Što je precizni klima-uređaj: klasifikacija uređaja i princip rada agregata

Mislite li da se u poslužiteljskim sobama i podatkovnim centrima, kao i u drugim prostorijama gdje je smješten ogroman broj računala i ostale opreme koja intenzivno odaje toplinu, za održavanje stalne temperature i vlage mogu koristiti obični kućanski klimatizacijski uređaji?

U prostorijama takve namjene temperatura, vlaga i mnogi drugi parametri moraju se održavati u vrlo uskom rasponu, a obični sustavi klimatizacije, čak i oni najsnažniji, ne mogu se nositi s tim zadatkom. Stoga sve više postaje aktualna uporaba preciznih klimatizacijskih uređaja.

O tomo koje znacajke ima precizni klimatizacijski uređaj, što je to uopće, kako radi i koje vrste ovih uređaja postoje, bit će riječi u članku.

Znacajke preciznih klimatizacijskih uređaja

Precizni klimatizacijski uređaj ili samostalni klimatizacijski uređaj ormarićkog tipa je uređaj čijim korištenjem se u prostoriji mogu održavati niz parametara: temperatura, relati vna vlaga i pokretljivost zraka u uskom rasponu.

Naime:

• raspon dopuštene varijabilnosti temperature: ±1 °C. Pojedini modeli preciznih klimatizacijskih uređaja omogućuju još veće sužavanje varijabilnosti vrijednosti, do ±0,5 °C);
• raspon varijabilnosti vrijednosti vlage +5%;
• dopušten rad preciznog klimatizacijskog uređaja pri temperaturi okoline u rasponu od +50 °C do -60 °C.

Pritom toplinski dotok prelazi vrijednosti svojstvene glavnoj prostoriji za 5÷10 puta. Sukladno tom, stvara se vrlo visoko opterećenje na klimatizacijske uređaje.

Ali svejedno, raspon vrijednosti se održava. Uostalom, osim toga što se ova vrsta sustava klimatske kontrole odlikuje povećanom točnošću, prema opremi se postavlja i niz zahtjeva u pogledu pouzdanosti.

Čak i minuta bez klimatizacije može postati uzrok katastrofalnih posljedica. A, dakle, i materijalnih gubitaka.

Precizijski klima uređaji osiguravaju stabilnu vlažnost i temperaturu (i to u uskom rasponu), unatoč stalnom otpuštanju velike količine topline od strane uređaja koji rade 24 sata dnevno.

Da, postoji još jedan zahtjev koji se ne smije zanemariti – precizijski klima uređaji moraju imati mogućnost brzog pokretanja rezervne jedinice u slučaju kvara glavne.

To jest, čak i u slučaju više sile, osiguranje stalnosti temperaturnog i vlažnog režima bit će osigurano. Osim toga, projekt klimatizacije poslužiteljske sobe obično se izrađuje uzimajući u obzir dodatne kapacitete.

Prednosti korištenja uređaja

Korištenje precizijskih sustava na različitim tehnološkim objektima objšnjava se potrebom kompenzacije značajnih specifičnih toplinskih viškova koji se oslobđaju iz tehnološke opreme osjetljive čak i na najmanje promjene temperaturnog i vlaznog režima.

To jest, što je veće odstupanje temperature prostorije od optimalnih vrijednosti, to se više smanjuje radni vijek skupe opreme.

Unatoč tome što precizijske klima uređaje odlikuje povećana pouzdanost, za osiguranje stalnosti okoline koristi se nekoliko uređaja – to neutralizira opasnost od kvara cijelog sustava.

Neotklanjanje kvara sustava klimatske kontrole u kratkom roku može postati uzrok kvara opreme koja generira značajan dotok topline.

Na primjer, uz uvjet pregrijavanje tehnološke opreme u dvorani ATS-a, kao i pri nedopustivom odstupanju od optimalne vrijednosti relativne vlažnosti, vjerojatnost kvara opreme prilično je visoka.

Precizijski klima uređaji učinkovito kompenziraju značajne specifične toplinske viškove i omogućuju održavanje potrebnih parametara temperaturnog i vlažnog režima u prostoriji.

Područje primjene opreme

Korištenje ovih uređaja za osiguranje nesmetanog i besprijekornog rada tehnološke opreme postaje aktualno u sljedećim područjima:

1. Fiksna telefonija – stanice ATS-a, kao i aparaturne prosorije.
2. Mobilna telefonija – čvorovi telekomunikacija, misli se na sklopke i gatewaje.
3. Bazne i izdvojene stanice koje se nalaze u zgradama ili kontejnerima.
4. Billing centri.
5. Sektor IT – poslužiteljske i aparaturne sobe, kao i računalne dvorane i data centri.

U posljednje vrijeme precizijske klima uređaje koriste i farmaceutske tvrtke – u prostorima u kojima je instalirana skupa dijagnostička oprema. Također u suvremenim laboratorijima namijenjenim provođenju istraživanja s reaktivima, posebno osjetljivima na uvjete vanjke sredine. Ili, pak – s kolonijama mikroorganizama.

Visokoprecizna, čista proizvodnja – grana obuhvaća mikroelektroniku, farmaceutiku i svemirsku industriju, ne može bez preciznih klima-uređaja.

Raznolikost modela preciznih klime-uređaja omogućuje odabir optimalne varijante – ovisno o zahtjevima SN 512-78 i namjeni prostorije u kojoj će se održavati klimatski uvjeti.

Ali ni to nije sve – u nekim muzejima, knjižnicama i drugim mjestima kulturne zabave gdje se čuvaju posebno vrijedni eksponati, također se koriste precizni klima-uređaji.

Razumljivo je da se tamo koriste jeftiniji modeli, jer nema potrebe za tako strogim održavanjem temperature i vlažnosti, ali ipak.

Ustrojstvo preciznog klimatizacijskog uređaja

Točnost i pouzdanost agregata objašnjava njegovu složenu konstrukciju. Pritom se, ovisno o modelu, ona može razlikovati.

Obavezno je postojanje:

1. Unutarnje jedinice, u pravilu ormarićkog tipa.
2. Vanjske jedinice.

U prvom se obavlja prethodna priprema zraka neposredno prije njegova dovoda u prostoriju.

U drugom može biti smješten: zračni kondenzator ili tekućinski hladnjak, u slučaju da rad klima-uređaja koristi hladnu vodu iz chiller-a ili za kondenzator tekućina smješten u unutarnjoj jedinici.

Konstrukcija preciznog klima-uređaja i shematski prikaz njegovog mehanizma funkcioniranja. Bez obzira na složenost konstrukcije modela, taj mehanizam postoji.

Gore navedena shema krajnje je pojednostavljena. Ona prikazuje princip rada u općim crtama.

Uzmite u obzir da osim svih navedenih dijelova, unutarnja jedinica preciznog klima-uređaja uključuje sljedeće uređaje:

• kompresor;
• isparivač;
• prigušivač;
• filtracijski elementi;
• dodatni uređaji koji za grijanje koriste električnu energiju;
• ovlaživači zraka, po potrebi;
• zračni ventilatori;
• armatura – i zaporna i regulacijska.

Prisutnost svih ostalih elemenata određena je konkretnim modelom i zahtjevima koji se postavljaju pred njega i pred prostoriju u kojoj će uređaj raditi. Drugim riječima, oni su varijabilna komponenta.

Mehanizam funkcioniranja uređaja

Osnovni princip rada ovog uređaja može se objasniti ovako: najprije dolazi do sabijanja plinovitog rashladnog sredstva u kompresoru. Zatim rashladno sredstvo nakon toga dospijeva u kondenzator. Tamo se događa njegova kondenzacija – proces omogućuje odvođenje topline od rashladnog sredstva.

Sljedećom etapom ostvaruje se prolazak rashladnog sredstva koje se nalazi u tekućem agregatnom stanju kroz prigušivački uređaj. To dovodi do smanjenja vrijednosti temperature i tlaka tekućeg rashladnog sredstva.

I već u tom stanju rashladno sredstvo ulazi u isparivač. Tamo prelazi u plinovito stanje i ponovno se vraća u kompresor.

Dakle, zrak koji se propuhuje kroz isparivač uzima se iz prostorije u kojoj je potrebno održavati temperaturu i vlažnost u uskom rasponu vrijednosti.

Na shemi su prikazani tokovi vrućeg i hladnog zraka koji neprekidno prolaze kroz precizni klima uređaj. Prikazana shema vrijedi za sve modele.

Prolazeći kroz isparivač zrak se hladi i u takvom obliku ponovno ulazi u prostoriju. Shema rada preciznog klima uređaja u ilustrativnom obliku prikazana je gore.

Funkcije unutarnje jedinice

One se određuju namjenom konkretnog modela. Logično je pretpostaviti da broj funkcija određuje područje moguće primjene uređaja:

• isključivo hlađenje;
• hlađenje i električno dogrijavanje s mogućnošću regulacije temperaturnog režima;
• hlađenje i povećanje vlažnosti.

Najnaprednija inačica je kombinacija funkcije hlađenja, povećanja vlažnosti i električnog dogrijavanja.

Ponekad se određeni model proizvodi u tvornici po narudžbi, te se u njega ugrađuju funkcije koje nisu predviđene izvornom opremom.

Neprekidno odvođenje vrućeg zraka i neprestano osiguravanje dotoka hladnog – tako se karakterizira rad preciznog klima uređaja. Pritom postoji mnogo načina dovoda zračnih masa.

Unutarnje jedinice mogu se razlikovati po načinima uzimanja i dovoda zraka u prostoriju. Na primjer, uzimanje može biti s prednje strane, a dovod s gornje strane. On se odvija kroz zračni kanal smješten između spuštenog i glavnog stropa.

Postoje i druge inačice:

1. Uzimanje s prednje strane kombinira se s dovodom na gornjoj strani, izravno u prostoriju.
2. Na gornjoj strani uzimanje se odvija kroz zračni kanal smješten između stropova (spuštenog i glavnog). Dovod se, sukladno tome, odvija s donje strane.
3. Uzimanje se odvija na gornjoj strani izravno iz prostorije, a dovod ispod spuštenog poda odvija se s donje strane.
4. Uzimanje straga i ispod spuštenog poda s donje strane odvija se, a dovod se odvija na gornjoj strani kroz zračni kanal smješten između stropova – spuštenog i glavnog.

Ponekad se uzimanje odvija ispod spuštenog stropa s donje strane i straga. Dovod se odvija izravno u prostoriju, na gornjoj strani.

Složena konstrukcija preciznog klima uređaja objašnjava se preciznošću i važnošću funkcija koje obavlja. Na prikazanoj shemi dobro su vidljive sve te značajke.

Takva varijabilnost funkcija objašnjava široke mogućnosti precizijskih klima-uređaja.

Struktura i mehanizam odabranog modela mogu se pojedinačno «podesiti» prema značajkama prostorije u kojoj se planira koristiti.

Klasifikacija preciznih klimatizacijskih uređaja

Ovisno o konstrukciji unutarnjih jedinica, precizijski klima-uređaji klasificiraju se u sljedeće vrste:

• stropni;
• ormarski precizijski tipovi klima-uređaja;
• međuredni.

Ovisno o načinu hlađenja kondenzatora, oni mogu biti zračni i tekućinski. Uzimajući kao osnovu klasifikacije korišteni toplinski medij – vodu ili etilenglikol.

Svaka od gore navedenih kategorija ima svoje značajke, prednosti i nedostatke koje se moraju uzeti u obzir prilikom odabira sustava za kontrolu temperature i vlažnosti prostorije.

Freonski precizni klimatizacijski uređaji

Za telekomunikacijske objekte predviđeni su freonski monoblokovi i sustavi klimat-kontrole precizijskog tipa.

Za veće stacionarne objekte koriste se ormarske unutarnje jedinice i međuredni klima-uređaji.

Klasičnim i najekonomičnijim u pogledu kapitalnih troškova rješenjem za server-sobe smatraju se ormarski klima-uređaji opremljeni isparivačem izravnog vrenja, odnosno freonski.

Ovako izgledaju freonski precizijski klima-uređaji u presjeku. Na shemi je prikazan isti uređaj, samo iz različitih strana.

Moguće su različite izvedbe: s vanjskim kondenzatorom s hlađenjem zračnog tipa, s kondenzatorom s tekućinskim hlađenjem ugrađenog tipa, te opremljeni suhom rashladnom kulom.

Sličnim vrstama kondenzatora odlikuju se i međuredni klima-uređaji s izravnim isparavanjem (kategorija označava se kao DX).

Tekućinski precizni uređaji

Ormarski precizijski klima-uređaji opremljeni tekućinskim izmjenjivačem topline koriste se u rashladnoj shemi s chillerom kao jedinice za dogrijavanje/hlađenje.

U ovom slučaju, pouzdanost rada i temperaturni režim hlađenja određuju se usvojenom principijelnom shemom opskrbe hlađenjem objekta – shema uključuje prisutnost chillera i crpnih skupina.

Početni kapitalni troškovi premašuju za 30-40% troškove povezane s freonskim klima-uređajima. Ne može se ne primijetiti da se optimizacijom sheme opskrbe hlađenjem omogućuje smanjenje operativnih troškova.

Precizni klimatizacijski uređaj s freecoolingom

Mehanizam funkcioniranja ove vrste klima-uređaja temelji se na korištenju sniženih vanjskih temperatura.

Slobodno hlađenje (na engleskom – free cooling) lako i jednostavno se ostvaruje u freonskom precizijskom klima-uređaju ormarskog tipa s kondenzatorom (tekućinskim) i suhom rashladnom kulom.

Precizni klima uređaj opremljen free coolingom – shema uređaja s 2 kruga (crvenom je označen tekućinski izmjenjivač topline, plavom – onaj koji sadrži etilen glikol)

Bit će potreban drugi izmjenjivač topline (tekućinski) i etilen glikol koji ispunjava krug suhog hladnjaka (dry cooler). Kada temperatura okoline padne na projektiranu razinu, hlađenje će se odvijati radom drugog kruga – izmjenjivača topline i hladnjaka.

Unatoč povećanju početnih ulaganja u kupnju dodatne opreme, razdoblje povrata tih jedinica bit će manje od 2 godine, a točniji izračun može se provesti poznavanjem iznosa lokalnih tarifa.

Znacajke sustava rezerviranja

Precizni klima uređaji opremljeni su dodatnim izmjenjivačima topline – tekućinskim i freonskim – kako bi se omogućila redundancija funkcije hlađenja.

Osnovni princip funkcioniranja ovog sustava nije samo u običnom dupliciranju rashladnih sustava, već u primjeni rashladnih sustava s međusobno različitim principima rada.

Sustav redundantnosti omogućuje značajno poboljšanje funkcionalnih karakteristika sustava klimatizacije, što znači da se može instalirati gotovo u svaku prostoriju.

Drugim riječima, u jednom uređaju kombiniraju se jedinice opremljene različitim izvorima hlađenja.

Potreba za redundantnosti i njezin stupanj određuju se normativnim zahtjevima u skladu s klasom otpornosti na kvarove objekta – definira se prema TIER-u.

Zaključci i koristan video na temu

Na videu – proces servisiranja preciznog klima uređaja od strane majstora s korak-po-korak analizom svih značajki funkcioniranja ovog uređaja, kao i zahtjeva za njegovo održavanje:

Precizni klima uređaj omogućuje održavanje temperature i vlažnosti prostorija u uskom raponu vrijednosti. Ova funkcija je važna u prostorijama u kojima se nalazi i radi oprema osjetljiva na najmanje promjene klimatskih uvjeta. Upravo se zbog toga precizni klima uređaji koriste u serverima, podatkovnim centrima i visokotehnološkim laboratorijima.

Imate li iskustva s ovom opremom, pitanja u vezi instalacije, odabira ili montaže preciznih klima uređaja? Imate li problema s funkcioniranjem preciznih klima uređaja, pritužbe na proizvođače ili servisne tvrtke? U tom slučaju, svakako podijelite komentar ispod – možete biti sigurni da vaše mišljenje neće ostati bez pažnje.