Что такое прецизионный кондиционер: классификация устройств и принцип работы агрегатов

Тип установки

Прецизионные кондиционеры подразделяются на инверторные и периодические. Задача инверторного устройства заключается в трансформации скорости оборотов электродвигателя за счет инвертирования постоянного в переменный ток необходимой частоты.

Периодические не инверторные кондиционеры предназначены поддерживать определенные параметры воздуха путем цикличного включения компрессора. Такие установки сложнее настроить, но зато и стоят дешевле.

Инверторные кондиционеры выдерживают устойчивую температуру, влажность и скорость воздушного потока, они дольше служат, так как износ деталей меньше, чем при циклическом включении двигателя.

Разновидности инверторных кондиционеров

Варианты подключения прецизионных кондиционеров

Чаще всего используются стандартные варианты подключения. Выносной наружный блок с конденсатором устанавливается на крыше здания, внутренний шкафный – в помещении (см. рис.).


Схема подключения прецизионных кондиционеров с наружными блоками на крыше.

При использовании систем с притоком воздуха (Free Cooling), оборудуется вытяжная вентиляция. Такой способ охлаждения позволяет снизить энергозатраты, если температура на улице меньше той, которую выдает нагретое оборудование. На иллюстрации показан пример со шкафными кондиционерами с внешними блоками.


Схема подключения прецизионных кондиционеров с притоком воздуха и вытяжной вентиляцией.

Прецизионные кондиционеры можно использовать вместе с чиллером и/или градирней (см. рис.). В таком случае их эффективность повышается. Но суммарная стоимость оборудования вырастает.


Схема подключения прецизионных кондиционеров к чиллеру и градирне.

Если необходимо обеспечить охлаждение нескольких небольших помещений, прецизионный кондиционер может быть подключен к системе вентиляции. При этом ему необходимо обеспечить приток нагретого воздуха. Либо использовать систему забора воздуха снаружи. А в охлаждаемых помещения сделать вытяжную вентиляцию.


Прецизионный кондиционер, подключенный к системе вентиляции.

Как вариант, в качестве внешней среды можно использовать не воздух, а воду. такой способ охлаждения или отопления более эффективен. Но для этого необходимо обустраивать специальный теплообменник.

Внутренний блок кондиционера

  • 1. Передняя панель — представляет собой пластиковую решетку, через которую внутрь блока поступает воздух. Панель легко снимается для обслуживания кондиционера (чистки фильтров и т.п.)
  • 2. Фильтр грубой очистки — представляет собой пластиковую сетку и предназначен для задержки крупной пыли, шерсти животных и т.п. Для нормальной работы кондиционера фильтр необходимо чистить не реже двух раз в месяц.
  • 5. Испаритель — радиатор, в котором происходит нагрев холодного фреона и его испарение. Продуваемый через радиатор воздух, соответственно, охлаждается.
  • 6. Горизонтальные жалюзи — регулируют направление воздушного потока по вертикали. Эти жалюзи имеют электропривод и их положение может регулироваться с пульта дистанционного управления. Кроме этого, жалюзи могут автоматически совершать колебательные движения для равномерного распределения воздушного потока по помещению.
  • 7. Индикаторная панель — на передней панели кондиционера установлены индикаторы (светодиоды), показывающие режим работы кондиционера и сигнализирующие о возможных неисправностях.
  • 3. Фильтр тонкой очистки — бывает различных типов: угольный (удаляет неприятные
  • запахи), электростатический (задерживает мелкую пыль) и т.п. Наличие или отсутствие фильтров тонкой очистки никакого влияния на работу кондиционера не оказывает.
  • 4. Вентилятор — имеет 3 — 4 скорости вращения.
  • 8. Вертикальные жалюзи — служат для регулировки направления воздушного потока по горизонтали. В бытовых кондиционерах положение этих жалюзи можно регулировать только вручную. Возможность регулировки с пульта ДУ есть только в некоторых моделях кондиционеров премиум-класса.
  • Поддон для конденсата (на рисунке не показан) — расположен под испарителем и служит для сбора конденсата (воды, образующейся на поверхности холодного испарителя). Из поддона вода выводится наружу через дренажный шланг.
  • Плата управления
  • (на рисунке не показана) — обычно располагается с правой стороны внутреннего блока. На этой плате размещен блок электроники с центральным микропроцессором.
  • Штуцерные соединения
  • (на рисунке не показаны) —
  • расположены в нижней задней части внутреннего блока. К ним подключаются медные трубы, соединяющие наружный и внутренний блоки.

Устройство компрессорных моделей

Именно такой тип кондиционеров может работать и на охлаждение, и на обогрев воздуха, что во многом и обусловливает его широкое распространение. Базовый набор составных частей во внутреннем устройстве кондиционера компрессорного типа можно представить так:

  • Конденсатор – компактный радиаторный модуль в блоке, предназначенном для наружной установки (со стороны улицы). Этот узел обеспечивает процесс конденсации, то есть перехода газа в жидкое состояние. Обычно радиаторы изготавливают из алюминия или меди.
  • Компрессор выполняет функцию сжатия хладагента (рабочая среда наподобие фреона) и поддерживает его циркуляцию в холодильном контуре.
  • Испарительный радиатор размещается во внутреннем блоке (в помещении). Обеспечивает процесс, обратный конденсации, то есть при резком спаде давления уже хладагент переходит из жидкого состояния в газообразное.
  • Регуляционная арматура – дроссель, понижающий давление на участке перед испарителем.
  • Вентиляторы обеспечивают циркуляцию воздушных потоков, обдувая тем самым конденсатор с блоком испарителя.

Внешний блок

В состав кондиционера входят внутренний и наружный модуль, последний размещается вне здания.

Это вызвано шумной работой вентилятора и компрессора, а также независимым отводом теплого воздуха в атмосферу.

Устройство наружного блока

  1. Компрессор. Он способен сжимать фреон и придавать определенное движение по контуру.
  2. Конденсатор, находящийся в наружном блоке. Он превращает хладагент в жидкое состояние.
  3. Испаритель. Радиатор расположен внутри аппарата – служит для преобразования фреона из водянистой фазы в газообразное положение.
  4. Терморегулирующий вентиль (ТРВ). Посредством прибора понижается напор хладагента.
  5. Вентиляторы. Задача этих устройств заключается в обдуве испарителя и конденсатора, чтобы создать более интенсивный теплообмен с атмосферой.
  6. Фильтры. Эти части кондиционера предохраняют контур от попадания посторонних частиц (грязи, пыли)

Работа кондиционера в режиме обогрева

Инверторный кондиционер

Главное предназначение инверторного кондиционера – экономия энергии и продление рабочего состояния компрессора. В таких системах работа происходит не рывками «включен-выключен», а с плавной регулировкой мощности. Кондиционер работает непрерывно, однако, не в полную силу. Это позволяет двигателю компрессора увеличить свой ресурс. Кроме того, поддержание стабильной температуры в помещении требует гораздо меньших затрат электроэнергии, чем при «рваном ритме» работы обычного кондиционера.

Регулировка скорости вращения компрессора достигается преобразованием (инвертированием) поступающего переменного тока в постоянный, а потом снова в переменный, но с другой частотой. Электроника решает, как изменить частоту вращения двигателя – уменьшить или увеличить, причем изменения скорости происходят плавно.

Но важно понимать, что инверторный кондиционер является более экономичным лишь в тех местах, где обычный кондиционер включается лишь время от времени. При непрерывной работе обычный кондиционер значительно более эффективен при тех же энергозатратах, ведь он не тратит электроэнергию на конвертацию

Поэтому, если ваш инверторный кондиционер работает в полную силу почти непрерывно – его мощность была подобрана неверно.

О том, что такое инверторный кондиционер и стоит ли за него переплачивать, расскажет инженер компании Климат-Контроль:

Монтаж и установка

  • Моноблочные кондиционеры могут быть установлены как снаружи здания, так и внутри помещения. Внешний монтаж облегчает доступ воздуха, но делает обслуживание более сложным. При установке моноблока внутри требуется подведение воздуховодов.
  • Потолочный кондиционер устанавливают в центре обслуживаемого помещения. Подвод/отвод воздуха осуществляется через вентиляционные или специально смонтированные каналы.
  • Шкафной кондиционер устанавливается в том помещении, где требуется поддерживать заданную температуру. Забор нагретого воздуха чаще всего осуществляется сверху, а выдача холодного – снизу, под фальшпол.

Стандартная схема предусматривает установку наружного блока с конденсатором на крыше, а внутреннего – в помещении. Если в системе используется режим свободного охлаждения (фрикулинга), необходимо устройство вытяжной вентиляции. Для более эффективного охлаждения помещений возможно подключение чиллера и/или градирни.

Виды

Прецизионные системы кондиционирования воздуха условно подразделяются на несколько категорий, в зависимости от:

Числа схем работы прецизионного кондиционирования.

а) Одноконтурные;

б) Двухконтурные.

Исполнения.

а) На потолках (с мощностью 4-15 кВт) размещаются в помещениях с маленькой площадью;

б) Шкафной. Применяется в больших помещениях (с мощностью до 100кВт). Наружный модуль в виде отдельного конденсатора;

в) Прецизионный кондиционер – моноблок (с мощностью около 20 кВт). В нем два испарителя и компрессор находятся в одном корпусе.

Охлаждения теплообменника.

а) Воздушное. Работает по принципу сплит-системы, состоящей из двух блоков: наружного устройства (компрессора с конденсатором в одном корпусе) и внутреннего испарителя;

б) Водяное. Сочетание модуля с холодильной установкой (чиллером), когда понижение температуры происходит из-за жидкостного охладителя;

в) Комбинированное.

К тому же, в зависимости от вида области выдерживания температурного диапазона и количества контуров в исходном состоянии, климатические системы отличаются по функционированию.

Прецизионные кондиционеры шкафного типа

Виды претензионных систем

Существует несколько видов устройств, которые объединяются под общим названием кондиционеры прецизионного типа. Их можно разделить на несколько подгрупп по определенным критериям.

  1. Различные по конструкции. Современный производитель предлагает следующие виды: моноблочные, потолочные и конструкции шкафного типа.
  2. По способу охлаждения потоков воздуха можно выделить следующие варианты: воздушные, водяные и смешанные.

  3. По количеству контуров встречаются одноконтурные и двухконтурные устройства прецизионного типа.
  4. По функциональности различают конструкции с несколькими типами: охлаждение, охлаждение и увлажнение, охлаждение и обогрев, охлаждение + обогрев + увлажнение.

Для небольших и средних комнат следует останавливать свой выбор на моноблочных устройствах. А вот для крупных производственных помещений лучше всего использовать кондиционеры шкафного типа. Потолочные системы также чаще всего используются в небольших по квадратам помещениях, где установка другого вида кондиционеров затруднительна.

Принципы работы прецизионных кондиционеров

внутреннее устройство прецизионника

Выделяют несколько принципов работы прецизионных кондиционеров в зависимости от типа охлаждения и количества контуров.

Системы с воздушным охлаждением отличаются наиболее привычной схемой холодильного цикла, схожего с циклом обычной сплит-системы. Фреон под давлением сжимается в компрессоре, а после поступает в конденсатор, где переходит в жидкое состояние. Отсюда он проходит через терморегулирующий вентиль (ТРВ), и там понижается его температура. Попадая в испаритель, фреон опять переходит в газообразное состояние и поступает снова в компрессор. При этом воздух охлаждается при прохождении через испаритель и выходит наружу. От конденсатора тепло отводится вентилятором.

Посмотреть схему работы прецизионного кондиционера с выносным воздушным конденсатором можно на этом фото.

схема с выносным воздушным конденсатором

Данный принцип работы прецизионных кондиционеров не сильно отличается от схемы цикла прибора с драйкулером. Разница в том, что сброс тепла происходит не через вентилятор, а в воду. Во внутреннем блоке устанавливается фреоно-водяной теплообменник, к которому присоединяется наружный (драйкулер) с водяным насосом. Через теплообменник как раз и происходит передача тепла, а его сброс на улицу идет благодаря вентилятору наружного блока.

Если кондиционер имеет водяное охлаждение, то он обычно совмещается с чиллером. Во внутреннем модуле воздух охлаждается с помощью хладоносителя, который понижает свою температуру в охладителе жидкости.

схема с охлаждением через чиллер

На этом фото представлена схема работы прецизионного кондиционера с водяным охлаждением через чиллер.

Для прецизионных кондиционеров с двойным контуром характерен иной принцип работы, при котором воздух от серверов поступает в испаритель внутреннего блока прецизионного кондиционера и там охлаждается, оттуда он уже выходит в помещение. Снятая таким образом тепловая нагрузка переходит в конденсатор, встроенный во внутренний блок устройства и охлаждаемый водой, а затем отдается в водяной контур. Отсюда тепло выходит с помощью драйкулера и выводится в атмосферу.

Прецизионный кондиционер, что это такое?

С английского слово прецизионный (precision) переводится как «точность», «аккуратность». Это характеризует основные требования к такому климатическому оборудованию. Прецизионные кондиционеры могут:

  • Работать в режиме 24/365 на протяжении 10 и более лет;
  • Охлаждать помещения с отклонениями от заданной температуры порядка 0,5-1 градуса;
  • Работать в диапазоне температур от -50 до +50 °С;
  • Возможность забора холодного воздуха из окружающей среды для повышения энергоэффективности (Free Cooling);
  • Фильтрация воздуха.

Кроме обычных задач, прецизионные кондиционеры могут выполнять такие функции:

  • Поддержание заданной влажности в пределах 2-3% от заданной;
  • Обогревать помещение и поддерживать температуру с отклонением от нормы не более 1 градуса;
  • Обеспечивать вентиляцию с притоком воздуха;
  • Возможность интеграции с чиллером;
  • Система выдува воздуха;
  • Прямой подогрев воздуха.

Монтаж и установка

  • Моноблочные кондиционеры могут быть установлены как снаружи здания, так и внутри помещения. Внешний монтаж облегчает доступ воздуха, но делает обслуживание более сложным. При установке моноблока внутри требуется подведение воздуховодов.
  • Потолочный кондиционер устанавливают в центре обслуживаемого помещения. Подвод/отвод воздуха осуществляется через вентиляционные или специально смонтированные каналы.
  • Шкафной кондиционер устанавливается в том помещении, где требуется поддерживать заданную температуру. Забор нагретого воздуха чаще всего осуществляется сверху, а выдача холодного – снизу, под фальшпол.

Стандартная схема предусматривает установку наружного блока с конденсатором на крыше, а внутреннего – в помещении. Если в системе используется режим свободного охлаждения (фрикулинга), необходимо устройство вытяжной вентиляции. Для более эффективного охлаждения помещений возможно подключение чиллера и/или градирни

Классификация прецизионных кондиционеров

В зависимости от конструкции внутренних блоков, прецизионные кондиционеры классифицируются на следующие типы:

  • потолочные;
  • шкафные прецизионные типы кондиционеров;
  • межрядные.

В зависимости от способа охлаждения конденсаторов они бывают воздушными и жидкостными. Взяв в основу классификации используемый теплоноситель – воду или этиленгликоль.

Каждая из перечисленных выше категорий имеет свои особенности, преимущества и недостатки, которые обязательно нужно учесть в ходе осуществления выбора системы контроля температурного и влажностного режима помещения.

Фреоновые прецизионные кондиционеры

Для объектов телекоммуникаций предусмотрены фреоновые моноблоки и системы климат-контроля прецизионного типа.

Для стационарных объектов покрупнее используются шкафные внутренние блоки и межрядные кондиционеры.

Классическим и самым экономичным в плане капитальных затрат решением для серверных признаются шкафные кондиционеры, оснащенные испарителем непосредственного кипения, они же фреоновые.

Вот так выглядят фреоновые прецизионные кондиционеры в разрезе. На схеме изображено одно и то же устройство, только с разных сторон

Возможны различные варианты их исполнения: с наружным конденсатором с охлаждением воздушного типа, с конденсатором жидкостного охлаждения встроенного типа, а также укомплектованные сухой градирней.

Похожими разновидностями конденсаторов отличаются и межрядные кондиционеры с прямым испарением (категория шифруется как DX).

Жидкостные прецизионные устройства

Шкафные прецизионные кондиционеры, оснащенные жидкостным теплообменником, применяются в охладительной чиллерной схеме как доводчики.

В данном случае, надежность эксплуатации и температурный режим охлаждения определяются  принятой принципиальной схемой холодоснабжения объекта – схема включает в себя наличие чиллеров и насосных групп.

Стартовые капитальные затраты превышают на 30-40% затраты, связанные с фреоновыми кондиционерами. Нельзя не отметить, что проведение  оптимизации схемы холодоснабжения становится возможным снижение эксплуатационных расходов.

Способы установки

Как и все кондиционирующие приспособления, прецизионные кондиционеры могут быть наружными и внутренними по типажу установки. Снаружи конструкции монтируют, когда необходимо произвести внедрение кондиционера в систему, имеющуюся в наличии, а также при нехватке места для внутреннего монтажа. Этот вариант является более экономным, потому что стандартные наружные конструкции оснащены автоматической системой охлаждения, в которой задействованы воздушные потоки с улицы. Обычно это моноблочные конструкции, управляемые дистанционно или посредством термостата.

Внутри устанавливают шкафные и потолочные приспособления. Для их монтажа нужно вырезать 2 отверстия, через которые будет проводиться охлаждение конденсатора.

Достоинства и недостатки прецизионной техники

Способность точно контролировать микроклимат в помещении вместе с возможностью круглосуточно работать на протяжении долгих лет. Только два этих важнейших параметра сделали любой прецизионный кондиционер одним из самых востребованных устройств климат-контроля.

Дополнительно “умная” электронная схема способна в среднем на протяжении пятнадцати лет сохранять заданные параметры при минимальном участии пользователя. Как правило, контроль сводится к визуальной проверке показаний дисплея устройства.

Основной недостаток данной категории климатического оборудования – цена. Понятное дело, прецизионный кондиционер, что способен круглосуточно и беспрерывно, на протяжении минимум пятнадцати лет, контролировать микроклимат, не отличается доступностью. Но стоимость монтажа, сервиса и обязательная организация необходимых рабочих условий сделали свое дело.

Преимущества и недостатки

Надежная и бесперебойная поддержка заданных климатических параметров в обслуживаемом помещении прецизионным кондиционером не вызывает сомнений. В качестве дополнительной гарантии производители, как правило, оснащают оборудование резервным охлаждающим блоком, который включается в случае выхода из строя основного агрегата. Эти положительные моменты очень значимы и важны, например, для научных лабораторий.

Однако рассматриваемый тип систем кондиционирования — оборудование дорогостоящее. Кроме того, требуются дополнительные затраты на проектно-изыскательские и пусконаладочные мероприятия. Также к отрицательным моментам прецизионных систем относятся их габаритные размеры, которые осложняют доставку к месту установки. Из этого вытекает, что данное оборудование не подходит для бытового использования.

Особенности сплит-систем

К этой группе относятся все модели кондиционеров, предполагающих разделение на два блока, один из которых выносится на улицу, а другой монтируется в помещении. Типовое устройство кондиционера сплит предусматривает наличие компрессора, конденсатора, фильтров, вентиляторов и соединяющей магистрали. Собственно, в выносном блоке происходят основные рабочие процессы, а внутренний модуль лишь обеспечивает с ним коммуникационную связь, отвечая также за регуляцию параметров микроклимата. Такое разделение позволяет снижать вредное воздействие от хладагента и полностью исключает шум в помещении от рабочего компрессора.

В результате технологического улучшения двухблочной конструкции появилась и успешно применяется концепция мульти-сплит-системы. Устройство кондиционера этого типа отличается тем, что в одной рабочей инфраструктуре может быть задействовано несколько компрессоров с конденсаторами и многоходовыми клапанами. Многокомпонентные системы позволяют осуществлять управление от одного внутреннего блока, контролируя при этом работу нескольких внешних модулей.

Общее понятие кондиционирующего прибора

Это электротехническое устройство, в перечень основных задач которого входит поддержание комфортных климатических условий в помещениях разного назначения. Кроме того, существуют малогабаритные кондиционеры для транспортных средств и производственной техники. Основную массу данных приборов составляет класс бытовых и промышленных моделей. Во втором случае целевое применение имеет несколько другой характер, нежели в бытовом сегменте. Но в обеих категориях базовое понятие кондиционера можно представить так: электроприбор, работа которого направлена на регуляцию температурного режима в определенном диапазоне. Согласно нормативам климатическое оборудование должно обеспечивать возможность регуляции температуры в спектре 17-25 °C. При этом современные устройства способны поддерживать режимы в диапазоне от -5 до 40 °C. Кроме того, многофункциональные приборы также регулируют влажность (коэффициент — 50-60 %), подвижность воздушной массы (до 0,15 м/с) и даже содержание некоторых газов (например, кислорода).

С водяным охлаждением

Прецизионные кондиционеры, в которых для охлаждения применяется вода, не оснащены тепловым насосом. Нагрев помещений осуществляется благодаря интегрированным в эти модели электрическим нагревателям.

Этот вид прецизионных кондиционеров обладает самой простой конструкцией (представляет из себя моноблок) и имеет более низкую цену. К тому же, его монтаж не доставит неудобств – его возможно осуществить в любой части помещения, куда можно подвести воду. В качестве основного достоинства прецизионных кондиционеров с водяным охлаждением можно назвать независимость его работы от погодных условий снаружи здания.

Подача и забор воздуха

Воздушные массы, двигаясь сквозь теплообменник, в котором находится хладагент, остывают и поступают в помещение. Такие установки бывают двух типов: с нижней и верхней подачей воздуха.

  1. Установка с поверхностной подачей.

Забор воздуха в такое устройство происходит из комнаты, из воздуховодов или через панель кондиционера. Подача воздуха совершается в свободное пространство потолка и, таким образом, идет воздухообмен, при этом данные установки имеют несложную систему и расширенный набор мощностей.

  1. Кондиционер с нижней подачей.

Это устройство разрешает обрабатывать максимальные массы воздуха и чередовать их через пространство пола.

Уровень шума у этих кондиционеров снижается за счет компрессоров спирального типа, вентиляторов и форме лицевой поверхности испарителя.

Устройство для подачи воздуха и холодильные агрегаты находятся в разных местах кондиционера, что уменьшает уровень шума. Для движения воздушных масс используются вентиляторы с электронным и ступенчатым регулированием частоты вращения.

Схема охлаждения на уровне зала с применением фальшпола

Заключение

Чтобы кондиционер не разочаровал в ходе эксплуатации, необходимо правильно подойти к его выбору. Специалисты рекомендуют рассматривать этот вопрос в комплексе, учитывая функциональное наполнение, особенности рабочего процесса, возможности регуляции отдельных параметров микроклимата и т.д. Конечно, немалое значение имеет и энергопотребление. Что такое кондиционер в плане энергозатрат? В среднем такие приборы потребляют 0,8-1 кВт/ч. При этом надо учитывать, что примерно 1 кВт охлаждающей мощности уходит на обслуживание помещения площадью до 10 м2. Если же речь идет об испарительных моделях, то этот показатель может быть сокращен до 0,8 кВт, так как его принцип работы менее затратен по энергоресурсам.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий

Adblock
detector