顆粒阻尼在水源熱泵機(jī)組中的減振應(yīng)用

摘 要：在水源熱泵隔振設(shè)計(jì)中，常用橡膠阻尼隔振器和彈簧隔振器進(jìn)行隔振。這種方法對(duì)于較大烈度的沖擊振動(dòng)，低頻隔振和設(shè)備自身振動(dòng)都存在不足。為了解決這些問(wèn)題，本文提供了顆粒阻尼器的方法。試驗(yàn)說(shuō)明顆粒阻尼器在水源熱泵中有良好的減振效果，且方法簡(jiǎn)單，成本低，具有很高的實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：顆粒阻尼器；水源熱泵；隔振

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.046

0 引言

水源熱泵在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的振動(dòng)和噪聲，特別是安裝在居民樓地下的設(shè)備，運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲會(huì)通過(guò)樓體結(jié)構(gòu)傳遞到住戶室內(nèi)，干擾人們正常的工作和生活，因此需要對(duì)水源熱泵機(jī)組進(jìn)行隔振處理。

1 水源熱泵的隔振方法

目前，水源熱泵常見(jiàn)的隔振方法主要是安裝橡膠阻尼隔振器或彈簧隔振器，隔斷振動(dòng)的傳遞路徑。但該隔振技術(shù)對(duì)設(shè)備中的低頻振動(dòng)隔振效果不佳，當(dāng)采用隔振效果較好的多級(jí)隔振時(shí)，又會(huì)產(chǎn)生施工成本高，維修費(fèi)用大的問(wèn)題[1]。基于隔振中存在的問(wèn)題，本文提出在設(shè)備下方安裝內(nèi)含顆粒的顆粒阻尼箱的方法對(duì)熱泵機(jī)組進(jìn)行隔振處理。設(shè)備振動(dòng)時(shí)誘發(fā)顆粒體間的不規(guī)則碰撞以及顆粒與顆粒阻尼箱壁的摩擦產(chǎn)生阻尼效應(yīng)，起到抑制設(shè)備振動(dòng)的作用[2，3]。

2 顆粒阻尼器在水源熱泵中的隔振設(shè)計(jì)

某小區(qū)地下室內(nèi)安裝一臺(tái)全重2830kg的水源熱泵機(jī)組。壓縮機(jī)的工作頻率為。水源熱泵機(jī)房的噪聲達(dá)77.5 dB（A）設(shè)備運(yùn)行時(shí)的全重大約為設(shè)備自重的1.3倍，約即3700kg。影響最大的一層住戶室內(nèi)的夜晚噪聲值為48.5dB（A），超過(guò)國(guó)家住宅一類地區(qū)夜晚噪聲不大于30dB（A）的標(biāo)準(zhǔn)，因此，必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行隔振降噪處理，隔振設(shè)計(jì)包含的內(nèi)容有：

為隔振后設(shè)備整體質(zhì)量；為激振力。由于運(yùn)行時(shí)激振力大小和激振狀態(tài)不穩(wěn)定，為保證設(shè)備安全運(yùn)行，需要增加惰性塊來(lái)提高穩(wěn)定性。經(jīng)計(jì)算后惰性塊質(zhì)量不小于4000kg，但施工現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有足夠的空間，因此，需要在有限的空間下采取顆粒阻尼器代替惰性塊來(lái)提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（3）顆粒阻尼器應(yīng)用。工程中選擇尺寸為的下端封閉的鋼架作為顆粒阻尼器，基本機(jī)構(gòu)如圖1。

顆粒阻尼器劃分為12個(gè)區(qū)域，形成獨(dú)立的12個(gè)方型容器，在每個(gè)容器中直徑0.2-0.5mm的細(xì)砂粒，細(xì)砂粒的放入量為容器容積的3/4，然后封閉容器表面。為了調(diào)節(jié)安裝后容器裝砂量，可以在容器上部留有開(kāi)口，形成一個(gè)具有顆粒阻尼效果的惰性塊。顆粒阻尼器全重為2500kg，此時(shí)整個(gè)設(shè)備質(zhì)量為6200kg。

（4）選擇隔振器。在顆粒阻尼器的六個(gè)支撐耳下方安裝橡膠彈簧隔振器，根據(jù)機(jī)組尺寸和重量，選配六組彈簧隔振器，每組隔振器的荷載。選配的橡膠彈簧隔振器型號(hào)是JGF47型。

（5）對(duì)相關(guān)管道等隔振處理。由于設(shè)備管道也能傳遞結(jié)構(gòu)噪聲，需要對(duì)管道進(jìn)行處理，將管道與設(shè)備進(jìn)行軟連接處理，并對(duì)管道進(jìn)行支撐，支撐件下方安裝減振彈簧。

3 顆粒阻尼減振效果分析

（1）聲環(huán)境效果分析。為了評(píng)價(jià)顆粒阻尼的效果，對(duì)比分析隔振處理后，添加顆粒前后水源熱泵房的噪聲量的變化（見(jiàn)圖2）。

從圖中不難發(fā)現(xiàn)，隔振后未添加顆粒阻尼前，水源熱泵房的噪聲值為62.9dB（A），在25-63Hz頻帶處區(qū)間低頻信號(hào)比較強(qiáng)，噪聲能量較大（見(jiàn)圖3）。添加顆粒后，噪聲值為58.3dB（A），顆粒阻尼對(duì)低頻信號(hào)有了很好的抑制作用，降噪值達(dá)到19.2dB（A），一樓住戶室內(nèi)的夜間噪聲值為29.4dB（A），已不能聽(tīng)到水源熱泵房的噪聲。

（2）設(shè)備減振分析。設(shè)備引入隔振裝置后，設(shè)備的重心提高，穩(wěn)定性降低，機(jī)器存在安全隱患[4]。需要對(duì)設(shè)備穩(wěn)定性進(jìn)行分析。在設(shè)備正常工作時(shí)，使用VIBXPERT? FFT數(shù)據(jù)采集器對(duì)設(shè)備的加速度響應(yīng)幅值進(jìn)行測(cè)量比較。其鉛垂方向振級(jí)減少4dB。x，y向由于本身剛度很小，顆粒阻尼可以使振級(jí)大約減少6dB。

熱泵開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)明顯振動(dòng)，在突然加壓和泄壓的時(shí)候也會(huì)出現(xiàn)比較明顯沖擊聲音。通過(guò)粒子間和顆粒與容器壁的相互摩擦吸收動(dòng)，減小了設(shè)備共振峰值，使機(jī)器很快進(jìn)入到平穩(wěn)工作狀態(tài)。

4 結(jié)論

通過(guò)顆粒阻尼在工程的應(yīng)用可以達(dá)到如下結(jié)論：

（1）應(yīng)用顆粒阻尼可以在不增加工程成本，不改變隔振工藝的前提下，可以提高設(shè)備的隔振效果，較小的顆粒阻尼質(zhì)量就取得了較好的減振效果。

（2）顆粒阻尼對(duì)于低頻振動(dòng)的隔振效果有了明顯的提高，對(duì)于整體設(shè)備的隔振率也有明顯提高，機(jī)房的聲音環(huán)境有極大改善。

（3）顆粒阻尼能明顯的降低了機(jī)器本身的振動(dòng)位移幅值，降低振幅，減少了沖擊振動(dòng)給設(shè)備帶來(lái)的危害，使機(jī)器迅速進(jìn)入平穩(wěn)工作狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

[1]闕銀昌，李珊，肖會(huì)勇.最小傳遞率隔振系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 噪聲與振動(dòng)控制，2008（05）：25-27.

[2]孔祥軍，陳長(zhǎng)征，王仲等.水源熱泵的噪聲特性與控制研究[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2011，7（11）：216-219.

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作者簡(jiǎn)介：羅春玲（1968-），女，碩士，主要從事機(jī)電一體化教學(xué)和教學(xué)理論研究工作。