商用空調(diào)電控安全性能設(shè)計(jì)提升研究

艾大云

天加環(huán)境科技有限公司 江蘇南京 210046

為了分析目前商用空調(diào)市場(chǎng)控制器問(wèn)題方向，對(duì)市場(chǎng)商用空調(diào)控制器存在問(wèn)題進(jìn)行抽樣調(diào)查，調(diào)查結(jié)果問(wèn)題主要指向腐蝕問(wèn)題和燒板問(wèn)題，而腐蝕問(wèn)題和燒板問(wèn)題之間存在因果聯(lián)系；強(qiáng)電控制器腐蝕問(wèn)題，會(huì)間接導(dǎo)致絕緣距離變化，破壞原有爬電距離，進(jìn)而形成放電現(xiàn)象，最后產(chǎn)生燒板問(wèn)題。防腐問(wèn)題為國(guó)內(nèi)商用空調(diào)主要整改方向[1]。調(diào)查國(guó)內(nèi)幾家知名空調(diào)企業(yè)，腐蝕問(wèn)題并未有效解決，商用空調(diào)使用環(huán)境惡劣，外機(jī)所處環(huán)境多為戶外空曠地帶或樓頂?shù)龋L(zhǎng)年受風(fēng)吹日曬雨淋，風(fēng)化嚴(yán)重，尤其是雨后日曬環(huán)境，空氣濕度大，外機(jī)本身在夏季工作時(shí)起散熱作用，周?chē)鷾囟雀?，?duì)空調(diào)控制器所處環(huán)境就為高溫高濕環(huán)境，在電器盒結(jié)構(gòu)不理想情況下，在主板防腐能力有限制的情況下，主板腐蝕就會(huì)成為必然問(wèn)題。

1 燒板產(chǎn)生的原因

1.1 商用空調(diào)器控制器中使用主板本身絕緣距離

依據(jù)GB4793.1-2007污染等級(jí)3，材料組別Ⅲ，電氣間隙9.4mm，各種品牌設(shè)計(jì)都會(huì)滿足國(guó)標(biāo)設(shè)計(jì)方案，而且部分設(shè)計(jì)會(huì)高于國(guó)標(biāo)設(shè)計(jì)，但實(shí)際使用過(guò)程中卻總會(huì)出現(xiàn)一定比例的過(guò)燒現(xiàn)象。

主板引腳長(zhǎng)度會(huì)減少主板與接地鈑金之間的電氣間隙，發(fā)現(xiàn)實(shí)際使用環(huán)境下的粉塵，又會(huì)加劇這種距離的縮小，加上實(shí)際使用環(huán)境中的濕度，造成粉塵疊加。將絕緣距離縮減至5mm，最終造成爬電間隙變化導(dǎo)致的放電現(xiàn)象。

此種主板原件與鈑金之間距離偏小的情況產(chǎn)生，是對(duì)國(guó)標(biāo)理解不準(zhǔn)確，把板面和鈑金間距離理解為前期間隙，忽略了引腳突出長(zhǎng)度，同時(shí)也沒(méi)有考慮到，在引腳上附著的異物、水珠厚度、模塊引腳抬高高度等，另外存在的問(wèn)題是，引腳突出的尖端，是產(chǎn)生放電的必要條件[2]。

1.2 異物污染導(dǎo)致主板燒毀

污染導(dǎo)致的接觸不良現(xiàn)象：實(shí)際使用過(guò)程中接口污染導(dǎo)致長(zhǎng)期接觸不良，連接電氣的端子，污染后，阻值變大，長(zhǎng)期運(yùn)行后發(fā)熱，熱量累計(jì)到一定程度，就會(huì)對(duì)主板造成損壞，從而形成對(duì)主板緩慢的熱損傷，此種問(wèn)題較為隱蔽，出現(xiàn)時(shí)往往沒(méi)有故障表現(xiàn)，使用一段時(shí)間后才能明顯發(fā)現(xiàn)主板燒痕跡，容易引發(fā)火災(zāi)，形成火燒機(jī)現(xiàn)象，有巨大安全隱患；從設(shè)計(jì)角度說(shuō)，從螺釘緊固方式上，對(duì)螺釘松動(dòng)進(jìn)行預(yù)防，增加墊片橫紋，增加彈簧墊片，探索力矩合適值等；從異物預(yù)防角度，電控整體結(jié)構(gòu)防腐較為重要，從整體結(jié)構(gòu)上，防止螺釘墊片氧化，從而達(dá)到對(duì)接觸不良問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防。

2 電器盒散熱結(jié)構(gòu)和防塵結(jié)構(gòu)優(yōu)化

電器盒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中百葉窗，格柵，能阻擋較大個(gè)體的昆蟲(chóng)、老鼠等誤入電器盒內(nèi)部造成損壞，但是小個(gè)體的如壁虎，瓢蟲(chóng)等出現(xiàn)在IPM電路中最終導(dǎo)致電路損壞的也有相當(dāng)數(shù)量。

對(duì)于異物灰塵改善，原有底部格柵無(wú)擋板，整改后增加擋板，防止灰塵和水汽直接進(jìn)入，擋板可以直接阻隔外機(jī)風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的揚(yáng)塵，同步可以轉(zhuǎn)變濕氣的流向，從而讓流經(jīng)電器盒的氣流中的凝結(jié)小水珠阻擋在電器盒之外。

對(duì)現(xiàn)有電控盒內(nèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，頂部原先無(wú)封口，現(xiàn)增加封口，防止鼠蟲(chóng)進(jìn)入，同時(shí)對(duì)現(xiàn)有風(fēng)道進(jìn)行優(yōu)化，頂部開(kāi)方形孔通風(fēng)散熱，對(duì)調(diào)整后的電控盒內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行CFD模擬，優(yōu)化前的內(nèi)部流場(chǎng)旋渦較多，優(yōu)化后的內(nèi)部流場(chǎng)旋渦明顯減少[3]。

3 防腐的關(guān)鍵點(diǎn)

3.1 商用電控控制器防腐

主要預(yù)防點(diǎn)應(yīng)從結(jié)構(gòu)防護(hù)入手，商用空調(diào)外機(jī)使用環(huán)境較為嚴(yán)酷，有高低溫劇烈變化，有高濕環(huán)境，甚至有積水后蒸汽揮發(fā)凝露，凝霜等現(xiàn)象，在此環(huán)境基礎(chǔ)上出現(xiàn)的外部粉塵污染，大氣污染，部分區(qū)域的空氣酸堿污染等，化工廠氨氣污染，污染物遇到水，就會(huì)產(chǎn)生大量自由移動(dòng)帶電荷離子，在直流電作用下，形成電遷移，最終形成電腐蝕。維修過(guò)程中表現(xiàn)為腐蝕。此種預(yù)防，必須在使用直流電電控中，做好結(jié)構(gòu)密封，密集的引腳排列不能直接暴露在外部環(huán)境中，需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)密封和輔料防護(hù)。

3.2 輔料防護(hù)

一般除了結(jié)構(gòu)防護(hù)外，主板自身的防護(hù)能力也需要對(duì)應(yīng)提升，使用輔料對(duì)主板原件面，焊點(diǎn)面，進(jìn)行輔料防護(hù)，是電子行業(yè)常用做法，輔料選擇一般包括，三防漆、硅膠、電子密封膠防護(hù)。

早期三防漆防護(hù)使用人工毛刷向主板面刷，由于三防漆的粘滯性，用毛刷涂抹并不方便，常規(guī)做法是加水降低三防漆的粘滯性，但對(duì)應(yīng)的，就損失了三防漆的防潮性能；

4 實(shí)際安裝情況

商用空調(diào)市場(chǎng)安裝情況很大情況下決定了空調(diào)品質(zhì)，在實(shí)際調(diào)查中查看，腐蝕電氣安全的統(tǒng)一，在市場(chǎng)上表現(xiàn)的差異性較大，三分空調(diào)七分安裝，從性能上和電控防護(hù)上，電路可靠性都表現(xiàn)一致，即好的空調(diào)需要配合好的安裝，才能體現(xiàn)好的品質(zhì)，就腐蝕而言，大部分空調(diào)問(wèn)題造成的主要原因?yàn)榄h(huán)境惡劣，安裝條件不佳導(dǎo)致，此種造成腐蝕，并非能通過(guò)簡(jiǎn)單的。

5 商用空調(diào)電控安全性能提升總結(jié)

商用電控使用條件的特殊性決定了，商用電控必須忍耐惡劣環(huán)境，長(zhǎng)時(shí)間工作，高溫高濕，極限低溫等，惡劣環(huán)境，所以電控本身的結(jié)構(gòu)、防護(hù)、防腐方案和電控本身結(jié)構(gòu)，防腐材料輔料能有效決定整機(jī)結(jié)構(gòu)性能，需要重點(diǎn)關(guān)注。