Większość ludzi na skutek rosnącego stopnia cywilizacji i uprzemysłowienia spędza znaczną część okresu swojego życia w sztucznie wytworzonym klimacie. Bardzo istotne wydaje się więc zapewnienie optymalnych warunków środowiska, w którym przebywają ludzie. W obecnych czasach, te optymalne warunki w pomieszczeniu mają zapewniać systemy klimatyzacyjne, które oprócz odpowiedniej regulacji rozdziału powietrza muszą również mieć pod kontrolą inne parametry powietrza, takie jak temperatura, ciśnienie, wilgotność, czystość, odpowiednią jonizację. 

     Oczekiwania użytkowników wobec systemów klimatyzacyjnych ulegają ciągłym zmianom. Nie dotyczą one dziś tylko uzyskania optymalnych warunków komfortu w pomieszczeniu. Klient wymaga, aby cały system był uniwersalny, funkcjonalny i elastyczny, osiągał wysoką sprawność energetyczną, był niezawodny, a zarazem łatwy w programowaniu i użytkowaniu. Centralne i precyzyjne zarządzanie systemem staje się standardem, a nie jest tylko rozszerzoną dodatkową opcją. Systemy klimatyzacyjne VRF, a szczególnie z pompą ciepła, starają się spełniać przytoczone wyżej wymagania. (...) 

Zasada działania systemów VRF
     Idea systemu polega na podłączeniu do jednostki zewnętrznej za pośrednictwem rurowej instalacji freonowej, dowolnej konfiguracji jednostek wewnętrznych, w których czynnik chłodniczy odparowując pobiera ciepło z pomieszczenia, a skraplając się, oddaje ciepło do pomieszczenia w zależności od nastawionego rodzaju pracy. Jednostki zewnętrzne mogą być konfigurowane w zestawach, tak aby otrzymać wymaganą moc cieplną i chłodniczą, a w skład zestawu oprócz sprężarek o stałej wydajności wchodzi oczywiście sprężarka pracująca wg technologii inwerterowej. Rotacyjny system pracy sprężarek o stałej wydajności, zapewnia ich równomierne obciążenie. (...)

Pompa ciepła w systemach VRF stosowanych w klimatyzacji
     Pompa ciepła jest dziś nierozłączną częścią technologii klimatyzacyjnej. Umożliwia ona wykorzystanie energii cieplnej źródeł o niskich temperaturach. Jej podstawową rolą jest pobieranie ciepła z jednego środowiska (źródła dolnego) o niższej temperaturze i przekazywaniu go do innego środowiska (źródła górnego) o wyższej temperaturze. „Odpowiedzialnym” za transport ciepła jest czynnik pośredniczący, który poprzez zmianę swojego stan skupienia umożliwia ten transfer. Proces ten wymaga oczywiście doprowadzenia energii z zewnątrz, potrzebnej do przetłaczania czynnika między źródłami – dolnym i górnym. Jeżeli pompa pobiera ciepło z pomieszczenia w którym pracuje – źródła dolnego (czynnik odparowując pobiera ciepło) i przenosi je do innego środowiska – np. na zewnątrz pomieszczenia – źródła górnego (czynnik skraplając się oddaje ciepło), to pracuje wówczas jako standardowy system chłodniczy. Jeżeli natomiast pomieszczenie w którym pompa pracuje jest dla niej górnym źródłem ciepła, to pracuje wówczas w trybie ogrzewania, pobierając wtedy ciepło ze środowiska o niższej temperaturze (dolnego źródła) np. zewnętrznego powietrza atmosferyczne.
     Rodzaj źródeł ciepła wykorzystywanych przez pompy ciepła, klasyfikuje je jako następujące typy: woda – woda (czynnik pobiera ciepło od wody i przekazuje ciepło wodzie), woda – powietrze, grunt – powietrze, grunt – woda, powietrze – woda oraz powietrze – powietrze. Ten ostatni typ pomp ciepła jest głównie stosowany w systemach VRF – czynnik chłodniczy pobiera ciepło od powietrza (w pomieszczeniu lub na zewnątrz) i przekazuje je powietrzu. Należy jednak wspomnieć, że istnieją również systemy, w których wykorzystywane jest wodne źródło ciepła zastosowane w jednostkach zewnętrznych (System City Multi WR2 [7]).

     W jaki sposób można np. za pomocą systemu dwuprzewodowego jednocześnie chłodzić i ogrzewać pomieszczenia jednego budynku? Jest to możliwe gdy z jednego zbiornika ciekły czynnik chłodniczy doprowadzony jest do urządzenia wewnętrznego, gdzie odparowuje on w wymienniku ciepła – chłodnicy powietrza pochłaniając ciepło z otoczenia. Z drugiej strony parowy czynnik w drugim wewnętrznym urządzeniu skrapla się w wymienniku ciepła – skraplaczu powietrza, oddając ciepło do ogrzewania pomieszczenia. Poprzez prostą zamianę funkcji wymienników ciepła z klimatyzatora pokojowego uzyskujemy pompę ciepła, która pobiera ciepło z otoczenia i z wyższą temperaturą przekazuje je do pomieszczenia. Poglądowe schematy pracy takiego układu przedstawiono na rysunku 3.

     W układzie zaprezentowanym powyżej należy zwrócić uwagę na działanie zaworu 4-drogowego, który umożliwia zmianę kierunku przepływu czynnika chłodniczego w jednostce zewnętrznej. Wiąże się to oczywiście ze zmianą funkcji wymiennika ciepła tej jednostki, który raz pracuje jako skraplacz, by po zmianie kierunku przepływu czynnika pracował jako parownik. Bardzo istotna jest również funkcja dystrybutora czynnika chłodniczego nazwanego tutaj BC-controller. Łączy on jednostki wewnętrzne z agregatem zewnętrznym i steruje rozdziałem czynnika freonowego do poszczególnych jednostek. Urządzeniom pracującym w trybie chłodzącym ma za zadanie dostarczyć czynnik w stanie ciekłym natomiast urządzeniom, które pracują akurat w trybie ogrzewania – czynnik w postaci gazowej. Oprócz tych funkcji w obrębie dystrybutora czynnika następuje również odzysk ciepła.
     Odzysk ciepła z różnych stref klimatyzowanego obiektu umożliwia podłączenie i wykorzystanie jednostek wewnętrznych o większej mocy niż zainstalowana całkowita moc jednostki zewnętrznej. Oczywistym jest również, że zmienna ilość czynnika chłodniczego pracującego w układzie umożliwia jego stabilną pracę przy znacznie mniejszym obciążeniu mocą od nominalnego.

Zastosowanie nowoczesnego napędu sprężarek w systemach VRF
(...) 

wydanie 12/2007 

CZYTAJ CAŁOŚĆ, ZAMÓW PRENUMERATĘ:

TRADYCYJNĄ                         E-WYDANIE