何伟光
珠海格力电器股份有限公司 广东珠海 519070
摘要：组合式空调箱被广泛的应用在商场、医院、车站、博物馆等公共场合，提升了空气质量及环境舒适度。但是在组合式空调箱实际运行过程中，要处理升温、降温、加湿、除湿、净化、过滤等等功能，机组需要更大的风压去克服这些元器件产生的阻力，另外随着使用空间的受限，空调箱的单体风量需求也越来越大。因此，在使用大风量、大风压的组合式空调机组的同时，设备噪声问题越来越严峻，必须做出低噪声的空调箱才会赢得市场的需求。
关键词：组合式空调箱；噪声；分析；控制方法
组合式空调箱主要是通过空气处理功能，而组装成的不自带冷源的空气处理设备，可以实现对空气进行多种的处理，对空气进行过滤和冷却，还能进行一次加热和二次加热等，从而满足实际空气处理要求。因此，本文重点针对组合式空调箱噪声来源进行分析，然后提出相应的控制方法。
一、组合式空调箱噪声来源
空调箱系统的噪声来源主要由气动噪声、机械噪声和电磁噪声三大部分组成。下面就分别展开论述。
（一）气动噪声。主要由离心风叶旋转噪声旋涡噪声组成，如果风机直接排入大气中，还有排气噪声。
旋转噪声是由叶轮上均匀分布的叶片打击周围气体介质，引起周围气体压力脉动而产生的噪声；旋转噪声与叶轮圆周速度的10次方成正比。
旋涡噪声主要是因气流流经叶片时产生紊流附面层及旋涡与旋涡分裂脱体，从而引起叶片上压力的脉动而产生的噪声，旋涡噪声与叶轮圆周速度的6次方成正比。
（二）机械噪声。机械噪声是空调器产生异常噪声的主要原因，各部件在运行时会产生振动和噪声，同时也会激发与其相连的其他零部件产生机械振动，并向外辐射噪声，这包括了空调器内部各组件工作时自身发出的噪声和组件间相互影响而发出的噪声，与结构设计方案和制造、装配精度有着密切联系。
（三）电磁噪声。电磁噪声的产生是由驱动风机的交流电机而引起的交流噪声。
二、某博物馆的恒温恒湿空调箱机组噪声分析
（一）参数要求
国内某博物馆的恒温恒湿空调箱机组，机组具体参数要求：
风量：17000m3/h；机外余压：350pa；噪声：50dB
制冷量：120kw；制热量：70kw；加湿量：35kg/h；电加热：70kw；
具体空气处理流程如图1（附方案图）：
图1
考虑到机房空间的限制，机组采用双层结构设计，空气处理过程主要包括以下流程：上层进风→初中效过滤→蒸发制冷→电加热→电极加湿→转弯→风机送风→均流→消声→高效→下层送风。
首先空调风机选型设计，根据空调箱规格，遵循以下四点规则进行风机选型：
Ａ．同等大小的风叶，选择风机圆周速度较小的；
Ｂ．同一类型不同大小的风叶，应该叶轮越大，噪声越小；
Ｃ．同类风机，频率最高点，也是噪声最低点；
Ｄ．低压采用前弯多叶风机，中高压采用后弯机翼型风叶。
选型结果：
风机型号：机翼型离心风机500TM，风机转速：2007r/min；噪声：84dB（声压级）
针对风机部件的隔音措施如下：
1.空调箱采用50mm的聚氨酯双层面板进行隔挡风机高频噪声；
2.空调箱内表面安装微孔玻纤板吸收风机高频噪声；
3.空调箱外部采用2.0mm不锈钢板内夹毛毡隔挡电机低频噪声；
4.针对风机进行隔音隔振处理，采用毛毡把外部包裹起来；
5.针对风机部件的重量及振动频率选择合适的减振器，减少振动噪声。
（二）消声计算：
空调箱机组本身自带阻性片式消声器，其声衰减量如下：
NR=K（P/S）L
式中：NR：消声器的衰减量（dB）
K：消声系数（一般取1.2）
P：消声器通道周长（m）
S：消声器通道的截面积（m2）
L：消声器的长度（m）
消声器长度90mm，根据结构设计，求得单个通道的周长和截面积：
通道A：
P1=（1.58+0.128）×2=3.416m，
S1=1.58×0.128=0.20224 m2
通道B：
P2=（1.58+0.175）×2=3.51m，
图2
S2=1.58×0.175=0.2765m2
P=（P1×2+F2×3）/5=3.472m，
S=（S1×2+S2×3）/5=0.247m2，
L=0.9m
根据公式求得900mm长的消声器消声量为NR=15.18dB
实验过程针对片式消声器的分布进行了优化调整，对片式消声器的安装位置及间距进行了多次调整，在机组送风口端面进行测试对比，选择噪声比原来小了2dB的方案进行。
（三）微孔板吸音分析
原始设计方案是机组内部全部安装50mm的孔板吸音板，但是效果不是十分理想，与没有吸音板相差只有3dB。
吸音除了跟声源的频谱特性及结构相关外还与以下三点紧密相关：
A.吸音减噪只对反射声有效，对直达声不起作用；
B.吸音减噪与吸音材料数量不成正比，必须合理确定吸声处理面积。
机组测试频谱如图3（没有毛毡隔音）：
图3
上图看出，机组噪声仍为约61dB，距离目标值差11dB，高分贝的点出现在低频处。进上步的隔音处理（中高频一般采用消声、吸声处理，低频一般采用隔音处理）。
采用处围增加不锈钢+毛毯隔音处理。进行多次试验验证，确定了需要增加隔音板处理的具体方位，主要是下层及底部进行隔音处理。上层增加没有效果。
（四）双层板隔音量计算：
TL=161g（m1+m2）+8+△TL
（m1+m2≥200kg/m2）
TL为隔音量，m为单层板面密kg/m2，m1和m2为双层板面密度kg/m2，
△TL为空气层的附加隔音量，一般取6~12dB
下面是隔音板面密度与隔音量的关系（如图4）：
遵循质量定律，面密度越大，隔音效果越好；
完全密闭效果最好，带通风散热消声器的效果约为完全密闭的一半。
空调箱采用50mm的聚氨酯双层板
按照经验公式估算出实际机组的隔音量约：16~19dB
试验结果：
风量：17000m3/h；机外余压：350pa；噪声测试值：52dB，频谱如图5：
三、组合式空调箱噪声控制措施
在组合式空调箱实际运行中，需要克服各种各样空调阻力，产生离心风机噪声、电动机噪声和气流噪声等，对空调运行产生不利的影响。因此，下面主要分析组合式空调箱噪声控制措施。
第一，选择低噪声的离心风机和电动机。在整个组合式空调系统中，离心风机和电动机是噪声产生的主要来源。在离心机运行过程中，由于叶轮驱动产生电流噪声和旋转噪声。在电动机运行过程中，会产生电磁噪声、机械噪声以及动力噪声。这对以上存在的问题，技术安装人员可以选择双进风离心通风机，为了保证组合式空调箱能够正常运行，需要重点做好平衡实验。由于双进风离心通风机包括多种类型，安装人员需要根据实际情况，选择最佳的风机类型。在电动机选择过程中，安装人员要严格按照设计要求，选择性能良好的电动机，控制好噪声源，然后安装相应的减震装置，最大限度降低电动机在运行过程产生的噪音。
第二，做好隔声设计。就目前而言，组合式空调箱体主要以模块化双层夹芯板的板块结构为主，其中材质主要为聚氨酯，具有很高的吸声系数，在实际应用过程中，可以吸收大量的噪声，降低噪声污染。因此，安装技术人员需要针对设计要求，选择最佳的空调机组，从而满足实际需求，控制好的组合式空调箱噪音，为人们提供更加优质的服务。
第三，做好组合式空调消声设计。在通常情况下，技术安装人员可以采用阻性片式消声器和微穿孔片式消声器。其中阻性片式消声器内部含有很多的吸声材料，在表面采用镀锌的方式，可以保证整体结构的紧凑性，提升了消声频率的宽度，根据空调实际运行的情况，消声量可以达到10dB-25dB之间。微孔穿片消声器主要由镀锌钢板组成，属于全金属结构，安装技术人员可以改变穿孔直径和穿孔率，进一步拓宽吸声频带，对实际的消声值进行控制，提升噪声的控制效率，满足设计的基本要求。
综上所述，在组合式空调实际运行过程中，受到内部系统的影响，会产生各种形式的噪声，因此，安装技术人员需要分析发空调箱产生噪声的来源，然后采取针对性的解决措施，提升空调机组隔音、消音的效果，最大限度降低关空调噪声，避免对人们的生活产生不利影响。
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论文作者:何伟光
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/9/29
标签：噪声论文; 空调论文; 风机论文; 消声器论文; 组合式论文; 机组论文; 电动机论文; 《防护工程》2018年第11期论文;