Hệ thống điều hòa trung tâm VRF (Variable Refrigerant Flow) là giải pháp điều hòa không khí tổng thể, cho phép một dàn nóng kết nối nhiều dàn lạnh, tự động điều chỉnh lưu lượng môi chất lạnh theo tải thực tế. Nhờ đó, hệ thống vận hành linh hoạt, tiết kiệm năng lượng và đảm bảo nhiệt độ ổn định cho các công trình quy mô lớn.
1. Hệ thống điều hòa trung tâm VRF là gì?
VRF (Variable Refrigerant Flow) là hệ thống điều hòa trung tâm công suất lớn, gồm một hoặc nhiều dàn nóng kết nối với nhiều dàn lạnh, để làm mát/ sưởi cho nhiều khu vực cùng lúc.
Khác với các hệ thống làm lạnh thông thường, VRF sử dụng môi chất lạnh làm chất truyền nhiệt và tự động điều chỉnh lưu lượng gas cấp đến từng dàn lạnh tùy theo nhu cầu từng khu vực. Nhờ đó, hệ thống vận hành linh hoạt, tiết kiệm điện năng và duy trì nhiệt độ ổn định.
Hệ thống VRF được ứng dụng rộng rãi trong các công trình quy mô lớn và có yêu cầu cao về hiệu suất năng lượng như khách sạn, cao ốc văn phòng, trung tâm thương mại, bệnh viện, nhà máy, HVAC công nghiệp (tích hợp với AHU, FCU và các thiết bị xử lý không khí khác),…
Xem thêm: Dàn ngưng tụ, dàn nóng trong hệ thống máy lạnh
VRV và VRF khác nhau thế nào?
VRV được viết tắt từ Variable Refrigerant Volume.
Về bản chất, VRV và VRF có nguyên lý và cấu tạo giống nhau, đều cho phép điều chỉnh chính xác lượng gas lạnh đến từng khu vực tùy theo tải lạnh.
Tuy nhiên, VRV là tên thương mại độc quyền của Daikin dành cho dòng điều hòa trung tâm áp dụng công nghệ điều chỉnh lưu lượng môi chất lạnh biến thiên. Trong khi đó, VRF là thuật ngữ kỹ thuật chung được nhiều hãng khác như Mitsubishi, LG, Toshiba, Panasonic… sử dụng để chỉ cùng nguyên lý này.
Dàn lạnh VRF phổ biến
Tùy vào không gian, yêu cầu thẩm mỹ và mức công suất, các loại dàn lạnh VRF được thiết kế đa dạng để đáp ứng từng loại công trình khác nhau. Cụ thể có 4 loại phổ biến:
- Dàn lạnh âm trần cassette: Có thiết kế chìm dưới trần, giúp tiết kiệm không gian và phân phối gió đều.
- Dàn lạnh âm trần nối ống gió: Giấu kín hoàn toàn trong trần, sử dụng ống gió để dẫn khí lạnh đến các phòng, đảm bảo tính thẩm mỹ cao.
- Dàn lạnh treo tường: Loại phổ biến cho các không gian vừa và nhỏ như căn hộ, văn phòng, dễ lắp đặt và bảo trì.
- Dàn lạnh tủ đứng: Thường dùng cho các không gian rộng, có công suất lớn và khả năng làm mát nhanh.
2. Cấu tạo cơ bản
Đối với điều hòa trung tâm VRF sẽ bao gồm những bộ phận sau:
- Hệ thống dàn nóng (đơn lẻ hoặc liên kết)
- Hệ thống dàn lạnh (âm trần cassette, treo tường, âm trần nối ống gió)
- Hệ thống ống nối và dây điều khiển
- Bộ xử lý gió, bộ thông gió
- Hệ thống điều khiển (bộ điều khiển độc lập, điều khiển trung tâm)
- Hệ thống quản lý
3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống VRF
Cơ chế hoạt động
Hệ thống VRF hoạt động theo nguyên lý trao đổi nhiệt trực tiếp (Direct Expansion – DX Coil), nghĩa là môi chất lạnh được dẫn qua ống đồng giữa dàn nóng và dàn lạnh để hấp thụ hoặc thải nhiệt, từ đó tạo ra luồng không khí mát hoặc ấm cho không gian điều hòa.
Khác với hệ thống Split thông thường (mỗi dàn nóng chỉ kết nối một dàn lạnh), VRF cho phép một dàn nóng kết nối với nhiều dàn lạnh khác nhau. Cấu trúc này giúp hệ thống điều chỉnh linh hoạt công suất, cung cấp nhiệt độ chính xác cho từng khu vực, đồng thời giảm nhu cầu lắp đặt nhiều dàn nóng độc lập, tối ưu diện tích và hiệu suất vận hành.
Về chu trình làm lạnh, môi chất được nén tại dàn nóng, ngưng tụ thành lỏng, sau đó đi qua van tiết lưu điện tử (EEV) ở từng dàn lạnh để giãn nở – bay hơi – hấp thụ nhiệt, tạo ra không khí lạnh. Chu trình này diễn ra liên tục và khép kín, đảm bảo không gian luôn duy trì nhiệt độ ổn định.
Cách thức phân phối khí lạnh
Không khí lạnh được phân phối bằng quạt và hệ thống ống gió, giúp khuếch tán đều luồng khí mát, đảm bảo hiệu quả làm mát cho toàn bộ không gian. Tùy vào thiết kế, hệ thống có thể điều chỉnh lưu lượng gió hoặc công suất làm lạnh riêng biệt cho từng phòng, mang lại sự thoải mái và tiết kiệm năng lượng tối đa.
Xem thêm: Van điều chỉnh lưu lượng gió
4. Hạn chế và lưu ý kỹ thuật khi sử dụng VRF
Mặc dù sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội, VRF vẫn tồn tại những giới hạn về kỹ thuật và yêu cầu khắt khe trong thi công. Việc hiểu rõ các điểm hạn chế cũng như lưu ý quan trọng khi thiết kế, lắp đặt và vận hành sẽ giúp hệ thống hoạt động ổn định, bền bỉ và đạt hiệu suất tối đa.
Hạn chế
- Chiều dài ống gas và độ chênh cao giữa dàn nóng – dàn lạnh bị giới hạn theo tiêu chuẩn của hãng.
- Không kiểm soát được độ ẩm, chênh áp hay cấp sạch như hệ thống HVAC dùng AHU hoặc chiller.
- Có nguy cơ rò rỉ môi chất nếu thi công sai kỹ thuật, cần tính toán nồng độ an toàn trong phòng kín.
- Hiệu suất sưởi giảm ở môi trường ngoài trời lạnh, chu kỳ xả băng có thể làm gián đoạn ngắn.
- Chi phí đầu tư ban đầu cao hơn hệ split thông thường.
- Cần đội kỹ thuật được đào tạo chuyên biệt để thi công, cân chỉnh và vận hành.
Lưu ý khi thiết kế
- Tính toán tải lạnh chính xác và chia zone hợp lý để tránh quá tải hoặc thiếu tải.
- Bố trí dàn nóng ở vị trí thông thoáng, dễ bảo trì, đảm bảo luồng gió ra vào không bị cản trở.
- Thiết kế ống gas, hướng hồi dầu theo đúng hướng dẫn của hãng.
- Cách nhiệt ống gas đúng kỹ thuật, thổi nitơ khi hàn để tránh xỉ oxy hóa.
- Bố trí hệ thống thoát nước ngưng đủ dốc, có bẫy nước và bơm ngưng (nếu cần).
- Kết hợp với AHU để cấp gió tươi, tránh đọng ẩm hoặc mất cân bằng áp.
- Đấu nối điện, điều khiển và truyền thông đúng cực, đúng chuẩn BACnet/Modbus.
Lưu ý khi thi công và vận hành
- Kiểm tra kín khít đường ống bằng thử áp lực nitơ và hút chân không đạt tiêu chuẩn.
- Nạp môi chất đúng khối lượng theo chiều dài ống và hướng dẫn của hãng.
- Cân chỉnh lưu lượng gió tại từng dàn lạnh để đảm bảo phân phối đều và giảm tiếng ồn.
- Thiết lập địa chỉ và nhóm điều khiển cho từng dàn lạnh, đảm bảo đồng bộ trong hệ thống.
- Theo dõi thông số vận hành: nhiệt độ, áp suất, công suất máy nén và cảnh báo lỗi.
- Bảo trì định kỳ: vệ sinh coil, lọc gió, kiểm tra dầu hồi, xả nước ngưng và siết lại khớp nối.
Trên đây là những thông tin tổng quan về hệ thống điều hòa trung tâm VRF, bao gồm khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động cùng một số lưu ý kỹ thuật trong quá trình thiết kế và vận hành. Hy vọng nội dung này giúp bạn có thêm cái nhìn rõ hơn về công nghệ VRF – một giải pháp điều hòa hiện đại, tiết kiệm năng lượng và đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều loại công trình hiện nay.
