关于防爆空调的结构与设计

摘要：本文分析了普通空调在危险场所应用的潜在危险性，并对防爆空调的设计方法进行了探讨。

关键词：防爆空调；结构；设计

1.前言 　　在石油、化工等部门的企业中，在许多存在易燃易爆场所的操作室、生产车间、仓库需要恒温环境才能保证正常的生产和工作；另外，爆炸性气体环境中的工作人员也希望在一个温度适宜的环境下工作，以提高工作效率，保证产品质量。但是普通空调在这些有易燃易爆气体的危险场所使用，有发生爆炸的可能性，因此，在这类场所必须选用防爆型空调，特别是刚不久作者在一化工企业现场检查中，发现一防爆空调存在不符合情况。 　　2.防爆空调结构 　　分体式空调包含室内机和室外机，组成分三大部分，为制冷系统、空气循环系统和控制系统。另外冷暖双温式空调一般还有辅助电加热。机械部分包括冷凝器、蒸发器、毛细管、气液分离器（贮液罐）等部件。空调器控制系统的核心为微处理芯片，通过它的IO口采集室内外机中温度传感器检测到的信号、电源电压的变化信号和各功能键的操作信号，并对这些信息进行处理，再通过IO口驱动压缩机、风机电机、四通电磁换向阀、辅助电加热器及显示器。 　　3.防爆空调的系统设计 　　我们对空调的电气防爆主要针对二个方面：一是制冷系统和空气循环系统中电气部分，包括压缩机、摇摆电机、室内外风机电机、四通电磁换向阀、高低压保护开关等，二是空调器电源及控制系统。而实际改造中摇摆电机往往被拆除，因为现场使用效果没有太大变化，为了简化功能，减少防爆改造成本和增加安全性。 　　总体思路一是把非防爆电机、电磁阀更换为具有防爆认证的防爆设备，其中的空调器压缩机采用全封闭旋转式压缩机。压缩机外壳由钢板冲压焊接制成，且外壳至少能承受一定的时间与压力不泄漏、电动机定转子和压缩机活塞共同密封在其中，外部只有一个密封接线柱和高低压侧连接管。电缆引入装置采用密封填料式结构，浇封剂包覆电缆长度不小于5mm，接线柱和浇封剂自由表面间的浇封剂层厚不小于3mm。浇封剂采用环氧树脂，具有足够的热稳定性能。压缩机通过连接管路和冷凝器、蒸发器、毛细管、贮液器、电磁换向阀组成密闭的循环系统，满足GB3836.10要求。室内外风扇电机、摇摆风机电机、四通电磁换向阀及高低压保护开关等可选用市场上已取得防爆合格证的隔爆型电气设备，但是在现有市场上，很少有适合空调的，经过认证的小型防爆电机。空调技术会不时更新，空调不是标准设计，还有各品牌、规格以及安装方法的不断改进，有时很难遵循合格的防爆电机，则通过环氧树脂对电机及接线部分进行浇封达到防爆要求。 　　而对空调电源及控制系统，主机回路采用AC380V（或AC220V）供电电源，并经变压器降压、整流、滤波和限压、限流保护电路，变为低压直流电源供处理芯片、温度信号采集电路和显示、操作电路使用。由于该部分电路电压高、电流大，容易产生点燃火花，所以把该部分电路放置在隔爆型防爆接线盒内。而操作、显示、信号采集处理部分因电压低、电流小，故设计成本安电路，以便于安装、操作。 　　在实际使用中还有碰到一个问题，就是尽管空调具有相应的气流标准。然而，到达加热器的外部的最高温度仍然相对较高，由一般的危险物质引燃温度大于T4温度组别，即允许空调机组及各电气设备的最高表面温度应不超过130℃，否则可能引燃爆炸性气体混合物，然而，在冬天气温较低时单靠热泵来制热满足不了人们的需要，空调都配有辅助电加热装置，电加热器表面温度很高，一般都超过了T4组允许的温度组别，若通过减少加热器功率来降低温度则制热效果又不理想，为了得到既制热量大，表面温度又低的双重效果，采用了热管技术，通过控制热管内传热介质的蒸发点及增大散热表面来降低加热器的最高表面温度。但有些环境现场对制热没有特殊要求的会拆除制热系统，达到简洁节省安全的目的。 　　4.结束语 　　防爆空调机组是一个整体防爆系统，其设计上除了要考虑所有电气元件的防爆性能外，还要考虑机组的整体防爆性能符合标准要求。根据空调在使用过程中存在的问题，制定出解决空调防爆的方案，通过有效的手段来解决空调在使用过程中的防爆，满足空调使用的安全性，从而提升使用环境安全。

参考文献：

[1]李瑞，孙景富，张浩．关于防爆空调的结构与设计[J]．电气防爆，2017，3（12）

[2]程向东．隔爆型电机常用的隔爆接合面结构[J]．电气防爆，2018（1）：38—40．

来源：《中国科技人才》2020年第19期 作者：叶炜奇

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