Aktualnie dbałość o parametry powietrza naszego otoczenia można śmiało określić standardem. Wiele bowiem domów jednorodzinnych, a także mieszkań, wyposażanych jest w klimatyzację już na etapie budowy. Podobnie dużą popularnością cieszą się klimatyzatory w istniejących obiektach budownictwa mieszkaniowego. Coraz częściej zwracamy jednak uwagę na klimat naszego otoczenia, nie tylko w domu, ale również w miejscu pracy.

W ostatnich latach widać wzrost zainteresowania systemami klimatyzacji wśród komercyjnych inwestorów. Do biur, sklepów, hoteli i restauracji nierzadko wybierane są systemy o zmiennym przepływie czynnika tzw. VRF (ang. variable refrigerant flow). Czy warto podsunąć inwestorowi pomysł instalacji takiego układu? Czym charakteryzują się takie rozwiązania oraz jakie przynoszą korzyści?

Szeroki wybór rozwiązań
Systemy typu VRF to układy, gdzie jedna jednostka zewnętrzna obsługuje nawet kilkadziesiąt jednostek wewnętrznych, a instalacja chłodnicza (w podstawowej wersji dwururowa) najczęściej wykonywana jest przy pomocy trójników i rozgałęzień (Rys. 1).

Jest to pierwsza i zasadnicza przewaga tego rozwiązania nad standardowymi klimatyzatorami single split oraz multi split. W przypadku obiektów, gdzie klimatyzacja obsługiwać ma większą ilość pomieszczeń, systemy pozwalają uniknąć montażu wielu jednostek zewnętrznych. Jest to bowiem nierzadko problematyczne nie tylko techniczne (brak wystarczającego miejsca montażowego np. na dachu), ale również estetycznie (elewacja zabudowana urządzeniami). Wielu producentów oferuje układy VRF do 64, a nawet 80 jednostek wewnętrznych, co pozwala obsługiwać duże biurowce, czy hotele. Niewątpliwą zaletą dla inwestora będzie również znacznie bogatszy wybór modeli jednostek wewnętrznych, w porównaniu z ofertą standardowych klimatyzatorów. Systemy o zmiennym przepływie czynnika, poza standardowymi urządzeniami ściennymi, nierzadko oferują modele kanałowe z różnym sprężem, czy możliwością doprowadzenia świeżego powietrza. Dzięki temu poza zarządzaniem temperaturą w pomieszczeniach możliwe jest również ich wentylowanie. W komercyjnych inwestycjach powszechnie wybierane są również maszyny kasetonowe (Rys. 2), które w układach VRF także występują w różnych kształtach (prostokątne, kwadratowe, okrągłe), różnią się liczbą kierunków nawiewu (jedno-, dwu-, czterokierunkowa lub obwodowa) oraz wykonaniem, jak choćby modele tzw. slim, charakteryzujące się małą wysokością i łatwością zabudowy w niewielkim suficie podwieszanym. Poza klasycznymi jednostkami wewnętrznymi większość systemów VRF oferuje ponadto integrację z wymiennikami bezpośredniego odparowania central wentylacyjnych. Dzięki takiemu rozwiązaniu obsługują one również chłodnicę/nagrzewnicę powietrza wentylacyjnego. Nierzadko wykonuje się układy mieszane jednostek klimatyzacyjnych oraz central AHU.

Niezawodna praca w okresie grzewczym
Ważną informacją dla inwestora będzie również fakt, że układy te w skuteczny, energooszczędny i niezawodny sposób są w stanie nie tylko chłodzić, ale i ogrzewać pomieszczenia. Parametry i zabezpieczenia oferowanych systemów sprawiają, że coraz częściej wykorzystywane są jako jedyne źródło ciepła budynku. Na rynku dostępne są jednostki zewnętrzne mogące pracować do temperatury zewnętrznej nawet -30°C. Aby zapewnić ciągłe i wydajne ogrzewanie, wielu producentów stosuje dla agregatów wielomodułowych m.in. rotacyjne odszranianie. Polega ono na przeprowadzaniu procesu odszraniania naprzemiennie i niezależnie dla pojedynczych modułów. Pozwala to praktycznie na nieprzerwaną pracę z dużą mocą grzewczą układu. Wartym uwagi rozwiązaniem jest ponadto wyposażenie systemu w jednostkę magazynującą ciepło właśnie do celów odszraniania. Dzięki temu negatywny wpływ procesu na komfort w pomieszczeniach (skoki temperatury) jest znacząco zredukowany.

Chłodzenie i ogrzewanie z odzyskiem ciepła
Dużą wszechstronność dla inwestora oferują tzw. systemy trójrurowe VRF nazywane również systemami z odzyskiem ciepła (ang. heat recovery). Układy te poza jednostką zewnętrzną i wewnętrznymi doposażone są najczęściej w moduły odzysku ciepła (Rys. 3).

Rozwiązanie to, choć inwestycyjnie wymagające większych nakładów finansowych, zapewnia szereg unikalnych korzyści podczas wieloletniej eksploatacji. Systemy te umożliwiają między innymi realizację jednoczesnego ogrzewania i chłodzenia różnych pomieszczeń w jednym układzie chłodniczym. Choć na „chłopski rozum” wielu inwestorów nie widzi sensu równoczesnego dostarczania i pobierania ciepła z różnych pomieszczeń, zapotrzebowanie na taki rodzaj pracy klimatyzacji jest w wielu budynkach realne. Klasycznym przykładem są choćby biurowce z przeszklonymi elewacjami. W takich obiektach w okresach jesienno-wiosennych różnica w zyskach od nasłonecznienia może być tak duża, że północne lokale wymagają ogrzewania, podczas, gdy południowe chłodzenia. Poza szeroką funkcjonalnością dużą zaletą tego rozwiązania jest również możliwość odzysku ciepła. Podczas, gdy chłodzenie w klasycznych dwururowych układach oznacza usuwanie całego ciepła przez jednostkę zewnętrzną z budynku do otoczenia, systemy trójrurowe mogą ciepło odpadowe wykorzystywać. Ciepło pobrane z pomieszczeń chodzonych może być bowiem, w zależności od aktualnego zapotrzebowania, częściowo lub nawet w całości przekazywane do lokali wymagających ogrzewania. Dzięki temu systemy te charakteryzują się wysokimi współczynnikami efektywności energetycznej. Ponadto wielu producentów oferuje możliwość integracji VRF z układami wodnymi poprzez hydromoduły (Rys. 4).

Dzięki temu system wydajnie obsługiwać może również ogrzewanie, najczęściej niskotemperaturowe (płaszczyznowe), zasobniki ciepłej wody użytkowej lub basen. Są one bowiem świetnym odbiornikiem ciepła z chłodzenia pomieszczeń latem, podnosząc jeszcze bardziej energooszczędność budynku. W porównaniu do rozwiązań dwururowych, zyskujemy bowiem niejako „darmową” ciepłą wodę użytkową lub podgrzewanie basenu hotelowego.

Zarządzanie pracą na najwyższym poziomie
Inwestorom zastanawiającym się nad realizacją systemu klimatyzacji ze zmiennym przepływem czynnika warto również uświadomić, że w porównaniu do standardowych klimatyzatorów posiadają one najczęściej znacznie szersze możliwości sterowania, zarządzania i monitorowania pracy. Poza klasycznymi kontrolerami naściennymi i pilotami wiele jednostek ma możliwość integracji ze stykiem pozwolenia na pracę (czujnik otwartego okna lub karty hotelowej), rozbudowania o sterownik centralny, czy system BMS (ang. building management system). Układy inteligentnego zarządzania budynkiem integrujące praktycznie wszystkie instalacje, układy i ważniejsze urządzenia w budynku pozwalają na całkowicie zdalny i dokładny monitoring i sterowanie w czasie rzeczywistym, a także chociażby tworzenie rozbudowanych harmonogramów pracy systemu oraz monitoringu i rozliczania zużytej przez układ energii elektrycznej. Systemy VRF wielu producentów, dzięki bramkom komunikacji z najpopularniejszymi protokołami Modbus, BACnet, KNX, czy LonWorks, mogą być także w łatwy sposób dołączane do istniejących już systemów BMS (Rys. 5).

Podsumowanie
Wszystko to sprawia, że przekonanie potencjalnego inwestora do zaufania systemowi VRF w dużym obiekcie komercyjnym nie jest rzeczą trudną. Oferuje on bowiem wiele realnych zalet i korzyści, którymi użytkownicy obiektu będą mogli się cieszyć przez lata. Systemy objęte są w zależności od producenta 5- lub nawet 7-letnią gwarancją. Bogactwo serii jednostek zewnętrznych umożliwia obsługę zarówno małych sklepów i biur, jak i dużych hoteli, restauracji, czy biurowców. Kwestią, o której warto pamiętać na etapie realizacji jest weryfikacja konieczności rejestracja karty układu w systemie CRO (Centralny Rejestr Operatorów). Obowiązek ten formalnie leży po stronie właściciela instalacji, jednak dobrą praktyką jest informowanie oraz pomoc przy obsłudze karty instalatora. W przypadku układów zawierających większą ilość czynnika niż ekwiwalent 5 ton CO₂ (odpowiada temu w przybliżeniu 2,39 kg najczęściej wykorzystywanego w układach VRF czynnika R410a) poza założeniem karty konieczne będzie wykonywanie okresowych kontroli szczelności.