جریان مبرد متغیر (VRF) از انواع تکنولوژی تهویه مطبوع بوده که در سال ۱۹۸۲ در شرکت دایکین ژاپن اختراع شده است. سیستم VRF مانند اسپلیت‌ها از مبرد برای خنک کردن و گرم کردن استفاده می‌کند. این مبرد در یک مدار توسط یک یونیت خارجی بین چندین یونیت داخلی در گردش است.
سیستم‌های VRF نسل پیشرفته‌ای از سیستم‌های مولتی اسپیلیت بدون کانال و یکی از کار‌آمدترین سیستم‌های تهویه مطبوع مدرن هستند که اجازه می‌دهند واحدهای داخلی بیشتری به هر واحد خارجی متصل شوند. سیستم های VRF امکان گرمایش و سرمایش همزمان و همچنین بازیابی گرما را برای کاهش مصرف انرژی فراهم می‌کنند. ارائه گرمایش و سرمایش توسط یک سیستم کاملا یکپارچه، با سیستم کنترل واحد، عدم نیاز به موتورخانه و تکنیسین نگهدار و همچنین مصرف برق اندک و ضریب عملکرد (COP) بالای دستگاه، برخی از مزیت‌های شاخص این نوع سیستم‌ها است.
همچنین از دیگر مزایای این سیستم می‌توان به امکان لوله‌کشی در فواصل زیاد، امکان نصب در پروژه‌های مرتفع، امکان نصب واحدهای درونی از نوع‌های مختلف، کنترلر مرکزی و بهره‌گیری از مبرد R410a که دوستدار محیط زیست است و همچنین عدم نیاز به مصرف آب اشاره کرد.
سیکل تبرید تراکمی
سیکل تبرید تراکمی از 4 بخش کندانسور، اواپراتور، شیر فشارشکن و کمپروسور تشکیل شده است. کمپروسور فشار را افزایش می‌دهد؛ کندانسور در فشار ثابت انتقال حرارت می‌کند و بخار سوپر هیت را کندانس می‌کند و مایع پرفشار را به شیر فشار شکن می‌فرستد که طی فرآیند انتروپی ثابت فشار را کاهش می‌دهد و اواپراتور نیز در فشار ثابت گرما را از محیط گرفته و محیط را خنک می‌کند. نکته مهم درباره این سیکل این است که با معکوس کردن جای کندانسور و اواپراتور تبدیل به سیکل گرمایش می‌شود که به آن هیت پمپ می‌گویند.
سیستم های جریان مبرد متغیر VRF
سیستم‌های جریان مبرد متغیر همان سیکل تبرید هستند که در آن‌ها دبی جریان مبرد به وسیله کمپرسورد دور متغیر (اینورتر) در یونیت خارجی و شیر انبساطی الکترونیکی (EEV) در یونیت داخلی تغییر می‌کند تا شرایط آسایش فراهم شود. این سیکل به طور کلی همان سیکل تبرید تراکمی است اما یک سری تفاوت‌های جزئی دارد که به شرح زیر است :
در کولرهای گازی یونیت داخلی صرفا شامل اواپراتور است، اما یونیت خارجی شامل کمپروسور، کندانسور و شیر فشارشکن است که این ویژگی باعث می‌شود که تنها 10 تا 15 متر قابلیت لوله‌کشی بین یونیت داخلی و خارجی داشته باشیم زیرا فرآیند افت فشار در شیر انبساطی و در یونیت خارجی رخ می‌دهد و با طولانی شدن لوله کشی افت ظرفیت قابل توجهی اتفاق می‌افتد و کمپروسور آن‌ها نیز ظرفیت کافی برای این کار را ندارد.
اما در سیستم VRF یونیت داخلی شامل اواپراتور وشیر فشار شکن است و یونیت خارجی شامل کندانسور و کمپرسور است. همین تغییر کوچک موجب می‌شود که توانایی لوله‌کشی تا 1 کیلومتر در این سیستم‌ها فراهم شود و بتوانیم تا 110 متر ارتفاع لوله‌کشی داشته باشیم و راندمان افزایش می‌یابد. همچنین با قابلیت اتصال 64 پنل داخلی به هر یونیت خارجی می‌توانیم از آن‌ها در ساختمان‌های بلند مرتبه استفاده کنیم.
در این سیستم‌ها تغییر کاربری از سیستم گرمایشی به سیستم سرمایشی از طریق شیر 4 طرفه به صورتی که در شکل زیر مشاهده می‌کنید انجام می‌شود.
این شکل شامل یک یونیت خارجی با دو کمپرسور و 4 یونیت داخلی است، در حالت سرمایشی (فلش های توپر) مبرد در کمپروسور فشرده می‌شود و از طریق شیر 4 طرفه به کندانسور (مبدل یونیت خارجی) هدایت می‌شود و سپس وارد یونیت داخلی شده و در آنجا از شیر انبساطی الکترونیکی عبور کرده و وارد اواپراتور (مبدل یونیت داخلی) می‌شود و از محیط گرما می‌گیرد؛ اما در حالت گرمایشی (فلش های تو خالی) پس از فشرده شدن در کمپرسورها شیر 4 طرفه مبرد را وارد یونیت داخلی می‌کند و در آنجا ابتدا وارد کندانسور (مبدل یونیت داخلی) می‌شود و به محیط گرما می‌دهد سپس در شیر انبساطی منبسط شده و به یونیت خارجی وارد می‌شود و در اواپراتور (مبدل یونیت خارجی) از محیط بیرون گرما می‌گیرد .
این سیستم‌ها همچنین افزون بر قابلیت سرمایش و گرمایش که ویژگی تمام سیکل‌های تبرید تراکمی است یک ویژگی خاص را دارا هستند که قابلیت سرمایش و گرمایش همزمان در فضاهای مختلف به وسیله یک کمپرسور است. این قابلیت برای مکان‌هایی مثل بیمارستان‌ها یا مکان‌هایی که دیتا سنتر دارند بسیار پر کاربرد است و میتوانند بازدهی تا 2 برابر برای ظرفیت‌های یکسان را فراهم کنند.
این کار به این صورت انجام می‌شود که بخشی از مبرد پس از متراکم شدن در کمپروسور در یونیت خارجی به کندانسور این یونیت وارد نمی‌شود و به جای این که وارد کندانسور یونیت خارجی شود وارد محیط داخلی شده و در یونیت داخلی، محلی که نیاز به گرمایش دارد بدون عبور از شیر انبساطی وارد اواپراتور می‌شود. در این حالت اواپراتور مانند کندانسور عمل می‌کند و مبرد به صورت یک مایع متراکم از آن خارج می‌شود و از طریق لوله‌ها به همراه بخش دیگری که در کندانسور یونیت خارجی کندانس شده بود، وارد یونیت‌های داخلی که عمل سرمایش را به عهده دارند می‌شود.
اجزای مختلف این سیستم ها شامل :
یونیت خارجی با ظرفیت بین 7 تا 26 کیلووات به صورت جلو زن، از 25 تا 50 کیلووات به صورت تک پنل و از 50 تا 200 کیلووات به صورت چند یونیت خارجی که با هم ماژول می‌شوند. اجزای داخلی این یونیت به صورت زیر است:
اجزای یونیت خارجی
- کمپرسورها
- فن (محوری)
- کویل‌ها (کندانسور)
- برد الکترونیکی
- شیرهای ورودی و خروجی
- آکومولاتور ها (به عنوان منبع ذخیره هستند که در صورت لزوم مبرد در آن‌ها ذخیره شده است و تنظیم کننده ورود گاز به کمپرسور نیز هستند.)
- سنسور ها
- جداکننده‌های روغن
- شیر چهارطرفه (برای تغییر فصل)
* کمپرسور این سیستم ها عموماً اسکرال و هرمتیک یا سِمی هرمتیک است که تقریباً غیر قابل تعمیر می‌باشد.
اجزای یونیت داخلی
- فن
- شیر انبساط (بعد از لوله‌های ورودی)
- کویل (در لوله ورودی که عمدتاً قطر کمتری دارد مبرد به صورت مایع یا مخطوط مایع و گاز وارد می‌شود و پس از عبور از شیر انبساط به صورت گاز از لوله خروجی (لوله گاز) خارج می‌شود. لوله گاز معمولاً بزرگتر است و در صورت لمس کردن خنک است.)
لوله‌های مسی
این لوله‌ها در سیستم‌های VRF رابط بین یونیت‌های داخلی و خارجی و به طور کلی تمامی اجزا هستند. نکته مهم درباره برنچ‌ها این است که انشعاباتی هستند که توزیع مناسب مبرد را بر عهده دارند و اگر از برنچ‌های مناسب استفاده نشود، توزیع مبرد مناسب نخواهد بود و گرمایش و سرمایش مناسبی نخواهیم داشت یا حتی بخشی از سیستم مختل می‌شود .
