淺談一種新型軍用大三防空調設備的設計

柴貴華

(合肥通用制冷設備有限公司，安徽 合肥 230088)

軍用方艙或裝甲車在野外作業時，有可能受到核、生物、化學等武器的攻擊而遭受污染，其特點為：以放射性落下灰、化學毒氣、蒸氣或有害生物氣溶膠等形式懸浮在空氣中，隨風進入無防護設施的醫療方艙、裝甲車，污染人員和設備，降低了醫療方艙的作業能力。通過在方艙或裝甲車上安裝軍用大三防空調設備，不僅能夠有效調控方艙或裝甲車內的環境溫度，確保電子設備等正常工作，而且能將外界空氣環境中被污染的空氣經濾毒通風裝置凈化后送人方艙或裝甲車內，在艙內形成超壓環境，阻止方艙外的污染空氣通過密封不嚴的孔口、縫隙進入方艙，保護人員、設備不受污染。

常規的軍用空調設備只有制冷、制熱、除濕、通風和除塵等功能，主要用于調節方艙或裝甲車內的溫度，空調設備的蒸發側不能完全密封，滿足不了艙內超壓或保壓要求，不適用于三防（防核生化）方艙，其結構特征，如圖l所示。

圖1 無三防要求的軍用空調設備結構示意圖

為適應未來核生化戰場環境的要求，某些方艙或裝甲車必須有一定的核生化防護功能，也就是說在確定的核生化環境里，方艙或裝甲車應能保護其內的人員和設備免遭殺傷或損壞，以確保完成作戰任務。因此，對軍用空調設備而言，不僅要確保方艙或裝甲車內的環境溫度，還要兼顧起方艙或裝甲車內超壓的建立及有毒物質的過濾吸附。新型軍用大三防空調設備實現了這一復合型功能。

1 主要結構設計和技術參數

1.1 設計目標及技術要求

將空調系統、濾毒通風系統組合為整體，實現濾毒通風裝置在軍用空調設備體內的模塊化集成，增加空調設備的復合型功能。該復合型空調設備不僅具有制冷、制熱、除濕、通風和除塵等功能，還能夠滿足軍用方艙或裝甲車對“核、生、化”防護的要求，快速裝卡等結構設計能適應快速反應的需要。

1.2 總體結構與組成

為滿足上述要求，并參考同類裝備的結構，確定該類復合型設備為分體式結構，主要是由空調系統和濾毒通風系統兩部分組成，兩者通過快速裝卡的方式集成。

（1）空調系統

空調系統采取正壓設計思路，將空調系統采用金屬件進行物理隔離成兩個單元，即內側蒸發單元和外側冷凝單元（圖2）。兩單元隔離后，利用空調系統外側冷凝單元對外界空氣進行熱交換，而內側蒸發單元是對艙室內進行空氣熱交換的原理，將內側蒸發單元設計為密封腔體結構，如圖2所示，蒸發器、離心風機集中放置在這一密封腔體中，考慮到空調系統的裝配工藝及維修性，在密封腔體的合理位置設計維修口。而維修口的設計則采用迷宮式結構，如圖3所示，利用壓縮密封原理進行結構密封，同時，電氣、制冷系統管件結構均采用連接器連接。

圖2 空調系統結構示意圖

圖3 維修口迷宮式結構

（2）濾毒通風系統

濾毒通風系統由過濾凈化單元和送風動力單元組成，如圖4所示。過濾凈化單元主要包含新型過濾吸收器、中效過濾器、風門等，送風動力單元主要包含加壓風機等，兩單元通過風道連接。該系統核心部分為新型過濾吸收器，主要用來過濾、吸附及化學反應中和，其工作原理為：在濾毒通風時，染毒空氣從過濾吸收器的入口送入，先經過濾煙層濾除放射性灰塵、毒煙、毒霧、細菌氣溶膠，然后經過濾毒層，再將毒劑蒸汽經物理吸附、化學吸著或催化分解全部脫除，最后將清潔無毒的空氣通過出口送入密閉的車內形成超壓，保障車內不受核生化戰劑污染，人員不受傷害。

濾毒通風系統主要部件的選型：過濾吸收器選用FL250-1型，殼體尺寸為φ354×360mm，設計通風量為250m3/h。其濾器阻力、防毒時間等技術參數符合有關標準的要求口，外觀結構如圖4所示。加壓風機選用EBM—G1G170-AB31-03型離心風機。

圖4 過濾吸收器結構圖

主要結構設計如圖5所示，同樣采用內側蒸發單元的設計方法進行設計，將過濾凈化單元和送風動力單元放置于密封腔體，中間通過板材隔離，維修口的設計采用迷宮式結構設計。

過濾凈化單元密封性、維修性問題是該系統重點考慮的問題，根據過濾吸收器的殼體為光滑的圓柱形、空氣進（出）風口均設置了密封圈等結構特性，將過濾凈化單元設計為圓柱形通道腔體，腔體的端面設置凹槽，將過濾吸收器沿圓柱形通道推入，腔體的兩密封端面凹槽與過濾吸收器契合。為此，在過濾吸收器的外側設置一個壓緊旋轉門，門上設置凹槽以增加壓緊門的剛度。為保證壓緊可靠，壓緊門上設置2個壓緊鎖，并使其可靠鎖閉。這樣一來，可使安裝和更換等裝配操作變得簡單易行。

圖5 濾毒通風系統結構圖

（3）兩大系統集成化設計

為實現兩大系統快速裝卡、集成，空調系統上設置快速裝配螺栓，底部設置定位滑塊，如圖6所示；濾毒通風系統上設置快速裝配支架Ⅰ和快速裝配支架Ⅱ。在快速裝卡過程中，只需要將濾毒通風系統通過滑塊向前滑動，與空調系統上的快速裝配螺栓契合后，用四個螺母固定即完成裝卡。

圖6 集成后整機結構圖

2 結構特性

（1）空調系統和濾毒通風系統在結構設計上完全分開，保證了各組件的可維修和更換性。.

（2）空調系統和濾毒通風系統單體結構均采用了密封式結構，兩者在單獨使用時，均滿足各類軍用方艙或裝甲車對“核、生、化”的防護要求，可根據用戶要求進行選裝。

（3）增加了各系統的模塊化設計，各系統在非專業人員的操作下即可實現快速裝卡及更換。

（4）兩系統集成后，控制部分采用了多元化控制，根據不同的環境條件，可單獨開啟空調系統或濾毒通風系統，也可以兩這同時開啟。

（5）該新型軍用大三防空調設備不僅簡化了整車系統零部件的配套，更為整車系統結構設計減少了占用空間。

3 結束語

與原軍用空調設備相比，該新型軍用大三防空調設備不僅具有制冷、制熱、除濕、通風和除塵等功能，還能夠滿足軍用方艙或裝甲車對“核、生、化”防護的要求，實現了快速裝卡等結構設計能適應快速反應的需要。安裝到軍用方艙或裝甲車上后，不僅簡化了整車系統零部件的配套，更為整車系統結構設計減少了占用空間。試驗、試用結果表明，新型軍用大三防空調設備工作性能穩定，不僅能夠有效調節艙室內的環境溫度，而且能夠向艙室內提供清潔的新風，形成穩定的超壓環境。各項技術性能指標均達到了設計要求，并具有較好的可操作性和可維修性。

[1]GJB 1913A-2006，軍用方艙空調設備通用規范[S].

[2]GJB 1629-1993，軍事后勤裝備防核、生物、化學武器通用規范[S].

[3]GJB 2062-1994，軍用過濾吸收器通用規范[S].