可変冷媒流量

可変冷媒流量( VRF ) は、1982 年にダイキン工業株式会社が発明したHVAC技術です。 ^{[ 1 ]}ダイキン工業株式会社はこれを「VRV」と名付け、登録商標を保有しています。^{[ 2 ]}ダクトレスミニスプリットシステムと同様に、VRF は冷媒を主要な冷暖房媒体として使用し、通常、従来のチラーベースのシステムよりも複雑ではありません。この冷媒は、1 つ以上の凝縮ユニット (屋外または屋内、水冷または空冷) によって調整され、建物内の複数の室内ユニットに循環されます。VRF システムは、従来のチラーベースのシステムとは異なり、より特定のエリアでさまざまな程度の冷房が可能 (大型のエアハンドラーがなく、小型の室内ユニットのみであるため)、効率に影響を与えることなく熱回収構成で温水を供給でき、^{[ 3 ]}冬季には追加の機器なしで暖房モード (ヒートポンプ) に切り替えることができ、これらすべてによりエネルギー消費を削減できます。また、エアハンドラーや大型ダクトを使用しないため、吊り天井上の高さを低減できるだけでなく、VRFではダクトの代わりに冷媒配管用の小さな貫通部を使用するため、構造への影響も軽減できます。^{[ 4 ]}

VRFは通常、エアコンインバーターとともに設置され、コンプレッサーにDCインバーターを追加することで、単にオン/オフ運転を行うのではなく、可変モーター速度、ひいては可変冷媒流量をサポートします。可変速度で動作することで、VRFユニットは必要な速度でのみ動作し、負荷条件下で大幅なエネルギー節約が可能になります。熱回収VRF技術により、個々の室内ユニットは必要に応じて暖房または冷房を行うことができ、コンプレッサーの負荷は内部の熱回収によって軽減されます。同等のユニット機器と比較して、最大55%のエネルギー節約が予測されています。^{[ 1 ]}

^{[ 5 ]}これにより、建物の居住者による建物の室内温度の制御も向上します。VRFのDCインバータコンプレッサーの起動電力が低く、固有のDC電力要件により、VRFソーラーヒートポンプDC供給ソーラーパネルを使用して稼働することもできます。

これにより、エネルギー消費量の削減が可能になります。具体的には、VRFシステムは、単にシステムをオンオフするのではなく、必要な負荷に合わせてコンプレッサーのモーター速度を変化させることで高い効率を実現します。さらに、エアハンドラーや大型ダクトが不要なため、建物の構造的な影響も軽減されます。

VRF には、2 パイプ式と 3 パイプ式の 2 つのシステム形式があります。ヒートポンプの 2 パイプ式システムでは、すべてのゾーンが冷房または暖房のいずれかでなければなりません。熱回収 (HR) システムでは、特定のゾーンを暖房しながら他のゾーンを冷房することができます。これは通常 3 パイプ設計で行われますが、三菱電機、キャリア、LG のシステムでは、分岐回路 (BC) コントローラを使用して個々の室内蒸発器ゾーンに 2 パイプシステムでこれを行うことができます。この場合、冷房を必要とするゾーンから抽出された熱は、暖房を必要とするゾーンで使用されます。これは、暖房ユニットが凝縮器として機能し、冷却に使用されているラインに過冷却された液体を供給するため可能になります。熱回収システムは初期費用は高くなりますが、建物のゾーンごとの熱制御を改善し、全体的な効率を高めることができます。^{[ 6 ]}熱回収 VRF システムでは、一部の室内ユニットが冷房モードで、他のユニットが暖房モードになっている場合があり、エネルギー消費を削減します。システムの冷却モードにおける成績係数が3、暖房モードにおける成績係数が4の場合、熱回収性能は7を超える可能性がある。このような冷却と暖房の需要のバランスが年間を通して頻繁に起こる可能性は低いが、このような状況が発生した場合はエネルギー効率を大幅に向上させることができる。^{[ 7 ]}

VRFシステムは、空冷式または水冷式があります。空冷式の場合、VRF凝縮ユニットは外気にさらされ、屋外に設置されることがあります。また、空気は熱容量が低く[8]、密度、体積熱容量、熱伝導率も低いため、一度に大量の空気に熱を伝える必要があり、周囲の空気に^{熱を伝えるための大きな表面積を持つ大型の凝縮器（熱交換器）を内蔵する必要があるため、凝縮ユニットは大型冷蔵庫ほどの大きさ}になります。水冷式の場合、凝縮ユニットは屋内に設置され、はるかに小型で、密閉型または回路式の冷却塔またはドライクーラーによって水で冷却されます。

VRFシステムは1980年代から日本で使用されています。2007年までに、日本では中規模オフィスビル（70,000平方フィートまたは6,500平方メートル以下）の50% ^、 大規模^{商業ビル（70,000平方}フィートまたは6,500平方メートル^以上）の33%でVRFが使用されています。^{[ 6 ]} 

VRFをホームオートメーションやビル管理システム（BMS）コントローラーに接続して集中制御と監視を行う専用ゲートウェイがあります 。さらに、このようなゲートウェイソリューションは、インターネット経由で全てのHVAC室内ユニットのリモート制御操作を提供できます。 ^{[ 9 ]}

• 可変冷媒流量式マルチスプリット型エアコンおよびヒートポンプの省エネルギー基準
• VRFシステムは、特定の建物タイプと気候においてコスト削減効果を約束します。