淺議R290制冷劑在空調(diào)中的阻燃性設(shè)計

葉俊榮 王賽 鄭勝鋒（廣東志高空調(diào)有限公司，廣東 佛山 528244）

1 R290制冷劑的物化性質(zhì)

R290制冷劑即為丙烷，它是一種無色無臭的氣體，其熔點為-186.7℃，沸點為-42.1℃，分子量為44.10，其相對密度為0.58。丙烷微溶于水，易溶于乙醇等有機溶劑。丙烷對人的身體有一定的危害作用，過量的丙烷可以致人窒息，醫(yī)學(xué)中丙烷可以用來麻醉；濃度較低的丙烷可以使人頭暈，隨著濃度的增高可以致人麻醉，濃度極高時可以使人窒息死亡。丙烷可燃，高濃度的丙烷安靜燃燒，丙烷濃度較低，與空氣混合時可以形成爆炸性質(zhì)的混合物，遇明火或者熱源產(chǎn)生強烈爆炸，丙烷可以與氧化物劇烈反應(yīng)。丙烷分子量大于空氣，擴散以后聚集于空氣的下方，遇明火燃燒或產(chǎn)生爆炸。

2 阻燃性設(shè)計要點

采用R290制冷劑的空調(diào)的安裝方式與常規(guī)的空調(diào)連接安裝方式有所不同，主要采用的快速連接頭的連接方式，優(yōu)點在于，在空調(diào)等制冷設(shè)備的安裝過程中不需要向空氣中排放制冷劑。由于在安裝過程中制冷劑不存在向外泄漏的情況，在安裝階段就不需要進行阻燃設(shè)計，很明顯，其阻燃性設(shè)計的重點在于在空調(diào)的使用過程中制冷劑的泄漏以及泄漏以后與電火花接觸的情況。

2.1 電器的防火設(shè)計

為了降低制冷劑的燃燒爆炸，空調(diào)中的元件采用的設(shè)計為滅弧設(shè)計，利用兩個屏蔽層：絕熱層以及絕緣層，此舉可以減輕空調(diào)在運行過程中R290制冷劑的潛在危險。這種設(shè)計利用的原理是減少R290制冷劑與空氣的接觸，使R290制冷劑與空氣隔離，即使制冷劑發(fā)生了部分泄漏，在不與空氣接觸，缺氧的條件下無法燃燒爆炸，提升了空調(diào)器的安全性能。環(huán)境溫度對于R290制冷劑的可燃性也有很大的影響，R290制冷劑的燃點為450℃，所以隔離高溫熱源是進行阻燃性設(shè)計的重點。空調(diào)中的元件采用滅弧設(shè)計以后可以有效地使R290制冷劑與高溫熱源隔離，使其無法達到燃點，從外部條件上進行阻燃，達到設(shè)計效果。

2.2 空調(diào)運行過程中的阻燃性設(shè)計

空調(diào)運行過程中的阻燃性設(shè)計是設(shè)計的重點，傳感器的制作中，首先需要選擇與R290制冷劑反應(yīng)較為明顯的材料，利用不同濃度的R290制冷劑使材料的導(dǎo)電率產(chǎn)生不同程度的影響制作成為專用的較高精度的空氣傳感器。在空調(diào)的運行過程中發(fā)生機械故障以及空調(diào)使用時間過長，其中部件發(fā)生損傷使R290制冷劑發(fā)生泄漏時，能夠在第一時間報警，設(shè)計者可以進一步設(shè)計，當制冷劑發(fā)生泄漏時在報警過后自動切斷電源，防止電火花引燃制冷劑。如果空調(diào)在待機的情況下發(fā)生泄漏，通過設(shè)計可以在制冷劑發(fā)生泄漏的情況下使空調(diào)自動進入排風狀態(tài)，與此同時，空調(diào)的室內(nèi)風機自動高速運轉(zhuǎn)，把室內(nèi)較高濃度的R290制冷劑排出室內(nèi)，最大程度上降低丙烷的濃度，到達阻燃的效果，確保制冷劑不在室內(nèi)聚集。

2.3 制冷系統(tǒng)中的阻燃性設(shè)計

整個制冷系統(tǒng)中進行阻燃設(shè)計的重點在于制冷系統(tǒng)的充注，R290制冷劑的壓力以及制冷劑的溫度。根據(jù)以上這些設(shè)計的要點，在進行制冷劑的充注過程中，既要保證空調(diào)的工作能效，又要在最大程度上減少R290制冷劑的充注量。所以，采用R290制冷劑的空調(diào)在進行換熱器的設(shè)計時，不應(yīng)該再使用管徑為φ9.52mm和φ7.00mm的原有銅管的設(shè)計方案，應(yīng)該在此基礎(chǔ)之上使銅管的管徑減小，設(shè)計為φ5.00mm管徑。兩種管徑相對比而言，φ5.00mm管徑比φ7.00mm管徑的換熱器R290制冷劑的充注量減少了1/5，減少了制冷劑的使用量。

周圍環(huán)境對于空調(diào)系統(tǒng)運行的溫度影響很大，如果空調(diào)系統(tǒng)所處的環(huán)境不佳，處在高溫高壓的環(huán)境中，很容易引發(fā)R290制冷劑的泄漏，甚至?xí)l(fā)空調(diào)器的爆炸，因此，在運行環(huán)境方面也要進行一定的阻燃性設(shè)計。針對此種情形，最為常用的設(shè)計方法是在空調(diào)系統(tǒng)的高壓端安裝一個泄壓閥，如果空調(diào)系統(tǒng)在運行過程中由于溫度的變化產(chǎn)生壓力過大，泄壓閥將會進行自行泄壓。泄壓閥由兩種不同熔點的金屬組成，結(jié)構(gòu)用料為高熔點金屬，低熔點金屬作為密封材料，當空調(diào)系統(tǒng)的溫度壓力超過設(shè)定值的時候，密封材料自行溶解，將部分的R290制冷劑釋放到空氣中，保證空調(diào)系統(tǒng)的運行安全。

2.4 充注和焊接過程中的阻燃設(shè)計

在空調(diào)的生產(chǎn)過程中，采用R290制冷劑的空調(diào)設(shè)備的生產(chǎn)工藝與常規(guī)的R22制冷劑也有所不同，針對于封口工藝而言，不能在使用以往的釬焊技術(shù)，應(yīng)該改用先進的擠接封堵技術(shù)替代原有的技術(shù)，新的封口工藝的設(shè)備包括夾緊環(huán)、制冷劑充注管以及密封膠圈、芯柱等，在夾緊環(huán)上有兩道凹槽，凹槽間距離根據(jù)實際的需要進行設(shè)定，這兩道凹槽是氣動圓嘴封口鉗的加緊結(jié)構(gòu)。擠接封堵部件中的堵帽的開口直徑應(yīng)該與封口的直徑緊密嵌合，其直徑略小于后者即可。擠接封堵中的其他構(gòu)件比如密封橡膠圈、芯柱以及堵帽、夾緊環(huán)等部件需要根據(jù)實際情況選用，應(yīng)該與充注管的內(nèi)徑相匹配，進而進行合適的設(shè)計加工。充注與封口的工作是整個加工工藝的重點環(huán)節(jié)，一旦出現(xiàn)問題，后果嚴重，因此，需要對充注封口的過程進行嚴格的管理，設(shè)置監(jiān)督管理的工作室。另外，在進行充注與封口的工作車間需要保持良好的通風，采用上部進風，下部排風的設(shè)計，杜絕火源，既保證空氣中R290制冷劑的含量達標，又保證沒有外部引燃因素。

3 結(jié)語

R290制冷劑是一種純天然的制冷劑，清潔無污染，制冷效果良好，得到了越來越廣泛的使用，但是R290制冷劑是一種可燃性的制冷劑，與空氣混合還會產(chǎn)生爆炸。在使用R290制冷劑的空調(diào)設(shè)計階段要注重其阻燃性的設(shè)計，根據(jù)R290制冷劑的物化性質(zhì)，對空調(diào)系統(tǒng)的電子元件，空調(diào)運行過程中的不安全因素以及生產(chǎn)過程中的充注和封口進行有針對性的設(shè)計，從防止R290制冷劑泄漏和泄漏以后的措施兩方面進行阻燃，最大程度保證空調(diào)安全的運行。

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