Vad är en precisionsluftkonditionering: klassificering och funktionsprincip för enheter

Tror du att vanliga hushållskonditioneringar kan användas i serverrum och datacenter, samt andra utrymmen där det finns ett stort antal datorer och annan utrustning som avger mycket värme, för att upprätthålla konstant temperatur och luftfuktighet?

I rum av detta slag måste temperatur, luftfuktighet och många andra parametrar hållas inom ett mycket snävt intervall, och vanliga klimatkontrollsystem, även de kraftigaste, klarar inte av den uppgiften. Därför blir användningen av precisionskonditioneringar allt mer aktuell.

Artikeln handlar om vilka utmärkande egenskaper en precisionskonditionering har, vad den egentligen är, hur den fungerar och vilka typer av dessa enheter som finns.

Egenskaper hos precisionskonditioneringar

En precisionskonditionering eller autonom konditionering av skåptyp är en enhet som används för att upprätthålla flera parametrar i ett rum: temperatur, relativ luftfuktighet och luftrörlighet inom ett snävt intervall.

Nämligen:

• intervall för tillåten temperaturvariation: ±1 °C. Och vissa modeller av precisionskonditioneringar gör det möjligt att minska variationen ytterligare, till ±0,5 °C);
• intervall för variation av luftfuktighetsvärdet: ±5%;
• Precisionskonditioneringen kan arbeta vid omgivningstemperaturer från +50 °C till -60 °C.

Dessutom överskrider den avgivna värmebelastningen värdena för huvudrummet med 5–10 gånger. Följaktligen skapas en mycket hög belastning på konditioneringarna.

Men ändå hålls värdeintervallet. Förutom att denna typ av klimatkontrollsystem kännetecknas av hög precision, ställs det också en rad krav på utrustningen när det gäller tillförlitlighet.

Även en minut utan konditionering kan leda till katastrofala konsekvenser. Och därmed även ekonomiska förluster.

Precisionskonditioneringsaggregat säkerställer stabil luftfuktighet och temperatur (inom ett snävt intervall) trots den stora värmemängd som kontinuerligt avges av enheter i drift dygnet runt.

Ja, det finns ytterligare ett krav som måste nämnas – precisionskonditioneringsaggregat måste kunna snabbt aktivera reservenheten om huvudenheten går sönder.

Det vill säga, även vid force majeure-situationer garanteras en konstant temperatur- och luftfuktighetsregim. Dessutom utformas vanligtvis ett klimatiseringsprojekt för servrar med hänsyn till extra kapacitet.

Fördelar med att använda enheterna

Användningen av precisionssystem på olika tekniska anläggningar beror på behovet av att kompensera betydande specifika värmeöverskott som avges av teknisk utrustning som är känslig även för de minsta förändringar i temperatur och luftfuktighetsregim.

Det vill säga, ju större avvikelse rumstemperaturen har från optimala värden, desto mer förkortas livslängden för den dyra utrustningen.

Trots att precisionskonditioneringsaggregaten utmärker sig med hög tillförlitlighet används flera enheter för att säkerställa en konstant miljö – detta eliminerar risken för att hela systemet slås ut.

Att inte åtgärda ett fel i klimatstyrningssystemet inom kort tid kan leda till att utrustning som genererar betydande värmetillförsel går sönder.

Till exempel, vid överhettning av teknisk utrustning i en telefonväxelhall, samt vid en oacceptabel avvikelse från optimal luftfuktighet, är sannolikheten för utrustningshaveri ganska hög.

Precisionskonditioneringsaggregat kompenserar effektivt betydande specifika värmeöverskott och gör det möjligt att upprätthålla nödvändiga parametrar för temperatur- och luftfuktighetsregimen i rummet.

Användningsområden för utrustningen

Användningen av dessa enheter för att säkerställa problemfri och oavbruten drift av teknisk utrustning blir aktuell inom följande områden:

1. Fast telefoni – telefonväxlar samt teknikrum.
2. Mobil telefoni – telekommunikationsnoder, det vill säga switchar och gatewayer.
3. Basstationer och utomhusstationer som är placerade i byggnader eller containrar.
4. Faktureringscenter.
5. IT-sektorn – serverrum och teknikrum samt datorsalar och datacenter.

På senare tid använder även läkemedelsföretag precisionskonditioneringsaggregat – i de rum där dyr diagnostikutrustning finns installerad. Likaså i moderna laboratorier avsedda för forskning med reagenser som är särskilt känsliga för yttre miljöförhållanden. Eller – med mikroorganismkolonier.

Högprecision, ren produktion – branschen omfattar mikroelektronik, läkemedel och rymdindustri, och klarar sig inte utan precisionsklimatanläggningar.

Mångfalden av modeller av precisionsklimatanläggningar gör det möjligt att välja det optimala alternativet – beroende på kraven i SN 512-78 och rummets syfte, där klimatförhållandena ska upprätthållas.

Men det är inte allt – i vissa museer, bibliotek och andra platser för kulturell fritid, där särskilt värdefulla utställningsföremål förvaras, används också precisionsklimatanläggningar.

Självklart används billigare modeller där, eftersom det inte är nödvändigt att följa temperatur- och luftfuktighetsförhållanden så strikt, men ändå.

Konstruktion av en precisionskonditionering

Precisionen och tillförlitligheten hos aggregatet förklarar dess komplexa konstruktion. Dessutom kan den variera beroende på modell.

Följande är obligatoriskt:

1. En inomhusenhet, vanligtvis av skåptyp.
2. En utomhusenhet eller utomhusdel.

I den första utförs förberedande luftbehandling omedelbart innan den tillförs rummet.

I den andra kan det finnas: en luftkondensor eller en vätskekylare, om konditioneringsaggregatet drivs med kallt vatten från en kylmaskin, eller för en vätskekondensor placerad i inomhusenheten.

Precisionsklimatanläggningens konstruktion och schematisk bild av dess funktionsmekanism. Oavsett modellens komplexitet, förekommer denna mekanism.

Schemat ovan är extremt förenklat. Det visar arbetsprincipen i grova drag.

Observera att förutom alla nämnda delar innehåller inomhusenheten hos en precisionsklimatanläggning följande komponenter:

• kompressor;
• förångare;
• strypventil;
• filterkomponenter;
• extra apparater som använder elektricitet för uppvärmning;
• luftfuktare, vid behov;
• luftfläktar;
• armatur – både avstängnings- och regleringsventiler.

Förekomsten av alla andra element bestäms av den specifika modellen och kraven som ställs på den och på rummet där enheten ska arbeta. Med andra ord är de en varierande komponent.

Funktionsmekanism för enheten

Grundprincipen för denna enhet kan förklaras så här: först komprimeras det gasformiga köldmediet i kompressorn. Därefter kommer köldmediet in i kondensorn. Där kondenserar det – processen möjliggör bortledning av värme från kylmediet.

I nästa steg passerar köldmediet, som befinner sig i flytande aggregationstillstånd, genom en strypanordning. Detta leder till sänkning av temperaturen och trycket hos det flytande kylmediet.

Och i detta tillstånd kommer kylmediet in i förångaren. Där övergår det till gasform och återvänder till kompressorn.

Så luften som blåses genom förångaren tas från rummet där temperaturen och luftfuktigheten måste hållas inom ett snävt intervall.

Diagrammet visar flödena av varm och kall luft som ständigt passerar genom precisionskondensorn. Det visade schemat gäller för alla modeller.

När luften passerar genom förångaren kyls den och återförs till rummet i detta tillstånd. Arbetsschemat för precisionskondensorn visas ovan i illustrativ form.

Funktioner hos den interna enheten

De bestäms av den specifika modellens avsedda användning. Det är logiskt att anta att antalet funktioner avgör enhetens möjliga användningsområden:

• endast kylning;
• kylning och elektrisk uppvärmning med möjlighet att reglera temperatur;
• kylning och fuktökning.

Det mest avancerade alternativet är en kombination av kylning, fuktökning och elektrisk uppvärmning.

Det kan också hända att en viss modell tillverkas på beställning av fabriken, och den utrustas med funktioner som inte ingick i originalkonfigurationen.

Ständig bortföring av varm luft och oavbruten tillförsel av kall luft – så beskrivs precisionskondensorns drift. Samtidigt finns det många varianter för lufttillförsel.

Inomhusenheter kan skilja sig åt i hur de tar in och tillför luft till rummet. Till exempel kan luftintaget ske på framsidan och tillförseln upptill. Den sker via en kanal mellan det falska och det riktiga taket –.

Det finns andra alternativ:

1. Luftintag på framsidan kombineras med tillförsel upptill, direkt in i rummet.
2. Luftintag upptill sker via en kanal mellan taket (falskt och riktigt). Tillförsel sker från nedre delen.
3. Luftintag sker upptill direkt från rummet, och tillförsel under det falska golvet sker från nedre delen.
4. Luftintag bakifrån och under det falska golvet från nedre delen, och tillförsel sker upptill via en kanal mellan det falska och det riktiga taket –.

Det kan också hända att luftintag sker under det falska taket från nedre delen och bakifrån. Tillförsel sker direkt in i rummet, upptill.

Den komplexa konstruktionen av en precisionskondensor förklaras av precisionen och vikten av de funktioner den utför. I diagrammet syns alla dessa egenskaper tydligt.

En sådan funktionsvariation förklarar de breda möjligheterna hos precisionskonditioneringsaggregat.

Strukturen och mekanismen för den valda modellen kan individuellt anpassas efter rummets särdrag där den planeras att användas.

Klassificering av precisionskonditioneringar

Beroende på konstruktionen av inomhusenheterna klassificeras precisionskonditioneringsaggregat i följande typer:

• takmonterade;
• skåpmonterade precisionskonditioneringsaggregat;
• mellanradsaggregat.

Beroende på metod för kondensorkylning finns de med luft- eller vätskekylning. Med utgångspunkt från den använda värmebäraren – vatten eller etylenglykol.

Var och en av ovanstående kategorier har sina egenskaper, fördelar och nackdelar som måste beaktas vid valet av ett system för temperatur- och luftfuktighetskontroll i rummet.

Freonbaserade precisionskonditioneringar

För telekommunikationsanläggningar finns freonbaserade monoblock och precisionsklimatkontrollsystem.

För större stationära anläggningar används skåpmonterade inomhusenheter och mellanradsaggregat.

Den klassiska och kapitalkostnadsmässigt mest ekonomiska lösningen för serverrum anses vara skåpmonterade aggregat utrustade med direktförångande förångare, även kända som freonbaserade.

Så här ser freonbaserade precisionskonditioneringsaggregat ut i genomskärning. Schemat visar samma enhet, men från olika sidor.

Olika utföranden är möjliga: med utomhuskondensor med luftkylning, med inbyggd vätskekyld kondensor, samt utrustade med torrkylare.

Liknande typer av kondensorer finns även för mellanradsaggregat med direkt förångning (kategorin kodas som DX).

Vätskebaserade precisionsenheter

Skåpmonterade precisionskonditioneringsaggregat utrustade med vätskevärmeväxlare används som efterreglerare i en kylmaskinsbaserad kylkrets.

I detta fall bestäms driftsäkerheten och kylningens temperaturregim av den antagna principiella kylförsörjningsschemat – schemat inkluderar förekomsten av kylmaskiner och pumpgrupper.

Startkapitalkostnaderna är 30-40% högre än kostnaderna för freonbaserade aggregat. Det bör noteras att genom optimering av kylförsörjningsschemat blir det möjligt att minska driftskostnaderna.

Precisionskonditionering med frikyla

Funktionsmekanismen för denna typ av aggregat baseras på användning av lägre utomhustemperaturer.

Fri kylning (på engelska – freecooling) kan enkelt realiseras i ett freonbaserat skåpmonterat precisionskonditioneringsaggregat med vätskekondensor och torrkylare.

Precisionskonditioneringsaggregat utrustad med fricooling – schema med 2 kretsar (röd markerar vätskekylaren, blå – innehållande etylenglykol)

En andra värmeväxlare (vätskekylare) och etylenglykol som fyller kretsen i torrkylaren kommer att behövas. När omgivningstemperaturen faller till beräknad nivå sker kylning genom drift av den andra kretsen – värmeväxlaren och kylaren.

Trots ökade initiala investeringar för inköp av extra utrustning kommer återbetalningstiden för dessa enheter att vara mindre än 2 år, och en mer exakt beräkning kan göras om man känner till lokala taxor.

Egenskaper hos redundanssystem

Precisionskonditioneringsaggregat för att möjliggöra redundans av kylfunktionen är utrustade med extra värmeväxlare – vätske- och köldmediebärare.

Huvudprincipen för detta system är inte bara enkel duplicering av kylsystem, utan tillämpning av kylsystem med olika funktionsprinciper.

Redundanssystemet gör det möjligt att avsevärt förbättra funktionsegenskaperna hos luftkonditioneringssystemet, vilket innebär att det kan installeras i nästan vilket rum som helst.

Med andra ord kombineras enheter med olika kylkällor i en och samma apparat.

Behovet av redundans och dess omfattning fastställs av regulatoriska krav enligt objektets feltoleransklass – bestäms av TIER.

Slutsatser och användbar video om ämnet

I videon – underhållsprocess av en tekniker på ett precisionskonditioneringsaggregat med steg-för-steg genomgång av alla funktioner och underhållskrav:

Ett precisionskonditioneringsaggregat gör det möjligt att hålla temperatur och luftfuktighet inom ett snävt intervall. Denna funktion är viktig i rum där utrustning som är känslig för minsta klimatförändringar finns och fungerar. Därför används precisionskonditioneringsaggregat i serverrum, datacenter och högteknologiska laboratorier.

Har du erfarenhet av denna utrustning, frågor om installation, val eller montering av precisionskonditioneringsaggregat? Har du problem med funktionen av precisionskonditioneringsaggregat, klagomål på tillverkare eller serviceföretag? I så fall, dela gärna med dig av en kommentar nedan – du kan vara säker på att din åsikt inte kommer att ignoreras.