز دبی سیستم را کم یا زیاد کند.
علت نامگذاری متفاوت VRV و VRF چیست؟
همانطور که گفته شد اصول کلی هر دو سیستم شبیه یکدیگر است و هر دو بر مبنای کنترل حجم مبرد کار می کنند شرکت دایکین ژاپن ابداع کننده این سیستم به این شکل بود و نام محصول خود را به صورت انحصاری VRV گذاشت و شرکتهای دیگر از قبیل ال جی ، سامسونگ ، میدیا ، گری ، یورک و .… محصول خود را با نام VRF روانه بازار کردند. در ادامه مقاله هر جا به نام VRF یا VRV اشاره شد منظور هر دو سیستم می باشد مگر اینکه منحصراً اشاره به سیستم مد نظر شود.
علت ابداع سیستم VRF چیست؟
فرض کنید می خواهیم برای تهویه مطبوع یک ساختمان ۱۰ واحدی که هر واحد دارای یک پذیرایی و دو اتاق خواب می باشد از کولر گازی یا همان اسپلیت استفاده کنیم در اینصورت باید ۳۰ عدد کولر گازی بصورت مجزا استفاده کنیم قطعاً شما نیز دیده اید نمای بعضی از ساختمان ها را که پوشیده از یونیت خارجی کولر گازی است و چقدر نمای ساختمان را زشت نشان می دهد و به دلیل محدودیت در طول لوله کشی پایین نمی توان یونیت خارجی را به پشت بام منتقل کرد به لحاظ مصرف انرژی نیز واضح است که چقدر هدر رفت خواهیم داشت در ابتدا بعضی از شرکتها اقدام به ساخت کولر گازی چند پنل کردند بدین صورت که شما یک یونیت خارجی داشتید و دو یا سه یونیت داخلی بدین معنی که در مثال قبل شما تنها ۱۰ یونیت خارجی داشتید خوب تا اینجا معضل معماری و نمای ساختمان تا حدودی مرتفع شد ولی مشکل این سیستم ها عدم کنترل مبرد بود یعنی اگر شما یونیت داخلی واقع در اتاق خواب را روشن کنید مبرد در داخل دستگاه واقع در پذیرایی و اتاق خواب دیگر نیز جریان خواهد داشت که این ضعف بسیار بزرگی بود در بعضی از مدل ها شیر برقی و دیگر ادوات نیز تعبیه گردید ولی زیاد کارآمد نبود برخی دیگر از شرکتها سیکل دستگاهها را جدا نمودند یعنی یونیت داخلی مثلا پذیرایی مجهز به کمپرسور مجزا ، شیر انبساط یا لوله مویین مجزا و کندانسور مجزا بود ولی غالباً فن کندانسور مشترک بود ، واضح است که یونیت خارجی بسیار سنگین و بزرگ می شد . برخی دیگر از شرکتها اقدام به ساخت داکت اسپلیت کردند که شامل یک یونیت خارجی و یک یونیت داخلی بود که یونیت داخلی با استفاده از کانال به تمامی اتاقها متصل می شد این سیستم هنوز هم طرفداران خود را دارد ولی بدلیل سروصدای زیاد مخصوصاً به دلیل صدای شیر انبساط ، عدم توزیع هوای مناسب ، عدم کنترل دقیق دمای اتاق جوابگوی نیاز انسانها و ایجاد تهویه متناسب با آسایش افراد نبود لذا مخترعین اقدام به طراحی و ساخت VRV کردند که تمامی معضلات عنوان شده را برطرف می کند.
ساختار کلی VRF و اصول نصب
بسته به میزان بار برودت یا حرارت مورد نیاز و شرکت سازنده VRF ها دارای یک زون که شامل یک یا چندین یونیت خارجی که بهم متصل می شوند است و دارای یک یا چندین یونیت داخلی است که با توجه به شرکت سازنده و ظرفیت دستگاهها تا ۶۴ عدد یونیت داخلی را می توان به یک زون متصل کرد ، یونیت های داخلی دستگاه ها بسته به سلیقه مشتری و معماری ساختمان انتخاب می شوند . یونیت های داخلی انواع مختلف دارند اعم از دیواری که پنل آن به لحاظ ظاهری شبیه پنل اسپلیت است سقفی توکار که دارای کانال مکش و دهش می باشد و کاستی نیز سقفی است و بدون کانال می باشد . تنوع مدلها در انتخاب یونیت خارجی زیاد است بعضی از مدلها دارای ریموت کنترل می باشند که می توان تنظیمات را با ریموت وارد نمود و در بعضی از مدل ها با استفاده از کنترلر دیواری که به نوعی وظیفه ترموستات را نیز دارد ، می توان اقدام به کنترل دستگاه و مشاهده وضعیت کارکرد نمود و حتی می توان چندین یونیت که در یک سالن قرار دارند را نیز به یک ریموت متصل نمود. یونیت خارجی و داخلی توسط لوله مسی و تعدادی زیادی ادوات و تجهیزات خاص که برای انشعاب گرفتن و هدایت بهتر و کافی مبرد می باشد ، به یکدیگر متصل می شوند . در سیستم VRV با رعایت استانداردها و اصول ابلاغ شده از سمت شرکت سازنده تا ۹۰ متر لوله کشی عمودی و تا ۱۰۰۰ متر لوله کشی کلی می توان داشت البته این اعداد برای برندهای مختلف متغیر می باشند.
اصول مکانیکی سیستم VRF
در حالت کلی یونیت خارجی و یونیت داخلی با دو لوله با عنوان liquid line به معنی خط یا لوله مایع و gas line به معنی خط یا لوله گاز به هم متصل می شوند مگر در مدل های خاص که بصورت سه لوله اجرا می شوند. از آنجایی که دستگاه ها با لوله مسی به یکدیگر متصل و جوش می شوند . رعایت اصول صحیح جوشکاری و جلوگیری از اکسید شدن داخل لوله با استفاده از روشهای مطرح در صنعت جوش اکس استیلن الزامی است تمیز کردن و پاکسازی داخل لوله قبل از وکیوم و شارژ مبرد حیاتی است. با توجه به حساسیت دستگاه و نشت و هدر رفت مبرد در صورت عدم جوشکاری صحیح یا آسیب لوله به دلیل عدم ساپورت گزاری صحیح اکیداً توصیه می شود اصول نکات و استانداردها رعایت شود واز سیم جوش مناسب استفاده شود چون پس از تکمیل و اتمام سیستم ، نشت یابی و رفع نشتی پروسه ای بسیار زمان بر و هزینه بر خواهد بود. یونیت های خارجی باید در معرض هوای بیرون اصطلاحاً هوای تازه و بدون سقف قرار بگیرند ، باد و باران تأثیری برکارکرد ندارد اطراف یونیت خارجی بایستی حداقل یک ونیم متر باز باشد نباید دستگاه ها را در محیط بسته قرار داد ، یونیت خارجی دستگاههای VRV به دلیل دارا بودن کمپرسورهای اینورتر بسیار کم صدا و بدون لرزش می باشد با این حال توصیه می شود روی شاسی مناسب قرار بگیرد و لرزه گیر استفاده شود.
اصول الکتریکی سیستم VRF
به دلیل اینکه یونیت خارجی و داخلی دائماً در حال ارسال و دریافت اطلاعات هستند استفاده از کابل مناسب جهت فرمان وارتباط الزامی است توصیه می شود جهت حفاظت دستگاه ها حتماً از فیوز مناسب هم برای یونیت داخلی و هم یونیت خارجی استفاده شود به دلیل پیچیدگی در مدار فرمان و کنترل دستگاه ها اگر قصد هوشمندسازی دارید حتماً از کیت های کنترلی شرکت سازنده استفاده کنید دستگاه ها با BMS به درستی عمل نمی کنند یا اگر کارکنند بسیاری از قابلیت های دستگاه قابل اجرا نیست.
VRF چگونه کار میکند؟
این سیستم بر پایه سیکل تبرید بصورت مستقیم یعنی بدون سیال واسط کار می کند (direct expansion) مبرد R410A در یونیت خارجی ، اگر سیستم در حالت سرمایش باشد با استفاده از کمپرسور فشرده شده در کندانسور به مایع تبدیل می شود با استفاده از لوله خط مایع به یونیت های داخلی منتقل می شود با توجه به وضعیت یونیت داخلی اگر دستگاه روشن باشد از شیر انبساط عبور می کند و به دلیل افت دما و فشار بسیار سرد می شود بعد از عبور از کویل یونیت داخلی به حالت گاز تغییر فاز می دهد و با استفاده از لوله خط گاز و در مسیر مکش کمپرسور به یونیت خارجی باز می گردد این حالت کلی و ساده در سیکل تبرید در دستگاه های دو لوله می باشد. واضح است که برای کنترل میزان حجم مبرد ، نیاز به کمپرسور اینورتر می باشد ، کمپرسورهای اینورتر قابلیت تغییر دور دارند و می توانند از دور بسیار پایین تا FULL LOAD خود بصورت پیوسته و STEP LESS تغییر دور دهند . فرض کنید ما یک سیستم VRV داریم با یک زون که شامل دو دستگاه خارجی و ۱۲ یونیت داخلی می باشد ، فرض کنید یونیت سوم در لابی ساختمان و یونیت هفتم در یکی از اتاق خوابها روشن می باشد ، فرض کنید سیستم در حالت سرمایش کار می کند و هوای بیرون حدود ۳۹ درجه سانتیگراد می باشد اینکه یک یونیت داخلی روشن باشد یا تمام یونیت های داخلی در میزان مبرد مورد نیاز تاثیر مستقیم دارد در این مثال که دو یونیت از ۱۲ یونیت روشن می باشد نیاز به مبرد کمتری خواهد بود ضمناً میزان مبرد عبوری از یونیت سوم و هفتم نیز به دلیل اختلاف دما متفاوت خواهد بود هر یونیت داخلی دارای یک برد کنترلی و یک شیر انبساط الکترونیکی و تعداد زیادی سنسور دما می باشد در این مثال یونیت های داخلی که خاموش هستند با فرمان برد داخلی خودشان شیر انبساط کامل بسته می شود و در یونیت سوم و هفتم با توجه به دمای هوای محیط و عدد SUPER HEAT برد داخلی وظیفه کنترل شیر انبساط و در نتیجه میزان حجم عبوری مبرد را خواهد داشت از طرفی تمام این پارامترها به دستگاه های بیرونی یعنی همان یونیت خارجی مخابره می شود که ما در این مثال دو یونیت خارجی داشتیم یکی از یونیت ها مستر خواهد بود و با توجه به دما و فشار مبرد شروع به کنترل میزان دور کمپرسور و نیز فن کندانسور خواهد نمود.
مزایا و معایب استفاده از سیستم VRF چیست ؟
در ابتدا به مزایای سیستم نسبت به دیگر ادوات تهویه مطبوع می پردازیم :
معایب
۱. در حالت گرمایش یا همان HEAT PUMP با وجود فناوریهای بسیار پیشرفته در راستای کاهش مصرف انرژی باز هم نسبت به گرمایش با استفاده از موتور خانه و آبگرم به دلیل اختلاف زیاد قیمت برق و گاز هزینه انرژی بیشتری خواهد داشت البته در بعضی از مدل ها امکان نصب کویل گرمایشی نیز وجود دارد.
۲. به دلیل پیچیدگی بالا در سیستم کنترل تعمیرکار مسلط به سیستم کمتری دارد .
۳. به دلیل تکنولوژی پیچیده قیمت قطعات نسبتا گران است.
کاربری
این سیستم ها کاملاً هوشمند هستند به محض اینکه کوچکترین خطا در سیستم رخ بدهد حتی در یونیت خارجی سریعاً کد مربوط به خطای رخ داده در صفحه کنترلر نمایش داده می شود و اگر خطای رخ داده به سیستم آسیب زننده باشد ، سیستم خاموش می شود . شما می توانید با مراجعه به دفترچه راهنمای دستگاه متوجه علت بروز خطا شوید ولی در بسیاری از موارد نیاز به مراجعه تکنسین مربوطه می باشد.
مشکلات رایج
حتی المقدور گرمایش را با VRF تأمین نکنید مخصوصاً در مناطق سردسیر و مسکونی چون علاوه بر پرداخت هزینه برق بسیار زیاد مشکل قطع شدن گرما در هنگام دیفراست خواهید داشت که در مدل های مختلف تا ۱۰ دقیقه زمانبر خواهد بود،اگر مجبور به استفاده از VRF برای گرمایش شدید حتی المقدور از مدل های Continuous Heating استفاده نمایید.