Что такое прецизионный кондиционер, принцип работы и стоимость

Нет времени разбираться?

Позвоните по телефону, мы с радостью подскажем какое оборудование подойдет именно Вам.

+7 (495) 517-33-71

Мы перезвоним в удобное для Вас время!

Отправьте запрос на расчет стоимости решения на почту — [email protected]

Прецизионный кондиционер – это промышленное климатическое оборудование, состоящее из одного блока, с выведенным вовне или встроенным конденсатором. Кроме того, прецизионные кондиционеры бывают двух типов:Это высоконадежная техника, работающая на протяжении десятков лет без остановки. Конструкция прецизионного кондиционера может быть очень разнообразной. Но, чаще всего, можно встретить прецизионный кондиционер с выносным конденсатором. То есть, фактически, оборудование такого типа может состоять и из двух блоков. Основной блок содержит компрессор, вентилятор и испаритель, автоматику, а также увлажнитель. Малый блок состоит из конденсатора и вентилятора.

1. С нижней подачей воздуха. Такая конструкция предполагает забор воздуха через переднюю панель климатического оборудования, через воздуховоды или через специальные отверстия в подвесном потолке. Охлажденный воздух выходит через решетки пола.

2. С верхней подачей воздуха. Забирают воздух с помощью нижней, задней или передней панели. Подготовленный воздух отдают через потолок с особыми отверстиями или через систему воздуховодов.

Существуют и прецизионные кондиционеры, работающие только на охлаждение, или на охлаждение и увлажнение, а также на охлаждение и обогрев. 

Некоторые модели объединяют в себе способность подогрева воздуха, его охлаждения, увлажнения, фильтрации.

Очень часто их изготавливают под нужды конкретного покупателя, что делает это оборудование еще более точным, гибким, расширяя его возможности. Прецизионные кондиционеры способны поддерживать в помещении постоянный уровень влажности с точностью до 2%, а температуру с точностью до одной сотой градуса! Это очень важно для создания идеальных климатических условий в серверных, библиотеках, музеях, АТС, на предприятиях – везде, где необходим максимально точный климат-контроль.

Почему прецизионные кондиционеры для серверных подходят идеально?

Прецизионные кондиционеры для серверных обладают очень важным качеством – они работают даже в экстремальных условиях, когда за окном –40 или +50. Ведь серверы, как и любая другая вычислительная техника, постоянно нагреваются. Но, в отличие от домашних компьютеров, им недостаточно встроенного кулера. Им необходимо перманентное охлаждение. А также система фильтров, надежно защищающих технику от пыли.

Виды прецизионных кондиционеров

Прецизионные кондиционеры

Прецизионные кондиционеры являются климатическими установками промышленного типа, используемыми для поддержания установленного температурного режима, влажности и подвижности воздуха. В основном они используются для обеспечения соответствующих условий, требуемых для поддержания работоспособности сложного технологического оборудования в лабораториях, серверных помещениях и т.

д.

Виды и комплектация претензионных кондиционеров

Прецизионное климатическое оборудование представляет собой моноблочную конструкцию, имеющую несколько разновидностей, представленных:

— Кондиционерами с наружным монтажом. В этом случае климатическое оборудование находится не в помещении, а устанавливается на стене здания. Обработанный кондиционером воздух поступает через воздуховоды, установленные в отверстиях стены. Рециркуляционные воздушные массы забираются из помещения через воздухозаборники.

— Кондиционерами с внутренним монтажом. Климатические установки находятся в здании, но в этом случае, они нуждаются в постоянном охлаждении конденсата. Для этого может использоваться воздух с улицы, который еще называют естественным охлаждением с подмесом. В некоторых моделях могут применяться и другие способы охлаждения.

Кроме этого, кондиционеры могут быть оснащены двумя теплообменниками и двумя холодоносителями. Типы сборки прецизионных кондиционеров отражены на схеме ниже.

Типы сборки прецизионных кондиционеров

Помимо разновидностей самих установок, различные модели могут иметь отличающиеся друг от друга по типажу внутренние и внешние блоки.

Внешний блок может быть шкафным, межрядным, подвесным и т.д. Наружный блок может иметь водяное или воздушное охлаждение либо же использовать технологию фрикулинг.

Также некоторые модели претензионных кондиционеров могут быть дооснащены увлажнителем, зимним комплектом, подставкой для фальшполов, системой выдува холодного воздуха и иметь другой дополнительный функционал.

Принцип работы прецизионного климатического оборудования

Принцип работы любой охладительной системы заключается в переходе хладреагента из газообразного в жидкое состояние и наоборот. Для процесса перехода характерно изменение давления хладреагента. У прецизионных кондиционеров принцип работы заключается в сжатии хладреагента в компрессорном механизме с дальнейшим его перенаправлением в конденсатор. по специальным трассам.

Схема работы прецизионного кондиционера

Конденсация заключается в заборе тепловой энергии у хладреагента. Этот процесс позволяет преобразовать его в жидкое состояние, после чего он попадает в испаритель и превращается в газ.

Последним этапом работы охладительной установки является попадание хладреагента в компрессор. Воздушные массы охлаждаются благодаря прохождению через испаритель с разреженным хладреагентом, после чего они возвращаются в помещение, снижая температуру до нужного показателя.

Установка прецизионного охладительного оборудования

Производить установку претензионного кондиционера должен специалист. Монтаж охладительного оборудования состоит из нескольких этапов:

— Подбора места монтажа с учетом нюансов.

— Надежного крепления внешнего и внутреннего блочного устройства при помощи кронштейнов.

— Прокладывания межблочных коммуникаций.

— Подключения оборудования.

— Вакуумирования и запуска кондиционера.

Если вас интересует подбор и установка прецизионного кондиционера, обращайтесь в компанию «АйрВек» и наши специалисты помогут вам решить этот вопрос.

Прецизионные кондиционеры. Цена. Преимущества

Прецизионные кондиционеры, цена которых довольно значительна, пользуются большим спросом среди корпоративных клиентов. Причина тому – их незаменимость в таких сферах жизни общества, как: производство, здравоохранение, наука, культура. Ни одно другое климатическое оборудование не может похвастаться такой точностью и надежностью.  

Если Вы хотите купить прецизионный кондиционер, обращайтесь к нам.  Мы поможем выбрать именно ту технику, которая идеально подойдет Вам по всем параметрам. Кроме того, мы готовы обеспечить доставку и монтаж прецизионных кондиционеров. 

Полный каталог предлагаемых нашей компанией прецизионных кондиционеров вы можете посмотреть пройдя по ссылке

Устройство и принцип работы прецизионного кондиционера

Прецизионный кондиционер — это устройство для тепловлажностной обработки воздуха в специальных помещениях.

Чаще всего такие кондиционеры ставятся в помещениях, где:

• необходимо поддерживать точный контроль температуры в пределах ± 0,5 оС,
• влажность в пределах ±3%, 
• кондиционер гарантированно работал бы 24 часа в сутки и 365 дней в году, 
• имел возможность быстрого запуска резервного блока при выходе из строя основного блока, 
• теплоприток, превышающий обычные значения в 5÷10 раз.

На фото: Прецизионные кондиционеры

В 99% случаях к таким помещениям относятся серверные вычислительных центров.

Устройство прецизионного кондиционера

Прецизионный кондиционер состоит из: внутреннего блока, чаще всего, шкафного типа. В нем происходит подготовка воздуха перед подачей его в помещение, и внешнего блока. Во внешнем блоке может быть расположен: воздушный конденсатор (схема 1) или охладитель жидкости, (если кондиционер работает на холодной воде от чиллера — схема 2 — или для жидкостного конденсатора, который в этом случае находится во внутреннем блоке — схема 3).

Схема 1. Схема кондиционера c выносным конденсатором воздушного охлаждения. 1-испаритель; 2-компрессор; 3-выносной конденсатор воздушного охлаждения; 4-фильтр; 5-вентилятор; 6-ТРВ.	Схема 2. Схема кондиционера с конденсатором водяного охлаждения от чиллера. 1-испаритель; 2-компрессор; 3-ТРВ; 4-фильтр; 5-вентилятор; 6-конденсатор водяного охлаждения.	Схема 3. Схема кондиционера с конденсатором водяного охлаждения 1-испаритель; 2-компрессор; 3-сухая градирня; 4-фильтр; 5-вентилятор; 6-конденсатор водяного охлаждения; 7-ТРВ.

Во внутреннем блоке расположен: компрессор, испаритель, дросселирующее устройство, фильтры, дополнительные электронагревательные элементы, увлажнители (если надо дополнительно увлажнять воздух), воздушные вентиляторы, запорная и регулирующая арматура.

Принцип работы прецизионного кондиционера

Газообразный холодильный агент сжимается в компрессоре и в газообразном состоянии поступает в конденсатор. В нем холодильный агент конденсируется, за счет отвода от него тепла. Далее жидкий холодильный агент проходит через дросселирующее устройство, где температура и давление жидкого холодильного агента понижаются. В таком состоянии холодильный агент попадает в испаритель, где превращается в газообразное состояние и опять возвращается в компрессор.

Как раз именно этот воздух, продуваемый через испаритель, забирается из помещения, в котором необходимо поддерживать требуемую температуру. Воздух, проходя через испаритель, охлаждается и в таком состоянии поступает вновь в помещение.

Внутренний блок может выполнять различные функции в зависимости от назначения данной модели:

• Только охлаждение.
• Охлаждение и электроподогрев с регулированием температуры.
• Охлаждение и увлажнение.
• Охлаждение и электроподогрев и увлажнение.

Внутренние блоки могут быть выполнены с различными способами забора и подачи воздуха в помещение:

• Забор в лицевой части, а подача в верхней части через воздуховод между ложным и основным потолком.
• Забор в лицевой части, а подача в верхней части непосредственно в помещение.
• Забор в верхней части через воздуховод между ложным и основным потолком, а подача с нижней части под ложный пол.
• Забор в верхней части непосредственно из помещения, а подача с нижней части под ложный пол.
• Забор с нижней части под ложным полом и сзади, а подача в верхней части через воздуховод между ложным и основным потолком.
• Забор с нижней части под ложным полком и сзади, а подача в верхней части непосредственно в помещение.

типы, принцип работы, отличия от бытовых

Прецизионный кондиционер поддерживает параметры воздуха: температуру (точность 1%), влажность (точность 5%), расход и применяется для создания рабочей среды технологического, медицинского, телекоммуникационного, электронного оборудования, хранения архивов, библиотек, картин и музейных экспонатов.

Принцип работы прецизионного кондиционера: для снятия теплоизбыков используется парокомпрессионный цикл, для контроля влажности — секции увлажнителя.

Контроль расхода воздуха, температуры и влажности производится интеллектуальной системой управления, интегрируемой в систему управления объектом (BMS).

Отличия прецизионной климатической техники от бытовой

Прецизионные кондиционеры имеют большую площадь испарителя и более высокий расход воздуха, чем бытовые, благодаря этому обеспечивается до 95% SHR. Коэффициент SHR означает, что 95% холода, произведенного компрессором, идет на понижение температуры воздуха (явная холодопроизводительность). На процесс конденсации влаги из воздуха (скрытая холодопроизводительность) затрачивается лишь 5%. Бытовые кондиционеры едва достигают значения SHR 70%.

Прецизионные устройства имеют более мощные вентиляторы и обеспечивают в охлаждаемом помещении большую кратность воздухообмена (до 10 раз больше чем бытовые) и создают достаточный напор (статическое давление) для раздачи воздуха  в том числе через фальшпол к источникам теплоизбытков.

При снятии теплоизбытков от электронного оборудования слишком сухой воздух может стать причиной электростатических разрядов, что отрицательно повлияет на работоспособность электроники. Поскольку осушение воздуха при охлаждении — это неизбежный физический процесс, прецизионная климатическая техника имеет опции встраиваемых увлажнителей.

Площадь воздушных фильтров и степень очистки прецизионной техники выше, чем бытовой даже в стандартной комплектации (EU4). Опционально устанавливаются фильтры и более тонкой очистки для индивидуальных объектов с высокими требованиями к отсутствию пылевых частиц (производство электроники).  

Круглогодичная работа, 24 часа в сутки с жизненным циклом не менее 10 лет, в то время как бытовые кондиционеры используются в среднем 8 часов в сутки и только в летний период.

Прецизионные кондиционеры имеют фукцию свободного охлаждения (в зависимости от типа и исполнения), позволяющую экономить электроэнергию на выработку холода при низких наружных температурах.  

Типы прецизионных кондиционеров

Прецизионные кондиционеры разделяются на типы по конструкции внутренних блоков:

• потолочные,
• шкафные,
• межрядные;

по способу охлаждения конденсаторов: воздушный, жидкостной;

по используемому теплоносителю: фреон; жидкость (вода, этиленгликоль). 

Фреоновые кондиционеры

Для телекоммуникационных объектов (шелтеров) существуют фреоновые моноблоки и сплит-системы прецизионного типа. Для более крупных стационарных объектов применяются внутренние блоки шкафного типа и межрядные кондиционеры. Классическим и наиболее экономичным по капитальным затратам решением для серверных являются шкафные кондиционеры с испарителем непосредственного кипения (фреоновые). Возможны варианты исполнения: с наружным конденсатором воздушного охлаждения, с встроенным конденсатором жидкостного охлаждения, комплектуемые сухой градирней. Аналогичные варианты конденсаторов имеют и межрядные кондиционеры прямого испарения (DX).

Жидкостные кондиционеры

Шкафные кондиционеры с жидкостным теплообменником используются в чиллерной схеме охлаждения объекта в качестве доводчиков. Надежность и температурный режим охлаждения здесь зависит от принятой принципиальной схемы холодоснабжения объекта (чиллеров и насосных групп). Начальные капитальные затраты выше на 30-40% по сравнению с фреоновыми кондиционерами, однако при оптимизации схемы холодоснабжения позволяют снизить эксплутационные расходы.

Прецизионный кондиционер с фрикулингом

Принцип работы такого кондиционера основан на использовании низких наружных температур. Свободное охлаждение (фрикулинг) легко реализуется в фреоновом шкафном кондиционере с жидкостным конденсатором и сухой градирней. Необходим второй теплообменник (жидкостной) и этиленгликоль в контуре сухой градирни. При снижении наружной температру на расчетный уровень охлаждение будет осуществляться за счет работы второго контура (теплообменник и градирня), без парокомпрессионного цикла. Несмотря на рост начальных вложений на дополнительное оборудование, срок их окупаемости составит менее 2-х лет (точный расчет зависит от местных тарифов).  

Системы резервирования

Для резервирования функции охлаждения прецизионные кондиционеры имеют опции дополнительных теплообменников (жидкостных и фреоновых). Принцип работы данной системы заключается не просто в дублировании систем охлаждения, а в использовании систем охлаждения с разными принципами работы, а соответственно с разными источниками охлаждения. Необходимость резервирования и его степень определяется нормативными требованиями согласно классу отказоустойчивости объекта (по TIER).

Отличия между прецизионными и комфортными кондиционерами

Автор статьи: Федотов В.Г.

В рамках данной статьи рассмотрим требования, предъявляемые к системам микроклимата небольших серверных и центров обработки данных, а так же уделим внимание отличиям прецизионного оборудования от систем изначально не предназначающихся для снятия теплоизбытков с IT оборудования. (сплит-системы комфортного класса.)

Требования к системам охлаждения серверных:

• надёжность и безотказность работы
• эффективная ассимиляция теплоизбытков от оборудования
• возможность работы на охлаждение при отрицательных температурах наружного воздуха

Параметры по которым выбирают данные системы:

• стоимость капитальных вложений
• величина затрат при эксплуатации
• эффективность работы
• надёжность оборудования
• удобство эксплуатации и обслуживания

Итак, все кондиционеры делятся на промышленные и комфортные.

При устройстве системы кондиционирования небольших серверных, как правило, устанавливают недорогие сплит-системы с резервированием по схеме N+1, переключением по блоку ротации и низкотемпературным комплектом для возможности работы на охлаждение при отрицательных температурах наружного воздуха. Делают так, как правило, чтобы сэкономить на стоимости оборудования, т.к. стоимость прецизионных кондиционеров в разы отличается от стоимости сплит-систем комфортного класса. Чем же отличаются бытовые системы кондиционирования от прецизионных? Рассмотрим данный вопрос подробнее.

Прецизионный кондиционер (от франц. precision-точность) – холодильная машина промышленного класса для охлаждения воздуха.

Чем прецизионный кондиционер отличается от бытовых систем?

1. Прежде всего, как следует из названия, точностью поддержания параметров воздуха. Прецизионные кондиционеры могут поддерживать температуру в помещении с точностью ±0,5 °C ,а относительную влажность с точностью ±5%. У бытовой серии температура поддерживается с точностью ±5 °C, а поддержания влажности не осуществляется вовсе.
2. Количество прокачиваемого через кондиционер воздуха. У прецизионных кондиционеров воздуха через испаритель проходит в разы больше, т.к. основная его задача именно в максимальной эффективности охлаждения, а не в создании комфортных параметров внутри помещения, где находятся люди. Типичный показатель расхода воздуха для прецизионного оборудования 270-300 м3/ч на 1 кВт холодильной мощности. Это позволяет расположить кондиционер на большем расстоянии от используемого оборудования.
3. Конструкция прецизионного кондиционера изначально рассчитана на круглосуточную и круглогодичную работу в течение всего срока эксплуатации (10-15 лет непрерывной работы) MTBF фактор (Mean Time Between Failure-среднее время между отказами) составляет 5…10 лет. Комфортная серия кондиционеров рассчитана, в среднем, только на летнюю эксплуатацию и время работы не более 8 часов в день. (4-5 лет эксплуатации с перерывами в работе). MTBF фактор-1 год. А это значит, что прецизионные кондиционеры гораздо долговечнее и надёжнее.
4. Оптимизация KSHR (Коэффициент явного охлаждения) У прецизионных моделей он равен 0.95 и более, против 0.65 у кондиционеров бытовой серии. KSHR — отношение между явным и полным теплом для определенного процесса (охлаждения в нашем случае). (SHR — Sensible Heat Ratio). Внесём некоторые пояснения, тепло, расходуемое на изменение температуры вещества, называется явным (QSensible). Как пример данного процесса можно привести изменение температуры воздуха без изменения его фазового состояния. Обозначим его QSensible. Тепло, используемое для изменения состояния вещества в процессе фазового перехода, называется скрытым (Latent).Скрытое тепло не влияет на температуру вещества, а влияет только на состояние вещества в процессе фазового перехода (выпадение влаги из воздуха в нашем случае). Обозначим его QLatent. Сумма явного и скрытого тепла называется полным. Обозначим его QFull. Таким образом, KSHR будет выглядеть следующим образом:
   Воздух, проходя через испаритель кондиционера, охлаждается до температуры точки росы и из него начинает выпадать конденсат. Количество выпавшего конденсата будет зависеть от начальных параметров воздуха и от конструкции испарителя кондиционера. Получается, что чем выше у кондиционера KSHR, тем меньше конденсата будет удаляться из воздуха и, следовательно, электроэнергия кондиционера будет более эффективно расходоваться именно на изменение температуры воздуха (что и требуется нам для снятия тепловыделений от серверов), а не на осушение воздуха. Так же стоит отметить, что при температуре и влажности, типичных для охлаждения серверного оборудования, явная и полная производительность между собой не равны и KSHR будет всегда меньше единицы. Получается чем ближе KSHR будет к единице, тем большая часть холодильной мощности будет расходоваться с пользой и работа кондиционера на охлаждение будет более энергоэффективна, не будет происходить ненужного нам осушения воздуха. Почему у прецизионных кондиционеров KSHR больше? Дело в том, что у них испаритель больших размеров, а это значит, что для достижения определённой холодопроизводительности можно сделать температуру кипения фреона в испарителе выше, чем у бытовых моделей.
5. Более продвинутая система автоматики. Наличие штатного функционала удалённого мониторинга и управления (диспетчеризация) и совместной работы устройств.
6. У прецизионных кондиционеров больше возможностей по выпуску и забору воздуха, например, с помощью прецизионного кондиционера можно организовать нижнее распределение воздуха для раздачи воздуха через фальш-пол, у бытовых сплит-систем такие возможности отсутствуют.
7. У прецизионных кондиционеров возможна организация фрикулинга. (есть даже модели фреоновых прецизионных кондиционеров с данной функцией).Тем самым возможно снижение эксплуатационных затрат в холодный период года, что очень актуально для большинства регионов России. Возможность организации фрикулинга отсутствует у бытовых кондиционеров.
8. Прецизионные и бытовые кондиционеры тестируются при разных условиях внутреннего и наружного воздуха. Приведём условия тестирования Eurovent. Кондиционеры бытового класса в данных тестирования обозначаются AC- Comfort Air Conditioners. Их условия тестирования:

    

   Стандартные условия работы
   	Внутренний блок		Наружный блок
   	Входящий воздух		Входящий воздух		Вода
   	Сухой термометр, °C	Мокрый термометр, °C	Сухой термометр, °C	Мокрый термометр, °C	Вход, °C	Выход, °C
   Охлажде—ние	27	19	35	24	30	35
   Нагрев	20	15 max	7	6	5

    

   Прецизионная группа оборудования обозначается СС-Close Control Air Conditioners Их условия тестирования:

    

   Стандартные условия испытаний
   	Внутренний блок				Наружный блок
   	Входящий воздух		Холодная вода		Входящий воздух		Вода
   	Сухой термометр, °C	Мокрый термометр, °C	вход, °C	выход, °C	Сухой термометр, °C	Мокрый термометр, °C	вход, °C	выход, °C
   Прямое расширение (DX)	24	17	—	—	35	24	30	35
   Охлаждённая вода (CW)	24	17	7	12,5	—		—	—

    

   Как видно из представленных таблиц, прецизионные кондиционеры тестируются при более низких температурах внутреннего воздуха в помещении. Как известно, производительность холодильной машины увеличивается при увеличении температурного перепада на испарителе, а это значит, что если сравнить равные по полной холодильной мощности кондиционеры, протестированные по нормам Eurovent, то в действительности, полная холодильная мощность прецизионного кондиционера окажется несколько выше, чем у его бытового собрата.

Итак, что нужно учитывать при подборе холодильной мощности кондиционера в серверную?

1. Его KSHR, зная пропорцию между явным и полным теплом, мы будем знать — какая часть явной холодильной мощности пойдёт на снятие теплоизбытков от компьютерного оборудования. Важно! Получается, что не более 65% процентов от полной холодильной мощности бытовых сплит-систем идёт на снятие теплоизбытков, остальная часть сливается в канализацию в виде конденсата. (при стандартных условиях тестирования) В любом случае KSHR зависит от состояния воздуха на входе в кондиционер, чем холоднее и суше воздух на входе в испаритель, тем KSHR ближе к единице. Таким образом, если в помещении нет влагопоступлений, то через определённый промежуток времени, KSHR будет приближаться к единице. (см. рис 1).и разница в работе прецизионного кондиционера и комфортного уже не будет такой существенной.(при этом установившемся процессе влагосодержание воздуха в помещении, охлаждаемым прецизионным кондиционером, будет несколько выше чем при использовании бытового кондиционера за счёт более высокой температуры испарителя) Рис. 1

    

   Полная и явная производительности кондиционера в зависимости от изменения относительной влажности на входе в испаритель (температура на входе +24 °C, наружная температура +32 °C) на примере внутреннего блока VRV системы второго поколения Daikin FXFQ50MVE [1]
2. Нужно понимать, что даже по условиям Eurovent, допускается отклонение ±7,0% фактической холодопроизводительности от результатов тестирования, поэтому нужно подбирать мощность кондиционера с поправкой на эти отклонения.
3. Нужно знать требуемую температуру воздуха в помещении, т.к. он неё зависит производительность кондиционера, при понижении температуры воздуха в помещении холодопроизводительность кондиционера уменьшается, при увеличении температуры, производительность увеличивается.
4. Так же производительность кондиционера зависит от температуры наружного воздуха, при сильной жаре она уменьшается, т.к. кондиционер работает по принципу теплового насоса, сбрасывать тепло в окружающую среду становится всё сложнее при уменьшении дельты между температурой конденсации и окружающей средой.

Так же приведём параметры, которые нужно поддерживать в помещении, в котором находится работающее IT-оборудование — согласно ASHRAE TC 9.9 от 2014 года для компьютерного оборудования групп А1-А2 рекомендуемый диапазон температур и относительной влажности составляет:

 

Стандарт ASHRAE TC 9. 9 2014 года
Минимальная температура	18 °C
Максимальная температура	27 °C
Минимальная влажность	Точка росы не менее 5,5 °C
Максимальная влажность	60%

 

При точке росы dp=+5,5 °C относительная влажность будет составлять 43,7% при температуре 18 °C и 25,3% при температуре 27°C. Система кондиционирования должна быть рассчитана на создание температурно-влажностных условий, рекомендованных производителями конкретного IT-оборудования.

При копировании материала обязательна ссылка на первоисточник.

Материалы, используемые при подготовке статьи:

[1] Курс лекций «Кондиционеры фирмы DAIKIN» к.т.н. Штейн А.С. Москва 2003 г.

[2] «Охлаждение серверных и ЦОД» М.А. Балкаров. Киев 2011 г.

[3] ASHRAE TC 9.9 от 2014 г.

Прецизионные кондиционеры. Применение и принцип работы.

В некоторых случаях кондиционирование помещений должно обеспечивать сверхточные параметры воздуха, с минимальными отклонениями от требуемых значений. Когда обычный кондиционер не может справиться с такой задачей, то используются так называемые прецизионные кондиционеры. Название оборудования походит от слова «precision», что в переводе означает «точный». Прецизионные кондиционеры используются для обеспечения не только точных температурных параметров, но и уровня влажности и передвижения воздуха в помещении. 

 

Принцип работы прецизионных кондиционеров

Комплектация любого прецизионного кондиционера составляется с учетом параметров воздуха, которые необходимо обеспечить в помещении. В систему кондиционирования включаются теплообменники, вентиляторы, компрессоры, воздуховоды, увлажнители воздуха, блок управления системой и разнообразные датчики. В большинстве случаев прецизионный кондиционер – это шкаф, хотя встречаются и настенные модели, которые незаменимы в помещениях с ограниченным свободным пространством. Выделяют прецизионные кондиционеры с фреоновым, водяным и смешанным типом охлаждения.

Фреоновый кондиционер охлаждает воздух с помощью холодильного контура с фреоном и двух теплообменников, при этом испаритель и конденсатор могут размещаться как в пределах одного корпуса, так и в разных блоках (внутреннем и внешнем). В водяных кондиционерах охлаждение осуществляется с помощью воды или водного раствора гликоля и внешней системы (чиллера).  Смешанный тип кондиционеров работает с помощью фреонового и водяного контура.

Стоит отметить наличие в прецизионных кондиционерах энергосберегающей системы свободного охлаждения (Free Cooling). В том случае, когда снижается температура внешнего воздуха, он подается в кондиционер и используется для охлаждения внутреннего воздуха. При этом компрессор переходит в экономный режим работы или может отключится вовсе. Таким образом, не только растет срок эксплуатации прецизионного кондиционера, но и сокращается потребление энергии.

 

Где применяются прецизионные кондиционеры?

Чаще всего прецизионные кондиционеры можно встретить в помещениях с большим количеством технологического оборудования, которое характеризуется высоким уровнем удельных теплоизбытков. Такое оборудование в большинстве случаев негативно реагирует на незначительные колебания температуры и влажности воздуха, вследствие чего сокращается его эксплуатационный срок и возникают сбои в его работе.

Именно прецизионные кондиционеры с высокой эффективностью обеспечивают оптимальные параметры с наименьшим отклонением, а также исключают случаи перегрева технологического оборудования.

Основными областями использования прецизионных кондиционеров стали станции фиксированной телефонии, центры, станции и телекоммуникационные узлы мобильной телефонии, серверные комнаты, а также медицинские лаборатории и центры с высокоточным оборудованием. 

что это такое, принцип работы, монтаж

. 

Оборудование, охлаждающее и нагревающее воздух, поддерживающее оптимальные климатические условия, называется прецизионный кондиционер. Применяют его в комнатах, нуждающихся в постоянном поддержании определенного микроклимата. Допустимый стандарт погрешности в температуре помещения 1 °C, в режиме влажности 2%. Прецизионный агрегат – это самое точное климатическое оснащение, предназначенное для операционных, ожоговых центров, химических лабораторий для проведения исследований, помещений с мощным телекоммуникационным оборудованием.

Прецизионный кондиционер поддерживает в помещении постоянную температуру и влажность

Виды оборудования

Прецизионный кондиционер представляет собой точную климатическую машину и подразделяется на несколько разновидностей, выделяемых по способу монтажа конструкции.

1. Моноблочный.
2. Шкафной.
3. Потолочный.

По типу охладительной системы прецизионные кондиционеры делят на воздушные, водяные, смешанные. Исходя из количества контуров, оборудование делят на одноконтурное и двухконтурное. В зависимости от модификаций режимной работы конструкций, выделяют:

• снижение температуры + охлаждение;
• снижение температуры + увлажнение;
• снижение температуры + обогрев;
• снижение температуры + обогрев + увлажнение.

Одноблочные представители прецизионных кондиционеров отлично подойдут для регулировки необходимых климатических условий в малогабаритных помещениях. Конструкция включает в себя теплообменники, конденсаторы, атмометр, воздухофильтр, компрессор. По мощности одноблочный прецизионный кондиционер редко тянет больше 20 кВт. В таких конструкциях обычно есть функция смены направления воздушного потока.

В малогабаритных помещениях можно регулировать микроклимат при помощи потолочных систем. Мощность их может составлять от 3 до 20 кВт. Их главным преимуществом являются компактные размеры и низкий уровень шума. Обычно управляют ими посредством диспетчерских центров.

Для регуляции теплообмена в габаритных залах используются конструкции шкафного типа. Мощность их составляет 100 кВт. Оборудование является одномодульным или двухмодульным сооружением. Во внутренней части находятся все компоненты охлаждающего воздушные массы контура, электрозапчасти и автоматизированные элементы. Внешний модуль может являться выносным теплообменником или чиллером (устройство для охлаждения жидкостей). Такие агрегаты работают с очень высокой точностью, создают минимум шума.

Принцип работы

Схема работы прецизионных кондиционеров зависят в большей степени от типа охладительной системы и числа контуров. Структура, работающая только на снижение температуры воздуха, функционирует по типу обычной схемы с охлаждающей цикличностью. Она имеет сходство с рабочим процессом стандартной сплит-системы, характерной для всех кондиционеров. Находясь под давлением воздуха, фреон начинает сжиматься, продвигается в воздухоконденсатор, где преобразуется в жидкость. Затем он просачивается сквозь вентиль, осуществляющий терморегуляцию, где его температура снижается. Из ТРВ фреон поступает в атмометр, уже в своем первоначальном газообразном виде, а после возвращается вновь в воздушный компрессор.

Схема работы прецизионного кондиционера с мобильным воздухоконденсатором схожа с функционированием приспособления с драй-кулером. Отличие лишь в схеме сброса тепла. Нагретый воздух выходит не сквозь кулер, а попадает в воду. Фреоново-водяной атмометр вмонтирован в тепловой модуль. Далее к нему подсоединяется трубка водного насоса.

В сплит-системах с водяным охлаждением идет совмещение с чиллером. Внутренний модуль снижает температуру воздушных масс при содействии хладоносителя, понижающего собственную температуру за счет водоохладителя.

Прецизионные кондиционеры на двойном контуре работают по другой схеме. Воздушные потоки от сервера просачиваются в атмометр во внутреннем модуле, где охлаждаются. Из него воздушные потоки выталкиваются в помещение. Так происходит кондиционирование. Теплые потоки затягиваются в воздухоконденсатор, встраиваемый во внутренний модуль, который охлаждается жидкостью. Уже отсюда тепло выводится в атмосферу посредством драйкулера.

Устройство прецизионного кондиционера

Выброс и забор воздуха

Принцип забора и отдачи воздушных масс также может отличаться:

• нижнее поглощение/верхняя отдача;
• верхнее поглощение/нижняя отдача;
• фронтальное поглощение/верхняя отдача.

Принцип верхнего поглощения предполагает проникновение воздушных масс сквозь внешние панели конструкции. Для нижнего выхода по стандарту монтируется фальшпол.

Способы установки

Как и все кондиционирующие приспособления, прецизионные кондиционеры могут быть наружными и внутренними по типажу установки. Снаружи конструкции монтируют, когда необходимо произвести внедрение кондиционера в систему, имеющуюся в наличии, а также при нехватке места для внутреннего монтажа. Этот вариант является более экономным, потому что стандартные наружные конструкции оснащены автоматической системой охлаждения, в которой задействованы воздушные потоки с улицы. Обычно это моноблочные конструкции, управляемые дистанционно или посредством термостата.

Внутри устанавливают шкафные и потолочные приспособления. Для их монтажа нужно вырезать 2 отверстия, через которые будет проводиться охлаждение конденсатора.

Основные этапы монтажа

Монтаж прецизионных кондиционеров проводится по запланированной схеме. Установка проходит поэтапно и требует высокой техники мастерства. Для начала следует определиться с местом монтажа, учитывая локализацию источников, выбрасывающих теплый воздух. Также следует учесть локацию предметов мебели, козырьков, решетчатых защит.

После определения места монтажа следует этап закрепления внешнего модуля с учетом сдвига от вибраций при проведении монтажных работ. При работе следует обязательно оставить доступ для проведения техосмотров. Затем крепится внутренний блок с учетом локализации источников тепла. На этом этапе следует оставить оптимальное пространство для обеспечения нормальной циркуляции воздушных масс. Уклон модуля не должен превышать 5%.

Далее прокладывают коммуникации между блоками. Если нет возможности обеспечить оптимальную протяженность магистрали, необходимо поставить дополнительные ловушки на трубопроводной системе, чтобы снять нагрузку с конденсатора. Особое внимание следует уделить герметизации трассы. Все работы по включению кондиционера в электросхему должны проводиться в соответствии с указаниями, описанными в техпаспорте. На заключительном этапе структура подвергается вакуумированию, производится пробный запуск.

В некоторых прецизионниках есть встроенный механизм увлажнения, который нуждается в дополнительной настройке.

Монтаж аппаратуры очень сложен и требует участия специалиста

Техобслуживание

Одним из самых важных моментов, влияющих на долговечность функционирования конструкций, является своевременный техосмотр, регулировка и устранение мелких неполадок системы. Плановый осмотр оборудования должен проводиться раз в квартал. Частота проверок будет полностью зависеть от локализации прибора.

Техосмотры представляют собой профилактические мероприятия, которые способны значительно продлить сроки службы и улучшить качество работы прецизионного кондиционирования. По стандарту профилактический осмотр включает проверку работы трассы между блоками, электрических соединений. Также техосмотр включает тестирование всех режимов, замеры мощности компрессора, количества фреона в пределах контура, контроль микроклиматических условий.

Периодически должна проводиться чистка всех составляющих частей. Вентилятор и теплообменники забиваются пылью. Периодически следует производить замену фильтров в лицевой области и паровом поршне. При обнаружении повреждений в системе проводится частичная смена узлов и модулей.

Заключительная часть

Прецизионная система для кондиционирования помещений представляет собой высокоточные приборы, четко контролирующие микроклимат. Их используют в помещениях, где кондиционирование необходимо постоянно. Преимущества этих систем состоят в их высокой точности и возможности монтирования внутри и снаружи, в зависимости от требований пользователя. Прецизионные сплит-системы поддерживают режимы температуры и влажности в пределах заданных параметров практически без колебаний. Управление представленными системами осуществляется при помощи термостатов или пультов управления.

Что такое прецизионные кондиционеры?

Климатическая техника, к которой относится прецизионный кондиционер, в промышленной области используется с различными целями: контролирует значения температуры и влажности на определенных участках, где данные параметры превышают норму, дополнительно нагнетает воздух в помещении посредством встроенных вентиляторов, что способствует процессу вентиляции, а также в целом позволяет эффективно использовать рабочее пространство.

Назначение, особенности устройства

Прецизионный кондиционер получил такое название благодаря особенностям функционирования, так как данная техника направлена на получение максимально точной информации о состоянии окружающей воздушной среды на участках производства, где имеет место значительное выделение тепла от действующей техники.

Применяется такое устройство в промышленности, в условиях необходимости наличия особо чувствительного к любым изменениям микроклимата технологичного оборудования.

Благодаря высокой надежности системы кондиционирования этого типа способны работать на протяжении десятков лет, разумеется, при должном регулярном обслуживании.

Колебания температуры в помещении, где находится особо чувствительное к переменам климатических условий оборудование, весьма негативно сказывается на продолжительности работы техники такого рода. Поэтому обычно системы кондиционирования проектируются с учетом использования прецизионных устройств. Разбег значений температуры, при которой оборудование способно функционировать без сбоев, довольно велик (от -60о до +50о), что позволяет задействовать технику даже в особо суровых климатических условиях. При этом погрешность может составлять всего один градус, а для значений уровня влажности — 5%.

Монтаж прецизионных кондиционеров осуществляется разными способами, при этом многое зависит от варианта исполнения оборудования. Различают два типа:

• одноблочные устройства;
• двухблочные.

В первом случае все составные части находятся в едином корпусе, во втором — конденсатор располагается отдельно. При этом основные узлы собраны в главном блоке: компрессор, вентилятор, испаритель, автоматику. Разница также заключается в способе забора и оттока воздушных потоков.

Если охлажденный воздух распространяется через сеть воздуховодов, смонтированную под потолком, то приток осуществляется через нижние панели. В случае если вентилятор нагнетает воздушные потоки сверху, то охлажденная среда распространяется снизу. С учетом всех особенностей осуществляется монтаж оборудования.

Принцип функционирования

Основа работы любого холодильного оборудования — хладагент, который во время работы устройства переходит из газообразного состояния в жидкое и наоборот. А весь процесс сопровождается изменением значений давления данного вещества. Так, если рассматривать именно прецизионный кондиционер принцип работы его мало чем будет отличен от схемы стандартного устройства: газообразный хладагент поддаётся сжатию, которое происходит непосредственно в компрессоре, затем направляется в конденсатор (располагающийся в отдельном блоке) по специальным соединительным трассам.

Процесс конденсации представляет собой забор тепла у хладагента, что позволяет преобразовать его в жидкое состояние. Далее, попадая в испаритель, вещество возвращается в исходное газообразное состояние.

На последнем этапе хладагент попадает в узел компрессора. Циркуляция воздушной среды происходит на этапе, когда задействован испаритель, так как продуваемый через него воздух забирается из помещения, а на выходе отдаются уже охлажденные воздушные потоки.

Функционально климатическое оборудование прецизионного типа разнится, так как существуют модели, направленные только на охлаждение. Есть оборудование, которое дополнительно выполняет задачу по увлажнению помещения. Также есть возможность приобрести технику с широким функционалом, которая способна ещё и подогревать воздух в помещении.

Профилактика работы

Помимо несколько сходной схемы работы, данная техника во всем остальном, включая конструкцию и обслуживание прецизионных кондиционеров, разительно отличается от стандартных бытовых устройств. Прежде всего, это объясняется сложным механизмом действия, так как шкафное оборудование обладает крупными габаритами и большим количеством важных для работы узлов, чтобы поддерживать параметры воздушной среды в помещении в соответствии с требуемыми значениями.

Чтобы произвести техническое обслуживание прецизионных кондиционеров, необходимо обладать достаточным уровнем квалификации и немалым опытом в наладке оборудования данного типа. Это необходимое условие, так как малейшее несоответствие инструкции грозит появлению довольно больших погрешностей в измерениях, что приведет к сбою работы технологичного оборудования, для которого и устанавливается климатическая техника прецизионного типа. В связи с этим рекомендуется приглашать мастеров из сервисного центра, который специализируется на обслуживании и наладке подобных устройств.

Чтобы оборудование прослужило десятки лет, рекомендуется 1-2 раза в квартал выполнять профилактический осмотр и очистку климатической техники. Самостоятельно это делать не стоит по вышеназванным причинам, даже если целью является экономия средств.

Краткая история прецизионной техники кондиционирования воздуха

Здесь, в STULZ, мы специализируемся на прецизионном кондиционировании воздуха еще в 1971 году, всего через год после презентации IBM System / 370. Итак, с самого начала мы прошли каждый шаг на пути к современному кондиционированию воздуха в ЦОД и помогли сформировать его развитие. Сначала ответственный за это отдел компании назывался «Компьютерная система кондиционирования воздуха». Изначально мы установили доработанные системы комфортного кондиционирования.Мы оснастили эти системы специальными приспособлениями для улучшения подачи воздуха и, таким образом, адаптировали их к требованиям компьютерных залов той эпохи. Однако в середине 1970-х мы перешли к разработке специальных прецизионных систем кондиционирования воздуха. Эти системы были больше, чем ранее использовавшиеся системы комфортного кондиционирования воздуха, и по внешнему виду уже были похожи на прецизионные системы кондиционирования воздуха, используемые сегодня. Более того, как и они, они имели электронное управление, а некоторые из них объединяли два независимых контура охлаждения в одном блоке.

В начале 1980-х последовали следующие шаги: тенденция к усилению защиты окружающей среды и климата впервые четко выдвинула на первый план использование энергии. Результатом стала энергосберегающая система STULZ с побочным естественным охлаждением, завоевавшая международный успех. Кроме того, была разработана STULZ CompTrol — свободно программируемая микропроцессорная система управления, которая могла контролировать все компоненты системы кондиционирования воздуха, а также условия в фальшполе.Кроме того, новый модуль управления включил эффективный режим частичной нагрузки и упростил планирование резервных конфигураций. STULZ CompTrol потребовалось некоторое время, чтобы совершить прорыв, но к началу 1990-х годов большинство прецизионных кондиционеров, установленных в Германии, уже были оснащены этой новой системой управления. Таким образом, следует отдать должное компании STULZ, что этот центральный контроллер прецизионных систем кондиционирования зарекомендовал себя столь всесторонне.

Прецизионное кондиционирование или комфортное охлаждение

В зависимости от аудитории, с которой мы говорим, будь то новички в отрасли или те, кто работает в вспомогательных отраслях, таких как сельское хозяйство в помещениях или помещения для архивных и медицинских изображений, они часто спрашивают нас, что Основное различие заключается между точностью и комфортным охлаждением.

Упрощенно:

• Прецизионное охлаждение — это система кондиционирования воздуха, специально разработанная для ИТ-оборудования в таких местах, как центры обработки данных и компьютерные залы. Системы прецизионного охлаждения также специально созданы для рынка домашнего сельского хозяйства, будь то каннабис или множество вертикальных сельскохозяйственных культур.
• Комфортное охлаждение создано для людей.

Многие будут неправильно пытаться внедрить прецизионные системы охлаждения в комнаты, где люди думают: «Холодный воздух — это просто холодный воздух, не так ли?» Неправильный.Подобные места отличаются от компьютерных залов и центров обработки данных, потому что они имеют гораздо более низкую, непостоянную тепловую нагрузку и более высокую потребность в осушении, поскольку люди добавляют влажность в комнату, а ИТ-оборудование — нет.

Явное охлаждение и скрытое охлаждение

Явное охлаждение используется для отвода тепла, а скрытое охлаждение — для удаления влаги. Помещения с высокой плотностью тепловых нагрузок и небольшой потребностью в осушении требуют высокой способности явного охлаждения и низкой способности скрытого охлаждения.Обычно это соотношение явного тепла (SHR) от 0,8 до 1,0, где соотношение представлено как явное охлаждение по сравнению с общим охлаждением. Подобные помещения требуют точного охлаждения.

В помещениях для обработки данных, где происходят резкие перепады температуры, высокая или низкая влажность может отрицательно сказаться на электронике помещения. Высокие, низкие или колеблющиеся температуры могут привести к повреждению и даже отключению целых систем данных. В прецизионные воздушные системы с SHR ниже 1 часто включается увлажнитель, чтобы вернуть влагу в комнату.

Точный контроль влажности

В то время как слишком высокая влажность может вызвать конденсацию, повреждение и коррозию ИТ-оборудования, слишком низкая влажность может увеличить статическое электричество, которое может вызвать обжаривание электрических компонентов. Когда ИТ-оборудование обычно работает 24 часа в сутки, 365 дней в году, значит, прецизионная система охлаждения также должна работать постоянно.

Комфортное охлаждение полностью отличается от прецизионного охлаждения. Люди не выделяют столько тепла, сколько компьютерные серверы, но мы производим влажность.Это означает, что существует более высокая потребность в скрытом охлаждении для удаления влаги. Для систем комфортного охлаждения обычно требуется SHR от 0,65 до 0,8. Комфортные системы охлаждения также используются с перерывами, обычно только 8–12 часов в день и не обязательно каждый день в течение года. Если произойдет сбой системы кондиционирования воздуха, люди окажутся в неудобных условиях, но не обязательно иметь возможность сразу же запустить систему, как в центре обработки данных, чтобы защитить эти критически важные среды.

Стандартное комфортное охлаждение предназначено для работы с тепловыми нагрузками с низкой плотностью, а не с нагрузками с высокой плотностью, или с точным контролем температуры и влажности, которые требуются ИТ-комнатам. Прецизионные пневматические системы обеспечивают круглогодичную надежную работу с гибкостью, необходимой для любых применений. Без надлежащего охлаждающего оборудования приложения, чувствительные к температуре и / или влажности, которые не контролируются точно, поставят под угрозу время безотказной работы, надежность, эффективность и, в конечном итоге, повлияют на прибыльность компании.

ТОЧНОСТЬ

• Тепловые нагрузки высокой плотности
• Точная температура и влажность
• Предназначен для работы в режиме 24/7
• 80% -100% Разумный | 20% скрытый

КОМФОРТ

• Тепловые нагрузки низкой плотности
• Общие условия для человека
• Прерывистое использование 8-12 часов в день
• 65% -80% Разумный | 35% скрытый

Типы прецизионных систем охлаждения

Блок кондиционирования воздуха в компьютерном зале (CRAC), аналогичный кондиционеру в вашем доме, работает с использованием цикла охлаждения с прямым расширением (DX).Охлаждение осуществляется за счет продувки воздухом охлаждающего змеевика, заполненного хладагентом. Хладагент поддерживается компрессором, расположенным внутри агрегата. Затем избыточное тепло выводится с помощью окружающего воздуха, воды или смеси гликоля.

Устройство обработки воздуха компьютерного зала (CRAH), в отличие от блока CRAC, использует вентиляторы и змеевики с охлажденной водой для отвода тепла. Поскольку блоки CRAH не имеют компрессоров, они потребляют меньше энергии и более эффективны, чем блоки CRAC. Обычно охлажденная вода подается в блоки CRAH из источника охлажденной воды, например, из чиллера.

Теперь, когда вы знакомы с основами прецизионного охлаждения, вы можете быть уверены, что Data Aire предлагает широкий выбор CRAC и CRAH для удовлетворения ваших потребностей в управлении окружающей средой. Наша критически важная технология встроена в каждый из наших прецизионных кондиционеров и кондиционеров. Независимо от того, нужна ли вам комплексная система охлаждения для критически важного объекта Datacom или требуется специальное оборудование для уникальных и постоянных сред, Data Aire предоставляет решение по контролю окружающей среды, адаптированное для наших клиентов.

Как работают кондиционеры?

Поделитесь этим изображением на своем сайте

Укажите на этом рисунке ссылку на precisionairandheating.com.