Kas yra precizinis kondicionierius: įrenginių klasifikacija ir agregatų veikimo principas

Ar nemanote, kad serverinėse ir duomenų centruose, taip pat kitose patalpose, kuriose susitelkęs didžiulis kiekis kompiuterių ir kitos intensyviai šilumą išskiriančios technikos, pastoviai temperatūrai ir drėgmei palaikyti gali būti naudojami įprasti buitiniai kondicionieriai?

Tokios paskirties patalpose turi būti palaikoma temperatūra, drėgmė ir daugelis kitų parametrų labai siaurame diapazone, o įprastos klimato kontrolės sistemos, net ir galingiausios, nesusidoroja su šia užduotimi. Todėl vis aktualesnis tampa precizinių kondicionierių naudojimas.

Straipsnyje bus kalbama apie tai, kokius išskirtinius bruožus turi precizinis kondicionierius, kas tai apskritai yra, kaip veikia ir kokie šių įrenginių tipai egzistuoja.

Precizinių kondicionierių ypatumai

Precizinis kondicionierius arba autonominis spintinio tipo kondicionierius – tai įrenginys, kurio naudojimas leidžia patalpoje palaikyti keletą parametrų: temperatūrą, santykinę drėgmę ir oro judėjimą siaurame diapazone.

Būtent:

• leistinos temperatūros kitimo diapazonas: ±1 °C. O atskiri precizinių kondicionierių modeliai leidžia dar labiau susiaurinti reikšmės kitimą iki ±0,5 °C);
• drėgmės vertės kitimo diapazonas + 5%;
• precizinio kondicionieriaus darbas leidžiamas esant aplinkos temperatūrai nuo +50 °C iki -60 °C.

Tuo pačiu metu išskiriamas šilumos srautas viršija pagrindinei patalpai būdingas vertes 5–10 kartų. Atitinkamai sukuriama labai didelė apkrova kondicionieriams.

Bet vis tiek verčių diapazonas išlaikomas. Juk be to, kad ši klimato kontrolės sistemų rūšis pasižymi didesniu tikslumu, technikai taip pat keliama daug reikalavimų dėl patikimumo.

Net minutė be kondicionavimo gali sukelti katastrofiškų pasekmių. O tai reiškia ir materialinių nuostolių.

Preciziniai kondicionieriai užtikrina stabilią drėgmę ir temperatūrą (be to, siaurame diapazone), nepaisant nuolatinio didelio šilumos kiekio išsiskyrimo iš visą parą veikiančių įrenginių.

Taip, yra dar vienas reikalavimas, kurio negalima nepaminėti – preciziniai kondicionieriai turi turėti galimybę operatyviai paleisti atsarginį bloką sugedus pagrindiniam.

Tai reiškia, kad net ir kilus force majeure situacijai, temperatūros ir drėgmės režimo pastovumas bus užtikrintas. Be to, serverinės kondicionavimo projektas paprastai sudaromas atsižvelgiant į papildomus pajėgumus.

Įrenginių naudojimo privalumai

Precizinių sistemų naudojimas įvairiuose technologiniuose objektuose paaiškinamas poreikiu kompensuoti didelius savituosius šilumos perteklius, kuriuos išskiria technologinė įranga, jautri net menkiausiems temperatūros ir drėgmės režimo pokyčiams.

Tai reiškia, kad kuo didesnis patalpos temperatūros nuokrypis nuo optimalių verčių, tuo labiau sutrumpėja brangios įrangos eksploatavimo laikas.

Nepaisant to, kad precizinius kondicionierius išskiria padidintas patikimumas, aplinkos pastovumui užtikrinti naudojami keli įrenginiai – tai neutralizuoja visos sistemos sugedimo pavojų.

Neištaisius klimato kontrolės sistemos gedimo per trumpą laiką, gali sugesti technika, generuojanti didelį šilumos srautą.

Pavyzdžiui, esant technologinės įrangos perkaitimui ATS salėje, taip pat esant neleistinam nuokrypiui nuo optimalios santykinės drėgmės vertės, įrangos sugadinimo tikimybė yra gana didelė.

Preciziniai kondicionieriai efektyviai kompensuoja didelius savituosius šilumos perteklius ir suteikia galimybę palaikyti reikiamus temperatūros ir drėgmės režimo parametrus patalpoje.

Įrangos taikymo sritis

Šių įrenginių naudojimas siekiant užtikrinti nepertraukiamą ir be avarijų technologinės įrangos darbą tampa aktualus šiose srityse:

1. Fiksuotoji telefonija – ATS stotys, taip pat techninės patalpos.
2. Mobilioji telefonija – telekomunikacijų mazgai, turimi galvoje komutatoriai ir šliuzai.
3. Bazinės ir nuotolinės stotys, esančios pastatuose arba konteineriuose.
4. Billingo centrai.
5. IT sektorius – serverinės ir techninės patalpos, taip pat kompiuterių salės ir duomenų centrai.

Pastaruoju metu precizinius kondicionierius naudoja ir farmacijos įmonės – patalpose, kuriose sumontuota brangi diagnostinė įranga. Taip pat šiuolaikinėse laboratorijose, skirtose tyrimams su reagentais, ypač jautriais išorės aplinkos sąlygoms. Arba – su mikroorganizmų kolonijomis.

Aukšto tikslumo, švari gamyba – šaka apima mikroelektroniką, farmaciją ir kosminę pramonę, neapsieina be precizinių kondicionierių.

Įvairių precizinių kondicionierių modelių gausa leidžia pasirinkti optimalų variantą – atsižvelgiant į SN 512-78 reikalavimus ir patalpos paskirtį, kurioje reikės palaikyti klimato sąlygas.

Tačiau tai dar ne viskas – kai kuriuose muziejuose, bibliotekose ir kitose kultūrinio laisvalaikio vietose, kur saugomi ypač vertingi eksponatai, taip pat naudojami preciziniai kondicionieriai.

Žinoma, ten naudojami ekonomiškesni modeliai, nes nėra būtinybės taip griežtai laikytis temperatūros ir drėgmės režimo, tačiau vis dėlto.

Precizinio kondicionieriaus sandara

Agregato tikslumą ir patikimumą lemia sudėtinga jo konstrukcija. Be to, priklausomai nuo modelio, ji gali skirtis.

Privaloma yra:

1. Vidinis blokas, paprastai spintinio tipo.
2. Išorinis arba lauko blokas.

Pirmajame bloke atliekamas preliminarus oro paruošimas iškart prieš tiekiant jį į patalpą.

Antrajame bloke gali būti: oro kondensatorius arba skysčio aušintuvas, jei kondicionierius veikia naudodamas šaltą vandenį iš čilerio arba skysčių kondensatoriui, esančiam vidiniame bloke.

Precizinio kondicionieriaus įrenginys ir jo veikimo mechanizmo schema. Nepriklausomai nuo modelio sudėtingumo, šis mechanizmas yra taikomas.

Aukščiau pateikta schema yra labai supaprastinta. Ji atspindi darbo principą bendrais bruožais.

Atkreipkite dėmesį, kad be visų išvardytų detalių, precizinio kondicionieriaus vidinis blokas apima šiuos įrenginius:

• kompresorius;
• garintuvas;
• droselis;
• filtravimo komponentai;
• papildomi prietaisai, naudojantys elektrą šildymui;
• oro drėkintuvai, jei reikia;
• oro ventiliatoriai;
• armatūra – tiek uždarymo, tiek reguliavimo.

Visų kitų elementų buvimą lemia konkretus modelis ir jam bei patalpai, kurioje įrenginys veiks, keliami reikalavimai. Kitaip tariant, jie yra kintamoji dalis.

Įrenginio veikimo mechanizmas

Pagrindinį šio įrenginio veikimo principą galima paaiškinti taip: pirmiausia kompresoriuje suspaudžiamas dujinis šaldymo agentas. Tada šaldymo agentas patenka į kondensatorių. Ten vyksta jo kondensacija – šis procesas leidžia pašalinti šilumą iš šaltnešio.

Kitu etapu skystoje agregatinėje būsenoje esantis šaldymo agentas praleidžiamas per droselinį įtaisą. Tai lemia skysto šaltnešio temperatūros ir slėgio rodiklių sumažėjimą.

Ir jau šioje būsenoje šaltnešis patenka į garintuvą. Ten jis pereina į dujinę būseną ir vėl grįžta į kompresorių.

Taigi, būtent per garintuvą pučiamas oras yra imamas iš patalpos, kurioje reikia palaikyti temperatūrą ir drėgmę siaurame verčių diapazone.

Schemoje pavaizduoti karšto ir šalto oro srautai, nuolat einantys per precizinį kondicionierių. Pateikta schema aktuali visuose modeliuose.

Eidamas per garintuvą oras atšaldomas ir tokiu pavidalu vėl patenka į patalpą. Precizinio kondicionieriaus darbo schema iliustratyviai parodyta aukščiau.

Vidinio bloko funkcijos

Jos nustatomos pagal konkretaus modelio paskirtį. Logiška manyti, kad funkcijų skaičius lemia galimo agregato taikymo sritį:

• išimtinai vėsinimas;
• vėsinimas ir elektrinis pašildymas su galimybe reguliuoti temperatūros režimą;
• vėsinimas ir drėgmės didinimas.

Tobuliausias variantas yra vėsinimo, drėgmės didinimo ir elektrinio pašildymo funkcijų derinys.

Būna ir taip, kad tam tikras modelis gamykloje gaminamas pagal individualų užsakymą, ir į jį įmontuojamos funkcijos, nenumatytos pradinėje komplektacijoje.

Nuolatinis karšto oro šalinimas ir nenutrūkstantis šalto oro tiekimas – taip apibūdinamas precizinio kondicionieriaus darbas. Be to, oro masių tiekimo variantų yra labai daug.

Vidaus blokai gali skirtis oro paėmimo ir tiekimo į patalpą būdais. Pavyzdžiui, paėmimas gali vykti priekinėje dalyje, o tiekimas – viršutinėje. Jis vykdomas per ortakį, esantį tarp lubų – pakabinamų ir pagrindinių.

Yra ir kitų variantų:

1. Priekinėje dalyje vykstantis paėmimas derinamas su tiekimu viršutinėje dalyje, tiesiai į patalpą.
2. Viršutinėje dalyje paėmimas vyksta per ortakį, esantį tarp lubų (pakabinamų ir pagrindinių). Tiekimas vyksta atitinkamai iš apatinės dalies.
3. Paėmimas vyksta viršutinėje dalyje tiesiai iš patalpos, o tiekimas po pakabinamomis grindimis vykdomas iš apatinės dalies.
4. Paėmimas iš galo ir po pakabinamomis grindimis iš apatinės dalies vyksta, o tiekimas vykdomas viršutinėje dalyje per ortakį, esantį tarp lubų – pakabinamų ir pagrindinių.

Būna ir taip, kad paėmimas vykdomas po pakabinamomis lubomis iš apatinės dalies ir iš galo. Tiekimas vyksta tiesiai į patalpą, viršutinėje dalyje.

Sudėtingas precizinio kondicionieriaus įrenginys paaiškinamas tų funkcijų, kurias jis atlieka, tikslumu ir svarba. Pateiktoje schemoje gerai matomos visos šios ypatybės.

Toks funkcijų įvairumas paaiškina plačias precizinių kondicionierių galimybes.

Pasirinkto modelio struktūra ir mechanizmas gali būti individualiai «pritaikytas» prie patalpos, kurioje planuojama jį naudoti, ypatybių.

Precizinių kondicionierių klasifikacija

Priklausomai nuo vidinių blokų konstrukcijos, preciziniai kondicionieriai skirstomi į šiuos tipus:

• lubiniai;
• spintiniai preciziniai kondicionierių tipai;
• tarpeiliniai.

Priklausomai nuo kondensatorių aušinimo būdo, jie būna oriniai ir skystiniai. Klasifikacijos pagrindu imant naudojamą šilumnešį – vandenį arba etilenglikolį.

Kiekviena iš aukščiau išvardintų kategorijų turi savo ypatybes, privalumus ir trūkumus, į kuriuos būtinai reikia atsižvelgti renkantis patalpos temperatūros ir drėgmės režimo kontrolės sistemą.

Freoniniai preciziniai kondicionieriai

Telekomunikacijų objektams numatyti freoniniai monoblokai ir precizinio tipo klimato kontrolės sistemos.

Didesniems stacionariems objektams naudojami spintiniai vidiniai blokai ir tarpeiliniai kondicionieriai.

Klasikiniu ir ekonomiškiausiu kapitalinių išlaidų požiūriu sprendimu serverinėms pripažįstami spintiniai kondicionieriai, su tiesioginio užvirinimo garintuvu, jie patys freoniniai.

Taip atrodo freoniniai preciziniai kondicionieriai pjūvyje. Schemoje pavaizduotas tas pats įrenginys, tik iš skirtingų pusių.

Galimi įvairūs jų vykdymo variantai: su orinio tipo aušinimo išoriniu kondensatoriumi, su įmontuoto tipo skysčio aušinimo kondensatoriumi, taip pat komplektuoti su sausu aušinimo bokštu.

Panašiomis kondensatorių atmainomis išsiskiria ir tarpeiliniai kondicionieriai su tiesioginiu garavimu (kategorija užkoduota kaip DX).

Skysčio tipo preciziniai įrenginiai

Spintiniai preciziniai kondicionieriai, su skystiniu šilumokaičiu, naudojami aušinimo čilerio schemoje kaip galiniai aušintuvai.

Šiuo atveju eksploatacijos patikimumą ir aušinimo temperatūros režimą lemia priimta objekto šaltosios energijos tiekimo principinė schema – schema apima čilerius ir siurblines grupes.

Pradinės kapitalinės išlaidos 30-40% viršija išlaidas, susijusias su freoniniais kondicionieriais. Negalima nepaminėti, kad optimizavus šaltosios energijos tiekimo schemą, tampa įmanoma sumažinti eksploatacines išlaidas.

Precizinis kondicionierius su freecooling'u

Šio tipo kondicionieriaus veikimo mechanizmas pagrįstas sumažintų lauko temperatūrų naudojimu.

Laisvasis aušinimas (angliškai – freecooling) lengvai ir paprastai realizuojamas freoniniame preciziniame spintinio tipo kondicionieriuje su (skystiniu) kondensatoriumi ir sausu aušinimo bokštu.

Precizinis kondicionierius, aprūpintas laisvuoju aušinimu (free cooling) – įrenginio schema su 2 kontūrais (raudona spalva pažymėtas skysčio šilumokaitis, mėlyna – kontūras su etilenglikoliu)

Reikės antro (skysčio) šilumokaičio ir etilenglikolio, kuris užpildo sausojo aušintuvo kontūrą. Nukritus aplinkos temperatūrai iki apskaičiuoto lygio, aušinimas vyks veikiant antram kontūrui – šilumokaičiui ir aušintuvui.

Nepaisant pradinių investicijų į papildomą įrangą padidėjimo, šių agregatų atsipirkimo laikotarpis bus trumpesnis nei 2 metai, o tikslesnį skaičiavimą galima atlikti žinant vietinių tarifų dydį.

Rezervavimo sistemų ypatumai

Preciziniai kondicionieriai, norint realizuoti aušinimo funkcijos rezervavimą, yra aprūpinti papildomais šilumokaičiais – skysčio ir freono.

Pagrindinis šios sistemos veikimo principas yra ne paprastas aušinimo sistemų dubliavimas, o skirtingus veikimo principus turinčių aušinimo sistemų taikymas.

Rezervavimo sistema leidžia žymiai padidinti kondicionavimo sistemos funkcines charakteristikas, o tai reiškia, kad ją bus galima įrengti praktiškai bet kurioje patalpoje.

Kitaip tariant, viename įrenginyje derinami agregatai, aprūpinti skirtingais aušinimo šaltiniais.

Rezervavimo poreikis ir jo laipsnis nustatomas norminiais reikalavimais pagal objekto atsparumo gedimams klasę – nustatoma pagal TIER.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Vaizdo įraše – precizinio kondicionieriaus priežiūros procesas, kai meistras žingsnis po žingsnio išnagrinėja visas šio įrenginio veikimo ypatybes bei jo priežiūros reikalavimus:

Precizinis kondicionierius leidžia palaikyti patalpų temperatūrą ir drėgmę siaurame verčių diapazone. Ši funkcija yra svarbi patalpose, kuriose yra ir veikia įranga, jautri menkiausiems klimato sąlygų pokyčiams. Būtent todėl preciziniai kondicionieriai naudojami serverinėse, duomenų centruose ir aukštųjų technologijų laboratorijose.

Ar turite patirties dirbdami su šia technika, klausimų dėl precizinių kondicionierių įrengimo, pasirinkimo ar montavimo? Iškilo problemų dėl precizinių kondicionierių veikimo, pretenzijų gamintojams ar aptarnavimo įmonėms? Tokiu atveju būtinai pasidalinkite komentaru žemiau – galite būti tikri, kad jūsų nuomonė neliks be dėmesio.