| Для обеспечения долгой и безотказной работы электронных устройств, установленных в аппаратных помещениях с высокой концентрацией оборудования, требуется строгое соблюдение условий их эксплуатации. Наиболее важными из них являются стабильное электропитание и поддержание необходимого микроклимата, т. е. температурно-влажностного режима в аппаратном помещении. |
|
|
| Любая аппаратура, состоящая из сложных электронных схем, предъявляет повышенные требования к параметрам окружающей среды. К ней относится любое современное высокотехнологичное оборудование, в том числе вычислительные машины, телекоммуникационные системы, контрольно-измерительные приборы, агрегаты бесперебойного электропитания и другие подобные устройства. |
 |
Основные элементы двухконтурной системы прецизионного кондиционирования
с нижним выдувом охлажденного воздуха |
|
| Большинство систем рассчитано на работу при температуре воздуха +22 ±2°С и относительной влажности 50 ±10%. Отклонение температуры от указанных параметров приводит к сокращению срока службы оборудования (например, аккумуляторных батарей), ухудшению его характеристик, снижению надежности, сбоям в работе или даже выходу из строя (например, при перегреве из-за высокой температуры окружающей среды). |
| Низкая влажность в помещении ведет к накоплению статического электричества, разряд которого способен вывести из строя любые электронные элементы. Следствием высокой влажности, в свою очередь, может стать образование конденсата, вызывающего коррозию и даже короткое замыкание печатных проводников и, как следствие, выход из строя отдельных узлов аппаратуры. |
| Также существует ряд промышленных объектов и учреждений, предъявляющих повышенные требования не только к параметрам микроклимата, но и чистоте воздуха, т. е. количеству содержащейся в нем пыли. К ним относятся, например, музеи, библиотеки, архивы, типографии, медицинские учреждения (операционные комнаты, отделения интенсивной терапии, ожоговые, кардиологические и пульмонологические центры), лаборатории фармацевтического производства, предприятия микроэлектронной промышленности (гермозоны) и др. |
| Основные отличия прецизионных систем кондиционирования от комфортных |
| Для поддержания необходимых параметров микроклимата и обеспечения требуемой чистоты воздуха необходимо применять системы кондиционирования воздуха. Самой простой их разновидностью являются комфортные системы, предназначенные для создания нормальных климатических условий в помещениях, где работают люди. |
| Однако более надежными и совершенными устройствами являются системы прецизионного кондиционирования. Они применяются для работы в аппаратных помещениях, где эксплуатируется высокотехнологичное электронное оборудование и содержатся все необходимые средства для охлаждения, подогрева, очистки, увлажнения, осушения и перемещения воздуха, а также для автоматической регулировки его температуры, влажности, давления, состава и скорости движения. |
| 1. Предназначены для работы в аппаратных помещениях с высокой концентрацией оборудования |
1. Предназначены для создания комфортных условий в помещениях, где работают люди |
| 2. Круглосуточный режим работы |
2. Работа в течение 8 часов в сутки |
| 3. Круглогодичный режим работы |
3. Работа только в теплое время года |
| 4. Возможность работы при низких температурах внешней среды (до −40°C) |
4. Невозможность работы при низких температурах внешней среды (ниже −5°C) |
| 5. Расчетный срок эксплуатации 10 … 15 лет |
5. Расчетный срок эксплуатации 3 … 5 лет в щадящем режиме (см. п. 2 и 3) |
| 6. Высокий коэффициент охлаждающей способности: 0.85 … 0.95 |
6. Коэффициент охлаждающей способности: 0.6 … 0.7 |
| 7. Точность поддержания температуры: ±1°C |
7. Точность поддержания температуры: ±5°C |
| 8. Точность поддержания влажности: ±5% |
8. Режим увлажнения: отсутствует |
| 9. Большая воздухопроизводительность |
9. Малый объем подачи воздуха |
| 10. Возможность установки промышленных фильтров в соответствии с заданным стандартом |
10. Фильтрация воздуха осуществляется простыми бытовыми фильтрами |
| 11. Относительно высокая стоимость системы |
11. Относительно низкая стоимость системы |
|
| Выводы |
- Для эффективного поддержания параметров микроклимата аппаратных помещений с высокой концентрацией оборудования необходимо использовать только специально предназначенные для этого системы прецизионного кондиционирования воздуха.
- Применение комфортных систем недопускается по следующим основным причинам:
- Комфортные системы не рассчитаны на круглосуточную работу. Их принудительная эксплуатация в жестком режиме приводит к быстрому износу.
- Невозможность работы комфортных систем при низких температурах окружающей среды (ниже −5°C).
- Отсутствие в комфортных системах функции регулирования влажности, что приводит к сильному осушению воздуха.
- Недостаточная воздухопроизводительность комфортных систем зачастую не позволяет эффективно «разогнать» охлажденный воздух в аппаратном помещении, что может привести к перегреву отдельных устройств, расположенных в его «мертвых» зонах.
- Несмотря на относительно более высокую стоимость системы прецизионного кондиционирования в сравнении с комфортной, в конечном итоге расходы на ее эксплуатацию оказываются ниже за счет существенно большего срока службы.
|
| Основные исходные данные для расчета мощности системы прецизионного кондиционирования |
| При расчете мощности системы прецизионного кондиционирования необходимо принимать во внимание следующие исходные данные: |
- Рекомендованный температурно-влажностный режим для электронных систем, компьютерного и телекоммуникационного оборудования, систем бесперебойного электропитания, а также применяемых совместно с ними аккумуляторных батарей составляет: температура +22 ±2°С, влажность 50 ±10% (в некоторых случаях ±20%).
- Суммарное тепловыделение всей электронной аппаратуры, расположенной в охлаждаемом помещении, обычно указывается в паспортных данных устройств и составляет примерно 10% … 90% от их потребляемой мощности.
- Каждое помещение обладает своими определенными геометрическими параметрами: площадь, объем, высота потолка, наличие окон и др. нюансы, которые также необходимо принимать в расчет.
|
 |
 |
 |
| Прецизионный кондиционер Millenium ED.A842D |
Кондиционер Millenium ED.A842D (внутренняя компоновка) |
Кондиционер Millenium ED.A842D (внутренняя компоновка) |
|
| Сферы применения систем прецизионного кондиционирования |
- Вычислительные залы с компьютерным оборудованием: файловыми серверами, дисковыми накопителями большого объема, высокопроизводительными суперкомпьютерами (Sun Microsystems, IBM, HP и др.).
- Залы с телекоммуникационным оборудованием.
- Вычислительные залы провайдеров интернет-услуг и хостинг-провайдеров (интернет-отели).
- Телекоммуникационные контейнеры базовых станций мобильной связи, спутниковой связи и радиоретрансляторов.
- Телефонные станции, коммуникационные залы провайдеров телекоммуникационных услуг.
- Любые другие аппаратные помещения с ответственным оборудованием, сбой в работе которого может привести к вынужденному простою в работе предприятия.
- Медицинские учреждения, в том числе операционные помещения, отделения интенсивной терапии (реанимации), ожоговые, кардиологические и пульмонологические центры.
- Научно-исследовательские лаборатории, предъявляющие повышенные требования к параметрам микроклимата и чистоте воздуха.
- Отдельные технологические зоны промышленных предприятий, например гермозоны в микроэлектронной индустрии.
- Музеи, библиотеки, архивы.
|
| Принцип работы прецизионных кондиционеров |
| При работе в режиме непосредственного охлаждения системы прецизионного кондиционирования используют стандартный цикл холодильной машины. Внешнюю работу по переносу тепла совершает специальный компрессор, являющийся обязательной частью практически любого кондиционера. Избыток тепла переносится с помощью рабочего вещества (хладагента), находящегося в паро- или газообразном состоянии. Обычно в качестве него используются специальные низкокипящие жидкости. Непосредственно к объекту охлаждения холод передается с помощью промежуточного теплоносителя (воздуха или жидкости). |
 |
Рис. 1
1 — компрессор
2 — испаритель
3 — конденсатор
4 — дроссель
5 — вентилятор
6 — фильтр |
|
|
| На рис. 1 представлена принципиальная схема кондиционера. Его основой является замкнутый с помощью трубопроводов контур, заполненный хладагентом. Он состоит из компрессора, испарителя (в виде змеевика), конденсатора (также в виде змеевика) и дросселя. |
| Фрикулинг |
| Рассмотренный выше режим работы системы охлаждения называют режимом прямого расширения, или компрессорным (рефрижераторным) режимом. Наряду с ним во многих системах кондиционирования используют дополнительный режим естественного свободного охлаждения (фрикулинг). Принцип его работы заключается в непосредственном использовании холодного наружного воздуха в осенне-зимний период года для охлаждения рабочего помещения. Для этого система кондиционирования оснащается дополнительным контуром охлаждения с незамерзающей жидкостью (водным раствором этиленгликоля) либо внешний воздух подмешивается к рециркулирующему воздуху и после фильтрации подается в рабочее помещение. |
| Режим свободного охлаждения позволяет сократить время работы компрессора, являющегося главным потребителем электроэнергии системы кондиционирования, и тем самым существенно повысить ее экономичность. |
| Чиллер (холодильная машина) |
| Существуют так называемые бескомпрессорные системы кондиционирования, в которых охлаждение воздуха, подаваемого в рабочее помещение, осуществляется с помощью холодной воды, текущей по специальному змеевику кондиционера. Для получения охлажденной воды (с температурой +5 … +7°С) используют специальные холодильные машины (чиллеры), устанавливаемые на крыше зданий или на отдельных площадках вне зданий. Они, как правило, содержат обычные контуры охлаждения, свойственные всем холодильным установкам. |
| Холодопроизводительность выпускаемых в настоящее время модификаций чиллеров составляет от нескольких десятков до нескольких тысяч кВт. |
 |
 |
| Чиллер |
|
Системы прецизионного кондиционирования