سیستم وی آر اف (VRF) چیست

این مقاله به بررسی سیستم وی آر اف (VRF) می پردازد. ابتدا به این پرداخته می شود که سیستم VRF چیست و اصول عملکرد سیستم وی آر اف بررسی می شود و در آخر به مزایا و معایب این سیستم پرداخته می شود.

VRF یا VRV چیست

وی ار اف مخفف (Variable Refrigerant Flow) و وی ار وی مخفف (Variable Refrigerant Volume) میباشد که هردو به معنی کنترل حجم مبرد میباشد مبرد مورد استفاده در این سیستم ها گاز R410A میباشد بنابراین وی اوی یا وی ار اف سیستمی است که روی جریان عبوری مبرد یا همان دبی گاز R410A کنترل دارد و میتواند 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 میکنند 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 میباشد مگر اینکه منحصرا اشاره به سیستم مد نظر شود.

علت ابداع سیستم VRF  چیست؟

فرض کنید میخواهیم برای تهویه مطبوع یک ساختمان 10 واحدی که هر واحد دارای یک پذیرایی و دو اتاق خواب میباشد از کولر گازی یا همان اسپلیت استفاده کنیم در اینصورت باید 30 عدد کولر گازی بصورت مجزا استفاده کنیم قطعا 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 میدهد و به دلیل محدودیت در طول لوله کشی پایین نمیتوان 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 10 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 کارامد 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 غالبا فن کندانسور مشترک بود واضح است که یونیت خارجی بسیار سنگین و بزرگ میشد 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 میشد این سیستم هنوز هم طرفداران خود را دارد ولی بدلیل سروصدای زیاد مخصوصا 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 میکند.

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 میشوند است و دارای یک یا چندین یونیت داخلی است که با توجه به شرکت سازنده و ظرفیت دستگاهها تا 64 عدد یونیت داخلی را میتوان به یک زون متصل کرد یونیت های داخلی دستگاهها بسته به سلیقه مشتری و معماری ساختمان انتخاب میشوند یونیت های داخلی انواع مختلف دارند اعم از دیواری که پنل ان به لحاظ ظاهری شبیه پنل اسپلیت است سقفی توکار که دارای کانال مکش و دهش میباشد و کاستی نیز سقفی است و بدون کانال میباشد تنوع مدلها در انتخاب یونیت خارجی زیاد است بعضی از مدلها دارای ریموت کنترل میباشند که میتوان تنظیمات را با ریموت وارد نمود و در بعضی از مدلها با اسنفاده از کنترلر دیواری که به نوعی وظیفه ترموستات را نیز دارد میتوان اقدام به کنترل دستگاه و مشاهده وضعیت کارکرد نمود و حتی میتوان 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 میباشد به یکدیگر متصل میشوند در سیستم VRV با رعایت استانداردها و اصول ابلاغ شده از سمت شرکت سازنده تا 90 متر لوله کشی عمودی و تا 1000 متر لوله کشی کلی میتوان داشت البته این اعداد برای برندهای مختلف متغیر میباشد.

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 میشوند مگر در مدلهای خاص که بصورت سه لوله اجرا میشوند. از آنجایی که دستگاهها با لوله مسی به یکدیگر متصل و جوش میشوند 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 اکیدا توصیه میشود 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 اصطلاحا هوای تازه و بدون سقف قرار بگیرند باد و باران تاثیری برکارکرد ندارد اطراف یونیت خارجی بایستی حداقل یک ونیم متر باز باشد نباید دستگاهها را در محیط بسته قرار داد یونیت خارجی دستگاههای VRV به دلیل دارا بودن کمپرسورهای اینورتر بسیار کم صدا و بدون لرزش میباشد با اینحال توصیه میشود روی شاسی مناسب قرار بگیرد و لرزه گیر استفاده شود.

در تصویر زیر میتوانید یک شمای کلی از یونیت های داخلی و یونیت خارجی را ملاحظه نمایید.

اصول الکتریکی سیستم VRF

به دلیل اینکه یونیت خارجی و داخلی دائما در حال ارسال و دریافت اطلاعات هستند استفاده از کابل مناسب جهت فرمان وارتباط الزامی است توصیه میشود جهت حفاظت دستگاهها حتما 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 حتما از کیت های کنترلی شرکت سازنده استفاده کنید دستکاهها با BMS  به درستی عمل نمیکنند 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 میکند (direct expansion) مبرد R410A  در یونیت خارجی اگر سیستم در حالت سرمایش باشد با استفاده از کمپرسور فشرده شده در کندانسور به مایع تبدیل میشود با استفاده از لوله خط مایع به یونیت های داخلی منتقل میشود با توجه به وضعیت یونیت داخلی اگر دستگاه روشن باشد از شیر انبساط عبور میکند و به دلیل افت دما و فشار بسیار سرد میشود بعد از عبور از کویل یونیت داخلی به حالت گاز تغییر فاز میدهد و با استفاده از لوله خط گاز و در مسیر مکش کمپرسور به یونیت خارجی باز میگردد این حالت کلی و ساده در سیکل تبرید در دستگاههای دو لوله میباشد. واضح است که برای کنترل میزان حجم مبرد , نیاز به کمپرسور اینورتر میباشد کمپرسورهای اینورتر قابلیت تغییر دور دارند و میتوانند از دور بسیار پایین تا فول لود خود بصورت پیوسته و STEPLESS تغییر دور دهند فرض کنید ما یک سیستم وی ار وی داریم با یک زون که شامل دو دستگاه خارجی و 12 یونیت داخلی میباشد فرض کنید یونیت سوم در لابی ساختمان و یونیت هفتم در یکی از اتاق خوابها روشن میباشد فرض کنید سیستم در حالت سرمایش کار میکند و هوای بیرون حدود 39 درجه سانتیگراد میباشد 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 12 یونیت روشن میباشد  نیاز به مبرد کمتری خواهد بود ضمنا 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 میباشد در این مثال یونیت های داخلی که خاموش هستند با فرمان برد داخلی خودشان شیر انبساط کامل بسته میشود و در یونیت سوم و هفتم با توجه به دمای هوای محیط و عدد سوپر هیت برد داخلی وظیفه کنترل شیز انبساط و در نتیجه میزان حجم عبوری مبرد را خواهد داشت از طرفی تمام این پارامترها به دستگاههای بیرونی یعنی همان یونیت خارجی مخابره میشود 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.

نمایی از چیدمان یونیت های خارجی VRF

مزایا و معایب استفاده از سیستم VRF چیست

در ابتدا به مزایای سیستم نسبت به دیگر ادوات تهویه مطبوع میپردازیم.

1. دقت بالاتری در تنظیم دمای دلخواه شما دارند (احساس آسایش بیشتری تجربه میکنید)
2. فن یونیت داخلی نیز اینورتر میباشد در صورت طراحی صحیح سایز و طول کانال صدای کمتری دارند
3. معضلات رسوب گرفتن مبدل ها و تجهیزات مشابه که سیال واسط دارند نظیر چیلرها را نخواهید داشت در نتیجه هزینه تعمیر سیستم VRF و سرویس نگهداری کمتری خواهید داشت
4. فضای کمتری اشغال میکنند.
5. راندمان بالاتر, در حالت فول لود نسبت به چیلر %15 صرفه جویی در مصرف برق خواهد داشت خواهد داشت (در مدلها و برندهای مختلف این عدد متفاوت میباشد )
6. به دلیل اینکه کمپرسور بصورت یک ضرب زیر بار نمیرود عمر بیشتری خواهد داشت
7. کاربری راحت تری دارند

معایب

1.در حالت گرمایش یا همان هیت پمپ با وجود فناوریهای بسیار پیشرفته در راستای کاهش مصرف انرژی باز هم نسبت به گرمایش با استفاده از موتور خانه و ابگرم به دلیل اختلاف زیاد قیمت برق و گاز هزینه انرژی بیشتری خواهد داشت البته در بعضی از مدلها امکان نصب کویل گرمایشی نیز وجود دارد.

2.به دلیل پیچیدگی بالا در سیستم کنترل تعمیرکار مسلط به سیستم کمتری دارد

3.به دلیل تکنولوژی پیچیده قیمت قطعات نسبتا گران است.

کاربری

این سیستم ها کاملا هوشمند هستند به محض اینکه کوچکترین خطا در سیستم رخ بدهد حتی در یونیت خارجی سریعا کد مربوط به خطای رخ داده در صفحه کنترلر نمایش داده میشود و اگر خطای رخ داده به سیستم اسیب زننده باشد سیستم خاموش میشود شما میتوانید با مراجعه به دفترچه راهنمای دستگاه متوجه علت بروز خطا شوید ولی در بسیاری از موارد نیاز به مراجعه تکنسین مربوطه میباشد.

مشکلات رایج

حتی المقدور گرمایش را با VRF تامین نکنید مخصوصا در مناطق سردسیر و مسکونی چون علاوه بر پرداخت هزینه برق بسیار زیاد مشکل قطع شدن گرما در هنگام دیفراست خواهید داشت که در مدلهای مختلف تا 10 دقیقه زمانبر خواهد بود اگر مجبور به استفاده از VRF برای گرمایش شدید حتی المقدور از مدلهای continuous heating استفاده نمایید.

تحریریه تیم خدمات فنی مهندسی به فیکس

برداشت از مطالب سایت تنها با ذکر منبع و لینک سایت مجاز می باشد