چگونه سیستم VRF بهره وری انرژی تهویه مطبوع را بهبود می بخشد!

فناوری جریانی مبرد متغیر یا همان سیستم VRF که در سال 1982 در ژاپن توسعه یافت ، امکان بهبود کارایی 40 تا 50 درصدی را نسبت به واحدهای استاندارد ASHRAE 90.1 استاندارد فراهم می کند. اصولاً VRF ها از مبرد به عنوان محیط انتقال خنک کننده و انتقال گرما در سیستم تهویه مطبوع استفاده می کنند. مبرد توسط یک واحد تغلیظ کننده در فضای باز تهویه شده و سپس در داخل ساختمان به چندین واحد فن کوئل داخلی پخش می شود.

“سیستم های جریان مبرد متغیر” ، گزارشی که توسط آزمایشگاه ملی Pacific Northwest برای اداره خدمات عمومی تهیه شده است ، یادداشت می کند که VRF “گزینه اصلی سیستم تهویه مطبوع در اروپا ، ژاپن ، چین و سایر نقاط جهان است.” آنها از طیف گسترده ای از تولید کنندگان در ایالات متحده در دسترس هستند.

برای دستیابی به یک جریان مبرد متغیر، سیستم های VRF ها به طور کلی اینورتر جریان مستقیم را روی کمپرسور قرار می دهند که از سرعت متغیر موتور پشتیبانی می کند. این اجازه می دهد تا VRF ها فقط با سرعت لازم برای تأمین تقاضا کار کنند و این امکان را می دهد که در شرایط بار جزئی صرفه جویی در انرژی انجام شود.

ایان ام شاپیرو ، مهندس ارشد و بنیانگذار مهندسی تایتم می گوید که او به خصوص از کمپرسور حالت متغیر به خصوص برای آب و هوای سرد بسیار خوشش می آید. شاپیرو خاطرنشان می کند: “اگر كانادا را نیز شامل شویم، حدود 50 درصد آمریكای شمالی به گرمایش و همچنین تهویه مطبوع اهمیت می دهند.”

شاپیرو امیدوار است که با شیوع بیشتر VRF های جدید با راندمان بالا، آنها همچنین شامل داده های درجه بندی دما، به ویژه برای سیستم های پمپ حرارتی VRF باشند.

برای ساختمانهای بزرگتر، سیستم های پمپ حرارتی VRF ظرفیتهای بزرگتری نسبت به نمونه های کوچک تر پمپ حرارتی منبع هوا و ویژگیهای پیشرفته مانند بازیابی حرارت از طریق گرمایش و سرمایش همزمان، طول لوله های طولانی تر و واحدهای داخلی بیشتر در هر سیستم ارائه می دهند.

سیستم VRF

بازیابی حرارت در مقابل پمپ گرما در سیستم های VRF

دو فرمت بر سیستم های VRF حاکم است:

• بازیابی گرما
• پمپ حرارت

VRF های بازیابی گرما می توانند دو سیستم یا سه لوله باشند و توانایی گرم کردن مناطق خاص در حین خنک سازی مناطق دیگر را دارند. حداقل دو تولید کننده اصلی از یک سیستم دو لوله ای استفاده می کنند که دارای یک کنترل کننده مدار انشعاب در مناطق جداگانه اواپراتور داخلی است. گرمای استخراج شده از مناطق نیاز به خنک سازی سپس به مناطق نیاز به گرمایش اعمال می شود. سایر تولیدکنندگان از سیستم سه لوله ای برای انجام همان کار استفاده می کنند.

لهرر توضیح می دهد: “سیستم های VRF بازیابی گرما با فراهم آوردن قابلیت جذب گرما از منطقه ای كه نیاز به خنك كردن و استفاده مجدد از آن در منطقه ای كه نیاز به حرارت دارد، كارایی بیشتری را ارائه می دهند.” “این اجازه می دهد تا چندین منطقه متنوع به یک مجموعه از کمپرسورهای مرکزی متصل شوند ، که در مقایسه با استفاده از چندین سیستم مستقل ، ممکن است در تناژ اسمی کمتری نصب شود.”

سیستم های بازیابی گرما مزایای دیگری نیز دارند. لهرر اضافه می کند: “(آنها) طول خط مبرد را برای افزایش انعطاف پذیری نصب و كمپرسورهای وظیفه اینورتر برای بهبود انعطاف پذیری عملیاتی با توانایی كار كردن واحد در شرایط پایین تر محیط فراهم می كنند.”

واحدهای کمپرسور غالباً هوا خنک می شوند. با این حال، بعضی اوقات واحدهای خنک کننده با آب استفاده می شوند و به یک برج خنک کننده متصل می شوند. پیچیدگی کمپرسورهای جریان مبرد متغیر و کنترل های پیچیده آن به معنی گران بودن کمپرسورها نسبت به سیستم های معمولی استاندارد است.

VRF های پمپ حرارتی معمولاً سیستم های دو لوله ای هستند که به طور مشابه با پسرخودهای بازیابی گرما کار می کنند، اما انعطاف پذیری تأمین نیازهای سرمایش و گرمایش را ندارند. همه مناطق باید خنک کننده یا گرم کننده باشند.

لهرر می گوید، در حالی که این باعث افزایش مصرف انرژی کلی تأسیسات می شود، “هزینه نصب شده پایین تر است و سیستم و شیرهای کنترل آن پیچیدگی کمتری دارند و در نتیجه هزینه تعمیر و نگهداری طولانی مدت کاهش می یابد.”

طبق گزارشی از آزمایشگاه ملی اقیانوس آرام شمال غربی ، سیستم های VRF شامل کنترل های پیشرفته ای است که با واحدها ترکیب شده اند. این کنترل ها شامل خودآزمایی و نقاط نظارت است. در بسیاری از موارد ، VRF ها می توانند بدون سیستم اتوماسیون ساختمان جداگانه کار کنند. با این حال ، آنها همچنین می توانند از طریق پروتکل های ارتباطی اتوماسیون ساختمان غیر اختصاصی با سایر سیستم های ساختمان ارتباط برقرار کنند.

برنامه های مقاوم سازی سیستم VRF در تهویه مطبوع

در این گزارش آمده است: “VRF به خوبی برای كاربردهای مجدد ساختمانهای قدیمی مناسب است ، زیرا می تواند در فضای محدود ، جایی كه در حال حاضر مجاری محدود یا فاقد آن است ، به تجهیزات موجود اضافه یا جایگزین شود … با این حال ، بسیاری از فن کوئل های مورد نیاز هزینه های نگهداری را معرفی می کنند که ممکن است قبلاً وجود نداشته باشد ، مانند تغییر فیلترها و تمیز کردن سیستم میعانات. ”

آنتونیو بوزا، مدیر فناوری دفتر فناوری های ساختمانی DOE ، اشاره می کند که VRF ها نسبت به RTU های استاندارد نیاز به نگهداری متفاوت دارند. هنگامی که کارکنان آموزش دیدند، تعمیر و نگهداری در واقع دشوارتر نیست ، بلکه متفاوت است.

اندرو لرر ، رهبر تمرین ساختمانهای با کارایی بالا در Environment Systems Design Inc، می گوید که وی به مدیران تاسیسات توصیه می کند “واحدهایی با نظارت پیشرفته برای مشاوره در مورد مشکلات احتمالی و واحدهایی که دارای سیستم پشتیبانی خدمات شخص ثالث قوی در بازار هستند.

لهرر همچنین توصیه می کند که لوله کشی مبرد در مکان های در معرض یا در دسترس، هرجا ممکن باشد، اجرا شود “که امکان انعطاف پذیری بیشتر برای رفع نشت در طول عمر تأسیسات را فراهم می کند.”

لهرر همچنین مشاهده می کند که سیستم های VRF توانایی اندازه گیری مصرف انرژی در هر واحد اواپراتور را دارند که می تواند در کاربردهای چند مستاجر یا خرده فروشی مفید باشد.

منبع: مجله مدیریت ساختمان facilitiesnet