Устройство и принцип работы прецизионного кондиционера

Содержание

Прецизионный кондиционер, что это такое?

С английского слово прецизионный (precision) переводится как «точность», «аккуратность». Это характеризует основные требования к такому климатическому оборудованию. Прецизионные кондиционеры могут:

  • Работать в режиме 24/365 на протяжении 10 и более лет;
  • Охлаждать помещения с отклонениями от заданной температуры порядка 0,5-1 градуса;
  • Работать в диапазоне температур от -50 до +50 °С;
  • Возможность забора холодного воздуха из окружающей среды для повышения энергоэффективности (Free Cooling);
  • Фильтрация воздуха.

Кроме обычных задач, прецизионные кондиционеры могут выполнять такие функции:

  • Поддержание заданной влажности в пределах 2-3% от заданной;
  • Обогревать помещение и поддерживать температуру с отклонением от нормы не более 1 градуса;
  • Обеспечивать вентиляцию с притоком воздуха;
  • Возможность интеграции с чиллером;
  • Система выдува воздуха;
  • Прямой подогрев воздуха.

Области применения

Прецизионные кондиционеры применяются в тех отраслях, где необходимо поддерживать точный температурный режим и влажность. Из-за специфики использования их также называют промышленными или серверными кондиционерами.

Области применения:

  1. Обработка данных:
  • Серверные и ИТ-центры;
  • Аппаратные помещения;
  • Суперкомпьютеры;
  • Дата-центры.
  1. Коммуникации:
  • АТС и аппаратные помещения;
  • Телекоммуникационные узлы;
  • Теле-, радио-, интернет-компании;
  1. Медицина:
  • Лаборатории;
  • Ожоговые центры;
  • Диагностические центры.
  1. Высокоточные производства:
  • Космическая область и микроэлектроника;
  • Фармакология и химическая отрасль (синтез);
  1. Другие области:
  • Музеи, галереи и выставки;
  • Архивы и хранилища.

Шкафные прецизионные кондиционеры, в серверной
Шкафные прецизионные кондиционеры, установленные в серверной с охлаждением через фальшпол.

Принцип работы прецизионного кондиционера

Основным элементом, обеспечивающим понижение температуры, является холодильный агент, который закачивают в устройство в газообразном состоянии. Чтобы лучше понять работу прецизионного кондиционера, следует разобрать последовательность охлаждения воздушного потока.

  1. На первом рабочем этапе холодильный агент поступает в секцию, где сжимается компрессором до определённого объёма.
  2. Затем данное вещество попадает в конденсатор, где происходит отведение излишнего тепла. При удалении тепла, холодильный агент из газообразного состояния переходит в жидкое. Следует напомнить, что в некоторых устройствах конденсатор выносится как отдельный блок.
  3. После конденсатора, холодильный агент в жидком состоянии попадает в дроссельный узел, где и происходит понижение его температуры. Помимо этого, также падает и давление жидкости, для более удобной её транспортировки по системе.
  4. На окончательном этапе, жидкий холодильный агент попадает в испаритель, где заново преобразуется в газообразное состояние.

Схема функционирования устройства

Как же происходит охлаждение воздуха в помещении? Достаточно просто: воздух, с помощью вентилятора, забирается из помещения, а далее проходит через испаритель, в котором и происходит его падение температуры. После охлаждения, воздушный поток заново транспортируется в комнату внешним вентилятором.

Конечно, с увеличением функционала, возрастает необходимость и в установке дополнительных частей системы, таких как нагревательные элементы, увлажнители воздуха, фильтрующие устройства и т.д. Помимо вышеперечисленных узлов, в кондиционере также предусмотрен блок автоматического управления и регулировки температурного уровня воздушного потока, запорная арматура, вентилирующие устройства.

Задачи прецизионных кондиционеров

Основная задача прецизионного оборудования – это точное поддержание параметров микроклимата в помещении. Современные прецизионные кондиционеры могут обеспечить соблюдение следующих параметров:

  • точность поддержания температуры (+/- 0,5 °С);
  • точность поддержания влажности (+/- 2%);
  • возможность работы в широком диапазоне температур наружного воздуха от — 50 °С до + 45 °С;
  • схема работы 24 х 7 х 365, что означает работу  24 часа в сутки, 7 дней в неделю и 365 дней в году вне зависимости от внешних климатических условий;
  • полная совместимость с системами диспетчеризации зданий.

Прецизионный кондиционер – это парокомпрессионная холодильная установка, работающая по обратному холодильному циклу (циклу Карно), в котором работа сжатия превышает работу расширения и за счет подведенной работы теплота передается от холодного источника к горячему. Основные элементы холодильного контура: компрессор, конденсатор, регулятор потока хладагента, испаритель и рабочее тело — хладагент (ГОСТ 29265—91 (ИСО 817—74)) – это все, чем похож прецизионный кондиционер на кондиционеры, бытового, полупромышленного или промышленного назначения. Прецизионные кондиционеры имеют множество исполнений и модификаций.

Классификация прецизионных кондиционеров

В зависимости от конструкции внутренних блоков, прецизионные кондиционеры классифицируются на следующие типы:

  • потолочные;
  • шкафные прецизионные типы кондиционеров;
  • межрядные.

В зависимости от способа охлаждения конденсаторов они бывают воздушными и жидкостными. Взяв в основу классификации используемый теплоноситель – воду или этиленгликоль.

Каждая из перечисленных выше категорий имеет свои особенности, преимущества и недостатки, которые обязательно нужно учесть в ходе осуществления выбора системы контроля температурного и влажностного режима помещения.

Фреоновые прецизионные кондиционеры

Для объектов телекоммуникаций предусмотрены фреоновые моноблоки и системы климат-контроля прецизионного типа.

Для стационарных объектов покрупнее используются шкафные внутренние блоки и межрядные кондиционеры.

Классическим и самым экономичным в плане капитальных затрат решением для серверных признаются шкафные кондиционеры, оснащенные испарителем непосредственного кипения, они же фреоновые.

Фреоновые прецизионные кондиционеры
Вот так выглядят фреоновые прецизионные кондиционеры в разрезе. На схеме изображено одно и то же устройство, только с разных сторон

Возможны различные варианты их исполнения: с наружным конденсатором с охлаждением воздушного типа, с конденсатором жидкостного охлаждения встроенного типа, а также укомплектованные сухой градирней.

Похожими разновидностями конденсаторов отличаются и межрядные кондиционеры с прямым испарением (категория шифруется как DX).

Жидкостные прецизионные устройства

Шкафные прецизионные кондиционеры, оснащенные жидкостным теплообменником, применяются в охладительной чиллерной схеме как доводчики.

В данном случае, надежность эксплуатации и температурный режим охлаждения определяются  принятой принципиальной схемой холодоснабжения объекта – схема включает в себя наличие чиллеров и насосных групп.

Стартовые капитальные затраты превышают на 30-40% затраты, связанные с фреоновыми кондиционерами. Нельзя не отметить, что проведение  оптимизации схемы холодоснабжения становится возможным снижение эксплуатационных расходов.

Преимущества и недостатки прецизионных кондиционеров

Прецизионные кондиционеры относятся к разряду высокоточного оборудования, а точнее — надёжных и долговечных устройств с высокой мощностью. Покупка такого агрегата однозначно решит проблему контроля температурного режима в помещении.

Преимущества прецизионных устройств:

  • Возможность поддержания точного температурного порога. В среднестатистических кондиционерах данного типа, шаг изменения составляет 0.5 градуса.
  • Контроль влажности в пределах 3%. Исключительно для приборов со встроенным увлажнителем.
  • Способность бесперебойной работы без необходимости отключения или какой-либо перезагрузки.
  • Многие модели обладают дополнительным резервным блоком, который начинает функционировать после в случае отключения основного.

Современная серверная и ряд прецизионных устройств

Данные устройства обладают и своими недостатками, к которым относятся:

  • Слишком высокая ценовая политика. Прецизионные кондиционеры сложны в изготовлении, требуют массу комплектующих деталей и соответствующих специалистов по сборке и настройке. Поэтому каждый прибор обладает высокой стоимостью.
  • Сложный монтаж. Для подключения прецизионных устройств следует вызывать специалистов, которые не только доставят кондиционер и проведут его установку, но также настроят его работу.
  • Обладают большими габаритами. Что подразумевает соответствующую транспортировку и доставку на место установки.
  • Не созданы для бытового назначения. Актуальность использования только в качестве источника охлаждения технических или технологических помещений.

Виды

Прецизионные системы кондиционирования воздуха условно подразделяются на несколько категорий, в зависимости от:

  • Числа схем работы прецизионного кондиционирования.

а) Одноконтурные;

б) Двухконтурные.

  • Исполнения.

а) На потолках (с мощностью 4-15 кВт) размещаются в помещениях с маленькой площадью;

б) Шкафной. Применяется в больших помещениях (с мощностью до 100кВт). Наружный модуль в виде отдельного конденсатора;

в) Прецизионный кондиционер – моноблок (с мощностью около 20 кВт). В нем два испарителя и компрессор находятся в одном корпусе.

  • Охлаждения теплообменника.

а) Воздушное. Работает по принципу сплит-системы, состоящей из двух блоков: наружного устройства (компрессора с конденсатором в одном корпусе) и внутреннего испарителя;

б) Водяное. Сочетание модуля с холодильной установкой (чиллером), когда понижение температуры происходит из-за жидкостного охладителя;

в) Комбинированное.

К тому же, в зависимости от вида области выдерживания температурного диапазона и количества контуров в исходном состоянии, климатические системы отличаются по функционированию.

Прецизионные кондиционеры шкафного типа
Прецизионные кондиционеры шкафного типа

Подача и забор воздуха

Воздушные массы, двигаясь сквозь теплообменник, в котором находится хладагент, остывают и поступают в помещение. Такие установки бывают двух типов: с нижней и верхней подачей воздуха.

  1. Установка с поверхностной подачей.

Забор воздуха в такое устройство происходит из комнаты, из воздуховодов или через панель кондиционера. Подача воздуха совершается в свободное пространство потолка и, таким образом, идет воздухообмен, при этом данные установки имеют несложную систему и расширенный набор мощностей.

  1. Кондиционер с нижней подачей.

Это устройство разрешает обрабатывать максимальные массы воздуха и чередовать их через пространство пола.

Уровень шума у этих кондиционеров снижается за счет компрессоров спирального типа, вентиляторов и форме лицевой поверхности испарителя.

Устройство для подачи воздуха и холодильные агрегаты находятся в разных местах кондиционера, что уменьшает уровень шума. Для движения воздушных масс используются вентиляторы с электронным и ступенчатым регулированием частоты вращения.

Схема охлаждения на уровне зала с применением фальшпола
Схема охлаждения на уровне зала с применением фальшпола

Тип установки

Прецизионные кондиционеры подразделяются на инверторные и периодические. Задача инверторного устройства заключается в трансформации скорости оборотов электродвигателя за счет инвертирования постоянного в переменный ток необходимой частоты.

Периодические не инверторные кондиционеры предназначены поддерживать определенные параметры воздуха путем цикличного включения компрессора. Такие установки сложнее настроить, но зато и стоят дешевле.

Инверторные кондиционеры выдерживают устойчивую температуру, влажность и скорость воздушного потока, они дольше служат, так как износ деталей меньше, чем при циклическом включении двигателя.

Разновидности инверторных кондиционеров
Разновидности инверторных кондиционеров

Сфера применения оборудования

Использование этих устройств для обеспечения безотказной и безаварийной работы технологического оборудования приобретает актуальность в следующих областях:

  1. Фиксированная телефония – станции АТС, а также аппаратные помещения.
  2. Мобильная телефония – узлы телекоммуникаций, имеются в виду коммутаторы и шлюзы.
  3. Базовые и выносные станции, располагающиеся в зданиях или контейнерах.
  4. Биллинг-центры.
  5. Сектор IT – серверные и аппаратные комнаты, а также компьютерные залы и дата-центры.

В последнее время прецизионные кондиционеры используют и фармацевтические компании – в тех помещениях, где установлено дорогостоящее диагностическое оборудование. А также в современных лабораториях, отведенных для проведения исследований с реактивами, особенно чувствительными к условиям внешней среды. Или же – с колониями микроорганизмов.

Высокоточное, чистое производство – отрасль охватывает микроэлектронику, фармацевтику и космическую промышленностью, не обходится без прецизионных кондиционеров.

Прецизионные кондиционеры отличаются по мощности
Многообразие моделей прецизионных кондиционеров позволяет выбрать оптимальный вариант – в зависимости от требований СН 512-78 и предназначения помещения, поддержание климатических условий в котором предстоит

Но и это не все – в некоторых музеях, библиотеках и прочих местах культурного досуга, где хранятся особо ценные экспонаты, также используются прецизионные кондиционеры.

Понятное дело, что там используются более бюджетные модели, ведь нет необходимости так уж строго соблюдать режим температуры и влажности, но все же.

Устройство прецизионного кондиционера

Точность и надежность агрегата объясняет его сложное устройство. Причем в зависимости от модели, оно может отличаться.

Обязательным является наличие:

  1. Внутреннего блока, как правило, шкафного типа.
  2. Наружного или внешнего блока.

В первом осуществляется предварительная подготовка воздуха непосредственно перед подачей его в помещение.

Во втором может быть расположен: конденсатор воздуха или жидкостный охладитель, в том случае, если же работа кондиционера осуществляется на холодной воде от чиллера или для конденсатора жидкостей, расположенного во внутреннем блоке.

Устройство прецизионного кондиционера
Устройство прецизионного кондиционера и схематическое изображение его механизма функционирования. Вне зависимости от сложности устройства модели, этот механизм имеет место

Приведенная выше схема предельно упрощена. Она отображает  принцип работы в общих чертах.

Учтите, что кроме всех перечисленных деталей, внутренний блок прецизионного кондиционера включает в состав следующие устройства:

  • компрессор;
  • испаритель;
  • дроссель;
  • фильтрационные компоненты;
  • дополнительные приборы, использующие для нагрева электричество;
  • увлажнители воздуха, при необходимости;
  • воздушные вентиляторы;
  • арматура – как запорная, так и регулирующая.

Наличие всех остальных элементов определяется конкретной моделью и требованиями, предъявляемыми к ней и тому помещению, в котором устройство будет работать. Иначе говоря, они являются вариативной составляющей.

Механизм функционирования устройства

Основной принцип работы этого устройства можно объяснить так: вначале происходит сжатие газообразного холодильного агента в компрессоре. Затем холодильный агент после этого попадает в конденсатор. Там происходит его конденсация – процесс делает возможным отвод тепла от хладагента.

Следующим этапом осуществляется прохождение пребывающего в жидкостном агрегатном состоянии холодильного агента чрез дросселирующее устройство. Это приводит к снижению показателей температуры и давления жидкого хладагента.

И уже в этом состоянии происходит попадание хладагента в испаритель. Там он переходит в состояние газа и вновь возвращается в компрессор.

Так вот, именно продуваемый через испаритель воздух забирается из помещения, где необходимо поддерживать температуру и влажность в узком диапазоне значений.

Схема работы прецизионного кондиционера
На схеме изображены потоки горячего и холодного воздуха, проходящие через прецизионный кондиционер постоянно. Приведенная схема актуальна во всех моделях

Проходя чрез испаритель воздух охлаждается, и уже в таком виде вновь попадает в помещение. Схема работы прецизионного кондиционера в иллюстративном виде показана выше.

Функции внутреннего блока

Они определяются предназначением конкретной модели. Логично предположить, что количество функций определяет сферу возможного применения агрегата:

  • исключительно охлаждение;
  • охлаждение и электроподогрев с возможностью регулирования температурного режима;
  • охлаждение и повышение влажности.

Наиболее совершенным вариантом является сочетание функции охлаждения, повышения влажности и электроподогрева.

Бывает и так, что определенная модель заводом изготавливается по индивидуальному заказу, и встраиваются в нее функции, не предусмотренные изначальной комплектацией.

Работа прецизионного кондиционера
Постоянное выведение горячего воздуха и непрекращающееся обеспечение притока холодного – так характеризуется работа прецизионного кондиционера. При этом вариантов подачи воздушных масс очень много

Внутренние блоки могут отличаться видами забора и подачи воздуха внутрь помещения. Например, забор может происходить в лицевой части, а подача в верхней. Она осуществляется через воздуховод, находящийся между потолками – ложным и основным.

Имеются и другие варианты:

  1. Происходящий в лицевой части забор сочетается с подачей в верхней части, прямо в помещение.
  2. В верхней части забор осуществляется чрез воздуховод, расположенный промеж потолками (ложным и основным). Подача происходит, соответственно, с нижней части.
  3. Забор происходит в верхней части прямо из помещения, а подача под ложный пол осуществляется с нижней части.
  4. Забор сзади и под ложным полом с нижней части происходит, а подача осуществляется в верхней части чрез воздуховод, расположенный промеж потолками – ложным и основным.

Бывает и так, что забор осуществляется под ложным потолком с нижней части и сзади. Подача происходит прямо в помещение, в верхней части.

Особенности устройства кондиционеров
Сложное устройство прецизионного кондиционера объясняется точностью и важностью тех функций, которые он выполняет. На приведенной схеме хорошо видны все эти особенности

Такая вариативность функций объясняет широкие возможности прецизионных кондиционеров.

Структура и механизм выбранной модели может быть в индивидуальном порядке «заточен» под особенности помещения, в котором его планируется использовать.

Особенности управления прецизионным кондиционером

Управление прецизионным кондиционером невозможно вручную. Данное оборудование относится к классу высокотехнологичных комплексов, которые управляются при помощи компьютерных систем. Для управления комплексом, его необходимо подключить к системе контроля и мониторинга, которая будет самостоятельно отслеживать показатели, и менять режим работы оборудования для достижения предустановленных пользователем параметров.
Одним из преимуществ компьютерного управления системой является возможность подключения системы к центральному пульту, что значительно облегчает мониторинг работы оборудования. Система контроля оснащается различными датчиками и аварийными сигналами, которые позволяют вовремя среагировать на неполадки в системе.

Принцип работы прецизионного кондиционера с резервной системой охлаждения

Резервная система охлаждения устанавливается на кондиционеры данной конструкции для того, чтобы при поломке основного охлаждающего блока, быстро запускался резервный блок. Это необходимо для постоянного поддержания температурных показателей в помещениях, где перепады температур и влажности особенно важны.
Резервная система охлаждения может быть выполнена любым видом охлаждения, как с использованием другого хладогента, так и дублированием имеющейся системы. При поломке основного блока программа управления получает тревожный сигнал и запускает резервный источник. Благодаря этому в помещении сохраняется необходимый микроклимат не зависимо от поломки охлаждающего блока.

Прецизионные кондиционеры с воздушным охлаждением конденсатора

Данный тип климатической техники получил наибольшее распространением в нашей стране. Это чаще всего двухблочный стационарный агрегат, который имеет шкафную или потолочную конструкцию с выносным конденсатором. Свою популярность он завоевал благодаря простому принципу работы очень схожему с циклом обычного кондиционера. Сегодня данное оборудование можно встретить в компаниях сотовой связи, в научно-исследовательских центрах и других помещениях, где необходимо поддержание постоянных параметров температуры и влажности.
Данные климатические системы могут работать только на охлаждение, или регулировать температуру и влажность в помещении. Технические характеристики прецизионных кондиционеров с воздушным охлаждением следующие:

  • Контроль температуры с точностью до 1 градуса.
  • Контроль влажности с точностью до 2%.
  • Возможность работы в суровых климатических условиях.
  • Экономичность в эксплуатации.
  • Совместимость с диспетчерскими системами контроля.

Прецизионные кондиционеры с воздушным охлаждением конденсатора

Прецизионные кондиционеры с охлаждением водой

Прецизионные кондиционеры с водяным охлаждением соединены с чиллером (специальная холодильная установка, применяющаяся исключительно для того, чтобы охлаждать разного рода жидкости). Данные конструкции нашли свое применение в космической промышленности, медицине, в расчетно-вычислительных центрах. Данное оборудование имеет следующие преимущества:

  • Высокая точность контроля показателей.
  • Высокая эффективность при малых эксплуатационных затратах.
  • Равномерное распределение воздушных потоков.
  • Надежность.
  • Срок службы при круглогодичном круглосуточном использовании не менее 15 лет.

Кондиционеры прецизионные с двойным охлаждением

Прецизионные кондиционеры данного вида имеют в своей конструкции сразу два вида охлаждения. Во внутренней части конденсатор охлаждается водяным охлаждением, а теплообменник охлаждается при помощи драйкуллера. Данная конструкция позволяет значительно экономить на энергозатратах. Преимущества данного оборудования следующие:

  • Низкая энергопотребляемость.
  • Высокая точность поддержания заданных параметров.
  • Долгий срок службы.
  • Возможность работы в жарких и холодных районах.
  • Автоматическая система контроля.

Как работает прецизионный кондиционер поддержание температуры.
На самом деле поддержание заданной температуры прецизионным кондиционером по своей сути мало отличается от принципа работы обычной сплит-системы. С помощью датчиков температуры и влажности определяются показатели в помещении. Далее система в автоматическом режиме определяет несоответствие заданным параметрам и охлаждает либо подогревает воздушные массы.
Такой же принцип работы действует и по поддержанию показателей влажности. Если система способна поддерживать заданные показатели, то с помощью датчиков определяется влажность в помещении, а далее происходит осушка или увлажнение воздушных масс, подаваемых в помещение.
Чтобы система работала корректно, следует произвести качественный монтаж прецизионных кондиционеров, который могут осуществить только профессионалы. Если установка будет выполнена неправильно, велик риск преждевременной поломки и невыполнения основных функций устройства.

Монтаж и установка

  • Моноблочные кондиционеры могут быть установлены как снаружи здания, так и внутри помещения. Внешний монтаж облегчает доступ воздуха, но делает обслуживание более сложным. При установке моноблока внутри требуется подведение воздуховодов.
  • Потолочный кондиционер устанавливают в центре обслуживаемого помещения. Подвод/отвод воздуха осуществляется через вентиляционные или специально смонтированные каналы.
  • Шкафной кондиционер устанавливается в том помещении, где требуется поддерживать заданную температуру. Забор нагретого воздуха чаще всего осуществляется сверху, а выдача холодного – снизу, под фальшпол.

Стандартная схема предусматривает установку наружного блока с конденсатором на крыше, а внутреннего – в помещении. Если в системе используется режим свободного охлаждения (фрикулинга), необходимо устройство вытяжной вентиляции. Для более эффективного охлаждения помещений возможно подключение чиллера и/или градирни

Как проводятся пусконаладочные работы и сервисное обслуживание

В нашей компании можно воспользоваться помощью по осуществлению ПНР. Специалисты приступят к таким действиям только после окончания всех строительно-монтажных работ, проверки герметичности системы, заполнения ее хладоносителем и подписания Акта технической готовности систем кондиционирования воздуха STULZ к ПНР. Сотрудники компании HTS произведут полноценный визуальный осмотр, выполнят настройку оборудования и проверят корректность работы во всех режимах. Для того чтобы заказчик мог самостоятельно пользоваться оборудованием, проводятся консультации. Сервисное обслуживание выполняется по определенному графику. Периодичность зависит от того, какой компонент необходимо проверить.

Источники

  • https://VTeple.xyz/precizionnyj-kondicioner-chto-jeto-takoe/
  • https://TechnoSova.ru/klimaticheskaja-tehnika/kondicioner/precizionnyj/
  • https://www.promventholod.ru/tekhnicheskaya-biblioteka/chto-takoe-pretsizionnyy-konditsioner.html
  • https://sovet-ingenera.com/tech/klimat/pretsizionnyy-konditsioner-chto-eto-takoe.html
  • https://AeroClima.ru/kondicionirovanie/pretsizionnyj-konditsioner/
  • https://ventazbuka.ru/v-zdanii/pretsizionnyj-konditsioner.html
  • https://H-TS.ru/press-center/articles/chto-takoe-precizionniy-kondicioner/

[свернуть]
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации
Adblock
detector