Változó tömegáramú rendszerek ( DVM, VRV, VRF)

Változó tömegáramú rendszerek ( DVM S )

Miért jobb egy változó tömegáramú, direkt elpárologtatós DVM S rendszer a hagyományos fan-coil rendszerekhez képest?

Szakmai cikksorozatunk első részében azt vizsgáltuk, melyek a legfontosabb elvárások a tulajdonos, beruházó részéről egy energia hatékony épületre vonatkozóan, és hogy miként jelent megoldást ezekre egy változó hűtőközeg-tömegáramú rendszer (Digital Variable Multi – DVM). Ezt a gondolatmenetet folytatva, most egy összehasonlító példán keresztül nézzük meg, milyen tények szólnak a DVM rendszerek mellett a hagyományos gázkazán folyadékhűtő– fan-coil (FC) kombinációval szemben.
Példánk egy közepes méretű irodaház, melyet a tulajdonos több bérlő rendelkezésére bocsát. Vizsgáljuk tehát meg (a terjedelmi korlátok szabta részletességgel), hogyan valósul meg fűtés, hűtés, fogyasztásmérés, vezérlés és felügyelet FC berendezéssel, valamint DVM rendszerrel.

FAN-COIL Rendszer

A hagyományos rendszerek kialakításánál a fent említett berendezéseken (gázkazán, folyadékhűtő, FC) kívül számos egyéb összetevővel és részfeladattal kell számolni.

Fűtés

Első lépésként szükséges egy kazánház kiépítése a megfelelő tervek alapján, illetve a szakhatósági előírások betartásával. A kazánházhoz – értelemszerűen – szükséges gázt vezetni, amely szintén alapos tervezést és szakhatósági engedélyeket igényel. Ekkor még mindig csak a kazánnal rendelkezik az épület, az erre csatlakozó fűtésrendszerrel nem.
Újabb tervezés következik, mely során figyelembe kell venni, hogy szükséges egy helyiség, ahol elhelyezésre kerülhetnek a fűtésrendszert szabályozó, osztó szerelvények, a keringető szivattyúk, elzáró szelepek stb.
Mivel az irodaházat több bérlő veszi igénybe, ezen a ponton már érdemes gondolni a hőmennyiségmérésre. Bonyolíthatja a helyzetet, ha az épület belső kialakítása mobil, vagyis új falak kerülhetnek be vagy szűnhetnek meg, illetve adott bérlő igényelhet egy teljes szintet. Ebben az esetben hasznos, ha lehetőség van készülékenként mérni a fűtőteljesítményt. A fűtőtestenkénti hőmennyiségmérés nem a tervezők és a kivitelezők vágyálma, nehézkes és bonyolult a kialakítása, ráadásul a pontos mérés nagyon precíz és szabályos beépítést kíván, ami nem mindig sikerül. Viszont senki nem szeret olyan szolgáltatásért fizetni, melyet nem vett igénybe, így a pontatlan mérés vitát, a vita pedig távozó bérlőt eredményez.

Fűtés kombinálva hűtéssel

Már a tervezés előtt felmerül egy fontos kérdés: kétcsöves vagy négycsöves FC rendszer kerüljön az épületbe?
A kétcsöves rendszer gyakorlatilag azt jelenti, hogy az év hidegebb időszakában mindenki fűt, a melegebb időszakában mindenki hűt a berendezéssel. A tulajdonosnak el kell döntenie, mettől meddig fűti, és mikortól hűti az épületet. Az átmeneti időszakokban (tavasz, ősz) sajnos sok lesz a panaszos, akik vagy túl hidegnek, vagy túl melegnek találják irodájukat. Képtelenség mindenkinek eleget tenni.
A négycsöves rendszerrel ez a kényelmetlenség kiküszöbölhető, ugyanis ebben az esetben a fan-coil berendezés nem csupán egy, hanem kettő hőcserélőt tartalmaz – egyet a fűtés, egyet a hűtés részére. A bérlők kétségkívül elégedettebbek lesznek, mint a kétcsöves rendszer esetében, a tulajdonos viszont kevésbé, mivel nemcsak a kazánt kell működtetni, hanem a folyadékhűtőt is. Ráadásul a négycsöves rendszer kialakításának költsége csaknem duplája a kétcsöves rendszerének, a beltéri egységeket is figyelembe véve.

A beltéri egységekkel kapcsolatban el kell dönteni, milyen kialakítású FC berendezés a legmegfelelőbb.

• Álmennyezeti: a technológiai vezetékek eltakarását szolgáló álmennyezet és a mennyezet közötti belvilág csak 25 cm, ami túl kevés.
• Légcsatornázható: hasonló a helyzet, mint az előző esetben.
• Oldalfali: fűtéshez nem a legideálisabb megoldás.

Marad a parapet mint választási lehetőség. De ne szaladjunk ennyire előre! A beltéri készülékek kiválasztását megelőzően számos feladatot kell teljesíteni. Szükség van hűtési tervre, egy helyiségre a hűtőenergia szétosztására, a keringető szivattyúk, szabályzó és elzáró szerelvények, puffer tartályok elhelyezésére. Hűtés esetén is meg kell oldani a felhasznált energia mérését, mely egy újabb mérőberendezés beépítését jelenti egységenként. A FC-okhoz a hűtőenergiát víz szállítja, ugyanúgy, mint fűtésnél a hőenergiát. A hideg víz biztosításához folyadékhűtőt kell elhelyezni a tetőn.

A folyadékhűtő olyan berendezés, amelyben kettő, egy víz hűtőközeg és egy hűtőközeg-levegő hőcserélő található, és amely a víz hűtését elektromos áram és klasszikus hűtő körfolyamat segítségével valósítja meg. A víz hűtőközeg hőcserélőben elpárolgó hűtőközeg elvonja a víztől a hőt, amelyet a környezetbe ad le a hűtőközeg-levegő hőcserélő közreműködésével. Az így lehűtött víz a kiépített csőrendszeren keresztül eljut a FC-okba, ahol egy levegővíz hőcserélő által felveszi a helyiségből a hőt, így hűti a helyiséget. A folyadékhűtőhöz szükséges egy masszív alap, ugyanakkor a berendezéstől elmenő csővezetékek nyomvonala, a tartószerkezetek kialakítása és a nagykeresztmetszetű, nehéz acél csővezetékek miatt nem hiányozhat a gépészeti mellett a statikai tervezés sem.
A rendszer szabályozásához individuális szabályzó elem kell irodánként, berendezésenként. A rendszer összességét nézve ez kevés, mivel a környezettudatos gondolkodásmód a lehető leggazdaságosabb és legbiztonságosabb üzemeltetést szolgálja. Mindezek megvalósításához épületfelügyeleti rendszer szükséges, valamint rendszerterv, elektromosan vezérelhető szabályzó elemek, számos érzékelő – mindez igen költséges eljárás.

DVM Rendszer

A tervezés, a mérnökök munkája a változó tömegáramú rendszerek alkalmazásakor sem maradhat el, bár a tervek egyszerűsödnek annak ellenére, hogy a beltéri egységek teljesítménye, a csőhálózat kialakítása nagyon hasonlít a FC rendszerére. Azonban a DVM esetében az átviteli közeg nem víz, hanem maga a hűtőközeg, így nincs szükség kazánházra, gépházakra, statikai tervekre, nagykeresztmetszetű csővezetékekre – a rendszer csővezetékei hőszigeteléssel is csak 20–50 mm átmérővel rendelkeznek. Ez a tulajdonság elsősorban a beépítés idejére van kedvező hatással. Az eddigi tapasztalatok azt mutatják, hogy a beépítési idő kb. egyharmadára csökkent a hagyományos rendszerekhez képest. A csővezeték kisebb átmérőjéből adódó további előny, hogy a csövek, idomok nem foglalnak a kelleténél több helyet, nincs szükség bonyolult tartószerkezetek kiépítésére, nem kell a kivitelezés bizonyos területeit állványzattal akadályoztatni, valamint nem kell nagy létszámú kivitelező csapatot koordinálni. Összefoglalva, a beépítés megvalósítása a DVM rendszerek esetén sokkal gyorsabb, egyszerűbb és költséghatékonyabb. A korábban részletezett hagyományos rendszereknél már kiderült, hogy a bérlők kényelme, és a tulajdonos nyugalma szempontjából az optimális megoldás, ha beltéri egységenként lehet egyszerre hűteni vagy fűteni. Természetesen a DVM rendszer alkalmas erre a feladatra, energiahasznosítás terén pedig még jobb is, mivel abból az irodából, ahol hűteni kell, át lehet „szivattyúzni” a hőenergiát abba az irodába, ahol fűtés szükséges (hőelvonás-hőleadás). A hagyományos rendszer esetében ehhez egyszerre kellene működtetni a kazánt és a folyadékhűtőt.

A példa szerint az épület helyiségei kis álmennyezet-magassággal bírnak, így csak keskeny berendezések telepítése megvalósítható. Mivel az átviteli közeg nem víz, hanem maga a hűtőközeg, adott teljesítményhez elegendő egy sokkal kisebb hűtőközeg-levegő hőcserélő a rosszabb hatásfokú és nagyobb víz-levegő hőcserélővel szemben. Ez azt jelenti a gyakorlatban, hogy a beltéri egységek – amellett, hogy rendelkeznek mindazokkal az egészségmegőrző funkciókkal, melyekkel a lakossági split készülékek – keskenyebbek, elegánsabbak, és nem utolsó sorban csendesebbek.
Kézenfekvő elvárás, hogy a tényleges fogyasztás folyamatos mérése beltéri egységenként megvalósuljon, melyhez kifinomult eszközök állnak rendelkezésre. Központi felügyeleti rendszer méri a beltéri egységekben az adagoló szelepen áthaladó tömegáramot, figyeli a teljes energiafogyasztást, majd kiszámítja az adott berendezésre eső hányadot. A mérés, adatrögzítés egy központi felületen történik, nem kell a mérőműszerek adatait egyenként rögzíteni.

Ez a professzionális rendszer akkor ér igazán sokat, ha maga a tulajdonos kontrollálhatja. A DVM rendszerek optimális működését egy bonyolult elektronikai megoldás segíti, így a berendezések szabályzása is elektronikus úton történik. A vásárló komplett felügyeletet kap a berendezéssel együtt – előre elkészített, gyorsan integrálható épületfelügyeleti rendszerről van szó, nincs szükség külön rendszertervre, egyéb kiegészítő eszközökre. Ez egy szoftvert jelent, amely segítségével beltéri egységenként állítható az összes paraméter, korlátozások vezethetőek be a működés szempontjából, valamint megszabhatóak a hűtési-fűtési tartományok. Mindez elsősorban az üzemeltetés és karbantartás szempontjából rendkívül hasznos. Mivel a felügyeleti rendszer fix IP cím esetén közvetlenül elérhető a világhálóról, hibajelentéskor a karbantartásért felelős szakemberek hozzáférnek a rendszer diagnosztikai részéhez, így rögtön képet kapnak a felmerült problémáról. Szerencsés esetben helyszíni kiszállás nélkül, azonnal orvosolni tudják a bajt.

Az előző példával igyekeztünk a hagyományos és a változó tömegáramú rendszerek közötti lényeges különbségeket bemutatni a teljesség igénye nélkül, de feltétlenül szót kell ejteni az üzemeltetési költségekről is, melyek a DVM rendszereket alkalmazva egy hasonló kialakítású, hasonló alapterületű irodaház esetében, éves szinten 30%-kal alacsonyabbak lehetnek a hagyományos rendszerekkel szemben.