VGF szaklap

HKLKlímatechnika

Precíziós klimatizálás

2015. december 12. | Horváth Gábor |  2060 | |

Precíziós klimatizálás

Általánosságban elmondhatjuk, hogy a precíziós klímaszekrényeket IT, telefon- és Internet-központok, különféle adatfeldolgozók szervertermeinek légkondicionálásánál (szándékosan nem csak hűtést írtam) használjuk, melyekre a hőterhelés igen nagy koncentrációja jellemező, de előfordul más jellegű technológiai felhasználás, pl. mérőszobák, laboratóriumok, ipari csarnokok, transzformátor- és kapcsolószekrény-termek stb. kondicionálása is.

Annak érdekében, hogy az ilyen helyiségekben felszerelt berendezések megfelelően működjenek, feltétlenül szükséges egész évben állandó hő- és páratartalom-értékek fenntartása, ezért a környezeti jellemzők ellenőrzéséről beszélünk, nem egyszerű hűtésről, emellett nagyon fontos a levegő tisztaságának megőrzése is.

Több más felhasználási terület mellett jellemzően telekommunikációs berendezéseket tartalmazó konténerek hűtőberendezései a monoblokk-, ill. split-rendszerű direkt szabadhűtéses, keverőzsaluval ellátott ún. „telekom” készülékek. Ezek a készülékek nem rendelkeznek beépített párásítással, de tervezési koncepciójukban és tulajdonságaikban nagyon hasonlítanak precíziós klímaszekrényekre.

A „komfort” légkondicionáló berendezéseket azzal a céllal tervezik, hogy az emberek kényelmét szolgálják (lakossági, ill. irodai, esetleg kis hőterhelésű kereskedelmi helyiségekben), és nem alkalmasak arra, hogy a korszerű technológiai berendezések működéséhez szükséges környezeti értékeket fenntartsák, különösen akkor nem, ha rendkívül magas, specifikus hőterhelésről van szó (általában 750 W/m3 és ezen érték felett). A telefon- és Internet-alkalmazásoknál, technológiai helyiségek kondicionálása esetén a hőterhelés sűrűsége nagyon magas (elfoglalt alapterület), 6-12-szerese a hasonló irodahelyiségekének, a komfortcélokra tervezett berendezések pedig nem tudnak megbirkózni a hőterhelések speciális típusaival és sűrűségükkel, különösképpen a látens terhelés teljes hiányára, mely a technológiai alkalmazásokat jellemzi. Teljesítményük nagy részét a párátlanítás köti le, és sokkal rosszabb a kívánatos 95-100%-nál (csak kb. 60-65%) az SHR-arányszámuk (a teljes és az érzékelhető hűtőteljesítmény hányadosa), nem beszélve az elégtelen légszállításukról és nyomásviszonyaikról.

A precíziós klíma-alkalmazásoknál alapvetően öt célt kell szem előtt tartani, melyek fontos választáshoz vezetnek, megkülönböztetik a precíziós hűtést a komforttól:

  • hőmérsékletszabályozás (±0,5 °C)*,
  • páratartalom-szabályozás (±5%)*,
  • nagyon nagy légszállítás, változtatható nyomásviszonyokkal (6000-22000 m3/h, 20-500 Pa),
  • egész éves megbízható működés (napi 24 óra az év 365 napján),
  • energiatakarékos üzemmód (több hűtőkör, tandem kompresszorok, elektronikus expanziós szelep, direkt vagy indirekt szabadhűtés /free cooling/).

*A relatív páratartalom és a hőmérséklettolerancia küszöbértékek között tartásának a kapacitása a gép és a felszerelés helyének függvénye, a fenti értékek csak optimális működési körülmények esetén lehetségesek (pl. helyiségek megfelelő szigetelése, az álpadló megfelelő magassága stb. esetén).

Hőmérsékletszabályozás

A precíziós szekrényklímák képesek arra, hogy a légkondicionált helyiség hőmérsékletét a legnagyobb pontossággal szabályozzák, hűtő- és fűtőkapacitásukat a hőterheléshez illesszék egy kifinomult mikroprocesszoros szabályozás PID algoritmusainak segítségével, képesek azonnal reagálni bármely hirtelen hőterhelés-változásra, minimumra csökkentve a helyiség hőmérsékletingadozását a beállított értékhez viszonyítva.

Páratartalom-szabályozás

A precíziós hűtést igénylő helyiségben a kifinomult berendezést megfelelően védeni kell mind a helyiségben lehetséges kondenzációtól, mind a statikus elektromos kisülésektől. A cél elérése érdekében lényeges a helyiség páratartalmának pontos szabályozása. Egy túl magas páratartalom eredményeként a berendezésben kondenzáció mehet végbe, míg ha a páratartalom nagyon alacsony, az statikus elektromosságot idézhet elő, amely káros az elektronikus berendezésekre. A beépített párásítók általában tisztítható, merülő elektródás típusok, modulált gőzképzéssel.

A beépített vezérlő elektronika képes a hőmérséklet, párátlanítás, párásítás és a fűtés (lehet elektromos, forrógáz-visszavezetéses, ill. meleg vizes) teljes körű szabályozására, emellett riasztásokat ad és regisztrál a készülék üzemállapotairól, felügyeli a füst-, tűz-, és vízérzékelőket, kommunikál LAN-kártyán keresztül a helyiségben elhelyezett többi készülékkel, és az épületfelügyeleti rendszerrel. Felhasználói terminálon keresztül programozhatók.

Nagy légszállítás

Sarkalatos pont a precíziós légkondicionáló berendezés légszállítása. Tervezésük pontos levegődinamikai tanulmány eredménye, amely lehetővé teszi a légszállítás optimalizálását, így nagy specifikus légszállítási sebességet biztosít, garantálva ezáltal a legmagasabb érezhető SHR arányszámuk, a 95-100% elérését. A telefon- ill. Internet-átvitelre szolgáló berendezések helyiségei és a széles skálájú EDP-központok rendkívül nagy légszállítást igényelnek ahhoz, hogy megbirkózzanak a környezeti hőterheléssel, garantálva a helyiség valamennyi részének egységes hűtését. Az ilyen alkalmazásokat jellemző nagy sűrűségű hőterhelés a rendszer alacsonyabb hőtehetetlenségével együtt megköveteli az óránként a normál alkalmazásokra jellemző légcsere 10-20-szorosát, azért, hogy elkerülhető legyen a zavaró hőmérsékletfluktuáció. Nagy nyomásviszonyokra képes centrifugál-, ill. (az újabb típusokon kizárólag) radiálventilátorokat használnak. Abszolút újdonság a folyamatos sebességszabályozásra képes új EC típusú radiálventilátor használata. A keretes levegőszűrő betétek általában EU4-EU8-as osztályba tartoznak.

Egész éves működés (napi 24 óra/az év 365 napján), energiatakarékos üzemmód

A precíziós légkondicionáló berendezéseket egész éves, megszakítás nélküli üzemre tervezik. A design mögött álló kifinomult kutatás, az alkatrészek akkurátus kiválasztása, a pontos gyártási folyamat, az abszolút megbízhatóság és nagyfokú energiahatékonyság alapvető szempontok, amikor a környezeti feltételek folyamatos szabályzására van szükség. A folyamatos üzemből következő alapvető követelmény a rendkívül hatékony energiafelhasználás. A legkedveltebb teljesítménykategóriában kb. 30-80 kW-ig általában a következő típusok állnak rendelkezésünkre:

  • Hűtöttvizes szekrények 2- vagy modulált vezérléses 3-járatú szeleppel, folyadékhűtővel meghajtva. A folyadékhűtőnek szintén nagyfokú megbízhatósággal kell rendelkeznie (pl. 1+1 stand-by szivattyú, min. 500-600 literes puffertartály), és energiatakarékos üzemmóddal (szabadhűtés (free cooling), lehetőleg szivattyús vezérléssel, nem 3-járatú szeleppel, hűtés min. -20 °C-ig).
  • Direkt elpárologtatásos berendezések külső léghűtéses vagy vízhűtéses kondenzátorral. Egy- vagy kétkörös, tandem (magas COP-értékek részterheléskor is), vagy körönként egy kompresszoros konfigurációban.
  • Twin (dupla hűtőkörös) berendezések. Az elsődleges kör hűtött vizes, a másodlagos direkt expanziós a maximális biztonságért.
  • Szabadhűtéses típus (free cooling) vízhűtéses kondenzátorral és az elpárologtatóra szerelt vizes free-cooling hőcserélővel, amin keresztül megvalósul a külső, alacsonyabb hőmérsékleti energia bekeverése a helyiségbe. Minden készülék működése biztosított -20 °C-ig, opcióval -40 °C-ig.

A készülékek elhelyezése kifúvási irány szerint

A technológiai helyiségekben a precíziós szekrényklímák elhelyezésére a kifúvás irányának függvényében a három legelterjedtebb megoldás: 

  • a moduláris kettőspadló-rendszer, mely leginkább jellemző megoldása a közepes és nagy teljesítményű számítógéptermek és telefonközpontok hőmérsékletének, páratartalmának és levegőtisztaságának precíz szabályozására,
  • a hideg levegő felülről történő bevezetése, légcsatornázása, ill.
  • a hőkiszorításos (displacement) eljárás, ami főként kisebb teljesítményű szerverekben, IT-helyiségekben, mérőszobákban kezd elterjedni.

Az első esetben a kezelt levegőt a 30-50 cm-es dupla padlóba vezetik, ahol a számítógépek házának nyitott alján (Rack-szekrény) keresztül, közvetlenül a hűtendő elektronikai egységek felé áramlik a levegő, melynek egyenletes elosztásához feltétel azonban, hogy a terem legtávolabbi pontjához is legalább 80-100 Pa nyomással érkezzen meg.

A második esetben a kezelt levegőt a légcsatorna rendszeren keresztül a magasabb rétegekbe fújjuk be. Ennél a megoldásnál azonban a hideg és a meleg levegő keveredése miatt nagyobb teljesítményre lesz szükségünk (a befújt levegő hőmérséklete alacsonyabb kell, hogy legyen).

A harmadik megoldásnál a kezelt levegőt viszonylag kis sebességgel a padlószinttől kb. 1,5-2 méter magasságig egyenletesen fújjuk be, ami a melegebb tárgyakon felmelegedve felfelé száll, így a berendezések a szükséges hideg levegőmennyiséget hőterhelésük függvényében az alsó hidegebb légrétegekből „felszívják”, ezért minden hőforrást egyenletesen ér levegő, és nem alakulnak ki magas hőmérsékletű pontok.

Összefoglalva

A cikk aktualitását az adja, hogy napjainkban a technológiai fejlődés következtében egyre nagyobb értéket képviselnek azok a berendezések, melyek működtetéséhez speciális körülményeket kell megteremteni. Ezen körülmények megteremtésére már nem elegendők a korábban jól bevált komfortcélú klímaberendezések, új fejezet nyílt a hűtés terén, mert itt már precíziós hűtésre van szükség. A precíziós, technológiai hűtés napjainkban mindinkább elterjedőben van, és egyre inkább alapkövetelménnyé válik.


Kérjük, szánjon pár pillanatot a cikk értékelésére. Visszajelzése segít a lap és a honlap javításában.

Hasznos volt az ön számára a cikk?

 Igen

 Nem