Systemy VRF są powszechnie uważane za najbardziej zaawansowane rozwiązania klimatyzacyjne dostępne na rynku. Zapewniają najwyższe standardy komfortu ich użytkownikom oraz są szczególnie cenione przez przedsiębiorców, projektantów oraz zarządców nieruchomości jako systemy najbardziej niezawodne, energooszczędne oraz łatwe w instalacji.

Zadając sobie pytanie, na co zwracamy uwagę przy wyborze instalacji technicznych dla budynku, od razu nasuwa się odpowiedź, że priorytetem jest nowoczesność, innowacyjność i energooszczędność. W przypadku instalacji klimatyzacyjnych takimi właściwościami charakteryzują się układy VRF. Już na etapie projektu zwraca się uwagę na te aspekty, więc solidnie wykonany projekt instalacji jest podstawą do rozpoczęcia wszelkich prac.

Nowoczesne projektowanie 

Wymagania dotyczące współczesnych budynków są coraz większe i obejmują wszystkie poniższe elementy:

• forma i struktura budynku,
• bezpieczeństwo (konstrukcji, pożarowe, użytkowania),
• komfort klimatyczny (komfort cieplny, jakość powietrza i komfort użytkowania – hałas, oświetlenie),
• energia i obciążenia środowiska,
• ekonomia – LCC (koszty cyklu życia).

Jak widać, niezwykle ważny jest komfort klimatyczny, który można zapewnić poprzez zastosowanie zaawansowanego systemu klimatyzacji. Rozwój technologii w budownictwie i technice instalacyjnej wymaga również rozwoju metod projektowania. Sprostaniem tym wymogom jest podejście systemowe (zintegrowane) w projektowaniu, realizacji i eksploatacji.

Systemy klimatyzacyjne należy projektować w taki sposób, aby zapewnić właściwości takie jak:

• energochłonność i ekologiczność użytych materiałów oraz urządzeń technicznego wyposażenia budynku,
• wysoką sprawność użytkową,
• niskie koszty obsługi i eksploatacji,
• niezawodność i trwałość,
• niski poziom hałasu i drgań,
• optymalne sterowanie i eksploatację
• wykorzystanie niekonwencjonalnych źródeł energii.

a)

b)

Rys. 1a: Przykładowy projekt instalacji VRF: a) przekrój, b) rzut

Kiedy zastosować system VRF?

Należy wiedzieć, że projektując instalację klimatyzacyjną nie w każdym przypadku można zastosować taki układ. Systemy VRF są dedykowane szczególnie dla większych obiektów, w których wiele pomieszczeń wymaga klimatyzowania. Najczęściej wykorzystuje się je jako wyposażenie techniczne biurowców, hoteli, szpitali, sklepów, apartamentowców, obiektów komercyjnych oraz nawet niektórych obiektów przemysłowych. Układy VRF dla małych obiektów raczej nie są projektowane.

Od czego zacząć projektowanie systemu VRF?

Jak w każdym projekcie instalacji klimatyzacji, pierwszym, najprostszym krokiem jest określenie, które pomieszczenia wymagają klimatyzowania i które z nich mają zostać włączone do układu. Istnieją bowiem różne specyfi czne pomieszczenia (np. serwerownie, sterownie itp.), które ze względu na bezpieczeństwo i specyfi kę najczęściej są obsługiwane przy pomocy oddzielnych systemów.

Bilans zysków ciepła

Skupiając się na procesie chłodzenia, należy wyznaczyć wartość zysków ciepła, aby poznać wymaganą moc chłodniczą w danym pomieszczeniu i uzyskać komfort temperaturowy. Zyski ciepła są to nie tylko zyski przez przegrody zewnętrzne i od promieniowania słonecznego, ale również zyski wewnętrzne. Wewnętrzne zyski ciepła są związane z rodzajem pomieszczenia. W budynkach mieszkalnych są to zyski od ludzi, urządzeń domowych gazowych i elektrycznych, a w biurowych także od oświetlenia, komputerów itp. Gdy układ VRF ma realizować również funkcję jedynego źródła ciepła, to należy wyznaczyć także straty ciepła. Dla każdego przypadku należy przeprowadzić szczegółowe obliczenia.

Wybór typu systemu VRF

W zależności od potrzeb obiektu, można wybrać jeden z dwóch dostępnych rodzajów systemów:

• z pompą ciepła (określane jako HP od ang. heat pump),
• z odzyskiem ciepła (określane HR od ang. heat recovery).

Układ VRF z pompą ciepła działa jak klasyczny układ Multisplit, zatem pozwala na pracę jednostek wewnętrznych w trybie chłodzenia lub grzania, a wszystkie włączone jednostki muszą pracować w tym samym trybie. 

Szeroki zakres temperatury pracy (chłodzenie -10÷43°C, grzanie -25÷18°C) pozwala na użycie układu VRF do ogrzewania pomieszczeń. Wystarczy zaprojektować tylko system klimatyzacyjny, pomijając tradycyjną instalację centralnego ogrzewania.

Może zdarzyć się sytuacja, gdy jedne z pomieszczeń będą wymagały chłodzenia, a z kolei inne grzania. Dzieje się tak na przykład wówczas, gdy budynek ma ekspozycję północ – południe. Zyski ciepła od promieniowania słonecznego w pomieszczeniach od strony południowej będą tak duże, że wpłyną na znaczny wzrost temperatury powietrza w pomieszczeniach – istnieje wtedy potrzeba chłodzenia, przy czym równocześnie zacienione pomieszczenia od strony północnej wymagają grzania. W przypadku takich rozbieżności pomiędzy poszczególnymi pomieszczeniami należy wybrać układ z odzyskiem ciepła. Projektowanie takiego układu wymaga dokładnej analizy specyfi ki funkcjonowania budynku. Jest to układ trójrurowy, zatem należy uwzględnić trochę więcej przestrzeni instalacyjnej niż w przypadku układu z pompą ciepła. Poza tym niezbędne jest zastosowanie specjalnych rozdzielaczy, do których można podłączyć około 6 jednostek wewnętrznych (w zależności od producenta). Za pomocą rozdzielaczy między jednostkami wewnętrznymi w różnych strefach budynku przekazywane jest ciepło, co zwiększa efektywność energetyczną tego typu systemu w stosunku do układów z pompą ciepła.

Dobór jednostek wewnętrznych

(...)

Dobór jednostki zewnętrznej

(...)

Rurociągi chłodnicze

(...)

Współpraca VRF z centralą wentylacyjną

(...)

Program do projektowania VRF

Istnieje wiele programów komputerowych wspomagających projektowanie, co wbrew pozorom czyni projektowanie układów VRF bardzo łatwym. Początek tworzenia projektu za pomocą programu to wprowadzenie podstawowych danych o projekcie, czyli informacje o adresie inwestycji, inwestorze, projektancie, strefi e klimatycznej, w której położony jest obiekt.

Rys. 6a. Krok 1 – Wprowadzanie danych o projekcie

Rys. 6b. Krok 2 – Wprowadzanie danych o lokalizacji obiektu

W kolejnym kroku należy wprowadzić parametry pomieszczeń: powierzchnie, oznaczenia, wymagane moce chłodnicze i grzewcze.

Rys. 6c. Krok 3 – Wprowadzanie danych o pomieszczeniach

Rys. 6d. Krok 4 – Tworzenie drzewa instalacji

Dla każdego pomieszczenia w prosty sposób można wybrać konkretny model klimatyzatora wraz z niezbędnymi akcesoriami.

Rys. 6e. Krok 5 – Dobór jednostki wewnętrznej

Rys. 6f. Krok 6 – Wybór akcesoriów

Dobór jednostki zewnętrznej to już prawie automatyczna funkcja, wystarczy jedynie określić stopień przewymiarowania układu.

Rys. 6g. Krok 7 – Dobór jednostki zewnętrznej

Zwymiarowanie trójników i średnic rurociągów następuje automatycznie przez program na podstawie indeksów wydajności urządzeń wewnętrznych. Średnice przewodów freonowych są zunifi kowane i zależą wyłącznie od ilości i wielkości podłączonych do danego odcinka jednostek wewnętrznych. 

Za pomocą programu można stworzyć indywidualnie dla każdego obiektu tzw. „drzewo doborowe” obrazujące schemat układu.

Rys. 6h. Krok 8 – Drzewo doborowe z programu doborowego LG

Większość programów potrafi współpracować z Autocadem i od razu można projektować na rzucie konkretnego budynku. 

Wszystkie programy posiadają funkcję sprawdzenia poprawności układu i wskazują ewentualne błędy, a także pozwalają na wygenerowanie raportu w formacie np. pliku Excel lub Word zawierającego wszystkie informacje o projekcie.

Rys. 6i. Krok 9 – Tworzenie raportu

Podsumowanie

Systemy VRF są bardzo energooszczędne, proste w instalacji oraz pozwalają na podłączenie różnych typów jednostek wewnętrznych, co czyni je bardzo łatwymi do zaprojektowania i zamontowania. Prosta konstrukcja i elastyczność konfi guracji pozwala skrócić procesy doboru, projektowania oraz instalacji do minimum.

Niski poziom hałasu urządzeń, kompaktowe wymiary, minimalne zużycie energii, wysoka wydajność i sprawność całego układu VRF to priorytety dla inwestora i projektanta. Rola projektanta w etapach planowania i projektowania jest bardzo duża, gdyż od samego początku należy poczynić odpowiednie założenia, aby zapewnić wymaganą jakość środowiska wewnętrznego. Zmiany standardów energetycznych budynków wymagają odpowiedniego technicznego wyposażenia budynku, które musi zostać dobrze przemyślane i zaprojektowane z głową.

Ewelina SATORY

LITERATURA:

[1] Technika klimatyzacyjna dla praktyków pod redakcją dr inż. B. Gazińskiego

[2] Materiały i zdjęcia fi rmy Samsung Electronics Polska Sp. z o.o.

[3] Materiały fi rmy LG Electronics Polska Sp. z o.o.

Artykuł z miesięcznika Chłodnictwo&Klimatyzacja nr 01-02/2015