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        風機盤管的噪聲控制

        2016-10-22 03:20:59程方慰
        中國設備工程 2016年11期

        程方慰

        (寧波奧克斯電氣股份有限公司,浙江 寧波 315000)

        風機盤管的噪聲控制

        程方慰

        (寧波奧克斯電氣股份有限公司,浙江 寧波 315000)

        風機盤管的噪聲主要來源為風機噪聲和風吹翅片的氣流噪聲,這里對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;風機盤管;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越普遍,人們對噪聲的要求也越來越高。本文主要介紹了幾種降低風機盤管噪聲的方法,并根據(jù)實驗對比,得出一種最優(yōu)的結(jié)構(gòu)方案。

        1 噪聲來源

        風機盤管的噪聲來源主要有2種:(1)機械振動噪聲。機組在運行過程中由于風葉、風機、風機軸和機組殼體的振動產(chǎn)生噪聲。(2)空氣動力學噪聲??諝饬鹘?jīng)回風過濾網(wǎng)、空氣在箱體中的流動、風吹換熱器翅片以及空氣在風機中流動產(chǎn)生的噪聲??諝鈩恿W噪聲也是風機盤管噪聲的主要來源,是我們降噪的主要對象。

        2 降低噪聲的途徑

        (1)降低機械振動噪聲。為了減少機械振動噪聲,在結(jié)構(gòu)設計方面,我們應盡量優(yōu)化機組殼體的結(jié)構(gòu),增加機組殼體的結(jié)構(gòu)強度,避免較薄的鈑金承受較大的力后彎曲變形,安裝風機、電機的固定板要有足夠的結(jié)構(gòu)強度。在機組整體結(jié)構(gòu)設計完成后,需利用有限元分析軟件分析計算出機組殼體的固有頻率,檢查機組殼體的固有頻率是否在風機、電機的適用轉(zhuǎn)速頻率附近,避免造成共振。(2)降低空氣動力學噪聲。空氣動力學噪聲是由于氣體壓力變化引起氣體擾動,氣體與其它物體相互作用所致。為了降低空氣動力學噪聲,我們可以改善單個元器件的結(jié)構(gòu),也可以從整個機組結(jié)構(gòu)入手,在出風口或是進風口處增加消聲元器件,對整個機組進行降噪處理。風機盤管的風葉可以設計為機翼型,利用有限元分析優(yōu)化流場。以850 m3/h風量的臥式暗裝風機盤管為例,在額定風量下,出口靜壓為12 Pa時,機翼型風葉的噪聲為38.2 dB,而老式的普通風葉噪聲為39.8 dB,相對于普通風機,改進后的機翼型風葉風機噪聲值可降低1.7 dB。由于風葉噪聲的聲功率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)學式表達:

        W∝ρξD2V6/C3(1)

        式中:ξ—阻力系數(shù);V—葉片圓周速度;D—風機葉輪直徑;

        ρ—空氣密度;C—聲速。如果風葉轉(zhuǎn)速不變,改變?nèi)~輪直徑,有如下數(shù)學表達式:

        如果風葉轉(zhuǎn)速改變,葉輪直徑不變,有如下數(shù)學表達式:

        式中:L1、L2—風量;N1、N2—風機消耗功率;D1、D2—風機葉輪直徑;n1、n2—風機轉(zhuǎn)速;從(1)式可以得出,降低風機轉(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,不論是降低風機轉(zhuǎn)速,還是減小葉輪直徑,都會造成風量和風壓減少,從而造成機組制冷能力的下降。換熱器翅片片距對噪聲的影響比較大,我們在普通臥式暗裝風機盤管前面增加一個消聲段,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組上做對比試驗,在機組出風口前1米下1米處測試噪聲值,測試數(shù)據(jù)如表1。

        表1 風盤分別裝1.5 mm片距和2.5 mm片距換熱器的噪聲值

        為了驗證增加消聲結(jié)構(gòu)對整機噪聲的影響,我們設計了一個波浪形格柵消聲結(jié)構(gòu),分別裝在機組的進風口和出風口處,并做了對比試驗。當該消聲裝置裝在機組進風側(cè)時,在機組前1米下1米處測得的噪聲值為39.2 dB,略高于不增加消聲裝置。當該消聲裝置裝在機組出風側(cè)時,測得的噪聲值為34.6 dB,降噪效果非常明顯。兩次試驗以及不增加消聲裝置的試驗數(shù)據(jù)如表2。

        表2 風盤不裝消聲格柵以及消聲格柵安裝在不同位置的噪聲值

        從實驗數(shù)據(jù)可以看出,當消聲裝置裝在進風側(cè)時,并不會給機組帶來降噪的效果,反而會使整機的噪聲略微增加;當消聲裝置裝在出風側(cè)時,會有非常明顯的降噪效果,對此原因分析如下:當消聲裝置裝在進風側(cè)時,會對氣流進入風機產(chǎn)生影響,因為此時的氣流通道變窄,會造成空氣進入風機不暢,增加風機噪聲。當消聲裝置裝在機組出風側(cè)時,整個機組的氣流噪聲都會在該消聲裝置中得到減弱,對降噪能夠產(chǎn)生非常明顯的效果。

        3 結(jié)論

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

        [1] 華中工學院編.通風機 .武漢:華中工學院出版社,1987. [2] 中華人民共和國國家標準.GB/T 14294-2008.

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        1671-0711(2016)09(上)-0063-02

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