Как подключить блок ротации кондиционеров

Блок ротации кондиционеров: надежность техники и стабильность температуры

Создание стабильной температуры в помещениях может потребовать использования систем кондиционирования с резервированием. В них возникают проблемы со своевременным подключением/отключением резервных устройств. Ее решает дополнительное устройство – блок ротации кондиционеров.

Резервирование и ротация кондиционеров

В некоторых помещениях к уровню температуры и ее стабильности предъявляются жесткие требования.

Примерами могут служить:

Для них изменение параметров микроклимата из-за возрастания нагрузки на климатическое оборудование или при выходе его из строя становится критическим. Чтобы избежать нештатных ситуаций нередко применяют климатические системы, включающие несколько кондиционеров, постоянно находящихся в работе и дополнительные (резервные) блоки.

Блок ротации кондиционеров

Резервирование позволяет:

При организации таких систем используют несколько методов резервирования

Избыточностью производительности

При таком методе суммарная производительность кондиционеров в системе превышает расчетную на 10-100%, и все устройства работают одновременно. В этом случае при выходе из строя или выводе на профилактику одного или нескольких блоков потеря производительности компенсируется возрастанием загрузки остальных. Расчет производится таким образом, чтобы возросшая загрузка не превышала номинальных значений для каждого блока.

Преимуществами такой системы являются:

Холодное резервирование

При холодном резервировании в работе постоянно находится только часть блоков системы. Остальные (резервные) включаются в работу вручную при авариях, профилактике рабочих устройств или необходимости изменения общей производительности. Отключение «лишних» устройств также выполняется в ручном режиме.

Главные достоинства такой системы – простота и дешевизна эксплуатации.

Недостатки:

Соответственно, такую схему резервирования допустимо применять только в случаях, когда скорость ввода холодного резерва оказывается гарантированно меньше времени изменения температуры до критических отметок.

В большинстве случаев процессы изменения микроклимата достаточно инерционны, и холодного резервирования вполне достаточно. Однако в условиях, когда объем помещений ограничен, а интенсивность выделения тепа высока (такое характерно для серверных крупных компаний и дата центров), система резервирования должна быть более динамичной.

Горячее резервирование

При горячем резервировании:

Такая организация системы позволяет сократить выход резерва на рабочий уровень до времени пуска агрегатов кондиционера (компрессора и вентиляторов). На это время недостаток производительности вышедших из строя или выведенных на профилактику блоков легко компенсируется рабочими.

При этом:

Назначение блока ротации кондиционеров

Блок ротации кондиционеров представляет собой многофункциональное устройство, которое, в общем случае, осуществляет:

За счет такой организации достигается:

Устройство системы ротации кондиционеров

Устройство системы ротации кондиционеров

Обязательным элементом в системе ротации кондиционеров является базовый модуль. Именно он отвечает за:

Как правило, выполняется такое устройство на базе микроконтроллера. Выдача сигналов управления может осуществляться непосредственно на испарительный блок кондиционера или дополнительное устройство контроля и управления.

Первый вариант менее затратен (не требует дополнительных модулей), но обладает меньшей универсальностью – как правило, такой центральный модуль поддерживает работу только с ограниченным числом моделей или оборудованием конкретных производителей.

Второй – более универсален, поскольку позволяет работать практически с любым оборудованием. Однако стоимость системы за счет наличия в ней дополнительных блоков может оказаться слишком высокой.

Связь центрального блока с кондиционерами (управляющими модулями) может осуществляться по:

Первый вариант, как правило, используется только в случае использования связки центральный — управляющий модуль.

Два последних позволяют управлять непосредственно кондиционером. В этих случаях сигналы подаются на разъемы, предназначенные для подключения к климатической технике проводного пульта, или непосредственно на фотоприемник, получающий сигнал от инфракрасного пульта ДУ.

В любом случае для использования с конкретными моделями оборудования или линейками конкретных производителей, система должна поддерживать соответствующие протоколы обмена.

Центральный блок обязательно оснащается датчиком температуры для контроля климатических параметров в помещении.

Мониторинг состояния кондиционеров может вестись различными методами. Наиболее распространенный – индивидуальный замер температуры на выходе воздушного потока из блока жалюзи. Для этого блоки контроля и управления или центральный блок оснащаются температурными датчиками, устанавливаемыми в непосредственной близости или прямо на корпусе кондиционера.

Примером реализации схемы непосредственного управления может считаться блок ротации УРК (УРК-2). В его состав входит основной блок, датчик температуры обслуживаемого помещения, датчики температуры на выходе кондиционеров. Сигнал управления предается по проводам. Последние модели могут одновременно управлять работой до 15 устройств средней мощности.

Раздельный вариант с центральным блоком и модулями контроля-управления реализован в системе БУРР-1-ИС. БУРР – блок управления ротацией и резервированием хранит управляющую программу, контролирует температуру в помещении, обменивается данными с интерфейсными модулями (БИС) по радиоканалу. БИС (блок исполнительный специальный) принимает сигнал от БУРР, управляет работой кондиционера через ИК-интерфейс, контролирует состояние климатического устройства, получая сигнал с датчика на выходе.

Особенности монтажа и настройки

При настройке системы ротации пользователь выполняет следующие операции:

Монтаж системы также не представляет проблем. При установке следует учитывать:

Вопросы и ответы

Датчик температуры устанавливается в обслуживаемом помещении. При этом, естественно появляется погрешность за счет потери уровня сигнала при передаче на значительное расстояние. Однако она не столь значительна, и ее достаточно легко учесть в настройках системы.

Блоки ротации применяют для всех систем резервирования – по схемам N+1 и kN (N – номинальное число кондиционеров).

Конечно можно, однако разницу в их производительности следует учитывать при составлении управляющей программы. Кроме того, нужно быть уверенным, что любое устройство системы способно принимать управляющие сигналы и реагировать на них.

Безусловно. В любом случае вывести его из обслуживания блоком ротации можно, просто отменив в управляющей программе его регистрацию.

Достаточно объединить кондиционеры в группы и использовать для них те же алгоритмы, что и для индивидуальных устройств. Единственный, требующий решения вопрос – определение состояния отдельных кондиционеров в группе.

Видео-инструкция по настройке блока ротации БУРР-1М

Источник

Для чего используется блок ротации кондиционеров

На сегодняшний день трудно представить себе функционирование современного предприятия без компьютерной техники, с которой вся информация стекается в серверные. Серверные предназначены для хранения данных и управления всей электронной инфраструктурой, именно поэтому в них установлено дорогостоящее оборудование, которое, для нормального функционирования должно содержаться в строго определенном, влажностно-температурном режиме.

Учитывая важность такого оборудования, особые требования предъявляются к безотказной работе системы охлаждения в серверных, для обеспечения которой используется резервирование системы охлаждения. Одним из основных устройств, использующихся при резервировании, является блок ротации кондиционеров.

Назначение и функциональные особенности

Основной функцией модуля ротации является чередование работы кондиционеров в заданном интервале времени, путем регулирования подачи напряжения на все устройства охлаждения. Для этого, модуль чередования использует три температурных датчика, один из которых диагностирует температуру помещения, а остальные устанавливаются возле штатных датчиков внутренних блоков. Модуль ротации дает возможность:

Особенности эксплуатации и подключения модуля ротации УРК-2

На этом приборе реализован вход для подключения дополнительного температурного датчика. При повышении температуры в помещении выше порога установленного для датчика, происходит кратковременный ввод в действие всех работающих устройств кондиционирования. Такое совместное охлаждение воздуха, в течение 5 минут способно понизить температуру в помещении. Если этого не происходит, то в локальную сеть оповещения предприятия посылается сигнал «Авария».

Важно!
Для использования модуля УРК-2, климатические устройства должны быть оснащены функцией автоматического рестарта.

Ротация, с передачей данных по ИК и радиоканалу

Многие руководители предприятий для поддержания необходимой температуры лабораторий и серверных применяют бытовые кондиционеры. Это связано с достаточно высокой стоимостью специализированной техники, предназначенной для охлаждения воздуха в таких помещениях. Для экономии электроэнергии, повышения отказоустойчивости бытовой климатической техники, а также для обеспечения бесперебойного функционирования охлаждения, очень часто применяется схемы резервирования и попеременного переключения кондиционеров, выполненные на основе модулей ротации БУРР и БИС.

База работает в комплекте с исполнительными модулями БИС, установленными по одному на каждое устройство, которых может быть 15. База БУРР оснащена собственным датчиком температуры, на основании данных которого и происходит диагностика работы климатической техники. Принцип его работы заключается в переключении подачи электропитания на определенную группу устройств охлаждения.

Совет:
Следует понимать, что для эксплуатации систем ротации БУРР и БИС, все устройства для охлаждения воздуха, должны быть оборудованы ИК приемниками.

Такая система дает возможность реализации различных вариантов попеременного использования климатической техники, которая может состоять как из двух, так и из трех групп. Устройство ротации кондиционеров, выполненное на основе модулей БУРР и БИС, дает возможность:

Применение блоков ротации для переключения функционирующих устройств охлаждения воздуха с резервной климатической техникой, дает возможность существенно продлить их ресурс благодаря равномерному вводу в эксплуатацию и контролю над температурными показателями.

Источник

Согласователь работы кондиционеров: назначение, необходимость, характеристики

Серверное помещение отводится для установки телекоммуникационного оборудования, предназначенного для хранения и обработки информации. К дата-центру предъявляются требования по влажности и температуре воздуха. Поддержанием оптимального микроклимата занимается кондиционер. Сплит-система не в состоянии выдержать режим работы без отключения круглые сутки. Чтобы обеспечить бесперебойное охлаждение помещения устанавливаются резервные климатические установки. Контролирует их устройство ротации кондиционеров.

Назначение блока ротации кондиционера

Схема включения блока ротации

Для обеспечения стандартных климатических параметров в серверных устанавливается кондиционер. Одно устройство не может гарантировать бесперебойное охлаждение дата-центра. На случай поломки и сервисного обслуживания необходима резервная мощность. Монтаж двух и больше кондиционеров обеспечивает надежную защиту от перегрева дорогостоящего оборудования. Сплит-системы функционируют поочередно, включаясь через определенный промежуток времени. Последовательность их работы контролирует ротационный блок управления кондиционером.

Автоматическое устройство исключает необходимость вмешательства человека. Согласователь работы кондиционеров включает и выключает их через равные промежутки времени. Процедура осуществляется изменением подачи напряжения. Система управления снабжена тремя датчиками температуры: один устанавливается в комнате, два других распределяются между внутренними модулями кондиционеров. Поочередная работа установок способствует равномерному износу и распределению нагрузки.

Назначение блока согласования:

Подключение блока ротации для промышленных климатических систем

Промышленные системы кондиционирования отличаются от бытовых высокой мощностью компрессора, позволяющей увеличить производительность, длину трубопровода и диапазон рабочих температур. На объектах с большим тепловыделением устанавливается дополнительное оборудование в формате 100% резерва. Оно оснащается функцией «Авторестарт», которая позволяет после отключения электричества автоматически вводить сплит-системы в эксплуатацию с сохранением всех настроек.

Подключение блока ротации для 2-х кондиционеров для серверной осуществляется несколькими способами:

Внутренние блоки климатических систем устанавливаются на одном уровне, расстояние между ними не больше 3 м. Монтаж блока ротации выполняется при отключенном электропитании. Датчик температуры устанавливается в точке, равноудаленной от кондиционеров. Контакты подключаются к соответствующим клеммам.

Ротационные системы, работающие через ИК канал, могут управлять 15 устройствами средней мощности.

Ротация с передачей данных по ИК и радиоканалу

Система ротации и резервирования, использующая для передачи данных инфракрасный канал состоит из нескольких частей:

Инфракрасный канал для передачи данных не нуждается в проводном соединении. Команды от базового модуля по радиоканалу передаются исполнительным блокам, которые устанавливаются по одному на кондиционер. Комплекс может объединить до 15 сплит-систем, разделенных на 2 или 3 группы. Имеется возможность комбинировать различные варианты ротации. Настройка рабочей группы происходит через базовый модуль.

Отличительные характеристики ротации через ИК:

Технические характеристики модуля согласования для кондиционеров

(СРК) является составной частью климатической системы. Он ориентирован на обеспечение совместной эксплуатации двух или трех устройств, кондиционирующих воздух. Функции модуля согласования:

Согласователь для кондиционеров представляет собой устройство на базе микропроцессора, осуществляющее сбор и обработку данных, а также управляющее климатическими блоками. Технические параметры СРК:

Согласователи СРК-М совместимы с кондиционерами различных производителей. Различаются способы подключения: Daikin — через адаптеры, Mitsubishi Heavy — напрямую в разъему Cn-T или плате внутреннего модуля, Mitsubishi Electric — зависит от серии, может осуществляться через сухие контакты, адаптер или напрямую. Для кондиционеров других производителей может возникнуть необходимость купить силовые реле, которые устанавливаются в цепь питания внутреннего модуля.

В промышленных и полупромышленных климатических установках управление обычно выполняется через сухие контакты.

Установка блока ротации обеспечивает экономию средств на ремонт и замену климатической техники. Согласователь увеличивает время эксплуатации сплит-систем, служит гарантией надежной защиты серверов от перегрева и колебаний влажности.

Источник

Для чего используется блок ротации кондиционеров

На сегодняшний день трудно представить себе функционирование современного предприятия без компьютерной техники, с которой вся информация стекается в серверные. Серверные предназначены для хранения данных и управления всей электронной инфраструктурой, именно поэтому в них установлено дорогостоящее оборудование, которое, для нормального функционирования должно содержаться в строго определенном, влажностно-температурном режиме.

Учитывая важность такого оборудования, особые требования предъявляются к безотказной работе системы охлаждения в серверных, для обеспечения которой используется резервирование системы охлаждения. Одним из основных устройств, использующихся при резервировании, является блок ротации кондиционеров.

Назначение и функциональные особенности

Основной функцией модуля ротации является чередование работы кондиционеров в заданном интервале времени, путем регулирования подачи напряжения на все устройства охлаждения. Для этого, модуль чередования использует три температурных датчика, один из которых диагностирует температуру помещения, а остальные устанавливаются возле штатных датчиков внутренних блоков. Модуль ротации дает возможность:

Особенности эксплуатации и подключения модуля ротации УРК-2

На этом приборе реализован вход для подключения дополнительного температурного датчика. При повышении температуры в помещении выше порога установленного для датчика, происходит кратковременный ввод в действие всех работающих устройств кондиционирования. Такое совместное охлаждение воздуха, в течение 5 минут способно понизить температуру в помещении. Если этого не происходит, то в локальную сеть оповещения предприятия посылается сигнал «Авария».

Важно!
Для использования модуля УРК-2, климатические устройства должны быть оснащены функцией автоматического рестарта.

Ротация, с передачей данных по ИК и радиоканалу

Многие руководители предприятий для поддержания необходимой температуры лабораторий и серверных применяют бытовые кондиционеры. Это связано с достаточно высокой стоимостью специализированной техники, предназначенной для охлаждения воздуха в таких помещениях. Для экономии электроэнергии, повышения отказоустойчивости бытовой климатической техники, а также для обеспечения бесперебойного функционирования охлаждения, очень часто применяется схемы резервирования и попеременного переключения кондиционеров, выполненные на основе модулей ротации БУРР и БИС.

База работает в комплекте с исполнительными модулями БИС, установленными по одному на каждое устройство, которых может быть 15. База БУРР оснащена собственным датчиком температуры, на основании данных которого и происходит диагностика работы климатической техники. Принцип его работы заключается в переключении подачи электропитания на определенную группу устройств охлаждения.

Совет:
Следует понимать, что для эксплуатации систем ротации БУРР и БИС, все устройства для охлаждения воздуха, должны быть оборудованы ИК приемниками.

Такая система дает возможность реализации различных вариантов попеременного использования климатической техники, которая может состоять как из двух, так и из трех групп. Устройство ротации кондиционеров, выполненное на основе модулей БУРР и БИС, дает возможность:

Применение блоков ротации для переключения функционирующих устройств охлаждения воздуха с резервной климатической техникой, дает возможность существенно продлить их ресурс благодаря равномерному вводу в эксплуатацию и контролю над температурными показателями.

Источник

Автоматическая беспроводная система управления кондиционерами, или блок ротации кондиционеров на STM32 + TI CC2530

Привет, друзья!
Сегодня я хочу рассказать вам об одной интересной разработке электронной системы управления кондиционерами.

Современный интернет, облачные вычисления или просто обработку больших объемов данных невозможно представить без такого понятия как сервер. Ориентировочно до 50% потребляемой серверами энергии уходит в тепло, которое нужно тем или иным способом из серверных помещений или центров обработки данных отводить.

Как правило, для этих целей используются кондиционеры, количество и мощность которых рассчитываются в зависимости от объемов помещений, тепловыделения серверов и прочих параметров. В действительно больших центрах обработки данных используются дорогостоящие сплит-системы кондиционирования, обладающие встроенными системами управления, однако сегодня мы рассмотрим систему управления для довольно распространенных на сегодняшний день небольших серверных, охлаждением которых занимаются всего несколько, обычно простых бытовых кондиционеров — по статистике чаще это 2, реже 3 кондиционера.

Забегая вперед хочу сразу показать схему работы разработанной системы, кого заинтересовало — прошу под кат.

Рассматриваемая система управления или блок ротации кондиционеров — не новинка в мире климатической техники, однако она обладает набором расширенных функций (в основном коммуникационных), которые резко выделяют ее из всего того, что может предложить рынок.

Логичный вопрос — зачем все это нужно? Применение отдельной системы управления кондиционерами в серверном помещении дает:

— поддержание заданного уровня температуры в помещении путем автоматического управления
установленными кондиционерами;
— попеременная ротация — переключение кондиционеров через равномерные промежутки времени (от нескольких часов до суток) обеспечивает их равномерный износ, чем повышает надежность охлаждающей системы;
— при превышении критической температуры автоматически включаются резервные кондиционеры и работают до тех пор, пока температура в серверной не опустится до заданного уровня;
— контролируя перепад температуры между входами и выходами кондиционеров, система может автоматически распознавать их неисправность и сигнализировать об этом замыканием аварийных контактов, передачей данных на веб-сервер, отсылкой sms или email сообщений ответственному лицу и так далее;
— возможность удаленного наблюдения за состоянием и управления кондиционерами через веб-сервер.

Ядром описываемой системы является центральный контроллер, основанный на микроконтроллере STM32F107 + система на кристалле CC2530 (Texas Instruments), содержащая в себе вычислительное ядро 8051 и радио приемо-передатчик стандарта IEEE 802.15.4 (2.4 гГц).

Фотография первого прототипа

Схематический вид контроллера

Контроллер имеет небольшой черно-белый жидкокристаллический экран 128*64 пикселей, энкодер-кнопку («крутилку») управления, вход питания 220 В, внешнюю антенну, Ethernet разъем, выход сигнала «авария» и ИК-приемник для записи управляющих команд для кондиционеров с оригинальных пультов управления.

Непосредственное управление кондиционерами осуществляют беспроводные модули (RF), устанавливаемые по одному на каждый кондиционер. Обмен информацией между каждым RF модулем и центральным блоком управления осуществляется по беспроводному 2.4 гГц каналу по собственному протоколу, MAC уровень которого идентичен MAC уровню протокола Zigbee. Модули управляют кондиционерами по инфракрасному каналу при помощи ИК-диодов, то есть кондиционеры каждый раз «думают», что ими управляет человек посредством родного пульта управления. При инсталляции системы для каждого кондиционера записываются 3 команды: включение на охлаждение, включение на вентиляцию и выключение.

Первые прототипы RF модулей, белые провода — питание

Схематический вид RF модуля

В главном меню центрального контроллера отображается усредненная температура помещения (среднее значение по датчикам температуры модулей на входе всех кондиционеров), список привязанных модулей с иконками состояния, установленная температура, а также время, синхронизированное с удаленным веб-сервером:

Из меню можно привязать новый модуль к контроллеру:

Можно записать с родного пульта управления различные инфракрасные команды:

Можно установить требуемую для поддержания температуру в помещении и время ротации кондиционеров:

А также настроить большое число дополнительных параметров.

В ходе работы системы в случае достаточной мощности установленных в управляемом помещении кондиционеров, контроллер поддерживает среднюю температуру в помещении не выше температуры, назначенной при настройке параметров + 3 градуса.
В случае повышения средней температуры помещения выше установленной, контроллер последовательно включает на охлаждение кондиционеры, первыми включаются кондиционеры с меньшей наработкой.
Кондиционер считается работающим на охлаждение, если после посылки ИК светодиодом RF модуля команды охлаждения кондиционеру установится указанная в настройках системы разность температур между входящим и исходящим из кондиционера воздухом.
Если после подачи ИК команды кондиционеру указанная выше разность температур не установится в течение 5 минут, то у данного модуля появится ошибка компрессора.
Однако, если разница температур не достигнет установленной в течение 5 минут после первой попытки включения, контроллер попытается включить его на охлаждение ещё 2 раза с интервалом в 5 минут. Если разница температур через 5 минут после посылки последней команды включения на охлаждение все ещё останется меньше пороговой, то во избежание поломки кондиционер выключается, и работа с ним прекращается до снятия ошибки компрессора.
Число включенных кондиционеров в каждый конкретный момент зависит от величины превышения средней температуры над установленной. При превышении установленной температуры на 3 градуса и более на охлаждение включаются все кондиционеры.

В алгоритм автоматического поддержания температуры заложена функция ротации, которая задействуется при установлении баланса между теплом, выделяемым находящимся в помещении оборудованием, и теплом, забираемым системой кондиционирования — в данном случае длительное время в состоянии охлаждения будет находиться определенное число кондиционеров.
Если при этом данное число находящихся в состоянии охлаждения кондиционеров меньше числа всех безаварийных кондиционеров, то состояние охлаждения по истечении установленного времени ротации будет передаваться от кондиционера с большей ротационной наработкой (из числа включенных на данный момент кондиционеров) кондиционеру с меньшей общей наработкой (из числа выключенных на данный момент кондиционеров).
Если число включенных на охлаждение кондиционеров достигло числа всех доступных кондиционеров, то они продолжают работать на охлаждение независимо от ротационной наработки.
Ротационной наработкой считается время работы кондиционера на охлаждение с момента последнего включения.

Если к контроллеру подключен Ethernet кабель, имеющий соединение с сетью Интернет, то с периодичностью раз в минуту контроллер обменивается данными с удаленным веб-сервером. Пользователь имеет возможность удаленно наблюдать как общее состояние системы (средняя температура в помещении, время непрерывной работы контроллера), так и состояние каждого установленного кондиционера.
В случае необходимости пользователь имеет возможность вручную включить любой из доступных кондиционеров на охлаждение, вентиляцию или выключить его.

Ниже приведу скрины тестового веб-сервера, при помощи которого можно мониторить состояние контролируемых серверных и управлять установленными в них кондиционерами:

Экран общего состояния серверного помещения

История работы отдельного кондиционера

Источник