空調(diào)電氣防爆設(shè)計問題研究

楊慶喜

摘要：空調(diào)作為耳熟能詳?shù)碾姎庠O(shè)備，已經(jīng)越來越廣泛地應用到石油化工等易燃易爆危險場所的生產(chǎn)現(xiàn)場中，為了保證安全生產(chǎn)，爆炸性危險場所需要用防爆電器，空調(diào)也是需要電氣防爆處理的電器，本文結(jié)合防爆電器國家標準，分析了空調(diào)器防爆設(shè)計問題。

關(guān)鍵詞：空調(diào)器；防爆設(shè)計；GB3836標準

空調(diào)器的電器部件，有可能產(chǎn)生異常高溫、電火花、機械火花、電弧，甚至靜電等危險因素，就是空調(diào)器中可能形成點燃危險環(huán)境的點燃源，要設(shè)計防爆空調(diào)，電氣防爆就要從這些部件入手，依據(jù)GB3836系列標準，對不同的電器進行不同防爆型式的設(shè)計。

一、防爆壓縮機

空調(diào)器制冷工作原理防爆壓縮機是空調(diào)器的心臟，其外殼是由鋼板密封焊接制成的壓力容器，內(nèi)裝壓縮機驅(qū)動電機、壓縮機組件、壓力保護裝置、溫度保護裝置等部件，導線采用密封方式與外殼融為一體，外部僅留出連接插頭，保證外殼密封性，其正常工作壓力為0.4～2.0MPa。壓縮機工作時，通過吸入和排出接口與外部冷凝器、蒸發(fā)器及管路連接，整體形成一個密封的空腔，內(nèi)部為超出外部環(huán)境壓力的正壓腔體。對應防爆電氣產(chǎn)品型式分析可知，nC型防爆電器中包含的氣密結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，是通過熔焊，如釬焊、 銅焊、熔焊或玻璃與金屬的熔接來達到氣密性能，以阻止外部氣體進入內(nèi)部，使危險介質(zhì)接觸不到點燃源，從而實現(xiàn)防爆。結(jié)合壓縮機的結(jié)構(gòu)特性可知，該產(chǎn)品可依據(jù)GB3836.8-2003進行nC型設(shè)計或依據(jù)GB3836.5-2005進行正壓型設(shè)計。

二、防爆室外機風機

防爆室外機風機主要作用是給冷凝器強制通風，使制冷劑從高溫高壓的氣體變成中溫的高壓液體，由電動機和扇葉組成，室外機風機用電機通常功率相對大一些，而且其安裝空間相對開闊，其設(shè)計方向比較多，電動機作為行業(yè)中比較常見的電器產(chǎn)品，通?？梢砸罁?jù)GB3836.2-2010對該電動機進行隔爆型設(shè)計，或者依據(jù)GB3836.3-2010進行增安型設(shè)計，還可以依據(jù)GB3836.8-2003進行nA型設(shè)計。無論設(shè)計哪一種防爆型式都應注意扇葉作為運動部件是一個危險部件，應依據(jù)GB3836.1-2010進行相應的保護或限制。

三、防爆室內(nèi)風機

防爆室內(nèi)風機主要作用是給蒸發(fā)器強制通風，加速低溫低壓的液態(tài)制冷劑對外熱交換，把用戶需要的冷風或熱風送入工作區(qū)域。這個電動機一般結(jié)構(gòu)外形不太大，安裝空間也比較受限，建議根據(jù)GB3836.9-2006進行澆封型設(shè)計或依據(jù)GB3836.8-2003進行nA 或nC型設(shè)計，當然如果空間允許，最好實現(xiàn)的還是依據(jù)GB3836.2-2010進行隔爆型設(shè)計。同樣這里的設(shè)計，也要注意扇葉的保護。

四、室外機控制電路

室外機控制電路主要針對室外機風機起動/保護、壓縮機起動/保護等動作進行控制，一般包含電路板、電容等器件，這一部分的電器元件較為零散，包含電容、電阻、電感、半導體甚至繼電器、接觸器等多種元件，既有可能產(chǎn)生火花，也有可能產(chǎn)生高溫，為了簡單處理，可根據(jù)隔爆型產(chǎn)品的原理，對這一部分進行設(shè)計。隔爆型電氣設(shè)備是指具有隔爆外殼的電氣設(shè)備，隔爆外殼是指能承受內(nèi)部的爆炸壓力，并能阻止爆炸火焰向周圍環(huán)境傳播的防爆外殼。顯然，這一方案就是把上述所有器件用一個符合隔爆要求的殼體容納起來，實現(xiàn)防爆。

五、防爆換向電磁閥

防爆換向電磁閥是冷暖雙功能空調(diào)專有器件，根據(jù)用戶選擇的制冷或制熱功能，切換制冷劑流向，完成冷暖功能交換，由一個機械閥體和一個全塑封電磁線圈組成。根據(jù)電磁閥外殼為全塑封結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合防爆電器中澆封型或nC型產(chǎn)品分析，nC型在壓縮機設(shè)計方向中已有解釋，這里不做贅述。澆封型產(chǎn)品是將有可能引燃爆炸性混合物的火花和過熱表面封入復合物。復合物一般是環(huán)氧樹脂或其他可塑非金屬化合物。顯然換向電磁閥可以依據(jù)GB3836.8-2003進行nC型設(shè)計，當然如果要求保護等級較高，還可以依據(jù)GB3836.9-2006對該部件進行澆封型設(shè)計。

六、防爆室內(nèi)/室外溫度傳感器

一般采用熱電阻或熱電偶式溫度傳感器，該器件為無源工作器件，僅作信號反饋，功率極低，屬于簡單原件范疇，無儲能元件，外部通常是全塑封結(jié)構(gòu)?？紤]分析本質(zhì)安全型電氣產(chǎn)品、無火花型電器產(chǎn)品、nC氣密型電器產(chǎn)品特點，無火花型電器產(chǎn)品即正常工作時不產(chǎn)生電弧、電火花或熱表面的設(shè)備；nC不再贅述；本安型電器設(shè)備是將設(shè)備內(nèi)部和暴露于潛在爆炸性環(huán)境的連接導線可能產(chǎn)生的電火花或熱效應能量限制在不能產(chǎn)生點燃的水平。比對傳感器特點和上述三種防爆型式特性，顯然傳感器可依據(jù)GB3836.8-2003進行nC型設(shè)計或nA型設(shè)計。當然，為了提高保護等級，也可以對該部件依據(jù)GB3836.4-2010進行本質(zhì)安全性設(shè)計，如果依照GB3836.4-2010進行設(shè)計，就要考慮這個器件所連接的關(guān)聯(lián)設(shè)備，同樣須進行相應防爆型式的保護。

七、防爆電伴熱帶

防爆電伴熱帶是纏繞在壓縮機上的預熱器件，防止外部環(huán)境溫度過低，壓縮機無法起動時，對壓縮機進行預熱，保證空調(diào)器正常工作，這一部件通常采用半導體型式的伴熱電纜實現(xiàn)，對于該部件，可在市場上采購已經(jīng)取得防爆合格證的伴熱電纜換裝即可。

八、防爆輔助加熱器

防爆輔助加熱器當空調(diào)制熱功能發(fā)揮后，還不能滿足環(huán)境要求時，空調(diào)室內(nèi)機配裝的輔助加熱器會發(fā)揮輔助加熱功能，這個部件一般就是電阻式加熱器，加熱功率較高，是一個比較危險的部件，不建議在防爆空調(diào)中保留該功能，如果必須保留，那一定要對加熱器的加熱工作過程進行嚴格控制，以實現(xiàn)加熱器溫度管控，保證不會因為其異常高溫點燃周邊危險環(huán)境，因此可根據(jù)GB3836.3-2010電阻式加熱器補充要求，對這一部件進行電器控制保護，控制其加熱過程。

九、送風擺葉電機

送風擺葉電機主要是為了保證能夠在最大空間及時送到冷/熱風，而設(shè)置的風向?qū)Я鲾[葉驅(qū)動部件，一般功率不大，外形較小，不太容易進行防爆設(shè)計，當該電動機功率允許時，可依據(jù)GB3836.4-2010進行本質(zhì)安全型設(shè)計。

十、室內(nèi)機顯示/接收/操作面板

這部分部件的主要作用，是為用戶提供空調(diào)器工作狀態(tài)顯示，操控空調(diào)器的不同功能，一般柜機是由貼膜式按鍵、電路板、液晶顯示器組成，掛機則是由遙控接收電路和液晶顯示器組成，根據(jù)這些電路功率小、無打火器件的特點，可依據(jù)GB3836.4-2010進行本質(zhì)安全型設(shè)計（注意關(guān)聯(lián)部件要進行相應防爆型式的保護）；當然，也有一些不太要求美觀的場所，可以把這一操控部分直接移裝入隔爆型殼體，但是對于遙控器控制的空調(diào)器，則需要把空調(diào)

遙控器改造成線控結(jié)構(gòu)，把遙控器的發(fā)射部件一并移裝入隔爆箱。

綜上所述，本文對空調(diào)器各電器部件的設(shè)計方向做了一些簡單介紹，由于爆炸性危險場所分類、分區(qū)不同，空調(diào)器設(shè)計方向不僅僅局限于此，以上所述各種設(shè)計方向，可根據(jù)需求，組合選擇，不過無論各電器部件怎樣設(shè)計，都應依照GB3836.15-2000的要求，對各器件間采用適用的電纜進行連接，保證電路連接可靠，等電位連接可靠。

參考文獻：

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[9] GB/T 7725-1996 房間空氣調(diào)節(jié)器[S].

[10] GB/T 15765-2006 房間空氣調(diào)節(jié)器用全封閉型電動機-壓縮機[S].