Değişken Soğutkan Akışlı Sistem; VRF
VRF SİSTEM VRF, İngilizce Variable Refrigerant Flow kelimelerinin baş harflerinden oluşmaktadır. Türkçe anlamı ile Değişken Soğutkan akışlı sistem anlamına gelir.
SİSTEM TANIMI
VRF Sistem, tek dış üniteye 40’a kadar iç ünitenin bağlanması imkanını sağlayan, 22-130 kw soğutma kapasitesi aralığına 19 farklı uygulama seçeneği sunan, frekans inverter kompresörü ile kurulu sistemin % 10 ile % 100 kapasite aralığında çalışmasını sağlayan, sadece soğutma, heat-pump ve ısı geri kazanımı (aynı anda ısıtma ve soğutma) gibi sistem çözümleri bulunan, bağımsız veya tek merkezden kontrol seçenekleri sunan ve çok sayıda montaj ve mimari çözüm olanakları bulanan bir sistemdir.
SİSTEMİN TEMEL ÖZELLİKLERİ
Bu sistemin ana özelliği tek bir dış ünite ve ona bağlanabilen 16 adet iç üniteden oluşmasıdır. Sisteme 40’a kadar iç ünite, dış ünitelerin modüler olarak birbirine bağlanması ve tek bir dış ünite gibi çalıştırılması ile monte edilir. Bu sistemde sürekli sirküle edilen soğutucu gazın debisi, iç ünitelerin ihtiyaçlarına göre ve üzerlerinde bulunan kapasite vanaları (electronic expansion valves) yardımıyla ayarlanır. Sistemin kendi içinde dış ünitelere bağlanabilecek 28 farklı kapasitede 8 farklı iç ünite mevcuttur. Bu iç ünitelerin tamamı bağımsız olarak kumanda edilebileceği gibi, bir merkezi kumandaya bağlayarak veya haftalık bir proglamlayıcı yardımı ile haftanın bütün günleri için bağımsız ayarlar yapılarak kullanılabilir. Burada bahsedilen özellikle bu sistemin kontrol özelliklerinden yanlızca birkaç tanesidir. Kontrol sistemleri bu sunumda ayrı bir başlık olarak işlenecektir. Sistemin en önemli özelliği inverter teknolojisidir. Dış ünite içerisinde yer alan frekans inverter, kompresör, kurulan sistemin % 10 ile % 100 kapasite aralığında çalışabilmesini sağlar. Avrupa’da son yıllarda R-22 soğutucu gazının klima sistemlerinde kullanılmasına kısıtlamalar getirilmiştir. Bunun en önemli nedeni bu gazın ozon tabakasına zarar veren klor elementini içermesidir. Artık bu soğutkan yerine ozonla dost R-407C gazı klima sistemlerinde önemli ölçüde kullanılmaya başlanmıştır.
SİSTEM ÇÖZÜMLERİ
VRF Sisteminin 2 ana çözüm seçeneği; heat-pump (ısıtma ve soğutma) ve ısı geri kazanım (aynı anda ısıtma ve soğutma) sistemleridir.
İKİ BORULU HEAT PUMP SİSTEMİ
Günümüzde klima sistemlerinde heat-pump özelliği önem kazanmıştır. En düşük kapasiteli klima sistemlerinden, en yüksek kapasiteli sistemlere kadar soğutma özelliğinin yanında ısıtma özelliği de kullanılmak istenmektedir. Bunun nedeni basit olarak sisteme ilave edilen bir dört yollu vana yardımıyla kompresörde basınç ve sıcaklığı arttırılan soğutucu gazın kondenser olarak kullanılan iç üniteye gönderilmesi ve sistemin soğutma özelliğinin yanında ısıtma yapmasının da sağlanmasıdır. Heat-Pump sistemin en önemli avantajlarından biri 22 kw Ğ 130 kw kapasite aralığında, 19 farklı çözüm seçeneği ile 40’a kadar iç ünitenin bağlanabilmesini sağlamış olmasıdır. Yani 22 kw’lık en düşük kapasiteden 130 kw’lık 40 iç ünitenin bağlandığı, en yüksek kapasiteye kadar sistemde likit hattı ve gaz hattı olmak üzere iki ana boru hattı dolaşmakta ve özellikle montaj aşamasında hantallığı ortadan kaldırmakta ve montaj işleminin çok kısa bir sürede tamamlanmasını sağlamaktadır.
ÜÇ BORULU ISI GERİ KAZANIM SİSTEMİ
Isı geri kazanım sistemi ile aynı anda ısıtma ve soğutma yapılabilmektedir. 25 kw kapasiteli dış üniteden gaz ve likit hatlarına ilave olarak kullanılan deşarj hattı, ısıtma istenen iç ünitenin ve bağlı olduğu mahalin ısıtma ihtiyacını karşılar. Bu sayede örneğin yan yana iki mahalden birinde soğutma işlemi uygulanırken diğer mahalde ısıtma işlemi gerçekleştirilebilir. Bu sistemde iç üniteler ve dış ünite arasına yerleştirilen gaz dağıtıcılar (multi-controller) bu ısı alışverişinin gerçekleştirilmesini sağlamaları yanısıra içerisinde mevcut kapasite vanaları ile soğutucu gazın debisini ayarlamakta, elektronik kart yardımı ile de iletişimi sağlamaktadırlar.
SİSTEM ELEMANLAR
2 borulu heat pump sistemde temel olarak beş ayrı dış ünite sunulmaktadır. Bunlar; 28 kw inverter veya sabit, 22 kw inverter veya sabit ve 16 kw’lık sabit kompresörlere haiz dış ünitelerdir. Kurulacak sistem kapasitesine uygun olarak 19 farklı kombinasyondan uygun olanı seçilebilmektedir. 22 kw-28 kw’lık tek modül, 38kw-56kw’lık iki modül, 60kw-78kw’lık üç modül, 84 kw-112 kw’lık dört modül, 117kw-130 kw beş modül seçenekleri ile modüler çözüm imkanı sunulmuştur ve bu modüllerin tamamı tek dış ünite mantığı ile çalışmaktadır. Örneğin 130 kw’lık beş modüllü sistemde yalnızca iki ana hat (gaz hattı ve likit hattı) kullanılmakta böylece sistem hantallığı ortadan kaldırılmakta ve montaj süresi önemli ölçülerde azaltılmaktadır. Beş modüllü (130 kw) sistemde ilk dış ünite frekans inverter kompresöre haiz, diğer dış üniteler ise kademeli olarak çalışan scroll kompersörlere sahiptir. Böylelikle tüm sistemde tam bir kapasite kontrolü sağlanarak enerji tasarrufu elde edilmektedir. 3 borulu sistemde ise heat-pump sisteminden farklı olan 25 kw’lık tek bir dış ünite kullanılmakta, ihtiyaca göre dış ünite adedi arttırılmaktadır. Bu anlamda örneğin aynı ofis binası için birbirinden bağımsız çalışan heat pump ve ısı geri kazanım sistemlerini aynı anda çalıştırabilmek mümkün olmaktadır.
İÇ ÜNİTELER
VRF sisteminin diğer önemli bir özelliği de aynı dış üniteye 28 farklı kapasite ve 8 değişik tipte iç ünitenin bağlanabilme olasılığıdır. Kanallı tip, kaset tipi, tavan tipi ve duvar tiplerinden kasetsiz ve kasetli döşeme tiplerine kadar istenen konforal özelliklerine göre istenen tipte iç ünite, dış üniteye bağlanabilir.
MONTAJ EKİPMANI
VRF sistemde kullanılan montaj ekipmanlarını iki bölümde incelemek doğru olacaktır. Heat pump sistemde kullanılan Y-joint, 4 ve 8 yollu header’ler sistemin kapasitesine ve montaj konfigürasyonlarına bağlı olarak değişiklik gösterebilmekte ve montaj aşamasında büyük avantajlar sağlamaktadır. Isı geri kazanım sisteminde kullanılan 3 ve 4 yollu dağıtıcılar ise 25 KW’lık dış üniteye bağlanacak iç ünite adedine bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Gaz dağıtıcılar iç ünite ve dış üniteler arasındaki elektriksel iletişimi sağlamakta ve buna ek olarak soğutucu gazın debisini ayarlayan kapasite vanalarını kendi bünyesinde ihtiva etmektedir.
AVANTAJLARI
VRF sisteminin en önemli avantajı önemli oranda sağladığı enerji tasarrufudur. Bu aşamada sisteminin üç önemli özelliğini vurgulamak gerekmektedir. Birincisi konvensiyonel sistemlerde tercih edilen iki ısı transfer elemanına nazaran soğutucu gazın yüksek oranda ısı transfer edebilmesidir. Örneğin hava ile 2.4 kcal/kg su ile 5 kcal/kg ısı transfer ederken soğutkan ile 49 kcal/kg ısı transfer edilebilmektedir. İkincisi her üç ısı transfer elemanı için aynı oranda ısı transfer edildiğinde hava ve su sırası ile 7.4 ve 4.7 kw enerji harcanırken, soğutkan ile yalnızca 2.5 kw enerji harcanmaktadır. Son olarak yapılan araştırmalar göstermiştirki klima sistemleri en çok % 30 ile % 70 kapasite aralığında kullanılmaktadır.Bu noktada VRF sisteminin sağladığı enerji tasarrufu net olarak göze çarpmaktadır. VRF sistemde % 30 ile % 70 kapasite aralığında sistemin COP değerinin önemli ölçüde yükseldiği ve bunun da enerji sarfiyatında ciddi tasarruflar sağladığı görülmüştür.
VRF sisteminin diğer önemli bir avantajı yer tasarrufudur. Konvensiyonel sistemlerde kurulacak olan sistemin taşınması, yerine yerleştirilmesi ve işgal ettiği hacim dolayısıyla önemli güçlüklerle karşılaşılmaktadır. VRF sistem hafif tasarımı yardımıyla asansörle bile yerine taşınabilmekte ve kapladığı hacim nedeniyle de büyük ölçüde yer tasarrufu sağlamaktadır. Montaj esnasında konvansiyonel sistemlerde kullanılan montaj elemanlarının hacim olarak üçte biri oranında az yer kaplaması da büyük bir avantaj olarak görülmektedir. Tüm bunların yanı sıra VRF sistemi emsalleri ile dahi karşılaştırıldığında % 40 yer tasarrufu sağlamaktadır.
KONTROL SİSTEMLERİ
VRF sistemin diğer bir özelliği ise kendine has, çok sayıda konforal çözüm olanağı sunan kontrol sistemleridir. Bireysel kullanımda tek merkezden kontrole, bina otomasyon sistemlerine uyumdan, internet erişimine kadar çok önemli avantajlar sunmaktadır. Bireysel kullanım için kablolu ve infrared kumandalar vasıflı bir elemana ihtiyaç duyulmadan herkes tarafından kullanılabilecek tarzda tasarlanmıştır. Bunun yanında isteğe bağlı olarak tek kumanda ile 16 ünite aynı anda çalıştırılabilmektedir. Aynı özellik kullanılarak 16 x 64 tek bir merkezden kumanda edilebilmektedir. Bina otomasyon sistemlerine uyumlu arafazlar kullanılarak tüm sistem bilgisayar ekranın taşınabilmekte ve kontrol edilebilmektedir. VRF sistem DYNA DOCTOR III isimli bilgisayar destekli servis programı yardımı ile dış üniteye bağlanarak tüm sistemin görüntülenmesini sağlamakta hata teşhisi ve analizi yapabilmektedir. Yine windows uyumlu, interactive intellegence paket programı ile toplam 1024 ünitenin çalışma durumu windows ortamında izlenebilmekte, süpervizyon işlemleri yapılabilmekte ve internet erişimi sağlanmaktadır. Opsiyonel olarak sunulan gaz dedektörü ile özellikle sürekli kullanılan ve insan yoğunluğunun fazla olduğu mahallelerde olası gaz sızıntıları teşhis edilebilmekte ve sızıntı önemli oranda arttığı durumlarda sistem kendini kapatmakta ve tehlikeyi ortadan kaldırmaktadır. Ayrıca yine opsiyonel olarak sunulan enerji görüntüleme elemanı ile sistemin sarf ettiği enerji ekranda görülebilmekte ve bağımsız olarak maliyet hesabı yapılabilmektedir.
Sonuç olarak görülmektedir ki, VRF sistem gerek kapasite aralığı gerek sistem çözümleri ve avantajlarıyla gerekse kontrol seçenekleri ile küçük mahallerden çok katlı binalara kadar aklınıza gelebilecek bütün mahallere uygun çözüm seçenekleri sunan yeni bir ürün olarak önem kazanmış ve son yıllarda büyük ölçüde kullanım talebi artmaya başlamıştır.
Ali Rıza DAĞLIOĞLU
Makina Müh.
Alarko Carrier Ankara Şubesi
Paket Klima Departman Şefi
