Что такое прецизионный кондиционер: классификация, устройство и принцип работы агрегатов

Назначение, особенности устройства

Прецизионный кондиционер получил такое название благодаря особенностям функционирования, так как данная техника направлена на получение максимально точной информации о состоянии окружающей воздушной среды на участках производства, где имеет место значительное выделение тепла от действующей техники.

Применяется такое устройство в промышленности, в условиях необходимости наличия особо чувствительного к любым изменениям микроклимата технологичного оборудования.

Благодаря высокой надежности системы кондиционирования этого типа способны работать на протяжении десятков лет, разумеется, при должном регулярном обслуживании.

Монтаж прецизионных кондиционеров осуществляется разными способами, при этом многое зависит от варианта исполнения оборудования. Различают два типа:

одноблочные устройства;
двухблочные.

В первом случае все составные части находятся в едином корпусе, во втором – конденсатор располагается отдельно. При этом основные узлы собраны в главном блоке: компрессор, вентилятор, испаритель, автоматику. Разница также заключается в способе забора и оттока воздушных потоков.

Отдельные типы оборудования могут работать исключительно на охлаждение. Другие – также и на обеспечение требуемых параметров влажности. Третий тип способен не только охлаждать, но также и обогревать.

С жидкостным воздухоохладителем

Этот тип предполагает прохождение теплого воздуха через очистные фильтры с последующим охлаждением. При необходимости воздух пропускается через увлажнение.

С охладителем прямого испарения

Устройство, созданное по модели прямого испарения, работает таким образом:

Воздух, прошедший в систему через один или несколько вентиляторов, проходит через фильтры.
Он пропускается через испаритель, где, в зависимости от требований, он осушается или увлажняется паром.
Компрессор путем изменения давления нагнетает воздух в конденсатор, где он конденсируется (трансформируется в жидкое состояние).
С помощью фреонного газа жидкость преобразуется в паровую смесь. Впоследствии происходит ее подача в комнату.

Напольный кондиционер

Напольные кондиционеры применяются тогда, когда нежелательно или невозможно использовать обычную настенную модель, например, комната слишком мала, и поток холодного воздуха со стены сразу будет попадать на людей.

Они бывают двух видов: стационарные и мобильные. И те, и другие не слишком отличаются от своих настенных собратьев. Стационарный напольный кондиционер, как правило, выполнен по схеме «сплит». Он так же нуждается в обмене теплом с внешним миром, как и обычный, поэтому просто укреплен на высоте около полуметра от уровня пола, а все остальные элементы такие же. Напольный кондиционер в мобильном исполнении – это чаще всего просто мобильный кондиционер.

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.

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

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

Неисправности кондиционеров

Сегодняшнее климатическое оборудование снабжено функцией оповещения о возможных поломках. Стоит лишь расшифровать диагностическую информацию.

Агрегат не включается

Это самая распространенная поломка у кондиционера и наверняка каждый пользователь с ней встречался. Эти проблемы происходят обычно из-за электрической части:

Устройство не подключено.
Неисправна командная микросхема.
Отсутствует связь между наружным и внутренним блоками.
Не работает пульт управления.
Сработал автомат защиты.
Ошибочная коммутация при подаче сигналов.

И наконец, устройство может производить сбой в силу банального износа деталей.

Отключение сплит-системы после непродолжительной работы

Такое явление происходит из-за перегрева компрессора, а также по причине поломки защитного реле. Нагревается установка по причине загрязнения радиатора на внешнем модуле.

В таких случаях следует произвести профилактическую чистку решетки. А также после заправки может нарушиться баланс в контурах радиатора и конденсатора.

Течь конденсата из внутреннего блока

В летнее время владельцы кондиционеров могут наблюдать переполнение емкостей с конденсатом. Причиной этого может быть обмерзание теплообменника, который следует утеплить. Если протекание появляется в стыках, то нужно подкрутить гайки. В случае забивания грязью дренажной трубки, ее также следует прочистить.

Кондиционер работает не на полную мощность

Такая неисправность случается в основном летом. Аппарат во время эксплуатации потребляет большое количество энергии, но не в состоянии обеспечить необходимый температурный режим. Причина здесь чаще всего кроется в загрязненных воздушных фильтрах.

Запахи

Если от устройства стал появляться неприятный душок, то для этого есть несколько причин. В случае горелого запаха нужно проверять проводку, причем делать это рекомендуется в сервисных центрах.

Когда зловонье отдает сыростью или плесенью, это значит, что внутри агрегата образовалась колония бактерий. Избавиться от него можно с помощью антигрибкового препарата.

Виды кондиционеров прецизионного типа

Внешне прецизионный кондиционер похож на шкаф, что имеет отверстия для отбора нагретого воздуха из помещения и подачи холодных воздушных масс. Разнятся между собой они как конструктивным исполнением так и распределением воздуха. И выбирают их в зависимости от назначения.

функциональные исполнения Имеется функция охлаждения воздуха (-) Присутствует и охлаждение, и увлажнение воздуха (C)Охлаждение, нагрев и увлажнение воздуха (T). Нагревается воздух электрическими нагревателями.

по конструктивному изготовлению С охлаждением конденсатора водой (V), для общего функционирования с водоохладителями градирнями открытого или закрытого типа. Дороже в устройстве, но дешевле в эксплуатации. Без конденсатора (B), работают с выносным конденсаторам На охлажденной воде (C), совестно могут работать с чиллерами и фанкойлами.
С инверторным компрессором.

по поступлению и отводу воздушных масс из комнаты Отбор воздуха спереди и введение вперед (S) С верхним отбором и нижним поступлением воздушных масс (SX) Фронтальный отвод, подача вверх (QS)

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.

https://youtube.com/watch?v=x1Xl0nfGtRE

Также советуем посмотреть:

Что представляет собой мультизональная система кондиционирования?
Что такое испаритель кондиционера — предназначение и обслуживание
Процедура вакуумирование кондиционера — что это и как делать?
Что делать если течет вода из кондиционера?

Прецизионные кондиционеры

Precision (прилагательное от французского précision — точность) — это кондиционер, предназначенный для технологических зон, где температура, влажность, чистота и движение воздуха должны поддерживаться с высокой точностью.

«ИНТЕХ-Климат» готов реализовать профессиональные решения для кондиционирования воздуха и другого механического оборудования. Мы выполняем полный цикл работ «под ключ»: Проектирование, подбор, поставка, установка и обслуживание.

Звоните сейчас:. Отправить запрос

В последнее время многие разработчики систем кондиционирования воздуха перешли к разработке стандартизированной системы, состоящей из двух блоков. Здесь находятся основные компоненты системы охлаждения: компрессор, вентилятор и отдельный блок автоматического управления. Конденсатор и вентилятор, который его охлаждает, установлены во втором.

Классификация прецизионных кондиционеров:

Прецизионные кондиционеры конструктивно выполнены в виде рамы, которая снаружи окружена звукопоглощающими съемными панелями. В зависимости от применения, устройства устанавливаются на пол или на опорную раму, которая регулируется в зависимости от высоты фальшпола. Прецизионные кондиционеры могут иметь различные конфигурации, отличающиеся по некоторым параметрам.

Направление воздушного потока

Подача воздуха вверх (подача воздуха спереди, сзади или снизу)
Подача воздуха вниз (забор воздуха сверху)

Кондиционеры с воздушным охлаждением и прямым расширением выпускаются в широком диапазоне мощностей. Существует две версии таких кондиционеров. Один состоит из наружного блока и внутреннего блока. Наружный блок включает в себя конденсатор теплообменника, а внутренний блок оснащен испарителем теплообменника, компрессором, вентилятором, фильтром и автоматикой. Другие разработаны как отдельные блоки для использования внутри помещений. К ним относятся: Теплообменник-испаритель, теплообменник-конденсатор с водяным охлаждением, компрессор, вентилятор, фильтр и автоматика.

Прецизионные кондиционеры с водяным охлаждением имеют более простую конструкцию, чем их предшественники. Для нормальной работы этого устройства необходим источник холодной воды, которым может быть, например, чиллер. В кондиционер встроен водяной теплообменник с большой поверхностью теплообмена. Преимуществом этого типа прецизионного кондиционера является его независимость от внешней температуры. Если вы выберете решение, работающее на воде, будьте готовы к тому, что его реализация обойдется примерно в полтора раза дороже, чем решение, работающее на фреоне. Однако кондиционеры с водяным охлаждением дешевле в эксплуатации.

Прецизионные кондиционеры этого типа оснащены двумя независимыми системами охлаждения: водяным теплообменником и фреоновым испарителем. Этот блок используется при перебоях в подаче охлажденной воды. Встроенная система управления активирует фреоновое охлаждение при прекращении подачи воды.

При смешанном режиме работы холодный наружный воздух используется для охлаждения здания в холодное время года. Это позволяет экономить энергию, поскольку избыточное тепло, выделяемое компрессором, не нужно отводить. Возможно автоматическое переключение в режим естественного охлаждения при достижении определенной температуры наружного воздуха.

Дистанционно управляемый конденсатор с воздушным охлаждением
Встроенный конденсатор с водяным охлаждением
Встроенный конденсатор с воздушным охлаждением.
Это решение требует наличия отверстия в стене для теплообмена с окружающей средой. В этом случае может быть достигнуто естественное охлаждение и снижено потребление энергии на охлаждение.

Охлаждение, а не осушение

Люди выделяют не только тепло, но и влагу (через кожу и дыхание), поэтому комфортные кондиционеры должны не только охлаждать воздух, но и осушать его. Оборудование же обычно только греет, а потому прецизионные кондиционеры должны только охлаждать, без осушения. На практике это означает следующее. Температура хладагента в испарителе, а, значит, и температура металла трубок испарителя, как правило, ниже точки росы, вследствие чего из воздуха, обдувающего испаритель, выпадает конденсат.

Избежать этого в прецизионных кондиционерах можно, например, повысив температуру хладагента в испарителе (желательно выше точки росы). К чему это приведет?

Во-первых, к увеличению холодопроизводительности кондиционера, т.к. становится необходимым получать холод на более высоком температурном уровне, а это менее затратно. Рассмотрим это на примере цикла Карно.

Пример. Примем изначально температуру конденсации 40С (313К), а испарения – 8С (281К), эффективность составит 281/(313-281)=8.8. Повысим температуру испарения до 12С (285К), тогда эффективность равна 285/(313-285)=10.2, т.е. повысив температуру на 4С мы добились увеличения эффективности на 16%.

На практике увеличение составляет около 10%.

Во-вторых, при повышении температуры в испарителе увеличится расход воздуха, который его обдувает, т.к. уменьшается разность температур на входе и выходе из испарителя, следовательно, для поддержания той же холодопроизводительности необходимо обратно пропорционально изменить расход. Покажем это на примере.

Пример. Допустим, в помещении поддерживается 24С. Воздух с такой же температурой поступает на вход испарителя, первоначальную температуру которого, как и прежде, примем 8С, т.е. воздух на выходе из испарителя, с учетом недорекуперации (примем её равной 10С), будет иметь температуру 8+10=18С, а разность температур составит 24-18=6С. Увеличивая температуру испарения до 12С, получим температуру воздуха на выходе из испарителя 12+10=22С, разность составит 24-22=2С. Таким образом, разность температур снизилась в 3 раза, поэтому расход воздуха необходимо увеличить в три раза, что приведет к необходимости комплектации более мощным вентилятором, а также увеличению габаритов блока испарителя.

В действительности, если сравнивать обычный кассетный кондиционер с аналогичным прецизионным, то имеем следующее: расход воздуха увеличивается в 1.5 раза, мощность вентилятора – в 1.3 раза, а габариты с 850×850×280 вырастают до 900×900×380. Ещё более очевидна разница при сравнении со шкафным прецизионным кондиционером: расход воздуха увеличивается в 2.4 раза, мощность вентилятора – в 3 раза. Габариты сравнивать бессмысленно ввиду принципиально другого форм-фактора.

Вывод из сказанного прост: желание получить от кондиционера только холод без осушения наталкивается на дилемму: с одной стороны, увеличивается эффективность, с другой – габариты и расход воздуха. Необходим компромисс: свести осушение к минимуму. Это и реализовано в прецизионниках:

SHR (коэффициент ощутимого охлаждения) вместо 0.6-0.7 составляет 0.8-1,
расход воздуха в пересчете на 1кВт холодопроизводительности увеличен с 80-100м3/(ч*кВт) до 180-300м3/(ч*кВт).

Области применения

Где обычно используются прецизионные кондиционеры? В технических помещениях, так как не рекомендуется устанавливать такие устройства в бытовых условиях. Потребление энергии очень высокое, а высокая производительность больше подходит для стационарных участков.

Наиболее распространенными областями применения прецизионных кондиционеров являются:

Медицинские центры, больницы, клиники и диагностические центры, где постоянно используется специальное оборудование, которое необходимо охлаждать.
Фармацевтические компании и лаборатории. Реактивы и другие химически активные вещества должны храниться при определенной температуре.
Телекоммуникационные центры (мобильные операторы, IT-центры, серверные, криптовалютные компании). Оборудование компаний, занимающихся компьютерными технологиями, требует низких температур в зонах обработки данных и постоянной вытяжки воздуха.
Транспортировка микроэлектронных компонентов.
Производство оборудования для космической промышленности.

Точные технологии получили широкое применение благодаря прогрессивному развитию современных устройств. Технические помещения и производственные цеха требуют надежного и качественного контроля температуры. Конструкция прецизионных кондиционеров и надежные компоненты обеспечивают длительный срок службы, который всегда удовлетворяет пользователя.

Конструктивные исполнения прецизионных кондиционеров.

Агрегаты серии CA с прямым охлаждением испарителя (1) и воздушным охлаждением конденсатора (2).

Серия CA является наиболее широко используемым холодильным агрегатом благодаря широкому диапазону холодопроизводительности (от 5 до 92 кВт) и относительной простоте монтажа и ввода в эксплуатацию.

Схема прецизионного кондиционера:

Агрегаты серии CC с жидкостным воздухоохладителем (1)
Чиллер, система естественного охлаждения
В качестве охлаждающей среды используется вода, этиленгликоль, пропиленгликоль и т.д.

Устройства серии CC похожи на высокопроизводительные фанкойлы. В вентиляционной установке отсутствует контур хладагента (фреона). Жидкостный чиллер получает охлажденную воду или неохлажденную жидкость от отдельных чиллеров или от чиллеров, обеспечивающих охлаждение центральной системы кондиционирования воздуха всего здания. Однако в последнем случае надежность прецизионной системы кондиционирования не будет соответствовать требованиям сертификата TIER 1-4, поскольку система кондиционирования серверной комнаты должна обеспечиваться независимым источником охлаждения.

Что такое прецизионный кондиционер: классификация устройств и принцип работы агрегатов