Какво е прецизионен климатик: класификация на устройствата и принцип на работа на агрегатите

Не смятате ли Вие, че в сървърните помещения и дата-центровете, както и в други помещения, където е съсредоточено огромно количество компютри и друга техника, която интензивно отделя топлина, за поддържане на постоянна температура и влажност могат да се използват обикновени битови климатици?

В помещения с подобно предназначение трябва да се поддържат температура, влажност и много други параметри в много тесен диапазон, а обикновените системи за климат-контрол, дори и най-мощните, не се справят с тази задача. Затова все повече придобива актуалност използването на прецизионни климатици.

За това какви отличителни особености има прецизионният климатик, какво представлява изобщо, как работи и какви видове от тези устройства съществува ще стане дума в статията.

Особености на прецизионните климатици

Прецизионният климатик или автономният климатик от шкафен тип – това е устройство, чието използване позволява да се поддържат в помещението редица параметри: температура, относителна влажност и подвижност на въздуха в тесен диапазон.

А именно:

• диапазон на допустимата вариабилност на температурата: ±1 °С. А отделни модели прецизионни климатици позволяват още повече да се стесни вариабилността на стойността, до ± 0,5 °С);
• диапазон на вариабилност на стойността на влажността + 5%;
• допустима работа на прецизионния климатик при температура на околната среда в диапазон от +50 °С до -60 °С.

При това отделяният топлинен приток надвишава стойностите, характерни за основното помещение, с 5÷10 пъти. Съответно се създава много високо натоварване на климатиците.

Но все пак диапазонът на стойностите се издържа. Всъщност освен че този вид системи за климатичен контрол се отличава с повишена точност, към техниката се предявява още и ред изисквания относно надеждността.

Дори минута без климатизация може да стане причина за катастрофални последици. А, значи, и материални загуби.

Прецизионните климатици осигуряват стабилна влажност и температура (и то в тесен диапазон), въпреки постоянното отделяне на голямо количество топлина от устройствата, работещи денонощно.

Да, има още едно изискване, което не може да не се спомене – прецизионните климатици трябва да имат възможност за оперативно стартиране на резервния блок при повреда на основния.

Тоест, дори в случай на възникване на форсмажорна ситуация, осигуряването на постоянство на режима на температура и влажност ще бъде гарантирано. А и проектът за климатизация на сървърното помещение обикновено се съставя с оглед на допълнителните мощности.

Предимства от използването на устройствата

Използването на прецизионни системи в различни технологични обекти се обяснява с необходимостта от компенсиране на съществените специфични топлоизлишъци, които се отделят от технологичното оборудване, чувствително дори към най-незначителните промени на температурния и влажностния режим.

Тоест, колкото по-голямо е отклонението на температурата на помещението от оптималните стойности, толкова повече се съкращава срокът на експлоатация на скъпоструващото оборудване.

Въпреки че прецизионните климатици се отличават с повишена надеждност, за осигуряване на постоянство на средата се използват няколко устройства – това нивелира опасността от извеждане от строя на цялата система.

Неотстраняването на повредата на системата за климатичен контрол в кратък срок може да стане причина за повреда на техниката, генерираща значителен топлоприток.

Например, при условие на прегряване на технологичното оборудване в залата на АТС, както и при недопустимо отклонение от оптималната стойност на относителната влажност, вероятността за повреда на оборудването е достатъчно висока.

Прецизионните климатици ефективно компенсират съществените специфични топлоизлишъци и дават възможност да се поддържат необходимите параметри на температурния и влажностния режим в помещението.

Сфера на приложение на оборудването

Използването на тези устройства за осигуряване на безотказна и безаварийна работа на технологичното оборудване придобива актуалност в следните области:

1. Фиксирана телефония – станции АТС, както и апаратни помещения.
2. Мобилна телефония – възли на телекомуникациите, имат се предвид комутатори и шлюзове.
3. Базови и отдалечени станции, разположени в сгради или контейнери.
4. Билинг-центрове.
5. Сектор IT – сървърни и апаратни помещения, както и компютърни зали и дата-центрове.

В последно време прецизионни климатици използват и фармацевтични компании – в помещенията, където е инсталирано скъпоструващо диагностично оборудване. А също и в съвременни лаборатории, отделени за провеждане на изследвания с реактиви, особено чувствителни към условията на външната среда. Или пък – с колонии от микроорганизми.

Високоточно, чисто производство – отрасълта обхваща микроелектроника, фармацевтика и космическа промишленост, не може без прецизионни климатици.

Многообразието от модели прецизионни климатици позволява да се избере оптимален вариант – в зависимост от изискванията на СН 512-78 и предназначението на помещението, чиито климатични условия трябва да се поддържат.

Но и това не е всичко – в някои музеи, библиотеки и други места за културен отдих, където се съхраняват особено ценни експонати, също се използват прецизионни климатици.

Разбираемо е, че там се използват по-бюджетни модели, тъй като няма нужда толкова стриктно да се спазва режимът на температура и влажност, но все пак.

Устройство на прецизионния климатик

Точността и надеждността на агрегата обяснява сложното му устройство. Освен това, в зависимост от модела, то може да се различава.

Задължително е наличието на:

1. Вътрешен блок, като правило, от шкафен тип.
2. Външен блок.

В първия се осъществява предварителна подготовка на въздуха непосредствено преди подаването му в помещението.

Във втория може да бъде разположен: въздушен кондензатор или течностен охладител, в случай че работата на климатика се осъществява на студена вода от чилер или за кондензатор на течности, разположен във вътрешния блок.

Устройство на прецизионния климатик и схематично изображение на механизма му на функциониране. Независимо от сложността на устройството на модела, този механизъм е налице.

Приведената по-горе схема е пределно опростена. Тя отразява принципа на работа в общи линии.

Имайте предвид, че освен всички изброени части, вътрешният блок на прецизионния климатик включва следните устройства:

• компресор;
• изпарител;
• дросел;
• филтрационни компоненти;
• допълнителни уреди, използващи електричество за нагряване;
• овлажнители на въздух, при необходимост;
• въздушни вентилатори;
• арматура – както спирателна, така и регулираща.

Наличието на всички останали елементи се определя от конкретния модел и изискванията, предявени към него и към помещението, в което устройството ще работи. С други думи, те са вариативна съставка.

Механизъм на функциониране на устройството

Основният принцип на работа на това устройство може да се обясни така: първоначално се извършва компресиране на газообразния хладилен агент в компресора. След това хладилният агент попада в кондензатора. Там става неговата кондензация – процесът прави възможно отвеждането на топлина от хладилния агент.

Следващият етап е преминаването на хладилния агент, намиращ се в течно агрегатно състояние, през дроселно устройство. Това води до намаляване на стойностите на температурата и налягането на течния хладител.

И в това състояние хладилният агент попада в изпарителя. Там преминава в газообразно състояние и отново се връща в компресора.

И така, именно въздухът, продухван през изпарителя, се взема от помещението, където е необходимо да се поддържат температура и влажност в тесен диапазон от стойности.

На схемата са изобразени потоците на горещ и студен въздух, които преминават постоянно през прецизионния климатик. Приведената схема е актуална за всички модели.

Преминавайки през изпарителя, въздухът се охлажда и в този вид отново попада в помещението. Схемата на работа на прецизионния климатик е показана в илюстративен вид по-горе.

Функции на вътрешния блок

Те се определят от предназначението на конкретния модел. Логично е да се предположи, че броят на функциите определя сферата на възможно приложение на агрегата:

• само охлаждане;
• охлаждане и електрическо подгряване с възможност за регулиране на температурния режим;
• охлаждане и повишаване на влажността.

Най-съвършеният вариант е комбинацията от функции за охлаждане, повишаване на влажността и електрическо подгряване.

Случва се и така, че даден модел се изработва от завода по индивидуална поръчка, като в него се вграждат функции, които не са предвидени в първоначалната комплектация.

Постоянното отвеждане на горещ въздух и непрекъснатото осигуряване на приток на студен – така се характеризира работата на прецизионния климатик. При това вариантите за подаване на въздушни маси са много.

Вътрешните блокове могат да се различават по видовете забор и подаване на въздух вътре в помещението. Например, заборът може да става в лицевата част, а подаването – в горната. То се осъществява чрез въздуховод, намиращ се между таваните – фалшив и основен.

Има и други варианти:

1. Заборът, който става в лицевата част, се съчетава с подаване в горната част, направо в помещението.
2. В горната част заборът се осъществява чрез въздуховод, разположен между таваните (фалшив и основен). Подаването става съответно от долната част.
3. Заборът става в горната част направо от помещението, а подаването под фалшивия под се осъществява от долната част.
4. Заборът отзад и под фалшивия под от долната част става, а подаването се осъществява в горната част чрез въздуховод, разположен между таваните – фалшив и основен.

Случва се и така, че заборът се осъществява под фалшивия таван от долната част и отзад. Подаването става направо в помещението, в горната част.

Сложното устройство на прецизионния климатик се обяснява с точността и важността на функциите, които изпълнява. На приведената схема добре се виждат всички тези особености.

Тази вариативност на функциите обяснява широките възможности на прецизионните климатици.

Структурата и механизмът на избрания модел могат да бъдат индивидуално „настроени“ според особеностите на помещението, в което се планира да се използва.

Класификация на прецизионните климатици

В зависимост от конструкцията на вътрешните блокове, прецизионните климатици се класифицират в следните типове:

• таванни;
• шкафни прецизионни климатици;
• междуредови.

В зависимост от начина на охлаждане на кондензаторите, те биват въздушни и течни. Като се вземе за основа на класификацията използваният топлоносител – вода или етиленгликол.

Всяка от изброените по-горе категории има своите особености, предимства и недостатъци, които задължително трябва да се вземат предвид при избора на система за контрол на температурния и влажностния режим на помещението.

Фреонови прецизионни климатици

За телекомуникационни обекти са предвидени фреонови моноблокове и системи за климатичен контрол от прецизионен тип.

За по-големи стационарни обекти се използват шкафни вътрешни блокове и междуредови климатици.

Класическо и най-икономично от гледна точка на капиталните разходи решение за сървърни помещения са шкафните климатици, оборудвани с изпарител с директно кипене, известни още като фреонови.

Ето така изглеждат фреоновите прецизионни климатици в разрез. На схемата е изобразено едно и също устройство, само че от различни страни.

Възможни са различни варианти на изпълнението им: с външен кондензатор с въздушно охлаждане, с кондензатор с течно охлаждане от вграден тип, както и комплектувани със суха градирня.

С подобни разновидности на кондензатори се отличават и междуредовите климатици с директно изпарение (категорията се обозначава като DX).

Течностни прецизионни устройства

Шкафните прецизионни климатици, оборудвани с течен топлообменник, се използват в охладителна чилърна схема като доводчици.

В този случай надеждността на експлоатацията и температурният режим на охлаждане се определят от приетата принципна схема на студоснабдяване на обекта – схемата включва наличието на чилъри и помпени групи.

Началните капитални разходи надвишават с 30-40% разходите, свързани с фреоновите климатици. Не може да не се отбележи, че чрез провеждане на оптимизация на схемата на студоснабдяване става възможно намаляването на експлоатационните разходи.

Прецизионен климатик с фрикулинг

Механизмът на функциониране на този тип климатик се основава на използването на понижени външни температури.

Свободното охлаждане (на английски – фрикулинг) лесно и просто се реализира във фреонов прецизионен климатик от шкафен тип с кондензатор (течен) и суха градирня.

Прецизионен климатик, оборудван с фрикулинг – схема на устройство с 2 контура (червено означава течен топлообменник, синьо – съдържащ етиленгликол)

Ще е необходим втори топлообменник (течен) и етиленгликол, който запълва контура на сухата градирня. При спад на температурата на околната среда до изчисленото ниво охлаждането ще се осъществява чрез функционирането на втория контур – топлообменник и градирня.

Въпреки увеличението на първоначалните инвестиции за закупуване на допълнително оборудване, срокът на изплащане на тези агрегати ще бъде по-малък от 2 години, а по-точен разчет може да се направи, като се знае размерът на местните тарифи.

Особености на системите за резервиране

Прецизионните климатици за възможност за реализиране на резервиране на охлаждащата функция са оборудвани с допълнителни топлообменници – течни и фреонови.

Основният принцип на функциониране на тази система се състои не просто в банално дублиране на охладителните системи, а в прилагането на охладителни системи с различни принципи на работа.

Системата за резервиране позволява значително да се повишат функционалните характеристики на климатичната система, а следователно тя може да бъде инсталирана в почти всяко помещение

С други думи, в едно устройство се комбинират агрегати, оборудвани с различни източници на охлаждане.

Необходимостта от резервиране и неговата степен се установяват от нормативни изисквания в съответствие с класа на отказоустойчивост на обекта – определя се по TIER.

Изводи и полезно видео по темата

На видеото е показан процесът на обслужване на прецизионен климатик от майстор с поетапен разбор на всички особености на функциониране на това устройство, както и изискванията за грижа за него:

Прецизионният климатик позволява да се поддържа температурата и влажността на помещенията в тесен диапазон от стойности. Тази функция е важна в помещения, където се намира и функционира оборудване, чувствително към най-малки промени в климатичните условия. Ето защо прецизионните климатици се използват в сървърни помещения, центрове за данни и високотехнологични лаборатории.

Имате ли опит с тази техника, въпроси относно инсталирането, избора или монтажа на прецизионни климатици? Възникнали ли са проблеми с функционирането на прецизионните климатици, претенции към производителите или сервизните компании? В такъв случай непременно споделете коментар по-долу – можете да сте сигурни, че вашето мнение няма да остане незабелязано.