商用空調電控安全性能設計提升研究

艾大云

天加環境科技有限公司 江蘇南京 210046

為了分析目前商用空調市場控制器問題方向，對市場商用空調控制器存在問題進行抽樣調查，調查結果問題主要指向腐蝕問題和燒板問題，而腐蝕問題和燒板問題之間存在因果聯系；強電控制器腐蝕問題，會間接導致絕緣距離變化，破壞原有爬電距離，進而形成放電現象，最后產生燒板問題。防腐問題為國內商用空調主要整改方向[1]。調查國內幾家知名空調企業，腐蝕問題并未有效解決，商用空調使用環境惡劣，外機所處環境多為戶外空曠地帶或樓頂等，長年受風吹日曬雨淋，風化嚴重，尤其是雨后日曬環境，空氣濕度大，外機本身在夏季工作時起散熱作用，周圍溫度高，對空調控制器所處環境就為高溫高濕環境，在電器盒結構不理想情況下，在主板防腐能力有限制的情況下，主板腐蝕就會成為必然問題。

1 燒板產生的原因

1.1 商用空調器控制器中使用主板本身絕緣距離

依據GB4793.1-2007污染等級3，材料組別Ⅲ，電氣間隙9.4mm，各種品牌設計都會滿足國標設計方案，而且部分設計會高于國標設計，但實際使用過程中卻總會出現一定比例的過燒現象。

主板引腳長度會減少主板與接地鈑金之間的電氣間隙，發現實際使用環境下的粉塵，又會加劇這種距離的縮小，加上實際使用環境中的濕度，造成粉塵疊加。將絕緣距離縮減至5mm，最終造成爬電間隙變化導致的放電現象。

此種主板原件與鈑金之間距離偏小的情況產生，是對國標理解不準確，把板面和鈑金間距離理解為前期間隙，忽略了引腳突出長度，同時也沒有考慮到，在引腳上附著的異物、水珠厚度、模塊引腳抬高高度等，另外存在的問題是，引腳突出的尖端，是產生放電的必要條件[2]。

1.2 異物污染導致主板燒毀

污染導致的接觸不良現象：實際使用過程中接口污染導致長期接觸不良，連接電氣的端子，污染后，阻值變大，長期運行后發熱，熱量累計到一定程度，就會對主板造成損壞，從而形成對主板緩慢的熱損傷，此種問題較為隱蔽，出現時往往沒有故障表現，使用一段時間后才能明顯發現主板燒痕跡，容易引發火災，形成火燒機現象，有巨大安全隱患；從設計角度說，從螺釘緊固方式上，對螺釘松動進行預防，增加墊片橫紋，增加彈簧墊片，探索力矩合適值等；從異物預防角度，電控整體結構防腐較為重要，從整體結構上，防止螺釘墊片氧化，從而達到對接觸不良問題進行預防。

2 電器盒散熱結構和防塵結構優化

電器盒結構設計中百葉窗，格柵，能阻擋較大個體的昆蟲、老鼠等誤入電器盒內部造成損壞，但是小個體的如壁虎，瓢蟲等出現在IPM電路中最終導致電路損壞的也有相當數量。

對于異物灰塵改善，原有底部格柵無擋板，整改后增加擋板，防止灰塵和水汽直接進入，擋板可以直接阻隔外機風機運行過程中的揚塵，同步可以轉變濕氣的流向，從而讓流經電器盒的氣流中的凝結小水珠阻擋在電器盒之外。

對現有電控盒內結構進行優化，頂部原先無封口，現增加封口，防止鼠蟲進入，同時對現有風道進行優化，頂部開方形孔通風散熱，對調整后的電控盒內部流場進行CFD模擬，優化前的內部流場旋渦較多，優化后的內部流場旋渦明顯減少[3]。

3 防腐的關鍵點

3.1 商用電控控制器防腐

主要預防點應從結構防護入手，商用空調外機使用環境較為嚴酷，有高低溫劇烈變化，有高濕環境，甚至有積水后蒸汽揮發凝露，凝霜等現象，在此環境基礎上出現的外部粉塵污染，大氣污染，部分區域的空氣酸堿污染等，化工廠氨氣污染，污染物遇到水，就會產生大量自由移動帶電荷離子，在直流電作用下，形成電遷移，最終形成電腐蝕。維修過程中表現為腐蝕。此種預防，必須在使用直流電電控中，做好結構密封，密集的引腳排列不能直接暴露在外部環境中，需要進行結構密封和輔料防護。

3.2 輔料防護

一般除了結構防護外，主板自身的防護能力也需要對應提升，使用輔料對主板原件面，焊點面，進行輔料防護，是電子行業常用做法，輔料選擇一般包括，三防漆、硅膠、電子密封膠防護。

早期三防漆防護使用人工毛刷向主板面刷，由于三防漆的粘滯性，用毛刷涂抹并不方便，常規做法是加水降低三防漆的粘滯性，但對應的，就損失了三防漆的防潮性能；

4 實際安裝情況

商用空調市場安裝情況很大情況下決定了空調品質，在實際調查中查看，腐蝕電氣安全的統一，在市場上表現的差異性較大，三分空調七分安裝，從性能上和電控防護上，電路可靠性都表現一致，即好的空調需要配合好的安裝，才能體現好的品質，就腐蝕而言，大部分空調問題造成的主要原因為環境惡劣，安裝條件不佳導致，此種造成腐蝕，并非能通過簡單的。

5 商用空調電控安全性能提升總結

商用電控使用條件的特殊性決定了，商用電控必須忍耐惡劣環境，長時間工作，高溫高濕，極限低溫等，惡劣環境，所以電控本身的結構、防護、防腐方案和電控本身結構，防腐材料輔料能有效決定整機結構性能，需要重點關注。