防爆空调知识详细介绍与种类区分
发布时间:2025-09-13

一、产品概述

防爆空调属于防爆电器范畴,主要应用于石油、化工、**、油库、海洋石油平台等易燃易爆环境,用于制冷和制热,外观及操作方式与普通空调并无二致。依据工作环境温度差异,可分为高温、低温、特高温、特低温等类别。它具备制冷、制热以及自动除霜功能,像压缩机、风机这类关键部件,均经过特殊防爆处理,实现整机防爆。可在石油、化工、医药、科研、军事、危险仓库等充斥易燃易爆混合性气体的环境中安全使用。在结构构造上,融合隔爆型、本安型、浇封型等多种防爆技术,控制端采用本安型设计,杜绝电火花产生,安全性能高。同时,配备高效多翅式换热器,使冷媒与空气充分接触,显著提升制冷制热效果,支持手动与遥控两种操控模式。值得注意的是,生产和销售防爆空调,必须取得生产许可证。

二、产品标准

防爆空调需严格遵循国家相关防爆标准,才能进入市场流通。现行国家公布的防爆类产品执行标准如下:

  • GB3836.1 - 2000:《爆炸性气体环境用电气设备 第 1 部分:通用要求》,对防爆电气设备的定义、分类、标志等通用要素作出规范。

  • GB3836.2 - 2000:《爆炸性气体环境用电气设备 第 2 部分:隔爆型 “d”》,针对隔爆型防爆设备的结构、试验方法、使用条件等进行详细规定。

  • GB3836.4 - 2000:《爆炸性气体环境用电气设备 第 2 部分:本安型 “ib”》,明确本安型防爆设备的电路设计、能量限制、元件选用等要求。

  • GB3836.9 - 2006:《爆炸性气体环境用电气设备 第 9 部分:浇封型 “m”》,阐述浇封型防爆设备的浇封工艺、材料、试验等方面标准。

  • GB3836.15 - 2000:《爆炸性气体环境用电气设备 第 15 部分:危险场所电气安装(煤矿除外)》,涵盖危险场所电气设备安装的布线、接地、防护等要求。

  • JB/10538 - 2005《防爆除湿机及空调机》:专门针对防爆除湿机与空调机的产品性能、试验方法、检验规则等给出标准。

    三、产品特点

    • 结构紧凑精巧:整体设计紧凑,外观优雅大方,造型轻巧,无论是在空间有限的场所,还是对安装位置有特殊要求的地方,都能便捷安装,不占用过多空间。

    • 性能稳定高效:选用名牌压缩机,制冷(制热)能力强劲,性能稳定可靠,运行时噪音低,耗电量少,且使用寿命长,能持续稳定地为用户调节室内温度。

    • 安全防爆可靠:采用复合型防爆型式,从各个环节杜绝爆炸隐患,同时配备**的过热、压力保护等措施,确保在易燃易爆环境下整机安全运行。

    • 控制智能便捷:控制技术先进,用户可根据实际需求,灵活调节温度高低与风量大小,还能通过手动操作或遥控器远程控制,操作简单方便。

      四、结构工程原理

      结构

      防爆空调由室内机组和室外机组,通过连接管路共同组成。以立式空调为例:

      • 进风口:室内空气从此处进入空调,并且经过空气过滤网,有效过滤灰尘等杂质,保障室内空气洁净。

      • 出风口:经过空调调节温度、湿度后的空气,从此处吹出,均匀散布到室内空间,调节室内环境。

      • 排水管:在空调运行过程中,室内空气中的湿气遇冷,在冷凝器表面凝结成小水滴,通过排水管排出室外,避免室内湿度过高。

      • 连接管:室内机组与室外机组依靠铜管连接,冷媒在铜管内循环流动,实现热量的转移,完成制冷或制热过程。

      • 室外机组:主要由压缩机、风机、热交换器、毛细管(或电子膨胀阀)以及其他电气部件构成,是空调的核心动力与热交换区域。

        温控开关

        温控开关发挥着关键作用,用于控制电源的通断,用户可通过它选择制冷或制热模式,并精确调节设定温度,从而实现对室内温度的精准把控。

        空调工作原理(以热泵型为例)

        • 制冷工况:当热泵型空调器处于制冷模式运行时,三通阀换向,各部件接通形成制冷循环回路。此时,室内换热器作为蒸发器,吸收室内热量;室外换热器充当冷凝器,释放热量。从室内换热器流出的低温低压过热气体,经四通阀和消声器进入气液分离器,分离出液体后,干过热气体被压缩机吸入,压缩成高温高压气体排出,接着经四通阀进入室外换热器,在其中放热冷凝,变成过冷液体。过冷液体经毛细管阻力降压,成为低温低压两相流体,进入室内换热器蒸发吸热,降低室内空气温度,之后再经四通阀和气液分离器,进入下一轮循环。过滤器用于分离制冷剂与压缩机油,保障换热器高效换热。

        • 制热工况:当热泵型空调切换至制热工况时,四通阀换向,室内换热器转变为冷凝器,室外换热器成为蒸发器。从室外换热器来的低温低压过热气体,经四通阀和消声器进入气液分离器,分离液体后,干过热气体被压缩机吸入并压缩为高温高压气体,排出后经四通阀进入室内换热器,在此处放热冷凝,加热室内空气,气体变成过冷液体。过冷液体经毛细管阻力降压,成为低温低压两相流体,进入室外换热器蒸发吸热,随后过热气体经四通阀和气液分离器,继续下一循环。为防止制热时除霜影响室内舒适度,采用热气旁通不间断制热除霜方式。除霜时,运行原理与制热基本一致,只是打开融霜电磁阀,使部分从压缩机出来的高温高压过热气体,分流到室外换热器入口,快速提升室外换热器温度至 0℃以上,融化霜层,维持换热器良好换热效率。

        防爆空调在普通空调基础上,着重对电气系统,如压缩机、风机、电气线路等进行防爆处理。控制线路采用以光耦固态继电器为核心的电气控制系统,实现整体防爆,在保留普通空调基本功能的同时,简化结构与操作,确保能在易燃易爆混合气体环境中安全使用。

        五、防爆原理

        在防爆空调内部放置铝合金抑爆材料后,因其叠层中的网眼构成蜂窝状结构,将容器内腔分割成众多微小的 “小隔室”。这些 “小隔室” 能够有效遏制火焰传播,并且蜂窝结构单位体积的表面效能高,具备极佳的导热性。当内部发生燃烧时,可迅速吸收绝大部分燃烧释放的热量,大幅降低燃烧反应后的*终温度 Tf,使反应气体膨胀程度显著缩小,从而控制容器内压力值,使其增高幅度不大,有效预防爆炸事故发生。

        六、注意事项

        安装与维修

        1. 规范安装:若防爆空调安装不符合规范,极易引发事故。例如,空调等电气设备的金属外壳若无接地装置,或虽有接地装置但接地电阻过大,以及接地线与接线端子连接不紧固、未焊接为一体;随意更改电源线,接线处或绝缘导线破皮,导致空调器带电部分外露;使用不合格的电气产品(如联机线、插座)进行安装;安装人员非专业电工,缺乏电气安全常识,不了解电气安装技术要求等,都会致使安装质量低下,留下安全隐患,甚至引发触电事故。

        2. 及时维修:电气设备包括线路、空调器、开关、插座等,使用时间久了,容易出现绝缘老化、开关失灵、部件损坏等情况。若不及时维修或更换,继续使用很可能发生事故。

        工作安全意识

        电工在工作过程中,若麻痹大意、责任心不强,不严格遵守安全操作规程,也易引发触电事故。比如,在线路或空调器等设备运行时,未进行验电就着手修理;或者在修理空调器时,看到电源灯不亮就误以为断电,按无电操作进行修理,这些行为都可能导致触电。

        七、防爆空调种类

        按防爆形式分类

        1. 隔爆型(Exd)

        • 结构特点:将可能产生火花、电弧和危险温度的电气部件,封闭在一个能承受内部爆炸压力的坚固外壳内。该外壳具备足够强度,可承受内部爆炸产生的压力冲击,并且能阻止内部火焰和高温气体传播到外部环境,从而防止周围易燃易爆气体被点燃。

        • 适用场景:适用于存在较高爆炸风险的场所,像炼油厂的生产车间、化工原料反应区域等,这些地方可燃气体浓度高,一旦爆炸后果严重,隔爆型空调能提供可靠防护。

        1. 增安型(Exe)

        • 结构特点:在正常运行条件下不会产生电弧、火花或可能点燃爆炸性混合物高温的设备结构上,通过采取一系列措施,如增加电气间隙和爬电距离、提高绝缘性能、优化散热设计等,进一步提高设备在运行和规定故障条件下的安全性,降低产生危险火花或高温的可能性。

        • 适用场景:适用于爆炸性气体浓度相对较低且环境较为稳定的场所,例如加油站的便利店、小型化学品储存仓库等。在满足安全要求的同时,成本相对隔爆型更低。

        1. 本安型(Exi)

        • 结构特点:从限制电路中的能量入手,通过选用低功耗元件、设置限流电阻、采用特殊的电路设计等方式,确保即使在*不利的情况下,电路产生的电火花或热效应所释放的能量,也低于周围爆炸性混合物的*小点火能量,从根本上杜绝引爆危险。

        • 适用场景:常用于对安全性要求极高的场所,如科研实验室中涉及易燃易爆化学品的实验区域、医疗场所中存放易燃易爆药品或气体的房间等,能为这些敏感环境提供可靠安全保障。

        1. 正压型(Exp)

        • 结构特点:通过向设备内部持续注入清洁空气或惰性气体,使设备内部压力始终高于外部环境压力,从而阻止外界爆炸性气体或粉尘进入设备内部。同时,内部的正压状态还能为电气元件提供额外保护,避免其受到外界恶劣环境影响。

        • 适用场景:适用于存在大量粉尘或腐蚀性气体的环境,例如煤矿井下巷道、化工企业的露天储罐区等。这些场所不仅有爆炸风险,普通电气设备还易受粉尘和腐蚀性气体侵蚀损坏,正压型空调可有效应对。

        1. 复合型(Exde、Exdp 等)

        • 结构特点:结合两种或多种防爆形式的优点,综合运用不同防爆技术。如 Exde 型融合隔爆型和增安型技术,既具备隔爆型应对内部爆炸的强大防护能力,又利用增安型提升设备整体安全性;Exdp 型则整合隔爆型和正压型特点,全方位防护。

        • 适用场景:适用于环境复杂、存在多种爆炸风险因素的场所,像大型石油化工联合装置区,既有易燃易爆气体,又有因生产过程产生的可燃粉尘;海上石油平台,面临着高湿度、强腐蚀以及易燃易爆气体等多重挑战,复合型防爆空调可满足这类复杂环境需求。

        按用途分类

        1. 防爆冷气机

        • 功能特点:专注于制冷降温功能,能够快速降低室内温度,为高温环境下的场所提供清凉舒适的空间。

        • 适用场景:适用于夏季高温且对制热需求较小的场所,如一些生产车间,在炎热天气中设备运行产生大量热量,需要及时散热降温,保障生产正常进行。

        1. 防爆热泵型空调

        • 功能特点:兼具制冷和制热双重功能,通过四通阀等部件切换制冷、制热循环,可根据季节和环境温度变化,灵活调节室内温度。

        • 适用场景:适合全年温差较大的地区,以及对温度要求随季节变化的场所,如北方地区的工厂厂房,冬季需要制热保暖,夏季需要制冷降温。

        1. 防爆恒温恒湿空调

        • 功能特点:不仅能精确调节温度,还能对湿度进行精准控制,配备高精度的温湿度传感器和先进的控制系统,可将室内温湿度稳定在设定范围内。

        • 适用场景:常用于对环境温湿度要求苛刻的场所,如电子芯片制造车间,芯片生产对环境温湿度变化极为敏感,微小波动都可能影响产品质量;还有一些文物保存场所,需要恒定温湿度条件来保护文物。

        按安装方式分类

        1. 分体式防爆空调

        • 结构特点:分为室内机和室外机两部分,室内机负责调节室内空气温度、湿度并进行空气循环,室外机承担压缩、冷凝等功能。两者通过连接管道(冷媒管、排水管、电线等)连接,实现制冷或制热效果。

        • 适用场景:安装灵活,可根据室内空间布局和使用需求,选择合适位置安装室内机,减少噪音对室内环境的影响。适用于大型厂房、酒店客房、办公楼办公室等面积较大或对噪音要求较高的场所。

        1. 窗式防爆空调

        • 结构特点:将所有部件集成在一个整体单元内,外形呈长方体,可直接安装在窗户预留位置上,安装相对简单,无需复杂的室外机安装作业。

        • 适用场景:体积相对较小,移动方便,适用于空间有限的小型房间,如小型仓库的值班室、简易办公场所等。

        1. 柜式防爆空调

        • 结构特点:通常采用落地式设计,外形类似立柜,制冷量较大,内部结构紧凑,集成了压缩机、冷凝器、蒸发器、风机等主要部件。

        • 适用场景:适合大面积区域的温度调节,如商场、展厅、大型会议室等空间开阔、人员密集的场所,能够快速有效地调节室内温度。

        按防护等级分类

        除了上述常见分类方式,防爆空调还可按照防护等级进行划分,不同防护等级对应不同的防爆性能和适用环境,常见防护等级如 ExdI、ExdIIA、ExdIIB、ExdIIC 等,其中 ExdI 适用于煤矿井下;ExdIIA、ExdIIB、ExdIIC 适用于工厂等爆炸性气体环境,数字越大,适用的爆炸性气体环境越危险,防护性能要求越高。在实际应用中,需根据具体使用场所的危险程度和爆炸性物质特性,选择合适防护等级的防爆空调。

        八、应用领域

        1. 石油化工行业:在炼油厂内,从原油蒸馏到产品精制的各个环节,都存在易燃易爆气体,防爆空调用于控制室、操作间等区域,保障人员舒适工作环境,同时防止因温度变化、电气故障引发爆炸;天然气处理站,对采集的天然气进行净化、分离等处理,站内防爆空调维持设备稳定运行温度,避免气体泄漏遇高温或电火花爆炸;化工原料生产车间,各类化学原料在反应、储存过程中易挥发可燃气体,防爆空调确保车间环境安全可控。

        2. 制药与生物工程:实验室中,进行药品研发、生物实验时,使用大量化学试剂和挥发性物质,形成爆炸性混合物,防爆空调保证实验环境温湿度适宜且安全;药品生产车间,尤其是涉及易燃易爆原料的生产环节,如某些抗生素合成车间,防爆空调维持生产环境稳定,符合药品生产质量规范要求;生物制药洁净区,对环境洁净度、温湿度要求极高,防爆空调在保障安全前提下,提供精准环境控制。

        3. 食品加工行业:面粉厂、淀粉厂等场所,空气中弥漫大量面粉、淀粉粉尘,遇明火或高温易爆炸,防爆空调调节室内温度,降低粉尘爆炸风险;食用油加工厂,在油脂提炼、储存过程中,可能存在易燃易爆的溶剂蒸汽,防爆空调确保生产环境安全;一些食品保鲜仓库,使用易燃易爆制冷剂,配备防爆空调保障仓库安全运行。

        4. 电子制造业:生产电子芯片、电路板等产品的车间,对环境洁净度和温湿度要求严格,且生产过程中可能产生静电,引发火灾或爆炸,防爆空调既能消除静电隐患,又能保持车间洁净度和适宜温湿度,确保电子产品质量;电子元器件储存仓库,存放的部分元器件对环境敏感,防爆空调维持稳定储存环境。

        1. 煤炭矿山行业:煤矿井下巷道、采掘工作面等区域,存在瓦斯等易燃易爆气体,防爆空调用于局部通风、降温,改善矿工工作环境,降低瓦斯爆炸风险;矿山设备机房,如通风机、提升机等设备的控制机房,使用防爆空调保障设备稳定运行,防止因温度过高导致设备故障引发安全事故。

        2. 仓储物流行业:危化品仓库,存储各类易燃易爆化学品,防爆空调调节仓库温湿度,防止化学品因温度变化变质或引发危险;烟花爆竹仓库,对温度、湿度敏感,且易燃易爆,防爆空调维持仓库环境安全稳定;可燃气体、液体储罐区的值班室,配备防爆空调,为值班人员提供舒适环境,同时保障安全监控设备正常运行。

        1. 国防科研领域:弹药库,存放各类弹药,对环境温度、湿度要求严格,且存在爆炸风险,防爆空调确保弹药存储安全;军事科研实验室,进行武器装备研发、试验时,可能涉及易燃易爆物质,防爆空调提供安全稳定实验环境;火箭发射场等场所,周边环境复杂,存在易燃易爆气体和粉尘,防爆空调用于相关设备机房、控制室等区域,保障设备和人员安全。

        2. 其他存在易燃易爆风险的场所:如喷涂车间,使用大量有机溶剂型涂料,挥发的可燃气体浓度高,防爆空调调节温度、通风换气,防止爆炸事故;加油站的便利店、办公室等区域,虽非直接加油区,但也存在汽油蒸汽扩散风险,安装防爆空调保障安全;一些老式建筑进行改造,若内部存在易燃易爆管道或设备,在室内空间安装防爆空调,可满足日常使用需求且确保安全。