Technologia VRF-GHP (VRF-Variable Refrigerant Flow - systemy ze zmiennym przepływem czynnika chłodniczego, GHP - Gas Heat Pump - gazowa pompa ciepła) odniosła duży sukces w Japonii (ok. 53% systemów VRF w Japonii zasilanych jest gazem). Systemy te pojawiły się również w Europie. Dużym zainteresowaniem cieszą się one szczególnie we Włoszech, Niemczech, Hiszpanii, Anglii, Rumunii, Francji. W roku obecnym system pojawił się też w Polsce. Przykładem jest tu budynek 64 na terenie PGNiG w Warszawie. Pięć kolejnych systemów jest w realizacji oraz kilkanaście w fazie projektowej. Jest to wynik coraz to większego zapotrzebowania na energię elektryczną przeznaczoną w dużym stopniu na klimatyzację oraz problemów z tym związanych, np. w postaci przeciążenia lokalnych sieci energetycznych, i okresowych awarii w dostawie energii elektrycznej zwłaszcza w sezonie letnim, kiedy wszyscy korzystają z klimatyzacji w tym samym czasie. Dowodem tego było obecne, najgorętsze w historii lato. Według prognoz klimatologów - takie lata za kilkanaście lat będą normą, a średnia temperatura podniesie się jeszcze o kilka stopni w tym wieku.
Drugim problemem jest emisja do atmosfery dwutlenku węgla oraz tlenków azotu towarzysząca pracy urządzeń zasilanych energią elektryczną. Potęguje to efekt cieplarniany, który z kolei zmienia globalnie klimat, powodując jego ocieplenie i związane z tym awarie sieci energetycznych na skutek obniżania poziomu wód oraz podwyższenia ich temperatury w rzekach, które chłodzą elektrownie. Dodatkowo gwałtownie rosnące zapotrzebowanie na klimatyzację powoduje zwiększone obciążenie sieci energetycznych, które i tak już są przeciążone na skutek nieefektywnego chłodzenia wodą z rzek.
Wychodząc naprzeciw tym problemom, opracowano system klimatyzacji i ogrzewania
zasilany gazem (w skrócie GHP), który, po pierwsze, uniezależnia użytkownika od energii elektrycznej, a dodatkowo powoduje radykalne zmniejszenie emisji CO2 oraz NOx. Systemy GHP są przeznaczone nie tylko dla kilku pomieszczeń, ale dla całych budynków biurowych, szpitali, szkół, uniwersytetów, budownictwa mieszkaniowego, kościołów oraz wszelkiego rodzaju obiektów przemysłowych. W Japonii sporządzono statystyki, które wykazały, że opracowanie tej technologii i wdrożenie w życie łącznie ok. 5,5 GW wydajności chłodniczej/grzewczej, spowodowało zatrzymanie koncepcji budowy elektrowni atomowej o zdolności wytwarzania 2,4 GW energii elektrycznej.
Systemy VRF-GHP charakteryzują się zmiennym przepływem czynnika chłodniczego w systemie klimatyzacyjnym, umożliwiając płynną regulację wydajności chłodniczej/grzewczej w obrębie każdego pomieszczenia. W praktyce oznacza to, że system może dostosować parametry pracy do poszczególnych jednostek wewnętrznych znajdujących się w różnych pomieszczeniach, np. układ składający się z agregatu o wydajności chłodniczej 90 kW i 40 jednostek wewnętrznych o 2,2 kW każda, może dostosować wydajność agregatu zewnętrznego tylko dla potrzeb jednego urządzenia wewnętrznego pracującego w danym momencie, co oznacza, że układ jest obciążony tylko w 5% w danym momencie, a nie w 100%. Dodatkowo przy jednostce wewnętrznej znajdują się zawory regulacyjne posiadające 420 kroków regulacji, co oznacza, że wydajność każdego urządzenia wewnętrznego możemy płynnie dostosować do aktualnego zapotrzebowania danego pomieszczenia na chlód/cieplo z dokładnością do 1/420 nominalnej wydajności urządzenia. W konsekwencji powoduje to duże oszczędności w poborze energii elektrycznej dla danego pomieszczenia, a w dalszej kolejności dla całego budynku. Jest to nieporównywalny zysk w porównaniu z systemami zasilanymi tradycyjnie ze sprężarkami pracującymi na zasadzie wl./wyl., które działają zawsze na 100% swojej wydajności).
W systemie VRF-GHP oprócz wszystkich zalet systemów VRF dostępnych na rynku, takich jak wspomniane wcześniej: energooszczędność, bardzo duże możliwości wydłużania instalacji chłodniczych, prostota montażu, szeroki zakres systemów sterowania, możliwość niezależnych ustawień parametrów klimatycznych w każdym pomieszczeniu, małe średnice rurociągów chłodniczych w porównaniu z systemami wody lodowej oraz bardzo bogaty typoszereg jednostek wewnętrznych, możemy wyróżnić szereg innych zupełnie nowych cech i zalet systemu zasilanego gazem. Różnica podstawowa sprowadza się do sposobu zasilania sprężarki w agregacie zewnętrznym. W tradycyjnych systemach VRF dostępnych na rynku sprężarka jest zasilana elektrycznie inwerterowo, ale wiąże się to z ryzykiem wytwarzania piątej wyższej fali harmonicznej, która może powodować zakłócenia w niektórych układach elektrycznych, a wymiana ciepła pomiędzy agregatem i jednostkami wewnętrznymi dokonuje się przy pomocy freonowego układu chłodniczego, analogicznego do urządzeń typu split lub multisplit. Oznacza to, że czynnik chłodniczy, odparowując pobiera ciepło z pomieszczenia, a skraplając się, oddaje ciepło do pomieszczenia w zależności od ustawionego trybu pracy. W systemie VRF-GHP układ chłodniczy jest prawie taki sam, tzn. składa się z takich samych jednostek wewnętrznych oraz tej samej chłodniczej - linii freonowej, ale konstrukcja agregatu i sposób zasilania sprężarki stanowi zupełnie nowe rozwiązanie, co odkrywa nowe możliwości w sensie wymiany ciepła i skuteczności ogrzewania lub chłodzenia.
Podstawowe różnice w porównaniu do systemów zasilanych elektrycznie są następujące:
Obecnie wdrażane są na rynku polskim najnowsze systemy bazujące na czynniku R410A, jeszcze bardziej wydajne termodynamicznie, posiadające większy współczynnik COP oraz dodatkowy agregat prądotwórczy zasilany przy pomocy silnika spalinowego napędzającego sprężarkę, aby uniezależnić system w całości od zasilania elektrycznego.
Autor: Paweł Sroczyński
Źródło: www.instalator.pl