ENE10 - Systeme DRV_top

Voorziening | Systeem met variabel koelmiddeldebiet

Systeem met variabel koelmiddeldebiet

(Bron: Xseon / Shutterstock.com)

Het systeem met variabel koelmiddeldebiet, ook VRV- ('Variable Refrige- rant Volume', variabel koelmiddelvolume) of VRF-systeem ('Variable Ref- rigerant Fluide', variabele koelvloeistof) genoemd, is een systeem met - directe activering waarmee een gebouw verwarmd en/of gekoeld kan worden door een koelmiddel door koperen buizen te laten circuleren tussen een buitenunit en meerdere binnenunits.

Hoe werkt een systeem met variabel koelmiddeldebiet?

Het systeem met variabel koelmiddeldebiet is vergelijkbaar met een lucht/lucht-warmtepomp en onderscheidt zich van een splitsysteem doordat bij een installatie met variabel koelmiddeldebiet het koelmiddeldebiet varieert , terwijl een splitsysteem op de snelheid van de ventilator van de binnenunit inwerkt.

Verder wordt het systeem met variabel koelmiddeldebiet gewoonlijk gekenmerkt door de aanwezigheid van een expansieventiel en een verdamper aan elke binnenunit. Het expansieventiel zal het koelmiddeldebiet daarbij moduleren in functie van de behoeften, volgens de regel: hoe groter de koelbehoeften, hoe groter het debiet. Door zijn werkingssnelheid aan te passen, zal de compressor van de buitenunit ten slotte een constante druk in het koelcircuit helpen handhaven.

image2_nl

Werkingsprincipe (in koelmodus) van het systeem met variabel koelmiddeldebiet (bron: Energie+)

Welke toepassingen kent het systeem met variabel koelmiddeldebiet?

Oorspronkelijk werd de techniek gebruikt om ruimten te koelen, die met oververhitting te kampen hadden. Dat neemt echter niet weg dat de buitenunit vaak van het omkeerbare type is om diezelfde ruimten ook te kunnen verwarmen.

Wel moeten we hierbij opmerken dat eerst voorrang gegeven dient te worden aan passieve koeltechnieken (zonweringen, free-cooling, ...), alvorens een systeem met variabel koelmiddeldebiet in met oververhitting kampende vertrekken te installeren.

Gewoonlijk treffen we dit soort installaties aan in bestaande kantoorgebouwen die dus gevoelig zijn voor oververhitting, waar enkele binnenunits - die we met ventilerende convectoren kunnen vergelijken - individuele kantoren, vergaderzalen, ... van de nodige toevoer voorzien. Verder kan het systeem met variabel koelmiddeldebiet eveneens interessant blijken bij kleine tertiaire nieuwbouwprojecten (< 5000 m²) en dat des te meer als de behoeften aan verwarming en koeling zich gelijktijdig voordoen, aangezien het systeem energierecuperatie mogelijk maakt.

Nu er steeds meer warmtepompen in de residentiële sector gebruikt worden, kan deze techniek echter ook aangewend worden voor 'grotere residentiële projecten' (type villawoningen). In de meer traditionele woningbouw treffen we daarentegen meer systemen van het multisplittype aan, die het voordeel bieden dat ze goedkoper zijn in aankoop, hoewel hun regeling minder efficiënt is.

image4

image1

Schematische weergave van een installatie met variabel koelmiddeldebiet (bron: ASHRAE)

Welke varianten bestaan er van het systeem met variabel koelmiddeldebiet?

Er zijn verschillende varianten van het systeem mogelijk:

  • alleen koelen (2 buizen);
  • verwarmen of koelen (2 buizen): omkering van de stroomrichting van het koelmiddel om te verwarmen of te koelen;
  • verwarmen en koelen (3 buizen);
  • verwarmen en koelen met warmteterugwinning (3 buizen).

Deze laatste variant raakt overigens steeds meer verspreid in kantoorgebouwen, waar er gelijktijdig vraag is naar verwarming en koeling. Dat is gewoonlijk het geval in het tussenseizoen of wanneer bv. één enkel noordelijk gelegen kantoor tegen het middaguur nood heeft aan verwarming, terwijl een vergaderzaal op datzelfde moment gekoeld dient te worden. Het is dan ook een systeem dat uitstekende rendementen biedt in terugwinningsmodus.

image3_nl

Werkingsprincipe van een systeem met variabel koelmiddeldebiet en 3 buizen (bron: abcclim)

Voor meer details ter zake verwijzen we u graag naar de website van Energie+

Welke zijn de technische beperkingen van een dergelijk systeem?

  • Vermogen : het systeem heeft een tot 150 kW beperkt koel-/verwarmingsvermogen. Indien nodig kunnen er meerdere buitenunits parallel geïnstalleerd worden en moet er een onderverdeling in thermische zones geïmplementeerd worden, bv. per verdieping.
  • Technische beperkingen : naargelang de fabrikant zijn er verschillende technische beperkingen waarmee rekening gehouden moet worden:

    • Zo kan de buitenunit doorgaans maar met maximum 64 binnenunits verbonden worden.
    • Het maximale hoogteverschil tussen de buiten- en de binnenunit bedraagt ten slotte 90 m met een maximale leidinglengte van ca. 1000 m.

Hoe een systeem met variabel koelmiddeldebiet implementeren?

Bij de werkingscyclus is het de bedoeling om het koelmiddel van een vloeibare naar een gasvormige staat te laten overgaan. Vergeleken met een distributiesysteem met water is het echter niet altijd gemakkelijk om een installatie met een koelmiddel te 'manipuleren' (lekvrij lassen van de buizen in koper, moeilijke detectie van lekken, wanneer het koelmiddel zich in gasvormige staat bevindt, ...). Daarom dat een begeleiding door gespecialiseerde en gecertificeerde installateurs een absolute must is.

Hoe de binnenunit kiezen?

In functie van de gewenste esthetiek en de beperkingen van het lokaal (hoogte onder het plafond, ...) zijn er verschillende types binnenunits op de markt verkrijgbaar (kanaliseerbare units, opbouwunits, in een vals plafond ingewerkte units, units voor wandmontage, ...).

Daarbij dient opgemerkt dat de certificeringsinstantie Eurovent  de technische karakteristieken (vermogen, rendement, ...) van de gecertificeerde systemen met variabel koelmiddeldebiet herneemt.

image4image5image6

Kanaliseerbare, ingebouwd en voor wandmontage bestemde binnenunit (bron: Daikin, Toshiba, Mitsubishi)

Kan een systeem met variabel koelmiddeldebiet geregeld worden?

De regeling kan per zone verricht worden door het aansturen van meerdere binnenunits. Verder is elke binnenunit ook programmeerbaar in functie van de uurroosters, de binnentemperatuur, de vochtigheidsgraad in het vertrek, ...

Welk onderhoud moet er voor een systeem met variabel koelmiddeldebiet voorzien worden?

Ter verzekering van een goede werking wordt aanbevolen om een onderhoudscontract af te sluiten met specialisten ter zake of direct met de leverancier. In tegenstelling tot een traditionele installatie komt er bij dit type installatie overigens ook heel wat elektronica kijken.

Hoe een bestaande installatie aanpassen?

Om een bestaande installatie aan te passen - door bv. enkele binnenunits toe te voegen - moet eerst het koelmiddel verwijderd en opgevangen worden (zonder het te laten vrijkomen in de atmosfeer), moet vervolgens het nodige laswerk verricht worden om nieuwe dichte verbindingen tot stand te brengen en moet daarna de installatie opnieuw met koelmiddel gevuld worden.

Welk type koelmiddel?

De types koelmiddelen die in klimaatregelingssystemen en warmtepompen gebruikt worden, maken het voorwerp uit van norm NBN EN 378. Deze norm deelt de koelmiddelen in volgens hun giftigheid en onontvlambaarheid alsook conform de maximale koelmiddellading en in functie van het type activiteit (ziekenhuizen, kantoren, ...).

De technologie van de systemen met variabel koelmiddeldebiet valt daarnaast eveneens onder de reglementering in verband met de exploitatie van koelmiddelen. Toen de Europese reglementering (Verordening (EG) nr. 1005/2009) het gebruik van koelmiddel R22 verbood op 1 januari 2015, moesten de meeste installaties dan ook vervangen of aangepast worden.

Voor de meeste systemen met variabel koelmiddeldebiet zal voor een koelmiddel van het type HFK geopteerd worden, dat onder de Europese Verordening (EU) nr. 517/2014 ressorteert. Voor de alternatieve koelmiddelen die over het algemeen sterker ontvlambaar zijn, zouden de veiligheidseisen immers te streng zijn.

Koelmiddel R410a geldt in dit opzicht als het meest gebruikte koelmiddel voor dit type installatie. De impact ervan op het broeikaseffect is echter 2000 keer groter dan het opwarmingsvermogen van koolstofdioxide (GWP R410a   = 2000).

➩ Meer weten

bijgewerkt op 15/12/2016