新版GB 4706.32對可燃制冷劑的要求及模擬泄漏試驗方法

季鈞 王超

（中國家用電器研究院 北京 100053）

1 引言

根據(jù)2007 年《蒙特利爾議定書》第19次締約方會議決議，HCFCs凍結(jié)年度是2013年，而且是以2009 年與2010 年的生產(chǎn)量與消費量的平均值為統(tǒng)計核算基礎(chǔ)；所確定的HCFCs完全淘汰時間提是2030年。目前，國內(nèi)定頻空調(diào)器產(chǎn)品中所使用的制冷劑以R22為主，變頻空調(diào)器所使用的制冷劑以R410a為主。R22是HCFCs類工質(zhì)，所以R22制冷劑的替代迫在眉睫。

在空調(diào)器中，作為HCFCs的替代工質(zhì)的自然制冷劑——HC型制冷劑，如：R32和R290，是在自然中存在的能夠作為制冷劑使用的物質(zhì)。由于他們一直存在大氣中，對生物界無危害，所以在當前臭氧層遭到破壞、全球氣候變暖的情況下，人們考慮重新使用那些自然制冷劑?，F(xiàn)在已經(jīng)有企業(yè)生產(chǎn)出采用R32和R290的空調(diào)器。

新版GB 4706.32-2012 《家用和類似用途電器的安全 熱泵、空調(diào)器和除濕機的特殊要求》將于2013年5月1日正式實施，該標準中包含了使用可燃制冷劑空調(diào)器的要求。

本文對新版標準GB 4706.32-2012中有關(guān)使用可燃制冷劑空調(diào)器的要求進行分析和解讀，同時介紹可燃制冷劑模擬泄漏試驗的相關(guān)要求及試驗方法。

2 標準解析

2.1 第7章 標志和說明

（1）空調(diào)器上的防火和閱讀使用說明標志

使用可燃制冷劑的空調(diào)器在以下部位永久固定防火標志和閱讀使用說明標志（見圖1），防火標識垂直高度至少為30mm。

a）在維護和維修中的易觸及部件；

b）準備銷售或安裝的器具；

c）帶有制冷劑器具的外包裝。

（2）銘牌上的防火標志

靠近制冷劑說明和充注量的地方加防火標志，高10mm，不需要著色。

（3）空調(diào)器上的閱讀標志

應(yīng)在器具上顯著部位標示提示閱讀使用說明、維修說明和安裝說明（見圖1）的標志(ISO7000中的標志0790、1641和1659 )，以便于人們了解相關(guān)的信息。標志的垂直高度應(yīng)不小于10mm。

（4）非固定器具的警告標志

對于非固定式器具，器具上要有如下警告標識：

在器具上應(yīng)注明最小的房間面積X 。標志中X的大小應(yīng)根據(jù)附錄GG中GG.2所描述的不通風區(qū)域的程序確定，如果器具的制冷劑充注量小于m1（R32: m1= 1.224kg，R290：m1= 0.152 kg），則標志中最小房間面積X應(yīng)是4 m2。m1用公式（1）計算：

式中：LFL—制冷劑的最低可燃濃度，單位：kg/m3。

（5）說明書

對于使用可燃制冷劑的器具，應(yīng)以分別或組合成冊的方式提供安裝說明書、維修說明書和使用說明書，并包括GB 4706.32-2012附錄DD中的相關(guān)信息。

2.2 第22章結(jié)構(gòu)

對于使用可燃制冷劑的空調(diào)器，結(jié)構(gòu)要滿足以下要求：

（1）第22.113條，對制冷劑管路防護的要求制冷劑管路應(yīng)予以保護或密閉，不能外露，尤其是室外機的截止閥均要有保護外殼。

（2）第22.114條，對制冷劑管路連接的要求

低熔點的釬焊合金，如鉛/錫合金，不能用于管路連接，應(yīng)采用硬釬焊進行焊接管路。

（3）第22.115條，對制冷系統(tǒng)制冷劑充注量的要求。

所有制冷系統(tǒng)中使用的可燃制冷劑的總量不能超過附錄GG中規(guī)定的數(shù)值m3，m3用公式（2）計算（R32: m3= 39.78kg，R290：m3= 4.94 kg）。

（4）第22.116條，對電氣元件的要求。

在空調(diào)器中，“可能成為點火源并且在正常狀態(tài)下或發(fā)生泄漏的情況下均可能工作”的電氣組件指一些電氣組件在工作中有開、關(guān)動作，像：電容器、繼電器、溫控器等。還有些接插件，連接松動將會出現(xiàn)打火現(xiàn)象。

該條要求空調(diào)器按照附錄FF進行模擬泄漏試驗，上述電氣組件周圍的可燃制冷劑濃度滿足標準要求；或者上述電氣組件是防爆型電氣組件；或者電氣組件被充分地密封。

電氣組件充分的密封指殼體應(yīng)符合IEC 60079-15:2001中對適用于ⅡA類氣體或所用制冷劑的外殼的要求：

若無法避免使用可能產(chǎn)生電火花的一個或數(shù)個電氣部件（如繼電器、電容器、溫控器等），則應(yīng)設(shè)法將其放置在密閉的金屬盒或塑料盒中，達到使?jié)撛邳c火源與可燃性制冷劑隔離開的目的。但其必須滿足下述條件：

①密封性必須至少達到IP54（防塵防濺），以大大降低制冷劑泄漏時燃燒的可能性。

②密封墊應(yīng)永久地裝在蓋上，以免維修時被除掉，或不正確地重新合上。蓋上應(yīng)有標記，提示維修后正確地合上蓋子以保持密封的重要性。

③應(yīng)通過永久性裝于電氣盒上的端子進線?？刹捎锰盍蠅荷w這樣的可更換的密封式進線，建議不要采用維修后不能保證密封的進線方式。

④調(diào)整電器部件、不同電器部件之間的連接件、發(fā)熱部件的安裝位置，使其遠離制冷回路，或至少應(yīng)避開制冷回路中各個部件間的連接部位。這樣做的目的同樣是為了隔離點火源與可燃性制冷劑。

（5）第22.117條，對可能接觸泄漏的可燃制冷劑的表面溫度的要求。

對可能接觸泄漏的可燃制冷劑的表面，其溫度應(yīng)低于制冷劑自燃溫度減100K。

R32的自燃溫度是648℃，R290的自燃溫度是470℃。第11章和第19章試驗時，應(yīng)測量壓縮機外殼、排氣管路等溫度較高的部件表面溫度，對于帶輔助電熱器的器具，要測量電熱器表面溫度。表面溫度要低于548℃（R32）或370℃（R290）。

（6）第22.118條，對制冷劑充注的要求。

①空調(diào)器出廠時應(yīng)充注好制冷劑，或者按照制造商的推薦現(xiàn)場充注制冷劑；

②如果空調(diào)器的一部分需要現(xiàn)場充注制冷劑（如空調(diào)器的室外機）且安裝時需要進行焊接，裝運時不應(yīng)充入制冷劑。

③對于分體式空調(diào)器，出廠時器具的一部分充注了制冷劑，需要滿足的要求如下：

a)要求有能夠抽真空的閥門；

b)室內(nèi)側(cè)不能有連接管的接口；

c)制冷系統(tǒng)要充分保護，包括止閥等。

④對于分體式空調(diào)器，室內(nèi)外機的連接管要充分防護。

（7）操作維修手冊的信息要滿足附錄DD的要求。

（8）充注量限值要滿足附錄GG的要求。

先確定空調(diào)器的安裝區(qū)域：空調(diào)器是安裝在通風區(qū)域或者非通風區(qū)域或者機械通風區(qū)域，根據(jù)不同的區(qū)域判定其充注量的限值是否滿足標準要求。

其中m1和m3分別根據(jù)公式（1）和（2）進行計算，m2根據(jù)公式（3）進行計算

通風區(qū)域的充注限值，制冷劑充注量M需要滿足以下條件之一：

如果空調(diào)器的制冷劑充注量一定，其所安裝的房間最小面積Amin的要求：

② 通風區(qū)域的充注限值：m1≤M≤m3，采用器具外殼內(nèi)的機械通風或房間內(nèi)的機械通風。

3 可燃制冷劑模擬泄露試驗

3.1 試驗室的基本要求

在使用可燃性制冷劑的空調(diào)器進行試驗的過程中，考慮到標準規(guī)定的模擬泄漏試驗過程要在檢測試驗室內(nèi)完成，試驗過程中不可避免地要有一定量的可燃性制冷劑泄漏到試驗室內(nèi)的空氣環(huán)境中。為此，試驗過程中應(yīng)確保檢測人員與檢測裝置的安全，避免發(fā)生火災(zāi)。

（1）試驗室應(yīng)的體積要滿足標準要求。

地面距離天花板的最小距離是2.2米，試驗房間最小的體積為：

其中：m是所釋放的制冷劑質(zhì)量（kg）。

（2）試驗室應(yīng)安裝可燃性氣體濃度的監(jiān)測和保護裝置。

該裝置應(yīng)設(shè)有二級報警保護：當氣體濃度達到一級濃度（即制冷劑可燃極限下限值的25%)時，應(yīng)進行第一次聲光報警。此時以自動的方式，強制啟動排風系統(tǒng)；當室內(nèi)的可燃性混合氣體濃度達到二級濃度(即制冷劑可燃極限下限值的50%)時，應(yīng)進行第二次聲光報警。此時保護裝置強制切斷試驗室房間內(nèi)除通風裝置以外的所有用電裝置的電源，并使通風裝置的強排風量增大一倍。

試驗室應(yīng)配備干粉滅火器及水源。

（3）確保試驗室有良好的通風措施。

試驗室要設(shè)置配套的管道式引風和排風裝置（該裝置的電源應(yīng)與試驗室內(nèi)其它所有用電器具和裝置的電源分開）。將室外的新鮮空氣引入室內(nèi)，并將室內(nèi)含有可燃性氣體的空氣及時地排出室外，避免室內(nèi)的可燃性氣體與空氣的混合氣體濃度達到制冷劑可燃極限下限值。將室外的新鮮空氣引入室內(nèi)的引風口應(yīng)設(shè)置在盡量靠近試驗室地面的位置，而排放口應(yīng)高于試驗室的屋頂，以利于可燃性混合氣體在大氣環(huán)境中的擴散稀釋。排放口的方向應(yīng)同時考慮既要避免將可燃性氣體直接排放有危險的場所，也要避免自然風從排風口沿著排風管道倒灌入試驗室。因為R290的密度比空氣重，可燃制冷劑聚集在空間的下部分，所以排風管道的入口應(yīng)盡量靠近地面。

（4）嚴格控制試驗室內(nèi)的各種潛在的點火源。

試驗室地面應(yīng)為非金屬地面。禁止進入試驗室的人員穿金屬跟的鞋。工作中，試驗人員應(yīng)穿著防靜電工作服。

試驗室內(nèi)安裝的所有電氣裝置如排風裝置的電機、照明燈等等都應(yīng)滿足防爆電氣的要求。

（5）試驗室門口應(yīng)安裝警告標牌。

試驗前，試驗員應(yīng)仔細閱讀警告內(nèi)容，再進行相關(guān)試驗。

3.2 主要試驗設(shè)備及儀器

（1）氣體濃度測試儀

該氣體濃度測試儀可同時監(jiān)測多點氣體濃度，具有快速響應(yīng)特性（2-3秒）。對于數(shù)字顯示的測試儀器，被測氣體為R32時的讀數(shù)分辨率不能低于0.1%（V/V）、被測氣體為R290時的讀數(shù)分辨率不能低于0.05%（V/V）。精度等級為±5%F·S，并可以進行氣體濃度的動態(tài)測量，同時能夠與試驗室終端的電腦連接，自動采集數(shù)據(jù)并記錄濃度變化的曲線。

（2）制冷劑釋放裝置

制冷劑釋放裝置可以采用控制制冷劑流量或者制冷劑瓶罐中制冷劑壓力的方式自動控制每分鐘制冷劑注入量。也可以采用電子稱+秒表的方式手動控制每分鐘制冷劑注入量。

3.3 試驗過程

通過可燃制冷劑模擬試驗，確認一旦發(fā)生制冷劑泄漏時，區(qū)域內(nèi)電氣組件附近的制冷劑濃度不致達到其可燃極限下限LFL。

通過毛細管在器具外部噴射制冷劑來模擬泄漏，噴射位置為制冷系統(tǒng)管路的連接處、大于90°的彎頭，或是其它在制冷系統(tǒng)中由于壁厚減薄、易受損傷、彎頭尖銳部位以及受制造過程影響而被確定的薄弱點。用氣體濃度測試儀監(jiān)測可能成為點火源的電氣元件附近的氣體濃度。

試驗步驟如下：

①試驗人員穿好防靜電工作服、防靜電帽和防靜電鞋，關(guān)閉手機電源；

②開啟抽排風系統(tǒng)和可燃濃度報警裝置；

③檢查試驗區(qū)域內(nèi)是否有滅火器；

④布置好并固 定好毛細管、紅外線氣體濃度測試儀的探頭；

⑤打開制冷劑釋放裝置，保持制冷劑的釋放量為制冷劑充注量的25%±5%；

⑥4-5分鐘內(nèi)釋放完；

⑦進行完可燃制冷劑泄漏模擬試驗后開啟抽排風系統(tǒng)，進行排風換氣。

試驗判定

整個測試過程中監(jiān)測制冷劑氣體濃度，在制冷劑注入期間以及注入后，電氣組件附近的制冷劑濃度不應(yīng)超過最低可燃濃度的75%，并且超過最低可燃濃度的50%的時間不應(yīng)超過5min或者注入時間（如注入時間小于5min）。

GB 4706.32-2012 《家用和類似用途電器的安全 熱泵、空調(diào)器和除濕機的特殊要求》