VRF مخفف سه کلمه Variable Refrigerant Flow است که به معنی جریان متغیر سیال مبرد می باشد ، سیستم تهوی مطبوع VRF برای نخستین بار در سال ۱۹۸۲ در کشور ژاپن ابداع و تولید شد ، امروزه بیش از ۵۰ درصد از ادارات و بیش از ۳۴ درصد از اماکن تجاری این کشور مجهز به این سیستم است. این سیستم تقریبا شبیه GHP است ، با این تفاوت که مولد قدرت آن یک موتور الکتریکی است که انرژی مصرفی آن جریان برق می باشد. در این سیستم، کمپرسور توسط موتور الکتریکی به گردش درآمده و سیال مبرد را در لوله ها ، یونیت های بیرونی و داخلی به گردش در می آورد تا طی سیکل تبرید عمل گرماهی و خنک سازی در سیستمی کاملا یکپارچه انجام شود.
ساده ترین تعریف برای سیستم تهویه VRF این است که میتوان آن را شبیه کولر گازی دانست که به چندین یونیت داخلی به صورت مرکزی متصل شده است.
در گذشته های نه چندان دور ، چیلرها به عنوان بهترین سیستم سرمایشی مطرح بودند ، ولی امروزه با ابداع سیستم تهویه مطبوع مرکزی VRF مهندسان بیشتری این سیستم را به عنوان برترین سیستم بر می گزینند. با توجه به اینکه بهینه سازی مصرف انرژی از اولویت های همه افراد ، ادارات و سازمان ها محسوب می شود ، امروزه نسل پیشرفته ای از سیستم های مبتنی بر سیال مبرد (گاز R410a) به بازار عرضه شده که یکی از آنها VRF است.
با آمدن سیستم های تهویه مطبوع یکپارچه دیگر نیازی به راه اندازی وسایل خنک کاری در تابستان و راه اندازی وسایل گرمایشی در زمستان نخواهیم داشت. این سیستم ها با ظرفیت ۲۲٫۴ KW تا ۲۵۲ KW از یک واحد بیرونی و چندین واحد داخلی تشکیل شده که به صورت یک واحد کاملا یکپارچه می تواند تمامی نیازهای برودتی ، حرارتی و تنظیم سرعت هوای ورودی به هر واحد را به بهترین شکل ممکن و به صورت هوشمند و مستقل انجام دهد.
برخی از قابلیت ها و ویژگی های تهویه VRF :
سیستم های تهویه مطبوع VRF چندین مزیت کلیدی (بخصوص نسبت به چیلر) دارد که در زیر به برخی اشاره شده است :
۱ _ بهینه سازی مصرف انرژی : کاهش مصرف و افزایش راندمان این سیستم از چندین عامل منتج می گردد. تهویه VRF اتلافات مربوط به کانال هواسازی Duct که در حدود ۱۰ الی ۲۰ درصد می باشد را حذف می کند ، استفاده از کمپرسورهای دور متغیر و کارکرد بهینه متناسب با نیاز مصرف کننده و افزایش راندمان تا ۳۰ درصد به دلیل هوشمند بودن سیستم و اندازه گیری دما توسط هر پنل داخلی و اتصال تمامی پنل های داخلی به پنل خارجی و مدیریت یکپارچه
۲ _ استفاده از کمپرسورهای اینورتر Inverter (دور متغیر) به جای کمپرسورهای دور ثابت : کاربرد این تکنولوژی به این معنی است که تعداد دوران کمپرسور به صورت کنترل هوشمند و متناسب با مقدار نیاز مصرف کننده در حالت سرمایش و گرمایش تغییر کرده و دیگر نیازی نیست که در بارهای کم ، کمپرسور با ماکزیمم توان خود کار کند. بکارگیری این نوع کمپرسورها در محصولات انواع مدل های VRF موجب می شود که نسبت به کولرهای گازی تا حداکثر ۴۰ درصد در مصرف انرژی برق صرفه جویی گردد. نسل جدید این کمپرسورها بسیار کم صدا ، دارای راندمان بالا و بازه کاری گسترده هستند
۳ _ استفاده از تکنولوژی تزریق بخار در سری های جدید : با بهره گیری از تزریق بخار (Injection Vapor) این دستگاه قادر خواهد بود حتی در شرایط دمایی ۲۵- درجه سانتی گراد به کار خود ادامه دهد و با این روش راندمان گرمایش ۲۷ درصد نسبت به قبل افزایش یافته است.
۴ _ تکنولوژی کنترل روغن هوشمند : در نسل های گذشته هر ۸ ساعت یک بار دستگاه به بازیابی روغن موجود در لوله ها اقدام می کرد و آن را به کمپرسور بازمی گرداند ولی در تکنولوژی نوین سنسوری در کمپرسور وجود دارد که هر لحظه مقدار روغن کمپرسور را بررسی نموده و فقط در صورتی که سطح روغن در کمپرسور کاهش می یابد ، روغن بازیابی می شود ، با این عمل تعداد دفعات بازیابی کاهش یافته و مصرف انرژی کاهش می یابد.
۵ _ تنظیم دما با کنترل هوشمند : این سیستم قابلیت تنظیم دمای هر قسمت از فضای تهویه شونده را به میزان دلخواه و به صورت مستقل از سایر قسمت ها را داراست
۶ _ نصب با اشغال حداقل فضا : نصب یونیت های داخلی در سقف به صورت مرکزی به فضای کمی نیاز داشته و از فضای مفید اتاق ها نمی کاهد و نیز اینکه یونیت های خارجی برخلاف سیستم های تهویه مطبوع موتورخانه ای فضای مفید ساختمان را اشغال نمی کنند.
۷ _ حذف موتورخانه : بخاطر اینکه نصب یونیت های خارجی مانند موتور الکتریکی و کندانسور در فضای غیر مفید مانند پشت بام صورت می گیرد ، دیگر نیازی به فضای موتورخانه و متعلقات آن مانند برج خنک کن ، چیلر ، بویلر ، منبع انبساط و … نخواهد بود.
۸ _ هوشمند بودن سیستم تهویه VRF : قابلیت کنترل دما در هر محیط به صورت مجزا و امکان انتخاب دماهای متفاوت توسط یک یونیت خارجی
۹ _ عیب یابی اتوماتیک : VRF مجهز به تکنولوژی Line Error بوده و به صورت اتوماتیک کل سیستم را چک کرده و عیب های آن را مانیتور می کند
۱۰ _ سیستم تهویه مطبوع کامل : سیستم های تهویه مطبوع VRF تمامی نیازهای سرمایشی ، گرمایشی ، کنترل دقیق دما ، شدت جریان هوا و فیلتراسیون هوای ورودی را برطرف می کنند
۱۱ _ عدم نیاز به تکنسین نگهدار : در سیستم های موتورخانه ای و چیلر به اپراتور نیاز بوده ولی در تهویه VRF فقط سرویس های فصلی و نهایتا چک کردن فشار گاز نیاز است
۱۲ _ بازه ی دمایی گسترده : بر خلاف سیستم های مبتنی بر چیلر که در آب و هواهای با رطوبت بالا کارایی خود را ازدست می دهند ، این سیستم قابلیت گرمایش و سرمایش را از ۲۰- تا ۵۲+ را داراست و از نظر آب و هوایی محدودیتی ندارد
۱۳ _ گاز مبرد سازگار با محیط زیست : استفاده از گاز R410a به عنوان سیال مبرد درون لوله ها که کاملا با محیط زیست سازگار بوده و به لایه اوزن آسیبی نمی رساند
۱۴ _ راحتی در نصب : اغلب برای نصب چیلرها به جرثقیل نیاز است ولی سیستم های تهویه VRF سبک و در اندازه های منطقی بوده و معمولا به جرثقیل نیاز نخواهد بود. یونیت های خارجی آن به صورت واحدهای جداگانه بوده که پس از قرارگیری در محل نصب به صورت شبکه ای به هم متصل شده و قابلیت خنک کاری تا ظرفیت صدها تن را دارا هستند. از طرفی همین کاهش وزن منجر به کاهش نیاز به تقویت کردن (آرماتوربندی) بیش از حد در محل نصب (پشت بام) خواهد شد.
۱۵ _ انعطاف پذیری در طراحی : یک واحد یا یونیت بیرونی می تواند همزمان به چندین واحد داخلی با ظرفیت های متفاوت متصل شود (در محصولات فعلی حداکثر اتصال ۶۴ یونیت داخلی به یک یونیت بیرونی ترکیبی).
۱۶ _ امکان لوله کشی در فواصل زیاد و نصب در پروژه های مرتفع
۱۷ _ کارکرد بدون لرزش و صدا
عیب VRF در سیکل گرمایش و رفع آن در نسل های جدید :
توان و ضریب عملکرد سیکل گرمایش تهویه VRF نسبت به سیکل سرمایش آن کمتر است.
کارهای انجام شده برای رفع مشکلات در سیکل گرمایش :
۱ _ در نسل های جدید با استفاده از تزریق بخار مشکلات دیفراست تا حدود زیادی حل شده و دستگاه های جدید VRF تا دمای ۲۵- سانتیگراد قادر به کار در سیکل گرمایی هستند (البته نباید از افت راندمان در دماهای ۱- درجه به پایین صرف نظر کرد)
۲ _ روش دیگر که برای پوشاندن این عیب به کمک سیستم VRF آمده ، استفاده از سیکل مکمل حرارتی مانند (پکیج یا موتورخانه) است که با استفاده از کویل آب گرم این مشکل برطرف شده و گرمایش مطلوبی حاصل می شود که این نکته برای کشور ایران قابل توجه است ، زیرا که از کاربرد الکتریسیته برای تولید گرما پرهیز شده و از گاز برای گرمایش استفاده می شود.
برخی از کاربردهای سیستم تهویه مطبوع VRF :
آپارتمان های مسکونی (از واحدهای کوچک گرفته تا ساختمان های چند ده طبقه)
ساختمان های اداری (تمامی فضاها مانند اتاق های اداری ، اتاق انتظار ، سالن کنفرانس و … که متناسب با نیاز مقدار تهویه هر قسمت قابل کنترل و تغییر است)
مدارس و دانشگاه ها (کلاس های درس ، کتابخانه ها ، سلف ، سالن های کنفرانس ، راه روها و …)
بیمارستان ها (کنترل مقدار هوای ورودی به بخش های مختلف ، تنظیم کیفیت هوا ، تنظیم دقیق رطوبت هوای ورودی به میزان دلخواه ، توانایی کارکرد ۲۴ ساعته در ۷ روز هفته)
مراکز نگهداری افراد مانند خانه سالمندان و … (انجام طراحی و تنظیمات همانند بیمارستان)
سوپر مارکت ها و مراکز خرید کوچک و بزرگ (انجام عملیات خنک کاری ویژه بخش های حساس ، تامین بیشتر هوا در محوطه جلویی)
هتل ها (طراحی های جداگانه تهویه مطبوع اتاق ها از آشپزخانه و استخر و … ، عدم اشغال فضای اتاق ها)
شرکت ها و کارخانجات تولیدی
رستوران ها