CC BY
9УДК 697.9
Чичьянц А.Е.
студент-магистр, кафедра теплогазоснабжения и вентиляции, факультет инженерной экологии и городского хозяйства.
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет (Россия, г. Санкт-Петербург)
ПРИНЦИП РАБОТЫ ПРЕЦИЗИОННЫХ КОНДИЦИОНЕРОВ
Аннотация: в статье рассмотрены принцип работы прецизионного кондиционера, типы прецизионных кондиционеров, их преимущества и недостатки.
Ключевые слова: БаХа-центр, серверная, прецизионный кондиционер, охлаждение
Прецизионные кондиционеры предназначены для строгого соблюдения климатического режима в помещениях, где это необходимо. Они обладают рядом преимуществ по сравнению со сплит-системами, таких как круглосуточная и бесперебойная работа на протяжении долгого времени, точная поддержка температуры и влажности, возможность работы с приточным воздухом из внешней среды и очистка воздуха от пыли и бактерий.
Где применяются прецизионные кондиционеры?
Прецизионные кондиционеры часто используются в помещениях с электронной и точной аппаратурой, таких как АТС-станции, дата-центры, серверные и компьютерные комнаты и лаборатории. Они обеспечивают сохранность оборудования в рабочем состоянии, так как повышенная температура помещения может привести к ускоренному износу техники и поломкам.
Одна из ключевых функций прецизионных кондиционеров -предотвращение смешивания воздушных масс, что делает их наиболее оптимальными для использования в серверных кабинетах.
Подобное оборудование имеет долгий срок службы и может уменьшить затраты на эксплуатацию благодаря фильтрам воздухоочистки.
Принцип работы прецизионного кондиционера
Рис.1 - Схема работы прецизионного кондиционера
В отличие от классических шкафных устройств, которые обеспечивают только охлаждение, прецизионные кондиционеры имеют несколько принципов работы в зависимости от типа охладительной системы и числа контуров.
Устройства с воздушной охладительной системой отличаются от других схемой холодильного цикла, которая напоминает работу стандартной сплит-системы. Фреон сжимается под давлением и проникает в конденсатор, где превращается в жидкость и проходит через терморегулирующий вентиль, где его температура снижается. Затем фреон проникает в испаритель, где снова
превращается в газ и возвращается в компрессор. Воздух охлаждается, когда проникает в испаритель и выходит наружу. Нагревшийся конденсатор охлаждается вентилятором.
В отличие от сплит-систем, эти устройства имеют больше вариаций направления воздушных потоков.
Рис. 2 - Нагнетание вверх и вперед
Рис. 3 - Нагнетание вниз и вперед
Принцип работы и кондиционирование в устройствах прецизионного типа похож на функционирование оборудования на драйкулере. Отличие состоит в том, что теплый поток сбрасывается не с помощью вентилятора, а в воду. Внутри блока устанавливается фреоно-водяной теплообменник, к которому подключается драйкулер и насос для работы с водой. Тепловой поток передается через теплообменник, а сброс в атмосферу осуществляется с помощью вентилятора внешнего блока.
Рис. 4 - Прецизионный кондиционер на водяном охлаждении.
Если прибор работает на водяном охлаждении, то скорее всего он имеет чиллер. Внутри прибора воздух проходит через хладоноситель, который понижает свою температуру и таким образом охлаждает воздух.
Рис. 5 - Передача теплового потока через теплоообменник
Система кондиционирования с двойным контуром функционирует несколько иначе. Воздушный поток переходит от серверных блоков прямо в испаритель, где проходит процедуру охлаждения и затем поступает в помещение. Тепло подается в конденсатор, который находится во внутреннем блоке (где происходит регулярное охлаждение с помощью воды), а затем поступает в водяной контур и выводится драйкулером во внешнюю среду.
Как происходит подача и забор воздуха
Аппарат может забирать и подавать воздух по разным схемам: забор снизу и подача сверху, забор сверху и подача снизу или забор с фронтальной стороны и подача сверху. Если воздух выходит сверху, то он прогоняется в соответствующем отсеке прибора, а если выход расположен снизу, то он располагается дополнительно в воздухораспределительном блоке.
Типы прецизионных кондиционеров
Климатические устройства прецизионного типа состоят из моноблочных систем, которые делятся на категории: оборудование для наружной установки располагается на внешней стороне стены здания и обрабатываемый воздух проходит через отводы в отверстиях стены, а воздушная масса из помещения проходит через сборники воздуха. Устройства для внутреннего монтажа располагается непосредственно в помещении, но его конденсат необходимо регулярно охлаждать с помощью воздушных потоков из внешней среды или другими способами.
Рис. 6 - Устройство внутреннего и наружного блока
Прецизионный кондиционер может быть снабжен двумя теплообменниками и двумя хладоносителями.
Все модели отличаются друг от друга по видам внутренних и внешних блоков.
Оборудование с внешним блоком может быть шкафным, потолочным, межрядным или другого типа. Внешний блок может быть снабжен системой охлаждения на воде или воздухе или фрикулингом.
Некоторые устройства также имеют дополнительное оснащение, такое как увлажнители, подставки под фальшполы, комплект для холодного времени года, систему отвода прохладного воздуха и другие комплектации.
Существуют два типа прецизионных кондиционеров: с воздушным охлаждением конденсатора и с водяной системой охлаждения.
Аппараты с воздушной системой охлаждения имеют преимущества, такие как широкий диапазон выдерживаемой мощности и легкость установки, а также возможность установки в помещении с электронными устройствами. Однако у них есть недостатки, такие как ограничения на расстояние и перепады между внутренним и внешним блоком из-за фреоновых линий и возможное ухудшение работы системы при неграмотном составлении проекта.
Кондиционеры с водяным контуром имеют преимущество в виде минимальной зависимости от внешних температур, но также имеют недостатки, такие как наличие водных труб в помещении и необходимость монтажа дополнительных циркуляционного насоса, датчиков и т.д.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Чернов А.Н., Агапитов Е.Б. Методика размещения кондиционеров в центрах обработки данных для обеспечения эффективного охлаждения ИТ оборудования. // Журнал Естественные и технические науки. Строительство и архитектура. - 2011. - No6. - С.611-613
2. Основы расчета тепловоздушного режима производственных помещений с механической вентиляцией: автореферат дис. ... доктора технических наук: 05.23.03 / Позин Гари Моисеевич. - СПб., 1991. - 52 c.
3. ASHRAE TC 9.9. 2011. Thermal Guidelines for Data Processing Environments - Expanded Data Center Classes and Usage Guidance. - American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, 2011. - 45 p.
4. TIA-942. Телекоммуникационная инфраструктура ЦОД. — Введ. 2005-0201. — США: Ассоциация изготовителей оборудования для передачи данных, 2005. — 151 с.
5. СТО НОСТРОЙ 2.15.177-2015. Инженерные сети зданий и сооружений внутренние. Устройство систем вентиляции и кондиционирования серверных помещений. Правила, контроль выполнения, требования к результатам работ. -Издание официальное. - М.: Издательство «БСТ», 2017. - 53 с.
Chichyants A.E.
St. Petersburg State Architectural and Construction University
(Russia, St. Petersburg)
OPERATION PRINCIPLE OF PRECISION CONDITIONERS
Abstract: the article discusses the principle of operation of a precision air conditioner, the types of precision air conditioners, their advantages and disadvantages.
Keywords: Data center, server room, precision air conditioning, cooling.
