سیستم VRF ؛ از صفر تا صد
امروزه تامین گرمایش و سرمایش در ساختمانها به یک معضل بزرگ تبدیل شده است. بالا رفتن هزینهی انرژی و همچنین مشکلات سیستمهای تهویه هوا تنها بخشی از این مشکلات است. در سالیان گذشته، معمولا از موتورخانه و شوفاژ برای تامین گرمایش استفاده میکردند؛ پس از آن نیز، انواع اسپلیتها جایگزین تاسیسات گرمایشی و سرمایشی در ساختمانها و ادارات شدند. اما این پایان کار نبود، معایب سیستمهای گذشته باعث شد محققان و مهندسان شرکتهای بزرگ به دنبال یک سیستم تهویهی مدرنتر باشند؛ از آنجا بود که سیستم VRF ساخته شد.
سیستمهای VRF از جمله جدیدترین تکنولوژیهای گرمایشی و سرمایشی هستند که امروزه به طور گستردهای در ساختمانها و برجها مورد استفاده قرار میگیرند. ما هم قصد داریم که در این مقاله، سیستم VRF را مورد بررسی قرار دهیم ؛ لذا اگر میخواهید با نحوه کار این تکنولوژی جدید و مزایا و معایب آن آشنا شوید، ادامهی مقاله را از دست ندهید.
سیستم VRF چیست؟
جالب است بدانید که مبدا شکلگیری سیستم VRF برای اولین بار در کشور ژاپن و حدود 40 سال پیش بوده است، اما در طی این سالها، تغییرات اساسی روی آن رخ داده است؛ به طوری که سیستمهای VRF امروزی تفاوت زیادی با VRFهای آن زمان دارد.
شاید از خود بپرسید که کلمهی VRF به چه معناست؟، در پاسخ باید بگوییم که این کلمه، خلاصه شدهی عبارت Variable Refrignet Flow است که به معنای جریان متغیر مبرد میباشد. همانطور که از این نام پیداست، در سیستم VRF از جریان پیدا کردن یک سیال برای ایجاد سرمایش و گرمایش استفاده میشود. حال به نظر شما این سیستم چه تفاوتی با اسپلیت و کولر گازی دارد؟
در حقیقت، سیستمهای VRF شباهت زیادی به کولرهای گازی دارند چرا که از یونیتهای داخلی و خارجی تشکیل شدهاند. اما متغیر بودن مبرد یا سرد کننده باعث شده است که صرفهجویی بیشتری در مصرف انرژی داشته باشد و بتوان دمای نقاط مختلف ساختمان را به راحتی تنظیم نمود.
در سیستم VRF بر خلاف سایر سیستمهای تهویه، هیچگونه آبی وجود ندارد، بلکه مبرد که یک نوع گاز فریون است به صورت مستقیم انرژی را در یونیتهای خارجی و داخلی جابهجا میکند. از آنجایی که میتوان میزان میزان مبردی که وارد هر یونیت میشود را کنترل کرد، دمای هوا نیز به سادگی قابل تنظیم خواهد بود.
دستگاههای VRF از چه بخشهایی تشکیل شدهاند؟
در یک سیستم VRF بر اساس تعداد یونیتها و متراژ ساختمان میتوان اجزای مختلفی را مشاهده کرد. پیشرفته بودن این سیستم باعث شده است که هر کسی نتواند به آسانی با قطعات آن آشنا شود. با این وجود، ما در این قسمت قصد داریم که با اجزای مختلف سیستم VRF آشنا شده و نحوه کار هر کدام را مورد بررسی قرار دهیم؛ اصلیترین اجزای این سیستم عبارتند از:
1- کمپرسورها
یکی از مهمترین بخشها در سیستم وی آر اف، کمپرسور است. در واقع، کمپرسورها به عنوان قلب سیستم تهویه عمل میکنند و از دو نوع کمپرسور اینورتر و کمپرسور دور ثابت تشکیل شدهاند. در کمپرسور اینورتر، میتوان میزان مبرد را به نقدار دلخواه تنظیم کرده تا بتواند دمای مشخص شده را تامین کند. کمپرسورهای دور ثابت به نوعی برای پشتیبانی کمپرسور اینورتر تعبیه شدهاند و تنها زمانی مورد استفاده قرار میگیرند که سایر کمپرسورها نتوانند برودت مورد نیاز را تامین کنند. هر دوی این کمپرسورها از نوع خارجی هستند و هر چه ظرفیت سیستم VRF بالاتر باشد، تعداد کمپرسورها نیز بیشتر خواهد بود.
2- جدا کننده روغن
این بخش از سیستمهای VRF برای تامین روانکاری قطعات در نظر گرفته شدهاست. نحوهی کار این بخش به این صورت است که پس از کمپرسور و ایجاد نیروی گریز از مرکز، روغنها در اطراف محفظه به چرخش در میآیند و برای روانکاری مورد استفاده قرار میگیرند.
3- مبدلهای سابکولر
از جمله مبدلهایی که در یونیت خارجی قرار میگیرند، مبدل سابکولر را میتوان نام برد. وظیفهی اصلی این بخش، افزایش فشار مبرد است؛ چرا که ممکن است بر اثر طول زیاد لولهکشی، فشار جریان مبرد کاهش پیدا کرده باشد. به همین دلیل، سابکولر دمای مبرد را افزایش داده و به این ترتیب، حجم آن نیز افزایش پیدا میکند.
4- شیر کنترل Hot Gas
این شیر مسئولیت حفظ بالانس در خطوط HP و LP را بر عهده دارد. اگر هر کدام از آنها از حد استاندارد خود تجاوز کنند، با استفاده از سایر خطوط، آن را کنترل خواهند کرد.
5- شیرهای انبساط
در سیستم VRF شیرهای انبساط از اهمیت ویژهای برخوردارند. این شیرها با استفاده از پالسهای الکتریکی فعال شده و حرکت مبرد در یونیتها را کنترل میکند. از شیرهای انبساط الکتریکی در یونیت خارجی و داخلی استفاده میشود.
6- شیرهای اطمینان
بالا رفتن فشار در سیستمهای وی آر اف بسیار خطرناک است. به همین جهت، قرار دادن یک شیر اطمینان برای جلوگیری از بروز سوانح، بسیار ضروری است. نحوه کار آن بدین شکل است که اگر فشار گاز بالاتر از مقدار مشخص شده باشد، جریان گاز توسط شیرهای اطمینان بسته خواهد شد. همچنین اگر بنا به هر دلیلی، کاهش فشار انجام نشود، کل دستگاه VRF خاموش خواهد شد.
7- آکومولاتور
این بخش، وظیفهی جداسازی مایع از گاز در کمپرسورها را به عهده دارد.
وی آر اف چگونه کار میکند؟
سیستم تهویهی VRF را میتوان به صورت گسترده در ساختمانهای بزرگ مورد استفاده قرار داد. چرا که با استفاده از این سیستم، تنظیم دما در بخشهای مختلف ساختمان به راحتی انجام میگیرد. این قابلیتی است که در اسپلیتها وجود ندارد و شما اگر بخواهید دمای یک اتاق را تغییر دهید، باید یک اسپلیت جداگانه برای آن خریداری کنید.
علی رغم وجود تفاوتهای بسیار، باید گفت که سیستم VRF تقریبا مشابه اسپلیتها عمل میکند. این عملکرد از آن جهت مشابه است که در یونیت خارجی، عملیات کمپرسور انجام شده و مبرد به یونیتهای داخلی منتقل میشود.
در یونیت خارجی، موتورهای مختلفی وجود دارد که کمپرسورها را به گردش در میآورند. این کمپرسورها نیز مبرد یا گاز فریون را متراکم کرده و در کل مدار پخش میکنند. مبرد با ورود به یونیتهای داخلی، وارد فن کویلها شده و اتقال حرارت بین محیط و فن کویلها انجام میشود. بر اثر همین انتقال حرارت، دمای هوا سردتر و یا گرمتر خواهد شد.
در واقع، قابلیت سرمایش و گرمایش به صورت همزمان نیز در سیستم VRF وجود دارد. این قابلیت ناشی از جداسازی یونیتها و انتقال مستقیم مبرد به آنها است. با استفاده از این ویژگی میتوان دمای هوای برخی از نقاط را پایینتر آورد و برخی دیگر را افزایش داد.
انواع سیستمهای VRF
اسپلیتهای مرکزی VRF یا همان دستگاههای VRF را میتوان بر اساس فاکتورهای مختلفی دستهبندی کرد. این دستهبندیها به شما کمک خواهند کرد تا سریعتر بتوانید مناسبترین نوع VRF را با توجه بهنیازهای خود یافته و تهیه نمایید. برای آشنایی با انواع مختلف سیستم VRF در ادامه با همراه ما باشید.
الف) تقسیمبندی انواع سیستمهای VRF بر اساس کاربرد
انواع مختلف سیستمهای VRF، بر اساس تکنولوژي و قعات به کار رفته در ساختار آنها، کارهای مختلفی انجام میدهند. به طور کلی، این سیستمها را بر اساس نوع کارکرد به سه دسته تقسیم میکنند که عبارتند از:
1- سیستم VRF سرد کننده
در این نوع از سیستمهای VRF فقط عملیات کاهش دما انجام میشود. از همین رو، این نوع سیستم از نظر تکنولوژی، دارای ساختاری سادهتر هستند و بالطبع، معمولا قیمتهای کمتری نیز دارند.
2- سیستم VRF سرمایشی و گرمایشی
اکثر سیستمهای وی آر اف از نوع گرمایشی و سرمایشی هستند و میتوانند گرما و سرما را به صورت همزمان ایجاد کنند. این نوع از دستگاهها دارای فناوری جدیدتر و پیچیدهتری نسبت به نوع اول هستند. با این وجود، با این دستگاهها، نمیتوان در یک زمان، در یک بخش سرمایش و در بخش دیگر گرمایش ایجاد کرد و سیستم در یک زمان، یا باید گرمایشی باشد و یا سرمایشی.
3- سیستمهای VRF با بازیابی حرارت
پیشرفتهترین سیستم تهویه VRF را میتوان وی آر اف نوع بازیابی حرارت دانست. در این نوع از VRF نیز مانند نوع دوم، امکان ایجاد سرمایش و گرمایش با استفاده از یک دستگاه واحد وجود دارد. اما بر خلاف وی آر اف سرمایشی و گرمایشی، سیستمهای وی آر اف بازیابی حرارت، از قابلیت ایجاد سرمایش و گرمایش در نقاط مختلف و در یک زمان برخوردارند و شما میتوانید با کمک این فناوری، در یک زمان، یکی از اتاقها را سرد نگه دارید و دیگری را گرم کنید.
ب) تقسیمبندی بر اساس انرژی مصرفی
سیستمهای VRF میتوانند از اتواع مختلف منابع انرژی برای فعالیت استفاده کنند و شما قادر خواهید بود، متناسب با شرایط محل زندگی و یا هزینههای مربوط به هر یک از منابع انرژي، سیستم وی آر اف مناسب خود را انتخاب و تهیه نمیایید. لذا یکی دیگر از روشهای دستهبندی انواع سیستمهای VRF، تقسیمبندی بر اساس نوع انرژی مصرفی است. این سیستمها را بر اساس نوع انرژی مصرفی، می توان به دو دسته تقسیم تقسیم کرد که عبارتند از:
1- سیستمهای VRF برقی
در این نوع سیستم، از جریان الکتریکی، برای تامین انرژي دستگاه استفاده میشود. سیستم تهویهی VRF برقی را با نام EHP نیز میشناسند. در این نوع از دستگاهها، کمپرسور موجود در یونیت خارجی از طریق الکتروموتورها حرکت میکند که برای فعالیت، به انرژي الکتریکی نیاز دارند. به همین دلیل، این نوع سیستم VRF، معمولا به انرژی زیادی نیاز دارند و پر مصرف محسوب میشوند.
2- سیستمهای VRF گازی
در سیستمهای وی آر اف گازی یا GHP از گاز شهری برای چرخاندن کمپرسورها استفاده میشود. به دلیل، طراحی مناسبتر این نوع سیستم، بهتر است برای ساختمانهای بزرگ از VRFهای گازی استفاده شود؛ چرا که معمولا راندمان بالاتری نسبت به وی آر اف های برقی از خود نشان میدهند.
مزایای استفاده از سیستم VRF
سیستمهای VRF از جمله مدرنترین دستگاههای سرمایش و گرمایش ساختمان هستند و استفاده از آنها، مزایای بسیار زیادی دارد. در این بخش به برخی از این ویژگیهای ارزشمند اشاره خواهیم کرد:
1- بازدهی بالا
طراحی سیستمهای وی آر اف به گونهای است که با مصرف حداقل انرژی، بیشترین انتقال حرارت را داشته باشد. از همین رو، مصرف انرژی این سیستم، نسبت به سایر سیستمهای سرمایش و گرمایش مرسوم مانند اسپلیتها و کولرهای گازی بسیار کمتر است. از طرفی، در سیستم VRF میتوان بدون نیاز به تولید گرما و صرفا با انتقال حرارت از مکانی به مکان دیگر، نقاط مختلف را گرم کرد.
2- حفظ محیط زیست
احتمالا شما هم با خطرات زیست محیطی بسیاری از دستگاههای خنک کننده آشنایی دارید. این سیستمها با آزاد کردن گازهای سمی، باعث ایجاد آسیبهای جدی برای محیط زیست میشوند. این در حالی است که در سیستم VRF خبری از این گازهای سمی نیست. بنابراین با خیال راحت میتوانید تهویهی ساختمان خود را به VRF بسپارید.
3- هوشمند بودن
در مواردی، ممکن است شما نیاز داشته باشید که هر اتاق در منزل شما دمای خاصی داشته باشد، مثلا در تابستان، اتاق خواب شما خنکتر از اتاق کودکانتان باشد، یا در یک زمان یک اتاق گرم شود و اتاق دیگری سر شود. در گذشته، برای این کار، شما مجبور بودید که برای هر اتاق یک دستگاه سردکننده یا گرمکننده مجزا تهیه نمایید. اما امروزه، این مشکل با فناوری جدید ارائه شده در سیستمهای VRF برطرف شده است.
طراحی سیستمهای VRF بسیار هوشمندانه است و به راحتی میتوان دمای اتاقها و بخشهای مرکزی ساختمان را تغییر داد. این ویژگی، ضمن کمک به مدیریت مصرف انرژي و جلوگیری از هدر رفت آن، شما را از خرید چند سیستم گرمایشی و سرمایشی بینیاز مینماید. همچنین وجود عیبیابهای اتوماتیک نیز باعث شده است که مشکلات احتمالی دستگاه به راحتی شناسایی شده و تعمیر آن با سرعت بیشتری انجام شود. علاوه بر این، سیستم VRF دارای فیلتراسیون هوشمند هستند و می توانند هوای وارد شده به کمپرسورها را فیلتر کرده و مانع از ورود ذرات گرد و غبار به فضای داخلی شوند.
4- کاربرد در همهی شرایط آب و هوایی
همانطور که میدانید، برخی از سیستمهای تهویه را نمیتوان در مناطق مرطوب استفاده کرد. یا اینکه استفاده از آنها در برخی مناطق، چندان بازدهی بالایی ندارد. سیستم VRF، این مشکل را نیز حل نمودهاست و آن را میتوان در همهی شرایط آب و هوایی مورد استفاده قرار داد؛ بدون اینکه بازدهی دستگاه کاهش محسوسی پیدا کند.
5- حمل و نقل و نصب راحت سیستم VRF
تجهیزات مورد استفاده در سیستم وی آر اف دارای اندازههای مناسب و وزن کم هستند. به همین دلیل، حمل و نقل و نصب آنها راحتتر انجام میشود. همچنین، قرار گرفتن یونیتهای خارجی در پشت بام، باعث افزایش فضای مفید درون ساختمان خواهد شد. علاوه بر آن، یونیتهای داخلی نیز در سقف سازه طراحی میشوند و فضای داخلی را اشغال نمیکنند.
6- عدم نیاز به موتور خانه
در سیستم VRF هیچ نیازی به موتورخانه و فضای کنترل حرارت وجود ندارد و تمامی فرایند سرمایش و گرمایش تنها توسط یونیتهای داخلی و خارجی انجام میشود. از طرفی، در دستگاه وی آر اف نیازی به لوله کشی و کانال کشیهای گسترده نخواهد بود. از همین رو، هزینههای نصب نیز تا حد زیادی کاهش پیدا میکنند.
معایب استفاده از سیستمهای VRF
یک تکنولوژی هر چقدر هم که هوشمندانه و مدرن باشد، باز هم ممکن است نقاط ضعفی داشته باشد، سیستم VRF نیز از این قاعده مستثنی نبوده و معیبی دارد. البته باید گفت که این معایب، نسبت به مزایا بسیار محدود بوده و معمولا قابل چشمپوشی هستند. اما اگر قصد خرید سیستم تهویه VRF را دارید بهتر است با معایب آن نیز آشنا شوید؛ برخی از این معایب عبارتند از:
1- بالا بودن هزینهی اولیه
دستگاههای VRF نسبت به اسپلیتها، کولرهای گازی و چیلر دارای قیمت بالاتری هستند. مخصوصا اگر از مدل برقی VRF بخواهید استفاده کنید. از همین رو، برای استفاده از این سیستم در ساختمانهای بزرگ، ممکن است مجبور به پرداخت پول بیشتری شوید. لازم به ذکر است که هر چقدر متراژ ساختمان بیشتر باشد، تعداد یونیتهای داخلی نیز افزایش پیدا کرده و این باعث بالا رفتن هزینهها خواهد شد.
2- برای برجهای بلند قابل استفاده نیست
شرکتهای سازندهی VRF برای نصب و به کارگیری آن از استانداردهای خاصی پیروی میکنند. یکی از این استانداردها، میزان فاصله بین یونیت خارجی با یونیت داخلی است. حال اگر یک یونیت خارجی را در پشت بام قرار دهیم، تا فاصلهی مشخصی از طبقات میتوانیم از یونیتهای داخلی استفاده کنیم. به همین دلیل، در برجهای بلند که فاصلهی پشت بام تا طبقات زیرین زیاد است، نمیتوان سیستم VRF را نصب نمود.
3- گرمایش ضعیف برای مناطق سردسیر
همانطور که گفتیم، سیستم تهویه مطبوع VRF هم به صورت گرمایشی کار میکند و هم به صورت سرمایشی. اما در مناطق سردسیر معمولا نمیتوان تامین دمای مورد نیاز را از سیستم VRF توقع داشت. همچنین باید بدانید که در وی آر اف های برقی مصرف الکتریسیته خیلی بالاست و گرمایش دائم با استفاده الکتریسته، ممکن است از نظر اقتصادی قابل توجیه نباشد. به همین دلیل، در مناطق سردسیر، معمولا از یک سیستم مکمل گرمایشی نیز در کنار VRF استفاده میکنند.
4- هزینهی بالای تعمیرات
متغیر بودن جریان مبرد و گاز در سیستم VRF باعث شده است که احتمال نشت گاز در لولهکشیها و یونیتهای داخلی وجود داشته باشد؛ اما جای نگرانی نیست، چرا که این گازها هیچ خطری برای محیط زیست و انسان ندارند. با این وجود، تعمیر آن معمولا هزینهی زیادی در بر خواهد داشت. زیرا باید مجددا گاز را به طور کامل به یونیتها تزریق نمود.
5- نصب و راه اندازی تخصصی
پیشرفته بودن سیستم VRF باعث شده است که طراحی و راه اندازی آن با دشواریهایی همراه باشد. به همین دلیل، فرایند نصب دستگاههای وی آر اف باید توسط مهندسان و متخصصان با تجربه انجام شود و هر کسی نمیتواند این کار را برای شما انجام دهد. همین تخصصی بودن نصب، باعث افزایش هزینهها خواهد شد.
دستگاههای چیلر چه تفاوتی با VRF دارند؟
چیلرها نیز یکی از سیستمهای پرکاربرد برای تامین گرما یا سرمای ساختمان هستند. از این دستگاه نیز مانند VRF به طور گسترده در سازههای مختلف استفاده میشود. اما کدام یک از این سیستمها کارایی بهتری دارد؟ برای داشتن یک تهویهی مطبوع از کدام دستگاه استفاده کنیم؟ اگر میخواهید پاسخ این سوالها را پیدا کنید، در ادامهی مقاله همراه ما باشید.
یکی از تفاوتهای اصلی بین چیلر و VRF در نوع طراحی و فناوری به کار رفته در آنها است. پیچیدهتر بودن سیستم چیلر موجب شده است که استفاده از آن، نیاز به اپراتور داشته باشد. این در حالی است که در سیستم VRF همه چیز به سادگی انجام شده و فقط کافی است سالیانه دو مرتبه بازرسی شود.
از دیگر تفاوتهای چیلر و VRF میتوان به نوع مبرد آنها اشاره کرد. در چیلر، آب به عنوان سیال به کار میرود؛ در حالی که سیستمهای VRF دارای جریان گازی است.
جالب است بدانید که دمای چیلرها را نمیشود به صورت دقیق کنترل کرد، چرا که این دستگاهها فقط قابلیت روشن و خاموش کردن دارند. همچنین، از سیستم چیلر فقط برای سرمایش استفاده میشود. این در حالی است که سیستمهای وی آر اف دارای گرمایش و سرمایش به صورت همزمان هستند و با استفاده از آنها، می توان دما را به صورت دقیقتری کنترل و تنظیم نمود.
به طور کلی، تجربه نشان داده است که سیستم VRF مزایای بیشتری نسبت به چیلر دارد. اما با توجه به برخی محدودیتهای سیستم وی آر اف، برای تامین سرمای ساختمانهای بلند و فضاهای بسیار بزرگ، استفاده از چیلرها میتواند گزینه مناسبی باشد.
برای خرید سیستم VRF به چه مواردی باید توجه کرد؟
اگر قصد خرید سیستمهای VRF را دارید، انتخابهای زیادی مقابل شما قرار دارد. اکثر شرکتهای معتبر لوازم خانگی، تجهیزات VRF را نیز تولید میکنند. از جمله برندهای مشهور بازار میتوان به برندهای ژاپنی مانند میتسوبیشی و جنرال اشاره کرد که از کیفیت بسیار بالایی برخوردارند. علاوه بر آنها، شرکتهای معروف کرهای مانند ال جی و سامسونگ نیز سیستمهای VRF با تکنولوژی روز را تولید میکنند. این برندها معمولا بیشترین فروش را در بازار ایران دارند. البته قیمت آنها نیز نسبت به سایر برندهای تولیدکننده VRF بالاتر است.
در صورتی که قصد خرید یک سیستم تهویه VRF با قیمت کمتری را دارید، بهتر است به سراغ برندهای چینی بروید، از جمله برندهای چینی میتوان به مدیا و گری اشاره کرد که نسبت به قیمت، بازدهی قابل قبولی دارند.
پیشنهاد ما این است که برای خرید این سیستمها حتما با متخصصان مشورت کرده و همهی جوانب را در نظر بگیرید. چرا که ممکن است هزینهی اولیه یک دستگاه پایین باشد اما مصرف انرژی بالاتری داشته باشد و بالعکس. بنابراین، بسیار مهم است که هنگام خرید، علاوه بر قیمت، به کیفیت تجهیزات، خدمات پس از فروش و مصرف انرژی نیز توجه نمایید.
سخن آخر
ما در این مقاله، یکی از جدیدترین و برترین سیستمهای سرمایش و گرمایش ساختمان در سالهای اخیر را مورد بررسی قرار دادیم. امروزه، استفاده از سیستم VRF با داشتن تکنولوژی مدرن و مزایای فراوان کاربرد بسیار زیادی در ساختمانسازی پیدا کرده است. به طوری که در اغلب ادارات، آپارتمانهای مسکونی، بیمارستانها و هتلها میتوان تجهیزات VRF را مشاهده نمود.
قابلیت سرمایش و گرمایش همزمان، هوشمند بودن و امکان استفاده در همهی شرایط آب و هوایی، تنها بخشی از ویژگیهای مثبت VRF است. با این حال، عدم کارایی در ساختمانهای بلند و هزینههای اولیه بالا ممکن است محدودیتهایی برای استفاده از VRF ایجاد کند.
در انتها، پیشنهاد میکنیم که در صورت تمایل، پس از در نظر گرفتن همهی جوانب و مشورت با متخصصان، یکی از بهترین سیستمهای VRF را برای تهویهی مطبوع ساختمان خود انتخاب و نصب نمایید.
اکنون نوبت شماست، آیا تجربهی خاصی از استفاده از سیستم VRF یا سایر دستگاههای سرمایش و گرمایش ساختمان داشتهاید؟ کدام یک بهتر کار میکند؟ کدام ویژگی در این سیستمها نظر شما را جلب کرده است؟ در بخش نظرات میتوانید پاسخهای خود را برای ما و دوستانتان به اشتراک بگذارید، منتظر شنیدن نظرات شما هستیم.