سیستم VRF چیست؟
VRF یکی از سیستم های سرمایشی / گرمایشی است که در بسیاری از مراکز تجاری، اداری، هتل ها و بیمارستان و ساختمان های بزرگ از آن استفاده می شود. این سیستم تهویه هوا به دلیل استفاده از تکنولوژی جریان مبرد متغیر و بهرهمندی از کمپرسورهای اینورتردار پیشرفته، توانسته است جز یکی از بهترین و کارآمدترین سیستم های سرمایشی و گرمایشی به شمار رود. سیستم وی آر اف توانسته است با صرفهجویی در انرژی، آسایش حرارتی، کنترل دقیق دما و کاربرد دو منظوره ( سرمایشی و گرمایشی) گوی سبقت را از تجهیزات سرمایشی / گرمایشی سنتی برباید و پرچمدار دستگاه های تهویه مدرن باشد. در این مقاله قرار است سیستم VRF را به صورت کامل تعریف کرده و ضمن معرفی انواع آن، مزیت ها و محدودیت های این تجهیزات تهویه هوا را نیز بیان نماییم.
سیستم سرمایشی / گرمایشی VRF چیست؟
اگر دقت کرده باشید در ساختمان های بزرگ مثل هتل ها، بیمارستان و یا برج های اداری و مسکونی دیگر خبری از آن دستگاه های اسپلیت دیواری متعدد و پرسر و صدا یا رادیاتورهای حجیم و شوفاژهای سنتی نیست. سیستم تهویه ای که در این ساختمان ها از آن استفاده می شود غالبا از نوع VRF است. V مخفف R ، Variable مخفف Refrigerant و F مخفف Flow می باشد؛ یعنی جریان متغیر مبرد.
سیستم وی آر اف به کمک گاز مخصوص که معمولا R410A، R32 یا در مدل های جدیدتر R454B نام دارد، محیط را به دمای مورد نظر می رساند. این سیستم مدرن و کم صدا هم می تواند برای سرمایش محیط و هم به عنوان دستگاه گرمایشی مورد استفاده قرار بگیرد. در بخش بعدی ضمن معرفی اجزای اصلی آن به چگونگی عملکرد این تجهیزات مدرن تهویه هوا خواهیم پرداخت.
اجزای اصلی سیستم وی آر اف و چگونگی عملکرد آن
سیستم وی آر اف از شش جز اصلی تشکیل شده است؛ یونیت داخلی، یونیت خارجی، لوله کشی مبرد،کنترلرها و ترموستاتها، شیرهای انبساط الکترونیکی، و سیستم کنترل مرکزی.
یونیت داخلی در داخل ساختمان و معمولا به صورت سقفی و یا دیواری به صورت توکار نصب می شود. این یونیت وظیفه تبادل حرارت با هوای داخل فضا و توزیع هوای گرم یا سرد را بر عهده دارد. یونیت خارجی بر روی پشت بام ها و فضاهایی که برای آن ها تعبیه شده است قرار می گیرد. ( با نصب یونیت های خارجی بر روی پشت بام ها، نمای ساختمان زیبایی و جلوه خود را حفظ خواهد کرد و در مقایسه با اسپیلت ها این مورد یک مزیت محسوب می شود.)
لازم به ذکر است بگوییم برای استفاده از سیستم خنک کننده و گرم کننده وی آر اف لازم است که لوله کشی مبرد انجام شود. جنس این لوله ها از مس بوده و همچنین برای وی آر اف های GHP ( که در ادامه توضیح خواهیم داد) می بایست لولهکشی گاز طبیعی (معمولاً فولادی یا پلی اتیلن) برای تأمین سوخت موتور به یونیت خارجی نیز انجام گردد. بدیهی است که هزینه قابل توجهی برای اجرای این سیستم های گرمایشی / سرمایشی می بایست صرف گردد که بسته به نوع کاربری ساختمان، صرفه جویی میزان انرژی، و افزایش قیمت نهایی ملک این صرف هزینه توجیه پذیر خواهد بود.
نحوه عملکرد سیستم وی آر اف
VFR همان طور که از نامش(جریان متغیر مبرد) پیداست بر اساس چرخه تبرید تراکمی کار می کند. گاز مبرد در این دستگاه در یک مدار بسته بین یونیت خارجی و داخلی در گردش است. در واقع گاز مبرد توسط کمپرسور یونیت خارجی فشرده می شود و دمای آن به شدت بالا می رود (تا حدود ۸۰ تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد). سپس این گاز داغ وارد کندانسور می شود و حرارت خود را در هوای بیرون دفع میکند و تبدیل به مایع میگردد.
این مایع از طریق لوله های مسی به سمت یونیت داخلی حرکت کرده و قبل از ورود، از شیر انبساط الکترونیکی نیز عبور میکند که فشار آن را ناگهانی کاهش میدهد و دمایش را تا زیر صفر میرساند. در نهایت، مبرد سرد وارد اواپراتور یونیت داخلی شده و گرمای هوای داخل فضا را جذب میکند. پس از جذب گرما، مبرد دوباره به گاز تبدیل شده و به کمپرسور بازمیگردد تا چرخه تکرار شود. این چرخه در حالت گرمایش معکوس میشود.
برای فهم بهتر و راحت تر باید بگوییم که عملکرد وی آر اف همانند دستگاه های اسپیلت است با این تفاوت که هر یونیت داخلی می تواند دقیقا بر اساس نیاز همان فضا مبرد دریافت کند و این یعنی صرفه جویی در مصرف برق و انرژی. همچنین قابلیت تنظیم دما برای هر یونیت داخلی این امکان را می دهد که هر اتاق دمای مستقل خود را داشته باشد و آسایش حرارتی در کل ساختمان برقرار گردد.
انواع VRF
همان طور که در بخش های قبلی گفته شد وی آر اف ها هم به عنوان سیستم سرمایشی و هم به عنوان سیستم گرمایشی مورد استفاده قرار می گیرند. به صورت کلی اگر بخواهیم از منظر نوع منبع انرژی این تجهیزات گرمایشی / سرمایشی را دسته بندی نماییم باید بگوییم که VRFها دو نوع دارند؛ EHP و GHP .
EHP : Electric Heat Pump
GHP : Gas Heat Pump
وی آر آف های EHP که همان وی آر اف های معمولی هستند با برق کار می کنند و به صورت دو منظوره ( سرمایشی / گرمایشی ) مورد استفاده قرار می گیرند. وی آر اف GHP علاوه بر برق به گاز طبیعی برای تامین نیروی محرکه کمپرسور نیز نیاز دارند. این نوع از VRF ها برای ساختمان هایی که منبع گرمایشی دیگری ندارند گزینه بسیار ایده آلی محسوب می شود. همچنین برای مناطق و کشورهایی که در آن هزینه گاز از برق ارزان تر است انتخاب بهتری می باشند. اما باید توجه نمایید که برای نصب وی آر اف های GHP علاوه بر لوله کشی مبرد به لوله کشی گاز نیز نیاز می باشد.
مقایسه EHP و GHP :
اگر بخواهیم یک مقایسه کلی بین این دو نوع وی آر اف EHP و GHP داشته باشیم بهتر است به مزیت ها و محدودیت های هر کدام اشاره ای نماییم:
مزایا و محدودیت های EHP
| مزایا | محدودیت ها یا معایب |
| راهاندازی آسان | مصرف برق بالا |
| آلودگی مستقیم کمتر در محل | وابستگی کامل به شبکه برق |
| سرویس سادهتر | در پیک مصرف، هزینه بهرهبرداری ممکن است زیاد شود |
مزایا و محدودیت های GHP
| مزایا | محدودیت ها یا معایب |
| کاهش مصرف برق | نیاز به گازرسانی مطمئن |
| مناسب برای بارهای سرمایشی/گرمایشی بالا | هزینه نصب و نگهداری بالاتر |
| گزینه مناسب در مناطقی با محدودیت ظرفیت برق | تجهیزات جانبی بیشتر |
تفاوت VRF و VRV
وقتی در اینترنت مشغول جست و جو درباره سیستم تهویه VRF هستید به واژه VRV نیز برخورد خواهید کرد. و یا بسیاری از شرکت های ارائه دهنده خدمات سرمایشی و گرمایشی از وی آر وی به جای وی آر اف استفاده می کنند. باید بگوییم که عملا هیچ گونه تفاوتی بین این دو سیستم وجود ندارد و این دو نام هر دو به یک فناوری اشاره دارند.
ریشه این دوگانگی در نامگذاری این سیستم تهویه به شرکت دایکین (Daikin) ژاپن برمی گردد؛ این شرکت در اوایل دهه 1980 سیستمی را ساخت که میتوانست میزان مبرد ارسالی به هر یونیت داخلی را به صورت مستقل و پیوسته تغییر دهد. آنها این فناوری را VRV نامیدند و به عنوان علامت تجاری ثبت کردند. بعدها شرکت های دیگر به دلیل حق کپی رایت نتوانستند این نام را به کار ببرند از این رو از اصطلاح VRF (Variable Refrigerant Flow) استفاده کردند.
آیا استفاده از سیستم گرمایشی و سرمایشی VRF در ایران مناسب و کاربردی است؟
استفاده از سیستم VRF در ایران به خصوص در برج ها و ساختمان های اداری و مسکونی بزرگ یکی از بهترین تجهیزات سرمایشی و گرمایشی می باشد که علاوه بر کارایی بهتر و بالاتر آنها به دلیل هزینه های بالای خرید و نصب، موجب افزایش قیمت ساختمان در هنگام فروش و اجاره خواهد شد. اما به دلیل وجود تحریم ها و قیمت بالای ارز و عدم ساخت این تجهیزات در داخل ایران، بهره مندی از آنها خالی از چالش های مالی و اجرایی نخواهد بود.
برای اینکه بهتر بتوانید تصمیم گیری نمایید بهتر است نگاهی به مزایا و محدودیت های استفاده از VRF ها در ایران بیاندازید:
مزایای استفاده از VRF در ایران
- مصرف انرژی کمتر نسبت به بسیاری از سیستمهای سنتی سرمایشی و گرمایشی
- کنترل مستقل دما برای هر واحد، اتاق یا فضا
- مناسب برای ساختمانهای بزرگ مانند برجها، هتلها، مراکز اداری و تجاری
- اشغال فضای کمتر نسبت به برخی سیستمهای تهویه دیگر
- عملکرد کمصدا و مناسب برای محیطهای مسکونی و اداری
- افزایش ارزش ملک در زمان فروش یا اجاره ساختمان
- امکان طراحی انعطافپذیر متناسب با معماری پروژه
- قابلیت مدیریت مرکزی و هوشمند در ساختمانهای مدرن
- کاهش نیاز به کانالکشی گسترده در برخی پروژهها
محدودیتها و چالشهای استفاده از VRF در ایران
- هزینه اولیه بالا برای خرید و نصب سیستم
- وابستگی به نرخ ارز و نوسانات قیمت تجهیزات
- تأثیرپذیری از تحریمها و دشواری در تأمین برخی قطعات
- عدم تولید داخلی وی آر اف و قطعات آن
- نیاز به طراحی دقیق و تخصصی پیش از اجرا
- لزوم نصب توسط افراد متخصص و مجرب
- هزینه تعمیر و نگهداری نسبتاً بالا
- وابستگی کامل به برق برای عملکرد سیستم
- حساسیت به نشتی مبرد و نیاز به سرویس منظم
- محدودیت در دسترسی به خدمات پس از فروش برخی برندها
نتیجه گیری
سیستم سرمایشی / گرمایشی VRF به عنوان یکی از مدرن ترین فناوری های تهویه هوا توانسته است جایگزین مناسبی برای سیستم های خنک کننده و گرم کننده سنتی باشد. در طراحی این سیستم ها مصرف پایین انرژی، آسایش حرارتی بالا، کنترل دقیق دما و قابلیت تأمین همزمان سرمایش و گرمایش لحاظ شده است که همین وجه تمایز آن با دیگر تجهیزات گرمایشی/ سرمایشی می باشد. استفاده از وی آر اف های EHP و GHP وابسته به نوع کاربرد، شرایط اقلیمی، هزینه حامل های انرژی و بودجه پروژه، می باشد. در نهایت با وجود تحریم های گسترده و قیمت بالای خرید و نصب این تجهیزات، برای بسیاری از برج ها و ساختمان ها هنوز هم VRF به عنوان بهترین گزینه می باشد.
