天天观天下！暖通空调系统必须适应气候协议

来源：engineering.com 发布时间：2022-10-25 15:51:53

《蒙特利尔议定书》是国际合作的光辉典范。它于 1987 年签署并得到联合国每个成员国的批准，呼吁逐步淘汰许多消耗臭氧层的物质。由于这项协议，地球受损的臭氧层正在缓慢恢复。

(资料图片)

但还有更多工作要做。2016 年，基加利修正案更新了蒙特利尔议定书，制定了逐步淘汰氢氟碳化物 (HFC) 的战略，这是一种重要的温室气体。该计划的第一阶段始于 2019 年 1 月，到 2047 年，如果一切按计划进行，全球氢氟碳化合物的使用将大幅减少。

尽管这些国际协议令人钦佩，但它们对供暖、通风、空调和制冷系统 (HVAC/R) 的设计师提出了挑战。这不像将一种制冷剂换成另一种那么容易；整个系统必须适应，直至电气元件的水平。

基加利兼容组件

用于替代 HFC 制冷剂的两种最常见的物质是 R290（丙烷）和 R600a（异丁烷）。虽然比传统制冷剂对环境更友好，但这些物质有一个缺点：它们高度易燃。使用丙烷和异丁烷的 HVAC/R 系统必须考虑到这种危险，并且这些系统中使用的电气元件（例如开关和传感器）也必须进行适当的设计。

由于丙烷和异丁烷可能会在整个 HVAC/R 系统中产生可燃气体，因此这些系统中使用的开关有可能成为点火开关。为防止发生火灾和爆炸的风险，这些开关的设计应将任何火花完全包含在开关外壳内。所谓的封闭式断路开关用于承受内部爆炸并将其与外部环境隔离。

确保安全认证

选择专为危险条件设计的组件是不够的；这些组件也必须经过认证。组件必须遵守各种国际和特定地区的标准，HVAC/R 设计人员必须确保他们的系统获得所有必要的安全认证（例如欧洲的 ATEX 认证和全球的 IEC Ex 认证）。

在使用丙烷或异丁烷的 HVAC/R 系统中，电气元件必须符合指定为 2 区（ATEX 和 IEC Ex）或 II 类 2 区（北美）的特定安全要求。这些名称描述了爆炸条件不正常但可能在短时间内发生的气体位置。

例如，霍尼韦尔 MICRO SWITCH V15W2 系列开关是一款符合全球 2 区认证的封闭式断路开关。因此，该开关适用于 R290、R600a 和其他易燃制冷剂。

Honeywell V15W2 微型微动开关。（图片由霍尼韦尔提供。）

插入式兼容性

V15W2 的另一个优点是它采用标准的微型开关占位面积，这意味着它可以作为非封闭式断路基本开关的直接替代品。

霍尼韦尔全球应用工程师 Darryl Ballard 表示，这是一项至关重要的功能。由于基加利修正案仍处于早期阶段，标准尺寸的开关为 HVAC/R 系统设计人员提供了改造现有设计和开发新系统的灵活性。

“许多潜在客户不知道他们要往哪个方向发展——他们是要进行彻底的重新设计，还是要继续进行改造。这就是为什么要实现微型开关的标准尺寸非常重要，”Ballard说。

压力传感器

遵守基加利修正案只是 HVAC/R 系统的一项负担，它本质上给设计师带来了许多挑战。这些系统中使用的电气元件必须经过加固，以承受极端温度和腐蚀性介质。它们还必须帮助 HVAC/R 系统高效运行，减少能源使用和成本，并将对气候的影响降至最低。

例如，压力传感器持续监测泵、压缩机、冷却器、蒸发器盘管和其他 HVAC/R 子系统中的流体。这种持续监测伴随着持续暴露于制冷剂和其他流体。必须保护压力传感器免受这些流体的腐蚀，以及随着时间的推移流体中可能发生的任何化学变化。

霍尼韦尔 MIP 系列重型压力传感器采用密封焊接设计和不锈钢外壳解决了这一挑战。这种设计使传感器与大多数 HVAC/R 制冷剂兼容，包括与基加利兼容的丙烷和异丁烷。

“不锈钢可以毫无问题地容纳大多数制冷剂，”霍尼韦尔重型压力传感全球应用工程师 Derek Chung 解释说。“而且电缆是阻燃的，因此可用于易燃环境。”

霍尼韦尔 MIP 系列重型介质隔离压力传感器。（图片由霍尼韦尔提供。）

保持可配置

对于 HVAC/R 系统的设计者来说，有选择是很重要的。这些系统的电气组件必须可配置以满足各种设计要求。例如，压力传感器的端口连接、电缆尺寸、压力感应范围以及它们是否提供电压或电流输出会有所不同。

“可配置性确实与我们的电气连接以及我们的压力范围有关，”Chung 说。据 Chung 介绍，MIP 系列压力传感器目前有六种不同的端口连接器，即将推出另外六种。传感器可针对 15 至 870 psi 的压力进行校准。它们提供电压和电流输出以及一系列电缆选项。

虽然 MIP 传感器是密封的，但连接点是流体或颗粒的潜在有害入口。虽然适当的过滤有助于防止暴露于颗粒物，但保护压力传感器免受潜在损坏也很重要。MIP 传感器的防护等级为 IP67 至 IP69，具体取决于连接类型。

早期适配器

正如 HVAC/R 系统在现代世界中不可或缺的一样，重要的是要确保它们不会对我们的环境造成不可逆转的伤害。国际社会已多次承诺支持这一目标，最近一次承诺通过《基加利修正案》减少氢氟碳化物。HVAC/R 系统设计人员需要适应。

对于一些人来说，这意味着从头开始，设计可以容纳新制冷剂的新系统。其他人则通过逐一更换组件和子系统来改造现有设计。由于基加利修正案仍处于早期阶段，设计师可以自由选择最适合他们的方法。

但最终，Ballard强调，HVAC/R 行业正处于最后期限。

“无论我们谈论的是冷凝器、冰箱上的制冰机还是介于两者之间的任何东西，每个人都必须在某个时间点面对合规性。”

要了解更多信息，请访问TTI 的霍尼韦尔工业传感器和开关。

更正：HFC 不是臭氧消耗物质，如最初所述。此外，最新的基加利修正案截止日期不是 2028 年，而是 2047 年，其目标是将 HFC 消耗量减少 80% 至 85%，而不是完全消除。

来源：https://www.engineering.com/story/hvac-systems-must-adapt-as-climate-agreements-take-hold

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