淺談分體空調器室外機配管機械振動控制策略

謝 峰

（廣東美的制冷設備有限公司，廣東 佛山528311）

0 前言

我國現階段空調器的發展是非常迅速的， 對于現在的空調器而言，最大的故障就是空調無法制冷制熱，或者是能力不夠，這就說明室外機很有可能是系統內部的冷媒不足， 配管有裂管導致泄露冷媒了。所以說空調器室外機配管機械振動的控制是非常重要的。 下面，筆者針對現階段空調配管的機械振動的介紹以及相關的控制策略等作了詳細的介紹。 希望能對大家有一定的幫助。

1 空調配管機械振動的簡單介紹

分體空調器室外機配管的機械振動是空調器在運行中的一個中間環節，其中配管的振動是可以影響整個機器的運轉，甚至能夠改變運行狀態。 空調器室外機配管的機械振動是不可能消除的，只有更改室外機配管設計，使配管本身的固有頻率避開整機的運行頻率才能有效地控制配管的機械振動。如何更好地對現階段空調器室外機配管機械振動進行有效的控制就成了現在的主要問題。下面針對配管的機械振動產生的原因以及其中的特點跟危害作了一個簡單的介紹。

1.1 分體空調室外機配管機械振動的原因

室外機配管是指與壓縮機的排氣口與回氣口相連的部分，對配管機械振動的原因進行分析，發現配管的振動是由壓縮機以脈沖信號輸送冷媒的時候，冷媒撞擊銅管內壁所形成的，這就可見其重要性了。

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

1.2 空調配管機械振動的特點

分體空調器室外機配管的機械振動的特點非常明確。由于制冷系統內部的冷媒脈沖式壓力與壓縮機的振動都直接作用于配管上，而對于定速機壓縮機的壓縮頻率不是太高， 比如對于我國50Hz 的電源規格，定速壓縮機的運行頻率一般都保持在48.5Hz 左右，在這個頻率段配管的固有頻率還是比較容易重疊在這個頻率階， 從而導致整機共振，激發配管的振動。而對于變頻壓縮機，則由于壓縮機運行頻率可以通過電控程序調節，可以從10Hz 到100Hz 無極變速，這樣則大大加大了配管設計的困難程度。

1.3 空調配管機械振動的危害

分體空調器室外機配管的振動所引起的共振噪聲，一方面對于人們的生活產生了一定的影響，長期在這種噪聲環境下的人們容易睡眠不好，神經衰弱；另外的一個方面就是振動會加大空調配管機械振動的影響，配管的較大振動可能導致管路的疲勞斷裂，產生配管泄漏，整機無法運行。配管振動的控制，對降低整機的振動噪聲，以及提高相關產品的可靠性，有著重要的作用。 如何更好的對現階段的機械振動進行有效的控制就是主要的任務了。

2 空調配管機械振動的控制

對于現在的空調配管機械振動的控制而言，并不是一件非常容易的事情，主要的原因有兩點，一是容易產生與其他部件之間的共振，二是對于現階段的科學技術的限制， 沒有一項適合控制配管振動的技術。現階段主要采用的方法就是在配管機械振動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到避開整機運行頻率的目的，從而避開共振點，減少配管振動。 這樣做有一定的利處，但對于本質的問題并沒有很好的解決。 更多的是沒有將根本原因、振動的源頭等問題考慮在內，這樣就直接導致了表里不一，給人一種錯覺，頭痛就治頭，腳痛就治腳。 沒有從根本上、系統上分析配管振動。 下面筆者就分別從減少空調配管機械振動與其他零件振動的共振，提高現有的科學技術來控制配管的機械振動等從根本上解決問題的兩個方面上，做一個簡單的介紹。

2.1 減少空調配管機械振動的方法

1）消除管系的激振力，針對不同的激振原因采取不同措施。

2）提高管路系統的結構剛度，從而提高管路系統的固有頻率，使之遠離激振頻率從而避免共振的發生，并減小管系結構的振動幅值。

3）增加管路系統結構阻尼。 管道振動控制依據是否有源還是無源，又可分為主動控制與被動控制。

4）配管的固有頻率主要取決于配管的質量的大小與其分布、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構與支承的情況。

2.2 提高現有的科學技術來控制配管的機械振動

1）想提高分體空調室外機配管的可靠性，最行之有效的方法就是采用計算機輔助設計。 采用三維模型設計，首先能確保配管的裝配模型與實際樣機生產的裝配狀態保持一致。這么做可以有效地提前預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是正常的，不會因為錯誤裝配而令配管東歪西倒從而導致配管機械振動變大。

2）運行有限元分析軟件分析配管。 管道系統是一個彈性的連續體，要獲得振動分析的精確求解要求滿足一定的邊界條件的偏微分方程。由于管道系統的實際結構是非常復雜的，所以要得到其精確解是有很大困難的。但對于工程問題來說，能得到較好的近似解，再輔以經驗判斷，實驗數據驗證的話也就可以滿足需求。 有限元法提供了解決管道系統振動分析的一個適宜的方法。

3）目前國內大多數企業的做法是利用配管振動測試來評價其可靠性，通常是以配管振幅最大部位的振幅測試值進行評價，如果超出企業內定標準，即視為不合格。振幅測試簡便易行，但是測試依據不夠科學。其原因是：反映配管工作可靠性的最直接的指標是應力，對于不同的機型而言，配管最大振幅高，并不一定意味著該配管的應力就大。而實際情況就是配管運行一段時間后發生疲勞斷裂的位置往往不是機械振幅最大的位置，而是配管應力最大的位置。 所以應該把應力測試作為有效檢驗配管可靠性的實驗手段。

3 結語

本文通過對于現階段的分體空調室外機配管機械振動產生的原因以及相關的控制方法等作了詳細的介紹，主要對于現階段切實可行的解決辦法。旨在找到一種合適的方式方法對現階段的空調器配管機械振動進行有效的控制。 配管的振動對在整機的振動噪聲，以及相關的空調器的工作可靠性有著非常大的影響，現階段的主要為任務就是對于配管的合理的設計，對于減振降噪，提高產品可靠性方面，以及降低成本等，都有重要意義。

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