Как работает VRF/VRV-система кондиционирования и для каких объектов она подходит

VRF/VRV-система — это мультизональная система кондиционирования, в которой один или несколько наружных блоков могут обслуживать большое количество внутренних блоков, расположенных в разных помещениях здания. При этом каждая зона может иметь собственные настройки температуры и отдельное управление.

Такие системы применяются там, где обычной связки из нескольких независимых бытовых сплит-систем уже недостаточно или она становится неудобной с точки зрения количества наружных блоков, управления, трасс и дальнейшей эксплуатации.

На практике VRF/VRV особенно востребованы в офисных зданиях, гостиницах, магазинах, медицинских центрах, административных объектах и других помещениях с большим количеством климатических зон.

При проектировании VRF/VRV-системы для объекта в Ростове-на-Дону необходимо учитывать не только общую площадь здания, но и теплопритоки каждой зоны, режим её использования, длину холодильных трасс, перепады высот, требования к управлению и размещению оборудования.

Главная особенность VRF/VRV — не просто возможность подключить много внутренних блоков к одному наружному. Система автоматически распределяет производительность между зонами в зависимости от их текущей нагрузки.

Что такое VRF и VRV и есть ли между ними разница

Аббревиатура VRF происходит от английского Variable Refrigerant Flow — переменный расход хладагента. Она описывает сам принцип работы системы: количество хладагента, поступающего к внутренним блокам, изменяется в зависимости от текущей потребности помещений в охлаждении или обогреве.

Термин VRV — Variable Refrigerant Volume — используется для оборудования Daikin и является фирменным обозначением технологии этого производителя. По принципу построения VRV относится к тому же классу мультизональных систем, который в общем случае называют VRF.

Поэтому в профессиональной практике часто используется объединённое обозначение VRF/VRV, когда речь идёт о классе оборудования в целом.

В отличие от обычной сплит-системы, где один наружный блок обычно связан с одним внутренним, VRF/VRV позволяет построить разветвлённую холодильную сеть с большим количеством помещений.

Более общее описание технологии, состава оборудования и особенностей таких систем можно посмотреть в статье «Мультизональные VRV и VRF системы».

Система состоит из нескольких основных элементов:

• одного или нескольких наружных модулей;
• внутренних блоков различных типов;
• медных фреоновых трубопроводов;
• рефнетов или других элементов разветвления;
• системы управления;
• проводных или беспроводных пультов;
• при необходимости — центрального контроллера или интеграции с системой диспетчеризации здания.

В зависимости от производителя и серии количество подключаемых блоков, допустимые длины трасс и другие ограничения отличаются. Поэтому параметры конкретной VRF/VRV-системы всегда определяются по технической документации выбранного оборудования.

Как работает VRF/VRV-система

Основной принцип работы заключается в том, что наружный блок не подаёт одинаковую производительность всем внутренним блокам одновременно. Система изменяет работу компрессора и распределяет хладагент между зонами в зависимости от текущего запроса.

Предположим, в здании установлено двадцать внутренних блоков. В определённый момент десять помещений могут вообще не нуждаться в охлаждении, несколько комнат требуют небольшой производительности, а помещения на солнечной стороне работают с более высокой нагрузкой.

VRF-система учитывает эту разницу и перераспределяет свою производительность между активными внутренними блоками.

Наружный блок

Наружный блок является основным источником холодо- или теплопроизводительности. В современных VRF-системах применяются компрессоры с регулируемой производительностью, благодаря чему система может адаптироваться к изменяющейся нагрузке здания.

Для крупных объектов наружная часть может состоять не из одного корпуса, а из нескольких объединённых модулей. Они работают как единая система и позволяют получить необходимую суммарную производительность.

Холодильная сеть

От наружного оборудования по зданию прокладывается система медных трубопроводов. Через специальные элементы разветвления магистраль разделяется и подходит к отдельным внутренним блокам.

В результате нет необходимости прокладывать отдельную полноценную трассу от каждого помещения непосредственно к своему наружному блоку, как это происходит при большом количестве независимых сплит-систем.

При этом проектирование трубопроводов требует точного соблюдения требований производителя: диаметры труб, суммарные длины, расстояния до наиболее удалённых блоков и перепады высот имеют ограничения.

Внутренние блоки

В одной системе можно использовать внутренние блоки разных типов, если это предусмотрено конкретной серией оборудования.

Например:

• кассетные — для помещений с подвесными потолками;
• канальные — для скрытого размещения за потолком;
• настенные — для небольших кабинетов и отдельных помещений;
• напольно-потолочные — для объектов, где другие способы размещения неудобны.

Это позволяет адаптировать одну VRF/VRV-систему к помещениям с различной архитектурой и назначением.

Как система управляет температурой в разных помещениях

Одно из основных преимуществ мультизонального кондиционирования — независимое управление внутренними блоками.

Например, в офисном здании руководитель может установить одну температуру в кабинете, сотрудники соседнего отдела — другую, а неиспользуемое помещение можно временно отключить.

Каждый внутренний блок передаёт системе информацию о текущем состоянии и необходимой производительности. Наружный блок изменяет общий режим работы, а автоматика регулирует подачу хладагента к отдельным зонам.

Управление может выполняться на нескольких уровнях:

• индивидуальным пультом конкретного помещения;
• центральным контроллером;
• по расписанию;
• через систему диспетчеризации;
• с интеграцией в BMS здания, если такую возможность поддерживает оборудование.

Для коммерческого объекта это особенно удобно, поскольку эксплуатационная служба может контролировать большое количество помещений из единой точки.

В дальнейшем отдельно разберём, как устроено зональное управление VRF/VRV-системами и какие возможности даёт централизованная автоматика.

Для каких объектов подходит VRF/VRV

VRF/VRV имеет наибольший смысл на объектах, где необходимо кондиционировать большое количество отдельных помещений или зон с различными режимами работы.

VRF/VRV особенно удобно рассматривать на стадии проектирования или капитальной реконструкции объекта. В этот момент можно заранее определить расположение наружных и внутренних блоков, технические зоны, трассы, дренаж и систему управления.

Для коммерческих зданий в Ростове-на-Дону выбор между VRF/VRV, системой чиллер-фанкойл, отдельными сплит-системами или другим решением должен выполняться после оценки архитектуры объекта, тепловых нагрузок и требований к эксплуатации.

Чем VRF/VRV отличается от большого количества обычных сплит-систем

Теоретически многие здания можно оборудовать большим количеством отдельных сплит-систем. Но с увеличением числа помещений такое решение становится всё менее удобным.

Для каждого внутреннего блока потребуется свой наружный блок или ограниченная мультисплит-система. На фасаде или кровле появляется большое количество оборудования, увеличивается число трасс и электрических подключений.

VRF/VRV позволяет объединить множество климатических зон в одну систему.

Основные преимущества такого подхода:

• уменьшение количества независимых наружных блоков;
• единая холодильная сеть;
• индивидуальное управление внутренними зонами;
• централизованный контроль;
• возможность использования разных типов внутренних блоков;
• гибкая адаптация производительности к текущей нагрузке здания;
• удобство диспетчеризации на крупных объектах.

Однако это не означает, что VRF/VRV всегда лучше обычных сплит-систем. Для небольшого магазина, кабинета или нескольких комнат простая система может оказаться рациональнее и дешевле.

VRF/VRV раскрывает свои преимущества именно там, где количество зон и требования к управлению делают традиционную схему слишком громоздкой.

Может ли VRF/VRV одновременно охлаждать и обогревать разные помещения

Это зависит от архитектуры конкретной системы.

В более простой двухтрубной VRF/VRV-системе внутренние блоки обычно работают в едином общем режиме: либо охлаждение, либо обогрев.

Например, отдельные помещения могут быть выключены или иметь разные температурные настройки, но одновременно охлаждать один кабинет и обогревать другой такая конфигурация, как правило, не может.

Для объектов, где необходимо одновременно охлаждать одни зоны и обогревать другие, применяются системы с рекуперацией тепла и более сложной схемой распределения хладагента.

Это особенно актуально для зданий с разными ориентациями фасадов, большими внутренними теплопритоками или помещениями с существенно различающимися режимами использования.

Тему двухтрубных и трёхтрубных VRF-систем мы отдельно разберём в одном из следующих материалов октябрьского цикла.

Заменяет ли VRF/VRV вентиляцию

Нет. Это принципиально важное различие.

VRF/VRV предназначена прежде всего для поддержания температуры в помещениях. Большинство внутренних блоков системы рециркулирует уже находящийся внутри воздух.

Но людям в здании необходимо поступление наружного воздуха и удаление загрязнённого воздуха из помещений. Эту задачу выполняет вентиляционная система.

Поэтому на коммерческих объектах кондиционирование и вентиляция обычно проектируются совместно, но решают разные задачи.

• VRF/VRV компенсирует теплопритоки и поддерживает температуру;
• приточная вентиляция подаёт необходимое количество наружного воздуха;
• вытяжная вентиляция удаляет загрязнённый и влажный воздух;
• автоматика может объединять работу инженерных систем здания.

Особенно важно учитывать нагрузку от вентиляционного воздуха. Если наружный воздух поступает в помещение горячим летом или холодным зимой, это влияет на необходимую производительность системы кондиционирования.

Одна из распространённых ошибок при проектировании коммерческого объекта — рассматривать кондиционирование и вентиляцию независимо друг от друга. Корректный расчёт должен учитывать их совместную работу.

Какие ограничения необходимо учитывать при проектировании

Несмотря на гибкость VRF/VRV, система имеет технические ограничения, которые необходимо учитывать ещё до выбора оборудования.

Для каждой серии производитель устанавливает допустимые значения:

• максимального количества внутренних блоков;
• суммарной подключаемой производительности;
• общей длины трубопроводов;
• длины трассы до наиболее удалённого внутреннего блока;
• перепада высот между наружным и внутренними блоками;
• перепада высот между внутренними блоками;
• рабочего диапазона наружных температур.

Поэтому проект VRF/VRV нельзя строить только на основании общей площади здания.

Два объекта одинаковой площади могут потребовать совершенно разных решений. Например, компактное пятиэтажное здание и длинное одноэтажное помещение предъявляют разные требования к длинам магистралей и расположению оборудования.

Отдельную статью октябрьского цикла мы посвятим именно ограничениям VRF/VRV: длинам трасс, перепадам высот и количеству внутренних блоков.

Как понять, подходит ли VRF/VRV конкретному объекту

Первоначальную целесообразность можно оценить по нескольким признакам.

VRF/VRV стоит рассматривать, если:

• в здании много отдельных помещений;
• для разных зон требуется индивидуальная температура;
• есть ограничения по размещению большого количества наружных блоков;
• необходим централизованный контроль;
• нужны разные типы внутренних блоков в рамках одного объекта;
• планируется интеграция климатического оборудования в систему управления зданием;
• объект имеет переменную тепловую нагрузку в течение дня.

Но окончательное решение принимается после расчёта теплопритоков, анализа архитектуры здания и сравнения нескольких возможных инженерных схем.

В некоторых случаях VRF/VRV окажется наиболее удобным решением. На других объектах рациональнее использовать чиллер-фанкойл, отдельные сплит-системы или комбинацию нескольких технологий.

Поэтому следующий важный этап — не выбор конкретного производителя, а определение оптимальной архитектуры системы для самого здания.

Подводим итог

VRF/VRV — это мультизональная система кондиционирования, которая позволяет подключить к одному комплексу наружного оборудования большое количество внутренних блоков и независимо управлять климатом в разных помещениях.

Система изменяет свою производительность в зависимости от текущей нагрузки и распределяет хладагент между активными зонами.

Такой подход особенно востребован в офисах, бизнес-центрах, гостиницах, магазинах, административных и других коммерческих зданиях с большим количеством помещений.

При этом VRF/VRV не заменяет вентиляцию. Для полноценного микроклимата необходимо отдельно обеспечить поступление наружного воздуха и его удаление.

Эффективность системы во многом зависит от правильного проектирования: расчёта тепловых нагрузок, выбора внутренних блоков, трасс, наружного оборудования и системы управления.

Компания «Сплит Центр» занимается подбором, проектированием, поставкой, монтажом и обслуживанием VRF/VRV-систем. Для объекта можно предварительно оценить тепловые нагрузки, количество климатических зон и возможную архитектуру мультизональной системы.

Часто задаваемые вопросы