Cos'è un condizionatore di precisione: classificazione dei dispositivi e principi di funzionamento delle unità
Pensi che nei server e nei data center, così come in altre stanze in cui è concentrato un numero enorme di computer e altre apparecchiature che generano intensamente calore, è possibile utilizzare i normali condizionatori d'aria domestici per mantenere temperatura e umidità costanti?
In ambienti di questo tipo, la temperatura, l'umidità e molti altri parametri devono essere mantenuti entro un intervallo molto ristretto e i sistemi di climatizzazione convenzionali, anche i più potenti, non possono far fronte a questo compito. Pertanto, l’uso di condizionatori di precisione sta diventando sempre più rilevante.
Quali caratteristiche distintive ha un condizionatore d'aria di precisione, cos'è in generale, come funziona e quali tipi di questi dispositivi esistono saranno discussi nell'articolo.
Il contenuto dell'articolo:
Caratteristiche dei condizionatori di precisione
Un condizionatore d'aria di precisione o un condizionatore d'aria autonomo del tipo ad armadio è un dispositivo il cui utilizzo consente di mantenere una serie di parametri in una stanza: temperatura, umidità relativa e mobilità dell'aria in un intervallo ristretto.
Vale a dire:
- campo di variazione della temperatura consentita: ±1 °C. E alcuni modelli di condizionatori di precisione permettono di restringere ulteriormente la variabilità del valore, fino a ±0,5°C);
- range di variabilità del valore di umidità +5%;
- Il funzionamento del condizionatore d'aria di precisione è consentito a temperature ambiente comprese tra +50 °C e -60 °C.
In questo caso, il flusso di calore rilasciato supera di 5-10 volte i valori tipici della stanza principale. Di conseguenza, viene creato un carico molto elevato condizionatori.
Tuttavia, la gamma di valori viene mantenuta. Infatti, oltre al fatto che questo tipo di sistemi di climatizzazione è caratterizzato da una maggiore precisione, all'apparecchiatura vengono imposti anche numerosi requisiti di affidabilità.
Anche un minuto senza aria condizionata può avere conseguenze catastrofiche. E, quindi, perdite materiali.
Sì, c'è un altro requisito che non può essere ignorato: i condizionatori di precisione devono essere in grado di avviare rapidamente un'unità di riserva in caso di guasto di quella principale.
Cioè, anche in caso di forza maggiore, saranno assicurate condizioni di temperatura e umidità costanti. E il progetto di climatizzazione della sala server viene solitamente redatto tenendo conto delle capacità aggiuntive.
Vantaggi dell'utilizzo dei dispositivi
L'utilizzo di sistemi di precisione in vari impianti tecnologici si spiega con la necessità di compensare significativi eccessi di calore specifico rilasciati da apparecchiature tecnologiche sensibili anche ai cambiamenti più insignificanti di temperatura e condizioni di umidità.
Ciò significa che quanto maggiore è la deviazione della temperatura ambiente dai valori ottimali, tanto più si riduce la durata delle apparecchiature costose.
La mancata riparazione di un guasto del sistema di climatizzazione in breve tempo può causare un guasto delle apparecchiature che genera un notevole guadagno di calore.
Ad esempio, se l'attrezzatura tecnologica nella centrale telefonica si surriscalda, così come se si verifica una deviazione inaccettabile dal valore ottimale dell'umidità relativa, la probabilità di guasto dell'apparecchiatura è piuttosto elevata.
I condizionatori di precisione compensano efficacemente notevoli eccessi di calore specifico e consentono di mantenere i parametri di temperatura e umidità necessari nella stanza.
Ambito di applicazione dell'attrezzatura
L'uso di questi dispositivi per garantire un funzionamento senza problemi e senza problemi delle apparecchiature di processo sta diventando rilevante nelle seguenti aree:
- Telefonia fissa - Stazioni PBX e locali tecnici.
- Telefonia mobile: nodi di telecomunicazioni, ovvero switch e gateway.
- Stazioni base e remote situate in edifici o container.
- Centri di fatturazione.
- Settore IT: sale server e hardware, nonché sale computer e data center.
Recentemente, i condizionatori d'aria di precisione sono stati utilizzati anche dalle aziende farmaceutiche in aree in cui sono installate costose apparecchiature diagnostiche. E anche nei moderni laboratori dedicati alla conduzione di ricerche con reagenti particolarmente sensibili alle condizioni ambientali. Oppure - con colonie di microrganismi.
Produzione pulita e ad alta precisione: l'industria comprende la microelettronica, la farmaceutica e l'aerospaziale e non è completa senza i condizionatori d'aria di precisione.
Ma non è tutto: in alcuni musei, biblioteche e altri luoghi di svago culturale, dove sono conservati reperti particolarmente preziosi, vengono utilizzati anche condizionatori di precisione.
È chiaro che lì vengono utilizzati più modelli economici, perché non è necessario osservare rigorosamente le condizioni di temperatura e umidità, ma comunque.
Dispositivo di climatizzazione di precisione
La precisione e l'affidabilità dell'unità spiegano il suo design complesso. Inoltre, a seconda del modello, potrebbe differire.
È richiesto quanto segue:
- L'unità interna è solitamente del tipo ad armadio.
- Unità esterna o esterna.
Nel primo, la preparazione preliminare dell'aria viene effettuata immediatamente prima di immetterla nella stanza.
Il secondo può contenere: un condensatore ad aria o un raffreddatore a liquido, se il condizionatore funziona con acqua fredda proveniente da un refrigeratore o per un condensatore a liquido situato nell'unità interna.
Il diagramma sopra è estremamente semplificato. Mostra il principio di funzionamento in termini generali.
Si prega di notare che oltre a tutte le parti elencate, l'unità interna del condizionatore d'aria di precisione comprende i seguenti dispositivi:
- compressore;
- evaporatore;
- acceleratore;
- componenti di filtrazione;
- dispositivi aggiuntivi che utilizzano l'elettricità per il riscaldamento;
- umidificatori, se necessari;
- ventilatori d'aria;
- valvole – sia di intercettazione che di controllo.
La presenza di tutti gli altri elementi è determinata dal modello specifico, dai requisiti relativi ad esso e dalla stanza in cui funzionerà il dispositivo. In altre parole, sono una componente variabile.
Il meccanismo di funzionamento del dispositivo
Il principio di funzionamento di base di questo dispositivo può essere spiegato come segue: in primo luogo, il refrigerante gassoso viene compresso nel compressore. Il refrigerante fluisce quindi nel condensatore. Lì si condensa, un processo che consente di rimuovere il calore dal refrigerante.
La fase successiva è il passaggio del refrigerante, che si trova allo stato liquido aggregato, attraverso un dispositivo di strozzamento. Ciò porta ad una diminuzione della temperatura e della pressione del refrigerante liquido.
E già in questo stato, il refrigerante entra nell'evaporatore. Lì si trasforma in gas e ritorna al compressore.
Quindi è l'aria soffiata attraverso l'evaporatore che viene prelevata dalla stanza dove è necessario mantenere la temperatura e l'umidità in un intervallo ristretto di valori.
Passando attraverso l'evaporatore, l'aria si raffredda e in questa forma entra nuovamente nella stanza. Lo schema di funzionamento di un condizionatore di precisione è riportato sopra in forma illustrativa.
Funzioni dell'unità interna
Sono determinati dallo scopo di un particolare modello. È logico supporre che il numero di funzioni determini l'ambito di possibile applicazione dell'unità:
- solo raffreddamento;
- raffreddamento e riscaldamento elettrico con la possibilità di regolare le condizioni di temperatura;
- raffreddamento e aumento dell’umidità.
L'opzione più perfetta è una combinazione di funzioni di raffreddamento, aumento dell'umidità e riscaldamento elettrico.
Accade anche che un determinato modello venga prodotto dalla fabbrica secondo un ordine individuale e in esso siano integrate funzioni che non sono previste nella configurazione originale.
Le unità interne possono differire nei tipi di aspirazione e immissione dell'aria nella stanza. Ad esempio, la presa può avvenire nella parte anteriore e l'alimentazione nella parte superiore. Viene effettuato tramite un condotto d'aria posto tra il controsoffitto e quello principale.
Ci sono altre opzioni:
- L'aspirazione che avviene nella parte anteriore è abbinata all'immissione nella parte superiore, direttamente in ambiente.
- Nella parte superiore l'aspirazione avviene tramite un condotto d'aria posto tra i soffitti (falso e principale). L'alimentazione avviene, di conseguenza, dal basso.
- L'aspirazione avviene nella parte superiore direttamente dal locale, mentre l'alimentazione sotto il contropavimento avviene dalla parte inferiore.
- L'aspirazione da dietro e sotto il contropavimento avviene dalla parte inferiore, mentre l'immissione avviene nella parte superiore attraverso un condotto d'aria posto tra i controsoffitti - controsoffitto e principale.
Succede anche che la recinzione venga eseguita sotto un controsoffitto dal basso e dal retro. L'erogazione avviene direttamente in camera, nella parte superiore.
Questa variabilità delle funzioni spiega le ampie capacità dei condizionatori di precisione.
La struttura e il meccanismo del modello selezionato possono essere “adattati” individualmente alle caratteristiche dell'ambiente in cui si prevede di utilizzarlo.
Classificazione dei condizionatori di precisione
A seconda del design delle unità interne, i condizionatori d'aria di precisione sono classificati nei seguenti tipi:
- soffitto;
- condizionatori d'aria di precisione ad armadio;
- intersezione.
A seconda del metodo di raffreddamento dei condensatori, possono essere aria o liquido. In base alla classificazione, il liquido refrigerante utilizzato è acqua o glicole etilenico.
Ognuna delle categorie sopra elencate ha le proprie caratteristiche, vantaggi e svantaggi, che devono essere presi in considerazione quando si sceglie un sistema per il controllo delle condizioni di temperatura e umidità della stanza.
Condizionatori di precisione Freon
Per gli impianti di telecomunicazione vengono forniti monoblocchi al freon e sistemi di climatizzazione di precisione.
Per le strutture fisse più grandi vengono utilizzate unità interne montate su armadio e condizionatori fila per fila.
La soluzione classica e più economica per le sale server in termini di costi di capitale sono i condizionatori ad armadio dotati di evaporatore a ebollizione diretta, noti anche come condizionatori a freon.
Sono possibili varie opzioni per la loro progettazione: con un condensatore raffreddato ad aria esterno, con un condensatore raffreddato a liquido integrato e dotati anche di una torre di raffreddamento a secco.
Anche i condizionatori interfilari ad evaporazione diretta (categoria codificata DX) hanno tipologie simili di condensatori.
Dispositivi di precisione liquidi
I condizionatori d'aria di precisione ad armadio dotati di scambiatore di calore a liquido vengono utilizzati in un circuito di raffreddamento come chiudiporta.
In questo caso, l'affidabilità operativa e le condizioni della temperatura di raffreddamento sono determinate dal diagramma di principio accettato della fornitura di refrigerazione dell'oggetto - il diagramma include la presenza refrigeratori e gruppi di pompaggio.
I costi di capitale iniziale superano del 30-40% i costi associati ai condizionatori a freon. Va notato che l'ottimizzazione dello schema di fornitura di refrigerazione consente di ridurre i costi operativi.
Condizionatore di precisione con freecooling
Il meccanismo di funzionamento di questo tipo di condizionatore si basa sull'utilizzo di temperature esterne ridotte.
Il raffreddamento libero (in inglese - raffreddamento libero) è facilmente e semplicemente implementato in un condizionatore d'aria di precisione a freon con un condensatore (liquido) e una torre di raffreddamento a secco.
Saranno necessari un secondo scambiatore di calore (liquido) e glicole etilenico, che riempia il circuito della torre di raffreddamento a secco. Quando la temperatura ambiente scende al livello calcolato, si verificherà il raffreddamento grazie al funzionamento del 2° circuito: scambiatore di calore e torre di raffreddamento.
Nonostante l'aumento degli investimenti iniziali per l'acquisto di attrezzature aggiuntive, il periodo di ammortamento di queste unità sarà inferiore a 2 anni ed è possibile effettuare un calcolo più accurato conoscendo l'entità delle tariffe locali.
Caratteristiche dei sistemi di prenotazione
Per abilitare funzioni di raffreddamento ridondanti, i condizionatori d'aria di precisione sono dotati di scambiatori di calore aggiuntivi: liquido e freon.
Il principio base di funzionamento di questo sistema non è semplicemente la banale duplicazione di sistemi di raffreddamento, ma l'utilizzo di sistemi di raffreddamento con principi di funzionamento diversi tra loro.
In altre parole, le unità dotate di diverse fonti di raffreddamento sono combinate in un unico dispositivo.
La necessità di ridondanza e il suo grado sono stabiliti dai requisiti normativi in conformità con la classe di tolleranza ai guasti dell'oggetto, determinata da TIER.
Conclusioni e video utile sull'argomento
Il video mostra il processo di manutenzione di un condizionatore d'aria di precisione con un'analisi passo passo di tutte le caratteristiche operative di questo dispositivo, nonché dei requisiti per la sua cura:
Un condizionatore di precisione consente di mantenere la temperatura e l'umidità dell'ambiente entro un intervallo ristretto di valori. Questa funzione è importante negli ambienti in cui si trovano e funzionano apparecchiature sensibili ai minimi cambiamenti delle condizioni climatiche. Ecco perché i condizionatori posizionali vengono utilizzati nelle sale server, nei data center e nei laboratori high-tech.
Hai esperienza di lavoro con queste apparecchiature o hai domande riguardanti l'installazione, la selezione o l'installazione di condizionatori d'aria di precisione? Ci sono problemi con il funzionamento dei condizionatori di precisione, reclami contro produttori o società di servizi? In questo caso, assicurati di condividere il tuo commento qui sotto: puoi star certo che la tua opinione non verrà ignorata.
