窗式空調(diào)器振動噪聲源的分析和控制研究

張晶晶

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，空調(diào)已經(jīng)悄無聲息的慢慢融入到人們的生活中。空調(diào)作為人們生活中不可缺失的一部分，雖給人們帶來了很舒適的生活環(huán)境，但是在人們使用空調(diào)時(shí)候出現(xiàn)的異響和噪動會給人帶來煩惱，雖然不造成實(shí)質(zhì)性的危害，但長時(shí)間的聲響會很容易讓人們產(chǎn)生煩躁的心情從而間接性的傷害。窗式空調(diào)器在安裝時(shí)候十分方便，能為人們節(jié)約很大的生活空間，而且在價(jià)格方面經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠，從而受到人們的青睞。但是在高強(qiáng)度和長時(shí)間的使用時(shí)候經(jīng)常容易出現(xiàn)噪聲，這給使用者和生產(chǎn)廠家都帶來了極大的困擾，特此本文針對窗式空調(diào)器振動噪聲源來進(jìn)行分析并給出相應(yīng)的控制措施。

關(guān)鍵詞：窗式空調(diào)器;振動噪聲源;噪聲控制研究

引言：隨著社會經(jīng)濟(jì)的提升，我國人民的消費(fèi)水平也在不斷的提升。在生活中乃至于工作環(huán)境中應(yīng)用空調(diào)能夠給人們很好的帶來適宜的環(huán)境，但隨著人們對生活要求的不斷提高，空調(diào)基本的制冷、制熱功能已經(jīng)不能很好的滿足當(dāng)代人們的需求了。在空調(diào)器方面人們更偏向于空調(diào)的舒適性以及智能化，對于空調(diào)的舒適性來說進(jìn)行噪音的評價(jià)是對空調(diào)舒適性評估的重要評估手段，降噪就成為了提升空調(diào)使用舒適性的重要途徑之一。因此本文就針對窗式空調(diào)器振動噪聲源來進(jìn)行分析并相應(yīng)的給出解決措施來提升空調(diào)的舒適性能。

1窗式空調(diào)器的噪聲來源

雖然窗式空調(diào)器在很多方面都有著很突出的新能體現(xiàn)但是在噪聲方面也有著十分嚴(yán)重的問題，其中包含著氣動性噪音以及構(gòu)造振動噪音。具體產(chǎn)生噪聲聲源如下所述：

1.1風(fēng)扇系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)過程中擦碰導(dǎo)致產(chǎn)生的噪聲。在空調(diào)器進(jìn)行運(yùn)作的時(shí)候置于空調(diào)內(nèi)部的風(fēng)扇機(jī)組也隨著進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，在風(fēng)扇機(jī)組中主要的噪聲來源有：離心葉輪旋轉(zhuǎn)頻率導(dǎo)致的噪聲以及軸流葉輪旋轉(zhuǎn)頻率導(dǎo)致的噪聲，這其中產(chǎn)生噪聲的原因是因?yàn)槿~輪在旋轉(zhuǎn)過程中觸碰到周圍的裝置或著某個(gè)部件物體時(shí)候的所產(chǎn)生噪音。

1.2素流以及渦流導(dǎo)致的噪聲產(chǎn)生。在風(fēng)扇機(jī)組中的葉輪旋轉(zhuǎn)過程中，和空氣中的氣體相互作用摩擦?xí)纬蓪掝l帶噪聲：素流以及渦流的噪聲。

1.3蝸殼聲腔共同振動致使產(chǎn)生的噪聲。這種噪聲聲源的產(chǎn)生是由于葉輪的聲輻射頻率以及蝸殼的聲腔內(nèi)的共振的基本頻率和高階模擬狀態(tài)下的頻率到達(dá)一致時(shí)候從蝸殼的聲腔中共鳴產(chǎn)生的。

1.4結(jié)構(gòu)振動導(dǎo)致的噪聲產(chǎn)生。該結(jié)構(gòu)的噪聲主要是空調(diào)器內(nèi)的制冷壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)振動、內(nèi)外置的管路振動等致使的噪聲產(chǎn)生。由于窗式空調(diào)器和分體式空調(diào)器在結(jié)構(gòu)上有所不同，因此除上述之外還存在以下的幾種情況會導(dǎo)致噪聲的產(chǎn)生，窗式空調(diào)器在結(jié)構(gòu)上將所有部件都搭設(shè)在一個(gè)容器體內(nèi)，并且采用雙軸電機(jī)。這種電機(jī)若負(fù)載過大則會導(dǎo)致轉(zhuǎn)速相較于其他型號的空調(diào)器高，從而噪聲分貝相較于會更高。置于室外的壓縮機(jī)在進(jìn)行運(yùn)作時(shí)候所產(chǎn)生的噪聲會因?yàn)樾】谆蛘吖腆w介質(zhì)共振傳到室內(nèi)。對于窗式空調(diào)器而言從空間分布中可以將噪聲源分為室內(nèi)以及室外。位于室內(nèi)的噪聲源主要有：（1）由于風(fēng)道的設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致室內(nèi)送風(fēng)過程中，所送出的風(fēng)和設(shè)計(jì)不合理的風(fēng)道摩擦導(dǎo)致產(chǎn)生的共振噪聲;（2）出風(fēng)口的風(fēng)流導(dǎo)向條松動產(chǎn)生的噪聲產(chǎn)生;而位于室外的噪聲源有：（1）空調(diào)器中的壓縮機(jī)在運(yùn)作時(shí)候所產(chǎn)生的噪聲和低頻共振噪聲;（2）置于室外的風(fēng)扇機(jī)組的風(fēng)葉轉(zhuǎn)動和氣體流動噪聲導(dǎo)致的振動噪聲;（3）室外風(fēng)扇機(jī)組出現(xiàn)漏液現(xiàn)象進(jìn)而使得風(fēng)葉擊打水滴的聲響;（4）置于室外的設(shè)備電機(jī)產(chǎn)生的電磁流動回響;

2窗式空調(diào)器振動噪聲源詳細(xì)分析

2.1風(fēng)電機(jī)組

窗式空調(diào)器的轉(zhuǎn)動系統(tǒng)構(gòu)成部分主要是由離心式風(fēng)葉和軸流式風(fēng)葉以及電機(jī)轉(zhuǎn)子這三個(gè)部件所組成的，在轉(zhuǎn)動系統(tǒng)中存在著不可避免的扇心，這就會導(dǎo)致轉(zhuǎn)動過程中出現(xiàn)轉(zhuǎn)動不平衡的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致具有周期性的激振力產(chǎn)生。如：KC-18H窗式空調(diào)器的最小以及最大轉(zhuǎn)速值為：780轉(zhuǎn)每分鐘（弱力風(fēng)）、900轉(zhuǎn)每分鐘（強(qiáng)力風(fēng)）這兩組轉(zhuǎn)速對應(yīng)的基本頻率為：12.2赫茲以及15赫茲。除了轉(zhuǎn)速基本頻率外還有風(fēng)葉的葉頻：73HZ、511HZ、680HZ等這些頻率的構(gòu)成大多數(shù)都處于空調(diào)器的外殼部分，這就導(dǎo)致電機(jī)軸承部位產(chǎn)生振動信號。所以當(dāng)轉(zhuǎn)速過高所產(chǎn)生的頻率過大則會導(dǎo)致產(chǎn)生激振力進(jìn)而帶動周圍的部件產(chǎn)生共振噪聲。

2.2壓縮機(jī)振源

置于KC-18以及KC-20型號窗式空調(diào)器的壓縮機(jī)采用的壓縮機(jī)都是轉(zhuǎn)子式的，該壓縮機(jī)的基本振動頻率和壓縮的轉(zhuǎn)速基本一致，這種振動源會導(dǎo)致壓縮機(jī)出現(xiàn)搖擺、豎向振動以及各種強(qiáng)迫性的振動，除這些之外還會帶動冷凝器管道、蒸發(fā)器管道、空調(diào)器的桿件、殼軀等產(chǎn)生振動頻率。如：若當(dāng)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到2800r/每分鐘，這時(shí)候就會產(chǎn)生大概47HZ的基本振動頻率以及因壓縮機(jī)減振器的非線性特征導(dǎo)致的各個(gè)階段的振頻，這些振頻是主要噪聲的來源之一。

2.3氣流激振源

在窗式空調(diào)器中存在著十分復(fù)雜且有著不確定性的氣流頻率，尤其是處于各種管道內(nèi)部的脈沖氣流體的存在導(dǎo)致的管道振動、氣流沖擊隔板、外殼以及較薄部件位置所產(chǎn)生的振動，這種產(chǎn)生的振動頻率較寬。

3控制噪聲源措施

3.1選用性能較好的壓縮機(jī)

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，目前針對空調(diào)器的噪聲分析法主要有：測試空調(diào)振動總值分析、噪聲總值分析、風(fēng)葉扇頻譜分析等。對于窗式空調(diào)器中的壓縮機(jī)而言，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)候可以將壓縮橡膠的腳墊和螺帽的間隙設(shè)計(jì)在1毫米至2毫米之間，若設(shè)計(jì)間隙過小則會很容易導(dǎo)致噪聲產(chǎn)生。

3.2優(yōu)化排出以及回流氣管的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行氣管的設(shè)計(jì)時(shí)候需要將和壓縮機(jī)的共振情況考慮進(jìn)去，避免兩者產(chǎn)生共振頻率。如果在空調(diào)器安置時(shí)候空間條件允許，可將排氣、吸氣管道的出口角度設(shè)計(jì)小一些，盡可能將回氣管道安置在壓縮機(jī)的筒體位置，避免應(yīng)力集中產(chǎn)生的共振頻率。

3.3優(yōu)化風(fēng)道蝸殼曲線以及風(fēng)輪風(fēng)葉

合理的風(fēng)道蝸殼曲線，能確保出風(fēng)曲線的流暢性，減少噪聲的產(chǎn)生。在窗式空調(diào)器中噪聲的大小和風(fēng)輪風(fēng)葉的片數(shù)、直徑、葉片角度等息息相關(guān)，因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)候挑選合適的風(fēng)輪風(fēng)葉能夠極大程度上降低噪聲。

3.4改變軸流風(fēng)機(jī)葉數(shù)

在窗式空調(diào)器中軸流風(fēng)機(jī)能夠產(chǎn)生離散噪聲和渦流噪聲，所以在進(jìn)行降低噪聲峰值時(shí)候可以選用6葉風(fēng)扇。6葉軸流風(fēng)能夠提升氣流的穩(wěn)定性能且還能使得離散頻率和寬帶頻率的峰值有所下降。

3.5采用高阻尼技術(shù)進(jìn)行減振

窗式空調(diào)器在進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)候需要確保風(fēng)扇系統(tǒng)的動平衡合格達(dá)標(biāo)，將電機(jī)外殼支撐減振器和壓縮機(jī)下方的減振器的剛度減小，并適當(dāng)增大阻尼。窗式空調(diào)器安裝完成后需要對壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)試檢測，若轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或者過大則不采用。在空調(diào)器的較薄區(qū)塊進(jìn)行檢測，選擇一個(gè)應(yīng)變力最大的區(qū)域并用LI48高阻尼材料做自由阻尼層的粘貼，增加結(jié)構(gòu)的阻尼，減少二次噪聲。除這之外還可以在空調(diào)器內(nèi)部用瀝青玻璃棉氈粘貼在隔聲板和機(jī)殼內(nèi)壁進(jìn)而吸收噪聲聲源達(dá)到減低噪聲效果。

4結(jié)束語

綜上所述，在進(jìn)行窗式空調(diào)器的降噪設(shè)計(jì)時(shí)候可通過選用性能較好的壓縮機(jī)、優(yōu)化排出以及回流氣管的設(shè)計(jì)、優(yōu)化風(fēng)道蝸殼曲線以及風(fēng)輪風(fēng)葉來進(jìn)行整體的優(yōu)化。在整改方面可通過改變軸流風(fēng)機(jī)葉數(shù)、采用高阻尼技術(shù)進(jìn)行減振等技術(shù)方法來進(jìn)行提升氣流的平穩(wěn)性，有效的降低噪聲源的產(chǎn)生。減少窗式空調(diào)器的噪聲能夠給用戶帶來舒適的體驗(yàn)感，進(jìn)而帶來用戶的好評，給商家和產(chǎn)品帶來有利的影響。

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