نکات طراحی سیستم VRF

مزیت اصلی سیستم های جریان مبرد متغیر VRF قابلیت پاسخگویی به تغییرات بار مورد نظر است. در مقایسه با سیستم های انبساط مستقیم مرسوم DX که به صورت محدود پیشنهاد می شود و به تغییرات در بار فضای مورد نظر پاسخگو نیست. این مشکل وقتی بیشتر جلوه می کند که سیستم DX مرسوم بالاتر از ظرفیت مورد نظر و یا در حالت بار کامل کار کند (زیرا سیکل کمپرسور دائم تکرار می شود)

یک سیستم vrf ساده که شامل کندانسینگ یونیت بیرونی و چندین یونیت اواپراتور داخلی است که این ها هم به وسیله لوله های مبرد و روغن و سیستم مدیریت کنترل مبرد به هم متصل شده اند اجازه می دهد که هر ترموستات به طور جداگانه ، شیر انبساط الکترونیکی که مختص خودش است را تعدیل کند و دمای مورد نظر را حفظ کند.

سیستم های vrf تقریبا ۲۵ سال است که در آسیا و اروپا استفاده می شود. سیستم های vrf می توانند با یک طراحی راندمان بالا و افزایش قابلیت کنترل به یک طراحی قابل قبول دست پیدا کنند.

در تصمیم گیری اگر یک سیستم vrf قابلیت عملی برای یک پروژه خاص را داشته باشد ، طراح آن باید در مورد مشخصات ساختمان فکر کند و آنها را لحاظ کند. بارهای مورد نیاز سرمایش ، گرمایش ، بارهایی که در زمان پیک اتفاق می افتند، گرمایش و سرمایش همزمان، هوای تازه مورد نیاز، دسترسی های مورد نیاز، دمای حداقل و حداکثر یونیت بیرونی، قابلیت تحمل و مشخصه های صدا.

مشخصات ساختمان در طراحی سیستم vrf
اگر چه کارخانجات به طور معمول در حال افزایش مجاز ماکزیمم کارکرد لوله های مبرد و طولانی تر شدن لوله های مبرد هستند، در عین حال این کار باعث افزایش قیمت صفر تا صد خواهد شد. در اغلب موارد برای طراحی سیستم vrf ماکزیمم مجاز فاصله عمودی بین یونیت بیرونی و دورترین یونیت داخلی تقریبا ۴۶ متر است. فاصله عمودی مجاز بین دو یونیت داخلی تقریبا ۱۴ متر است و ماکزیمم طول لوله کشی واقعی مجاز بین یونیت بیرونی و دورترین یونیت داخلی بیشتر از ۱۴۹ متر است.

هندسه ساختمان باید به دقت مورد مطالعه قرار گیرد. این سیستم در مواردی که طول سیستم لوله کشی مورد نیاز یا ارتفاع مجاز از کاتالوگ شرکت سازنده بیشتر شود، نباید مطرح شود.

در ساختمان ها چندین محل برای نصب یونیت بیرونی قابلیت دارند، از جمله پشت بام و طبقه همکف. هر یونیت بیرونی باید در جایی بیرون از ساختمان نصب شود که یونیت های داخلی امکان کار مناسب را داشته باشند. سایز فیزیکی یک vrf معمولی کمی بزرگتر از کندانسینگ یونیت های DX با ارتفاع بالاتر در حدود ۱۸ متر غیر از ساپورت ها است.

یونیت های داخلی دارای انواع مختلفی هستند از قبیل دیواری ، زمینی ، سقفی و نوع داکتی. این امکان وجود دارد که چندین نوع پنل های داخلی با یک یونیت بیرونی به کار گرفته شوند.
نصب یونیت خارجی vrf روی پشت بام

بار ساختمان در طراحی سیستم vrf
ترکیب ظرفیت های سرمایش یونیت های داخلی می تواند یکسان، بیشتر و یا کمتر از ظرفیت یونیت بیرونی باشد. یک مهندس می تواند تعیین کند که یک یونیت بیرونی با ظرفیت بین ۷۰ تا ۱۳۰ درصد مجموع ظرفیت یونیت های داخلی باشد. طرح مهندس باید با بار تهویه مطبوع ساختمان چک شود. برای اینکه هر یونیت بیرونی به یک اندازه پیک بار تمام فضاهای داخلی در هر زمان مفروض باشد. پیک بار یونیت های داخلی را با هم جمع می کنند که ظرفیت یونیت بیرونی را تعیین کنند.

در عین حال یک یونیت بیرونی با ظرفیت بالاتر و غیر لازم را انتخاب نکنید. اگر چه یک یونیت بیرونی با یک مرحله ظرفیت بالاتر از نیاز، در یک سیستم vrf می تواند در یک ظرفیت پایین تر هم کار کند. از انتخاب ظرفیت بالاتر اجتناب کنید مگر اینکه یک پروژه خاص مد نظر باشد و یا در آینده بار اضافی اعمال شود و یا مسائل دیگر.

قابلیت تحمل
ویژگی جالب و منحصر به فرد این سیستم، راندمان بالا در مقایسه با یونیت های هیت پمپ مرسوم است. توان کمتر مصرف شده در مقایسه با سیستم های مرسوم توسط سیستم vrf ناشی از متغیر بودن سرعت کارکرد کمپرسور و فن ها در یونیت بیرونی است. یک طرح باید فاکتورهای دیگری را هم که باعث افزایش راندمان می گردد لحاظ کند. به طور مثال تناژ مورد نیاز دستگاه باید به خوبی ارزیابی شود و از انتخاب یک دستگاه با تناژ بالاتر خودداری شود.

مبرد دوست دار محیط زیستی مانند R410 باید مد نظر قرار گیرد. با توجه به ویژگی های پمپ های حرارتی در حالت گرمایش به جای استفاده از گرمای مقاومت الکتریکی باید از شرایط هوای بیرون و بار گرمایی ساختمان استفاده کرد. به خاطر اینکه ظرفیت حرارتی قابل توجهی در دمای هوای پایین محیط بیرون قابل استفاده و امکان پذیر است ( به طور مثال در ظرفیت گرمایشی ۱۵ درجه سانتی گراد می توانیم به ۷۰ درصد ظرفیت گرمایشی قابل دسترس دمای ۱۶ درجه برسیم.) به شرطی که طراحی سیستم vrf به درستی انجام شده باشد.

هوای تازه مورد نیاز
یکی از چالش برانگیزترین جنبه های طراحی سیستم vrf احتیاج به فراهم آوردن هوای تازه بیرون تغذیه برای هر یونیت داخلی که مورد تایید استاندارد ASHRAE standard 62.1 / ANSI مربوط به تهویه و کیفیت هوای قابل قبول یونیت های داخلی و مقررات ملی ساختمان است، می باشد. بیشتر کارخانه های سازنده پیشنهاد یک جعبه هوای تازه و اتصال آن به یک کانال برای ورود به ساختمان را می کنند. یک فن مجزای هوای تازه بیرون و کنترل سیستم برای ساختمان های بزرگ الزامی است. در آب و هوای مرطوب به شرط استفاده از هوای بیرون تهویه شده برای هر یونیت داخلی، کیفیت هوای یونیت ها خوب و تضمین خواهد شد.

سرمایش و گرمایش همزمان
برخی از کارخانه های سازنده، یک سیستم vrf که توانایی سرمایش و گرمایش همزمان را دارد عرضه می کنند. در این سیستم ها با اینکه چندین یونیت داخلی به یک یونیت بیرونی متصل شده است، برخی از یونیت های داخلی می توانند گرمایش تولید کنند، در حالی که برخی از آنها سرمایش تولید می کنند. قیمت این یونیت ها و هزینه نصبشان در مقایسه با نوع معمولی بالاتر است. بیشتر طراحی های اقتصادی و صرفه جو می تواند به وسیله ترکیب زون هایی که بارهای سرمایش و گرمایش شبیه به هم دارند به دست آید. وقتی زون هایی که با بارهای گرمایشی و سرمایشی متفاوت به یک یونیت بیرونی متصل می شود باید به یونیت هایی که قابلیت دادن بارهای همزمان گرمایش و سرمایش را دارند، توجه شود.

به طور مثال زون هایی که ممکن است سرمایش و گرمایش همزمان داشته باشند ، وقتی که زون های داخلی و خارجی ترکیب می شوند، عبارتند از : زون های خارجی که دیوارهای رو به خارج آن از نظر بیرون بودن و آشکاری متفاوت باشد و یا زون هایی که سرمایش و گرمایش راحت، لازم دارند و دارای اتاق هایی که مستلزم کنترل محیطی بسته است می باشند. یونیت هایی که قابلیت سرمایش و گرمایش همزمان دارند در تناژ های کم وجود ندارند ( مثلا تناژهای کمتر از ۹ تن تبرید)

حداقل دمای هوای محیط
استفاده از هیت پمپ vrf برای سرمایش و گرمایش می تواند بازده انرژی ساختمان را افزایش دهد مخصوصا موقعی که برای گرمایش از هیت پمپ استفاده می شود به جای اینکه از یک کویل گرمایش الکتریکی استفاده شود. بیشتر یونیت های vrf ظرفیت گرمایش بیشتری نسبت به سیستم های DX مرسوم در دماهای پایین تر فراهم می کنند. طراح باید تولید گرما برای یونیت را در دمای طرح خارج بررسی و ارزیابی کند.

سازنده ها ظرفیت گرمایشی را به همراه دمای حداقل محیط در کاتالوگ نشان می دهند که بعد از یک نقطه روی نمودار که نشان از حداقل دمای محیط دارد، ظرفیت گرمایشی حداقل می شود. وقتی که دمای محیط از مقدار نمایش داده شده روی کاتالوگ کمتر شود گرمای تولید شده از سیکل هیت پمپ کاهش می یابد.

گرمایش اضافی وقتی که ظرفیت گرمایی یونیت vrf پایین تر از ظرفیت گرمایی مورد نیاز است باید با دقت بیشتری انجام شود. مراحل کارکرد باید بررسی شود و از کارکرد بیش از حد حالت گرمایش جلوگیری شود.

توان و قابلیت دسترسی
توان و قابلیت دسترسی برای تمام سیستم های ترکیبی شامل اواپراتور ، کندانسورهای بیرونی ، سلکتور انشعاب و پمپ های Drain لازم است (وقتی که در حال کار باشد)

انتخاب یونیت و طراحی سیستم
ویژگی ها و مشخصات یک سیستم تهویه مطبوع vrf لازم است که به دقت بررسی شود. انتخاب یونیت های داخلی بر اساس بیشترین بار سرمایی و گرمایی محل مورد تهویه انجام می شود.

در آب و هوای سرد وقتی که سیستم تهویه vrf به عنوان گرمایش اصلی فضا انتخاب شود، لازم است که تعدادی از یونیت های داخلی بر اساس بار گرمایشی مورد نظر انتخاب شود. وقتی که ظرفیت تمام یونیت های داخلی مشخص شد، یونیت بیرونی بر مبنای بار نهایی انتخاب می شود.

نصب vrf
نصاب باید با اجزا سیستم و شرایط لازم نصب vrf آشنا باشد.

لوله های مبرد باید خشک ، تمیز و فاقد نشتی باشد.

گاز نیتروژن باید در طول جوشکاری استفاده شود تا از اکسیده شدن داخل لوله های مبرد جلوگیری شود.

جزئیات نصب دستی vrf باید کاملا رعایت شود.

نصاب vrf باید با گزینه های کنترل قابل دسترس سیستم های vrf آشنا باشد.

برای مثال هر یونیت داخلی می تواند به طور مجزا توسط یک ترموستات قابل برنامه ریزی کنترل شود یا چندین یونیت داخلی در یک زون می تواند توسط همان ترموستات کنترل شود.

بیشتر کارخانه های سازنده سیستم های تهویه مطبوع vrf یک سیستم کنترل مرکزی را ارائه می دهند که این امکان توسط یک user که بازبینی و کنترل کل سیستم تهویه را از یک محل انفرادی یا از طریق اینترنت انجام می دهد، انجام می شود.

اغلب سازنده ها برای نصاب های خود دوره آموزش نصب vrf ارائه می دهند. متاسفانه تفاوت در نحوه نصب بین کارخانه های سازنده بسیار است و از اینرو نصاب ها باید با نحوه نصب هر یک آشنا شوند.

ماموریت های نصب
روش های دیگری هم باید به ماموریت های لازم سیستم های تهویه مطبوع یکپارچه و سیستم های هیت پمپ اضافه شود.

برخی از این کارها عبارتند از :

قابلیت ترموستات های مطمئن برای تلفیق کامل یونیت های داخلی

قابلیت یونیت های بیرونی برای سرمایش و گرمایش در حداکثر دمای محیط و خصوصیت تشخیص عیب توسط خود دستگاه باید برای شرایط مختلف بررسی شود.

زمانی که یک سیستم تهویه vrf تکی در حال نصب است، کل سیستم باید به مجرد تکمیل آن، نصب و راه اندازی شود.

مقررات تعمیر ، نگهداری و راه اندازی vrf
مقررات تعمیر ، نگهداری و راه اندازی vrf باید شامل اطلاعاتی در مورد دیاگرام سیم کشی یونیت ها ، شیوه های پیشگیرانه تعمیر و نگهداری ، لوازم یدکی و غیره باشد. نقشه های نهایی باید محل تمام اجزا سیستم را نشان دهد.

محدودیت های vrf
طراحی سیستم VRF برای تمامی کاربری ها مناسب نیست.

برخی از محدودیت های طراحی سیستم vrf عبارتند از :

جایی که از نظر ماکزیمم کویل های یونیت داخلی و دمای خشک و مرطوب حداقل، محدودیت وجود دارد که این امر یونیت های داخلی را برای استفاده ۱۰۰ درصد هوای بیرون نامناسب می کند. بخصوص زمانی که آب و هوا گرم و مرطوب باشد.

ظرفیت سرمایشی موجود برای یک یونیت داخلی ، باعث حداقل شدن دمای یونیت بیرونی می شود. این محدودیت در زمان استفاده از سیستم در هوای سرد توسط اتاقی که احتیاج به سرمایش دارد (مثل اتاق های تجهیزات مخابراتی) مشخص می شود.

فشار استاتیکی خارجی مجاز برای یونیت های داخلی داکتی (کانالی) محدودیت دارد. برای یونیت های داکتی ، طول کانال کشی مجاز و فیتینگ ها باید حداقل باشد. یونیت های داخلی داکتی باید نزدیک به زون محل تهویه باشد.

سیستم تهویه مطبوع vrf کنترل سرمایش و گرمایش را با یونیت های داخلی بالاتر از رنج کارکرد عرضه می کند. کمپرسورهای سرعت متغیر و فن ها در یونیت های بیرونی در شرایط مختلف بار سرعتشان را تعدیل کرده و موجب صرفه جویی در مصرف انرژی می شوند. یونیت های بیرونی باید با توجه به بار پیک ساختمان برآورد شود و نه بر اساس جمع بار پیک هر زون. کاهش ظرفیت یونیت های بیرونی زمانی است که با سیستم های مرسوم یکپارچه مقایسه شوند.

این سیستم به طراحان و مصرف کننده هایی که قابلیت انتخاب چندین زون مجزا را دارند پیشنهاد می شود که این امر سبب بهبود قابلیت کنترل سیستم می شود. امکانات و محدودیت های این سیستم باید به دقت سنجیده شود تا تصمیم مناسب و درخور سیستم تهویه vrf برای پروژه و بهینه سازی طراحی گرفته شود.