吴晓丽 蔡宁 王超
(中国家用电器研究院 北京 100176)
空调器的安全标准GB4706.32-2012《家用和类似用途电器的安全 热泵、空调器和除湿机的特殊要求》已于2012年6月29日颁布,并于2013年5月1日正式实施,届时它将取代2004年版本。新标准的适用范围有所增加,增加了一些测试内容,并对现有的测试内容进行了修订和完善。与之配合使用的通标由GB4706.1-1998变为GB4706.1-2005。
目前标准换版工作正在进行中,为了使企业及相关人员更好的理解标准,顺利取得CCC证书,本文就新版标准的一些变化内容进行了详细分析介绍。
新版标准GB4706.32-2012较2004版的变化主要体现在以下几个方面:
(1)增加了使用可燃制冷剂的产品的要求;
(2)机械强度部分增加了对压力容器以外部件的压力试验;
(3)增加了使用辅助电加热器具的特殊要求和限制。
在旧版标准中并没有涉及使用可燃制冷剂的器具,但是随着R290、R32等可燃制冷剂在空调、热泵产品中的不断应用,其安全性能也受到广泛的关注。由于可燃性的制冷剂有易燃易爆的特性,一旦使用不当,会造成严重的财产损失及人身伤害。为确保此类制冷剂的安全应用,保证空调的安全运行,因此在新版的标准中对使用可燃制冷剂的产品的标志说明应有特别的规定,便用户正确使用避免误操作,而且要求制冷剂在结构设计上应能避免制冷剂泄漏产生危险,并给出了泄漏模拟试验,以附录的形式对使用可燃制冷剂的器具的运输、储存、维修及回收等内容给出了具体要求。
2.1.1 标志和说明要求
1)标志符号的使用情况。
新版标准对使用可燃制冷剂的器具增加了标志说明的要求。主要用到的标志符号有阅读使用说明 维修说明、安装说明 以及防火标志符号,具体符号见表1。
标志符号使用情况如下:
◆铭牌上需标示的符号:防火标志,标志垂直高度不小于10mm,不需要着色。
◆器具上需要标示的符号:防火标志(需着色,垂直高度至少为30mm,永久性标示)、提示阅读使用说明(永久性标示)维修说明和安装说明标志。
◆维修端口处需标示的符号:制冷剂种类、防火标志,颜色无要求。
◆充注了制冷剂的器具的包装上应标示的符号:防火标志和阅读使用说明标志。
◆用于维护或维修的接入部件需标示的符号:防火标志和阅读使用说明标志。
在标志符号使用中常见的问题:使用可燃制冷剂的易触及维修端口处未标制冷剂的种类及防火标志;阅读使用说明标志和火灾危险警示符号未永久标在器具上,遇水或长时间使用后模糊或掉落,建议采用模压的方式印刷在器具上。
2)对使用可燃制冷剂的非固定式器具的警告用语。
对使用可燃制冷剂的非固定式器具,应使用如下警告:
警告:
器具的安装、运行、储存的房间面积应大于“X”m2(仅适用于非固定式器具)。
表2 常见可燃制冷剂m1、m2、m3值
对非固定式器具(如移动空调、除湿机等),器具上应注明最小房间面积X,最小房间面积X是根据附录GG的不通风区域程序确定的,若制冷剂充贮量M 若m1<M≤m2,则房间最大制冷剂的充注量与器具使用的房间面积有直接的关系(见下文mmax计算公式),最小房间面积应能够保证泄漏的制冷剂与房间内空气混合后可燃制冷剂浓度低于制冷剂的最低可燃浓度LFL。考虑到非固定式器具在使用过程中用户有可能会移动器具在不同的房间使用,所以使用警告用语使得用户在移动器具的过程中仍能考虑到最小房间面积X的要求,避免发生危险。常见可燃制冷剂m1、m2、m3值见表2。 3)对使用可燃制冷剂的器具说明书的要求。 对使用可燃制冷剂的器具,应以分别或组合成册的方式提供安装说明书、维修说明书和使用说明书,并包括附录DD中的相关信息。附录DD主要要求说明书、安装维护手册中应包含标识、手册信息、维修信息、密封元件维修、本质安全型元件的维修、线缆、可燃制冷剂检查、泄漏测试方法、移除和抽真空、充注制冷剂程序、报废、回收等方面内容,具体可参见标准附录DD部分。 以上是标志和说明部分对可燃制冷剂的特殊要求,标志和说明在一定程度上能起到直观、快捷地功效,正确鲜明的标示一定程度上可以对使用者起到警示、说明的作用,因此生产者应严格按照标准要求来加贴标志和说明,而使用者在对器具安装、使用、维修器具之前也应注意这些标志和说明,以维护自己的人身、财产安全,避免损害事故发生。 2.1.2 使用可燃制冷剂器具结构要求 1)制冷剂管路应予以充分的保护,防止损伤。 使用可燃制冷剂的器具的管路应予以保护或密闭;产品在搬运或使用期间移动时,管路应受到保护;管路需置于外壳内,以保护其免受机械损伤。对管路的要求主要是为了避免管路损伤引起制冷剂泄漏导致火灾的危险。 需要注意,目前的空调器室外机的吸排气阀门是暴露在外的,若使用可燃制冷剂,则此种结构不满足标准要求。因此对采用可燃制冷剂的器具,室外机的吸排气阀应进行保护。 2)对使用可燃制冷剂的器具管道连接方式要求。 低熔点的钎焊合金,如铅/锡合金,不能用于管路连接。 3)制冷剂充注量要求。 可燃性制冷剂充注量的限定是进行空调安全风险控制的有效途径,标准中对可燃性制冷剂的充注量、器具的通风以及安装空间进行了相关的限制。 根据制冷剂的最低可燃浓度LEF(单位:kg/m3),将制冷剂的充注量设定3个限值m1,m2,m3,如下: m1=(4m3)×LFL; m2=(26m3)×LFL; m3=(130m3)×LFL 所有制冷系统中使用的可燃制冷剂的总量不能超过m3限值,如表2所示。 表3 制冷剂质量 通风区域的制冷剂的充注限值(见表3): 非通风区域的充注限值要求(见表3) ◆当M≤m1时,充注限值为m1。 ◆当m1<M≤m2,充注限值由房间面积计算最大充注量或由充注量计算最大房间面积,具体计算如下: a)已知房间面积,对应的器具最大制冷剂充注量: mmax=2.5×(LFL)(5/4)×h0×(A)1/2 b)安装充注制冷剂质量M(kg)器具的房间最小面积Amin Amin=[M/(2.5×(LFL)(5/4)×h0)]2 式中:LFL—最低可燃浓度(kg/m3);h0—器具所在的安装高度(m);落地式:0.6m;挂壁式:1.8m;窗式:1.0m;吊顶式:2.2m 注:此公式不能用于摩尔质量小于42kg/kmol的制冷剂计算,对于不通风区域,m2<M 是不允许的。 ◆机械通风区域的充注限值要求。 此要求仅适用于m1<M≤m3的器具且机械通风仅用于固定式器具。 机械通风的实现方式有两种,器具外壳内的机械通风和房间机械通风。具体要求见标准附录GG。 4)可能成为点火源的电气元件的特殊要求。 使用可燃制冷剂的器具结构上应能保证泄漏的制冷剂不会流入或滞留在器具内引起火灾或爆炸危险的区域,该区域安装着可能成为点火源并且在正常状态或制冷剂发生泄漏时均可能工作的电气元件。 含可燃气体小于0.5g的单个元件,如温控器,其自身发生泄漏不认为会引起火灾或爆炸的危险。 可能成为点火源并且在正常状态下或发生泄漏的情况下均可能工作的电气元件,应符合下列条件之一: ◆符合GB3836.8-2003中第9~26章对IIA类气体或使用制冷剂的要求,或者通过适用的标准使电气元件适合在GB3836.15中所定义的2、1、0区域内使用; ◆不安装在由附录FF的泄漏模拟试验(见图2)所验证的会造成潜在的可燃混合气体聚集的区域; ◆安装在壳体内。该壳体应符合GB3836.8-2003中对适用于IIA类气体或所用制冷剂的外壳的要求。 图1 泄漏模拟测试流程图 这里需要提醒企业,对使用可燃制冷剂的器具,电气元件要满足上述三个条件之一,目前国内市场用于空调器的电气元件很少进行GB3836.8-2003或GB3836.15认证,因此采购有认证的元器件比较困难。目前对使用可燃制冷剂的器具一般进行附录FF的泄漏模拟试验。(图1) 5)可能接触可燃制冷剂的表面温度要求。 对可能接触泄漏的可燃制冷剂的表面的温度不应过高,其温度应低于制冷剂自燃温度减100K,典型制冷剂燃点温度值见标准附录BB。 该表面主要指压缩机和排气管路等部件,其正常运行或非正常运行时表面温度如果高于限定值,则在制冷剂泄漏时可能会发生着火的危险。因此在第11章和19章的试验过程中要测量其表面温度。(若在第19章试验过程中以非自复位方式终止试验,则不限制其温度) 6)制冷剂的充注方式要求。 对使用可燃制冷剂的器具,要求在制造场所或制造商推荐的区域充注制冷剂。 对需要现场充注制冷剂的部件,若安装时需要进行焊接,则装运时不应充入制冷剂。 安装时,制冷系统各部分之间进行连接,如果已有一部分已经充注了制冷剂,需要满足下述要求: ◆焊接或机械连接应该在打开阀门使制冷剂在系统各部分间流通前完成。应配有一个真空阀,以便将连接管路和/或未充注制冷剂的部分抽真空。 ◆重复使用的机械连接接头及喇叭口接口不允许放在器具的室内部分。 ◆制冷管道应该保护或封装起来,以防受损。 在正常使用中能取下的易弯制冷连接件,如室内外的连接管,应适当防护,以防止受到机械损伤。 新版标准中增加了压力试验来考核制冷系统各部件的压力承受能力。制冷系统的所有部件(如冷凝器、蒸发器、储液容器)都应承受正常工作、非正常和待机状态下的最大压力。符合GB4706.17的压缩机不需要进行此试验。 正常运行、非正常运行时的试验压力可通过在第11章正常工作、19章非正常工作测试时布置相应的测压装置测得。需要注意的是停机状态的压力要在器具断电状态下放置在最高允许温度中1h后进行测得。选取正常运行、非正常运行以及停机时的最大压力的3倍作为压力测试的压力进行测试。 具体测量方法如下:测量时将试验样件同水泵连接并灌满液体(例如水),将空气排出,逐渐升高到试验所需压力,保持该压力1min,样件应无泄漏。 垫圈作为压力部件密封件,在超过最大允许压力120%时出现泄漏,并且在测试压力下的密封时间仍达到规定值,是允许的。 上述压力试验也可以用疲劳试验来代替。进行疲劳试验的各部件要能经受压力试验2/3的压力。具体疲劳测试流程见图2。 空调器、热泵热水器中的辅助电加热管一般都安装在室内侧,而且功率都很大,一旦发生危险,很容易引起着火或电击危险。新版标准针带辅助电加热的器具增加了故障模拟试验。对带有铠装或埋入式电热元件的0Ⅰ类和Ⅰ类器具(永久性连接到固定布线的器具不适用),要求在故障模拟条件下重复进行试验。试验时控制器不短路,而电热元件的一端要与其外鞘相连接。并在改变电源极性,电热元件的另一端与其外鞘相连接重复此试验。此试验的目的是确保在发热元件发生故障(如极性接反)情况下仍能起到保护作用。目前产品设计中比较常见的是依靠在电加热器的L、N级各加一个热保护器来满足标准的要求。 新版标准对带辅助电加热的器具在结构方面的要求进行了细化,对加热空气用辅助电加热器(带辅助电加热功能的空调器)和加热水用的辅助电加热器(热泵热水器产品)分别进行了规定。 加热空气用的辅助电加热器至少要有两个热脱扣器;预定首先动作的热脱扣器应是一个自复位的热脱扣器;其它热脱扣器应是非自复位的,非自复位的动作温度或电流要高于自复位的热脱扣器。当温度或电流过高时,首先自复位的热脱扣器动作,然后非自复位的热脱扣器,从而起到了双重保护的作用。 对加热水的辅助电加热器应带有一个非自复位热脱扣器,该脱扣器能够独立于水温控器实现全极端开。这一要求主要是考虑到当热水器出现无水或缺水情况时,器具能够强制断开电源,终止加热,从而避免电加热器出现干烧产生火灾等危险。 除上述内容外,新版标准在一些细节上的调整。 2.4.1 标志和说明部分内容变化 对单一制冷剂,铭牌上应标出制冷剂的化学分子式或制冷剂编号,不允许标制冷剂名称;低压侧和高压侧的最大允许压力应在器具上进行标示。 2.4.2 耐潮湿—淋溅试验 耐潮湿部分的淋溅试验适用对象为安装在室内地面上或墙面上的公众易接近的器具(通常适用于窗式空调器室内侧和落地式空调器的室内机)。而对于公众不易接近的器具不再进行此项试验。 2.4.3 通用标准GB4706.1变化 与之配套使用的通用标准的变化,使得一些测试设备和测试方法有所变化。主要体现在工作温度下泄漏电流测量使用人体网络和能够测量电压有效值的设备;电气强度试验电压的变化;试验保护电子线路中使用软件器具需要依照通用标准附录R进行软件评估;电气间隙与爬电距离限值的确定方法变化;耐热耐燃部分内容变化。具体内容可见GB4706.1-2005。 空调器作为CCC强制认证的产品,其安全性能直接影响消费者的人身及财产安全。目前,空调器标准换版工作正在进行中,相关人员应正确理解标准,严格按照标准要求来设计产品,提高产品质量,使产品能够顺利地通过认证。 [1]GB4706.32-2004《家用和类似用途电器的安全 热泵、空调器和除湿机的特殊要求》 [2]GB4706.32-2012《家用和类似用途电器的安全 热泵、空调器和除湿机的特殊要求》 [3]GB4706.1-1998《家用和类似用途电器的安全 第一部分:通用要求》 [4]GB4706.1-2005《家用和类似用途电器的安全 第一部分:通用要求》2.2 机械强度—压力试验
2.3 带辅助电加热器具的特殊要求
2.4 其它标准变化内容
3 小结