VRF/VRV мультизональная система кондиционирования – что это такое и как работает

VRF (Variable Refrigerant Flow) и VRV (Variable Refrigerant Volume) системы представляют собой условные обозначения для одного и того же типа регулирования воздушных масс, отличающиеся лишь маркетинговым названием производителя.

Статья посвящена мультизональной системе кондиционирования, ее преимуществам и недостаткам, особенностям установки и обслуживания. Также рассмотрим применение ВРФ/ВРВ в различных типах зданий и их энергоэффективность.

Как появились VRV системы

Компания Daikin создала собственную запатентованную революционную технологию в области кондиционирования – система VRV (Variable Refrigerant Volume). Техническое решение было новым и основывалось на рабочей схеме одного наружного агрегата, к которому подключаются исполнительные устройства. Таким образом, получилось создать индивидуальный микроклимат в каждом отдельном помещении во время установки одной конструкции.

Первым кто оставил положительное мнение о системе ВРВ, была Япония, после чего, технология устройства стала распространяться по всем странам, развиваясь и получая новые характерные особенности. Развивающиеся технологии в данном приборе становятся более мощными и с дополнительными опциями, которые раньше не было доступны.

Самая актуальная опция – мобильное удаленное управление, что позволяет контролировать уровень температуры в отдельных помещениях, настройка режимов рабочего процесса и выявление всевозможных дефектов. Благодаря таким новшествам, специалиста можно не вызывать.

Со временем стали развиваться технические опции. На сегодняшний день управление вентоборудованием осуществляется при помощи датчиков, контролирующие уровень углекислого газа и влажности воздушных масс. За изменение скорости вращающихся вентиляторов отвечает компрессор инверторного типа. Рабочий процесс стабилен и менее энергозатратен.

Требования и нормативы

Данное устройство в общественном здании должно обеспечивать комфортный тепловой микроклимат в каждом отдельном помещении в зависимости от его назначения. Для этого производят расчет тепловых воздушных потоков в зонах, где расположены двери, приточные отверстия и нагревающиеся приборы.

Качество воздушных масс в помещениях должны соответствовать государственному стандарту. Параметры поддерживаются при помощи вентсети.

В большинстве общественных помещений скорость движения воздушных масс должна составлять до 0.2 метров в секунду. В летнее время, оптимальный уровень температуры 23-25 градусов Цельсия, в зимнее 19-21 градусов Цельсия, что регламентируется ГОСТ Р 59972-2021. Температурный перепад в помещениях большой площади не более двух градусов Цельсия. Уровень влажности должен быть в диапазоне 30-70 процентов, для исключения сухости и раздражения слизистой оболочки глаз.

Уровень шума системы VRV кондиционирования зависит от назначения помещения:

• Спальня в ДОУ – от 30 до 45 децибел.
• Библиотека – от 38 до 55 децибел.
• Супермаркет – от 40 до 50 децибел.
• Помещение с компьютерами – от 40 до 60 децибел.
• Холл гостиницы – от 35 до 45 децибел.
• Офис – от 35 до 45 децибел.
• Ресторан – от 35 до 50 децибел и так далее.

Поэтому во время планирования данного оборудования необходимо тщательно продумать о перемещении воздушных масс. Не должно быть смешения воздушных потоков из разных помещений.

Стандартная схема VRF-системы

Подвал и крыша, это места, где монтируют внешний агрегат на специальные опорные конструкции. По проектно-технической документации фасадных агрегатов может быть несколько. Главная задача — работа с фреоном (хладагентом), который отвечает за охлаждение/обогрев, а затем запускать по трубопроводам в каждое помещение.

Внешние агрегаты отвечают за работу исполнительных устройств (потолочные, настенные, напольные и так далее), ведь именно они подают охлажденный воздух в помещения. VRF система кондиционирования может иметь два типа канальных схем – двухтрубную и трехтрубную. Агрегаты могут функционировать как в режиме обогрева/охлаждения (двухтрубная схема), так и в режиме одновременного обогрева и охлаждения, если такое требование указано заказчиком. Исполнительные устройства работают независимо друг от друга, так как каждая конструкция имеет индивидуальные настройки. В этом заключается суть мультизональности.

В каждом агрегате встроен термостат, он отвечает за регулировку температуры и соединяется с главным контроллером, который контролирует всю работу устройства. Также контроллер может отображаться в специальном приложении гаджета, но с использованием пультов ДУ и ПУ (панель управления).

С помощью данной конструкции в помещении создается комфортный микроклимат независимо от требований помещения. Обладает высокой мощностью для качественного обслуживания большого количества зон, даже если высокая тепловая нагрузка.

Конструкция мультизональных систем

Из вышесказанного, можно понять, как устроены VRV/VRF системы кондиционирования и что это такое. А если вкратце, в данной конструкции фасадная конструкция распределяет воздушные массы по помещениям за счет исполнительных устройств, их может быть 2-8, но их количество будет зависеть от мощности всего оборудования.

Чтобы увеличить исполнительные устройства, необходимо установить дополнительно внешние. Рассчитать сколько потребуется конструкций можно исходя из таких показателей: 2 внешних конструкции могут обслуживать 10-16 исполнительных приборов, 3 фасадных конструкции 18-24, и тому подобное. Так можно настроить работу оборудования под назначение любого объекта.

Основные элементы

1. Исполнительные модули. Количество отдельных частей, расположенных внутри, может быть различным, но всегда совпадает с числом помещений в здании. Виды этих частей аналогичны тем, что применяются в обычных приборах (например, встроенные, настенные, воздушные, настенные и потолочные). При выборе конкретной части внутри помещения в первую очередь учитывают требования к ней (назначение), технические характеристики и возможности. Не менее важным является также дизайн, который должен соответствовать эстетическим стандартам и архитектурным особенностям здания.
2. Наружный модуль. Чаще всего он идет в единственном экземпляре. Но предусматриваются все обстоятельства, которые могут повлиять на неисправность и отключения основного прибора, поэтому всегда устанавливаются резервные, они возьмут работу на себя. Также помимо того, что резервные могут быть «спасателями» в форс мажорных обстоятельствах, их используют для расширения оборудования.
3. Трубопроводы. Являются связующим элементом наружного и исполнительного прибора, а также отвечают за движение фреона. Могут быть двухтрубными и трехтрубными.
4. Система управления. Используется пульт ДУ с централизованной работой, либо компьютер со специальным программным обеспечением.

Mini ВРВ система

1. Внешний блок:

• Инверторного или механического типа с регуляцией расходуемого фреона.
• Нет дополнительных наружных конструкций.
• Один подающий порт движения фреона.
• Производительность от 4 до 6 литров в секунду.
• Воздушные массы выбрасывается горизонтально.

1. Внутренний модуль:

• Встроенный расширительный клапан контролирует расход фреона (хладагента).
• К одному внешнему прибору может быть подключено одновременно 4-9 исполнительных устройств.

Схема

1. Внешний агрегат с одним или несколькими компрессорами.
2. Комплекс исполнительных конструкций.
3. Трубопроводы – связующее звено внешнего и исполнительных агрегатов, а также отвечают за движение хладагента (фреона).
4. Электрокабели – замкнутая цепь с обеспечением связи исполнительных и наружных агрегатов.
5. Блок управления.

Принцип работы VRF системы

Работа данного оборудования основана на превращении фреона из жидкого состояния в газообразное. Происходящий внутри процесс, условно можно разделить на несколько этапов:

1. Газообразный фреон подается в компрессор наружной конструкции.
2. 0Фреон сжимается, повышается температура до 70-100 градусов Цельсия. После чего происходит передача в тепловой обменник конденсатора.
3. Под воздействием вентилятора, температура фреона понижается до отметки 10-20 градусов Цельсия, превращая его в жидкое вещество.
4. Фреон в жидком виде движется по трубопроводу внутри приборов. В испарителе теплоносителя вещество закипает и снова превращается газообразное. Тем самым охлаждается и затем подается в помещение.

Особенности устройства VRF системы

ВРВ система кондиционирования имеет свои особенности:

• Максимальная длина магистралей 100-150 метров с высотой 50-90 метров.
• Управление агрегатом может осуществляться с пульта ДУ, либо через компьютер со специальным ПО (программное обеспечение).
• Фреон делится между устройствами с помощью электрического сепаратора, который разделяет его на состояния газа и жидкости.
• При наличии ВС контроллера исполнительные агрегаты работают каждый в своем режиме.
• Агрегат обладает высокой точностью поддержания нужного температурного режима, но с небольшой погрешностью в 0.5 градусов Цельсия.
• Прибор может включать в себя двухтрубные и трехтрубные типы трубопроводов, которые обеспечивают функциональность расширенного режима.
• ВРФ система может быть совмещена с вентиляцией.
• Чтобы обеспечить бесперебойную работу всей конструкции, дополнительно устанавливаются резервные конструкции.
• Мощность исполнительных конструкций индивидуальна, так как каждое отдельное помещение имеет свое назначение, потому может варьироваться в диапазоне 2-12 киловатт.

Достоинства и преимущества VRF систем

Расчет VRF системы

Расчет осуществляется за счет специальных формул с имеющимися основными параметрами:

1. Закон сохранения массы и энергии.
2. Закон термодинамики.

Необходимую мощность основной и наружной конструкции рассчитывают по отдельности. Диаметр сечения подбирается в соответствии с имеющимися данными. Коллекторы и тройники-разветвители подбираются по диаметру трубопровода и параметров по работе основных приборов.

Монтаж ВРВ систем

Установка таких сложных приборов на объекте — это процесс, требующий много усилий, и зачастую для этого приглашаются специалисты с полными знаниями в области проектирования и внедрения. Время, необходимое для установки, зависит от размеров здания и количества основных приборов, указанных в документации проекта, но обычно этот процесс занимает от нескольких дней до нескольких недель.

Перед установкой ВРВ требуется провести подготовку помещений и места для оборудования. Это может включать установку кабелей и труб, подготовку поверхностей и другие мероприятия. Сам процесс установки оборудования также требует определенного уровня технической квалификации, поскольку неправильная установка может привести к снижению эффективности работы или повреждению оборудования.

Монтаж фреоновой трассы и разветвителей (рефнетов)

Фреоновая трасса – это комплекс компонентов (трубы, соединения), расположенных между фасадным и внешними конструкциями, по которым движется фреон. Когда осуществляется сборка фреоновой трассы важно учесть, как расположены внешние и фасадные блоки, расстояние, сколько соединений и места, где трасса проходит через стеновые панели и перегородки.

Чтобы было удобнее внедрять и обслуживать данное устройство, необходимо использовать рефнеты (разветвитель). Рефнет – это распределительная коробка, размещаемая между внутренним и внешним блоком, предназначенная для быстрого соединения между ними.

Монтаж внутренних блоков

Установка внутренних блоков к фреоновой трассе подключается следом, после ее проведения. Во время сборки необходимо учитывать особенности помещения, как:

• площадь;
• высота потолка;
• сколько человек находится и работает;
• места, где производится установка конструкций, для обеспечения оптимального распределения воздушных масс.

Время на сборку может быть разным, все зависит от проекта. Если помещение небольшое, то установка одной конструкции займет несколько часов. Если же в помещении необходимо установить несколько конструкций, то это может занять 2-3 дня. Поэтому, во время сборки учитываются эстетические аспекты, само оборудование видно всем, не зависимо от типа, и внешний вид играет большую роль в восприятии человеком конкретной зоны.

Монтаж дренажной системы

При длительной работе климатического оборудования обычно образуется влага, которую нужно удалять. Прибор состоит из труб, которые соединены с внутренними частями и направляют воду к месту сброса. Оно может быть как внутри здания, так и снаружи. Чтобы избежать проблем с утечками или засорами, важно правильно установить оборудование.

Для создания климатического оборудования можно выбирать разные материалы, например, пластик или медь. Выбор материала зависит от условий эксплуатации и пожеланий заказчика. Например, если в помещении будет высокая влажность, лучше использовать медные трубы, которые устойчивы к коррозии.

Монтаж управления для VRF-систем

Автоматическое управление данным кондиционером отвечает за согласование действий компонентов установки, контроль окружающей среды и эффективное использование энергии.

Она включает в себя:

• Главный контроллер, способен управлять множеством внутренних блоков
• Пульт для удаленного управления, обеспечивает контроль над каждым из них
• Датчики температуры с влажностью устанавливаются в помещениях и передают информацию о температуре и влажности главному контроллеру для анализа и регулирования работы прибора.

Сборка контура и опрессовка для VRF

Компоненты кондиционера включают в себя трубы, через которые проходит фреон. Фреон подается к внешним блокам в охлажденном состоянии и возвращается к внутреннему блоку в нагретом виде, для дальнейшего охлаждения перед возвращением в цикл.

Для проверки герметичности, используется специализированное оборудование, которое создает избыточное давление в 1,5-2 бара выше рабочего давления. Если проверка проходит успешно, давление остается стабильным в течение 10-15 минут. После проверки трубы очищаются и наполняются фреоном в соответствии с рекомендациями производителя.

Пусконаладочные работы

Проверяются все узлы и компоненты на работоспособность. В первую очередь нужно проверить наличие и правильность подключенных кабелей и трубопроводов, а также настройка всех входящих в конструкцию блоков. Проводятся испытания по стабильности рабочего процесса.

Диспетчеризация

Отвечает за удаленный контроль и управление рабочей системой. Диспетчеризация подразумевает следующие работы:

• Показывает данные, которые устанавливает пользователь во время рабочего процесса.
• Диагностика неисправностей.
• Автоматическая регулировка работы при изменениях в окружающей среде.
• Может регулировать температуру в помещении, при уже имеющихся данных, отображаемых на датчиках температуры и влажности, а также настройки, заданные пользователем.

Тестовый запуск и ввод в эксплуатацию

После выше проведенных работ, оборудование тестируется на правильную работу всего агрегата. Данная манипуляция может проводиться от нескольких дней до недель, но все это будет зависеть от уровня мощности и объема оборудования, а также эксплуатационных условий. Если во время тестирования, были выявлены дефекты, их устраняют и прибор вводят в эксплуатацию.

Обслуживание ВРВ

Техническое обслуживание ВРВ выполняется 1-2 раза в 12 месяцев, в зависимости от мощности климатического оборудования и условий его использования, чтобы продлить срок службы и предотвратить возможные проблемы в работе. Специалист будет использовать безопасные для окружающей среды средства для очистки, промоет фильтры, проверит давление и возможные утечки, а также заменит неисправные компоненты, если это необходимо.

Вывод

Мультизональная конструкция представляет собой эффективное и экономичное решение для регулирования воздушных масс в зданиях с большим количеством помещений. Благодаря возможности индивидуального управления температурой в каждом помещении, обеспечивает комфортный микроклимат в любое время года. Энергоэффективность и минимальный уровень шума делают оборудование идеальным выбором для офисов, торговых центров, отелей и других коммерческих объектов.

Часто задаваемые вопросы

Как расшифровывается VRF?

Переменный объем хладагента (Variable Refrigerant Flow).

Как расшифровывается ВРВ?

ВРВ — Водяная Реверсивная Вентиляция. Также стоит отметить, что термин VRV (Variable Refrigerant Volume) используется для обозначения приборов с переменным объемом фреона, которые также могут быть сокращены как ВРВ в русскоязычной практике.

Где применяются VRF, VRV системы?

Системы ВРФ и ВРВ применяются в коммерческих и жилых зданиях, офисах, торговых центрах, гостиницах и других помещениях, где требуется индивидуальный контроль температуры.

Чем отличается VRF от сплит-системы?

Основное отличие ВРФ от сплит-системы заключается в возможности управления несколькими внутренними блоками через один внешний блок, что позволяет достичь более эффективной работы и экономии энергии.

Чем отличается VRV от VRF системы кондиционирования?

Отличие ВРВ от ВРФ заключается только в том, что ВРВ является торговой маркой компании Daikin, которая выпускает системы регулирования воздушных масс с переменным объемом фреона. Другие компании используют аббревиатуру VRF.

Какие существуют основные производители ВРВ систем?

Основными производителями систем ВРВ являются Daikin, Mitsubishi Electric, Toshiba и другие крупные компании в области регулирования воздушных масс.

На что обращать внимание при проектировании?

При создании проекта системы ВРФ следует обращать внимание на правильный расчет необходимой мощности, оптимальное размещение внутренних блоков, использование качественных материалов и оборудования.

Какие бывают ошибки при монтаже?

Ошибки при сборке ВРФ систем, могут включать неправильное расположение внутренних блоков, недостаточное уплотнение соединений, неправильное заполнение хладагентом и другие технические недочеты, которые могут привести к снижению эффективности работы системы.