王世平

摘 要：采用變頻空調(diào)外機(jī)噪音，通過(guò)對(duì)壓縮機(jī)、管路系統(tǒng)、節(jié)流裝置、冷媒噪音來(lái)源的分析，運(yùn)用阻尼降噪、消聲降噪、優(yōu)化節(jié)流裝置等方法，找到合適的解決策略。

關(guān)鍵詞：空調(diào)；噪音；方法

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高，家用空調(diào)中變頻空調(diào)的比重越來(lái)越高，變頻外機(jī)的噪音來(lái)源更加廣泛，解決難度更大。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的變頻外機(jī)，很多都存在噪音問(wèn)題，部分還傳入室內(nèi)，對(duì)消費(fèi)者造成嚴(yán)重的噪音困擾。目前，對(duì)于變頻外機(jī)噪音的研究往往還是局限于單一種類(lèi)的噪音，沒(méi)有從整機(jī)角度全面分析考量，影響變頻外機(jī)噪音的主要因素有壓縮機(jī)，管路系統(tǒng)，節(jié)流裝置及冷媒等，從產(chǎn)生原理分析，針對(duì)性的找到解決策略。

一、慨述

空調(diào)壓縮機(jī)是一種終端產(chǎn)品，它雖然不是直接面對(duì)廣大消費(fèi)市場(chǎng)，但卻是空調(diào)器部件市場(chǎng)最為重要的一環(huán)。在同壓縮機(jī)的其他各項(xiàng)性能相比噪聲振動(dòng)性能已經(jīng)越來(lái)越成為空調(diào)器市場(chǎng)和壓縮機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，例如作為熱交換效率及內(nèi)部結(jié)構(gòu)最為合理的設(shè)計(jì)，窗式空調(diào)器卻得不到目前國(guó)內(nèi)空調(diào)市場(chǎng)大多數(shù)用戶(hù)的青睞，原因就是窗式空調(diào)器的噪聲、振動(dòng)問(wèn)題。對(duì)空調(diào)器廠家來(lái)說(shuō)壓縮機(jī)的質(zhì)量性能最主要的有制冷制熱量、能效比、壽命、噪聲振動(dòng)、安全性指標(biāo)等構(gòu)成。在專(zhuān)門(mén)從事壓縮機(jī)噪聲、振動(dòng)實(shí)驗(yàn)的幾年中，對(duì)壓縮機(jī)噪聲和振動(dòng)方面特性均有了一定的了解，同時(shí)也具備了一定的對(duì)比分析判斷能力，而且還對(duì)目前國(guó)內(nèi)外多種牌號(hào)的同類(lèi)型旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)做過(guò)一些對(duì)比性試驗(yàn)。同時(shí)由于市場(chǎng)需要在某些試驗(yàn)中還曾對(duì)大量各種品牌的空調(diào)器做過(guò)各類(lèi)關(guān)于噪聲振動(dòng)的測(cè)試及排除故障疑點(diǎn)等工作。所以對(duì)于在空調(diào)器內(nèi)部由壓縮機(jī)引起的各類(lèi)噪聲振動(dòng)問(wèn)題及特性也有一定的理解。

二、變頻空調(diào)外機(jī)噪音的來(lái)源及方法

1、壓縮機(jī)噪音。壓縮機(jī)是室外機(jī)主要的噪聲源之一，研究降低壓縮機(jī)噪音對(duì)于降低整機(jī)噪音具有很重要的意義。目前家用空調(diào)使用的主要是轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)，轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)噪音類(lèi)型主要有氣體動(dòng)力性噪聲、機(jī)械噪聲和壓縮機(jī)儲(chǔ)液罐氣柱共振產(chǎn)生的噪聲以及儲(chǔ)液灌氣流噪聲等。氣體動(dòng)力性噪聲是氣體的流動(dòng)或者物體在氣體中運(yùn)動(dòng)引起氣體的振動(dòng)產(chǎn)生的。主要包括吸氣噪聲、排氣噪聲、壓縮噪聲、氣體流動(dòng)噪聲、制冷劑氣體在腔體內(nèi)的共鳴噪聲、潤(rùn)滑油噴射聲以及電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的渦流噪聲等。在轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)中，動(dòng)力性噪聲是主要的噪聲源之一，特別是排氣噪聲和氣體共鳴噪聲。這類(lèi)噪聲在轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)中主要采取消聲降噪技術(shù)來(lái)降低或者消除。機(jī)械噪聲是由固體振動(dòng)產(chǎn)生的，它來(lái)源于機(jī)械零部件之間的交變力，一般分為撞擊力，周期性作用力和摩擦力?？梢圆捎米枘峤翟牒透粽窦夹g(shù)降低機(jī)械噪聲。

壓縮機(jī)儲(chǔ)液罐氣柱共振產(chǎn)生噪聲，是由于壓縮機(jī)周期性的向管路吸氣，排氣，對(duì)管路中的氣柱產(chǎn)生激發(fā)力引起的。控制策略主要是通過(guò)調(diào)整儲(chǔ)液罐內(nèi)吸氣管長(zhǎng)度L，使氣柱固有頻率和激發(fā)頻率錯(cuò)開(kāi)，避免產(chǎn)生共振噪音。

儲(chǔ)液罐氣流噪聲也是轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)常見(jiàn)的噪音源，以下列舉一種常見(jiàn)的雙吸氣管儲(chǔ)液器，闡述儲(chǔ)液罐氣流噪聲的解決思路。氣體通過(guò)濾網(wǎng)后在進(jìn)入L 豎管之前形成渦旋，氣體壓力脈動(dòng)產(chǎn)生氣流噪聲，根據(jù)此種氣流噪聲有以下解決途徑：① 將L 豎管入口改為劈尖形，改善流動(dòng)結(jié)構(gòu)，抑制渦的形成，降低壓力脈動(dòng)；② 增加L 行豎管與濾網(wǎng)之間的間隙，改善壓力脈動(dòng)。

2、管路系統(tǒng)噪音。空調(diào)管路系統(tǒng)噪音產(chǎn)生的原因主要是配管系統(tǒng)與壓縮機(jī)產(chǎn)生共振，部分情況下噪音還可以通過(guò)配管系統(tǒng)傳遞到室內(nèi)，對(duì)用戶(hù)造成極不舒適的影響。對(duì)于管路噪音，有以下解決策略：

1）優(yōu)化配管系統(tǒng)，避開(kāi)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率。由于變頻壓縮機(jī)頻率變化范圍很廣，再考慮到壓縮機(jī)倍頻的影響，在實(shí)際操作中，其實(shí)是很難避開(kāi)的。因此就要求管路系統(tǒng)有很好的頻率適應(yīng)性。

2）消音器降噪。消聲器有阻性消聲器，抗性消聲器，目前空調(diào)外機(jī)主要使用的是抗性消聲器，抗性消聲器是利用管道上突變的截面或旁接共振腔，使沿管道傳播的某些頻率聲波，在突變的截面發(fā)生反射、干涉等現(xiàn)象，減弱壓縮波的強(qiáng)度，從而達(dá)到消聲目的。一般根據(jù)制冷劑壓力脈動(dòng)噪聲最高峰值或者異常噪音所在頻率及有關(guān)制冷劑的參數(shù)設(shè)計(jì)消聲器的長(zhǎng)度和擴(kuò)張比。

消聲器的長(zhǎng)度：

3）在部分壓縮機(jī)頻率點(diǎn)下，管路噪音極其惡劣，配管系統(tǒng)優(yōu)化也不能很好的解決，可以通過(guò)程序屏蔽掉部分頻率點(diǎn)的方式解決。但是，此種方法降低了空調(diào)的頻率調(diào)節(jié)范圍，應(yīng)當(dāng)慎重使用。

3、節(jié)流裝置噪音。變頻空調(diào)的節(jié)流裝置一般為電子膨脹閥。電子膨脹閥處產(chǎn)生的噪音主要是由于急劇的壓力變化產(chǎn)生的。可以采用在電子膨脹閥和室內(nèi)機(jī)之間加入毛細(xì)管的方法來(lái)削減噪音。毛細(xì)管降噪原理為：在配管內(nèi)傳遞的冷媒音，通過(guò)斷面積急劇變化的部位的音波反射起到減音的效果。但是需要注意，采用毛細(xì)管減音時(shí)應(yīng)盡可能的短，避免毛細(xì)管節(jié)流而影響電子膨脹閥使其調(diào)節(jié)范圍變窄。

在變頻機(jī)中，電子膨脹閥隨著外機(jī)的頻率變化會(huì)做出相應(yīng)的開(kāi)度調(diào)整。可以?xún)?yōu)化電子膨脹閥控制邏輯，減小節(jié)流處的壓縮波，降低低頻噪聲和嘯叫聲。具體方式為：需要壓縮機(jī)升高頻率時(shí)，先開(kāi)大電子膨脹閥再升頻；而需要壓縮機(jī)降頻時(shí)，先降低壓縮機(jī)頻率再關(guān)小電子膨脹閥。

4、冷媒噪音。冷媒在制冷系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)時(shí)，在系統(tǒng)的多個(gè)部位會(huì)產(chǎn)生冷媒音。冷媒音的能量是由冷媒的壓力損失轉(zhuǎn)換來(lái)的，具有以下特征：①容易在配管的分配、合流、擴(kuò)大、縮流、彎曲等部位產(chǎn)生；②容易在低壓側(cè)產(chǎn)生；③由于冷媒氣態(tài)和液態(tài)的壓損差異，容易在汽液兩相區(qū)域產(chǎn)生；④容易在急劇發(fā)生壓力變化時(shí)產(chǎn)生；⑤即使冷媒音發(fā)生在室外，也可以通過(guò)配管傳入室內(nèi)。針對(duì)制冷系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)冷媒音，解決策略為：①利用阻尼塊削減冷媒音。一般采用在音源部分表面粘貼阻尼塊，使音源部位的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為熱能耗散，降低音源部位的冷媒音；②從系統(tǒng)軟件控制上防止冷媒音。軟件控制的目的是避免系統(tǒng)發(fā)生急劇的壓力變動(dòng)而引起冷媒音，以及避免汽液兩相冷媒流入電子膨脹閥產(chǎn)生冷媒音。主要方法有：合理設(shè)定電子膨脹閥的基準(zhǔn)開(kāi)度和開(kāi)度調(diào)整步長(zhǎng)；通過(guò)蒸發(fā)器出口的過(guò)熱度或冷凝器出口的過(guò)冷度來(lái)控制電子膨脹閥開(kāi)度，保證進(jìn)入電子膨脹閥的冷媒有足夠的過(guò)冷度。③利用消音器削減冷媒音。消音器的消聲機(jī)理已經(jīng)在管路噪音部分?jǐn)⑹龃颂幉辉儋樠浴?/p>

家用變頻外機(jī)的噪音來(lái)源主要有壓縮機(jī)，管路系統(tǒng)，節(jié)流裝置，冷媒等，只有從噪音產(chǎn)生的根源出發(fā)，才能有的放矢的進(jìn)行相應(yīng)的消音降噪處理，綜合運(yùn)用多種方法，優(yōu)化家用變頻外機(jī)的噪音。

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（作者單位：黑龍江省牡丹江市富通汽車(chē)空調(diào)有限公司）