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Sistemi VRF: peculiarità e confronto con Idronico

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I sistemi VRF (Variable Refrigerant Flow) propongono una soluzione  ormai consolidata sia per il mercato sia dal punto di vista tecnologico:  dopo aver contribuito alla trasformazione della climatizzazione ambientale, i sistemi VRF sono oggi in grado di garantire soluzioni efficienti  e competitive per la maggior parte delle applicazioni HVAC.

 

I sistemi VRF sono del tipo a espensione diretta , in grado di operare in regime di riscaldamento, in regime di raffrescamento e con possibilità di essere configurati per il recupero di calore .
Il principio di funzionamento è analogo a quello di un sistema a compressione di vapore, con alcune differenze: le trasformazioni  del refrigerante che portano un effetto utile, evaporazione in raffrescamento e condensazione in riscaldamento, avvengono direttamente in ambiente attraverso le batterie di scambio che, assieme a un ventilatore e una  valvola EEV, compongono la vasta gamma di unità interne disponibili.
È invece compito dell’unità esterna motocondensante quello di smaltire o integrare la potenza necessaria  al funzionamento del ciclo, attraverso uno scambio con l’ambiente esterno.
L’intero sistema  utilizza un compressore inverter per la movimentazione del fluido di lavoro e per modulare la portata di refrigerante da inviare alle unità interne dell’impianto.

 

 

Confronto VRF-sistemi Idronici

 

Confrontando i sistemi VRF con la corrispettiva soluzione idronica, ovvero che realizza lo scambio di calore tra ambiente da climatizzare e refrigerante attraverso un fluido intermedio (Acqua), è possibile definire i maggiori punti di forza delle due tipologie di sistemi:

Efficienza

Confrontando i dati di COP ed EER nominali e stagionali dei sistemi VRF con le alternative idroniche condensate ad aria presenti sul mercato si può evincere come l’assenza di un fluido di scambio intermedio garantisca ai sistemi VRF di avere rendimenti superiori.
L’espansione diretta permette di evaporare a temperature superiori o condensare a temperature inferiori, a parità di effetto utile, rispetto a un sistema che utilizza un fluido intermedio, con conseguente aumento dell’effecienza.
La serie MULTI V 5 di LG è in grado di incrementare ulteriormente le proprie prestazioni stagionali grazie all’ultilizzo di un nuovo e migliorato compressore di 5a generazione e a garantire un maggior comfort ambientale grazie all’utilizzo del DUAL SENSING CONTROL, un doppio sensore per la rilevazione di temperatura e umidità, che permette uno scambio più efficiente e una modulazione della potenza erogata rispetto all’umidità presente in ambiente.

 

Progettazione e gestione

La progettazione di un sistema idronico garantisce un elevato livello di libertà  nell’utilizzo delle tecnologie e nella scelta delle componenti. Il progettista ha il compito di selezionare e dimensionare le diverse parti dell’impianto come generatori, distribuzione, valvole, terminali e sistema di controllo, i quali appartengono il più delle volte a fornitori e tipi di tecnologie differenti.  Questa libertà nella scelta delle singole parti di impianto introduce però una maggiore difficoltà e onerosità nella progettazione, nella regolazione e interfaccia delle diverse componenti, nella gestione dell’impianto nel post vendita, nonché nel dimensionamento e nel corretto  funzionamento dell’impianto.

La progettazione di un sistema VRF avviene con modalità differenti:  le macchine esterne, i terminali interni, la distribuzione e persino il sistema di controllo vengono definiti su misura, in accordo con le richieste del progettista, da un unico produttore che si prende carico non solo dalla progettazione e della customizzazione dell’impianto ma anche di tutto il servizio di post vendita, garantendo un’ ottimizzazione di insieme del sistema e della sua gestione.

LG utilizza diversi software per la progettazione dei sistemi VRF, in grado di diminuire considerevolmente i tempi di progettazione e fornire supporto al progettista sotto molteplici punti di vista, creando un impianto su misura e certificandone i dati attraverso analisi numerica.

Immagine di sviluppo di un progetto LATS CAD
Progettazione su LATS-CAD, il plug-in utilizzato in LG Electronics per AutoCAD® .

Ingombri e limiti geometrici

I sistemi VRF non richiedono grandi spazi per la propria installazione: oltre a quelli per il posizionamento delle unità esterne, interne e delle tubazioni sono richiesti gli spazi di rispetto necessari per il corretto funzionamento dell’impianto.
Grazie a ciò è possibile installare i sistemi VRF praticamente ovunque rispettando però i limiti geometrici che, seppur molto ampli, limitano a volte l’utilizzo di questa tecnologia.

La realizzazione degli impianti idronici al contrario non presenta limitazioni geometriche ma necessita, oltre agli spazi richiesti per il posizionamento delle unità di generazione, delle tubazioni e dei terminali ambiente, la predisposizione di locali tecnici per accogliere i gruppi di pompaggio, i serbatoi di accumulo e vasi di espansione.

Impatto ambientale e limiti imposti dalla normativa UNI- EN378


Le limitazioni per gli impianti VRF seguono inoltre le disposizioni della normativa UNI-EN378 che impone delle restrizioni dovute all’utilizzo di refrigerante in ambiente.
Queste limitazioni non impediscono l’utilizzo dei sistemi VRF ma impongono una suddivisione della potenza installata su più unità esterne, in modo che ogni sistema chiuso contenga una quantità inferiore di refrigerante, e l’utilizzo di sensori in grado di rilevare la presenza di refrigerante in ambiente.Anche rispetto all’ambientale i sistemi idronici sono più sostenibili rispetto ai sistemi VRF grazie al minor contenuto di refrigerante, presente solo nel generatore e non nel circuito di distribuzione.
Le crescenti attenzioni verso l’ambiente hanno però portato negli anni ad una evoluzione dei gas refrigeranti verso una maggiore sostenibilità oltre che ad un incremento prestazionale.

Queste limitazioni non sussistono per un sistema idronico, essendo il fluido vettore acqua, al massimo miscelata con glicole.

 

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