Czym charakteryzuje się system VRF?

System ze zmiennym przepływem czynnika chłodniczego umożliwia regulację przepływu tego czynnika w zależności od zapotrzebowania klimatyzowanego obiektu na chłód lub ciepło. Innymi słowy, układ dopasowuje wydajność chłodniczą lub grzewczą do rzeczywistych, wymaganych w danej chwili warunków eksploatacji. Dopasowanie wydajności chłodniczej i grzewczej możliwe jest dzięki zastosowaniu w jednostce zewnętrznej inwertera, który steruje napięciem, prądem i częstotliwością zasilania sprężarki – serca klimatyzatora, przez co umożliwia gładką, liniową zmianę prędkości obrotowej i wydajności tego urządzenia. W najprostszym przypadku – jedna jednostka zewnętrzna współpracująca z jedną jednostką wewnętrzną – gdy temperatura w pomieszczeniu odbiega od temperatury nastawy, klimatyzator pracuje z maksymalną wydajnością, zapewniając szybkie osiągnięcie komfortowej temperatury. Po osiągnięciu wymaganej temperatury pomieszczenia inwerter precyzyjnie reguluje wydajność w celu utrzymania temperatury blisko nastawy. W rozbudowanych układach, wymagana wydajność i związane z nią parametry techniczne każdej jednostki wewnętrznej są elektronicznie przekazywane do jednostki zewnętrznej, aby zoptymalizować obliczenia obciążenia strefy i wyregulować rzeczywisty przepływ czynnika chłodniczego do wymaganej wydajności dla każdej jednostki wewnętrznej w danej aplikacji. Możliwa jest także jednoczesna praca jednostek wewnętrznych w różnych trybach: grzania lub chłodzenia. Skutkiem jest zoptymalizowana efektywność cyklu chłodniczego i zwiększona precyzja utrzymania wymaganej temperatury, podnosząca poziom komfortu. Zaawansowana technologia elektroniczna tych systemów, która pozwala na sterowanie wydajnością, przekłada się na znaczne oszczędności energii.

Zaletą tego typu systemów jest ich kompatybilność i modułowość, czyli możliwość podłączenia do jednostki zewnętrznej za pośrednictwem rurowej instalacji freonowej, dowolnej konfiguracji jednostek wewnętrznych (rys. 1).

Rys.1 Kompatybilność i modułowość systemów VRF [3]

Jakie są tendencje rozwojowe systemów typu VRF?

Od wprowadzenia pierwszego systemu typu VRF nie upłynęło jeszcze 30 lat, gdyż firma Toshiba, jako pierwszy producent w 1981 roku, zastosowała w systemach klimatyzacyjnych technologię inwerterową. Postęp w tych instalacjach jest procesem ciągłym. W ostatnich latach rozwiązania te weszły w kolejną fazę rozwoju, a oferowane obecnie systemy zaliczane są przez producentów, jako produkty trzeciej, a nawet czwartej generacji (Toshiba – Super Digital Inverter 4, Daiseikai seria 3, Daikin - VRV®III, Samsung – DVMIII). W jakim kierunku rozwijają się systemy VRF? Analizując nowe wersje systemów i opcje w nich wykorzystywane, możemy wyodrębnić kilka obszarów działań, zmierzających do polepszenia efektywności i sprawności, sposobu i zakresu zastosowania tych systemów.

Zwiększenie sprawności energetycznej – wyższe współczynniki COP i EER

Krótko przypominając COP (z ang. Coefficient of Performance) jest to współczynnik wydajności grzewczej, przedstawiony jako stosunek wydajności grzewczej do pobieranej mocy elektrycznej, a EER (z ang. Energy Efficiency Rating) to współczynnik efektywności chłodniczej przedstawiony jako stosunek wydajności chłodniczej do pobieranej mocy elektrycznej. Współczynniki te obliczamy, dzieląc wielkość uzyskanej wydajności (grzewczej lub chłodniczej) przez rzeczywiste zużycie energii systemu. Im wyższy współczynnik tym efektywność systemu jest uznawana za większą. Poglądowy przykład określania współczynnika COP dla funkcji ogrzewania pokazano na rys. 2.

Rys. Współczynnik COP=5 dla urządzenia VRF w funkcji grzania [3]

______________________________________________________________

Rys. 3 Porównanie współczynnika COP i EER dla wybranych modeli [3]

______________________________________________________________

Rys. 4 Temperaturowe zakresy pracy: A - Pompa Ciepła VRV III-C [2]; B-System Zubadan [3]

______________________________________________________________

Rys. 5 Wydajność grzewcza w zależności od temperatury: A-Pompa Ciepła VRV III-C[2]; B-System Zubadan [3]

______________________________________________________________

Rys. 6 Wartość współczynnika COP w zależności od temperatury zewnętrznej VRV III-C [2]

Zastosowanie nowych czynników chłodniczych (...)

A może gaz zamiast prądu w systemach VRF? (...)

Rozwój innych elementów układów VRF

Przedstawione w artykule kierunki rozwoju w systemach typu VRF nie obejmują całości zagadnienia. Aby zoptymalizować pracę wielu jednostek jednocześnie, niezbędne jest odpowiednie sterowanie. Obsługa układu bez właściwego systemu sterowania, może okazać się bardzo kosztowna. Oprócz poniesionych kosztów, niewłaściwe sterowanie spowoduje również spadek efektywności systemu. Wraz z rozwojem przemysłu elektrotechnicznego, postęp członu sterowania systemów VRF wydaje się oczywisty. Rozwój tego sektora potwierdzają praktycznie wszyscy producenci systemów ze zmienną ilością czynnika chłodniczego.

Bardzo istotny jest także kierunek działalności związany z rozbudową jednostek wewnętrznych, zmianami w ich wyglądzie, nowymi funkcjami pracy. Stosowanie nowych technologii filtracji, cichsza praca, nowe sposoby dostarczania powietrza, to możliwości szerokiego pola manewru dla producentów. Ze względu na obszerność materiału, wspomniano tylko o tych zagadnieniach, zapowiadając wkrótce oddzielne omówienie.