eng
Выпуск #6/2008
П.Ронжин.
Поддержание климатических параметров на телекоммуникационных объектах
Поддержание климатических параметров на телекоммуникационных объектах
Просмотры: 4671
Бурное развитие в последние годы рынка телекоммуникационных услуг и, в частности, мобильной связи, привело к массовому строительству базовых станций контейнерного типа (шелтеров), наличие и нормальное функционирование которых является основным фактором, определяющим зоны обслуживания операторов связи.
В связи с непрерывностью бизнес-процессов, осуществляемых операторами, а также другими факторами, такими как территориальная рассредоточенность базовых станций, круглосуточная и круглогодичная эксплуатация и т.д., компании сотовой связи уделяют самое пристальное внимание надежной работе телекоммуникационного оборудования. Работоспособность телекоммуникационного оборудования обеспечивается не только его качеством, но и в немалой степени теми техническими решениями, которые были выбраны при строительстве шелтера. Наиболее трудными задачами, возникающими на этапах строительства и эксплуатации сети телекоммуникационных объектов, являются обеспечение электропитанием и поддержание внутри шелтеров заданных климатических параметров.
В России исторически сложились два подхода к решению вопроса поддержания необходимого температурного диапазона внутри базовых станций: применение кондиционеров комфортной гаммы типа "сплит" и прецизионных кондиционеров для телекоммуникаций. Сейчас уже никому не надо объяснять, что такое сплит-системы. Их широкое применение (от квартир до офисов и магазинов) и относительно низкая стоимость стали основными факторами, которые определили оснащение базовых станций сотовой связи именно таким кондиционерным оборудованием.
Совсем другая ситуация сложилась с прецизионными кондиционерами для телекоммуникаций (ПКдТ). Несмотря на то, что данный класс кондиционеров появился достаточно давно (около 10 лет назад), далеко не все знают, чем он отличается от сплит-систем и от просто прецизионных кондиционеров. Итак, что же такое ПКдТ?
В последние годы по мере накопления опыта эксплуатации стало очевидным, что отвод тепла от технологического оборудования и поддержание заданного температурного диапазона на таких телекоммуникационных объектах, как базовые станции мобильной связи, контроллеры, шелтеры, является серьезной проблемой, для решения которой необходимо специальное кондиционерное оборудование. Появление и применение ПКдТ стало ответом на это требование.
Какие же отличительные черты отраслевых объектов были учтены при конструировании ПКдТ? Прежде всего, базовые станции монтируются таким образом, чтобы обеспечить надежную связь не только в населенных пунктах, но и вне их, вдоль дорог и т. д., что подразумевает их разбросанность и удаленность. Следовательно, кондиционеры должны круглосуточно и круглогодично работать в автоматическом режиме (почти без присутствия людей), адекватно реагировать на аварийные ситуации, например, пропадание основного электропитания. На рис.1 показана станция сотовой связи, круглогодично работающая при минусовой температуре, в помещении которой эксплуатируется кондиционер "Мистраль-Телеком".
Приведем основные требования к кондиционерному оборудованию для телекоммуникационных станций:
* высокая надежность при круглосуточной и круглогодичной эксплуатации при температурах наружного воздуха от –40 до +40°С,
* большой ресурс работы,
* низкое энергопотребление,
* возможность удаленного контроля и управления,
* возможность работы от аккумуляторов аварийного источника питания 48 В,
* антивандальное исполнение – кондиционер в виде моноблока, приспособленный для монтажа внутри базовой станции.
Этим требованиям отвечают кондиционеры прецизионного типа, логика работы которых направлена на точное поддержание температуры и влажности. В отличие от них, ПКдТ должны поддерживать температуру внутри шелтера в допустимом диапазоне с минимальными энергозатратами. Для решения этой задачи используют встроенные системы естественного охлаждения (free cooling), имеющие преимущества перед используемым для этой цели компрессором. При пропадании основного электропитания кондиционер переходит в аварийный режим работы, при котором температурный режим внутри объекта обеспечивается за счет работы клапана естественного охлаждения, приточного вентилятора, датчиков температуры и контроллера.
В большинстве случаев ПКдТ – это моноблочный агрегат, оборудованный системой естественного охлаждения (free cooling), встроенным воздушным конденсатором, герметичным компрессором, приточным вентилятором с изменяемой скоростью вращения и питанием 48 В постоянного напряжения, электронагревателем, воздушным фильтром и микропроцессорной системой, которая контролирует (в том числе удаленно) работу всех компонентов. Кратность воздухообмена ПКдТ по сравнению со сплит-системами значительно выше. Иными словами, на единицу затраченной электроэнергии ПКдТ вырабатывает больше полезного холода, чем сплит-система.
В ПКдТ, как правило, предусматривают следующие режимы обработки воздуха: естественное охлаждение, принудительное охлаждение, смешанное охлаждение (совмещение естественного и принудительного), принудительный нагрев и аварийный режим.
В режиме естественного охлаждения (free cooling) температура воздуха в помещении поддерживается за счет холодного наружного воздуха, подаваемого вентилятором испарителя (приточным вентилятором) через клапан естественного охлаждения. Наружный воздух проходит через воздушный фильтр, где очищается от пыли, а также через теплообменник испарителя и электронагреватель (последние не функционируют в данном режиме). Теплый воздух из помещения уходит наружу через клапан естественного охлаждения, конденсатор и вентилятор. Режим естественного охлаждения воздуха применяется при условии, когда температура наружного воздуха ниже температуры воздуха в помещении на 2°С и более.
При принудительном охлаждении в режиме рециркуляции заданная температура воздуха в помещении поддерживается за счет работы компрессора кондиционера. При этом воздух движется по замкнутому кругу: за счет работы вентилятора испарителя он поступает из помещения, последовательно проходит клапан естественного охлаждения, воздушный фильтр и теплообменник испарителя, где его температура снижается, и попадает опять в помещение, где охлаждает телекоммуникационное оборудование. Данный режим применяется лишь в случае отсутствия условий для естественного охлаждения воздуха в помещении.
В случае если естественного охлаждения недостаточно для поддержания заданной температуры, дополнительно включается принудительное охлаждение приточного наружного воздуха. При этом движение воздуха полностью совпадает с режимом естественного охлаждения.
Режим принудительного нагрева воздуха используется для поддержания температуры воздуха в помещении при ее снижении ниже заданной. В данном режиме движение воздуха совпадает с режимом принудительного охлаждения, а вместо холодильной машины включается электрический нагреватель.
Рассмотрим преимущества эксплуатационных и технических характеристик ПКдТ по сравнению с кондиционерами комфортной гаммы типа "сплит".
Ресурс
Кондиционеры комфортной гаммы типа "сплит" конструируются и производятся в основном для создания комфортных климатических условий в быту. Поэтому для них предусмотрена работа в режиме охлаждения в течение 2–3 летних месяцев и в режиме обогрева – в течение 1–2 месяцев весенне-осеннего межсезонья. При этом в редких случаях продолжительность работы кондиционера составляет более 10 ч в сутки. Соответственно, при заявленном 10-летнем сроке эксплуатации ресурс лучших образцов кондиционеров типа "сплит", выраженный в моточасах, составляет не более 36 тыс. ч. При условии круглосуточной работы данный ресурс вырабатывается за 4 года эксплуатации, после чего кондиционер должен быть подвергнут серьезной ревизии или заменен.
Кондиционеры ПКдТ имеют заявленный срок службы 10–12 лет и предназначены для работы в режиме 24 ч в сутки, 365 дней в году, что соответствует ресурсу 105 120 ч, т. е. ресурс ПКдТ почти в три раза превышает ресурс сплит-систем.
Ограничения по температурам наружного воздуха
Комфортные кондиционеры предназначены для работы в летний и демисезонный периоды года. В связи с этим их работоспособность в стандартном виде ограничена в режиме охлаждения температурой наружного воздуха –15°С, а в режиме обогрева –9°С. Для использования на базовых станциях связи сплит-системы дополнительно оснащают низкотемпературными комплектами, которые позволяют работать кондиционерам при температурах наружного воздуха до –30°С. Но такие кондиционеры уже не могут работать в режиме обогрева. Именно поэтому чаще всего на базовых станциях используются кондиционеры, работающие только на охлаждение. Работа при более низких температурах приводит к катастрофически быстрой выработке ресурса и/или поломкам кондиционеров. Для подогрева воздуха в шелтерах с плохой теплоизоляцией в зимних условиях применяют дополнительные нагревательные приборы (например, масляные радиаторы). Максимальная температура наружного воздуха, до которой сплит-системы сохраняют свою работоспособность, практически не указывается ни одним производителем комфортной гаммы кондиционеров. Из практики известно, что кондиционеры данной группы сохраняют заявленные параметры до температуры +35°С.
Большинство ПКдТ в стандартной версии работоспособны при температурах наружного воздуха от –35 до +40°С, а некоторые от –40 до +45°С.
Конструкция кондиционеров
Кондиционеры типа "сплит" состоят из двух блоков: наружного компрессорно-конденсаторного и внутреннего испарительного. При монтаже и пуско-наладке требуется соединить блоки между собой медными трубами, имеющими теплоизоляцию. Длина труб составляет 5–6 м. Также надо проложить межблочные электрические соединения, организовать дренаж конденсата и подключить электрическое питание. Далее надо проверить (опрессовать давлением 30 бар) фреоновые трубопроводы, отвакуумировать их, проверить параметры работы холодильного контура, после чего произвести дозаправку фреоном в соответствии с длиной трасс. Для выполнения этих работ требуется высокая квалификация монтажников.
Наиболее распространенные ПКдТ имеют моноблочную компоновку. Предназначены они для установки внутри помещений и после соответствующих испытаний поставляются полностью готовыми к эксплуатации. Кондиционер необходимо установить у наружной стены с подготовленными в ней отверстиями для забора и выброса воздуха. Монтаж представляет собой выведение патрубка слива конденсата и подключение кондиционера к электропитанию.
Наружные блоки сплит-систем нередко подвергаются актам вандализма и воровству. Моноблочный кондиционер, установленный внутри помещения и защищенный антивандальными решетками, практически недоступен для злоумышленников.
В комфортных кондиционерах во фреоновом контуре в качестве дросселирующего устройства обычно используется капиллярная трубка, конструктивные особенности которой не позволяют обеспечить постоянство величины перегрева паров фреона в испарителе в зависимости от условий работы, что отражается на его эффективности и надежности. В ПКдТ используется терморегулирующий вентиль, что благотворно сказывается на термодинамических характеристиках холодильного цикла.
Фреоновый контур ПКдТ собран и проверен в заводских условиях, в отличие от фреоновых трасс сплит-систем, которые монтируются непосредственно на объекте, что создает предпосылки для появления утечек фреона.
На базовых станциях связи система кондиционирования воздуха является одним из основных потребителей электрической энергии. При эффективной теплоизоляции шелтера часто бывает необходимо удалить избыточное тепло, когда температура наружного воздуха существенно ниже температуры внутри станции. В этом случае использование сплит-систем приводит к избыточным энергетическим затратам.
Кондиционеры ПКдТ стандартно оснащены системой естественного охлаждения (free cooling), использующей холодный наружный воздух, подаваемый приточным вентилятором (вентилятора испарителя) внутрь контейнера через воздушный фильтр в строго контролируемом количестве при отключенном компрессоре. В условиях эксплуатации кондиционеров в Московской области использование системы естественного охлаждения позволяет снизить энергопотребление по сравнению со сплит-системами на 75%.
В ряде ПКдТ логикой управления предусматривается плавное уменьшение скорости вращения вентилятора испарителя вплоть до минимального значения в режиме естественного охлаждения (free cooling). Это зависит от тепловой нагрузки и температуры в помещении и снаружи и обеспечивает режим максимального энергосбережения, так как выключается не только компрессор, но и максимально снижается энергопотребление вентилятором.
В кондиционерах комфортной гаммы применяются воздушные фильтры с небольшой поглощающей способностью, поэтому очищать их по сравнению с фильтрами ПКдТ необходимо гораздо чаще.
Отношение эффективной производительности холода к полной для сплит-систем составляет в среднем 0,5, а для ПКдТ – 0,9–1,0. Эти значения показывают, что в сплит-системах на конденсацию влаги из воздуха затрачивается 50% от общей холодопроизводительности. В кондиционерах ПКдТ (например, "Мистраль-Телеком") на этот процесс уходит меньше 10% от общей холодопроизводительности.
Логика работы
Логика работы кондиционеров типа "сплит" подчинена поддержанию в помещении заданной температуры. Алгоритм работы жестко запрограммирован в контроллере кондиционеров, оператор может лишь менять уставки по температуре и включать разные режимы работы: охлаждение, обогрев, осушение. В ПКдТ реализуется более гибкая логика работы, нацеленная на поддержание заданного диапазона температур, допустимого для данных помещений, с минимальными затратами электроэнергии. Для этого предусмотрена возможность раздельного изменения уставок по включению электронагревателя, компрессора, системы естественного охлаждения, вентиляторов и других функциональных узлов. В зависимости от задач кондиционер может поддерживать температуру с точностью, сравнимой с точностью поддержания температуры другими прецизионными кондиционерами, или обеспечивать максимальное энергосбережение.
Подключение к системе диспетчеризации – удаленного контроля и управления
Сплит-системы не предназначены для подключения к системе удаленного контроля и управления. Устройства управления ПКдТ могут работать совместно с системой диспетчеризации здания или отдельных инженерных систем. Для этого в контроллеры должна быть установлена сетевая плата для подключения к сети по стандарту RS485. Для обеспечения обмена между контроллером и компьютером может быть применено устройство WebGate или конвертер RS485/RS232 или RS485/USB.
Программой контроллеров ПКдТ допускается возможность произвольного ограничения перечня аварийных сигналов кондиционера, передаваемых в сеть. Предусматривается просмотр и изменение всех параметров для настройки работы устройства управления, просмотр состояния всех выходов контроллера, просмотр и изменение уставок температур и показаний аналоговых датчиков, подключенных к контроллеру, просмотр и изменение переменных программы контроллера, а также дистанционное включение и выключение кондиционера.
Надежность
Все вышеперечисленные характеристики явно говорят о преимуществах и более высокой надежности ПКдТ по сравнению со сплит-системами.
Стоимость оборудования, монтажных работ и эксплуатации
Цена ПКдТ в 3–5 раз выше цены сплит-систем. Однако с учетом большего ресурса и надежности ПКдТ по сравнению со сплит-системами, а также меньшей стоимости монтажа и технического обслуживания, меньшего расхода электроэнергии затраты на приобретение ПКдТ окупятся через 3–4 года.
Рынок ПКдТ в России сегодня
В данном обзоре мы будем рассматривать только моноблочные кондиционеры с функцией естественного охлаждения, предназначенные для внутреннего монтажа. Приведем несколько компаний, представляющих эту продукцию на российском рынке (данные по фирмам даны в алфавитном порядке).
Компания DANTHERM HMS (Дания/США) производит серию прецизионных кондиционеров DANLINE с механическим и естественным охлаждением. Основные технические характеристики кондиционеров представлены в табл.1. Заявленный фирмой диапазон температур наружного воздуха, при котором кондиционеры сохраняют работоспособность, составляет от –40 до +55°С.
Компания LIEBERT-HIROSS (США) выпускает семейство воздушных кондиционеров Hiline PI с прямым механическим охлаждением и режимом фрикулинга (естественного охлаждения) в версиях с нижней и верхней подачей воздуха. Основные технические характеристики кондиционеров представлены в табл.2. Данные по нижней границе температуры наружного воздуха отсутствуют, верхний предел температуры наружного воздуха +45°С. Электронагреватель является дополнительной опцией, заказываемой за дополнительную плату.
Компания RC Group (Италия) поставляет на рынок широкую серию ПКдТ ENERTEL DX.A с прямым механическим охлаждением и режимом естественного охлаждения в версиях с нижней и верхней подачей воздуха. Рабочий диапазон температур наружного воздуха от –35 до +45°С. Основные технические характеристики кондиционеров с верхней и нижней подачей воздуха представлены в табл.3 и 4 соответственно.
Кондиционеры ПКдТ компании STULZ (Германия) представлены линейкой кондиционеров TEL-AIR холодопроизводительностью от 3,8 до 11,1 кВт.
Компания UNIFLAIR (Италия) предлагает ПКдТ под названием Monoblock для внутренней устaнoвки с фpeoнoвым кoнтурoм и вoздушным oxлaждeниeм холодопроизводительностью от 6 до 12 кВт.
Кондиционеры этих компаний, а также других, например компании Blue Box (Италия), имеют схожие технические решения с решениями производителей, входящих в первую тройку: RC Group, LIEBERT-HIROSS, DANTHERM HMS. Однако на российском рынке доля их присутствия невелика.
В 2007 году на российском рынке ПКдТ отечественной компанией "ВентСпецСтрой" был представлен модельный ряд кондиционеров "Мистраль-Телеком", сконструированных с учетом условий эксплуатации в России (рис.2). Новинку отличает высокий технический уровень изготовления, интуитивно понятный русскоязычный интерфейс контроллера, возможность работы в широком температурном диапазоне от –40 до +45°С, невысокая цена по сравнению с импортными аналогами. Технические характеристики кондиционеров "Мистраль–Телеком" представлены в табл.5. Информируем читателей, что компания "ВентСпецСтрой" также оказывает комплекс услуг, связанных с проектированием, установкой и эксплуатацией оборудования, поддерживающего климатические условия:
* расчет систем холодоснабжения и кондиционирования, выполнение проектов,
* поставка оборудования, материалов, комплектующих изделий и запасных частей для систем промышленной вентиляции, кондиционирования и холодоснабжения,
* производство монтажных и пусконаладочных работ по системам вентиляции, кондиционирования и холодоснабжения,
* техническое обслуживание, диагностика и ремонт оборудования.
Как видно из представленного обзора, заказчику, который задумается над оснащением своих телекоммуникационных объектов климатическими системами, есть из чего выбрать. Остается сделать профессиональный выбор, чтобы оборудование на объекте работало с максимальной эффективностью.
В России исторически сложились два подхода к решению вопроса поддержания необходимого температурного диапазона внутри базовых станций: применение кондиционеров комфортной гаммы типа "сплит" и прецизионных кондиционеров для телекоммуникаций. Сейчас уже никому не надо объяснять, что такое сплит-системы. Их широкое применение (от квартир до офисов и магазинов) и относительно низкая стоимость стали основными факторами, которые определили оснащение базовых станций сотовой связи именно таким кондиционерным оборудованием.
Совсем другая ситуация сложилась с прецизионными кондиционерами для телекоммуникаций (ПКдТ). Несмотря на то, что данный класс кондиционеров появился достаточно давно (около 10 лет назад), далеко не все знают, чем он отличается от сплит-систем и от просто прецизионных кондиционеров. Итак, что же такое ПКдТ?
В последние годы по мере накопления опыта эксплуатации стало очевидным, что отвод тепла от технологического оборудования и поддержание заданного температурного диапазона на таких телекоммуникационных объектах, как базовые станции мобильной связи, контроллеры, шелтеры, является серьезной проблемой, для решения которой необходимо специальное кондиционерное оборудование. Появление и применение ПКдТ стало ответом на это требование.
Какие же отличительные черты отраслевых объектов были учтены при конструировании ПКдТ? Прежде всего, базовые станции монтируются таким образом, чтобы обеспечить надежную связь не только в населенных пунктах, но и вне их, вдоль дорог и т. д., что подразумевает их разбросанность и удаленность. Следовательно, кондиционеры должны круглосуточно и круглогодично работать в автоматическом режиме (почти без присутствия людей), адекватно реагировать на аварийные ситуации, например, пропадание основного электропитания. На рис.1 показана станция сотовой связи, круглогодично работающая при минусовой температуре, в помещении которой эксплуатируется кондиционер "Мистраль-Телеком".
Приведем основные требования к кондиционерному оборудованию для телекоммуникационных станций:
* высокая надежность при круглосуточной и круглогодичной эксплуатации при температурах наружного воздуха от –40 до +40°С,
* большой ресурс работы,
* низкое энергопотребление,
* возможность удаленного контроля и управления,
* возможность работы от аккумуляторов аварийного источника питания 48 В,
* антивандальное исполнение – кондиционер в виде моноблока, приспособленный для монтажа внутри базовой станции.
Этим требованиям отвечают кондиционеры прецизионного типа, логика работы которых направлена на точное поддержание температуры и влажности. В отличие от них, ПКдТ должны поддерживать температуру внутри шелтера в допустимом диапазоне с минимальными энергозатратами. Для решения этой задачи используют встроенные системы естественного охлаждения (free cooling), имеющие преимущества перед используемым для этой цели компрессором. При пропадании основного электропитания кондиционер переходит в аварийный режим работы, при котором температурный режим внутри объекта обеспечивается за счет работы клапана естественного охлаждения, приточного вентилятора, датчиков температуры и контроллера.
В большинстве случаев ПКдТ – это моноблочный агрегат, оборудованный системой естественного охлаждения (free cooling), встроенным воздушным конденсатором, герметичным компрессором, приточным вентилятором с изменяемой скоростью вращения и питанием 48 В постоянного напряжения, электронагревателем, воздушным фильтром и микропроцессорной системой, которая контролирует (в том числе удаленно) работу всех компонентов. Кратность воздухообмена ПКдТ по сравнению со сплит-системами значительно выше. Иными словами, на единицу затраченной электроэнергии ПКдТ вырабатывает больше полезного холода, чем сплит-система.
В ПКдТ, как правило, предусматривают следующие режимы обработки воздуха: естественное охлаждение, принудительное охлаждение, смешанное охлаждение (совмещение естественного и принудительного), принудительный нагрев и аварийный режим.
В режиме естественного охлаждения (free cooling) температура воздуха в помещении поддерживается за счет холодного наружного воздуха, подаваемого вентилятором испарителя (приточным вентилятором) через клапан естественного охлаждения. Наружный воздух проходит через воздушный фильтр, где очищается от пыли, а также через теплообменник испарителя и электронагреватель (последние не функционируют в данном режиме). Теплый воздух из помещения уходит наружу через клапан естественного охлаждения, конденсатор и вентилятор. Режим естественного охлаждения воздуха применяется при условии, когда температура наружного воздуха ниже температуры воздуха в помещении на 2°С и более.
При принудительном охлаждении в режиме рециркуляции заданная температура воздуха в помещении поддерживается за счет работы компрессора кондиционера. При этом воздух движется по замкнутому кругу: за счет работы вентилятора испарителя он поступает из помещения, последовательно проходит клапан естественного охлаждения, воздушный фильтр и теплообменник испарителя, где его температура снижается, и попадает опять в помещение, где охлаждает телекоммуникационное оборудование. Данный режим применяется лишь в случае отсутствия условий для естественного охлаждения воздуха в помещении.
В случае если естественного охлаждения недостаточно для поддержания заданной температуры, дополнительно включается принудительное охлаждение приточного наружного воздуха. При этом движение воздуха полностью совпадает с режимом естественного охлаждения.
Режим принудительного нагрева воздуха используется для поддержания температуры воздуха в помещении при ее снижении ниже заданной. В данном режиме движение воздуха совпадает с режимом принудительного охлаждения, а вместо холодильной машины включается электрический нагреватель.
Рассмотрим преимущества эксплуатационных и технических характеристик ПКдТ по сравнению с кондиционерами комфортной гаммы типа "сплит".
Ресурс
Кондиционеры комфортной гаммы типа "сплит" конструируются и производятся в основном для создания комфортных климатических условий в быту. Поэтому для них предусмотрена работа в режиме охлаждения в течение 2–3 летних месяцев и в режиме обогрева – в течение 1–2 месяцев весенне-осеннего межсезонья. При этом в редких случаях продолжительность работы кондиционера составляет более 10 ч в сутки. Соответственно, при заявленном 10-летнем сроке эксплуатации ресурс лучших образцов кондиционеров типа "сплит", выраженный в моточасах, составляет не более 36 тыс. ч. При условии круглосуточной работы данный ресурс вырабатывается за 4 года эксплуатации, после чего кондиционер должен быть подвергнут серьезной ревизии или заменен.
Кондиционеры ПКдТ имеют заявленный срок службы 10–12 лет и предназначены для работы в режиме 24 ч в сутки, 365 дней в году, что соответствует ресурсу 105 120 ч, т. е. ресурс ПКдТ почти в три раза превышает ресурс сплит-систем.
Ограничения по температурам наружного воздуха
Комфортные кондиционеры предназначены для работы в летний и демисезонный периоды года. В связи с этим их работоспособность в стандартном виде ограничена в режиме охлаждения температурой наружного воздуха –15°С, а в режиме обогрева –9°С. Для использования на базовых станциях связи сплит-системы дополнительно оснащают низкотемпературными комплектами, которые позволяют работать кондиционерам при температурах наружного воздуха до –30°С. Но такие кондиционеры уже не могут работать в режиме обогрева. Именно поэтому чаще всего на базовых станциях используются кондиционеры, работающие только на охлаждение. Работа при более низких температурах приводит к катастрофически быстрой выработке ресурса и/или поломкам кондиционеров. Для подогрева воздуха в шелтерах с плохой теплоизоляцией в зимних условиях применяют дополнительные нагревательные приборы (например, масляные радиаторы). Максимальная температура наружного воздуха, до которой сплит-системы сохраняют свою работоспособность, практически не указывается ни одним производителем комфортной гаммы кондиционеров. Из практики известно, что кондиционеры данной группы сохраняют заявленные параметры до температуры +35°С.
Большинство ПКдТ в стандартной версии работоспособны при температурах наружного воздуха от –35 до +40°С, а некоторые от –40 до +45°С.
Конструкция кондиционеров
Кондиционеры типа "сплит" состоят из двух блоков: наружного компрессорно-конденсаторного и внутреннего испарительного. При монтаже и пуско-наладке требуется соединить блоки между собой медными трубами, имеющими теплоизоляцию. Длина труб составляет 5–6 м. Также надо проложить межблочные электрические соединения, организовать дренаж конденсата и подключить электрическое питание. Далее надо проверить (опрессовать давлением 30 бар) фреоновые трубопроводы, отвакуумировать их, проверить параметры работы холодильного контура, после чего произвести дозаправку фреоном в соответствии с длиной трасс. Для выполнения этих работ требуется высокая квалификация монтажников.
Наиболее распространенные ПКдТ имеют моноблочную компоновку. Предназначены они для установки внутри помещений и после соответствующих испытаний поставляются полностью готовыми к эксплуатации. Кондиционер необходимо установить у наружной стены с подготовленными в ней отверстиями для забора и выброса воздуха. Монтаж представляет собой выведение патрубка слива конденсата и подключение кондиционера к электропитанию.
Наружные блоки сплит-систем нередко подвергаются актам вандализма и воровству. Моноблочный кондиционер, установленный внутри помещения и защищенный антивандальными решетками, практически недоступен для злоумышленников.
В комфортных кондиционерах во фреоновом контуре в качестве дросселирующего устройства обычно используется капиллярная трубка, конструктивные особенности которой не позволяют обеспечить постоянство величины перегрева паров фреона в испарителе в зависимости от условий работы, что отражается на его эффективности и надежности. В ПКдТ используется терморегулирующий вентиль, что благотворно сказывается на термодинамических характеристиках холодильного цикла.
Фреоновый контур ПКдТ собран и проверен в заводских условиях, в отличие от фреоновых трасс сплит-систем, которые монтируются непосредственно на объекте, что создает предпосылки для появления утечек фреона.
На базовых станциях связи система кондиционирования воздуха является одним из основных потребителей электрической энергии. При эффективной теплоизоляции шелтера часто бывает необходимо удалить избыточное тепло, когда температура наружного воздуха существенно ниже температуры внутри станции. В этом случае использование сплит-систем приводит к избыточным энергетическим затратам.
Кондиционеры ПКдТ стандартно оснащены системой естественного охлаждения (free cooling), использующей холодный наружный воздух, подаваемый приточным вентилятором (вентилятора испарителя) внутрь контейнера через воздушный фильтр в строго контролируемом количестве при отключенном компрессоре. В условиях эксплуатации кондиционеров в Московской области использование системы естественного охлаждения позволяет снизить энергопотребление по сравнению со сплит-системами на 75%.
В ряде ПКдТ логикой управления предусматривается плавное уменьшение скорости вращения вентилятора испарителя вплоть до минимального значения в режиме естественного охлаждения (free cooling). Это зависит от тепловой нагрузки и температуры в помещении и снаружи и обеспечивает режим максимального энергосбережения, так как выключается не только компрессор, но и максимально снижается энергопотребление вентилятором.
В кондиционерах комфортной гаммы применяются воздушные фильтры с небольшой поглощающей способностью, поэтому очищать их по сравнению с фильтрами ПКдТ необходимо гораздо чаще.
Отношение эффективной производительности холода к полной для сплит-систем составляет в среднем 0,5, а для ПКдТ – 0,9–1,0. Эти значения показывают, что в сплит-системах на конденсацию влаги из воздуха затрачивается 50% от общей холодопроизводительности. В кондиционерах ПКдТ (например, "Мистраль-Телеком") на этот процесс уходит меньше 10% от общей холодопроизводительности.
Логика работы
Логика работы кондиционеров типа "сплит" подчинена поддержанию в помещении заданной температуры. Алгоритм работы жестко запрограммирован в контроллере кондиционеров, оператор может лишь менять уставки по температуре и включать разные режимы работы: охлаждение, обогрев, осушение. В ПКдТ реализуется более гибкая логика работы, нацеленная на поддержание заданного диапазона температур, допустимого для данных помещений, с минимальными затратами электроэнергии. Для этого предусмотрена возможность раздельного изменения уставок по включению электронагревателя, компрессора, системы естественного охлаждения, вентиляторов и других функциональных узлов. В зависимости от задач кондиционер может поддерживать температуру с точностью, сравнимой с точностью поддержания температуры другими прецизионными кондиционерами, или обеспечивать максимальное энергосбережение.
Подключение к системе диспетчеризации – удаленного контроля и управления
Сплит-системы не предназначены для подключения к системе удаленного контроля и управления. Устройства управления ПКдТ могут работать совместно с системой диспетчеризации здания или отдельных инженерных систем. Для этого в контроллеры должна быть установлена сетевая плата для подключения к сети по стандарту RS485. Для обеспечения обмена между контроллером и компьютером может быть применено устройство WebGate или конвертер RS485/RS232 или RS485/USB.
Программой контроллеров ПКдТ допускается возможность произвольного ограничения перечня аварийных сигналов кондиционера, передаваемых в сеть. Предусматривается просмотр и изменение всех параметров для настройки работы устройства управления, просмотр состояния всех выходов контроллера, просмотр и изменение уставок температур и показаний аналоговых датчиков, подключенных к контроллеру, просмотр и изменение переменных программы контроллера, а также дистанционное включение и выключение кондиционера.
Надежность
Все вышеперечисленные характеристики явно говорят о преимуществах и более высокой надежности ПКдТ по сравнению со сплит-системами.
Стоимость оборудования, монтажных работ и эксплуатации
Цена ПКдТ в 3–5 раз выше цены сплит-систем. Однако с учетом большего ресурса и надежности ПКдТ по сравнению со сплит-системами, а также меньшей стоимости монтажа и технического обслуживания, меньшего расхода электроэнергии затраты на приобретение ПКдТ окупятся через 3–4 года.
Рынок ПКдТ в России сегодня
В данном обзоре мы будем рассматривать только моноблочные кондиционеры с функцией естественного охлаждения, предназначенные для внутреннего монтажа. Приведем несколько компаний, представляющих эту продукцию на российском рынке (данные по фирмам даны в алфавитном порядке).
Компания DANTHERM HMS (Дания/США) производит серию прецизионных кондиционеров DANLINE с механическим и естественным охлаждением. Основные технические характеристики кондиционеров представлены в табл.1. Заявленный фирмой диапазон температур наружного воздуха, при котором кондиционеры сохраняют работоспособность, составляет от –40 до +55°С.
Компания LIEBERT-HIROSS (США) выпускает семейство воздушных кондиционеров Hiline PI с прямым механическим охлаждением и режимом фрикулинга (естественного охлаждения) в версиях с нижней и верхней подачей воздуха. Основные технические характеристики кондиционеров представлены в табл.2. Данные по нижней границе температуры наружного воздуха отсутствуют, верхний предел температуры наружного воздуха +45°С. Электронагреватель является дополнительной опцией, заказываемой за дополнительную плату.
Компания RC Group (Италия) поставляет на рынок широкую серию ПКдТ ENERTEL DX.A с прямым механическим охлаждением и режимом естественного охлаждения в версиях с нижней и верхней подачей воздуха. Рабочий диапазон температур наружного воздуха от –35 до +45°С. Основные технические характеристики кондиционеров с верхней и нижней подачей воздуха представлены в табл.3 и 4 соответственно.
Кондиционеры ПКдТ компании STULZ (Германия) представлены линейкой кондиционеров TEL-AIR холодопроизводительностью от 3,8 до 11,1 кВт.
Компания UNIFLAIR (Италия) предлагает ПКдТ под названием Monoblock для внутренней устaнoвки с фpeoнoвым кoнтурoм и вoздушным oxлaждeниeм холодопроизводительностью от 6 до 12 кВт.
Кондиционеры этих компаний, а также других, например компании Blue Box (Италия), имеют схожие технические решения с решениями производителей, входящих в первую тройку: RC Group, LIEBERT-HIROSS, DANTHERM HMS. Однако на российском рынке доля их присутствия невелика.
В 2007 году на российском рынке ПКдТ отечественной компанией "ВентСпецСтрой" был представлен модельный ряд кондиционеров "Мистраль-Телеком", сконструированных с учетом условий эксплуатации в России (рис.2). Новинку отличает высокий технический уровень изготовления, интуитивно понятный русскоязычный интерфейс контроллера, возможность работы в широком температурном диапазоне от –40 до +45°С, невысокая цена по сравнению с импортными аналогами. Технические характеристики кондиционеров "Мистраль–Телеком" представлены в табл.5. Информируем читателей, что компания "ВентСпецСтрой" также оказывает комплекс услуг, связанных с проектированием, установкой и эксплуатацией оборудования, поддерживающего климатические условия:
* расчет систем холодоснабжения и кондиционирования, выполнение проектов,
* поставка оборудования, материалов, комплектующих изделий и запасных частей для систем промышленной вентиляции, кондиционирования и холодоснабжения,
* производство монтажных и пусконаладочных работ по системам вентиляции, кондиционирования и холодоснабжения,
* техническое обслуживание, диагностика и ремонт оборудования.
Как видно из представленного обзора, заказчику, который задумается над оснащением своих телекоммуникационных объектов климатическими системами, есть из чего выбрать. Остается сделать профессиональный выбор, чтобы оборудование на объекте работало с максимальной эффективностью.
Отзывы читателей
