Co to jest klimatyzator precyzyjny: klasyfikacja urządzeń i zasady działania jednostek

Czy sądzisz, że w serwerowniach, centrach danych i innych pomieszczeniach, w których skupiona jest ogromna liczba komputerów i innego sprzętu intensywnie generującego ciepło, do utrzymania stałej temperatury i wilgotności można zastosować zwykłe domowe klimatyzatory?

W pomieszczeniach tego typu temperatura, wilgotność i wiele innych parametrów musi być utrzymywana w bardzo wąskim zakresie, a konwencjonalne systemy klimatyzacji, nawet te najmocniejsze, nie są w stanie sprostać temu zadaniu. Dlatego coraz bardziej istotne staje się stosowanie klimatyzatorów precyzyjnych.

Jakie cechy charakterystyczne ma klimatyzator precyzyjny, czym w ogóle jest, jak działa i jakie rodzaje tych urządzeń istnieją, zostaną omówione w artykule.

Cechy klimatyzatorów precyzyjnych

Klimatyzator precyzyjny lub autonomiczny klimatyzator szafkowy to urządzenie, którego zastosowanie pozwala na utrzymanie w wąskim zakresie szeregu parametrów w pomieszczeniu: temperatury, wilgotności względnej oraz ruchliwości powietrza.

Mianowicie:

• zakres dopuszczalnej zmienności temperatury: ±1°C. A niektóre modele klimatyzatorów precyzyjnych pozwalają na dalsze zawężenie zmienności wartości, aż do ± 0,5°C);
• zakres zmienności wartości wilgotności + 5%;
• Eksploatacja klimatyzatora precyzyjnego dopuszczalna jest w temperaturze otoczenia od +50°C do -60°C.

W tym przypadku uwolniony strumień ciepła przekracza wartości typowe dla pomieszczenia głównego 5–10 razy. W związku z tym powstaje bardzo duże obciążenie klimatyzatory.

Ale nadal zakres wartości jest zachowany. Rzeczywiście, oprócz tego, że tego typu systemy klimatyzacji charakteryzują się zwiększoną dokładnością, na sprzęt nałożono również szereg wymagań dotyczących niezawodności.

Nawet minuta bez klimatyzacji może mieć katastrofalne skutki. A co za tym idzie straty materialne.

Klimatyzatory precyzyjne zapewniają stabilną wilgotność i temperaturę (i to w wąskim zakresie), pomimo ciągłego wydzielania dużej ilości ciepła przez urządzenia pracujące całą dobę

Tak, jest jeszcze jeden wymóg, którego nie można zignorować – klimatyzatory precyzyjne muszą mieć możliwość szybkiego uruchomienia jednostki rezerwowej w przypadku awarii jednostki głównej.

Oznacza to, że nawet w przypadku wystąpienia siły wyższej zapewnione zostaną stałe warunki temperatury i wilgotności. Projekt klimatyzacji serwerowni jest zwykle opracowywany z uwzględnieniem dodatkowych wydajności.

Korzyści z używania urządzeń

Stosowanie układów precyzyjnych w różnych obiektach technologicznych tłumaczy się koniecznością kompensacji znacznych nadmiarów ciepła właściwego wydzielanych przez urządzenia technologiczne wrażliwe na nawet najmniejsze zmiany temperatury i warunki wilgotnościowe.

Oznacza to, że im większe odchylenie temperatury pokojowej od wartości optymalnych, tym bardziej skraca się żywotność drogiego sprzętu.

Pomimo tego, że klimatyzatory precyzyjne charakteryzują się zwiększoną niezawodnością, stosuje się kilka urządzeń zapewniających stałe środowisko pracy – eliminuje to ryzyko uszkodzenia całego systemu

Brak naprawy awarii układu klimatyzacji w krótkim czasie może skutkować awarią urządzeń generującą znaczny przyrost ciepła.

Na przykład w przypadku przegrzania urządzeń technologicznych w centrali telefonicznej, a także w przypadku niedopuszczalnego odchylenia od optymalnej wartości wartości wilgotności względnej, prawdopodobieństwo awarii sprzętu jest dość wysokie.

Klimatyzatory precyzyjne skutecznie kompensują znaczne nadmiary ciepła właściwego oraz pozwalają na utrzymanie niezbędnych parametrów temperatury i wilgotności w pomieszczeniu.

Zakres zastosowania sprzętu

Zastosowanie tych urządzeń w celu zapewnienia bezawaryjnej i bezawaryjnej pracy urządzeń procesowych staje się istotne w następujących obszarach:

1. Telefonia stacjonarna – stacje PBX oraz pomieszczenia na sprzęt.
2. Telefonia komórkowa – węzły telekomunikacyjne, czyli przełączniki i bramki.
3. Stacje bazowe i zdalne zlokalizowane w budynkach lub kontenerach.
4. Centra rozliczeniowe.
5. Sektor IT – serwerownie i sprzętowo, a także komputerowe i centra danych.

Od niedawna klimatyzatory precyzyjne stosują także firmy farmaceutyczne w miejscach, gdzie instalowany jest kosztowny sprzęt diagnostyczny. A także w nowoczesnych laboratoriach dedykowanych do prowadzenia badań z odczynnikami szczególnie wrażliwymi na warunki środowiskowe. Lub - z koloniami mikroorganizmów.

Wysoka precyzja, czysta produkcja – branża obejmuje mikroelektronikę, farmaceutykę i przemysł lotniczy i nie jest kompletna bez klimatyzatorów precyzyjnych.

Różnorodność modeli klimatyzatorów precyzyjnych pozwala wybrać najlepszą opcję - w zależności od wymagań CH 512-78 i przeznaczenia pomieszczenia, w którym będą utrzymywane warunki klimatyczne

Ale to nie wszystko – w niektórych muzeach, bibliotekach i innych miejscach wypoczynku kulturalnego, w których przechowywane są szczególnie cenne eksponaty, stosuje się także klimatyzatory precyzyjne.

Oczywiste jest, że stosuje się tam więcej modeli budżetowych, ponieważ nie ma potrzeby ścisłego przestrzegania warunków temperatury i wilgotności, ale jednak.

Precyzyjne urządzenie klimatyzacyjne

Dokładność i niezawodność urządzenia wyjaśnia jego złożoną strukturę. Co więcej, w zależności od modelu, może się różnić.

Wymagane jest:

1. Jednostka wewnętrzna jest zwykle typu szafkowego.
2. Jednostka zewnętrzna lub zewnętrzna.

W pierwszym wstępne przygotowanie powietrza odbywa się bezpośrednio przed dostarczeniem go do pomieszczenia.

Druga może zawierać: skraplacz powietrza lub chłodnicę cieczy, jeśli klimatyzator działa na zimnej wodzie z agregatu chłodniczego lub za pomocą skraplacza cieczy umieszczonego w jednostce wewnętrznej.

Konstrukcja klimatyzatora precyzyjnego i schematyczne przedstawienie jego mechanizmu działania. Niezależnie od złożoności modelu, mechanizm ten występuje

Powyższy schemat jest niezwykle uproszczony. Przedstawia ogólnie zasadę działania.

Należy pamiętać, że oprócz wszystkich wymienionych części jednostka wewnętrzna klimatyzatora precyzyjnego obejmuje następujące urządzenia:

• kompresor;
• parownik;
• przepustnica;
• elementy filtracyjne;
• dodatkowe urządzenia wykorzystujące energię elektryczną do ogrzewania;
• nawilżacze, jeśli to konieczne;
• wentylatory;
• zawory – zarówno odcinające, jak i sterujące.

O obecności wszystkich pozostałych elementów decyduje konkretny model i stawiane mu wymagania oraz pomieszczenie, w którym urządzenie będzie pracować. Innymi słowy, są one składnikiem zmiennym.

Mechanizm działania urządzenia

Podstawową zasadę działania tego urządzenia można wytłumaczyć następująco: w pierwszej kolejności w sprężarce następuje sprężanie gazowego czynnika chłodniczego. Następnie czynnik chłodniczy przepływa do skraplacza. Tam ulega kondensacji, co umożliwia usunięcie ciepła z czynnika chłodniczego.

Kolejnym etapem jest przejście czynnika chłodniczego w postaci ciekłego agregatu przez urządzenie dławiące. Prowadzi to do spadku temperatury i ciśnienia ciekłego czynnika chłodniczego.

I już w tym stanie czynnik chłodniczy dostaje się do parownika. Tam zamienia się w gaz i wraca do sprężarki.

Zatem to powietrze wdmuchiwane przez parownik jest pobierane z pomieszczenia, w którym konieczne jest utrzymanie temperatury i wilgotności w wąskim zakresie wartości.

Wykres przedstawia przepływ gorącego i zimnego powietrza stale przepływającego przez klimatyzator precyzyjny. Powyższy schemat obowiązuje we wszystkich modelach

Przechodząc przez parownik, powietrze jest schładzane i w tej formie ponownie wchodzi do pomieszczenia. Schemat działania klimatyzatora precyzyjnego przedstawiono w formie poglądowej powyżej.

Funkcje jednostki wewnętrznej

Są one określone przez przeznaczenie konkretnego modelu. Logiczne jest założenie, że liczba funkcji określa zakres możliwego zastosowania jednostki:

• tylko chłodzenie;
• chłodzenie i ogrzewanie elektryczne z możliwością regulacji warunków temperaturowych;
• ochłodzenie i zwiększenie wilgotności.

Najdoskonalszą opcją jest połączenie funkcji chłodzenia, zwiększania wilgotności i ogrzewania elektrycznego.

Zdarza się również, że dany model jest produkowany fabrycznie na indywidualne zamówienie i wbudowane są w niego funkcje, które nie były przewidziane w oryginalnej konfiguracji.

Ciągłe usuwanie gorącego powietrza i ciągły dopływ zimnego powietrza – tak charakteryzuje się praca klimatyzatora precyzyjnego. Jednocześnie istnieje wiele opcji dostarczania mas powietrza

Jednostki wewnętrzne mogą różnić się rodzajem wlotu i nawiewu powietrza do pomieszczenia. Na przykład podbieranie może odbywać się w przedniej części, a podawanie u góry. Odbywa się to poprzez kanał powietrzny umieszczony pomiędzy sufitem podwieszanym a głównym.

Istnieją inne opcje:

1. Czerpnie występujące w części przedniej łączy się z nawiewem w części górnej, bezpośrednio do pomieszczenia.
2. W górnej części wlot powietrza odbywa się poprzez kanał powietrzny umieszczony pomiędzy sufitami (fałszywy i główny). Zasilanie następuje odpowiednio od dołu.
3. Czerpanie odbywa się w górnej części bezpośrednio z pomieszczenia, natomiast nawiew pod podłogą odbywa się z dolnej części.
4. Wlot powietrza od tyłu i pod podłogą odbywa się od dołu, natomiast nawiew odbywa się w górnej części poprzez kanał powietrzny umieszczony pomiędzy stropami - podwieszanym i głównym.

Zdarza się również, że ogrodzenie prowadzone jest pod sufitem podwieszanym od dołu i z tyłu. Zasilanie odbywa się bezpośrednio do pomieszczenia, na górze.

Złożoność klimatyzatora precyzyjnego tłumaczy się precyzją i znaczeniem pełnionych przez niego funkcji. Wszystkie te cechy są wyraźnie widoczne na poniższym schemacie.

Ta zmienność funkcji wyjaśnia szerokie możliwości klimatyzatorów precyzyjnych.

Konstrukcję i mechanizm wybranego modelu można indywidualnie „dopasować” do charakterystyki pomieszczenia, w którym ma on być użytkowany.

Klasyfikacja klimatyzatorów precyzyjnych

W zależności od konstrukcji jednostek wewnętrznych, klimatyzatory precyzyjne dzielą się na następujące typy:

• sufit;
• szafkowe klimatyzatory precyzyjne;
• przeplatać.

W zależności od sposobu chłodzenia skraplaczy, mogą to być powietrze lub ciecz. W zależności od klasyfikacji stosowanym czynnikiem chłodzącym jest woda lub glikol etylenowy.

Każda z powyższych kategorii ma swoje cechy, zalety i wady, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze systemu kontroli warunków temperaturowych i wilgotnościowych w pomieszczeniu.

Klimatyzatory precyzyjne freonowe

Dla obiektów telekomunikacyjnych dostarczane są monobloki freonowe i systemy klimatyzacji precyzyjnej.

W przypadku większych obiektów stacjonarnych stosuje się jednostki wewnętrzne szafkowe i klimatyzatory rzędowe.

Klasycznym i najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem dla serwerowni pod względem kosztów inwestycyjnych są klimatyzatory szafkowe wyposażone w parownik bezpośrednio wrzący, zwane także klimatyzatorami freonowymi.

Tak w przekroju wyglądają klimatyzatory precyzyjne freonowe. Schemat przedstawia to samo urządzenie, tylko z różnych stron

Możliwe są różne opcje ich konstrukcji: z zewnętrznym skraplaczem chłodzonym powietrzem, z wbudowanym skraplaczem chłodzonym cieczą, a także wyposażone w suchą wieżę chłodniczą.

Klimatyzatory międzyrzędowe z bezpośrednim odparowaniem (kategoria oznaczona jako DX) również mają podobne typy skraplaczy.

Urządzenia precyzyjne do cieczy

Szafowe klimatyzatory precyzyjne wyposażone w ciekły wymiennik ciepła stosowane są w obiegu chłodniczym jako zamykacze.

W tym przypadku niezawodność działania i warunki temperatury chłodzenia określa przyjęty podstawowy schemat zasilania chłodniczego obiektu - wykres uwzględnia obecność chillery i grupy pompujące.

Koszty kapitału początkowego przekraczają o 30-40% koszty związane z klimatyzatorami freonowymi. Należy zaznaczyć, że optymalizacja schematu zasilania chłodniczego pozwala na obniżenie kosztów eksploatacyjnych.

Klimatyzator precyzyjny z funkcją freecoolingu

Mechanizm działania tego typu klimatyzatorów opiera się na wykorzystaniu obniżonych temperatur zewnętrznych.

Free Cooling (w języku angielskim - free Cooling) można łatwo i prosto wdrożyć w freonowym precyzyjnym klimatyzatorze szafkowym ze skraplaczem (cieczowym) i suchą wieżą chłodniczą.

Klimatyzator precyzyjny wyposażony w freecooling – schemat urządzenia z 2 obiegami (kolor czerwony oznacza wymiennik ciekły, kolor niebieski – zawierający glikol etylenowy)

Będziesz potrzebował drugiego wymiennika ciepła (ciecz) i glikolu etylenowego, który napełni obwód suchej wieży chłodniczej. Gdy temperatura otoczenia spadnie do poziomu obliczonego, nastąpi ochłodzenie w wyniku pracy drugiego obiegu - wymiennika ciepła i wieży chłodniczej.

Pomimo wzrostu początkowych inwestycji na zakup dodatkowego sprzętu, okres zwrotu tych jednostek wyniesie niecałe 2 lata, a dokładniejszych obliczeń można dokonać, znając wysokość lokalnych taryf.

Cechy systemów rezerwacyjnych

Aby umożliwić redundantne funkcje chłodzenia, klimatyzatory precyzyjne wyposaża się w dodatkowe wymienniki ciepła – cieczowy i freonowy.

Podstawową zasadą działania tego układu nie jest po prostu banalne powielanie układów chłodzenia, ale zastosowanie układów chłodzenia o odmiennych zasadach działania.

System redundancji pozwala znacząco poprawić parametry funkcjonalne systemu klimatyzacji, co sprawia, że ​​można go zamontować niemal w każdym pomieszczeniu

Innymi słowy, jednostki wyposażone w różne źródła chłodzenia są łączone w jednym urządzeniu.

Potrzebę redundancji i jej stopień określają wymagania regulacyjne zgodnie z klasą odporności obiektu na uszkodzenia - określoną przez TIER.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Film pokazuje proces mistrza serwisowania klimatyzatora precyzyjnego wraz ze szczegółową analizą wszystkich funkcji działania tego urządzenia, a także wymagań dotyczących jego pielęgnacji:

Klimatyzator precyzyjny pozwala na utrzymanie temperatury i wilgotności w pomieszczeniu w wąskim zakresie wartości. Funkcja ta jest istotna w pomieszczeniach, w których znajduje się i pracuje sprzęt wrażliwy na najmniejsze zmiany warunków klimatycznych. Dlatego klimatyzatory pozycyjne stosowane są w serwerowniach, centrach danych i laboratoriach high-tech.

Masz doświadczenie w pracy z tym sprzętem, lub masz pytania dotyczące montażu, doboru lub montażu klimatyzatorów precyzyjnych? Czy są jakieś problemy z funkcjonowaniem klimatyzatorów precyzyjnych, reklamacje do producentów lub firm serwisowych? W takim wypadku koniecznie podziel się poniżej swoją opinią – możesz mieć pewność, że Twoja opinia nie zostanie zignorowana.