O que é um condicionador de ar de precisão: classificação de dispositivos e o princípio de operação das unidades

tipo de instalação

Os condicionadores de ar de precisão são divididos em inversores e periódicos. A tarefa do dispositivo inversor é transformar a velocidade de rotação do motor elétrico invertendo a corrente contínua em corrente alternada da frequência necessária.

Os condicionadores de ar periódicos não inversores são projetados para manter certos parâmetros do ar por meio do ciclo do compressor. Tais instalações são mais difíceis de configurar, mas são mais baratas.

Os condicionadores de ar inverter suportam temperatura, umidade e taxas de fluxo de ar estáveis, duram mais porque há menos desgaste nas peças do que quando o motor está funcionando.

Variedades de condicionadores de ar inverter

Opções de conexão para condicionadores de ar de precisão

Na maioria das vezes, as opções de conexão padrão são usadas. Uma unidade externa remota com um condensador é instalada no telhado de um edifício, uma unidade de gabinete interna é instalada no interior (consulte a Fig.).

Diagrama de fiação para condicionadores de ar de precisão com unidades externas no telhado.

Ao usar sistemas com suprimento de ar (Free Cooling), a ventilação de exaustão é equipada. Este método de refrigeração permite reduzir os custos de energia se a temperatura exterior for inferior à produzida pelo equipamento aquecido. A ilustração mostra um exemplo com condicionadores de ar de gabinete com unidades externas.

Diagrama de fiação para condicionadores de ar de precisão com suprimento de ar e ventilação de exaustão.

Os condicionadores de ar de precisão podem ser usados ​​em conjunto com um resfriador e/ou torre de resfriamento (veja a ilustração). Nesse caso, sua eficiência aumenta. Mas o custo total do equipamento está crescendo.

Esquema de conexão de condicionadores de ar de precisão ao chiller e torre de resfriamento.

Se várias salas pequenas precisam ser resfriadas, um ar condicionado de precisão pode ser conectado ao sistema de ventilação. Ao mesmo tempo, ele precisa fornecer um influxo de ar aquecido. Ou use um sistema de entrada de ar externo. E nas salas refrigeradas para fazer ventilação de exaustão.

Ar condicionado de precisão conectado ao sistema de ventilação.

Como opção, não o ar, mas a água pode ser usada como meio externo. este método de resfriamento ou aquecimento é mais eficiente.Mas para isso é necessário equipar um trocador de calor especial.

Unidade interna de ar condicionado

• 1. Painel frontal - é uma grelha de plástico através da qual o ar entra na unidade. O painel pode ser facilmente removido para manutenção do ar condicionado (limpeza de filtros, etc.)
• 2. Filtro grosso - é uma malha de plástico e é projetada para reter poeira grossa, pêlos de animais, etc. Para o funcionamento normal do ar condicionado, o filtro deve ser limpo pelo menos duas vezes por mês.
• 5. Evaporador - um radiador no qual o freon frio é aquecido e evaporado. O ar soprado através do radiador é resfriado de acordo.
• 6. Persianas horizontais - regular a direção do fluxo de ar verticalmente. Estas persianas são operadas eletricamente e sua posição pode ser ajustada a partir do controle remoto. Além disso, as persianas podem fazer movimentos oscilatórios automaticamente para distribuir uniformemente o fluxo de ar por toda a sala.
• 7. Painel de exibição - são instalados indicadores (LEDs) no painel frontal do ar condicionado, mostrando o modo de funcionamento do ar condicionado e sinalizando possíveis avarias.
• 3. Filtro fino - existem vários tipos: carvão (remove
• odores), eletrostática (retém poeira fina), etc. A presença ou ausência de filtros finos não afeta o funcionamento do ar condicionado.
• 4. Ventilador — tem 3 — 4 velocidades da rotação.
• 8. Persianas verticais - servem para ajustar a direção do fluxo de ar horizontalmente. Nos aparelhos de ar condicionado domésticos, a posição dessas persianas só pode ser ajustada manualmente.A capacidade de controlar a partir do controle remoto é apenas em alguns modelos de condicionadores de ar premium.
• Bandeja de condensado (não mostrado na figura) - localizado sob o evaporador e serve para coletar o condensado (água que se forma na superfície de um evaporador frio). A água é drenada do reservatório através de uma mangueira de drenagem.
• Painel de controle
• (não mostrado na figura) - geralmente localizado no lado direito da unidade interna. Esta placa contém uma unidade eletrônica com um microprocessador central.
• Conexões Sindicais
• (não mostrado na figura) —
• localizado na parte inferior traseira da unidade interna. Os tubos de cobre que conectam as unidades externa e interna são conectados a eles.

O dispositivo de modelos de compressor

É esse tipo de condicionador de ar que pode funcionar tanto para resfriar quanto para aquecer o ar, o que determina em grande parte sua ampla distribuição. O conjunto básico de componentes no dispositivo interno de um condicionador de ar do tipo compressor pode ser representado da seguinte forma:

• O condensador é um módulo radiador compacto em bloco projetado para instalação externa (externa). Este nó fornece o processo de condensação, ou seja, a transição do gás para o estado líquido. Normalmente os radiadores são feitos de alumínio ou cobre.
• O compressor desempenha a função de comprimir o refrigerante (meio de trabalho como o freon) e mantê-lo circulando no circuito de refrigeração.
• O radiador evaporativo está localizado na unidade interna (interior). Proporciona um processo inverso da condensação, ou seja, com uma queda brusca de pressão, o refrigerante já passa do estado líquido para o gasoso.
• Conexões reguladoras - um acelerador que reduz a pressão na área antes do evaporador.
• Os ventiladores circulam as correntes de ar, soprando assim o condensador com a unidade evaporadora.

Unidade externa

O ar condicionado é composto por um módulo interior e exterior, este último localizado no exterior do edifício.

Isso é causado pelo funcionamento ruidoso do ventilador e do compressor, bem como pela remoção independente do ar quente para a atmosfera.

Dispositivo da unidade externa

1. Compressor. É capaz de comprimir o freon e dar um certo movimento ao longo do contorno.
2. Condensador localizado na unidade externa. Ele transforma o refrigerante em um estado líquido.
3. Evaporador. O radiador está localizado dentro do aparelho - serve para converter o freon de uma fase aquosa para um estado gasoso.
4. Válvula de expansão termostática (TRV). Por meio do dispositivo, a pressão do refrigerante é reduzida.
5. Fãs. A tarefa desses dispositivos é soprar o evaporador e o condensador para criar uma troca de calor mais intensa com a atmosfera.
6. Filtros. Estas peças do ar condicionado protegem o circuito de partículas estranhas (sujeira, poeira)

Funcionamento do ar condicionado no modo de aquecimento

ar condicionado inverter

O principal objetivo do ar condicionado inverter é economizar energia e estender a condição de trabalho do compressor. Em tais sistemas, o trabalho não ocorre em solavancos “on-off”, mas com controle de potência suave. O ar condicionado funciona continuamente, no entanto, não em plena capacidade. Isso permite que o motor do compressor aumente seu recurso. Além disso, manter uma temperatura estável na sala requer muito menos energia do que com o “ritmo espasmódico” de um ar condicionado convencional.

O controle de velocidade do compressor é obtido convertendo (invertendo) a CA de entrada para CC e depois de volta para CA, mas em uma frequência diferente. A eletrônica decide como alterar a velocidade do motor - reduza ou aumente, e as mudanças de velocidade ocorrem sem problemas.

Mas é importante entender que um ar condicionado inverter é mais econômico apenas naqueles locais onde um ar condicionado convencional é ligado apenas de vez em quando. Com operação contínua, um ar condicionado convencional é muito mais eficiente com o mesmo consumo de energia, pois não gasta energia elétrica na conversão

Portanto, se o seu ar condicionado inverter estiver funcionando em plena capacidade quase continuamente, sua alimentação foi selecionada incorretamente.

Um engenheiro da empresa Climate Control lhe dirá sobre o que é um ar condicionado inverter e se vale a pena pagar a mais por ele:

Montagem e instalação

• Os condicionadores de ar monobloco podem ser instalados tanto fora do prédio quanto dentro de casa. A montagem externa facilita o acesso aéreo, mas dificulta a manutenção. Ao instalar um monobloco no interior, é necessário um duto de ar.
• O ar condicionado de teto é instalado no centro da sala servida. O fornecimento/exaustão de ar é realizado através de ventilação ou dutos especialmente montados.
• O ar condicionado do gabinete é instalado na sala onde é necessário manter a temperatura definida. A entrada de ar aquecido é mais frequentemente realizada por cima e a emissão de ar frio é realizada por baixo, sob o piso elevado.

O esquema padrão prevê a instalação de uma unidade externa com um condensador no telhado e uma unidade interna na sala.Se o sistema usar o modo de resfriamento livre (free-cooling), é necessário um dispositivo de ventilação de exaustão. Para uma refrigeração mais eficiente das instalações, é possível conectar um chiller e/ou torre de resfriamento.

Tipos

Os sistemas de ar condicionado de precisão são convencionalmente divididos em várias categorias, dependendo de:

O número de esquemas de trabalho de condicionamento de precisão.

a) circuito único;

b) Circuito duplo.

Execuções.

a) Nos tetos (com potência de 4-15 kW) são colocados em salas com pequena área;

b) Gabinete. É usado em salas grandes (com potência de até 100 kW). Módulo exterior como condensador separado;

c) Ar condicionado de precisão - monobloco (com potência de cerca de 20 kW). Tem dois evaporadores e um compressor em uma carcaça.

Trocador de calor de refrigeração.

a) Ar. Funciona segundo o princípio de um sistema split, constituído por dois blocos: uma unidade exterior (um compressor com um condensador numa caixa) e um evaporador interno;

b) água. Combinação do módulo com uma unidade de refrigeração (chiller) quando a queda de temperatura é devido ao liquid cooler;

c) Combinado.

Além disso, dependendo do tipo de área de manutenção da faixa de temperatura e do número de circuitos no estado inicial, os sistemas climáticos diferem em seu funcionamento.

Condicionadores de ar tipo gabinete de precisão

Tipos de sistemas de reclamação

Existem vários tipos de dispositivos que são combinados sob o nome geral de condicionadores de ar de precisão. Eles podem ser divididos em vários subgrupos de acordo com certos critérios.

1. Vários em design. Um fabricante moderno oferece os seguintes tipos: estruturas do tipo monobloco, teto e gabinete.

2. De acordo com o método de resfriamento dos fluxos de ar, as seguintes opções podem ser distinguidas: ar, água e misto.

3. Pelo número de circuitos, existem dispositivos de circuito único e de circuito duplo do tipo precisão.
4. Por funcionalidade, existem vários tipos de construções: resfriamento, resfriamento e umidificação, resfriamento e aquecimento, resfriamento + aquecimento + umidificação.

Para salas pequenas e médias, você deve optar por dispositivos monobloco. Mas para grandes instalações industriais, é melhor usar condicionadores de ar do tipo gabinete. Os sistemas de teto também são usados ​​com mais frequência em pequenas salas quadradas, onde a instalação de outro tipo de ar condicionado é difícil.

Princípios de operação de condicionadores de ar de precisão

Internos de precisão

Existem vários princípios de funcionamento dos condicionadores de ar de precisão, dependendo do tipo de resfriamento e do número de circuitos.

Os sistemas refrigerados a ar apresentam o ciclo de refrigeração mais familiar, semelhante ao de um sistema split convencional. Freon sob pressão é comprimido no compressor e, em seguida, entra no condensador, onde passa para o estado líquido. A partir daqui passa por uma válvula de expansão termostática (TRV) onde a sua temperatura é baixada. Entrando no evaporador, o freon novamente entra em estado gasoso e entra novamente no compressor. O ar é então resfriado à medida que passa pelo evaporador e sai. O calor é removido do condensador por um ventilador.

Você pode ver o diagrama de operação de um condicionador de ar de precisão com um condensador de ar remoto nesta foto.

circuito condensador de ar remoto

Este princípio de operação dos condicionadores de ar de precisão não difere muito do esquema do ciclo do dispositivo com um drycooler. A diferença é que o calor não é descarregado através do ventilador, mas na água. Na unidade interior está instalado um permutador de calor de água freon, à qual está ligada uma unidade exterior (drycooler) com bomba de água. O calor é transferido através do permutador de calor e é descarregado para a rua graças ao ventilador da unidade exterior.

Se o ar condicionado for refrigerado a água, geralmente é combinado com um resfriador. No módulo interno, o ar é resfriado pelo refrigerante, que diminui sua temperatura no resfriador de líquido.

esquema de refrigeração do chiller

Esta foto mostra um diagrama do funcionamento de um ar condicionado de precisão com refrigeração a água através de um chiller.

Os condicionadores de ar de precisão com circuito duplo são caracterizados por um princípio de funcionamento diferente, no qual o ar dos servidores entra no evaporador da unidade interna do ar condicionado de precisão e é resfriado ali, a partir daí já é liberado para a sala. A carga de calor removida desta forma passa para um condensador embutido na unidade interna do dispositivo e resfriada por água, e depois é transferida para o circuito de água. A partir daqui, o calor sai com a ajuda de um drycooler e é descarregado na atmosfera.

Ar condicionado de precisão, o que é isso?

Do inglês, a palavra precisão (precisão) é traduzida como "exatidão", "precisão". Isso caracteriza os requisitos básicos para tais equipamentos climáticos. Os condicionadores de ar de precisão podem:

• Trabalhar 24/365 por 10 anos ou mais;
• Salas frias com desvios da temperatura definida da ordem de 0,5 a 1 graus;
• Trabalhe na faixa de temperatura de -50 a +50 °С;
• A possibilidade de retirar ar frio do ambiente para melhorar a eficiência energética (Free Cooling);
• Filtração do ar.

Além das tarefas usuais, os condicionadores de ar de precisão podem executar as seguintes funções:

• Manter a umidade do conjunto dentro de 2-3% do conjunto;
• Aqueça a sala e mantenha a temperatura com um desvio da norma não superior a 1 grau;
• Fornecer ventilação com fluxo de ar;
• Possibilidade de integração com chiller;
• Sistema de sopro de ar;
• Aquecimento de ar direto.

Montagem e instalação

• Os condicionadores de ar monobloco podem ser instalados tanto fora do prédio quanto dentro de casa. A montagem externa facilita o acesso aéreo, mas dificulta a manutenção. Ao instalar um monobloco no interior, é necessário um duto de ar.
• O ar condicionado de teto é instalado no centro da sala servida. O fornecimento/exaustão de ar é realizado através de ventilação ou dutos especialmente montados.
• O ar condicionado do gabinete é instalado na sala onde é necessário manter a temperatura definida. A entrada de ar aquecido é mais frequentemente realizada por cima e a emissão de ar frio é realizada por baixo, sob o piso elevado.

O esquema padrão prevê a instalação de uma unidade externa com um condensador no telhado e uma unidade interna na sala. Se o sistema usar o modo de resfriamento livre (free-cooling), é necessário um dispositivo de ventilação de exaustão. Para uma refrigeração mais eficiente das instalações, é possível conectar um chiller e/ou torre de resfriamento

Classificação de condicionadores de ar de precisão

Dependendo do design das unidades internas, os condicionadores de ar de precisão são classificados nos seguintes tipos:

• teto;
• gabinete de precisão tipos de condicionadores de ar;
• entre filas.

Dependendo do método de resfriamento dos condensadores, eles são ar e líquido. Com base na classificação do refrigerante usado - água ou etilenoglicol.

Cada uma das categorias listadas acima tem suas próprias características, vantagens e desvantagens, que devem ser levadas em consideração ao escolher um sistema de controle de temperatura e umidade ambiente.

Condicionadores de ar de precisão Freon

Monoblocos Freon e sistemas de controle climático de precisão são fornecidos para instalações de telecomunicações.

Para objetos estacionários maiores, são usadas unidades internas de gabinete e condicionadores de ar entre fileiras.

A solução clássica e mais econômica para salas de servidores em termos de custos de capital são os condicionadores de ar de gabinete equipados com evaporador de expansão direta, também são freon.

É assim que os condicionadores de ar de precisão freon se parecem em uma seção. O diagrama mostra o mesmo dispositivo, apenas de lados diferentes.

Várias versões são possíveis: com um condensador externo refrigerado a ar, com um condensador refrigerado a líquido embutido e também equipado com um resfriador a seco.

Os condicionadores de ar entre fileiras com expansão direta também diferem em tipos semelhantes de condensadores (a categoria é codificada como DX).

Dispositivos de precisão líquida

Condicionadores de ar de precisão de gabinete equipados com um trocador de calor líquido são usados ​​no circuito do resfriador de resfriamento como fechos.

Nesse caso, a confiabilidade de operação e o regime de temperatura de resfriamento são determinados pelo conceito adotado de suprimento de refrigeração do objeto - o esquema inclui a presença de chillers e grupos de bombeamento.

Os custos iniciais de capital excedem em 30-40% os custos associados aos condicionadores de ar freon. Deve-se notar que a otimização do esquema de refrigeração permite reduzir os custos operacionais.

Métodos de instalação

Como todos os aparelhos de ar condicionado, os aparelhos de ar condicionado de precisão podem ser externos e internos de acordo com o tipo de instalação. No exterior, as estruturas são montadas quando é necessário introduzir o ar condicionado no sistema existente, bem como quando não há espaço suficiente para a instalação interna. Esta opção é mais econômica, porque as estruturas externas padrão são equipadas com um sistema de resfriamento automático, que usa correntes de ar da rua. Normalmente são estruturas monobloco controladas remotamente ou por meio de um termostato.

No interior, armários e luminárias de teto são instalados. Para sua instalação, você precisa fazer 2 furos através dos quais o condensador será resfriado.

Vantagens e desvantagens da engenharia de precisão

A capacidade de controlar com precisão o microclima na sala, juntamente com a capacidade de trabalhar ininterruptamente por muitos anos. Esses dois parâmetros importantes por si só fizeram de qualquer condicionador de ar de precisão um dos dispositivos de controle climático mais procurados.

Além disso, um circuito eletrônico “inteligente” é capaz de manter os parâmetros definidos por uma média de quinze anos com a mínima intervenção do usuário. Como regra, o controle é reduzido a uma verificação visual das leituras da tela do dispositivo.

A principal desvantagem desta categoria de equipamentos de controle climático é o preço.É claro que um ar condicionado de precisão capaz de controlar o microclima 24 horas por dia e continuamente, por pelo menos quinze anos, não difere em disponibilidade. Mas o custo de instalação, serviço e a organização obrigatória das condições de trabalho necessárias fizeram seu trabalho.

Vantagens e desvantagens

O suporte confiável e ininterrupto dos parâmetros climáticos especificados na sala servida por um ar condicionado de precisão é inquestionável. Como garantia adicional, os fabricantes costumam equipar o equipamento com uma unidade de refrigeração de backup, que liga em caso de falha da unidade principal. Esses momentos positivos são muito significativos e importantes, por exemplo, para laboratórios científicos.

No entanto, o tipo de sistema de ar condicionado em consideração é um equipamento caro. Além disso, são necessários custos adicionais para atividades de projeto, levantamento e comissionamento. Além disso, os aspectos negativos dos sistemas de precisão incluem suas dimensões gerais, que complicam a entrega no local de instalação. Segue-se que este equipamento não é adequado para uso doméstico.

Características dos sistemas divididos

Este grupo inclui todos os modelos de condicionadores de ar que são divididos em dois blocos, um deles é levado para a rua e o outro é montado dentro de casa. Um típico aparelho de ar condicionado split prevê a presença de um compressor, condensador, filtros, ventiladores e uma linha de conexão. Na verdade, os principais processos de trabalho ocorrem na unidade remota, e o módulo interno apenas fornece comunicação com ela, sendo também responsável por regular os parâmetros microclimáticos.Esta separação reduz os efeitos nocivos do refrigerante e elimina completamente o ruído na sala do compressor em funcionamento.

Como resultado da melhoria tecnológica do design de duas unidades, o conceito de um sistema multi-split surgiu e é aplicado com sucesso. Este tipo de aparelho de ar condicionado é diferente, pois vários compressores com condensadores e válvulas multivias podem ser usados ​​em uma infraestrutura de trabalho. Os sistemas multicomponentes permitem que você controle a partir de uma unidade interna, enquanto controla a operação de vários módulos externos.

O conceito geral de um aparelho de ar condicionado

Este é um dispositivo elétrico, cuja lista das principais tarefas inclui a manutenção de condições climáticas confortáveis ​​em salas para vários fins. Além disso, existem condicionadores de ar de pequeno porte para veículos e equipamentos industriais. A maior parte desses dispositivos é uma classe de modelos domésticos e industriais. No segundo caso, o uso pretendido é um pouco diferente do segmento doméstico. Mas em ambas as categorias, o conceito básico de um condicionador de ar pode ser representado da seguinte forma: um aparelho elétrico, cujo trabalho visa regular o regime de temperatura em uma determinada faixa. De acordo com as normas, os equipamentos de controle climático devem fornecer a capacidade de controlar a temperatura na faixa de 17 a 25 °C. Ao mesmo tempo, os dispositivos modernos são capazes de suportar modos na faixa de -5 a 40 ° C. Além disso, os dispositivos multifuncionais também regulam a umidade (coeficiente - 50-60%), a mobilidade da massa de ar (até 0,15 m / s) e até o conteúdo de certos gases (por exemplo, oxigênio).

refrigerado a água

Os condicionadores de ar de precisão que usam água para resfriamento não estão equipados com uma bomba de calor. O aquecimento das salas é realizado graças aos aquecedores elétricos integrados a esses modelos.

Este tipo de ar condicionado de precisão tem o design mais simples (é um monobloco) e tem um preço mais baixo. Além disso, sua instalação não causará transtornos - pode ser realizada em qualquer parte da sala onde a água possa ser fornecida. A principal vantagem dos condicionadores de ar de precisão refrigerados a água é a independência de sua operação das condições climáticas externas do edifício.

Suprimento e entrada de ar

As massas de ar, movendo-se através do trocador de calor no qual o refrigerante está localizado, resfriam e entram na sala. Tais instalações são de dois tipos: com suprimento de ar inferior e superior.

1. Instalação de alimentação de superfície.

A entrada de ar em tal dispositivo vem da sala, dos dutos de ar ou através do painel do ar condicionado. O ar é fornecido ao espaço livre do teto e, assim, o ar é trocado, enquanto essas unidades possuem um sistema simples e um conjunto estendido de capacidades.

1. Condicionador com alimentação inferior.

Este dispositivo permite manipular massas de ar máximas e alterná-las pelo espaço.

O nível de ruído desses condicionadores de ar é reduzido pelos compressores scroll, ventiladores e pelo formato da face do evaporador.

A unidade de fornecimento de ar e as unidades de refrigeração estão localizadas em locais diferentes do ar condicionado, o que reduz o nível de ruído. Para a movimentação das massas de ar, são utilizados ventiladores com controle eletrônico e de velocidade de passo.

Esquema de refrigeração ao nível do hall usando um piso elevado

Conclusão

Para que o ar condicionado não decepcione durante a operação, é necessário abordar sua escolha corretamente. Os especialistas recomendam considerar essa questão como um todo, levando em consideração o conteúdo funcional, os recursos do fluxo de trabalho, a possibilidade de regular os parâmetros microclimáticos individuais etc. Claro, o consumo de energia também é importante. O que é um ar condicionado em termos de consumo de energia? Em média, esses dispositivos consomem 0,8-1 kW / h. Deve-se levar em conta que cerca de 1 kW de potência de refrigeração Destina-se à manutenção de instalações até 10 m2. Se estamos falando de modelos evaporativos, esse valor pode ser reduzido para 0,8 kW, pois seu princípio de operação é menos dispendioso em termos de recursos energéticos.