طرز کار سیستم VRF سرمایشی، سیستم پیشرفته تر از اسپلیت

پیشنهاد می شود قبل از مطالعه مطلب زیر معرفی سیستم های وی آر اف (VRF) را مطالعه کنید.

سیستم VRF سرمایشی

سیستم VRF سرمایشی را می‌توان نسخه‌ی پیشرفته‌تر سیستم های اسپلیت (Split AC Unit) ها در نظر گرفت یا جایگاهی بین Split AC Unit و Multi Split AC Units به آن اختصاص داد. این نخسه قادر به ایجاد سرما برای چندین منطقه یا اتاق هست به طوری که نیاز‌های خاص هر ناحیه یا اتاق را رفع کند.

شکل1 طرح شماتیک سیستم VRF سرمایشی

دلیل پیشرفته‌تر محسوب شدن سیستم VRF سرمایشی این است که هر واحد داخلی مطابق شکل 1، به یک شاخه لوله کشی مجزا متصل می‌شود که مربوط به رفت‌وآمد مبرد است و همچنین قابلیت کنترل پذیری بالاتری دارند که باعث می‌شود به طور راحت‌تر و دقیق تری به حجم سرمایشی مورد نیاز ساختمان برسند.

در این سیستم از درایو فرکانس متغیر (Variable Frequency Drive) برای کنترل سرعت کمپرسور اسکرول (Scroll Compressor) استفاده می‌شود که پتانسیل بالایی برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی ایجاد می‌کند و کنترل دمایی کاملا برتری نسبت به انواع Split AC Unit ها دارد. در شکل 2 نمایی از داخل یک کمپرسور اسکرول سرعت متغیر نشان داده شده است.

شکل 2 نمایی از داخل یک کمپرسور اسکرول سرعت متغیر

نسخه‌هایی که فقط قابلیت ایجاد سرما دارند عموما در جاهایی که دارای آب و هوای گرم هستند و یا در مکان‌هایی که نیاز به وسایل گرمایشی وجود ندارد، استفاده می‌شوند. همچنین در مکان های سرد در داخل ساختمان هایی استفاده می‌شوند که تنها نیاز به دفع گرما دارند، مانند اتاق سرور کامپیوترهای یک ساختمان.

البته باید در نظر داشت که استفاده از آن‌ها در داخل ساختمان به منظور بهره‌‌گیری از گرمایی که دفع می‌کنند، ممکن است باعث نیاز ما به یک منبع گرمای دیگر مثل رادیاتورهای محیطی (Perimeter Radiators) مطابق شکل 3 و یا سیستم بویلر معمولی boiler system جهت کمک به فرآیند گرمایش شود.

شکل3 سیستم VRF سرمایشی به همراه رادیاتور

اگرچه که استفاده همزمان از سیستم VRF و سیستم های تولید گرما، در صورتی که کنترلر‌ها به طور دقیق به کار گرفته نشده باشند و یا عمل zoning (جداسازی مناطق با شرایط دمایی متفاوت) به دقت انجام نشده باشد، باعث ایجاد مزاحمت برای هر دو منبع می‌شود و باعث می شود که گرمای تولیدی توسط هیترها (Heater) که برای گرم کردن فضا به کار رفته اند، توسط واحدهای داخلی VRF جذب شده و سپس به محیط بیرون دفع شود و این کشمکش بین منابع به طور واضح باعث اتلاف انرژی فراوان می‌شود. از‌این‌ رو بهتر است به این روش فکر نشود.

طرز کار سیستم VRF سرمایشی

با بررسی طرح‌ شماتیک ساده ای از یک سیستم‌ VRF سرمایشی که در شکل4 نشان داده شده است، بخش‌های داخلی (Indoor Units) و خارجی (Outdoor Unit) مجزا دیده می‌شوند که محدودیت‌های به مراتب کمتری از واحدهای Split AC Unit  ایجاد کرده‌اند.

همان طور که مشاهده می شود، هر واحد داخلی یا کاست (Cassette) دارای دو خط لوله است که به خطوط اصلی لوله کشی وصل می شوند. یکی این لوله ها مربوط به خط تغذیه مبرد و دیگری مربوط به خط بازگشت مبرد می شود.

شکل4 شماتیک سادهای از یک سیستم VRF سرمایشی

همان‌طور که توضیح داده شد این سیستم بسیار ساده ساخته‌ شده و فقط امکانات بهتری نسبت به واحد‌های Split AC Unit فراهم می‌کند.

چرخه مبرد درون سیستم VRF سرمایشی

اگر نگاه دقیق تری به آنچه که در داخل سیستم‌های VRF سرمایشی مطابق شکل5 رخ می‌دهد، بیاندازیم؛ مشاهده می شود که واحد‌های داخلی و واحد خارجی شبکه را تشکیل می‌دهند و تمام واحدهای داخلی در حال سرمایش هستند.

مبرد (Refrigerant) درون محفظه کمپرسور اسکرول فشرده می‌شود و بعد آن به طرف مبدل گرمایی (Heat Exchanger) می‌رود که به عنوان کندانسور (Condenser) عمل می‌کند؛ درست مانند یک چرخه تبرید معمولی. پس مبرد کمپرسور را در حالت بخار بسیار گرمادیده (Super Vapor Heat) با فشار و دمای بسیار بالا ترک می‌کند.

درون واحد خارجی که در این سیستم در نقش کندانسور عمل می کند، هوا به وسیله  یک فن مکنده به داخل مبدل گرمایی کشیده شده و با عبور از روی کویل (Coil)های حاوی مبرد داغ، عمل انتقال حرارت بین محیط و مبرد انجام می گیرد و از این طریق مبرد دچار افت دما و فشار می شود.

زمانی که مبرد مبدل گرمایی را ترک می‌کند تبدیل به یک مایع اشباع با فشار بالا و دمای متوسط شده است که در درون شبکه‌ لوله‌ها جاری می‌شود و تمام کاست ها از آن تغذیه می‌شوند.

شکل5 طرح شماتیک چرخه سرمایش درون سیستم VRF سرمایشی

هر کاست دارای یک شیر فشارشکن الکترونیکی (Electronic Expansion Valve) است که در حال حاضر پیشرفته‌ترین مدل شیرهای فشارشکن گرمایی (Thermal Expansion Valve) محسوب می‌شود که میزان سیال وارد شونده به واحد‌های داخلی و مبدل گرمایی را اندازه‌گیری می‌کند.

شیر فشارشکن الکترونیکی دائما در حال جمع آوری داده در مبدل گرمایی است تا میزان سیال وارد شونده به آن را با توجه به نیاز دمایی ما محدود کند.

در واحد‌های داخلی یک فن وجود دارد که هوا را از درون اتاق جذب می‌کند و در تمام جهات به سمت مبدل گرمایی که حاوی سیال است روانه می‌کند. مبرد هیچگاه سیستم را ترک نمی‌کند. هوای مکیده شده بعد از عبور از کویل‌ها (لوله های حلقوی شکل که پشت سر هم قرار می‌گیرند) گرمای خود را از دست داده و شروع به سرد شدن می‌کند و به نقاط مختلف اتاق فرستاده می‌شود تا آن را خنک کند.

سیال پس از خروج از شیر فشارشکن الکترونیکی به صورت مخلوطی از مایع و گاز با فشار و دمای پایین است که پس از عبور از مبدل گرمایی به صورت گاز اشباع شده با فشار و دمای پایین در‌می‌آید و فشار دائمی سیال برای ورود به این چرخه باعث تکرار این سیکل می‌شود.

«چنانچه قصد اجرای سیستم سرمایشی vrf را دارید، درخواست خود را در سامانه ثبت درخواست کارگشا درج نمایید.»

منابع:

سایت شرکت CoolAutomation، فروشنده انواع تجهیزات تهویه مطبوع