淺談分體空調(diào)器室外機(jī)配管機(jī)械振動(dòng)控制策略

謝 峰

（廣東美的制冷設(shè)備有限公司，廣東 佛山528311）

0 前言

我國現(xiàn)階段空調(diào)器的發(fā)展是非常迅速的， 對(duì)于現(xiàn)在的空調(diào)器而言，最大的故障就是空調(diào)無法制冷制熱，或者是能力不夠，這就說明室外機(jī)很有可能是系統(tǒng)內(nèi)部的冷媒不足， 配管有裂管導(dǎo)致泄露冷媒了。所以說空調(diào)器室外機(jī)配管機(jī)械振動(dòng)的控制是非常重要的。 下面，筆者針對(duì)現(xiàn)階段空調(diào)配管的機(jī)械振動(dòng)的介紹以及相關(guān)的控制策略等作了詳細(xì)的介紹。 希望能對(duì)大家有一定的幫助。

1 空調(diào)配管機(jī)械振動(dòng)的簡(jiǎn)單介紹

分體空調(diào)器室外機(jī)配管的機(jī)械振動(dòng)是空調(diào)器在運(yùn)行中的一個(gè)中間環(huán)節(jié)，其中配管的振動(dòng)是可以影響整個(gè)機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至能夠改變運(yùn)行狀態(tài)。 空調(diào)器室外機(jī)配管的機(jī)械振動(dòng)是不可能消除的，只有更改室外機(jī)配管設(shè)計(jì)，使配管本身的固有頻率避開整機(jī)的運(yùn)行頻率才能有效地控制配管的機(jī)械振動(dòng)。如何更好地對(duì)現(xiàn)階段空調(diào)器室外機(jī)配管機(jī)械振動(dòng)進(jìn)行有效的控制就成了現(xiàn)在的主要問題。下面針對(duì)配管的機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的原因以及其中的特點(diǎn)跟危害作了一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。

1.1 分體空調(diào)室外機(jī)配管機(jī)械振動(dòng)的原因

室外機(jī)配管是指與壓縮機(jī)的排氣口與回氣口相連的部分，對(duì)配管機(jī)械振動(dòng)的原因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)配管的振動(dòng)是由壓縮機(jī)以脈沖信號(hào)輸送冷媒的時(shí)候，冷媒撞擊銅管內(nèi)壁所形成的，這就可見其重要性了。

在整個(gè)的空調(diào)器中，配管是冷媒的主要載體，它主要的作用就是將壓縮機(jī)，冷凝器、蒸發(fā)器等三個(gè)部件連接在一起，共同組成了空調(diào)器室外機(jī)的核心， 配管就是其中起到核心以及相關(guān)的連接作用的部分。而配管的機(jī)械振動(dòng)原因主要有：由于壓縮機(jī)吸、排氣的周期性，使得出口管路內(nèi)的氣流發(fā)生氣流脈動(dòng)。氣流脈動(dòng)不僅造成連接管道上的控制儀表失靈、氣閥工況變壞、壓縮機(jī)容積效率降低。 強(qiáng)烈的氣流脈動(dòng)，使管道發(fā)生劇烈振動(dòng)，輕則造成泄漏，重則由破裂而引起爆炸，造成嚴(yán)重事故。

1.2 空調(diào)配管機(jī)械振動(dòng)的特點(diǎn)

分體空調(diào)器室外機(jī)配管的機(jī)械振動(dòng)的特點(diǎn)非常明確。由于制冷系統(tǒng)內(nèi)部的冷媒脈沖式壓力與壓縮機(jī)的振動(dòng)都直接作用于配管上，而對(duì)于定速機(jī)壓縮機(jī)的壓縮頻率不是太高， 比如對(duì)于我國50Hz 的電源規(guī)格，定速壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率一般都保持在48.5Hz 左右，在這個(gè)頻率段配管的固有頻率還是比較容易重疊在這個(gè)頻率階， 從而導(dǎo)致整機(jī)共振，激發(fā)配管的振動(dòng)。而對(duì)于變頻壓縮機(jī)，則由于壓縮機(jī)運(yùn)行頻率可以通過電控程序調(diào)節(jié)，可以從10Hz 到100Hz 無極變速，這樣則大大加大了配管設(shè)計(jì)的困難程度。

1.3 空調(diào)配管機(jī)械振動(dòng)的危害

分體空調(diào)器室外機(jī)配管的振動(dòng)所引起的共振噪聲，一方面對(duì)于人們的生活產(chǎn)生了一定的影響，長期在這種噪聲環(huán)境下的人們?nèi)菀姿卟缓茫窠?jīng)衰弱；另外的一個(gè)方面就是振動(dòng)會(huì)加大空調(diào)配管機(jī)械振動(dòng)的影響，配管的較大振動(dòng)可能導(dǎo)致管路的疲勞斷裂，產(chǎn)生配管泄漏，整機(jī)無法運(yùn)行。配管振動(dòng)的控制，對(duì)降低整機(jī)的振動(dòng)噪聲，以及提高相關(guān)產(chǎn)品的可靠性，有著重要的作用。 如何更好的對(duì)現(xiàn)階段的機(jī)械振動(dòng)進(jìn)行有效的控制就是主要的任務(wù)了。

2 空調(diào)配管機(jī)械振動(dòng)的控制

對(duì)于現(xiàn)在的空調(diào)配管機(jī)械振動(dòng)的控制而言，并不是一件非常容易的事情，主要的原因有兩點(diǎn)，一是容易產(chǎn)生與其他部件之間的共振，二是對(duì)于現(xiàn)階段的科學(xué)技術(shù)的限制， 沒有一項(xiàng)適合控制配管振動(dòng)的技術(shù)。現(xiàn)階段主要采用的方法就是在配管機(jī)械振動(dòng)最大的位置添加配重塊或者阻尼塊，通過改變配管本身的固有頻率來達(dá)到避開整機(jī)運(yùn)行頻率的目的，從而避開共振點(diǎn)，減少配管振動(dòng)。 這樣做有一定的利處，但對(duì)于本質(zhì)的問題并沒有很好的解決。 更多的是沒有將根本原因、振動(dòng)的源頭等問題考慮在內(nèi)，這樣就直接導(dǎo)致了表里不一，給人一種錯(cuò)覺，頭痛就治頭，腳痛就治腳。 沒有從根本上、系統(tǒng)上分析配管振動(dòng)。 下面筆者就分別從減少空調(diào)配管機(jī)械振動(dòng)與其他零件振動(dòng)的共振，提高現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)來控制配管的機(jī)械振動(dòng)等從根本上解決問題的兩個(gè)方面上，做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。

2.1 減少空調(diào)配管機(jī)械振動(dòng)的方法

1）消除管系的激振力，針對(duì)不同的激振原因采取不同措施。

2）提高管路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)剛度，從而提高管路系統(tǒng)的固有頻率，使之遠(yuǎn)離激振頻率從而避免共振的發(fā)生，并減小管系結(jié)構(gòu)的振動(dòng)幅值。

3）增加管路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)阻尼。 管道振動(dòng)控制依據(jù)是否有源還是無源，又可分為主動(dòng)控制與被動(dòng)控制。

4）配管的固有頻率主要取決于配管的質(zhì)量的大小與其分布、管道的剛度以及支撐情況等，因此要改變配管的固有頻率就需要改變配管的結(jié)構(gòu)與支承的情況。

2.2 提高現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)來控制配管的機(jī)械振動(dòng)

1）想提高分體空調(diào)室外機(jī)配管的可靠性，最行之有效的方法就是采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。 采用三維模型設(shè)計(jì)，首先能確保配管的裝配模型與實(shí)際樣機(jī)生產(chǎn)的裝配狀態(tài)保持一致。這么做可以有效地提前預(yù)判配管的裝配是否正確，可以保證配管裝配得橫平豎直。 首先就保證了配管的狀態(tài)是正常的，不會(huì)因?yàn)殄e(cuò)誤裝配而令配管東歪西倒從而導(dǎo)致配管機(jī)械振動(dòng)變大。

2）運(yùn)行有限元分析軟件分析配管。 管道系統(tǒng)是一個(gè)彈性的連續(xù)體，要獲得振動(dòng)分析的精確求解要求滿足一定的邊界條件的偏微分方程。由于管道系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，所以要得到其精確解是有很大困難的。但對(duì)于工程問題來說，能得到較好的近似解，再輔以經(jīng)驗(yàn)判斷，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證的話也就可以滿足需求。 有限元法提供了解決管道系統(tǒng)振動(dòng)分析的一個(gè)適宜的方法。

3）目前國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)的做法是利用配管振動(dòng)測(cè)試來評(píng)價(jià)其可靠性，通常是以配管振幅最大部位的振幅測(cè)試值進(jìn)行評(píng)價(jià)，如果超出企業(yè)內(nèi)定標(biāo)準(zhǔn)，即視為不合格。振幅測(cè)試簡(jiǎn)便易行，但是測(cè)試依據(jù)不夠科學(xué)。其原因是：反映配管工作可靠性的最直接的指標(biāo)是應(yīng)力，對(duì)于不同的機(jī)型而言，配管最大振幅高，并不一定意味著該配管的應(yīng)力就大。而實(shí)際情況就是配管運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)生疲勞斷裂的位置往往不是機(jī)械振幅最大的位置，而是配管應(yīng)力最大的位置。 所以應(yīng)該把應(yīng)力測(cè)試作為有效檢驗(yàn)配管可靠性的實(shí)驗(yàn)手段。

3 結(jié)語

本文通過對(duì)于現(xiàn)階段的分體空調(diào)室外機(jī)配管機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的原因以及相關(guān)的控制方法等作了詳細(xì)的介紹，主要對(duì)于現(xiàn)階段切實(shí)可行的解決辦法。旨在找到一種合適的方式方法對(duì)現(xiàn)階段的空調(diào)器配管機(jī)械振動(dòng)進(jìn)行有效的控制。 配管的振動(dòng)對(duì)在整機(jī)的振動(dòng)噪聲，以及相關(guān)的空調(diào)器的工作可靠性有著非常大的影響，現(xiàn)階段的主要為任務(wù)就是對(duì)于配管的合理的設(shè)計(jì)，對(duì)于減振降噪，提高產(chǎn)品可靠性方面，以及降低成本等，都有重要意義。

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