Nie sądzisz, że w serwerowniach i centrach danych, a także innych pomieszczeniach, w których skupiona jest ogromna liczba komputerów i innych urządzeń wytwarzających ciepło, zwykłe domowe klimatyzatory mogą być używane do utrzymywania stałej temperatury i wilgotność?
W pomieszczeniach o takim przeznaczeniu temperatura, wilgotność i wiele innych parametrów muszą być utrzymywane w bardzo wąskim zakresie, a konwencjonalne systemy klimatyzacji, nawet te najmocniejsze, nie mogą sobie z tym poradzić. Dlatego stosowanie klimatyzatorów precyzyjnych staje się coraz bardziej istotne.
Jakie cechy wyróżnia klimatyzator precyzyjny, czym w ogóle jest, jak działa i jakie rodzaje tych urządzeń istnieją, omówimy w artykule.
Cechy klimatyzatorów precyzyjnych
Klimatyzator precyzyjny lub klimatyzator wolnostojący typu szafkowego to urządzenie, które pozwala na utrzymanie szeregu parametrów w pomieszczeniu: temperatury, wilgotności względnej oraz ruchu powietrza w wąskim zakresie.
Mianowicie:
- zakres dopuszczalnej zmienności temperatury: ±1 °С. A niektóre modele klimatyzatorów precyzyjnych pozwalają dodatkowo zawęzić zmienność wartości, do ± 0,5 ° С);
- zakres zmienności wartości wilgotności + 5%;
- Klimatyzator precyzyjny może pracować w temperaturze otoczenia w zakresie od +50 °С do -60 °С.
W tym przypadku uwalniane zyski ciepła przekraczają wartości typowe dla pomieszczenia głównego 5÷10 razy. W związku z tym powstaje bardzo duże obciążenie klimatyzatorów.
Ale nadal zakres wartości jest zachowany. W końcu oprócz tego, że tego typu system klimatyzacji charakteryzuje się zwiększoną dokładnością, na sprzęt nakładany jest również szereg wymagań dotyczących niezawodności.
Nawet minuta bez kondycjonowania może być katastrofalna. A co za tym idzie straty materialne.
Klimatyzatory precyzyjne zapewniają stabilną wilgotność i temperaturę (i to w wąskim zakresie), pomimo ciągłego uwalniania dużych ilości ciepła przez urządzenia pracujące całą dobę
Tak, jest jeszcze jeden wymóg, o którym należy wspomnieć – klimatyzatory precyzyjne muszą mieć możliwość szybkiego uruchomienia jednostki rezerwowej w przypadku awarii głównej.
Oznacza to, że nawet w przypadku działania siły wyższej zapewniona zostanie stałość reżimu temperatury i wilgotności. Tak, a projekt klimatyzacji serwerowni jest zwykle wykonywany z uwzględnieniem dodatkowych mocy.
Zalety urządzenia
Zastosowanie układów precyzyjnych na różnych obiektach technologicznych tłumaczone jest koniecznością kompensacji znacznych nadwyżek ciepła właściwego, jakie wydzielają się z urządzeń procesowych wrażliwych nawet na najmniejsze zmiany warunków temperaturowych i wilgotnościowych.
Oznacza to, że im większe odchylenie temperatury w pomieszczeniu od wartości optymalnych, tym bardziej skraca się żywotność drogiego sprzętu.
Chociaż klimatyzatory precyzyjne są bardziej niezawodne, do zapewnienia stałości środowiska stosuje się wiele urządzeń - eliminuje to ryzyko wyłączenia całego systemu.
Nie usunięcie awarii klimatyzacji w krótkim czasie może spowodować uszkodzenie sprzętu generujące znaczne zyski ciepła.
Na przykład, jeśli urządzenia technologiczne w hali ATS są przegrzane, a także jeśli wartość wilgotności względnej odbiega od wartości optymalnej, prawdopodobieństwo awarii urządzeń jest dość duże.
Klimatyzatory precyzyjne skutecznie kompensują znaczne nadwyżki ciepła właściwego i umożliwiają utrzymanie wymaganych warunków temperatury i wilgotności w pomieszczeniu.
Zakres zastosowania
Wykorzystanie tych urządzeń do zapewnienia bezawaryjnej i bezawaryjnej pracy urządzeń technologicznych nabiera znaczenia w następujących obszarach:
- Telefonia stacjonarna - centrale PBX, a także pomieszczenia techniczne.
- Telefonia komórkowa - węzły telekomunikacyjne, czyli przełączniki i bramki.
- Stacje bazowe i zdalne zlokalizowane w budynkach lub kontenerach.
- Centra rozliczeniowe.
- Sektor IT - serwerownie i serwerownie oraz pomieszczenia komputerowe i data center.
Od niedawna klimatyzatory precyzyjne stosują również firmy farmaceutyczne – w tych pomieszczeniach, w których instalowany jest kosztowny sprzęt diagnostyczny. A także w nowoczesnych laboratoriach dedykowanych do badań odczynnikami szczególnie wrażliwymi na warunki środowiskowe. Lub - z koloniami mikroorganizmów.
Precyzyjna, czysta produkcja - przemysł obejmuje mikroelektronikę, farmaceutykę i lotnictwo, a precyzyjne klimatyzatory są niezbędne.
Różnorodność modeli klimatyzatorów precyzyjnych pozwala wybrać najlepszą opcję – w zależności od wymagań SN 512-78 oraz przeznaczenia pomieszczenia, utrzymania warunków klimatycznych w jakim ma być
Ale to nie wszystko – niektóre muzea, biblioteki i inne miejsca kulturalnego wypoczynku, w których przechowywane są szczególnie cenne eksponaty, również stosują klimatyzatory precyzyjne.
Wyraźnie widać, że stosuje się tam bardziej budżetowe modele, bo nie ma potrzeby ścisłego przestrzegania reżimu temperatury i wilgotności, ale jednak.
Klimatyzator precyzyjny
Dokładność i niezawodność jednostki wyjaśnia jej złożoną strukturę. Ponadto w zależności od modelu może się różnić.
Obowiązkowa obecność:
- Jednostka wewnętrzna, zazwyczaj szafkowa.
- Jednostka zewnętrzna lub zewnętrzna.
W pierwszym powietrze jest uzdatniane bezpośrednio przed dostarczeniem do pomieszczenia.
Drugi może być umieszczony: skraplacz powietrza lub chłodnica cieczy, w przypadku gdy klimatyzator pracuje na zimnej wodzie z agregatu lub skraplacz cieczy znajdujący się w jednostce wewnętrznej.
Urządzenie klimatyzatora precyzyjnego i schematyczne przedstawienie mechanizmu jego działania. Niezależnie od złożoności modelu urządzenia mechanizm ten ma miejsce
Powyższy schemat jest bardzo uproszczony. Pokazuje to ogólnie, jak to działa.
Należy pamiętać, że oprócz wszystkich wymienionych części, jednostka wewnętrzna klimatyzatora precyzyjnego zawiera następujące urządzenia:
- kompresor;
- parownik;
- przepustnica;
- elementy filtracyjne;
- dodatkowe urządzenia wykorzystujące energię elektryczną do ogrzewania;
- nawilżacze, jeśli są potrzebne;
- wentylatory;
- armatura - zarówno odcinająca jak i sterująca.
O obecności wszystkich pozostałych elementów decyduje konkretny model i wymagania wobec niego oraz pomieszczenie, w którym urządzenie będzie pracowało. Innymi słowy, są elementem zmiennym.
Mechanizm działania urządzenia
Podstawową zasadę działania tego urządzenia można wytłumaczyć następująco: najpierw gazowy czynnik chłodniczy jest sprężany w sprężarce. Następnie czynnik chłodniczy dostaje się do skraplacza. Tam się skrapla - proces umożliwia odprowadzenie ciepła z czynnika chłodniczego.
Kolejnym krokiem jest przejście czynnika chłodniczego w stanie ciekłym skupienia przez urządzenie dławiące. Prowadzi to do spadku temperatury i ciśnienia ciekłego czynnika chłodniczego.
I już w tym stanie czynnik chłodniczy dostaje się do parownika. Tam przechodzi w stan gazowy i wraca do sprężarki.
Tak więc to powietrze przedmuchiwane przez parownik jest pobierane z pomieszczenia, w którym konieczne jest utrzymanie temperatury i wilgotności w wąskim przedziale wartości.
Diagram przedstawia ciągły przepływ ciepłego i zimnego powietrza przez klimatyzator precyzyjny. Powyższy schemat obowiązuje we wszystkich modelach.
Przechodząc przez parownik, powietrze jest schładzane i już w takiej postaci ponownie dostaje się do pomieszczenia. Poglądowy schemat działania klimatyzatora precyzyjnego przedstawiono powyżej.
Funkcje jednostki wewnętrznej
Są one określone przez przeznaczenie konkretnego modelu. Logiczne jest założenie, że liczba funkcji określa zakres możliwego zastosowania agregatu:
- wyłącznie chłodzenie;
- chłodzenie i ogrzewanie elektryczne z regulacją temperatury;
- chłodzenie i nawilżanie.
Najlepszą opcją jest połączenie chłodzenia, nawilżania i ogrzewania elektrycznego.
Zdarza się również, że dany model jest produkowany fabrycznie na indywidualne zamówienie i wbudowane są w niego funkcje, których nie przewiduje oryginalne opakowanie.
Ciągłe usuwanie gorącego powietrza i nieustanny dopływ zimnego powietrza - tak charakteryzuje się działanie klimatyzatora precyzyjnego. Jednocześnie istnieje wiele możliwości dostarczania mas powietrza.
Jednostki wewnętrzne mogą różnić się rodzajem nawiewu i nawiewu powietrza do pomieszczenia. Np. ogrodzenie może odbywać się w przedniej części, a podawanie może odbywać się u góry. Odbywa się to kanałem powietrznym znajdującym się pomiędzy stropem podwieszanym a głównym.
Są inne opcje:
- Ogrodzenie w części frontowej połączone z doprowadzeniem w części górnej bezpośrednio do pomieszczenia.
- W górnej części nawiewnik prowadzony jest kanałem wentylacyjnym znajdującym się pomiędzy stropami (fałszywym i głównym). Serwowanie odbywa się odpowiednio od dołu.
- Ogrodzenie jest w górnej części bezpośrednio z posesji, a zasilanie pod podłogą odbywa się od dołu.
- Ogrodzenie jest pobierane od tyłu i pod podłogą podwieszaną z dolnej części, a nawiew odbywa się w górnej części przez kanał powietrzny znajdujący się między stropem podwieszanym a głównym.
Zdarza się też, że ogrodzenie wykonuje się pod sufitem podwieszanym od dołu i od tyłu. Podawanie odbywa się bezpośrednio w sali, w górnej części.
Złożoną konstrukcję klimatyzatora precyzyjnego tłumaczy się dokładnością i znaczeniem funkcji, które wykonuje. Wszystkie te cechy są wyraźnie widoczne na poniższym schemacie.
Taka różnorodność funkcji wyjaśnia szerokie możliwości klimatyzatorów precyzyjnych.
Konstrukcję i mechanizm wybranego modelu można indywidualnie „wyostrzyć” do cech pomieszczenia, w którym ma być zastosowany.
Klasyfikacja klimatyzatorów precyzyjnych
W zależności od konstrukcji jednostek wewnętrznych, klimatyzatory precyzyjne dzielą się na następujące typy:
- sufit;
- rodzaje klimatyzatorów precyzyjnych szafkowych;
- interrow.
W zależności od metody chłodzenia skraplaczy są to powietrze i ciecz. Na podstawie klasyfikacji stosowanego płynu chłodzącego - woda lub glikol etylenowy.
Każda z wymienionych powyżej kategorii ma swoje cechy, zalety i wady, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze systemu kontroli temperatury i wilgotności w pomieszczeniu.
Freonowe klimatyzatory precyzyjne
Dla instalacji telekomunikacyjnych przewidziano monobloki freonowe oraz systemy klimatyzacji precyzyjnej.
W przypadku większych obiektów stacjonarnych stosuje się szafkowe jednostki wewnętrzne oraz klimatyzatory międzyrzędowe.
Klasycznym i najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem dla serwerowni pod względem kosztów inwestycyjnych są klimatyzatory szafkowe wyposażone w parownik bezpośredniego odparowania, są również freonowe.
Tak w przekroju prezentują się freonowe klimatyzatory precyzyjne. Schemat pokazuje to samo urządzenie, tylko z różnych stron.
Dostępne są różne opcje: z zewnętrznym skraplaczem chłodzonym powietrzem, z wbudowanym skraplaczem chłodzonym cieczą, a także wyposażony w suchą chłodnicę.
Klimatyzatory międzyrzędowe z bezpośrednim odparowaniem różnią się również podobnymi typami skraplaczy (kategoria jest zaszyfrowana jako DX).
Urządzenia precyzyjne do płynów
Klimatyzatory precyzyjne szafkowe wyposażone w płynny wymiennik ciepła stosowane są w obiegu agregatu chłodniczego jako zamykacze.
W tym przypadku niezawodność pracy i reżim temperaturowy chłodzenia determinuje przyjęta koncepcja chłodzenia obiektu – schemat obejmuje obecność agregatów chłodniczych i grup pompowych.
Początkowe koszty kapitałowe są o 30-40% wyższe niż te związane z klimatyzatorami freonowymi. Należy zauważyć, że optymalizacja schematu chłodzenia pozwala na obniżenie kosztów eksploatacji.
Klimatyzator precyzyjny z freecoolingiem
Mechanizm działania tego typu klimatyzatorów opiera się na wykorzystaniu obniżonych temperatur zewnętrznych.
Free cooling (po angielsku – freecooling) można łatwo i prosto zaimplementować w szafkowym klimatyzatorze precyzyjnym freonowym ze skraplaczem (cieczowym) i suchą chłodnicą.
Klimatyzator precyzyjny wyposażony w freecooling - schemat urządzenia z 2 obiegami (czerwony oznacza płynny wymiennik ciepła, niebieski - zawierający glikol etylenowy)
Będziesz potrzebował drugiego wymiennika ciepła (ciecz) i glikolu etylenowego, który wypełnia obieg suchej chłodnicy. Gdy temperatura otoczenia spadnie do obliczonego poziomu, nastąpi ochłodzenie ze względu na pracę drugiego obiegu - wymiennika ciepła i wieży chłodniczej.
Pomimo wzrostu początkowej inwestycji w zakup dodatkowego wyposażenia, okres zwrotu tych jednostek wyniesie mniej niż 2 lata, a dokładniejszego obliczenia można dokonać znając wielkość lokalnych taryf.
Funkcje systemów rezerwacyjnych
Klimatyzatory precyzyjne wyposażone są w dodatkowe wymienniki ciepła - cieczowy i freonowy dla możliwości realizacji redundancji funkcji chłodzenia.
Główną zasadą działania tego systemu jest nie tylko banalne powielanie systemów chłodzenia, ale stosowanie systemów chłodzenia o różnych zasadach działania.
System redundancji pozwala znacznie zwiększyć charakterystykę funkcjonalną systemu klimatyzacji, co oznacza, że będzie można go zainstalować w niemal każdym pomieszczeniu
Innymi słowy, jednostki wyposażone w różne źródła chłodzenia są połączone w jednym urządzeniu.
Konieczność redundancji i jej stopień określają wymagania regulacyjne zgodnie z klasą odporności obiektu na uszkodzenia - określoną przez TIER.
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Na filmie - proces serwisowania klimatyzatora precyzyjnego przez mistrza wraz z analizą krok po kroku wszystkich cech funkcjonowania tego urządzenia, a także wymagań dotyczących jego pielęgnacji:
Klimatyzator precyzyjny pozwala na utrzymanie temperatury i wilgotności w pomieszczeniu w wąskim zakresie wartości. Funkcja ta jest istotna w pomieszczeniach, w których znajduje się i pracuje sprzęt, które są wrażliwe na najmniejsze zmiany warunków klimatycznych. Dlatego klimatyzatory pozycyjne są stosowane w serwerowniach, centrach danych i laboratoriach high-tech.
Masz doświadczenie z tą techniką, pytania dotyczące montażu, doboru lub montażu klimatyzatorów precyzyjnych? Jakieś problemy z funkcjonowaniem klimatyzatorów precyzyjnych, reklamacje do producentów lub firm serwisowych? W takim przypadku koniecznie podziel się komentarzem poniżej - możesz być pewien, że Twoja opinia nie pozostanie bez uwagi.