防爆空调的系统设计

admin 2021-04-12 98浏览 0评论

在进行防爆空调的设计前,首先根据防爆空调适用的爆炸性气体混合物场所,来确定本产品的防爆型式。由于空调机组中涉及的电气元件较多,因此,空调机组整机采用复合防爆型式。

  

  零部件的防爆设计

  

  压缩机是空调器制冷系统的心脏。房间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115MP、历时15min的压力不泄漏、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(与制冷系统连在一起)。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、过滤器、电磁换向阀组成密闭的循环系统,满足GB3836110—91要求,构成气密型防爆结构。

  

  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或浇封型电气设备,这里不再详细论述。

  

  控制系统是空调机的神经中枢。空调机主回路采用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。

  

  在隔爆盒内,作为本安电路的关联设备处理,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。隔爆盒的设计应符合GB383612的要求,电缆引入装置可采用弹性橡胶密封圈或密封填料来进行密封。电源变压器副边绕组向本安电路供电,因此变压器的结构设计应符合GB383614—2000标准中81113条的要求,并能承受绝缘介电强度试验的考核。变压器的输入电路应符合GB383614—2000第713条规定的熔断器或适当规定值的断路器来保护。限压环节采用两只并联的稳压二极管双重保护,稳压二极管的额定功率应至少为齐纳状态下齐纳耗散功率的115倍,额定电流应大于正向导通状态下15倍zui大可能的短路电流。

  限流环节采用薄膜型或绕线型电阻或晶体管非线性组件,限流电阻在正常工作时或本安端开路、短路时所承受的电压、电流、功率不得超过额定值的2/3。压缩机、风机、四通电磁换向阀、辅助电加热器的弱电控制信号与强电部分应采用光电耦合器、固态继电器进行安全隔离。隔离元件应能承受1500V历时1min的绝缘介电强度试验。本安电路中电容、电感应符合GB383614—2000附录A的要求。另外,印刷电路板导线的宽度应与在此温度组别下zui大允许通过的电流相适应。裸露导电元件间的电气间隙、爬电距离也应符合标准要求。在所用电器元件都焊接完毕后,印刷线路板正反两面应均匀涂覆两遍绝缘清漆,以加强绝缘。

  

  空调机组及各电气设备的zui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zui高表面温度。

  

  整体防爆性能设计

  

  由于电气线路在运行中受到自身和外界诸多条件的影响,容易发生过负荷、接地或断路等故障而产生电火花、弧光或危险温度,诱发易燃易爆物质的燃烧与爆炸事故,因此防爆空调机的布线、安装应符合GB3836115—2000要求。在爆炸危险环境中所用的电缆、电线的芯线截面应较非危险场所所用电缆、电线的截面积留有较大的裕量,一般情况下应稍大一点,zui多不大于导线截面的一个级别。空调机组和外部电源以及室内外机之间的连接电缆选用铜芯电缆,电缆芯线截面积应至少大于115mm2。

  在爆炸危险场所进出隔爆盒的电缆应选用致密填充物的护套电缆、橡套电缆,电缆直径应和密封圈相适应,确保电缆引入装置能夹紧电缆。电气设备的引入装置多余的通孔,应用堵棒封堵上。本安电路是通过限制能量使之即使发生断路、短路或接地故障时其能量也不会引起危险环境的点燃,所以为了保护本质安全电路的整体性能,免受其他电源的干扰,本安电路和其他电路应隔离。本安端子与非本安端子之间间距不小于50mm,本安导线与非本安导线分开扎捆走线。连接本质安全电路的插接件和连接非本质安全电路的插接件应不能互换。

  

  空调机组包含的所有电气设备及机组整体都应有可靠的内外接地,接地导线采用不小于4mm2铜芯导线。为防止静电放电引发火灾和爆炸事故,机体外壳选用表面绝缘电阻值不超过1GΩ的材料。

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