Flujo de refrigerante variable

El flujo de refrigerante variable ( VRF ) es una tecnología HVAC inventada por Daikin Industries, Ltd. en 1982. ^{[ 1 ]} Daikin Industries, Ltd. la denominó "VRV" y posee la marca registrada para ella. ^{[ 2 ]} De forma similar a los sistemas mini-split sin conductos, los VRF utilizan refrigerante como medio principal de refrigeración y calefacción, y suelen ser menos complejos que los sistemas convencionales basados ​​en enfriadoras . Este refrigerante es acondicionado por una o más unidades condensadoras (que pueden estar en el exterior o en el interior, enfriadas por agua o aire), y se hace circular dentro del edificio a múltiples unidades interiores. Los sistemas VRF, a diferencia de los sistemas convencionales basados ​​en enfriadoras, permiten diferentes grados de refrigeración 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 menor consumo de energía . Además, no se utilizan unidades de tratamiento de aire ni conductos grandes, lo que puede reducir la altura sobre un falso techo, así como el impacto estructural, ya que el sistema VRF utiliza perforaciones más pequeñas para las tuberías de refrigerante en lugar de conductos. ^{[ 4 ]}

Los sistemas VRF suelen instalarse con un inversor de aire acondicionado que añade un inversor de CC al compresor para admitir velocidad variable del motor y, por lo tanto, flujo variable de refrigerante, en lugar de simplemente funcionar como un sistema de encendido/apagado. Al operar a velocidades variables, las unidades VRF funcionan solo a la velocidad necesaria, lo que permite un ahorro energético sustancial en condiciones de carga. La tecnología VRF de recuperación de calor permite que las unidades interiores individuales calienten o enfríen según se requiera, mientras que la carga del compresor se beneficia de la recuperación de calor interna. Se prevé un ahorro energético de hasta el 55 % en comparación con equipos unitarios similares. ^{[ 1 ]}

^{[ 5 ]} Esto también resulta en un mayor control de la temperatura interior del edificio por parte de sus ocupantes. La menor potencia de arranque de los compresores con inversor de CC de VRF y sus requisitos inherentes de potencia de CC también permiten quelas bombas de calor solaresfuncionen con paneles solares que suministran CC.

Esto puede permitir una reducción del consumo energético. En concreto, los sistemas VRF logran una alta eficiencia al variar la velocidad del motor del compresor para adaptarla a la carga requerida, en lugar de simplemente encender y apagar el sistema intermitentemente. Además, la ausencia de unidades de tratamiento de aire y conductos de gran tamaño reduce el impacto estructural en los edificios.

Los sistemas VRF vienen en dos formatos: sistemas de dos tuberías y de tres tuberías. En un sistema de bomba de calor de dos tuberías, todas las zonas deben estar en modo de refrigeración o en modo de 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 tuberías, con la excepción de Mitsubishi, Carrier y LG, cuyos sistemas pueden hacerlo con un sistema de dos tuberías utilizando un controlador de circuito derivado (BC) para las zonas evaporadoras interiores individuales. 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 vuelta a la línea que se está utilizando para la refrigeración. Si bien el sistema de recuperación de calor tiene un costo inicial mayor, permite un mejor control térmico por zonas de un edificio y una mayor eficiencia general. ^{[ 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 modo refrigeración de un sistema es 3 y el coeficiente de rendimiento en modo calefacción es 4, entonces el rendimiento de recuperación de calor puede alcanzar más de 7. Si bien es improbable que este equilibrio entre la demanda de refrigeración y calefacción se dé con frecuencia a lo largo del año, la eficiencia energética puede mejorarse considerablemente cuando se presenta esta situación. ^{[ 7 ]}

Los sistemas VRF pueden refrigerarse por aire o por agua. Si se refrigeran por aire, las unidades condensadoras VRF están expuestas al aire exterior y pueden estar al aire libre. Estas unidades tienen el tamaño de grandes refrigeradores, ya que necesitan contener un condensador (intercambiador de calor) de gran tamaño con una amplia superficie para transferir calor al aire circundante, dado que el aire no tiene una alta capacidad calorífica ^{[ 8 ]} y presenta una baja densidad, capacidad térmica volumétrica y conductividad térmica, por lo que requiere transferir calor a un gran volumen de aire de una sola vez. Si se refrigeran por agua, las unidades condensadoras se ubican en interiores, son mucho más pequeñas y se enfrían con agua mediante una torre de refrigeración de circuito cerrado o un enfriador seco.

Los sistemas VRF se utilizan en Japón desde la década de 1980. En 2007, en Japón, los VRF se utilizaban en el 50 % de los edificios de oficinas de tamaño mediano (hasta 70 000 ^pies²  o 6500 m² ^{) y en} el 33 % de los grandes edificios comerciales (más de 70 000 pies² o 6500 m² ⁾ . ^{[ 6 ]} 

Existen pasarelas dedicadas que conectan los sistemas VRF con los controladores de automatización del hogar y de sistemas de gestión de edificios (BMS) para el control y la monitorización centralizados. Además, estas soluciones de pasarela permiten el control remoto de todas las unidades interiores de climatización a través de internet. ^{[ 9 ]}

• Normas de conservación de energía para sistemas de aire acondicionado multisplit y bombas de calor con caudal de refrigerante variable.
• Los sistemas VRF prometen ahorros en determinados tipos de edificios y climas.