風(fēng)機(jī)盤(pán)管的噪聲控制

程方慰

（寧波奧克斯電氣股份有限公司，浙江 寧波 315000）

風(fēng)機(jī)盤(pán)管的噪聲控制

程方慰

（寧波奧克斯電氣股份有限公司，浙江 寧波 315000）

風(fēng)機(jī)盤(pán)管的噪聲主要來(lái)源為風(fēng)機(jī)噪聲和風(fēng)吹翅片的氣流噪聲，這里對(duì)比介紹了幾種降噪方法，并得出最優(yōu)的降噪結(jié)構(gòu)方案。

噪聲；風(fēng)機(jī)盤(pán)管；翅片

隨著人們生活水品的提高，中央空調(diào)系統(tǒng)在建筑中的使用越來(lái)越普遍，人們對(duì)噪聲的要求也越來(lái)越高。本文主要介紹了幾種降低風(fēng)機(jī)盤(pán)管噪聲的方法，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，得出一種最優(yōu)的結(jié)構(gòu)方案。

1　噪聲來(lái)源

風(fēng)機(jī)盤(pán)管的噪聲來(lái)源主要有2種：（1）機(jī)械振動(dòng)噪聲。機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中由于風(fēng)葉、風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)軸和機(jī)組殼體的振動(dòng)產(chǎn)生噪聲。（2）空氣動(dòng)力學(xué)噪聲。空氣流經(jīng)回風(fēng)過(guò)濾網(wǎng)、空氣在箱體中的流動(dòng)、風(fēng)吹換熱器翅片以及空氣在風(fēng)機(jī)中流動(dòng)產(chǎn)生的噪聲。空氣動(dòng)力學(xué)噪聲也是風(fēng)機(jī)盤(pán)管噪聲的主要來(lái)源，是我們降噪的主要對(duì)象。

2　降低噪聲的途徑

（1）降低機(jī)械振動(dòng)噪聲。為了減少機(jī)械振動(dòng)噪聲，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，我們應(yīng)盡量?jī)?yōu)化機(jī)組殼體的結(jié)構(gòu)，增加機(jī)組殼體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，避免較薄的鈑金承受較大的力后彎曲變形，安裝風(fēng)機(jī)、電機(jī)的固定板要有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在機(jī)組整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，需利用有限元分析軟件分析計(jì)算出機(jī)組殼體的固有頻率，檢查機(jī)組殼體的固有頻率是否在風(fēng)機(jī)、電機(jī)的適用轉(zhuǎn)速頻率附近，避免造成共振。（2）降低空氣動(dòng)力學(xué)噪聲。空氣動(dòng)力學(xué)噪聲是由于氣體壓力變化引起氣體擾動(dòng)，氣體與其它物體相互作用所致。為了降低空氣動(dòng)力學(xué)噪聲，我們可以改善單個(gè)元器件的結(jié)構(gòu)，也可以從整個(gè)機(jī)組結(jié)構(gòu)入手，在出風(fēng)口或是進(jìn)風(fēng)口處增加消聲元器件，對(duì)整個(gè)機(jī)組進(jìn)行降噪處理。風(fēng)機(jī)盤(pán)管的風(fēng)葉可以設(shè)計(jì)為機(jī)翼型，利用有限元分析優(yōu)化流場(chǎng)。以850 m3/h風(fēng)量的臥式暗裝風(fēng)機(jī)盤(pán)管為例，在額定風(fēng)量下，出口靜壓為12 Pa時(shí)，機(jī)翼型風(fēng)葉的噪聲為38.2 dB，而老式的普通風(fēng)葉噪聲為39.8 dB，相對(duì)于普通風(fēng)機(jī)，改進(jìn)后的機(jī)翼型風(fēng)葉風(fēng)機(jī)噪聲值可降低1.7 dB。由于風(fēng)葉噪聲的聲功率W大致與其葉片旋轉(zhuǎn)的圓周速度的6次方成正比，可用下列數(shù)學(xué)式表達(dá)：

W∝ρξD2V6/C3（1）

式中：ξ—阻力系數(shù)；V—葉片圓周速度；D—風(fēng)機(jī)葉輪直徑；

ρ—空氣密度；C—聲速。如果風(fēng)葉轉(zhuǎn)速不變，改變?nèi)~輪直徑，有如下數(shù)學(xué)表達(dá)式:

如果風(fēng)葉轉(zhuǎn)速改變，葉輪直徑不變，有如下數(shù)學(xué)表達(dá)式：

式中：L1、L2—風(fēng)量；N1、N2—風(fēng)機(jī)消耗功率；D1、D2—風(fēng)機(jī)葉輪直徑；n1、n2—風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；從（1）式可以得出，降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，可以得到非常明顯的降噪效果，減小葉輪直徑降噪效果次之，從（2）~（7）式可以得出，不論是降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，還是減小葉輪直徑，都會(huì)造成風(fēng)量和風(fēng)壓減少，從而造成機(jī)組制冷能力的下降。換熱器翅片片距對(duì)噪聲的影響比較大，我們?cè)谄胀ㄅP式暗裝風(fēng)機(jī)盤(pán)管前面增加一個(gè)消聲段，然后分別用2.5 mm片距和1.5 mm片距的波紋片換熱器在裝在機(jī)組上做對(duì)比試驗(yàn)，在機(jī)組出風(fēng)口前1米下1米處測(cè)試噪聲值，測(cè)試數(shù)據(jù)如表1。

表1 風(fēng)盤(pán)分別裝1.5 mm片距和2.5 mm片距換熱器的噪聲值

為了驗(yàn)證增加消聲結(jié)構(gòu)對(duì)整機(jī)噪聲的影響，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)波浪形格柵消聲結(jié)構(gòu)，分別裝在機(jī)組的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口處，并做了對(duì)比試驗(yàn)。當(dāng)該消聲裝置裝在機(jī)組進(jìn)風(fēng)側(cè)時(shí)，在機(jī)組前1米下1米處測(cè)得的噪聲值為39.2 dB，略高于不增加消聲裝置。當(dāng)該消聲裝置裝在機(jī)組出風(fēng)側(cè)時(shí)，測(cè)得的噪聲值為34.6 dB，降噪效果非常明顯。兩次試驗(yàn)以及不增加消聲裝置的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2。

表2 風(fēng)盤(pán)不裝消聲格柵以及消聲格柵安裝在不同位置的噪聲值

從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)消聲裝置裝在進(jìn)風(fēng)側(cè)時(shí)，并不會(huì)給機(jī)組帶來(lái)降噪的效果，反而會(huì)使整機(jī)的噪聲略微增加；當(dāng)消聲裝置裝在出風(fēng)側(cè)時(shí)，會(huì)有非常明顯的降噪效果，對(duì)此原因分析如下：當(dāng)消聲裝置裝在進(jìn)風(fēng)側(cè)時(shí)，會(huì)對(duì)氣流進(jìn)入風(fēng)機(jī)產(chǎn)生影響，因?yàn)榇藭r(shí)的氣流通道變窄，會(huì)造成空氣進(jìn)入風(fēng)機(jī)不暢，增加風(fēng)機(jī)噪聲。當(dāng)消聲裝置裝在機(jī)組出風(fēng)側(cè)時(shí)，整個(gè)機(jī)組的氣流噪聲都會(huì)在該消聲裝置中得到減弱，對(duì)降噪能夠產(chǎn)生非常明顯的效果。

3　結(jié)論

通過(guò)上面的試驗(yàn)對(duì)比分析，我們可以得出如下結(jié)論，優(yōu)化風(fēng)機(jī)可以產(chǎn)生一定的降噪效果；增加換熱器翅片偏距雖然對(duì)降噪有比較大的效果，但對(duì)機(jī)組性能影響比較大，一般不推薦；在機(jī)組出風(fēng)口增加消聲裝置，可以得到非常理想的消聲效果。

[1] 華中工學(xué)院編.通風(fēng)機(jī) .武漢:華中工學(xué)院出版社，1987. [2] 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).GB/T 14294-2008.

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