Принципы функционирования прецизионных кондиционеров
Претензионные кондиционеры – промышленные климатические установки, которые способны с высокой точностью поддерживать установленные оператором значения температуры воздуха, уровня влажности и подвижность воздушных масс. Их основное применения — обеспечение необходимых условий для работы сложного технологического оборудования, которое чувствительно к окружающей среде. Наиболее часто они используются в телекоммуникационном секторе (крупные дата-центры, ЦОД, АТС), в больших по площади серверных комнатах, для лабораторий и т.д.
По сравнению с обычными кондиционерами, прецизионные установки обладают большим ресурсом и могут работать в любое время года, всю неделю и все сутки напролет. Режим эксплуатации предусматривает использование кондиционера по системе 24x7X365. Такая безостановочная работа и электронная автоматизированная система управления позволяют контролировать температур с точностью до 1 C, а влажность до 2%.
Более простые модели прецизионных кондиционеров рассчитаны работать только в режиме охлаждения воздуха, тогда как более технологичные могут уже позаботиться и об обогреве, и об осушении воздуха
При выборе прецизионного кондиционера важно обратить внимание на то, какой ресурс прочности изначально закладывает производитель в свои устройства. Не менее важна способность управлять температурой и уровнем относительной влажности обрабатываемого воздуха, а также электропотребление прецизионной установки
Для обеспечения надежности и отказоустойчивости системы прецизионного кондиционирования необходимо производить ее резервирование, т.е
нужен дополнительный резервный кондиционер или дублирование всей прецизионной установки. Подобные меры гарантируют сохранность оборудования, в случае частичного или полного выхода из строя основной системы кондиционировании. Можно выделить несколько вариантов резервирования:
Для обеспечения надежности и отказоустойчивости системы прецизионного кондиционирования необходимо производить ее резервирование, т.е. нужен дополнительный резервный кондиционер или дублирование всей прецизионной установки. Подобные меры гарантируют сохранность оборудования, в случае частичного или полного выхода из строя основной системы кондиционировании. Можно выделить несколько вариантов резервирования:
- Однократное резервирование мощности. Общая мощность прецизионной системы кондиционирования вдвое превышает тепловую нагрузку помещения.
- Установка отдельного резервного кондиционера. В дополнение к нескольким основным прецизионным кондиционерам устанавливается один резервный.
- Резервирование мощности и установка резервного кондиционера. Это комбинация двух предыдущих вариантов резервирования. Среди всех, эта система – самая надежная и безопасная.
Для решения задачи резервирования не важную роль играют: наличие нескольких циркулярных насосов (среди них должны быть резервные), запасные каналы подачи электропитания от аварийных источников (аварийные генераторы или ИБП).
Прецизионные кондиционеры представляют собой моноблочные установки, которые по типу установки прецизионные кондиционеры можно разделить:
- С наружной установкой. Кондиционер вынесен за пределы кондиционированного помещения, устанавливается на улице или монтируется к наружной стене здания. Подача обработанного кондиционером воздуха передается через подсоединенные к системе вентиляции воздуховоды, для чего в стене делает технологическое отверстие. Забор рециркуляционного воздуха из помещения проводится через отводящие воздухозаборники.
- С внутренней установкой. Кондиционер располагается внутри здания. Существенное отличие заключается в необходимости охлаждения конденсатора. Для этих целей может использоваться поступающий через второе технологическое отверстие холодный уличный воздух, это так называемое естественное охлаждение подмесом. В зависимости от типа комплектации возможны другие решения охлаждения конденсатора.
Если говорить о комплектации, то прецизионные кондиционеры могут работать как с двумя теплообменниками, так и двумя холодоносителями. Это решение повышает отказоустойчивость системы кондиционирования и делает прецизионные кондиционеры более надежными.
Правила установки канальных кондиционеров
Существуют условные этапы монтажа:
- Установка внешнего блока. Для этого используют специальную подставку-карман или крепления.
- Подключение питания, прокладка фреонной трассы. Если воздуховодная система еще не установлена, сначала делают ее.
- Гидро-, теплоизоляция трассы. Она позволяет продлить прибору жизнь, защищает его от внешних воздействий.
- Установка блока в помещении. Его монтируют в фальшпотолке — это сложнее, чем с обычными сплит-системами вроде CH-S12FTXE-NG, зато заметны лишь выбранные пользователем вентиляционные решетки или диффузоры: целостность интерьера практически не нарушается. К тому же, один такой кондиционер может обслуживать несколько помещений.
Пригодится: Функции и режимы работы кондиционера – обзор 7 основных и 4 дополнительных опций климатической техники
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.
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.
Сервисное обслуживание прецизионного кондиционера с выносным конденсатором 31.0 – 60.0 кВт.
- Осмотр оборудования на предмет механических повреждений, устранение мелких неисправностей
- Считывание ошибок с памяти контроллера. Анализ.
- Замена фильтрующего элемента G4 воздушных фильтров. Обнуление счетчиков наработки часов воздушных фильтров.
- Осмотр холодильного контура на отсутствие масляных подтёков. Протяжка резьбовых соединений.
- Ревизия дренажной системы
- Проверка кондиционера и выносного конденсатора на отсутствие посторонних шумов и вибраций
- Проверка работы холодильного контура с замером давлений и температур. При необходимости дозаправка
- Регулировка ТРВ, обеспечение требуемого перегрева
- Проверка работы “зимнего комплекта”, регулировка клапана ORD
- Проверка работы вариатора скорости вращения вентиляторов, регулировка
- Проверка работы электродвигателей вентиляторов, отсутствие биения, заедания, повышенного шума, потребляемой силы тока
- Контроль состояния электрических цепей, проверка соединений, при необходимости зачистка и протяжка
- Проверка состояния поверхности испарителя, при необходимости сухая чистка и правка оребрения
- Сухая чистка выносного конденсатора
- Проверка состояния компрессора под нагрузкой (наличие посторонних шумов, вибраций, температура.)
- Проверка работы защиты, запорной и регулирующей аппаратуры.
- Проверка уровня масла в компрессоре
- Тестирование работы системы в целом, во всех режимах
- Показать весь перечень
Принцип работы
Такую климатическую установку можно назвать гибридом между климатическим кондиционером и системой приточной вентиляции. Механизм кондиционера захватывает воздух с улицы, обрабатывает его, задавая ему нужные характеристики (температуру, влажность, скорость движения), а затем отправляет в помещение уже с нужными параметрами.
Схема функционирования прецизионного кондиционера с выносным воздушным механизмом выглядит следующим образом:
Стоит отметить, что такой принцип работы является достаточно экономичным вариантом: не требуется дополнительный расход энергии на охлаждение, ведь зачастую на улице воздух прохладнее. Иногда его нужно просто слегка подогреть.
Принцип работы оконного кондиционера
Оконные кондиционеры популярны по той же причине, что и мобильные. Обычно они работают не круглый год, а лишь в жаркое время. Это очень хорошее решение для кухни, когда летом хочется немного прохлады, а на покупку дорогого устройства для охлаждения маленькой комнаты нет средств.
Выглядит подобная установка следующим образом:
Как правило, они сделаны по схеме «моноблок» и занимают проем для форточки. При выборе оконного кондиционера сначала проверьте, подойдет ли он для вашего конкретного окна (форточки). Дело не только в размерах, но и в общей прочности оконной рамы, ведь вес агрегата может быть немалым, и не каждое ветхое окно сможет его выдержать.
Имейте в виду, что плотного герметичного прилегания корпуса оконного кондиционера, скорее всего, не будет, поэтому придется решать вопрос изоляции от уличного воздуха. Некоторые жильцы каждое лето вставляют кондиционер в оконный проем и заполняют щели строительной пеной, а каждую осень снимают агрегат, чтобы законопатить окна на зиму. Однако бывает и так, что кондиционер устанавливается, герметизируется и далее занимает свое место в окне круглый год, просто зимой «отдыхает».
У дешевых моделей может не быть пульта дистанционного управления – всё регулируется с передней панели. В данном случае это правильный подход – чем проще, тем лучше. Меньше вероятность поломки сложной электроники.
Наглядно увидеть, как устроен такой кондиционер и что происходит при его работе, можно на видео:
Типы кондиционеров
Конструкция любого кондиционера подразумевает два варианта: наличие одного блока («моноблочные» кондиционеры) или наличие двух и более блоков («сплит-системы»).
Когда сплит система состоит более чем из двух блоков, она называется «мульти сплит-система».
Моноблочные кондиционеры, такие как крышные, мобильные и оконные – имеют конструкцию, состоящую из одного блока, вместившего в себя все необходимые для функционирования прибора элементы.
Сплит-системы — настенные, кассетные, канальные и прочие виды кондиционеров. Конструкция сплит-системы состоит из двух блоков: наружного и внутреннего, соединенных между собой медными трубами и электрическим кабелем.
Внутренний блок обладает низким показателем шумности благодаря тому, что компрессор – наиболее шумная часть кондиционера, размещена в наружном блоке и находится вне кондиционируемого помещения. Внутренний блок кондиционера размещается внутри помещения, в удобном и предпочтительном месте.
Любая современная сплит-система удобна в использовании и снабжается пультом дистанционного управления с жидкокристаллическим дисплеем, что делает управление кондиционером комфортным: можно легко и быстро задать желаемую температуру в помещение (с точностью до 1 градуса), отрегулировать направление воздушного потока, настроить таймер для автоматического включения или выключения и многое другое.
Сплит-системы обладают внушительным списков преимуществ, одним из которых является широкий выбор различных типов внутренних блоков, как по назначению так и по дизайну. В зависимости от типа помещения и назначения можно выбрать: потолочный, настенный, колонный, канальный и кассетный.
Понятия «кондиционер» и «сплит-система» употребляются как синонимы, если речь на самом деле идёт о сплит системе, то есть настенную сплит-систему – можно назвать и сплит-системой и кондиционером.
Бытовыми сплит-системы могут быть лишь кондиционеры настенного вида, а остальные – относятся к полупромышленным.
В разновидности «сплит-систем» так же входят и «мульти сплит системы».
Мульти сплит системы являются разновидностью сплит систем, и отличаются от просто «сплит системы» тем, что для кондиционирования помещения в нём формируется система, при которой к одному внешнему блоку кондиционера подключается сразу несколько внутренних (от 2 – до 9). Каждый внутренний блок мульти сплит системы может подбираться индивидуально для каждой из комнат: иметь разную мощность (обычно 2-5 кВт), разный дизайн, разный тип. Каждый внутренний блок управляется индивидуальным пультом.
Такая система позволяет сэкономить место и не портить избыточным количеством внешних блоков наружную стену здания.
Бытует мнение о том, что мульти сплит система более дешевый вариант по сравнению с установкой нескольких сплит-систем в одном помещении, на самом деле это не так, стоимость внутренних блоков – такая же, а монтаж – сложнее и дороже из-за более длинных коммуникаций. К тому же, если внешний блок мульти сплит системы выходит из строя – все внутренние блоки тоже перестают работать. Так что основное достоинство мульти сплит системы – размещение всего одного, а не нескольких наружных блоков на внешней стене здания.
В свою очередь, мульти сплит система разделяется на 2 типа:
- Фиксированная
- Наборная
Фиксированная мульти сплит система – это готовый комплект, состоящий из набора одного наружного блока и уже нескольких подобранных внутренних блоков. Фиксированная мульти сплит система относится к бытовому оборудованию, и она не подразумевает возможность изменить тип или количество внутренних блоков в готовом наборе, в котором бывает обычно 2-3 внутренних блока.
«Наборные» мульти сплит системы открывают возможность подобрать несколько (до 4-9) разнотипных внутренних блоков (так же обладающих разной мощностью) к одному внешнему.
Ограничением в мульти сплит системе такого типа является – количество внутренних блоков и их суммарная мощность. Мульти сплит-системы такого типа относятся к виду полупромышленного оборудования. Когда количество внутренних блоков более 5-6 штук, то это является уже промышленной мультизональной системой.
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
Область применения
Используются прецизионные кондиционеры не только в больших центрах по обработке данных. Они также распространяются на информационные технологии, всевозможные вычислительные центры, пункты операторов мобильной и спутниковой связи.
А также центры провайдеров для оказания услуг интернета, различные теле — и радиовещательные станции и другие технологические производства, чувствительные к простою оборудования.
По востребованности этой аппаратуры одними из главных потребителей являются операторы мобильной связи, которые нередко эксплуатируют два типа помещений с необходимым производственным оборудованием. Это комнаты для основного коммутационного оборудования и базовых станций.
Разновидности промышленных систем
Микроклимат в коммерческих, производственных и других помещениях большой площади поддерживается при помощи одной из шести разновидностей кондиционеров.
Мультизональные системы (VRF и VRV)
Начнем обзор промышленных кондиционеров с одних из самых популярных устройств. На один внешний блок мультизональной системы 
кондиционирования приходится несколько внутренних. Они могут состоять из нескольких десятков разнообразных внутренних блоков (напольных, кассетных, консольных и настенных). Протяженность трубопроводов между блоками может достигать 200 и более метров, а максимальный перепад высоты в системе может составлять 50 метров и более.
Модульная структура позволяет быстро модернизировать, расширять или ремонтировать сплит-систему. Возможность замены отдельных блоков уменьшает трудозатраты и материальные расходы на ремонт и модернизацию систем.
Температура в помещениях поддерживается за счет регулировки потока хладагента, проходящего через теплообменник. За это отвечают электронные модули, которые управляют клапанами в зависимости от температуры воздуха.
Чиллеры
Эти системы применяются для кондиционирования зданий большой и средней площади. Чиллер может быть расположен снаружи и внутри здания. Теплоноситель охлаждается (нагревается) в чиллере, после чего направляется по трубопроводу в фанкойлы. А сам чиллер охлаждается отдельным внешним блоком. Это тоже один из самый популярных типов крупных многозональных систем.
Чиллер включает полный комплект элементов холодильного оборудования и не только:
- конденсатор;
- компрессор;
- испаритель;
- запорную арматуру;
- автоматику.
Система монтируется на кровле, неиспользуемых открытых площадках и других неэксплуатируемых площадях.
По сравнению с привычными сплит-системами, кондиционеры типа «чиллер-фанкойл» имеют следующие преимущества:
- нелимитированное расстояние между блоками;
- независимая работа каждого потребителя (фанкойла);
- возможность наращивания мощности и поэтапного ввода объекта в эксплуатацию.
Крышные
В эту категорию входят блоки, предназначенные для установки на плоской кровле. В случае монтажа на покатой крыше, оборудование крепится при помощи каркасов и кронштейнов.
Кроме стандартных агрегатов кондиционера, он включает системы рекуперации и подогрева воздуха. Этот тип оборудования применяется в промышленных цехах, на стадионах и прочих крупногабаритных помещениях. Воздух, проходящий через воздухозаборник, тщательно фильтруется и нагревается либо охлаждается, проходя через теплообменник. После этого вентиляторы распределяют воздух между помещениями через систему воздуховодов.
Крышные кондиционеры рассчитаны на работу в сложных погодных условиях. Их прочные корпуса выдерживают температурные перепады, ветер и осадки.
Преимущества крышных систем:
- надежность;
- простота монтажа относительно других промышленных систем;
- экономия полезного места.
Шкафные
В отличие от крышных, шкафные системы кондиционирования монтируют непосредственно в охлаждаемом помещении. Устройства отличаются высокой мощностью — до 100 кВт на нагрев/охлаждение и применяются для круглосуточного поддержания постоянной температуры.
Конструкция шкафного кондиционера выполнена в виде моноблока с конденсатором, охлаждаемым водой или воздушным потоком. Изделия предназначены для напольного размещения. Некоторые модели позволяют подключить дополнительные элементы:
- выносные конденсаторы;
- воздухопроводы;
- водяные или электронагреватели;
- увлажнители;
- перераспределительные воздушные камеры.
Устройства с водяным охлаждением отличаются меньшей стоимостью и простотой монтажа, однако не работают без подключения конденсатора к системе водоснабжения. Такие кондиционеры нагревают воздух встроенными ТЭНами.
Прецизионные
Разновидность шкафных кондиционеров, разработанная для поддержания температуры и влажности с минимальными отклонениями от заданных показателей. Прецизионные системы устанавливаются в серверных, на фармацевтических предприятиях и высокоточных производствах.
Центральные
Системы применяют для кондиционирования больших холлов, залов и цехов, а также нескольких помещений с небольшой кубатурой. Центральные кондиционеры выполняют следующие функции:
- охлаждение;
- вентиляция;
- нагрев;
- очистка;
- увлажнение.
Система включает водяной теплообменник, водяной нагреватель или ТЭН, блок вентиляторов, фильтры, воздуховоды и систему шумопоглащения. Полноценную работу системы обеспечивают чиллеры, компрессорные блоки, рекуператоры и другое оборудование, обеспечивающее внешнюю поставку тепла или холода.
Обслуживание
Регулярное техническое обслуживание является необходимой мерой для прецизионных установок кондиционирования воздуха. Однако, проблема заключается в том, что во время обслуживания необходимо продолжать работу с системой или альтернативно выбирать время отключения при минимальном нарушении. Новогоднее утро в 2 часа ночи может показаться возможностью, но сколько вам придется заплатить сервисному инженеру, чтобы заставить его встать с постели в то время?
Для этой цели, а также для бесперебойной работы оборудования предусмотрены резервные установки, которые «включаются» планово — в ходе проведения работ по техническому обслуживанию, или внепланово — к примеру, в ситуации аварии на объекте.
Полезная рассылка по технической эксплуатации зданий
Каждую неделю совместно с техническим отделом мы готовим полезный практический материал для своих клиентов. Примеры наших писем.
10 советов по оптимизации затрат на эксплуатацию Проверка вентиляции Роспотребнадзором. Как подготовиться и избежать лишних неприятностей? Чиллер. Регулярное обслуживание или разовый ремонт? Как сэкономить?
Параметры прецизионной климатической техники
Прецизионные кондиционеры разделяются на несколько подгрупп, каждая из которых имеет общий принцип работы, но отличается особенностями конструкции, монтажа, размером, точностью допусков климат-контроля. Поэтому классификацию и выбор подходящей модели следует проводить на основании следующих параметров:
- Допуски поддержания температуры воздуха. Абсолютное большинство моделей предлагают точность в районе ±1 °С, остальные могут быть как менее так и более высокоточными.
- Контроль уровня влажности. Аналогично первому пункту, большинство кондиционеров позволяют удерживать данный параметр на заданном уровне с отклонением не более 2%.
- Температура окружающей среды. Практически каждое устройство предназначено для использования в температурном диапазоне от + 50 до – 50 градусов по Цельсию.
- Особенности установки кондиционера. Устройство может быть выполнено в виде шкафа, моноблока или потолочной модели. От вида конструкции зависит точно работы устройств.
Для максимальной эффективности необходимо не только надежно закрепить кондиционер, но и предварительно выбрать наиболее подходящее для монтажа место. Моноблочные агрегаты для небольших помещений и широко распространённые “шкафы” менее строги к месту своего расположения, но более требовательны к контролю рабочих параметров.
