Công nghệ VRF một ứng dụng tđh điều khiển của mitsubishi electric trong điều hòa không khí

Công nghệ VRF: Một ứng dụng TĐH điều khiển của
Mitsubishi Electric trong Điều Hòa Không Khí (00-00-0000 00:00:00)
VRF là gì? VRF là viết tắt của các chữ tiếng Anh: Variable Refrirerant Flow (Lưu lượng môi chất
lạnh điều chỉnh được)
Nguyễn Thanh Lương
VRF là gì? VRF là viết tắt của các chữ tiếng Anh: Variable Refrirerant Flow (Lưu lượng môi chất lạnh
điều chỉnh được)
Tại sao phải đạt được VRF trong ĐHKK?
Như chúng ta đều biết, ĐHKK hoạt động dựa trên một nguyên lý hết sức cơ bản của tự nhiên: vật chất khi
bay hơi sẽ hút nhiệt của môi trường xung quanh. Ví dụ ta cảm thấy mát khi tắm xong vì bởi hơi nước đọng
lại trên da bay hơi và hút nhiệt, hoặc một phản xạ vô điều kiện của con người là toát mồ hôi khi trời nóng
mồ hôi khi bay hơi sẽ hút nhiệt và làm nhiệt độ cơ thể giảm xuống
Nhiệt độ trong phòng có đặt dàn lạnh của máy ĐHKK giảm xuống được là nhờ có
môi chất
trong dàn lạnh
bay hơi
và
hút nhiệt
. Việc phòng lạnh nhiều hay ít, nhanh hay chậm, có đạt được nhiệt độ đặt hay không,
sẽ phụ thuộc vào lượng môi chất bay hơi nhiều hay ít theo một đơn vị thời gian hay còn gọi là
lưu lượng.

Chúng ta hãy cùng xem xét một ví dụ có ba văn phòng giống nhau được lắp đặt ba hệ thống điều hòa khác
nhau:
- Văn phòng 1: lắp máy điều hòa nhiệt độ dạng cục bộ, một dàn nóng một dàn lạnh. Khi nhiệt độ trong
phòng hạ xuống nhiệt độ đặt, máy nén sẽ ngừng hoạt động. Khi nhiệt độ trong phòng tăng, máy nén lại
tiếp tục hoạt động để việc tuần hoàn môi chất được tiếp tục.
- Văn phòng 2: lắp máy điều hòa không khí trung tâm (Chiller), giải nhiệt nước hoặc gió, sử dụng môi chất
trung gian là nước, hiện tượng cũng xảy ra tương tự đối với các dàn lạnh và máy nén.
- Văn phòng 3: lắp máy ĐHNĐ dạng VRF, một dàn nóng, nhiều dàn lạnh. Khi nhiệt độ trong phòng giảm
xuống nhiệt độ đặt, máy ĐHNĐ sẽ

giảm lưu lượng môi chất
hay
giảm công suất của máy nén
. Lúc này hệ
VRF chỉ chạy để bù vào lượng nhiệt phát sinh thêm do đóng/ mở cửa, sự hô hấp và tỏa nhiệt của con
người, máy móc
Như vậy chúng ta thấy rằng tại văn phòng 1 & 2, máy nén luôn phải ở chế độ hoặc là chạy đầy tải, hoặc là
dừng hẳn và đặc biệt là phải Start/ stop nhiều lần.
Tại văn phòng 3, máy nén chạy với công suất thay đổi, tùy theo tải và tránh được hiện tượng Start/ stop
nhiều lần.
Chúng ta đều biết rằng máy nén là bộ phận tiêu thụ điện nhiều nhất và chiếm một tỷ lệ khá cao về giá
thành trong một hệ thống ĐHKK.
Việc Start/ stop nhiều lần máy nén sẽ gây
ra tổn hao năng lượng
và làm
giảm tuổi thọ
của máy nén (và các
thiết bị khác).
Vì vậy, người ta nói rằng máy điều hòa không khí áp dụng công nghệ VRF sẽ
tiết kiệm hơn
.
Hình 1: so sánh mức độ tiêu thụ năng lượng của ba trường hợp: cục bộ, VRF và Chiller
Đạt được VRF như thế nào?
Trong trường hợp văn phòng 1, lắp máy cục bộ như đã nói ở trên, môi chất qua dàn lạnh thường là loại môi
chất R22. Lưu lượng môi chất này sẽ
không đổi
và dao động xung quanh lưu lượng môi chất định mức thiết
kế khi dàn lạnh hoạt động
.
Việc giữ cho lưu lượng môi chất lạnh không đổi là nhờ máy nén (lốc) hoạt động

ở một

tần suất không đổi
do đó giữ áp suất/lưu lượng trong đường ống gas/môi chất lỏng
không đổi
. Khi
đạt đựơc nhiệt độ phòng yêu cầu, máy nén sẽ
tắt
. Như vậy máy nén sẽ luôn phải hoạt động ở chế độ đầy
tải (lưu lượng không đổi) hoặc dừng hẳn (stop). Máy nén sẽ phải start/ stop nhiều lần, gây ra
tổn hao năng
lượng
và làm
giảm tuổi thọ
của thiết bị như dã nói ở trên.
Trong trường hợp văn phòng 2, lắp hệ thống ĐHKK trung tâm (Chiller), dùng môi chất trung gian là nước,
làm mát môi chất gas bằng nước hoặc bằng gió (gọi là Chiller giải nhiệt nước hay Chiller giải nhiệt gió), tình
hình cũng diễn ra tương tự: lưu lượng môi chất làm mát (nước) qua dàn lạnh luôn không đổi trong thời gian
dàn lạnh vận hành. Hệ thống thiết bị phải hoạt động ở hoặc ở chế độ định mức khắc nghiệt để duy trì lưu
lượng không đổi hoặc là dừng hẳn.
Trong trường hợp văn phòng 3, lắp đặt hệ thống VRF, một dàn nóng nhiều dàn lạnh, máy nén và toàn bộ
hệ thống sẽ thay đổi tùy theo tải thực tế và tránh đuợc hiện tượng Start/ stop nhiều lần.
Như vậy thực tế công nghệ VRF là giải quyết được việc hệ thống điều hòa không khí cần phải thay đổi lưu
lượng môi chất khi tải thay đổi, thực chất là chỉ hoạt động để bù vào việc tải nhiệt thay đổi tổn thất nhiệt và
nhiệt phát sinh. Điều này vừa giảm tải cho máy nén, vừa tránh được việc start/ stop nhiều lần.
Việc đạt được tiêu chí VRF dựa trên hai mấu chốt:
1. Dùng động cơ bước cho van điều chỉnh điện tử tuyến tính ở dàn lạnh (LEV).
2. Dùng mạch thay đổi tần số để thay đổi tần số của máy nén ở dàn nóng (Biến tần).
1. LEV:

Đối với dạng máy VRF, khi tải thay đổi, lưu lượng của dàn lạnh sẽ thay đổi theo. Điều này được thực hiện
nhờ một thiết bị gọi là van
Van điều chỉnh điện tử tuyến tính-LEV
(Linear Electronic Valve).
Hình 2- LEV
LEV thực hiện việc điều chỉnh lưulượng bằng cách điều chỉnh độ mở từ 0% (đóng) cho đến 100% (mở hoàn
toàn). Việc điều chỉnh LEV từ 0% đến 100% được thực hiện nhờ một động cơ bước (step motor) với 2000
bước, như vậy tương ứng với mỗi bước, LEV thay đổi được 0,05%. Chính vì đạt được số lượng bước lớn và
các bậc nhỏ như vậy nên van này được gọi là
tuyến tính
(Linear). Số bước càng lớn, van càng có khả năng
điều chỉnh
trơn
hơn hay còn gọi là
tuyến tính
hơn. Van
càng tuyến tính
thì việc điều chỉnh lưu lượng
càng

chính xác
hay
sát
với nhiệt độ yêu cầu hơn. Đây cũng là một chỉ tiêu quan trọng khi đánh giá chất lượng
của một hệ thống ĐHNĐ dạng VRF.
2. Biến tần

Việc điều chỉnh lưu lượng không chỉ nhờ vào LEV mà còn nhờ vào mạch biến tần của nguồn điện vào máy
nén.
Đối với hệ thống ĐHKK thông thường, tốc độ của máy nén luôn không đổi (constant speed) bởi vì tần số

của nguồn điện luôn không đổi. Ngoài ra dàn lạnh của ĐHKK thông thường cũng không có LEV nên dẫn đến
việc là lưu lượng môi chất không điều chỉnh được.
Đối với hệ thống VRF, ở dàn nóng sẽ có một mạch biến đổi tần số
Hình 3-Biến đổi tần số điện cấp cho máy nén
Mạch biến đổi tần số này, dựa vào một số thông tin đầu vào như độ mở của LEV, áp suất môi chất để
đưa ra quyết định máy nén chạy ở tốc độ nào, thể hiện bằng việc cung cấp một tần số nhất định cho máy
nén.
Việc điều chỉnh tần số, tương tự như việc điều chỉnh độ mở của LEV, cũng theo các bước (step). Trong
phạm vi tần số điều chỉnh, nếu số bậc càng lớn, sự điều chỉnh sẽ càng trơn.
Phạm vi điều chỉnh tần số
và
số bước
là các tiêu chí quan trọng để đánh giá chất lương điều khiển của hệ thống ĐHKK VRF. Hệ VRF của
hãng Mitsubishi Electric điều chỉnh tần số trong phạm vi từ 20 Hz đến 105 Hz, thông qua 85 bậc, mỗi bậc
tương ứng với 1Hz (gần như tuyến tính).
Hình 4- Đường cong điều chỉnh tần số-công suất
Hệ VRF được điều khiển thông minh như thế nào?
Như đã trình bày ở trên, việc đạt được công nghệ VRF cùng với những ích lợi của nó là nhờ áp dụng tiến bộ
của tự động hóa vào việc điều khiển thiết bị. Ngoài tiện ích là tiết kiệm điện ra, việc điều khiển, giám sát và
kết nối với các hệ thống thông minh khác cũng rất tiện lợi.
Hình 5,6: Hệ thống điều khiển và kết nối của hệ thống ĐHKK VRF
Vói cấu hình như hình 4, 5, hệ thống VRF có thể đạt được các yêu cầu sau:
- Điều khiển hoạt động của từng hệ thống, đến từng dàn lạnh (bật, tắt, đặt nhiệt độ, đặt lịch bật/ tắt )
- Hiển thị, giám sát hoạt động của hệ thống: có thể biết được tình trạng hoạt động của từng thiết bị (đang
bật hay tắt, tắt khi nào, đặt bao giờ bật lại )
- Hiển thị lỗi (lỗi xảy ra với dàn nóng/ dàn lạnh nào, lỗi gì, khi nào, phục hồi khi nào )
- Tính toán, hiển thị mức tiêu thụ điện của từng dàn lạnh và từng thuê bao.
- Thu nhận tín hiệu từ các đối lưọng khác (như báo cháy, an ninh ), cung cấp tín hiệu ra ngoài.
- Kết nối với hệ thống quản lý tòa nhà BMS (Building management system)
- Việc truy cập có thể tiến hành trực tiếp qua dây điều khiển hoặc qua mạng internet, có dây hoặc không

dây.
Kết luận:
Trong xu hướng sử dụng năng lượng tiết kiệm trên thế giới như hiện nay và trong tình trạng khan hiếm về
nguồn điện như ở Việt Nam, việc sử dụng hệ thống điều hòa không khí tiêt kiệm năng lượng và điều khiển
thông minh như hê thống ĐHKK VRF cảu hãng Mitsubishi Electric là một giải pháp đúng đắn. Sử dụng điện
tiết kiệm không những có lợi cho cá nhân, cho doanh nghiệp, cho chính phủ mà còn mang lại lợi ích cho cả
cộng đồng.
Hệ thống điều hòa không khí trung tâm
Hệ thống điều hòa không khí trung tâm Mitsubishi là thương hiệu đã được
khẳng định trên toàn thế giới với chất lượng hoàn hảo và các tính năng ưu việt. Đây là
công nghệ tạo ra làn không khí mát lành và trong trẻo cho môi trường trong nhà,
mang đến cảm giác thoải mái, dễ chịu.
Được sản xuất theo tiêu chuẩn Nhật Bản, Điều hòa không khí trung tâm
Mitsubishi nổi tiếng bởi độ bền lâu dài, tiết kiệm điện năng, giảm thiểu sai sót
sửa chữa và trên hết là hiệu quả hoạt động tuyệt vời.

Tiết kiệm điện năng
Tiết kiệm điện năng là điều được đặc biệt quan tâm trong bài toán tối ưu về
kinh tế khi lựa chọn Hệ thống điều hòa không khí, nhất là với các công trình cao tầng.
Điều hòa Mitsubishi sẽ làm bạn yên tâm với lựa chọn của mình, hệ VRF sử dụng máy
nén hoàn toàn biến tần, động cơ một chiều và trình độ tự động hóa rất cao có khả
năng tự điều chỉnh nhiệt độ mong muốn, chỉ sử dụng phần điện năng cần thiết nên
không gây lãng phí.
Hệ số COP cao
Điều hòa Mitsubishi sở hữu con số COP cao, tối ưa hóa hoạt động của hệ
thống.
Công nghệ điều hòa không khí Inverter tiết kiệm điện
Thứ tư, 28 Tháng sáu 2006, 21:23 GMT+7
Tags: máy điều hòa không khí, tiết kiệm năng lượng, thực sự là, mối lo ngại, công nghệ, có thể,

tiện nghi, công suất, lựa chọn, hiệu suất, lớn, phòng, tiêu, độ, phát
Rất nhiều người cho rằng điều hòa không khí thực sự là tiện nghi cần thiết.
Tuy nhiên, tiền điện là mối lo ngại lớn khiến họ ngần ngại khi quyết định lựa
chọn tiện nghi này. Công nghệ điều hòa không khí Inverter là giải pháp của
các nhà sản xuất.
Điều hòa không khí là một trong những thiết bị tiêu thụ điện lớn nhất đối với các
cơ sở dịch vụ, thương mại. Tiêu thụ điện của hệ thống máy lạnh tại các cơ sở
thương mại thường chiếm tỷ lệ lớn, có thể lên đến 80% tổng lượng điện tiêu thụ.
Tỷ lệ này còn có thể cao hơn nữa tại các tòa nhà thương mại lớn, trung tâm mua
bán, văn phòng, bệnh viện…
Xét về mặt kỹ thuật, công suất làm lạnh thật sự của máy đìều hòa không khí thông
thường chỉ sử dụng năng lượng ở một mức, nghĩa là năng lượng làm lạnh ở một
trong hai trạng thái: ngưng - phát. Cụ thể, khi đặt công suất 60% máy điều hòa
không khí sẽ phát trong 60% thời gian và ngưng phát trong khoảng thời gian còn
lại.
Việc cung cấp năng lượng ngắt quãng như thế sẽ làm cho điện năng cung cấp
cũng bị ngắt quãng. Chính điều này đã tạo ra hiện tượng hao phí điện. Và đây
cũng chính là hạn chế khá lớn của không ít máy điều hòa không khí hiện nay.
Bước đột phá
Để giải quyết nhược điểm này, công nghệ biến tần Inverter ra đời đã tạo ra bước
đột phá trong việc đưa hao phí năng lượng đến mức thất nhấp. Công nghệ biến
tần Inverter thay thế bộ biến áp và tụ điện thông thường bằng mạch biến tần phát
công suất làm lạnh ở các mức năng lượng thấp, trung bình và cao với nhiều ưu
điểm.
Tiết kiệm năng lượng tối đa với việc cung cấp mức phát đều đặn liên tục ngay cả
khi chọn mức Medium hoặc Low. Đây là điểm khác biệt lớn so với mọi máy điều
hòa không khí thông thường, chỉ có thể tạo hiệu suất liên tục khi chọn chế độ phát

ở mức High, còn các chế độ khác chỉ thực hiện được bằng cách ngắt quãng.
Kết quả là điều hòa không khí Inverter tiết kiệm năng lượng và tăng hiệu suất. Khi

sử dụng loại máy này trung bình 8 giờ/ngày, số tiền điện phải trả hằng tháng là
khoảng 160.000 đồng. Mắt thông minh giúp tự động điều chỉnh nhiệt độ 20
o
C khi
có người ra vào phòng để giảm tiêu hao điện đến 20%.
Ngoài ra, với công nghệ này, không khí lạnh sẽ truyền nhẹ nhàng sâu vào bên
trong phòng, tránh tình trạng không khí lạnh tập trung cục bộ tại khu vực gần dàn
lạnh, cho phép nâng cao hiệu suất điện năng.
Vài mẹo nhỏ
Các chuyên gia kỹ thuật của Cty Việt Kim – Nhà phân phối máy điều hòa nhãn
hiệu Daikin (Nhật Bản) - đã đưa ra nhiều lời khuyên giúp người tiêu dùng tiết kiệm
tối đa điện khi sử dụng điều hòa không khí.
Đầu tiên cần phải căn cứ vào vị trí, diện tích và cách nhiệt của phòng để lựa chọn
máy. Với các căn hộ nhỏ thì có thể dùng loại hai mảnh hoặc một cục. Phòng có
diện tích 9 - 15 m
2
có thể gắn máy công suất 9000 BTU/h, diện tích 15 - 20 m
2
dùng máy 12.000 BTU/h, diện tích 20 - 30 m
2
chọn loại 24.000 BTU/h.
Việc lựa chọn công suất thích hợp còn phụ thuộc vào số người thường xuyên
trong phòng, độ che phủ ánh sáng mặt trời, cách nhiệt của phòng, vị trí và độ lớn
của cửa sổ. Nếu phòng có bóng che giảm 10% công suất, nếu mặt trời chiếu suốt
ngày, tăng 10% công suất.
Trung bình 6 tháng, cần vệ sinh máy một lần, nếu không hiệu suất máy sẽ giảm:
độ lạnh kém, thời gian làm lạnh lâu, tiêu hao nhiều điện, thậm chí có thể dẫn đến
cháy máy.
Nhiều người nghĩ rằng vệ sinh máy nghĩa là chỉ rửa lưới lọc, nhưng điều này là
chưa đủ. Cần phải rửa cả dàn nóng, đường ống dẫn gas, block nén thì máy sẽ

hoạt động với hiệu suất tốt hơn. Sau khi vệ sinh, máy sẽ phục hồi độ lạnh như cũ
mà không cần nạp thêm gas.
Công nghệ biến tần Inverter đã xuất hiện từ trên 20 năm nay ở tất cả các hãng
sản xuất điều hòa không khí nhung do người tiêu dùng chưa nắm được những
thông tin về công nghệ tiết kiệm năng lượng này nên chỉ có rất ít hãng tung sản
phẩm ra thị trường như Daikin, Carrier, Mitsubishi, Panasonic.