Мультизональная система кондиционирования с переменным расходом хладагента (от англ. — Variable Refrigerant Flow), или VRF-система, — это инновационное энергоэффективное решение, позволяющее создавать и поддерживать разные климатические условия одновременно в нескольких помещениях одного объекта — жилого дома, коммерческого или административного здания, промышленного сооружения.
В отличие от традиционных систем кондиционирования и холодоснабжения, где используется фиксированный расход хладагента, наружные блоки VRF-системы динамически регулируют объем фреона в зависимости от тепловой нагрузки в тот или иной временной промежуток. Это позволило достигнуть высокой энергоэффективности HVAC-оборудования, максимальной гибкости в управлении микроклиматом (теперь каждый пользователь может задать оптимальные для себя температуру и влажность воздуха в помещении) и значительной экономии энергоресурсов.
Схематически VRF-система состоит из одного наружного блока (он может иметь один или несколько модулей) и множества внутренних (как правило, от 3 до 64, иногда до 80), причем разных типов (в частности, компания TICA выпускает более 10 типов таких устройств). Для сравнения: к наружному блоку мульти-сплит-системы можно подключить не более 5 подобных агрегатов.
Наружный и внутренние блоки VRF-системы соединены между собой фреоновой магистралью с многочисленными ответвлениями (рефнетами), по которой циркулирует хладагент (как правило, фреон R410A). В этом отношении она коренным образом отличается от мульти-сплит-системы, к каждому внутреннему блоку которой подключается отдельная фреоновая трасса.
Стоит отметить, что монтаж отдельных фреоновых трасс стоит значительно дешевле, чем одной крупной магистрали с многочисленными ответвлениями. С другой стороны, общая длина соединительного трубопровода VRF-системы может достигать 1100 м, тогда как мульти-сплит-системы — всего 50—75 м, реже 100 м. Как следствие, мультизональную VRF-систему целесообразно использовать, если количество обслуживаемых помещений превышает 5 или они находятся на значительном отдалении друг от друга, а мульти-сплит-систему — если их число составляет от 2 до 5.
Принцип работы VRF-системы, как и обычной бытовой или полупромышленной сплит-системы, основан на обратном цикле Карно. В режиме охлаждения компрессор наружного блока всасывает и сжимает газообразный хладагент, после чего он нагнетается в конденсатор, где охлаждается и конденсируется, переходя в жидкую фазу. В таком виде хладагент через электронный терморегулирующий вентиль (расширительный клапан) впрыскивается во фреоновую магистраль и по ней подается ко всем внутренним блокам. Данный цикл непрерывно повторяется.
В режиме обогрева принцип работы VRF-системы изменяется на противоположный. Жидкий фреон, поступающий из внутренних блоков, посредством 4-ходового клапана впрыскивается в конденсатор наружного блока, играющий роль испарителя. В нем в результате теплопередачи с уличным воздухом хладагент закипает и переходит в газообразное агрегатное состояние, после чего всасывается компрессором. В компрессоре фреон сжимается и нагнетается во фреоновую магистраль, а затем подается ко всем внутренним блокам, эксплуатируемым в режиме охлаждения. В теплообменниках внутренних блоков фреон отдает свое тепло воздуху, циркулирующему в помещении, и, охлаждаясь, конденсируется. После этого жидкий хладагент снова возвращается в конденсатор наружного блока. Затем цикл повторяется.
Наружные блоки VRF-системы состоят из компрессора, конденсатора, вентилятора, инвертора и системы управления, дросселиру. Как отмечалось выше, компрессор сжимает хладагент, в результате чего его температура и давление повышаются. Конденсатор обеспечивает рассеяние тепла от хладагента в окружающую среду и его конденсацию. Вентилятор значительно повышает эффективность этого процесса. Скорость вращения его рабочего колеса регулируется системой управления автоматически. В случае если эффективность теплопередачи достаточно, вентилятор не вращается вовсе. Система управления самостоятельно анализирует тепловую нагрузку в кондиционируемых помещениях и, исходя из нее, выдает управляющие сигналы. Руководствуясь ими, инвертор преобразует переменный ток в постоянный, а затем снова в переменный с частотой, которая соответствует требуемой в тот или иной момент частоте компрессора. Благодаря этому технология VRF позволяет снизить энергопотребление и значительно сэкономить электроэнергию.
VRF-системы потребляют на 30–50% меньше электроэнергии по сравнению с традиционными системами кондиционирования. Это достигается за счет точного расхода хладагента и гибкого регулирования выходной мощности компрессора.
Мультизональная система кондиционирования легко модифицируется: по мере необходимости к ней можно подключать дополнительные внутренние блоки. Однако их совокупная производительность не должна превышать номинальной выходной мощности наружного блока.
Наружные блоки VRF-системы оснащены современными компрессорами с инверторным управлением. Они характеризуются низким уровнем шума во время эксплуатации.
Каждый внутренний блок управляется независимо, что позволяет поддерживать разную температуру в разных помещениях или зонах здания. Это особенно актуально для офисов, отелей, торговых центров, жилых комплексов.
Современные VRF-системы рассчитаны на 15–20 лет бесперебойной работы. Они могут работать в условиях нестабильных электрических сетей и весьма низких и высоких температур — от -30 до +56 °С.
VRF-системы TICA широко используются в: