ระบบปรับอากาศ VRV/VRF คืออะไร ?

ก่อนอื่นต้องอธิบายความหมายของชื่อก่อน คำว่า VRV ย่อมาจาก Variable Refrigerant Volume ส่วนคำว่า VRF ย่อมาจาก Variable Refrigerant Flow ทั้งสองคำมีความหมายเหมือนกันไม่ได้มีอะไรแตกต่างกันแต่อย่างใด

เพียงแต่ในท้องตลาดจะมีการเรียกอยู่ 2 แบบเท่านั้นเอง เหตุที่มีการเรียกอยู่ 2 แบบก็เพราะว่าผู้ผลิตบางยี่ห้อจะเรียกระบบปรับอากาศประเภทนี้ว่าระบบ VRV ส่วนคำว่า VRF จะเป็นชื่อสามัญที่ใช้เรียกระบบปรับอากาศประเภทนี้ซึ่งใช้เรียกได้ทุกยี่ห้อ

ระบบปรับอากาศ VRF หรือ VRV คือ 

จากความหมายของชื่อจะแปลได้ว่าระบบปรับอากาศประเภทนี้เป็นระบบที่ปริมาณน้ำยาสามารถแปรผันได้ ถ้าจะขยายความก็คือ ถ้าอุณหภูมิในห้องเริ่มลดลงจนเข้าใกล้ค่าที่ตั้งเอาไว้แล้ว ระบบจะลดการจ่ายปริมาณน้ำยาเข้าห้องนั้นลงเพื่อให้อุณหภูมิห้องไม่ลดลงมากเกินไปจนทะลุค่าที่ตั้งไว้ เรียกว่าอุณหภูมิห้องจะค่อยๆ Soft Landing จนเท่ากับอุณหภูมิที่ตั้งไว้อย่างนิ่มนวล ในทางตรงกันข้าม ถ้าภาระความร้อนในห้องเริ่มสูงขึ้นและทำให้อุณภูมิห้องเริ่มสูงกว่าค่าที่ตั้ง ระบบจะจ่ายน้ำยาไปที่ห้องนั้นมากขึ้นเพื่อดึงอุณหภูมิลง

การอธิบายความหมายของระบบปรับอากาศ VRV/VRF ตามชื่อของมันเช่นนี้ สำหรับคนที่เข้าใจเทคโนโลยีของระบบปรับอากาศอยู่บ้างก็อาจจะรู้สึกว่าก็ไม่เห็นมีอะไรพิเศษตรงไหน  เพราะระบบปรับอากาศแบบที่ใช้ทั่วๆ ไปตามบ้านหรือที่เรียกว่าระบบปรับอากาศแบบ Split Type นั้น ก็มีรุ่นที่ใช้ Inverter เพื่อปรับปริมาณน้ำยาให้เหมาะสมกับภาระความร้อนและทำให้อุณหภูมิห้องมีความนิ่งได้เช่นกันและก็มีความนิยมใช้งานกันอย่างแพร่หลายในทุกวันนี้ แล้วอะไรคือความพิเศษของระบบปรับอากาศ VRV/VRF ล่ะ

ที่มาของระบบปรับอากาศ VRF หรือ VRV

จะทำความเข้าใจเรื่องนี้ต้องย้อนกลับไปเมื่อปี ค.ศ. 1982 หรือ พ.ศ 2525 ซึ่งเป็นปีที่ระบบปรับอากาศ VRV/VRF ถือกำเนิดขึ้น ระบบปรับอากาศ VRV/VRF ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อให้ใช้เป็นระบบปรับอากาศแบบรวมศูนย์สายพันธ์ใหม่ คำว่าระบบปรับอากาศแบบรวมศูนย์นั้นหมายถึงระบบปรับอากาศที่มีอุปกรณ์หลักๆ ที่ใช้ในการสร้างความเย็นอยู่ที่ส่วนกลางและกระจายความเย็นไปยังพื้นที่ต่างๆในอาคารอีกทีหนึ่ง  ซึ่งในยุคนั้นระบบปรับอากาศแบบรวมศูนย์ที่นิยมใช้จะเป็นระบบ Packaged Unit และระบบ Chilled Water System

ระบบ Packaged Unit

ระบบ Packaged Unit จะเป็นระบบที่ใช้ในอาคารขนาดเล็ก คอยล์ร้อนและคอยล์เย็นจะอยู่รวมกันเป็น Package คืออยู่ใน Casing เดียวกันเลย และในส่วนของคอยล์เย็นจะมีพัดลมขนาดใหญ่ที่สามารถส่งลมเย็นไปได้ทั้วถึงทั้งชั้นหรือทั้งอาคาร

VAV Box และระบบท่อส่งลมเย็น

การกระจายลมเย็นจะใช้ท่อลมเดินไปตามพื้นที่ต่างๆ และถ้าต้องการให้ระบบมีความสามารถในการควบคุมอุณหภูมิได้อย่างอิสระและแม่นยำตามแต่ละพื้นที่  ในแต่ละพื้นที่จะมีกล่องปรับปริมาณลมโดยอัตโนมัติ หรือที่เรียกว่า VAV Box ซึ่ง VAV จะย่อมาจาก Variable Air Volume เพื่อปรับปริมาณลมเย็นให้เหมาะสมเพื่อรักษาอุณหภูมิห้องให้คงที่ และพัดลมที่เป็นตัวส่งลมเย็นจากต้นทางก็มี VSD (Variable Speed Drive) คอยปรับอัตราการไหลของลมโดยรวมให้ได้ตามที่ต้องการและเพื่อการประหยัดพลังงานเพราะพัดลมไม่ต้องทำงานที่ 100% อยู่ตลอดเวลา

Chilled Water System

ส่วนระบบ Chilled Water System จะเป็นระบบที่นิยมใช้ในอาคารขนาดใหญ่ ระบบนี้จะมี Chiller หรือเครื่องทำน้ำเย็นอยู่ที่ห้องเครื่อง โดย Chiller จะสร้างความเย็นให้น้ำจนมีอุณหภูมิประมาณ 7 องศาเซลซียส แล้วจึงกระจายน้ำเย็นไปสู่ส่วนต่างๆ ของอาคารโดยปั๊มน้ำ  ในพื้นที่ย่อยๆ จะมีคอยล์เย็นสำหรับรับน้ำเย็นและในเครื่องคอยล์เย็นจะมีพัดลมทำหน้าที่เป่าลมเย็นออกมาเพื่อทำความเย็นให้กับห้อง ถ้าต้องการให้ระบบมีความสามารถในการควบคุมอุณหภูมิได้อย่างอิสระและแม่นยำตามแต่ละพื้นที่ ปริมาณน้ำเย็นที่ไหลเข้าคอยล์เย็นจะต้องถูกควบคุมด้วย Modulating Type 2-Way Control Valve เพราะจะสามารถหรี่ได้โดยอัตโนมัติเพื่อจ่ายปริมาณน้ำเย็นที่เหมาะสมเข้าไปในคอยล์เย็นตัวนั้นๆ  ปั๊มน้ำที่คอยหมุนเวียนน้ำเย็นก็จะมี VSD (Variable Speed Drive) เพื่อคอยปรับอัตราการไหลของน้ำเย็นโดยรวมให้เหมาะสมและประหยัดพลังงานเพราะปั๊มน้ำไม่ต้องทำงาน 100% อยู่ตลอดเวลา

 

จากที่ร่ายมายาวสรุปได้ว่า Packaged Unit มีเทคโนโลยีที่ช่วยให้อุณหภูมิห้องมีความอิสระและแม่นยำและระบบสามารถประหยัดพลังงานลงได้โดยใช้หลักการควบคุมการจ่าย “ลมเย็น” ส่วน Chilled Water System นั้นก็มีเทคโนโลยีที่ช่วยให้อุณหภูมิห้องมีความอิสระและแม่นยำและระบบสามารถประหยัดพลังงานลงได้โดยใช้หลักการควบคุมการจ่าย “น้ำเย็น”

การทำงานของระบบ VRF หรือ VRV

ระบบ VRV/VRF จะมีคอยล์ร้อนขนาดใหญ่หนึ่งชุดทำหน้าที่ระบายความร้อนออกจากอาคารและจ่าย “น้ำยา” หรือ Refrigerant ไปยังคอยล์เย็นที่อยู่ในพื้นที่ต่างๆ โดยในคอยล์เย็นจะมี EEV (Electronic Expansion Valve) สำหรับฉีดน้ำยาเพื่อสร้างความเย็น โดยที่ EEV จะสามารถปรับปริมาณน้ำยาได้โดยอัตโนมัติเพื่อให้เหมาะสมกับภาระความร้อนของห้องนั้นๆ และคอมเพรสเซอร์ที่คอยล์ร้อนซึ่งทำหน้าที่หมุนเวียนน้ำยาก็มี Inverter ซึ่งเป็น Variable Speed Drive ชนิดหนึ่งคอยปรับความเร็วรอบในการหมุนของคอมเพรสเซอร์เพื่อปรับอัตราการไหลของน้ำยาโดยรวมให้เหมาะสมและเพื่อการประหยัดพลังงานเพราะคอมเพรสเซอร์ไม่จำเป็นต้องทำงานที่ความเร็วรอบ 100% เสมอ

 

ฉะนั้นแล้วระบบ VRV/VRF ที่ถือกำเนิดขึ้นในยุคนั้นจึงเรียกได้ว่าเป็นนวัตกรรมใหม่ที่ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อใช้ในการเปรียบเทียบกับระบบปรับอากาศแบบรวมศูนย์ที่มีอยู่แต่เดิมนั่นเอง ในยุคนั้นระบบปรับอากาศที่มีเทคโนโลยีในการปรับ “ตัวกลาง” ในการทำความเย็นไม่ว่าจะเป็น “ลมเย็น” “น้ำเย็น” หรือ “น้ำยา” นั้นจะถือว่าเป็นเทคโนโลยีที่ล้ำสมัยมาก

 

จากวันนั้นถึงวันนี้ ระบบปรับอากาศ VRV/VRF มีการพัฒนาขึ้นมามาก  มากจนกระทั่งการที่จะอธิบายระบบนี้โดยการแปลความหมายจากชื่อนั้นไม่เพียงพอเสียแล้ว  ถ้าจะอธิบายความหมายของระบบปรับอากาศ VRV/VRF ให้เข้าใจคงต้องอธิบายถึงเทคโนโลยีที่ระบบปรับอากาศ VRV/VRF ในวันนี้สามารถทำได้จะดีกว่า ซึ่งเราขอรวบรวมเป็นข้อๆ ดังนี้

• คอยล์ร้อน 1 ชุดมีขนาดใหญ่สุดประมาณ 1,000,000 Btu/h ซึ่งสามารถต่อกับคอยล์เย็นได้สูงสุด 64 เครื่อง
• คอยล์ร้อน 1 ชุดมีขนาดเล็กสุดประมาณ 42,000 Btu/h ซึ่งสามารถต่อกับคอยล์เย็นได้สูงสุด 8 เครื่อง
• ระยะท่อน้ำยาจากคอยล์ร้อนถึงคอยล์เย็นที่ไกลที่สุดสามารถเดินได้ถึง 165 เมตร
• ระยะท่อน้ำยาในแนวดิ่งสามารถเดินได้ถึง 90 เมตร (เทียบเท่าอาคารสูง 25 ชั้น)
• คอยล์เย็นมีให้เลือกถึง 10 หน้าตา ซึ่งหลากหลายกว่าระบบปรับอากาศประเภทอื่นๆมาก
• มีคอยล์เย็นที่เป็น Fresh Air Unit คือเป็นคอยล์เย็นที่รับอากาศจากภายนอกอาคาร 100% และลดอุณหภูมิลงเหลือ 13-18c เพื่อจ่ายเข้าไปในพื้นที่โดยตรงและพัดลมมีแรงดันมากพอที่จะติดตั้ง Medium Filter สำหรับกรองฝุ่น PM 2.5 ได้
• เป็นระบบที่ประหยัดพลังงานมาก เพราะคอมเพรสเซอร์ทุกลูกมี Inverter ควบคุม และผู้ผลิตยังใส่เทคโนโลยีเพื่อการประหยัดพลังงานเข้าไปอีกมากมาย เช่น พัดลมที่คอยล์ร้อนและคอยล์เย็นใช้ Brushless DC Motor ซึ่งประหยัดพลังงานกว่า AC Motor มาก
• เป็นระบบปรับอากาศที่สามารถผลิตน้ำร้อนได้ เช่น น้ำสำหรับอาบในบ้านหรือในโรงแรม
• มีการแจ้งเตือนปัญหาบนรีโมทคอนโทรลเป็น Alarm Code ซึ่งมีประมาณ 50 Code เพื่อระบุรายละเอียดของปัญหา ทำให้ช่างประหยัดเวลาในการวิเคราะห์หาสาเหตุ
• Alarm Code สามารถส่งออกมาเป็น Email ได้โดยอัตโนมัติ
• สามารถ Interlock การทำงานของคอยล์เย็นเข้ากับอุปกรณ์อื่นได้ เช่น Interlock กับ Door Switch ที่ระเบียงถ้ามีการเปิดประตูที่ระเบียง คอยล์เย็นจะหยุดการทำงานทันทีเพื่อประหยัดพลังงาน
• มีระบบควบคุมส่วนกลางที่สามารถควบคุมคอยล์เย็นได้ตั้งแต่ 16 เครื่องถึง 2,000 เครื่อง !
• ระบบควบคุมส่วนกลางสามารถใช้งานผ่าน Internet โดยใช้คอมพิวเตอร์หรือ Smart Phone ก็ได้
• ระบบควบคุมส่วนกลางสามารถบังคับการเปิดปิดคอยล์เย็นและสามารถล็อกการตั้งอุณหภูมิขั้นต่ำของแต่ละคอยล์เย็นได้เพื่อการประหยัดพลังงาน
• สามารถแสดงค่าไฟที่คอยล์เย็นแต่ละตัวใช้ไปเพียงแค่ติดตั้งมิเตอร์ไฟ 1 ตัวสำหรับวัดค่าไฟทั้งระบบ
• ระบบควบคุมส่วนกลางสามารถเก็บประวัติการใช้งานของคอยล์เย็นแต่ละตัวเพื่อดูว่าคอยล์เย็นแต่ละตัวถูกใช้งานไปกี่ชั่วโมงและถูกเปิดปิดไปกี่ครั้ง
• สามารถแสดงค่าการทำงานทางวิศวกรรมเชิงลึกเป็นกราฟได้ถึง 30 Parameter เพื่อใช้ในการวิเคราะห์ปัญหาทางเทคนิค
• มีระบบ Cloud เพื่อใช้ในการเก็บข้อมูลการทำงานทางวิศวกรรมเชิงลึกเพื่อให้สามารถสืบค้นประวัติย้อนหลังได้