¿Qué es un aire acondicionado de precisión: clasificación de dispositivos y principios de funcionamiento de las unidades?
¿Cree que en los servidores y centros de datos, así como en otras salas donde se concentran una gran cantidad de computadoras y otros equipos que generan calor de manera intensiva, se pueden usar aires acondicionados domésticos comunes para mantener una temperatura y humedad constantes?
En habitaciones de este tipo, la temperatura, la humedad y muchos otros parámetros deben mantenerse dentro de un rango muy estrecho, y los sistemas de control climático convencionales, incluso los más potentes, no pueden hacer frente a esta tarea. Por ello, el uso de aires acondicionados de precisión está adquiriendo cada vez más relevancia.
En el artículo se analizarán las características distintivas que tiene un aire acondicionado de precisión, qué es en general, cómo funciona y qué tipos de estos dispositivos existen.
El contenido del artículo:
Características de los aires acondicionados de precisión.
Un acondicionador de aire de precisión o un acondicionador de aire autónomo tipo gabinete es un dispositivo cuyo uso le permite mantener una serie de parámetros en una habitación: temperatura, humedad relativa y movilidad del aire en un rango estrecho.
A saber:
- rango de variabilidad de temperatura permitida: ±1 °C. Y ciertos modelos de acondicionadores de aire de precisión permiten reducir aún más la variabilidad del valor, hasta ± 0,5 ° C);
- rango de variabilidad del valor de humedad + 5%;
- El funcionamiento del aire acondicionado de precisión está permitido a temperaturas ambiente entre +50 °C y -60 °C.
En este caso, el flujo de calor liberado supera los valores típicos de la sala principal entre 5 y 10 veces. En consecuencia, se crea una carga muy alta en acondicionadores de aire.
Pero aún así, el rango de valores se mantiene. De hecho, además del hecho de que este tipo de sistemas de control climático se caracteriza por una mayor precisión, también se imponen al equipo una serie de requisitos en materia de confiabilidad.
Incluso un minuto sin aire acondicionado puede tener consecuencias catastróficas. Y, por tanto, pérdidas materiales.
Sí, hay un requisito más que no se puede ignorar: los acondicionadores de aire de precisión deben poder iniciar rápidamente una unidad de respaldo en caso de avería de la principal.
Es decir, incluso en caso de situación de fuerza mayor, se asegurarán unas condiciones de temperatura y humedad constantes. Y el proyecto de climatización de la sala de servidores suele elaborarse teniendo en cuenta capacidades adicionales.
Beneficios de usar dispositivos
El uso de sistemas de precisión en diversas instalaciones tecnológicas se explica por la necesidad de compensar los importantes excesos de calor específico que se liberan de los equipos tecnológicos que son sensibles incluso a los cambios de temperatura más insignificantes y condiciones de humedad.
Es decir, cuanto mayor es la desviación de la temperatura ambiente de los valores óptimos, más se reduce la vida útil de los costosos equipos.
No reparar una avería del sistema de climatización en poco tiempo puede provocar una avería del equipo que genere una importante ganancia de calor.
Por ejemplo, si el equipo tecnológico en la central telefónica se sobrecalienta, así como si hay una desviación inaceptable del valor óptimo de humedad relativa, la probabilidad de falla del equipo es bastante alta.
Los acondicionadores de aire de precisión compensan eficazmente los importantes excesos de calor específico y permiten mantener los parámetros necesarios de temperatura y humedad en la habitación.
Alcance de la aplicación del equipo
El uso de estos dispositivos para garantizar un funcionamiento sin problemas y sin problemas de los equipos de proceso se está volviendo relevante en las siguientes áreas:
- Telefonía fija - Estaciones PBX, así como salas de equipos.
- Telefonía móvil: nodos de telecomunicaciones, es decir, conmutadores y puertas de enlace.
- Estaciones base y remotas ubicadas en edificios o contenedores.
- Centros de facturación.
- Sector TI: salas de servidores y hardware, así como salas de ordenadores y centros de datos.
Recientemente, las empresas farmacéuticas también han utilizado aires acondicionados de precisión en zonas donde se instalan costosos equipos de diagnóstico. Y también en modernos laboratorios dedicados a realizar investigaciones con reactivos especialmente sensibles a las condiciones ambientales. O - con colonias de microorganismos.
Producción limpia y de alta precisión: la industria abarca la microelectrónica, la farmacéutica y la aeroespacial, y no está completa sin aires acondicionados de precisión.
Pero eso no es todo: en algunos museos, bibliotecas y otros lugares de ocio cultural, donde se guardan objetos especialmente valiosos, también se utilizan aparatos de aire acondicionado de precisión.
Está claro que allí se utilizan más modelos económicos, porque no es necesario observar estrictamente las condiciones de temperatura y humedad, pero aún así.
Dispositivo de aire acondicionado de precisión.
La precisión y fiabilidad de la unidad explica su compleja estructura. Además, según el modelo, puede variar.
Se requiere lo siguiente:
- La unidad interior suele ser del tipo gabinete.
- Unidad exterior o exterior.
En el primero, la preparación preliminar del aire se realiza inmediatamente antes de su suministro a la habitación.
El segundo puede contener: un condensador de aire o un enfriador de líquido, si el aire acondicionado funciona con agua fría de un enfriador o de un condensador de líquido ubicado en la unidad interior.
El diagrama anterior está extremadamente simplificado. Muestra el principio de funcionamiento en términos generales.
Tenga en cuenta que, además de todas las piezas enumeradas, la unidad interior del aire acondicionado de precisión incluye los siguientes dispositivos:
- compresor;
- evaporador;
- acelerador;
- componentes de filtración;
- dispositivos adicionales que utilizan electricidad para calefacción;
- humidificadores, si es necesario;
- ventiladores de aire;
- válvulas, tanto de cierre como de control.
La presencia de todos los demás elementos está determinada por el modelo específico y sus requisitos y la habitación en la que funcionará el dispositivo. En otras palabras, son un componente variable.
El mecanismo de funcionamiento del dispositivo.
El principio básico de funcionamiento de este dispositivo se puede explicar de la siguiente manera: primero, el refrigerante gaseoso se comprime en el compresor. Luego, el refrigerante fluye hacia el condensador. Allí se condensa, proceso que permite extraer calor del refrigerante.
La siguiente etapa es el paso del refrigerante, que se encuentra en estado agregado líquido, a través de un dispositivo de estrangulación. Esto conduce a una disminución de la temperatura y la presión del refrigerante líquido.
Y ya en este estado, el refrigerante ingresa al evaporador. Allí se convierte en gas y regresa al compresor.
Entonces, es el aire que pasa a través del evaporador el que se toma de la habitación donde es necesario mantener la temperatura y la humedad en un rango estrecho de valores.
Al pasar por el evaporador, el aire se enfría y de esta forma vuelve a entrar en la habitación. El diagrama de funcionamiento de un acondicionador de aire de precisión se muestra arriba de forma ilustrativa.
Funciones de la unidad interior
Están determinados por el propósito de un modelo en particular. Es lógico suponer que el número de funciones determina el ámbito de posible aplicación de la unidad:
- sólo refrigeración;
- refrigeración y calefacción eléctrica con capacidad de regular las condiciones de temperatura;
- enfriamiento y aumento de la humedad.
La opción más perfecta es una combinación de funciones de refrigeración, aumento de la humedad y calefacción eléctrica.
También sucede que un determinado modelo es fabricado en fábrica de acuerdo con un pedido individual, y en él están integradas funciones que no están previstas en la configuración original.
Las unidades interiores pueden diferir en los tipos de entrada y suministro de aire a la habitación. Por ejemplo, la recogida puede realizarse en la parte delantera y la alimentación en la parte superior. Se realiza a través de un conducto de aire situado entre el techo falso y principal.
Hay otras opciones:
- La aspiración que se produce en la parte delantera se combina con la alimentación en la parte superior, directamente a la habitación.
- En la parte superior la aspiración se realiza a través de un conducto de aire situado entre los techos (falso y principal). La alimentación se produce, en consecuencia, desde abajo.
- La entrada se realiza en la parte superior directamente desde la habitación, y el suministro bajo el falso suelo se realiza desde la parte inferior.
- La entrada por detrás y debajo del falso suelo se produce por la parte inferior, y el suministro se realiza en la parte superior a través de un conducto de aire situado entre los techos - falso y principal.
También sucede que la cerca se realiza debajo de un falso techo desde abajo y desde atrás. El suministro se realiza directamente en la habitación, en la parte superior.
Esta variabilidad de funciones explica las amplias capacidades de los acondicionadores de aire de precisión.
La estructura y el mecanismo del modelo seleccionado se pueden "adaptar" individualmente a las características de la habitación en la que se planea utilizar.
Clasificación de aires acondicionados de precisión.
Dependiendo del diseño de las unidades interiores, los aires acondicionados de precisión se clasifican en los siguientes tipos:
- techo;
- aparatos de aire acondicionado de precisión con gabinete;
- entrecruzar.
Dependiendo del método de enfriamiento de los condensadores, pueden ser de aire o líquidos. Según la clasificación, el refrigerante utilizado es agua o etilenglicol.
Cada una de las categorías enumeradas anteriormente tiene sus propias características, ventajas y desventajas, que deben tenerse en cuenta al elegir un sistema para controlar las condiciones de temperatura y humedad de la habitación.
Aires acondicionados de precisión con freón
Se proporcionan monobloques de freón y sistemas de control climático de precisión para instalaciones de telecomunicaciones.
Para instalaciones estacionarias más grandes, se utilizan unidades interiores montadas en gabinetes y acondicionadores de aire fila por fila.
La solución clásica y más económica para las salas de servidores en términos de costes de capital son los aparatos de aire acondicionado de armario equipados con un evaporador de ebullición directa, también conocidos como aparatos de aire acondicionado de freón.
Son posibles varias opciones para su diseño: con un condensador externo enfriado por aire, con un condensador enfriado por líquido incorporado y también equipado con una torre de enfriamiento seca.
Los acondicionadores de aire entre hileras con evaporación directa (categoría codificada como DX) también tienen tipos similares de condensadores.
Dispositivos de precisión líquida
Los acondicionadores de aire de precisión de gabinete equipados con un intercambiador de calor líquido se utilizan como cierres en un circuito de refrigeración.
En este caso, la confiabilidad operativa y las condiciones de temperatura de enfriamiento están determinadas por el diagrama principal aceptado del suministro de refrigeración del objeto; el diagrama incluye la presencia enfriadores y grupos de bombeo.
Los costos de capital inicial superan en un 30-40% los costos asociados con los acondicionadores de aire con freón. Cabe señalar que la optimización del esquema de suministro de refrigeración permite reducir los costos operativos.
Aire acondicionado de precisión con free-cooling
El mecanismo de funcionamiento de este tipo de aire acondicionado se basa en el aprovechamiento de temperaturas exteriores reducidas.
El enfriamiento gratuito (en inglés, enfriamiento gratuito) se implementa fácil y simplemente en un acondicionador de aire tipo gabinete de precisión de freón con un condensador (líquido) y una torre de enfriamiento seca.
Necesitará un segundo intercambiador de calor (líquido) y etilenglicol, que llena el circuito de la torre de enfriamiento seco. Cuando la temperatura ambiente desciende al nivel calculado, se producirá enfriamiento debido al funcionamiento del segundo circuito: el intercambiador de calor y la torre de enfriamiento.
A pesar del aumento de las inversiones iniciales para la compra de equipos adicionales, el período de recuperación de estas unidades será inferior a dos años y se puede hacer un cálculo más preciso conociendo el tamaño de las tarifas locales.
Características de los sistemas de reservas.
Para permitir funciones de enfriamiento redundantes, los acondicionadores de aire de precisión están equipados con intercambiadores de calor adicionales: líquido y freón.
El principio básico de funcionamiento de este sistema no es simplemente la duplicación banal de los sistemas de refrigeración, sino el uso de sistemas de refrigeración con principios de funcionamiento diferentes entre sí.
En otras palabras, en un solo dispositivo se combinan unidades equipadas con diferentes fuentes de refrigeración.
La necesidad de redundancia y su grado están establecidos por requisitos reglamentarios de acuerdo con la clase de tolerancia a fallas del objeto, determinada por TIER.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
El video muestra el proceso de mantenimiento de un aire acondicionado de precisión por parte de un maestro con un análisis paso a paso de todas las características operativas de este dispositivo, así como los requisitos para su cuidado:
Un acondicionador de aire de precisión le permite mantener la temperatura y la humedad de la habitación dentro de un rango estrecho de valores. Esta función es importante en salas donde se ubican y operan equipos sensibles a los más mínimos cambios en las condiciones climáticas. Por este motivo, los aires acondicionados posicionales se utilizan en salas de servidores, centros de datos y laboratorios de alta tecnología.
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