Los sistemas de flujo de refrigerante variable (VRF) son relativamente nuevos en la industria HVAC. Han ganado popularidad en los últimos 10 años y encuentran su mejor aplicación donde existe la necesidad de múltiples zonas de control de temperatura, cargas simultáneas de calefacción y refrigeración atendidas por el mismo sistema VRF y espacio de techo restringido para tuberías y conductos.
Configuraciones del sistema
Los sistemas VRF utilizan refrigerante como fluido de trabajo y pueden proporcionar refrigeración solo a varias unidades fan-coil interiores conectadas a una sola unidad de condensación, ya sea refrigeración o calefacción a varias unidades fan-coil interiores conectadas a una sola unidad de bomba de calor, o refrigeración y refrigeración. calentar simultáneamente a múltiples unidades fan-coil interiores conectadas a una única unidad de recuperación de calor.
Las unidades de condensación, las unidades de bomba de calor y las unidades de recuperación de calor pueden enfriarse con aire o con agua. Las unidades fan-coil interiores están disponibles como casetes empotrados en el techo, unidades fan-coil ocultas para aplicaciones con conductos, unidades de pared y techo montadas en superficie y unidades de pie (gabinete). Para que una sola unidad de condensación, unidad de bomba de calor o unidad de recuperación de calor sirva a múltiples unidades fan-coil, es necesario que los compresores funcionen a velocidades variables; por lo tanto, proporciona un flujo variable de refrigerante a las unidades fan-coil en función de la carga.
Para las unidades de condensación enfriadas por aire y las unidades de bomba de calor, se utilizan motores de ventilador de condensador de velocidad variable para hacer coincidir la capacidad de enfriamiento o calefacción de las unidades exteriores con la carga neta de enfriamiento o calefacción de las unidades fan-coil interiores. En el caso de las unidades de recuperación de calor, se conecta un controlador de circuito derivado entre las unidades fan-coil interiores y la unidad de recuperación de calor, lo que permite que algunas unidades fan-coil funcionen en el modo de refrigeración mientras que otras funcionan en el modo de calefacción. .
Aplicación de Sistemas de Recuperación de Calor
Los sistemas de recuperación de calor son particularmente eficientes energéticamente cuando el área atendida tiene cargas simultáneas de calefacción y refrigeración, como en el caso de un espacio de oficina con una gran superficie. En este caso, la calefacción y la refrigeración simultáneas se producen durante el invierno cuando las zonas interiores, que necesitan refrigeración durante todo el año, intercambian el calor que rechazan hacia las zonas perimetrales que tienen carga térmica en invierno. Este intercambio de energía se produce cuando el refrigerante absorbe energía de las unidades que proporcionan refrigeración y el refrigerante la redirige a las unidades que están en modo de calefacción.
Capacidades
Es posible que se requieran varias unidades fan-coil interiores controladas por un solo sensor de temperatura del espacio para que los espacios más grandes satisfagan la carga de refrigeración y calefacción del espacio. Además, cuando la carga de refrigeración de las unidades fan-coil supere la capacidad máxima de aproximadamente 25 toneladas de una sola unidad exterior, se pueden conectar dos o tres unidades exteriores mediante el uso de un kit de hermanamiento.
Ventilación de aire exterior
Para la mayoría de las aplicaciones, se requiere ventilación de aire exterior además de la calefacción y refrigeración proporcionadas por las unidades fan-coil interiores. Esto se puede lograr proporcionando ventilación de aire exterior directamente a las unidades fan-coil a través de una pequeña conexión de conducto de aire exterior en cada unidad o a través de un sistema de aire exterior dedicado que entregaría aire exterior acondicionado directamente a los espacios atendidos o al retorno. conducto de aire de unidades fan-coil ocultas utilizadas para aplicaciones con conductos.
Eficiencia del sistema
Debido a las características operativas únicas de los sistemas VRF, como los compresores de velocidad variable y el calentamiento y enfriamiento simultáneos logrados por las unidades de recuperación de calor, el Instituto de Aire Acondicionado, Calefacción y Refrigeración (AHRI) desarrolló la relación de eficiencia energética integrada (IEER) para mida el rendimiento de enfriamiento de carga parcial de equipos unitarios y sistemas VRF. Los sistemas de recuperación de energía VRF son capaces de obtener una clasificación IEER de hasta 22,1 (según el método de prueba AHR! 1230). La eficiencia real del sistema dependerá del nivel de recuperación de energía que se pueda lograr.
Costo de mantenimiento anual
El costo anual de mantenimiento de un sistema VRF puede ser mucho mayor que el de un sistema HVAC convencional, como un sistema de volumen de aire variable (VAV), debido a la complejidad del equipo que comprende un sistema VRF. No solo es complejo el equipo en sí mismo, con los compresores de velocidad variable y los dispositivos de medición de refrigerante en los controladores del circuito derivado de los sistemas VRF de recuperación de calor, también lo es el sistema de control computarizado.
Cada fabricante tiene un sistema de control patentado y un software asociado y una interfaz de computadora que requiere una capacitación especializada para que un técnico sea competente en su uso en condiciones normales de funcionamiento y como una herramienta de resolución de problemas cuando el equipo no funciona correctamente. Esto requiere un nivel de especialización que el personal de mantenimiento interno de la mayoría de los propietarios de edificios no posee. Por lo tanto, cuando ocurre un problema con un sistema VRF, el propietario debe llamar a un contratista que tenga un técnico de servicio capacitado en el equipo y el sistema de control computarizado del fabricante del equipo VRF en particular.
Esto puede dar como resultado un período de tiempo prolongado entre el momento en que el propietario del edificio experimenta un problema con el sistema VRF y el momento en que el contratista del servicio de HV AC lo resuelve finalmente. Además, el costo de reparar los sistemas VRF puede ser alto debido al costo del equipo VRF y los componentes de control computarizados que pueden necesitar ser reemplazados.
Además, los sistemas VRF funcionan a presiones de refrigerante elevadas, más altas que los equipos HVAC convencionales. Como resultado, los sistemas VRF son propensos a las fugas de refrigerante. Cuando se produce una fuga de refrigerante en un sistema VRF, primero se debe localizar la fuga, lo que puede ser difícil si se tiene en cuenta la gran longitud de las tuberías de refrigerante aisladas asociadas con los sistemas VRF. Una vez que se localiza la fuga, todo el sistema VRF, que puede constar de más de 20 unidades fan-coil y de dos a cuatro unidades exteriores por sistema, a menudo se debe evacuar por completo de todo el refrigerante y la humedad antes de que se pueda reparar la fuga y se pueda reparar el sistema. Se puede recargar con refrigerante. Este proceso de evacuación y recarga de refrigerante suele tardar un mínimo de 24 horas.
Por lo tanto, el período de tiempo entre el momento en que se identifica una fuga de refrigerante y el momento en que se repara la fuga y se vacía el sistema y se recarga con refrigerante puede ser de varios días. Mientras tanto, el sistema VRF, si ha perdido toda su carga de refrigerante, es completamente incapaz de proporcionar calefacción o refrigeración a los espacios atendidos. El costo de recargar completamente un sistema VRF extenso que ha perdido toda su carga de refrigerante también puede ser bastante alto debido a la cantidad de refrigerante que se requiere.
W. Larsen Angel (Libro de consulta de diseño de HVAC)
