Qu'est-ce qu'un climatiseur de précision : classification des appareils et principes de fonctionnement des unités
Pensez-vous que dans les serveurs et les centres de données, ainsi que dans d'autres pièces où sont concentrés un grand nombre d'ordinateurs et d'autres équipements générant intensément de la chaleur, des climatiseurs domestiques ordinaires peuvent être utilisés pour maintenir une température et une humidité constantes ?
Dans les pièces de ce type, la température, l'humidité et de nombreux autres paramètres doivent être maintenus dans une plage très étroite, et les systèmes de climatisation conventionnels, même les plus puissants, ne peuvent pas faire face à cette tâche. Par conséquent, l’utilisation de climatiseurs de précision devient de plus en plus pertinente.
Les caractéristiques distinctives d'un climatiseur de précision, de quoi il s'agit en général, comment il fonctionne et quels types de ces appareils existent seront discutés dans l'article.
Le contenu de l'article :
Caractéristiques des climatiseurs de précision
Un climatiseur de précision ou climatiseur autonome de type armoire est un appareil dont l'utilisation permet de maintenir un certain nombre de paramètres dans une pièce : température, humidité relative et mobilité de l'air dans une plage étroite.
À savoir:
- plage de variation de température admissible : ±1 °C. Et certains modèles de climatiseurs de précision permettent de affiner encore la variabilité de la valeur, jusqu'à ± 0,5°C) ;
- plage de variabilité de la valeur d'humidité + 5% ;
- Le fonctionnement du climatiseur de précision est autorisé à des températures ambiantes comprises entre +50 °C et -60 °C.
Dans ce cas, le flux de chaleur dégagé dépasse de 5 à 10 fois les valeurs typiques de la pièce principale. En conséquence, une charge très élevée est créée sur climatiseurs.
Mais néanmoins, la plage de valeurs est maintenue. En effet, outre le fait que ce type de systèmes de climatisation se caractérise par une précision accrue, un certain nombre d'exigences en matière de fiabilité sont également imposées aux équipements.
Même une minute sans climatisation peut avoir des conséquences catastrophiques. Et donc des pertes matérielles.
Oui, il y a une autre exigence qui ne peut être ignorée : les climatiseurs de précision doivent être capables de démarrer rapidement une unité de secours en cas de panne de l'unité principale.
Autrement dit, même en cas de force majeure, des conditions de température et d'humidité constantes seront assurées. Et le projet de climatisation de la salle serveurs est généralement élaboré en tenant compte des capacités supplémentaires.
Avantages de l'utilisation d'appareils
L'utilisation de systèmes de précision dans diverses installations technologiques s'explique par la nécessité de compenser les excès de chaleur spécifiques importants dégagés par les équipements technologiques sensibles aux changements de température et conditions d'humidité.
Autrement dit, plus la température ambiante s'écarte des valeurs optimales, plus la durée de vie des équipements coûteux est réduite.
Ne pas réparer une panne du système de climatisation dans un court laps de temps peut provoquer une panne des équipements générant un gain de chaleur important.
Par exemple, si l'équipement technologique de la salle du central téléphonique est surchauffé, ainsi qu'en cas d'écart inacceptable par rapport à la valeur optimale de l'humidité relative, la probabilité de panne de l'équipement est assez élevée.
Les climatiseurs de précision compensent efficacement les excès de chaleur spécifiques importants et permettent de maintenir les paramètres de température et d'humidité nécessaires dans la pièce.
Portée de l'application de l'équipement
L'utilisation de ces dispositifs pour assurer un fonctionnement sans problème et sans problème des équipements de traitement devient pertinente dans les domaines suivants :
- Téléphonie fixe - Postes PBX, ainsi que locaux techniques.
- Téléphonie mobile – nœuds de télécommunications, c'est-à-dire commutateurs et passerelles.
- Stations de base et distantes situées dans des bâtiments ou des conteneurs.
- Centres de facturation.
- Secteur informatique – salles de serveurs et de matériel informatique, ainsi que salles informatiques et centres de données.
Récemment, des climatiseurs de précision ont également été utilisés par les sociétés pharmaceutiques dans les zones où sont installés des équipements de diagnostic coûteux. Et aussi dans des laboratoires modernes dédiés à la recherche avec des réactifs particulièrement sensibles aux conditions environnementales. Ou - avec des colonies de micro-organismes.
Production propre et de haute précision : l'industrie couvre la microélectronique, les produits pharmaceutiques et l'aérospatiale, et n'est pas complète sans climatiseurs de précision.
Mais ce n'est pas tout : dans certains musées, bibliothèques et autres lieux de loisirs culturels, où sont conservées des expositions particulièrement précieuses, des climatiseurs de précision sont également utilisés.
Il est clair que des modèles plus économiques y sont utilisés, car il n'est pas nécessaire de respecter strictement les conditions de température et d'humidité, mais quand même.
Appareil de climatisation de précision
La précision et la fiabilité de l'unité expliquent sa conception complexe. De plus, selon les modèles, cela peut différer.
Les éléments suivants sont requis :
- L'unité intérieure est généralement de type armoire.
- Unité extérieure ou extérieure.
Dans le premier cas, une préparation préliminaire de l'air est effectuée immédiatement avant son alimentation dans la pièce.
Le second peut contenir : un condenseur à air ou un refroidisseur de liquide, si le climatiseur fonctionne à l'eau froide provenant d'un refroidisseur ou pour un condenseur de liquide situé dans l'unité intérieure.
Le diagramme ci-dessus est extrêmement simplifié. Il montre le principe de fonctionnement en termes généraux.
Veuillez noter qu'en plus de toutes les pièces répertoriées, l'unité intérieure du climatiseur de précision comprend les appareils suivants :
- compresseur;
- évaporateur;
- Manette de Gaz;
- composants de filtration ;
- des appareils supplémentaires qui utilisent de l'électricité pour le chauffage ;
- des humidificateurs, si nécessaire ;
- ventilateurs;
- vannes – vannes d’arrêt et vannes de régulation.
La présence de tous les autres éléments est déterminée par le modèle spécifique, ses exigences et la pièce dans laquelle l'appareil fonctionnera. En d’autres termes, il s’agit d’une composante variable.
Le mécanisme de fonctionnement de l'appareil
Le principe de base de fonctionnement de cet appareil peut être expliqué comme suit : tout d'abord, le réfrigérant gazeux est comprimé dans le compresseur. Le réfrigérant s'écoule ensuite dans le condenseur. Là, il se condense, un processus qui permet d'évacuer la chaleur du réfrigérant.
L'étape suivante est le passage du réfrigérant, qui est à l'état d'agrégat liquide, à travers un dispositif d'étranglement. Cela entraîne une diminution de la température et de la pression du réfrigérant liquide.
Et déjà dans cet état, le réfrigérant entre dans l'évaporateur. Là, il se transforme en gaz et retourne au compresseur.
Ainsi, c'est l'air soufflé à travers l'évaporateur qui est extrait de la pièce où il est nécessaire de maintenir la température et l'humidité dans une plage de valeurs étroite.
En passant par l'évaporateur, l'air est refroidi et, sous cette forme, il pénètre à nouveau dans la pièce. Le schéma de fonctionnement d'un climatiseur de précision est présenté sous forme d'illustration ci-dessus.
Fonctions de l'unité intérieure
Ils sont déterminés par le but d'un modèle particulier. Il est logique de supposer que le nombre de fonctions détermine le champ d'application possible de l'unité :
- refroidissement uniquement ;
- refroidissement et chauffage électrique avec possibilité de réguler les conditions de température ;
- refroidissement et augmentation de l’humidité.
L’option la plus parfaite est une combinaison de fonctions de refroidissement, d’augmentation de l’humidité et de chauffage électrique.
Il arrive également qu'un certain modèle soit fabriqué par l'usine selon une commande individuelle et que des fonctions qui ne sont pas prévues dans la configuration d'origine y soient intégrées.
Les unités intérieures peuvent différer par les types d'entrée et d'alimentation en air dans la pièce. Par exemple, le ramassage peut s'effectuer dans la partie avant et l'alimentation dans la partie supérieure. Elle s'effectue par un conduit d'air situé entre le faux plafond et le plafond principal.
Il existe d'autres options :
- L'aspiration se faisant en partie avant est combinée avec le soufflage en partie haute, directement dans le local.
- En partie haute, l'aspiration s'effectue par un conduit d'air situé entre les plafonds (faux et principal). L'alimentation se fait donc par le bas.
- Le soufflage s'effectue en partie haute directement depuis le local, et le soufflage sous le faux plancher s'effectue depuis la partie basse.
- L'aspiration par l'arrière et sous le faux plancher s'effectue par la partie inférieure, et l'alimentation s'effectue en partie supérieure par un conduit d'air situé entre les plafonds - faux et principal.
Il arrive aussi que la clôture soit réalisée sous un faux plafond par le bas et l'arrière. L'approvisionnement s'effectue directement dans la pièce, en partie haute.
Cette variabilité des fonctions explique les larges capacités des climatiseurs de précision.
La structure et le mécanisme du modèle sélectionné peuvent être « adaptés » individuellement aux caractéristiques de la pièce dans laquelle il est prévu de l'utiliser.
Classification des climatiseurs de précision
Selon la conception des unités intérieures, les climatiseurs de précision sont classés dans les types suivants :
- plafond;
- climatiseurs de précision pour armoires;
- entrelacé.
Selon la méthode de refroidissement des condenseurs, ils peuvent être à air ou à liquide. Selon la classification, le liquide de refroidissement utilisé est de l'eau ou de l'éthylène glycol.
Chacune des catégories énumérées ci-dessus a ses propres caractéristiques, avantages et inconvénients, qui doivent être pris en compte lors du choix d'un système de contrôle des conditions de température et d'humidité de la pièce.
Climatiseurs de précision au fréon
Des monoblocs fréon et des systèmes de climatisation de précision sont fournis pour les installations de télécommunications.
Pour les installations fixes plus grandes, des unités intérieures montées sur armoire et des climatiseurs rangée par rangée sont utilisés.
La solution classique et la plus économique pour les salles de serveurs en termes de coûts d'investissement sont les climatiseurs d'armoires équipés d'un évaporateur à ébullition directe, également appelés climatiseurs au fréon.
Différentes options pour leur conception sont possibles : avec un condenseur externe refroidi par air, avec un condenseur refroidi par liquide intégré, et également équipé d'une tour de refroidissement sèche.
Les climatiseurs inter-rangées à évaporation directe (catégorie codée DX) ont également des types de condenseurs similaires.
Appareils de précision pour liquides
Les climatiseurs de précision en armoire équipés d'un échangeur de chaleur liquide sont utilisés dans un circuit de refroidissement par refroidissement comme ferme-porte.
Dans ce cas, la fiabilité de fonctionnement et les conditions de température de refroidissement sont déterminées par le schéma de principe accepté de l'alimentation frigorifique de l'objet - le schéma inclut la présence refroidisseurs et groupes de pompage.
Les coûts d'investissement de démarrage dépassent de 30 à 40 % les coûts associés aux climatiseurs au fréon. A noter que l'optimisation du schéma d'approvisionnement en réfrigération permet de réduire les coûts d'exploitation.
Climatiseur de précision avec refroidissement gratuit
Le mécanisme de fonctionnement de ce type de climatiseur repose sur l’utilisation de températures extérieures réduites.
Le refroidissement gratuit (en anglais - free Cooling) est facilement et simplement mis en œuvre dans un climatiseur de type armoire de précision au fréon avec un condenseur (liquide) et une tour de refroidissement sèche.
Vous aurez besoin d'un 2ème échangeur de chaleur (liquide) et d'éthylène glycol, qui remplit le circuit sec de la tour de refroidissement. Lorsque la température ambiante descend au niveau calculé, un refroidissement se produira en raison du fonctionnement du 2ème circuit - l'échangeur de chaleur et la tour de refroidissement.
Malgré l'augmentation des investissements initiaux pour l'achat d'équipements supplémentaires, la période d'amortissement de ces unités sera inférieure à 2 ans, et un calcul plus précis pourra être effectué en connaissant le montant des tarifs locaux.
Caractéristiques des systèmes de réservation
Pour permettre des fonctions de refroidissement redondantes, les climatiseurs de précision sont équipés d'échangeurs de chaleur supplémentaires : liquide et fréon.
Le principe de base de fonctionnement de ce système n'est pas simplement la duplication banale des systèmes de refroidissement, mais l'utilisation de systèmes de refroidissement dont les principes de fonctionnement sont différents les uns des autres.
En d’autres termes, les unités équipées de différentes sources de refroidissement sont regroupées en un seul appareil.
Le besoin de redondance et son degré sont établis par les exigences réglementaires conformément à la classe de tolérance aux pannes de l'objet - déterminée par TIER.
Conclusions et vidéo utile sur le sujet
La vidéo montre le processus d'un maître d'entretien d'un climatiseur de précision avec une analyse étape par étape de toutes les caractéristiques de fonctionnement de cet appareil, ainsi que les exigences relatives à son entretien :
Un climatiseur de précision vous permet de maintenir la température et l’humidité ambiantes dans une plage de valeurs étroite. Cette fonction est importante dans les locaux où se trouvent et fonctionnent des équipements sensibles aux moindres changements des conditions climatiques. C'est pourquoi les climatiseurs positionnels sont utilisés dans les salles de serveurs, les centres de données et les laboratoires de haute technologie.
Avez-vous de l'expérience avec cet équipement ou avez-vous des questions concernant l'installation, la sélection ou l'installation de climatiseurs de précision ? Y a-t-il des problèmes de fonctionnement des climatiseurs de précision, des plaintes contre des fabricants ou des sociétés de services ? Dans ce cas, assurez-vous de partager votre commentaire ci-dessous - vous pouvez être sûr que votre avis ne sera pas ignoré.
