Шкафные прецизионные кондиционеры: виды, мощность, преимущества

Виды оборудования

Прецизионный кондиционер представляет собой точную климатическую машину и подразделяется на несколько разновидностей, выделяемых по способу монтажа конструкции.

Моноблочный.
Шкафной.
Потолочный.

По типу охладительной системы прецизионные кондиционеры делят на воздушные, водяные, смешанные. Исходя из количества контуров, оборудование делят на одноконтурное и двухконтурное. В зависимости от модификаций режимной работы конструкций, выделяют:

снижение температуры + охлаждение;
снижение температуры + увлажнение;
снижение температуры + обогрев;
снижение температуры + обогрев + увлажнение.

Одноблочные представители прецизионных кондиционеров отлично подойдут для регулировки необходимых климатических условий в малогабаритных помещениях. Конструкция включает в себя теплообменники, конденсаторы, атмометр, воздухофильтр, компрессор. По мощности одноблочный прецизионный кондиционер редко тянет больше 20 кВт. В таких конструкциях обычно есть функция смены направления воздушного потока.

В малогабаритных помещениях можно регулировать микроклимат при помощи потолочных систем. Мощность их может составлять от 3 до 20 кВт. Их главным преимуществом являются компактные размеры и низкий уровень шума. Обычно управляют ими посредством диспетчерских центров.

Для регуляции теплообмена в габаритных залах используются конструкции шкафного типа. Мощность их составляет 100 кВт. Оборудование является одномодульным или двухмодульным сооружением. Во внутренней части находятся все компоненты охлаждающего воздушные массы контура, электрозапчасти и автоматизированные элементы. Внешний модуль может являться выносным теплообменником или чиллером (устройство для охлаждения жидкостей). Такие агрегаты работают с очень высокой точностью, создают минимум шума.

Принцип работы

Схема работы прецизионных кондиционеров зависят в большей степени от типа охладительной системы и числа контуров. Структура, работающая только на снижение температуры воздуха, функционирует по типу обычной схемы с охлаждающей цикличностью. Она имеет сходство с рабочим процессом стандартной сплит-системы, характерной для всех кондиционеров. Находясь под давлением воздуха, фреон начинает сжиматься, продвигается в воздухоконденсатор, где преобразуется в жидкость. Затем он просачивается сквозь вентиль, осуществляющий терморегуляцию, где его температура снижается. Из ТРВ фреон поступает в атмометр, уже в своем первоначальном газообразном виде, а после возвращается вновь в воздушный компрессор.

Схема работы прецизионного кондиционера с мобильным воздухоконденсатором схожа с функционированием приспособления с драй-кулером. Отличие лишь в схеме сброса тепла. Нагретый воздух выходит не сквозь кулер, а попадает в воду. Фреоново-водяной атмометр вмонтирован в тепловой модуль. Далее к нему подсоединяется трубка водного насоса.

Прецизионные кондиционеры на двойном контуре работают по другой схеме. Воздушные потоки от сервера просачиваются в атмометр во внутреннем модуле, где охлаждаются. Из него воздушные потоки выталкиваются в помещение. Так происходит кондиционирование. Теплые потоки затягиваются в воздухоконденсатор, встраиваемый во внутренний модуль, который охлаждается жидкостью. Уже отсюда тепло выводится в атмосферу посредством драйкулера.

Устройство прецизионного кондиционера

Комплектация прецизионных кондиционеров

При подборе и заказе прецизионных кондиционеров следует уделить повышенное внимание их комплектации. Для шкафных кондиционеров с нижним выдувом необходима рама с антивибрационным основанием, высота которой соответствует высоте фальшпола (впрочем, высота рамы регулируется с помощью ножек)

Для шкафных кондиционеров с нижним выдувом необходима рама с антивибрационным основанием, высота которой соответствует высоте фальшпола (впрочем, высота рамы регулируется с помощью ножек).

Поскольку в ЦОД нормируется не только температура воздуха, но и влажность, обязательным является наличие пароувлажнителя. Справедливости ради отметим, что пароувлажнитель необязательно предусматривать в каждом кондиционере — достаточно одного или нескольких устройств на каждый машинный зал в зависимости от его площади.

Параметры секции фильтрации зависят от многих факторов. Наиболее часто встречающийся вариант — применение фильтра класса очистки G4. На некоторых объектах требуется более тонкая очистка и предусматривают двухступенчатую фильтрацию воздуха G4+F7.

Еще один вид дополнительного оборудования — микропроцессоры и дисплеи. Микропроцессор должен быть включен в любой кондиционер, но центральный микропроцессор предусмотрен один на машинный зал. Дисплей также необходим как минимум один на машинный зал, однако для удобства может быть предусмотрен и в каждом кондиционере — это вопрос бюджета.

В некоторых случаях требуется выносной графический дисплей. Он может пригодиться для удаленного мониторинга. Кроме того, он необходим для таких кондиционеров, как прецизионные сплит-системы, поскольку зачастую к ним нет постоянного доступа в процессе эксплуатации.

Как правило, обязательными являются датчики утечки воды и воздушные заслонки с электроприводом. Для взаимосвязи нескольких кондиционеров могут потребоваться сетевой адаптер и специальный информационный кабель. Более подробный перечень дополнительного и базового оборудования, входящего в комплектацию кондиционера, следует уточнять у производителя.

Принцип работы прецизионного кондиционера

Основным элементом, обеспечивающим понижение температуры, является холодильный агент, который закачивают в устройство в газообразном состоянии. Чтобы лучше понять работу прецизионного кондиционера, следует разобрать последовательность охлаждения воздушного потока.

На первом рабочем этапе холодильный агент поступает в секцию, где сжимается компрессором до определённого объёма.
Затем данное вещество попадает в конденсатор, где происходит отведение излишнего тепла. При удалении тепла, холодильный агент из газообразного состояния переходит в жидкое. Следует напомнить, что в некоторых устройствах конденсатор выносится как отдельный блок.
После конденсатора, холодильный агент в жидком состоянии попадает в дроссельный узел, где и происходит понижение его температуры. Помимо этого, также падает и давление жидкости, для более удобной её транспортировки по системе.
На окончательном этапе, жидкий холодильный агент попадает в испаритель, где заново преобразуется в газообразное состояние.

Схема функционирования устройства

Как же происходит охлаждение воздуха в помещении? Достаточно просто: воздух, с помощью вентилятора, забирается из помещения, а далее проходит через испаритель, в котором и происходит его падение температуры. После охлаждения, воздушный поток заново транспортируется в комнату внешним вентилятором.

Конечно, с увеличением функционала, возрастает необходимость и в установке дополнительных частей системы, таких как нагревательные элементы, увлажнители воздуха, фильтрующие устройства и т.д. Помимо вышеперечисленных узлов, в кондиционере также предусмотрен блок автоматического управления и регулировки температурного уровня воздушного потока, запорная арматура, вентилирующие устройства.

Задачи прецизионных кондиционеров

Основная задача прецизионного оборудования – это точное поддержание параметров микроклимата в помещении. Современные прецизионные кондиционеры могут обеспечить соблюдение следующих параметров:

точность поддержания температуры (+/- 0,5 °С);
точность поддержания влажности (+/- 2%);
возможность работы в широком диапазоне температур наружного воздуха от — 50 °С до + 45 °С;
схема работы 24 х 7 х 365, что означает работу 24 часа в сутки, 7 дней в неделю и 365 дней в году вне зависимости от внешних климатических условий;
полная совместимость с системами диспетчеризации зданий.

Прецизионный кондиционер – это парокомпрессионная холодильная установка, работающая по обратному холодильному циклу (циклу Карно), в котором работа сжатия превышает работу расширения и за счет подведенной работы теплота передается от холодного источника к горячему. Основные элементы холодильного контура: компрессор, конденсатор, регулятор потока хладагента, испаритель и рабочее тело — хладагент (ГОСТ 29265—91 (ИСО 817—74)) – это все, чем похож прецизионный кондиционер на кондиционеры, бытового, полупромышленного или промышленного назначения. Прецизионные кондиционеры имеют множество исполнений и модификаций.

Сравнение промышленных кондиционеров

Тип системы	Центральные и крышные кондиционеры	Системы чиллер – фанкойл	Мультизональные VRV и VRF системы
Области применения	Торгово-развлекательные центры, спортивные комплексы, театры и концертные залы, кинотеатры, рестораны и кафе, офисы open space.	Административные и офисные здания, гостиницы, торговые центры	Здания с высокими требованиями по комфортности помещений: гостиницы, офисы класса А, элитные коттеджи и т.п.
Вентиляция	Присутствует без дополнительных затрат. Соотношение наружного и внутреннего воздуха регулируется в смесительной камере.	Отсутствует. Требуются дополнительные затраты. Для вентиляции обычно используется центральный кондиционер, охлаждаемый от чиллера.	Отсутствует. Требуются дополнительные затраты. Обычно используется отдельная система вентиляции, либо внутренние блоки с возможностью вентиляции, например, канального типа.
Стоимость	Низкая – от 1800 р /кв.м.	Средняя – от 2700 р /кв.м.	Высокая – от 4000 р /кв.м.
Энерго-потребление	Высокое – около 80 Вт/кв.м	Среднее – около 60 Вт/кв.м	Низкое – около 35 Вт/кв.м (без компенсации теплопритоков от системы вентиляции)
Комплектация	Используется преимущественно оборудование одного производителя.	Используется одновременно оборудование разных производителей, большое количество дополнительного оборудования — насосы, теплообменники, аккумуляторные баки, запорные и регулирующие вентили.	Используется преимущественно оборудование одного производителя.
Проектирование	Выполняется специалистами высокой квалификации.	Выполняется специалистами высокой квалификации.	Возможно выполнить специалистам с минимальной подготовкой.
Монтаж	Монтажные работы трудоемкие и требуют больших затрат времени	Монтажные работы трудоемкие и требуют больших затрат времени	Монтажные работы достаточно просты и выполняются быстро.
Площадь под оборудование	Необходимо место для установки наружного блока (чиллера, компрессорно-конденсаторного блока или крышного кондиционера), центрального кондиционера, а также для прокладки магистральных воздуховодов большого сечения.	Необходимо место для установки чиллера, конденсатора, гидромодуля.	Необходимо место для установки наружных блоков.
Обслуживание	Необходимо регулярное обслуживание.	Необходимо регулярное обслуживание.	Не требует частого обслуживания.
Режим работы	Режим работы системы определяется централизованно.	Режим работы определяется как централизованно, так и индивидуально.	Режим работы определяется индивидуально.

Ведущие производители систем кондиционирования:

Системы кондиционирования Daikin
Кондиционеры Mitsubishi Electric и Mitsubishi Heavy

Применение

Мощные, энергоэффективные промышленные кондиционеры с возможностями гибкой настройки успешно применяются для создания комфортного микроклимата в больших зданиях. Их устанавливают для очистки и охлаждения воздуха в помещениях, вентиляции объектов разного назначения:

цехов и складов;
стадионов, спорткомплексов, спортзалов и концертных залов;
торгово-развлекательных центров, магазинов;
крупных кафе и ресторанов;
учебных заведений;
больниц и поликлиник.

Промышленные кондиционеры обеспечивают максимальную энергоэффективность и объединяют в себе системы вентиляции, очистки и увлажнения/осушения воздуха. Наружное размещение компрессоров позволяет добиться низкого уровня шума при высокой производительности.

Кондиционеры для промышленного применения выбирают исходя из пяти главных параметров:

производительность;
энергоэффективность;
удобство управления;
простота обслуживания;
долговечность.

В частных домах и больших квартирах их редко используют, зачастую обходятся традиционными бытовыми или полупромышленными кондиционерами. Которые, в свою очередь, способны поддерживать комфортный микроклимат в каждой комнате независимо от погодных условий на улице и температурных режимов в соседних помещениях.

Крышные промышленные кондиционеры

Крышные получили свое название по месту установки. Их обычно монтируют на крышах торговых комплексов, концертных залов, спортивных сооружений. Такие системы можно оборудовать дополнительно рекуператором и системой подогрева. Мощность их обычно колеблется в диапазоне от 8 до 140 киловатт.

Шкафные промышленные кондиционеры

Шкафные кондиционеры устанавливают напольным способом. В последнее время в практику, кроме моноблочных, входят также шкафные кондиционирующие установки с конденсатором, смонтированным извне конструкции. В это случаи их можно отнести к классу промышленные сплит-системы.

Прецизионные промышленные кондиционеры

Промышленное климатическое оборудование данного типа фактически является подвидом шкафных систем.

В дополнение к общим функциям такой аппарат может поддерживать в помещении кроме нужной температуры еще и требуемую влажность. Их чаще всего используют для оборудования цехов высокоточного производства, а также помещений, где необходимо поддерживать сверхточные температурные параметры.

Можно выбрать аппарат холодопроизводительностью от 5 до 100 кВт.

Следует заметить, что данный вид оборудования может быть как в моноблочном исполнении, так и в исполнении сплит.

Очень важно правильно подобрать оборудование, чтобы оно соответствовало и размерам помещения, и поставленным задачам. Если вам требуется установить в помещениях большого здания разный температурный режим, потребуется мультизональный кондиционер

Если вам требуется установить в помещениях большого здания разный температурный режим, потребуется мультизональный кондиционер.

В ситуациях, когда температура поддерживается с точностью до десятых долей градуса, лучшим решением будет кондиционер прецизионный.

Если речь идет о контроле климата в торговом моле, то можно установить крышный кондиционер.

В любом случае, для правильного подбора кондиционера необходимы специальные знания и опыт.

Если будет установлен слишком мощный аппарат, то в результате получится неоправданный перерасход электроэнергии, сквозняки, перепады температуры. Если же мощности будет недостаточно, то аппарат просто не справится со своей задачей, будет работать в ненормальном режиме и его срок службы значительно сократиться.

Разновидности прецизионных кондиционеров

Помимо приточного клапана и рекуператора в состав кондиционера прецизионного типа входят следующие узлы:

Блок «охлаждения» воздуха, состоящий из решетки испарителя, конденсатора, компрессора и трубопровода.
Система фильтров, сквозь которую прогоняют приточный воздух.
Блок «осушения» или увлажнения приточного потока, прошедшего фильтрацию.
Турбина, обеспечивающая требуемую скорость приточного потока.
Система воздуховодов канального типа, распределяющее приточный воздух по всему помещению, исключая образование «горячих» зон.

Различные комбинации вышеуказанных узлов при компоновке конструкционной схемы кондиционера позволяют выделить из сортамента климатических систем прецизионного типа следующие разновидности агрегатов:

Внутренние кондиционеры, блок охлаждения которых монтируется только внутри помещения. То есть испаритель, компрессор и конденсатор находятся в одном корпусе.
Сплит системы – эти кондиционеры состоят из внешнего и внутреннего блоков охлаждения. Причем во внешнем корпусе находится конденсатор и компрессор, а во внутреннем – решетка испарителя и турбина.
Прецизионные установки канального типа, использующие для подачи приточного воздуха сеть разветвленных воздуховодов, отводимых от внутреннего блока. При этом решетка испарителя и турбина находятся в скрытом месте – под потолком или в нише.
Кондиционеры с классической схемой подачи воздуха, предполагающей трансляцию приточного потока прямо из внутреннего блока, посредством диффузора с управляемой шторкой, меняющей угол наклона.
Системы принудительного типа, забирающие воздух посредством механического побуждения в приточном клапане.
Системы принудительно-естественного типа – так называемые: «Free Cooling кондиционеры», которые могут и «затягивать» поток, и поглощать его, опираясь на естественную циркуляцию воздушных масс. Причем в режим Free Cooling кондиционер переходит путем смещения заслонки у приточного клапана.

Словом, сортамент таких климатических установок более чем разнообразен. И такое обилие конструкционных схем сулит прецизионным кондиционерам множество положительных качеств.

Достоинства и недостатки прецизионных кондиционеров

Среди обширного перечня достоинств подобных систем в первую очередь можно выделить следующие качества:

Способность корректировать температуру с погрешностью в 0,5 градуса Цельсия. Причем микроклимат помещения будет удерживаться в заданном состоянии до пересмотра температурного режима.
Способность работать в режиме «24 часа в сутки» в течение долгих лет. При этом срок эксплуатации системы, в среднем, равен 15-18 годам беспрерывной работы.
Способность черпать приточный воздух при «забортной» температуре от -50 до 50 градусов Цельсия. Разумеется, холодный поток будет разогреваться, а теплый – охлаждаться.
Полная автоматизация процесса, основанная на отслеживании и корректировке объемов притока, температуры и влажности воздуха в помещении.

Ну а недостатков у таких систем всего три – высокая цена установки и не менее дорогой монтаж прецизионных кондиционеров с очень недешевым сервисом. Впрочем, собственники таких установок знают что покупают. Ведь они нуждаются в особых условиях, а индивидуальные решения всегда стоят недешево. Кроме того, мощный кондиционер прецизионного типа занимает много места даже в случае раздельного монтажа испарителя и конденсатора.

В итоге такие кондиционеры чаще всего встречаются не в домах или офисах, а в серверных центрах крупных компаний, в операционных, ожоговых отделениях, сборочных цехах производителей точной электроники и прочих местах, владельцев которых не отпугнет высокая цена прецизионных кондиционеров – от 30 до 50 тысяч долларов США. Именно столько, например, стоит установка MITSUBISHI ELECTRIC PFD-P500VM-E, генерирующая тепловую мощность до 63 кВт и обслуживающая площадь до 500 квадратных метров с производительностью 19,2 тысячи м3/час.

Схема монтажа и установка прецизионного кондиционера

Установить прецизионный кондиционер при желании можно своими силами без привлечения специалистов. В процессе нужно учитывать в первую очередь тип оборудования:

Моноблочные агрегаты устанавливают внутри помещения или снаружи. В первом случае требуется монтаж воздуховодов, но при этом не вызывает сложностей обслуживание оборудования. Во второй ситуации кондиционер сложнее чистить. Но зато доступ воздуха к устройству намного лучше.
Потолочные агрегаты располагают по центру помещения на обычном или подвесном потолке. Воздуховоды обычно соединяют с вентиляцией или монтируют в виде отдельных каналов. Холодные или теплые потоки равномерно расходятся по всему помещению.
Шкафные прецизионные кондиционеры чаще всего устанавливают с использованием фальшпола. При работе агрегат забирает теплый воздух, охлаждает его и выводит в нижнюю часть помещения. По комнате холодные потоки расходятся через вентиляционные решетки в фальшполе.

Подробный алгоритм монтажа оборудования зависит от многих нюансов

Принимать во внимание нужно особенности комнаты, размеры агрегата и метод подачи воздуха, мощность устройства. Но общая схема установки прецизионного кондиционера выглядит так:

Для агрегата выбирают подходящее место. В процессе нужно учесть расположение источников тепла и окружающих предметов в помещении, просчитать допустимую длину коммуникаций и перепады высот между отдельными блоками установки. На фасаде здания закрепляют внешний модуль. Расположить его необходимо так, чтобы оставить доступ к блоку для проведения обслуживания

При монтаже модуля нужно принять во внимание вибрации при работе и позаботиться о прочности креплений.
В помещении устанавливают внутренний блок. Он должен находиться на некотором расстоянии от предметов и источников тепла, иначе не удастся обеспечить качественную циркуляцию воздуха

Устанавливать блок можно под легким наклоном, но не более 5%. В стене просверливают отверстия для электрических кабелей, дренажного шланга и фреоновой трассы. Все коммуникации тщательно изолируют и герметизируют, а затем убирают в специальные трубы и протаскивают через подготовленные каналы. При необходимости на магистрали устанавливают петли-ловушки, снижающие нагрузку на компрессор при перепадах высоты больше допустимой нормы.

После полного монтажа прецизионного кондиционера проводят его подключение согласно электрическим схемам. Последние указаны в техпаспорте, также они могут быть нанесены непосредственно на блоках агрегата. После выполнения подключения проводят пробный запуск системы охлаждения и проверяют ее в действии.

Перед окончательным запуском охладительной системы нужно задать точные параметры ее работы

Типы прецизионных кондиционеров

Существуют одноконтурные и двухконтурные промышленные кондиционеры. Вторые отличаются высокой надежностью и производительностью. Но их стоимость выше обычных.

По исполнению прецизионный кондиционер может быть:

Моноблочным;
Потолочным;
Шкафным.

В моноблоке установлены все основные элементы (о ни читайте ниже). Обычно такие модели имеют небольшую мощность. Они предназначены для охлаждения или обогрева помещений малого объема. Чаще всего они монтируются снаружи здания.

Потолочные варианты устанавливаются под потолком. Забор горячего воздуха происходит в верхней части. Холодный воздух подается снизу. Преимущество таких моделей – равномерное кондиционирование помещений большой площади.

Шкафные прецизионные кондиционеры выглядят в виде большого блока (см. фото). В одном блоке могут быть собраны от одного до трех отдельных установок, работающих параллельно. Шкафные модели имеют наибольшую мощность. Некоторые промышленные кондиционеры, изготовленные по индивидуальному заказу, способны обеспечить более 100 кВт холода или тепла.

Открытый шкафный прецизионный кондиционер с тремя установками.