VRV (VRF) системи за климатизация

ОВКСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 9, 2008

Иновативно, съвременно и многофункционално решение за климатизация на сгради

    Във време на ограничени и много целенасочено изразходвани финансови ресурси, високотехнологичните и енергийноефективни решения за климатизация би следвало да стават все по-актуални. А информацията за тях - все по-необходима за личната и фирмена конкурентноспособност. В настоящата статия ще обърнем внимание на едно от най-съвременните решения за климатизация на сгради. Тъй като обхватността на темата е много голяма, всички специфики на VRV (VRF) системите трудно биха могли да се засегнат в една статия. Затова редакцията ще продължи да ви информира за всички новости в развитието им. Също така, ако имате коментар по темата, не се колебайте да ни пишете.
В последните няколко години, все по-голям дял от пазара на климатични системи заемат VRV (VRF) системите, които в редица случаи се оказват по-доброто решение в сравнение с вече доказали се в практиката климатични системи. Многозоновите (някои доставчици ги наричат и многозонални) климатични системи с директно изпарение на фреона във вътрешното тяло са иновативно, съвременно и многофункционално техническо решение. Те успешно успяват да отговорят на все по-високите изисквания към климатизацията, включително лесна поддръжка, ниска енергоемкост и многофункционалност на инсталацията.

Подходящи за климатизиране на големи сгради
Много и различни са факторите, оказващи влияние върху избора на подходяща система за кондициониране - например, брой, габарити и предназначение на помещенията, желана температура, влажност, подвижност и чистота на въздуха. Поради специфичните изисквания към параметрите на въздушната среда помещения, универсални системи за климатизация не съществуват.
Предвид актуалността на т.нар. VRV (VRF) системи, съществуват всички основания да се твърди, че те са добро техническо решение за поддържане на параметрите на микроклимата в големи сгради. В отговор на въпроса “Каква е по-конкретно приложната им област?”, би следвало да се изброят няколко характерни техни специфики. На първо място, приложната им област е много широка - те могат да се използват както за климатизиране на няколко помещения, така и на цели сгради. Според повечето производители са предназначени основно за поддържане параметрите на макроклимата на площи от 150 до около 500 - 700 m2. Това далеч не изчерпва приложната им област - могат да се използват и за площи, надвишаващи 1000 квадратни метра, но тогава се изграждат няколко VRV (VRF) системи.
Многозоновите климатични системи с директно изпарение на фреона във вътрешните тела имат и едно много съществено предимство пред останалите климатизационни технологии. И това е, че
вътрешните тела поддържат различен режим на работа
При необходимост, в две съседни помещения могат да се поддържат напълно противоположни режими на робота. Например в първото помещение вътрешното тяло да поддържа режим на охлаждане, а във второто - режим на отопление. Също така, в преходните сезони, при резки промени във външната температура, не се налага цялостно пренастройване на системата, както при чилърните климатизационни инсталации, например.
Друго много важно предимство на VRV (VRF) системите са възможностите, които предлагат ненужната (отпадната) топлинна енергия от едната част на сградата да се използва за отопление на другата част. Например, топлинната енергия, която се изхвърля навън от южната фасада, да се оползотворява за отопление на северната. Във време на ограничени финансови ресурси като настоящето, това означава реална възможност да бъдат спестени сериозни средства.

VRV и VRF се отнасят до едни и същи системи
В буквален превод VRV (Variable Refrigerant Volume) означава регулируем разход на хладилния агент, а VRF (Variable Refrigerant Flow) - регулируем поток на хладилния агент. И двата термина се отнасят за един и същ вид климатични системи. Разликата в наименованията се дължи на факта, че VRV (Variable Refrigerant Volume) е запазена търговска марка на компанията, която през 1982 г. разработва първата VRV система. Впоследствие и други водещи компании в областта на климатичната техника създават подобни системи, които наричат VRF.
Самото название на тези системи показва и основната им отличителна характеристика от останалите системи за климатизация - възможността за контрол на количеството хладилен агент. При тях във всяко вътрешно тяло е вграден електронен терморегулиращ вентил, с помощта на който се регулира постъпването на необходимото количество хладилен агент, в зависимост от предварително зададените в топлообменника параметри. Следователно, се постига равномерно поддържане на зададената температура, което при климатиците, работещи в режим на включване и изключване, е трудно постижимо.

Вътрешните тела - различни по вид и мощност
VRV (VRF) системите представляват модулни системи, състоящи се от външно тяло и достигащи няколко десетки като брой вътрешни тела. Тъй като вътрешните тела се монтират в различни помещения на сградата, които е напълно възможно да се различават по големина, предназначение и изисквания към параметрите на въздушната среда, системата позволява използването на тела с различна мощност. Наред с това, системата дава възможност да се използват и различаващи се според начина си на монтаж вътрешни тела.
Принципно, дизайнът и конструктивните елементи на вътрешните тела не са по-различни от аналогичните на тях и добре познати вътрешни тела на сплит климатичните системи. Могат да се използват както вътрешни тела, предназначени за стенен, таванен или подов монтаж, така и касетъчни или канални вътрешни тела.
Обикновено вътрешните тела, предназначени за стенен монтаж, се монтират на външна стена, около прозорец, на височина около 2,5 - 3 метра от пода. Вътрешните тела, подходящи за подов монтаж, се препоръчва да се монтират под прозорците или покрай стените на помещението. Предлагат се и вътрешни тела, подходящи както за подов, така и за таванен монтаж. В зависимост от конструктивните си особености, вътрешното тяло за таванен монтаж се монтира в близост до тавана, непосредствено под него или частично вградено в окачен таван. Касетъчните или каналните вътрешни блокове са предназначени основно за големи помещения и за монтаж в окачени тавани.

Различни комбинации между външно и вътрешни тела
Както бе подчертано, използваните в отделните помещения вътрешни тела могат да бъдат с различна мощност, съответстваща на необходимата мощност в климатизираното помещение. Обикновено, мощността на вътрешните тела варира в диапазона от 2 до около 20 kW. При необходимост от по-голяма топлинна мощност, при климатизация на големи помещения се приема за целесъобразно да се монтират и повече от едно вътрешни тела. Понякога една система би могла да обхваща само едно по-мощно вътрешно тяло, което обслужва много голямо помещение, а останалите вътрешни тела да са с малка мощност.
Максималният брой вътрешни тела, които могат да бъдат включени към едно общо външно тяло, е различен. Обикновено, повечето производители предлагат различни конфигурации на системите, включващи едно външно тяло и различен брой вътрешни тела. Също така, при по-голяма част от VRV (VRF) системите броят на вътрешните тела би могъл да се увеличи, ако се използва комплекс от външни блокове, работещи с общ циркулационен контур на хладилния агент и с една система за управление.
Според водещи производители на VRV (VRF) системи, точността на регулиране на температурата в обслужваните помещения достига ±0,5 °С. Повечето вътрешни тела са снабдени с филтри за пречистване на въздуха в помещението. Чрез вътрешното тяло се регулира и доброто разпределение на въздушния поток в цялото помещение. Работата им се характеризира с много ниски нива на шум, а поддържаните температури варират в широк диапазон.

Охладителна и отоплителна мощности на външни тела
Основни конструктивни елементи на външното тяло при VRV (VRF) системите са фреонов агрегат с въздушен кондензатор и компресор. Много често се използва компресор с инверторно управление, което съдейства за повишаване ефективността на системата. Производителността на компресорите с инверторно управление се изменя пропорционално на общото топлинно натоварване на всички вътрешни блокове. Обикновено, когато инсталацията работи с няколко външни тела, само едно от тях разполага с вграден компресор с инверторно управление. Останалите са с компресор с постоянна производителност. Такава система гарантира висока надеждност, тъй като запазва производителността си, дори в случаите, когато едно от външните тела спре да работи.
Охладителната мощност на външния блок при външна температура от -5 до 43 °С обикновено не превишава 14 - 58 kW. Отоплителната му мощност при температура на външния въздух от -15 до +15 °С е в диапазона от 16 до 65 kW. Препоръчителното място за монтаж на външното тяло е балкон или открита техническа площадка на същия етаж, на който са разположени и вътрешните тела. Подходящо е и монтиране на външното тяло върху покрива на сградата или на земята в декоративен кожух. За по-голямата част от VRV (VRF) системите препоръчителната реална дължина на тръбата, съединяваща външното тяло с вътрешните, е не повече от 150 м по хоризонтала. А препоръчителното разстояние по вертикала между външния блок и вътрешните тела е не повече от 50 метра.
Външните и вътрешните тела на VRV (VRF) системите се свързват с обща тръбна мрежа, по която циркулира хладилният агент. В зависимост от режима на работа се използва
дву- или тритръбна система
Във функцията на хладилен агент се прилага предимно фреон R-407C или R410-А, които съответстват на съвременните изисквания за използване на екологично чисти хладилни агенти.
Когато всички вътрешни тела работят едновременно в общ режим, т.е всички поддържат режим на отопление или режим на охлаждане, се използва двутръбна система. Разбира се, това съвсем не означава, че когато VRV (VRF) системата работи, всички вътрешни тела трябва да бъдат включени. Когато едно или няколко вътрешни тела от системата не са включени или бъдат спрени, натовареността на компресора автоматично намалява и фреоновият поток се насочва единствено към работещите тела. Двутръбните VRV (VRF) системи се препоръчват предимно за климатизация на големи помещения или в приложения, в които е необходимо поддържането на един и същ режим на работа във всички климатизирани помещения.
Когато е необходимо да се климатизират сгради, в които има групи от помещения с различни изисквания към параметрите на въздушната среда, се препоръчва използването на тритръбна система. Характерна за тях е способността им да осигуряват независима работа на вътрешните тела. Сред основните предимства на системите с индивидуална работа на вътрешните тела е възможността при отопление на едната част от помещенията в сградата и охлаждане на другата, системата да извлича топлината от охлажданите помещения и да я пренасочва към отопляваните такива. Според доставчици на подобни решения, по този начин потреблението на електроенергия би могло да се намали до 15 - 20%.

Присъединяване на вентилационен блок
В повечето помещения, наличието на добра вентилация, осигуряваща достатъчно пресен въздух, е основно изискване. По принцип всяка VRV (VRF) система е предназначена основно за поддържане на температурата на въздуха в помещението и в повечето случаи не осигурява обмен на замърсения въздух в помещението с пресен. За VRV (VRF) системите не е проблем да осигурят и добра вентилация сравнително лесно, чрез присъединяване на вентилационен блок към тях. Всяка VRV (VRF) система допуска присъединяване на вентилационен блок, с което се постига не само поддържане на добри параметри на въздушната среда в помещенията, но е възможно и значително да се увеличи ефективността на топлообмена.
Друго предимство от свързването на вентилационен модул към системата е възможността да се намалят загубите на топлина, ако се използва вентилацонен блок, снабден с
топлообменник за рекуперация на топлина
В този тип топлообменници се осъществява топлообмен между засмуквания от помещенията топъл въздух и постъпващия отвън студен въздух. Преминавайки през топлообменика, външният въздух предварително се загрява, след което се подава в помещението. По този начин, освен че в помещенията постъпва предварително загрят пресен въздух, се повишава и екологичността на системата, тъй като в атмосферата се изхвърля предварително охладен въздух. През лятото, когато е необходимо в помещенията да се поддържа режим на охлаждане, т.е. да се подава студен въздух, процесът в топлообменника се обръща и отвежданият от помещенията охладен въздух се използва за охлаждане на постъпващия отвън по-топъл пресен въздух. По този начин се намалява топлинният товар на системата за климатизация.
Използваните вентилационни блокове с рекуперация на топлина, принципно, могат да работят в три различни режима. Първият е режим на пълен топлообмен между двата потока. В този режим на работа в топлообменника между двата потока - на нагнетявания в помещението и на отвеждания от там въздух, се осъществява обмен едновременно на топлина и влага. Следователно, когато вентилационният блок поддържа този работен режим, между двата въздушни потока има пряко взаимодействие.
При втория режим на работа, за разлика от първия, между двата потока отсъства взаимодействие. Характерно за третия режим е, че в зависимост от температурата в помещенията, системата автоматично избира по-подходящия между двата работни режима.
Необходимото количество пресен въздух достига до помещенията чрез вентилационна система от гъвкави въздуховоди. За правилното разпределение на въздушния поток в самото помещение се използва система от вентилационни решетки.

Допълнителни възмож-ности на системите
Производители на VRV предлагат и модификации, поддържащи допълнителни възможности. Например, модели с външно тяло, снабдено със специален топлообменник, който работи в режим на охлаждане и при отрицателни температури на външния въздух. Използването на външно тяло със специален топлообменник също така позволява при необходимост значително да се увеличат разстоянията от сервизните помещения до местата на изхвърляне на топлината в околната среда.
В други модификации на системата се използва леден акумулатор за студ, в който през нощта водата се охлажда до нулева температура, при което се образува ледена каша. Акумулаторът на студ позволява изравняване на денонощните колебания на топлинните товари и изпълнява функцията преохлаждане на хладилния агент преди дроселирането, като по този начин повишава ефективността на хладилния цикъл.

Автоматично управление на системите
Използват се различни автоматизирани решения за управление на многозоновите климатични системи с директно изпарение на фреона. Първото и съответно най-елементарно от тях е т.нар. режим на независимо управление, при който всеки вътрешен блок е оборудван със самостоятелен пулт за контрол. При него операциите включено/изключено на отделните вътрешни тела са автоматизирани и режимът им на работа се мониторира. Подобни системи имат способността да сигнализират при възникване на неизправности.
Друго решение са многозоновите климатични системи с директно изпарение на фреона във вътрешните тела, управлявани с два пулта. Те често се използват при климатизиране на неголеми сгради. Редица производители на подобни системи за климатизация причисляват този работен режим към третия начин, а именно груповото управление. При него един дистанционен пулт се използва за управление на група от вътрешни тела, обслужващи дадено помещение.
При четвъртия начин на управление - централната система, е възможно да се използва индивидуален пулт във всяко помещение. Характерно за системата е, че се управлява от пулт за централно управление или от персонален компютър. Груповото и централното управление се препоръчват за средноголеми и големи сгради. Освен работното състояние - включено/изключено, визуализиране на режима на работа на вътрешните тела и възможни неизправности, системата показва зададената температура, състоянието на филтъра и дори би могла да информира потребителя за консумираната електроенергия. Също така, когато системата за климатизация е снабдена с подобно управление, потребителят разполага с историята на работата й през определен период от време.




ЕКСКЛУЗИВНО

Top