Чи Не думаєте ви, що в серверних і дата-центрах, а також інших приміщеннях, де зосереджено величезну кількість комп’ютерів і іншої техніки, що інтенсивно виділяє тепло, для підтримки постійної температури і вологості можуть використовуватися звичайні побутові кондиціонери?

У приміщеннях подібного призначення повинна підтримуватися температура, вологість та інші параметри в дуже вузькому діапазоні, а звичайні системи клімат-контролю, навіть самі потужні, не справляються з цим завданням. Тому все більше набуває актуальності використання прецизійних кондиціонерів.

Про те, які особливості має прецизійний кондиціонер, що це таке взагалі, як працює і які види цих пристроїв існують піде мова в статті.

Особливості прецизійних кондиціонерів

Прецизійний кондиціонер або автономний кондиціонер шафового типу – це пристрій, використання якого дозволяє підтримувати в приміщенні ряд параметрів: температуру, відносну вологість і рухливість повітря у вузькому діапазоні.

А саме:

• діапазон допустимої варіабельності температури: ±1 °С. А окремі моделі прецизійних кондиціонерів дозволяють ще більше звузити варіабельність значення, до ± 0,5 °С);
• діапазон варіабельності величини значення вологості + 5%;
• допустима робота прецизійного кондиціонера при температурі навколишнього середовища в діапазоні від +50 °С до -60 °С.

При цьому виділяється теплопритоків перевищує значення, властиві для основного приміщення, в 5-10 разів. Відповідно, створюється дуже високе навантаження на кондиціонери.

Але все одно, діапазон значень витримується. Адже крім того, що цей вид систем кліматичного контролю відрізняється підвищеною точністю, до техніки пред’являється ще низка вимог щодо надійності.

Навіть хвилина без кондиціонування може стати причиною катастрофічних наслідків. А, значить, і матеріальних збитків.

Прецизійні кондиціонери забезпечують стабільну вологість і температуру (причому у вузькому діапазоні), незважаючи на постійне виділення великої кількості тепла цілодобово працюють пристроями

Так, є ще одна вимога, про яку не можна не згадати – прецизійні кондиціонери повинні мати можливість оперативного запуску резервного блоку при виходу з ладу основного.

Тобто, навіть у випадку виникнення форс-мажорній ситуації, забезпечення сталості режиму температури і вологості буде забезпечено. Та й проект кондиціонування серверної зазвичай складають з урахуванням додаткових потужностей.

Переваги використання пристроїв

Використання прецизійних систем на різних технологічних об’єктах пояснюється необхідністю компенсації істотних питомих теплонадлишків, які виділяються від технологічного обладнання, чутливого навіть до самих незначних змін температурного та вологісного режиму.

Тобто, чим більше відхилення температури приміщення від оптимальних значень, тим більше скорочується строк експлуатації дорогого устаткування.

Незважаючи на те, що прецизійні кондиціонери відрізняє підвищена надійність, для забезпечення сталості середовища використовується декілька пристроїв – це нівелює небезпека виведення з ладу всієї системи

Не усунення поломки системи кліматичного контролю в короткий термін може стати причиною поломки техніки, яка генерує значний теплопритоків. Наприклад, за умови перегріву технологічного обладнання в залі АТС, а також при неприпустимому відхилення від оптимальної величини значення відносної вологості, ймовірність поломки обладнання досить висока.

Прецизійні кондиціонери ефективно компенсують суттєві питомі теплонадлишки і дають можливість підтримувати необхідні параметри температурного та вологісного режиму в приміщенні.

Сфера застосування обладнання

Використання цих пристроїв для забезпечення безвідмовної і безаварійної роботи технологічного обладнання набуває актуальності в наступних областях:

• Фіксована телефонія – станції АТС, а також апаратні приміщення.
• Мобільна телефонія – вузли телекомунікацій, маються на увазі комутатори і шлюзи.
• Базові та виносні станції, розташовані в будівлях або контейнерах.
• Білінг-центри.
• Сектор IT – серверні та апаратні кімнати, а також комп’ютерні зали і дата-центри.

Останнім часом прецизійні кондиціонери використовують і фармацевтичні компанії – в тих приміщеннях, де встановлено дороге діагностичне обладнання. А також в сучасних лабораторіях, відведених для проведення досліджень з реактивами, особливо чутливими до умов зовнішнього середовища. Або ж – з колоніями мікроорганізмів.

Високоточне, чисте виробництво – галузь охоплює мікроелектроніку, фармацевтику та космічну промисловістю, не обходиться без прецизійних кондиціонерів.

Різноманіття моделей прецизійних кондиціонерів дозволяє вибрати оптимальний варіант – у залежності від вимог СН 512-78 та призначення приміщення, підтримання кліматичних умов в якому належить

Але і це не все – в деяких музеях, бібліотеках та інших місцях культурного дозвілля, де зберігаються особливо цінні експонати, також використовуються прецизійні кондиціонери.

Ясна річ, що там використовуються більш бюджетні моделі, адже немає необхідності так вже строго дотримувати режим температури і вологості, але все ж.

Пристрій прецизійного кондиціонера

Точність і надійність агрегату пояснює його складний пристрій. Причому в залежності від моделі, воно може відрізнятися.

Обов’язковим є наявність:

• Внутрішнього блоку, як правило, шафового типу.
• Зовнішнього або зовнішнього блоку.

У першому здійснюється попередня підготовка повітря безпосередньо перед подачею його в приміщення.

У другому може бути розташований: конденсатор повітря або рідинний охолоджувач, у тому випадку, якщо робота кондиціонера здійснюється на холодній воді від чиллера або для конденсатора рідин, розташованого у внутрішньому блоці.

Пристрій прецизійного кондиціонера і схематичне зображення механізму функціонування. Незалежно від складності пристрої моделі, цей механізм має місце

Наведена вище схема гранично спрощена. Вона відображає принцип роботи в загальних рисах.

Врахуйте, що крім всіх перерахованих деталей, внутрішній блок прецизійного кондиціонера включає до складу наступні пристрої:

• компресор;
• випарник;
• дросель;
• фільтраційні компоненти;
• додаткові прилади, що використовують для нагріву електрика;
• зволожувачі повітря, при необхідності;
• повітряні вентилятори;
• арматура – як запірна, так і регулююча.

Наявність всіх інших елементів визначається конкретною моделлю і вимогами, що пред’являються до неї і того приміщення, в якому пристрій буде працювати. Інакше кажучи, вони є варіативної складової.

Механізм функціонування пристрою

Основний принцип роботи цього пристрою можна пояснити так: спочатку відбувається стиснення газоподібного холодильного агента в компресорі. Потім холодильний агент після цього потрапляє в конденсатор. Там відбувається його конденсація – процес робить можливим відведення тепла від холодоагенту.

Наступним етапом здійснюється проходження перебуває в рідинному агрегатному стані холодильного агента через пристрій, що дроселює. Це призводить до зниження показників температури і тиску рідкого холодоагенту.

І вже в цьому стані відбувається потрапляння холодоагенту у випарник. Там він переходить в стан газу і знову повертається в компресор.

Так ось, саме продувається через випарник повітря забирається з приміщення, де необхідно підтримувати температуру і вологість у вузькому діапазоні значень.

На схемі зображені потоки гарячого і холодного повітря, що проходять через прецизійний кондиціонер постійно. Наведена схема актуальна у всіх моделях

Проходячи через випарник повітря охолоджується, і вже в такому вигляді знову потрапляє в приміщення. Схема роботи прецизійного кондиціонера в ілюстрованому вигляді показана вище.

Функції внутрішнього блоку

Вони визначаються призначенням конкретної моделі. Логічно припустити, що кількість функцій визначає сферу можливого застосування агрегату:

• виключно охолодження;
• охолодження і електропідігрів з можливістю регулювання температурного режиму;
• охолодження і підвищення вологості.

Найбільш досконалим варіантом є поєднання функції охолодження, підвищення вологості та електропідігріву.

Буває і так, що певна модель заводом виготовляється за індивідуальним замовленням, і вбудовуються в неї функції, не передбачені початкової комплектацією.

Постійне виведення гарячого повітря і безперервне забезпечення припливу холодного – так характеризується робота прецизійного кондиціонера. При цьому варіантів подачі повітряних мас дуже багато

Внутрішні блоки можуть відрізнятися за видами забору та подачі повітря всередину приміщення. Наприклад, паркан може відбуватися в лицьовій частині, а подача у верхній. Вона здійснюється через воздуховод, що знаходиться між стелями – хибним і основним.

Є й інші варіанти:

• Що відбувається в лицьовій частині паркан поєднується з подачею у верхній частині, прямо в приміщення.
• У верхній частині паркан здійснюється через повітропровід, розташований проміж стелями (хибним і основним). Подача відбувається, відповідно, з нижньої частини.
• Паркан відбувається у верхній частині прямо з приміщення, а подача під помилковий підлогу здійснюється з нижньої частини.
• Паркан ззаду і під хибним підлогою з нижньої частини відбувається, а подача здійснюється у верхній частині через повітропровід, розташований проміж стелями – хибним і основним.

Буває і так, що паркан здійснюється під хибним стелею з нижньої частини і ззаду. Подача відбувається прямо в приміщення, у верхній частині.

Складний пристрій прецизійного кондиціонера пояснюється точністю і важливістю тих функцій, які він виконує. На наведеній схемі добре видно всі ці особливості

Така варіативність функцій пояснює широкі можливості прецизійних кондиціонерів.

Структура і механізм вибраної моделі може бути в індивідуальному порядку «заточений» під особливості приміщення, в якому його планується використовувати.

Класифікація прецизійних кондиціонерів

В залежності від конструкції внутрішніх блоків, прецизійні кондиціонери класифікуються на наступні типи:

• стельові;
• шафові прецизійні типи кондиціонерів;
• межрядные.

Залежно від способу охолодження конденсаторів вони бувають повітряними та рідинними. Взявши в основу класифікації використовується теплоносій – воду або етиленгліколь.

Кожна з перерахованих вище категорій має свої особливості, переваги і недоліки, які обов’язково потрібно врахувати в ході здійснення вибору системи контролю температурного та вологісного режиму приміщення.

Фреонові прецизійні кондиціонери

Для об’єктів телекомунікацій передбачені фреонові моноблоки і системи клімат-контролю прецизійного типу.

Для стаціонарних об’єктів побільше використовуються шафові внутрішні блоки і межрядные кондиціонери.

Класичним і найбільш економічним в плані капітальних витрат рішенням для серверних визнаються шафові кондиціонери, оснащені випарником безпосереднього кипіння, вони ж фреонові.

Ось так виглядають фреонові прецизійні кондиціонери в розрізі. На схемі зображено один і той же пристрій, тільки з різних сторін

Можливі різні варіанти виконання: з зовнішнім конденсатором з охолодженням повітряного типу з конденсатором рідинного охолодження вбудованого типу, а також укомплектовані сухий градирнею.

Схожими різновидами конденсаторів відрізняються і межрядные кондиціонери з прямим випаровуванням (категорія шифрується як DX).

Рідинні прецизійні пристрої

Шафові прецизійні кондиціонери, оснащені рідинним теплообмінником, застосовуються в охолоджувальної чиллерной схемою як доводчики.

В даному випадку, надійність експлуатації і температурний режим охолодження визначаються прийнятої принципової схемою холодопостачання об’єкта – схема включає в себе наявність чілерів та насосних груп.

Стартові капітальні витрати перевищують на 30-40% витрати, пов’язані з фреоновими кондиціонерами. Не можна не відзначити, що проведення оптимізації схеми холодопостачання стає можливим зниження експлуатаційних витрат.

Прецизійний кондиціонер з фрикулингом

Механізм функціонування цього типу кондиціонера базується на використанні низьких зовнішніх температур.

Вільне охолодження (по-англійськи – фрикулинг) легко і просто реалізується в фреоновом прецизионном кондиціонері шафового типу з конденсатором (рідинним) і сухий градирнею.

Прецизійний кондиціонер, оснащений фрикулингом – схема пристрою з 2-ма контурами (червоним позначено рідинної теплообмінник, синім – містить етиленгліколь)

Знадобиться 2-й теплообмінник (рідинної) і етиленгліколь, який заповнює контур сухий градирні. При падінні температури навколишнього середовища на розрахунковий рівень охолодження буде відбуватися за рахунок функціонування 2-го контуру – теплообмінника і градирні.

Незважаючи на збільшення початкових вкладень на закупівлю додаткового обладнання, термін окупності цих агрегатів буде менше 2-х років , а більш точний розрахунок можна здійснити, знаючи розмір місцевих тарифів.

Особливості систем резервування

Прецизійні кондиціонери для можливості реалізації резервування функції охолодження оснащені додатковими теплообмінниками – рідинними і фреоновими.

Основний принцип функціонування даної системи полягає не просто в банальному дублювання охолоджувальних систем, а у застосуванні систем охолодження з відмінними один від одного принципами роботи.

Система резервування дозволяє істотно підвищити функціональні характеристики системи кондиціонування, а значить можна буде встановити її практично в будь-якому приміщенні

Інакше кажучи, в одному пристрої комбінуються агрегати, оснащені різними джерелами охолодження.

Потреба в резервуванні і його ступінь встановлюється нормативними вимогами згідно з класом стійкості об’єкта визначається за TIER.

Висновки

Прецизійний кондиціонер дозволяє підтримувати температуру і вологість приміщень у вузькому діапазоні значень. Ця функція має важливе значення в приміщеннях, де знаходиться і функціонує обладнання, чутливе до найменших коливань кліматичних умов. Саме тому позиційні кондиціонери використовуються в серверних, дата-центрах і високотехнологічних лабораторіях.