Нормативная документация

Особенности эксплуатации систем кондиционирования в летний период времени

09 октября 2013 г. | Категория: Эксплуатация ЦОД

Проблем с эксплуатацией правильно спроектированных, смонтированных в соответствии с проек­том и грамотно обслуживаемых систем кондиционирования в летний период быть не должно, так же как не должно быть каких-то серьезных особенностей при их эксплуатации.

Но я не зря сразу оговорился: «правильно спроектирован­ных, смон­тированных и обслуживаемых», так как все эти операции выполняют лю­ди, которым, увы, свойственно делать ошибки…

Ошибки проектирования, как это ни печально, происходят неред­ко. Наиболее часто встре­чающейся ошибкой проектирования является неправильно выбранная темпе­ратура окружающего воздуха для расчета холодильных агрегатов (воздухо­охлаждаемых градирен или конденсаторов). Зачастую проектиров­щики при подборе оборудования принимают за расчетную максимальную температуру, указанную в каталоге производителя, т. е. +35 °С. Сколько заказчиков попалось в этот капкан в пиковые жаркие дни! По факту температура окружающего воздуха вокруг установленного холодильного оборудования на кровле с мягкой гидроизоляцией черного цвета достигает свыше +40 °С, в тени при уличной температуре — +35 °С.

Что же происходит с холодильным оборудованием при таких превышениях расчетных условий?

В лучшем случае понизится холодопроизводительность каждого холодильного контура.

В худшем — как только мы достигнем граничного значения давления встроенной защиты, компрессоры холодильных контуров начнут отключаться, и вся система остановится до момента снижения давления в ней. Причем невозможно заранее предугадать или точно рассчитать, при какой температуре окружающего воздуха произойдет превышение значения аварийного давления в компрессоре.

Для того, чтобы избежать этой ошибки, необходимо запрашивать у производителя технические данные по поведению их оборудова­ния при повышенных температурах, а при расчетах завышать температуру ок­ружающего воздуха. В результате обычно система получается несколько «переразмеренной», но зато более устойчивой к высоким пиковым температурам.

Чтобы избежать серьезных ошибок в проекте, на мой взгляд, хорошей практикой является его аудит, проведенный независимыми экспертами, а также сертификация на соответствие его тому или иному стандарту (Uptime Institute, BICSI, TUV и пр.), который основное внимание уделяет обеспечению заданной готовности системы в любых, в том числе и критических, условиях эксп­луатации.

Но если система уже построена из расчета «заниженной» рабочей температуры, есть два пути поддер­жа­ния холодильной мощности:

1. Самый простой способ — это запустить в работу резервный холо­дильный агрегат: тем самым мы сможем несколько компенсировать понижение холодильной мощ­ности. Но в этом случае у нас есть два серьез­ных ограничения: во-первых, нали­чие достаточной электрической мощности на запуск резервной холодильной машины, во-вторых, этот вариант будет работать только в случае, когда температура окружающего воздуха не вызывает превышения верхних граничных значений давлений компрессоров.

2. Самый доступный способ — это искусственное адиабатическое понижение температуры окружаю­щего воздуха. Попросту нужно организовать полив градирен или конденсаторов водой. Именно правильно организованное службой эксплуатации адиабатическое охлаждение наружного воздуха, попадающего на холодильное оборудование, может спасти ситуацию с холодильной мощностью в пиковые горячие часы, а в остальное лет­нее время — значительно снизить показатель потребления электроэнергии компрессорами.

Давайте разберем понятие «правильно организованное адиабатическое охлаждение». Здесь два вопроса: чем и как?

Ответ на первый вопрос — жидкостью, не ухудшающей работоспособность агрегатов. Зачастую полив при пиковых температурах производится обычной водопроводной водой, вследствие чего происходит постепенное покрытие нерастворимыми солями кальция алюминие­вых ламелей и медных трубочек. Под дейст­вием этих солей ламели начинают попросту разрушаться и осы­паться, а на трубках образуется корка карбоната кальция. Соответственно теп­лообменник перес­тает нормально продуваться воздухом, плюс площадь теплообмена резко сок­ращается. Через три года все это приводит к снижению мощности холодильного оборудования до практически неприемлемого уровня, и возникает необходи­мость замены теплообменников. Итак, оро­­­шение необходимо произво­дить под­готовленной водой, не содер­жащей ионы кальция, даже при исполь­зовании орошения только в ситуациях, если температура превышает расчетную.

Ответ на второй вопрос — это доработка, а именно создание полноценной системы орошения теп­лообменников. Создание такой системы не только позволит безаварийно пройти пики температуры, но и существенно снизить энергопотребление при штатных режимах работы.

Теперь о монтаже…

Привлечение к монтажным рабо­там опытной монтажной орга­ни­за­­ции — это практически гарантия качест­венного монтажа, однако для полной уве­ренности необходимо вес­ти поо­пе­рационный контроль монтажных ра­бот (технический надзор с ведени­ем журнала про­ве­дения работ) и контроль соответствия выпол­ненной системы проекту, отоб­ражая все недочеты и внесенные изменения в журнале авторского надзора и испол­нительной документации.

Есть еще очень важный момент перед монтажом: это выбор производителя и поставщика оборудо­вания. Очень часто на этом этапе с целью экономии финансовых средств заменяют оборудование, указанное в проек­те, на аналогичное, но более дешевое, другого произ­водителя. Вот здесь-то и кроет­ся опасность! Для снижения цены поставщики очень часто недобросовестно или, при отсутствии достаточного времени на проработку решения, только по каталожным данным сравнивают оборудование. В результате выби­рается оборудование, которое только при определенных режимах соответствует требованиям проекта, и тот резерв устойчивости, который был заложен при проектировании, сходит на нет. В результате опять же требуется доработка системы и завышенное от проектного электропотребление всей системой охлаждения.

Наша рекомендация: в борьбе за экономию денежных средств нужно опираться на здравый смысл, инженерную культуру, и в обязательном порядке своими глазами стараться увидеть ту технику, которую вы предполагаете к монтажу, а также более внимательно и тщательно изучать соответствие технических показателей проектным требованиям.

Теперь об эксплуатации…

В соответствии с русской поговоркой, сани нужно готовить летом, а телегу — зимой. Для систем холодоснабжения зима и лето не совсем подходящее время для подготовки к другому сезону…

Нашу «телегу» лучше подготовить весной, а «сани» — осенью.

Лето и зима — это время неустанного контроля и проверки работоспо­собности проектных решений, а так­же экспериментов и тренировок по действиям в критических ситуа­циях и во время пиковых нагрузок.

Именно в летние периоды можно увидеть эффективность проведенной модернизации, а значит, и нужно проводить эксперименты по эффективности. В холодный период года на уличных воздухоохлаждаемых агрегатах (чиллерах, конденсаторах или градирнях) невозможно провести полноценное обслуживание по причине невозможности диагностики на рабочих давлениях систем. Единст­вен­ным подходящим временем ос­тается весна с уличной температурой выше +5 °С.

Нельзя забывать об упомянутой ранее системе подготовки воды, используемой для орошения конденсаторов или градирен. Если станция не эксплуатировалась в течение холодного времени года, необходимо провести работы по ее расконсервации и запуску в работу.

Грамотное планирование и ор­гани­зация технического обслуживания — это залог безаварийной работы вообще и спокойной жизни летом, при пиковых нагрузках на систему.

Имея подробный регламент проведения планового технического обслуживания на каждое устройство, можно в кратчайшие сроки подготовить всю холодильную систему к эксп­луатации в летний период.

Интересный сюжет вспоминается с одной серверной на 550 кВт, организованной на фреоновых шкафных кондиционерах с выносными конденсаторами воздушного охлажде­ния. Долго выбирали место расположения уличных конденсаторов. Выб­рали самое затемненное место — се­верную сторону фасада. Долго вы­бирали отступ от забора и наружной стены фасада. Наконец достигли консен­суса, к тому времени настал декабрь. В марте начали монтаж, ну и к концу лета уже под минимальной нагрузкой заработал ЦОД. В общем, май — и обильно цветущие и растущие, через метр посаженные вдоль северного фасада тополя никем не были замечены и учтены. Однако уже на следующий год к 20-м числам мая мы получили аварийную остановку серверной. Заказчик ну никак не ожидал, что его 16 конденсаторов аккуратно «пропылесосят» весь тротуар от тополиного пуха… Казалось очевидным — приобрести для своей службы эксплуатации станцию мойки высокого давления или нанять сервисную организацию с определенным временем прибытия, ан нет: заказчик натянул сетку вокруг всех 16 конденсаторов, и через три дня площадь поверхности пухосборника увеличилась более чем в три раза от изначальной. Правда, теперь их можно было очищать без применения спецсредств... Пух с тополей, ив, одуванчиков — временное явление, но у службы эксплуатации должны быть четкие инструкции, как действовать в это время.

На время цветения тополей необ­ходимо иметь мобильную аутсорсин­говую бригаду, которая в течение заданного времени должна приехать и убрать тополиный пух с наружного теплообменного оборудования. Или эти работы должна уметь выполнять служба эксплуатации.

Еще одна особенность в обслуживании фреоновых систем кондицио­нирования с выносными конденсато­рами. Такие агрегаты должны быть оборудованы комплектами низко­температурного старта компрессора. Как это ни парадоксально, правильный расчет системы зимнего низкотемпературного запуска влияет на стабильность работы системы летом.

Как известно, компрессорный контур может спокойно работать при температурах наружного воздуха ниже -60 °С, ограничением может служить лишь смазка в вентиляторах конденсатора. Низкотемператур­ный комплект нужен для запуска остывшего холодильного компрессорного контура, когда фреон, находящийся в конденсаторе и трубах на улице, при охлаждении начинает сжиматься, и давление во всем контуре падает ниже аварийного значения компрессора.

Штатный прецизионный кондиционер прямого испарения (фреоновый) оснащен фреоновым ресиве­ром. Его объема не хватает, чтобы ском­­пенсировать понижение дав­ле­ния. Некоторые производители комп­лектуют так называемые низко­температурные комплекты увеличенными встроенными ресиверами. Этот компромисс приводит к тому, что каждую осень в таких кондиционерах необходимо дозаправлять фреон по максимуму, а в весенний период страв­ливать его (в лучшем случае соби­рать станцией регенерации) в озоновый слой атмосферы. Если его не стравить, то компрессор остановится по причине срабатывания датчика высокого давления. Произ­водители прецизионных кондиционеров или инжиниринговые службы с многолетним опытом и высококлассными инженерами рекомендуют рас­считывать в индивидуальном порядке все низкотемпературные комп­лекты в зависимости от многих факторов. Фреоновые системы именно с такими правильно подоб­ран­ными низкотемпературными комп­лектами не требуют каких-либо до­полнительных действий в летний период года.

Выполненный профессионалами ра­бочий проект и его монтаж со сдачей в эксплуатацию — залог безуп­речной эксплуатации системы кондиционирования в ее самый пиковый период года, т. е. летом.

Владимир Лёвин, независимый эксперт компании «ЦОД-эксперт»

Источник: журнал ЦОДы.РФ, май 2013, № 03

Теги: Эксплуатация, Владимир Лёвин