Блоки с воздушным охлаждением характеризуются более традиционным циклом охлаждения, похожим на цикл охлаждения сплит-системы. Фреон под давлением уменьшается в компрессоре и поступает в конденсатор уже в жидком состоянии.
Что такое прецизионный кондиционер: классификация устройств и принцип работы агрегатов
Не кажется ли вам, что в серверных комнатах и центрах обработки данных, а также в других местах, где находится большое количество компьютеров и других машин с высокой теплоотдачей, для поддержания постоянной температуры и влажности можно было бы использовать традиционные бытовые кондиционеры?
В таких помещениях температура, влажность и многие другие параметры должны поддерживаться в очень жестких пределах, и обычные системы кондиционирования, даже самые мощные, не справляются с этой задачей. Поэтому использование прецизионных кондиционеров становится все более актуальным.
В этой статье вы узнаете, что такое прецизионный кондиционер, что он собой представляет, как работает и какие типы устройств существуют.
Особенности прецизионных кондиционеров
Прецизионный кондиционер или отдельно стоящий шкафной кондиционер — это устройство, позволяющее поддерживать в помещении определенные параметры: температуру, относительную влажность и движение воздуха в узком диапазоне.
- диапазон допустимой вариабельности температуры: ±1 °С. А отдельные модели прецизионных кондиционеров позволяют еще больше сузить вариабельность значения, до ± 0,5 °С);
- диапазон вариабельности величины значения влажности + 5%;
- допустима работа прецизионного кондиционера при температуре окружающей среды в диапазоне от +50 °С до -60 °С.
При этом создаваемый тепловой поток превышает показатели основного помещения в 5-10 раз. Следовательно, нагрузка на кондиционеры очень высока.
Тем не менее, диапазон значений сохраняется. Это объясняется тем, что помимо того, что системы кондиционирования такого типа характеризуются высокой степенью точности, к технике предъявляются определенные требования в плане надежности.
Даже одна минута без кондиционирования воздуха может иметь катастрофические последствия. И, как следствие, к материальным потерям.
Прецизионные кондиционеры обеспечивают постоянную влажность и температуру (и даже в узком диапазоне), несмотря на большое количество тепла, выделяемого работающими 24 часа в сутки агрегатами.
Да, есть еще одно требование, которое нельзя упускать из виду: Прецизионные кондиционеры должны иметь возможность быстрого запуска запасного блока в случае выхода из строя основного блока.
Это означает, что даже в случае форс-мажорных обстоятельств гарантируется работа при постоянной температуре и влажности. И кондиционирование воздуха в серверной комнате обычно проектируется с учетом этих дополнительных возможностей.
100% резервирование и ротация
В серверных комнатах обрабатываются большие объемы важной информации. Выход из строя прецизионной вентиляционной установки может привести к перегреву, потере данных, замерзанию или выходу из строя оборудования. Для исключения подобных ситуаций в дополнение к основной прецизионной установке устанавливается резервная вентиляционная установка необходимой мощности, которая вводится в эксплуатацию, когда требуется дополнительный уровень производительности в случае выхода из строя основной установки, или для обеспечения стабильного времени работы и увеличения допустимого времени работы. Она отвечает за резервирование, которое может быть как частичным, так и полным. Процесс переключения работы с одной прецизионной вентиляционной установки на другую для обеспечения одинакового времени работы называется переключением. Чаще всего переключение задается таймером для перехода от одной вентиляционной установки к другой каждые несколько дней или, как было сказано выше, в случае сбоя. Точная настройка времени переключения производится по желанию заказчика.
Прецизионный кондиционер по своей структуре похож на обычную бытовую сплит-систему. Он также состоит из двух блоков, внутреннего и внешнего, но имеет более сложное устройство. Основное отличие заключается в многократном увеличении рабочего воздушного потока, проходящего через внутренний блок (по сравнению с бытовым вариантом). Это позволяет достичь сразу нескольких положительных моментов: Сбалансировать температурный градиент в помещении, то есть устранить зоны, где застаивается теплый воздух, и увеличить холодопроизводительность кондиционера. Конечно, увеличение мощности вентилятора отрицательно сказывается на развитии шума, но по сравнению с фоновым шумом основных устройств в серверной комнате это не имеет большого значения.
Наружный блок прецизионного кондиционера включает в себя воздушный конденсатор или сухой охладитель, если используется конденсатор с водяным охлаждением. Кроме того, устанавливаются мощные увлажнители воздуха для поддержания необходимой влажности в помещении. Следует отметить, что для электродных увлажнителей необходимо строго соблюдать требования производителя к качеству воды и параметрам электропроводности. В данном цикле используется водопроводная вода, которая имеет определенную жесткость и содержит большое количество различных примесей. Во время распыления эти примеси оседают на всех поверхностях, включая электронные устройства. По этой причине очень важно, чтобы вода, которая будет использоваться для увлажнителя, была предварительно очищена и освобождена от примесей.
Внутренний блок прецизионного кондиционера обычно представляет собой корпусную модель. Здесь воздух обрабатывается перед тем, как попасть в помещение.
Наружный блок может представлять собой воздушный конденсатор (схема 1) или различные типы жидкостных охладителей (чиллер или сухой охладитель для жидкостного конденсатора, который в данном случае расположен 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. |
Принцип работы прецизионного кондиционера
Газообразный хладагент сжимается в компрессоре и в газообразном состоянии поступает в конденсатор. Здесь происходит конденсация хладагента за счет отвода тепла от конденсатора. Затем жидкий хладагент проходит через дроссельный узел, где температура и давление жидкого хладагента снижаются. В таком состоянии хладагент поступает в испаритель, где он преобразуется в газообразное состояние и возвращается в компрессор.
Воздух, проходящий через испаритель, поступает из помещения, где должна поддерживаться необходимая температура. Проходя через испаритель, воздух охлаждается и в таком состоянии снова поступает в помещение.
Внутренний блок может выполнять различные функции в системе кондиционирования воздуха, в зависимости от предназначения модели:
- только охлаждение;
- охлаждение и электроподогрев;
- охлаждение и увлажнение;
- охлаждение и электроподогрев и увлажнение.
Внутренние блоки могут быть сконструированы с различными методами ввода 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.
Классификация устройств
В зависимости от производительности:
- Моноблочные. В корпусе кондиционера установлены все основные узлы и элементы. Модели такого типа имеют небольшую мощность, предназначены для охлаждения/обогрева малой площади и объема.
- Потолочные. Монтируются вверху. Такое оборудование предусматривает подачу холодного воздуха снизу, а сверху – забор горячего. Установка таких кондиционеров обеспечивает равномерное распределение потоков по всему объему помещения.
- Шкафные. Устройство представляет собой большой блок, в котором могут быть 1–3 установки, работающие параллельно. Шкафные модели отличаются большой мощностью и применяются для кондиционирования серверных, ЦОД и других помещений с высокой плотностью оборудования.
В зависимости от места подачи воздуха:
- верхний,
- нижний,
- фронтальный.
Забор холодного воздуха осуществляется в верхней или нижней части помещения. За счет притока воздуха или за счет воздушного потока или за счет оттока воздуха или за счет воздушного потока вниз.
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.
В типичной системе наружный блок с конденсатором устанавливается на крыше, а внутренний блок — в помещении. Если в системе используется естественное охлаждение, необходима система вытяжного воздуха. Для более эффективного охлаждения помещения можно подключить холодильную камеру и/или градирню.
Область применения
Прецизионные кондиционеры используются не только в крупных центрах обработки данных. Они также используются в информационных технологиях, в центрах обработки данных всех видов, в мобильных и спутниковых операционных залах.
Кроме того, они также используются интернет-провайдерами, различными теле- и радиостанциями и другими производственными объектами, подверженными сбоям.
С точки зрения спроса на такое оборудование, одним из основных пользователей является оператор мобильной связи, который зачастую эксплуатирует два типа объектов с необходимым производственным оборудованием. Это площадки для основных АТС и базовых станций.
Монтаж
После того как подготовительные работы завершены и оборудование доставлено на объект, начинается монтаж оборудования этой системы.
Установка шкафного кондиционера данного типа состоит из ряда этапов:
- Осуществление строительных мероприятий по прохождению узлов перехода коммуникаций через ограждения и стены, в том числе и через крышу;
- Монтаж опорных конструкций (основание для размещения внешнего оборудования);
- Установка внешнего оборудования;
- Монтаж внутреннего оборудования;
- Проведение магистрали холодильного контура;
- Монтаж электрокоммуникаций;
- Пуско-наладочные работы.
Для установки наружных блоков необходимо заложить фундамент в соответствии со СНиП. Конденсаторы могут быть установлены вертикально или горизонтально.
Для установки внутренних блоков (испарителя и компрессорного блока) обычно используются опорные рамы, поставляемые вместе с блоками.
В этом случае опорная рама должна выдерживать нагрузку от установленных блоков, не передавая вибрации на пол. В то же время высота этой рамы должна соответствовать фальшполу серверной комнаты.
Блоки для наружного использования с несколькими блоками должны быть установлены на одном уровне, а высота должна быть отрегулирована производителем.
После предварительной установки блоков в соответствии с правилами их необходимо закрепить в соответствии с «Инструкцией по закреплению блоков».
После ввода в эксплуатацию необходимо регулярно проверять устройство. Только своевременное проведение регулярного технического обслуживания прецизионных кондиционеров гарантирует их успешную и бесперебойную работу.
Узнайте больше об этом устройстве из видеоролика:
