Można śmiało zaryzykować stwierdzenie, że systemy VRF są najbardziej zaawansowanymi systemami klimatyzacji komfortu obecnie dostępnymi na rynku.

Źródeł tej opinii należy poszukiwać w zastosowanych technologiach:

• nowoczesne sprężarki inverterowe typu rotacyjnego, instalowane w urządzeniach producentów japońskich lub sprężarkach digital scroll instalowanych w urządzeniach producentów koreańskich,
• silniki prądu stałego do zasilania elektrycznego podzespołów (sprężarki, wentylator skraplacza, zawory rozprężne i elektromagnetyczne),
• wymienniki ciepła jednostek zewnętrznych specjalnej konstrukcji – o niskich oporach przepływu i wysokim wskaźniku obciążenia, zintegrowane z dedykowanymi wentylatorami i kierownicami przepływu o niskim poziomie ciśnienia akustycznego. Obecnie stosuje się w większości urządzeń wymienniki o czterech płaszczyznach wymiany ciepła, dwusekcyjne,
• optymalizowane konstrukcje jednostek wewnętrznych np. w jednostkach ściennych są zastosowane tzw. wymienniki lambda, minimalizujące wymiary jednostek wewnętrznych, w jednostkach kasetonowych stosuje się wentylatory dwusekcyjne, polepszające napływ powietrza na wymiennik lub specjalne tryby pracy wentylatora dla montażu na większej wysokości (ponad 3 m nad poziomem posadzki),
• bardzo zaawansowany fabryczny system sterowania. Systemy VRF zarówno pod względem stabilności, funkcjonalności, dostępnej dokumentacji oferują wyjątkowo interesujące systemy sterowania. Zarówno na poziomie indywidualnego sterowania (sterowniki przewodowe i bezprzewodowe), sterownia grupowego (sterowniki z panelami dotykowymi, czy specjalne oprogramowanie sterujące) jak i komunikacji z nadrzędnymi systemami BMS, rozwiązania zaprojektowane i dostarczane przez producentów wyczerpują praktycznie potrzeby użytkowników w zakresie sterownia.

Systemy VRF dedykowane są do budynków średniej wielkości, zakres mocy dla jednego układu chłodniczego to od 20 do około 200 kW. Możliwości systemu są jednak dużo większe i w ujęciu globalnym są systemy klimatyzacyjne o łącznej mocy nawet 5 MW. Zamknięta struktura, rozwiązania producenckie, programy doboru, powodują to, że instalacja VRF jest pewnym rozwiązaniem na każdym etapie inwestycji, począwszy od ofertowego przez projektowy, wykonawczy i eksploatacyjny, gdzie ilość punktów wrażliwych na pomyłki jest zminimalizowana. Z tego powodu systemy VRF odnotowują stały wzrost sprzedaży. W roku 2012 był to wzrost około 12%, przy stagnacji na rynku klimatyzatorów RAC i spadku sprzedaży na rynku agregatów wody lodowej. Aktualnie światowy rynek szacuje się na około 850 000 jednostek, przy czym na Europę przypada około 15%, czyli 120 000.

Można sobie zadać pytanie, czy przyszłość systemów VRF nadal rysuje się w takich kolorowych barwach i w jakim kierunku będą się one rozwijały. Wydaje się, że przez najbliższe lata (oczywiście po uwzględnieniu generalnego wpływu kondycji gospodarki) na rynek klimatyzacji w Europie największy wpływ będzie miała legislacja dotycząca efektywności energetycznej. W roku 2009 weszła w życie dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady Europy dotycząca urządzeń zużywających energię (2009/125/WE, zwana dyrektywą ErP). Reguluje ona wymogi efektywności dla urządzeń zasilanych energią. Od 1 stycznia 2013 roku objęte tą regulacją są urządze- nia klimatyzacyjne o mocy do 12 kW (grupa urządzeń LOT 10), od 1 stycznia 2014 roku regulacja obejmuje wodne systemy grzewcze poniżej 400 kW (grupa urządzeń LOT 1), natomiast od 1 stycznia 2015 roku dyrektywą objęte będą pompy ciepła w funkcji chłodzenia i grzania. Dla rynku urządzeń VRF oznacza to konieczność stałego zmniejszania energochłonności systemów. Ponadto w myśl filozofii stosowania urządzeń przyjaznych środowisku naturalnemu, dla pomp ciepła otwierają się nowe obszary powszechnego zastosowania: systemy grzewcze, przygotowanie ciepłej wody, podgrzewanie powietrza wentylacyjnego.

Jednym ze sposobów zmniejszania energochłonności jest wprowadzenie do systemów VRF odzysku ciepła. Nawiązując do legislacji europejskiej opisanej w poprzednim akapicie – odzysk ciepła nie ma na razie odzwierciedlenia we wskaźnikach efektywności, ale na pewno znacząco wpływa na zmniejszenie zużycia energii przez systemy.

Systemy z odzyskiem ciepła to tzw. systemy trójrurowe. Składają się one z zespołu agregatów, stanowiących źródło chłodu lub ciepła, z odbiorników – jednostek wewnętrznych, dostarczających do pomieszczeń energię chłodniczą lub grzewczą oraz z specjalnych rozdzielaczy przekierowujących czynnik chłodniczy do i z jednostki zewnętrznej w odpowiednim stanie (gaz wysokiego ciśnienia, gaz niskiego ciśnienia) i do jednostki wewnętrznej w fazie gazowej.

Schemat technologiczny układu jest zamieszczony na rysunku 1.

Rys. 1. Schemat technologiczny systemu 3-rurowego

Zastosowanie takich układów daje podwójny efekt. Z punktu widzenia oszczędności energii, systemy VRF Heat Recovery (HR), dzięki odzyskowi energii przez jednostki pracujące w funkcji chłodzenia, mogą osiągnąć wskaźnik efektywności energetycznej EER aż około 8.

(...)

Powyżej opisane zmiany są to zmiany, które zachodzą teraz. Ale oczywiście w dalszej perspektywie pojawią się nowe rozwiązania związane chociażby ze zmianą czynnika chłodniczego. Obecnie powszechnie stosuje się czynnik chłodniczy R410A. Ale od roku 2020 wprowadzone będą ograniczenia dla urządzeń chłodniczych napełnionych tym czynnikiem – obowiązywać będzie „zakaz wprowadzania na rynek scentralizowanych systemów chłodniczych do zastosowań komercyjnych o mocy chłodniczej 40 kW lub więcej, które zawierają lub których działanie zależy od czynników HFC o GWP >=150”. Pamiętajmy, że GWP dla R410A wynosi 2000, czyli zakaz dotyczyć będzie m.in. systemów VRF. Nowe czynniki wymuszą stosowanie nowych konstrukcji wymienników i sprężarek, należy się spodziewać, że z korzyścią dla efektywności energetycznej.

Michał ZALEWSKI
Kierownik Sekcji Szkoleń
Akademia KLIMA-THERM

Więcej na ten temat przeczytają Państwo w Chłodnictwie i Klimatyzacji 06/2014