El flujo variable de refrigerante ( VRF ), también conocido como volumen variable de refrigerante ( VRV ), es una tecnología de HVAC inventada por Daikin Industries, Ltd. en 1982. [1] Similares a los sistemas mini-split sin ductos, los VRF usan refrigerante como medio principal de enfriamiento y calentamiento, y suelen ser menos complejos que los sistemas convencionales basados en enfriadores . Este refrigerante es acondicionado por una o más unidades condensadoras (que pueden estar al aire libre o en el interior, enfriadas por agua o aire), y se hace circular dentro del edificio a múltiples unidades interiores. [2] Los sistemas VRF, a diferencia de los sistemas convencionales basados en enfriadores, permiten distintos grados de enfriamiento en áreas más específicas (porque no hay grandes manejadores de aire, solo unidades interiores más pequeñas), pueden suministrar agua caliente en una configuración de recuperación de calor sin afectar la eficiencia, [3] y cambiar al modo de calefacción (bomba de calor) durante el invierno sin equipo adicional, todo lo cual puede permitir un consumo de energía reducido. Además, no se utilizan manipuladores de aire ni conductos grandes que puedan reducir la altura sobre un techo suspendido, así como el impacto estructural, ya que el VRF utiliza penetraciones más pequeñas para las tuberías de refrigerante en lugar de conductos. [4]
Los VRF se instalan normalmente con un inversor de aire acondicionado que añade un inversor de CC al compresor para soportar la velocidad variable del motor y, por tanto, el flujo variable de refrigerante en lugar de simplemente realizar la operación de encendido/apagado. Al funcionar a distintas velocidades, las unidades VRF funcionan solo a la velocidad necesaria, lo que permite un ahorro sustancial de energía en condiciones de carga. La tecnología VRF de recuperación de calor permite que las unidades interiores individuales calienten o enfríen según sea necesario, mientras que la carga del compresor se beneficia de la recuperación de calor interna. Se prevé un ahorro de energía de hasta el 55% en comparación con equipos unitarios comparables. [1] [5] Esto también da como resultado un mayor control de la temperatura interior del edificio por parte de los ocupantes del edificio. La menor potencia de arranque de los compresores inversores de CC de VRF y sus requisitos inherentes de energía de CC también permiten que las bombas de calor alimentadas por energía solar VRF funcionen utilizando paneles solares que proporcionan CC.
Los sistemas VRF vienen en dos formatos de sistema, sistemas de dos y tres tubos. En un sistema de dos tubos con bomba de calor, todas las zonas deben estar todas en refrigeración o todas en calefacción. Los sistemas de recuperación de calor (HR) tienen la capacidad de calentar simultáneamente ciertas zonas mientras enfrían otras; esto generalmente se hace a través de un diseño de tres tubos, con la excepción de Mitsubishi, Carrier y LG, cuyos sistemas pueden hacer esto con un sistema de dos tubos utilizando un controlador de circuito derivado (BC) para las zonas individuales del evaporador interior. En este caso, el calor extraído de las zonas que requieren refrigeración se utiliza en las zonas que requieren calefacción. Esto es posible porque la unidad de calefacción funciona como un condensador, proporcionando líquido subenfriado de regreso a la línea que se está utilizando para enfriar. Si bien el sistema de recuperación de calor tiene un mayor costo inicial, permite un mejor control térmico por zonas de un edificio y, en general, una mayor eficiencia. [6] En los sistemas VRF de recuperación de calor, algunas de las unidades interiores pueden estar en modo de refrigeración mientras que otras están en modo de calefacción, lo que reduce el consumo de energía. Si el coeficiente de rendimiento en el modo de refrigeración de un sistema es 3 y el coeficiente de rendimiento en el modo de calefacción es 4, entonces el rendimiento de recuperación de calor puede llegar a más de 7. Si bien es poco probable que este equilibrio de demanda de refrigeración y calefacción ocurra con frecuencia durante todo el año, la eficiencia energética puede mejorar en gran medida cuando se produce el escenario. [7]
Los sistemas VRF pueden ser enfriados por aire o por agua. Si se enfrían por aire, las unidades condensadoras VRF están expuestas al aire exterior y pueden estar al aire libre, y las unidades condensadoras son del tamaño de refrigeradores grandes, ya que necesitan contener un condensador grande (intercambiador de calor) que tenga una gran área de superficie para transferir calor al aire circundante, porque el aire no tiene una gran capacidad calorífica [8] y tiene una densidad baja, capacidad térmica volumétrica y conductividad térmica, por lo que necesita transferir calor a una gran cantidad de volumen de aire a la vez. Si se enfrían por agua, las unidades condensadoras se colocan en el interior y son mucho más pequeñas y se enfrían con agua mediante una torre de enfriamiento de tipo cerrado o de circuito o un enfriador seco.
Los sistemas VRF se han utilizado en Japón desde la década de 1980. En 2007, en Japón, los VRF se utilizan en el 50% de los edificios de oficinas de tamaño mediano (hasta 70.000 pies cuadrados o 6.500 m2 ) y en el 33% de los edificios comerciales grandes (más de 70.000 pies cuadrados o 6.500 m2 ) . [6]
Existen pasarelas dedicadas que conectan los VRF con los controladores de los sistemas de automatización del hogar y de gestión de edificios (BMS) para un control y una supervisión centralizados. Además, estas soluciones de pasarela son capaces de proporcionar un control remoto de todas las unidades interiores de HVAC a través de Internet, incorporando una interfaz de usuario sencilla y fácil de usar. [9] [10]
Japón:
Corea:
India:
Bangladés:
Italia:
Estados Unidos:
Francia:
China/Otros: