热泵论文关于风管送风式空调热泵机组噪声设计优化论文范文参考资料

热泵论文关于风管送风式空调热泵机组噪声设计优化论文范文参考资料 刘永峰 格力电器（合肥）有限公司 安徽合肥 230088 【摘要】风管送风式空调热泵机组100赫兹处的峰值成因是异步电机的磁场作用造成的，与电源频率有关，通过减轻离心风叶重量的方法来避开共振点是一个快捷有效的手段。 【关键词】风管送风式空调热泵机组;噪声;100赫兹 1.引言 目前商用户式*空调一般分类主要有三种，第一类是风管送风式空调热泵机组；第二类是风冷热泵冷热水机组；第三类是多联机。其中风管送风式空调热泵机组产品在办公场所比较普及，一方面是人们对噪声要求的标准在提高，另一方面也凸显出风管送风式空调热泵机组噪声问题的严重性。 对于风管送风式空调热泵机组在设计初期噪声明显的异常，本人结合实例分析，通过实验测试分析的手段和结构优化的方法，改善噪声的同时提高用户体验，为大家在风管送风式空调热泵机组开发过程出现的噪声异常的整改提供数据和参考意见。 2.异常分析及结构优化 2.1异常分析。风管送风式空调热泵机组，也俗称风管机、隐藏式空调，其室内机和*空调的一种末端（风机盘管）基本一样，都是采用吊顶的形式，如图1所示： 我们在开发一款12000W风管送风式空调热泵机组时，内机出现明显“嗡嗡”声，频谱显示在100赫兹的点出现27.4dB的噪声峰值，噪音总值为35.3dB ，实测转速为490转/分钟（电机空载转速520转/分钟），为如图2所示： 分析过程：首先风管送风式空调热泵机组的风道系统主要由4大部件组成，分别是单相异步电机、离心风叶、蜗壳、钣金盖板，其中唯一的振动源便是单相异步电机，而单相异步电机在工作时会分解成正序和负序两磁场共同作用（这两个磁场频率与电源频率相同，所以一起作用力波频率乘以2，所以是100赫兹，而不是150HZ，也不是50HZ，有时出现200HZ要不是2阶次电源谐波产生，要不是100赫兹整数倍的谐振），其结果是会产生切向旋转100赫兹力波，也就是说100赫兹噪声是单机异步电机正常运转时自带的固有电磁力波造成的，但是又因为单相电机体积小，电机固有频率高，定子刚度大，电机虽然存在这个100赫兹力波振动，一般不会直接从电机本身往外辐射出去，但它很容易与连接机构和风叶产生共振并放大。 第一步我们目前找到了噪声单相异步电机，而频谱显示噪声峰值也正好是在100赫兹，很好的证明了“嗡嗡”声的正是单相异步电机。第二步我们就要寻找是什么原因造成这个噪声被放大呢因为我们发现当把异常电机单独运转测试时耳听并无明显“嗡嗡”声，频谱显示峰值也不是在100赫兹，可见此次噪声异常的重点是需要找出是什么原因造成100赫兹的力波噪声被放大。 随后我们验证了三种组合，分别是单相异步电机+离心风叶、单相异步电机+离心风叶+蜗壳、单相异步电机+离心风叶+蜗壳+钣金盖板。 1）单相异步电机+离心风叶组合 通过半消声室测试示，噪声频谱显示在10 0 赫兹的点出现28.4dB的噪声峰值，噪音总值为33.2dB ，实测转速为490转/分钟，耳听 “嗡嗡”声明显，如图3所示： 2）单相异步电机+离心风叶+蜗壳组合 测试结果为100赫兹的点出现29.4dB的噪声峰值，噪音总值为35dB ，实测转速为490转/分钟。 3）单相异步电机+离心风叶+蜗壳+钣金盖板组合 测试结果为10 0赫兹的点出现29dB的噪声峰值，噪音总值为35dB ，实测转速为490转/分钟。通过这3个组合测试结果可以发现当电机加上离心风叶后，,100赫兹处的峰值噪声被明显放大到不可接受的程度，并且噪声频谱显示的情况和耳听情况也吻合，也就证明了风管送风式空调热泵机组的离心风叶是本次噪声异常的主因。 当这个结论出来后另一个问题就紧跟着出现了，为什么这个原本并不明显的100赫兹的电机噪声会被风叶放大到这个程度呢 要弄清楚这个问题首先需要对这款离心风叶进行分析，我们发现本次涉及的离心风叶的材质为ABS加10的玻璃纤维，其固有频率为110HZ,这个频率很接近电机的频率,风叶设计要求重量为460克，实测465克。另外通过高速摄像机可发现风叶在以500转/分钟的速度转动过程中会出现蠕变现象。根据风叶的这2个情况，我们判断噪声放大的主要原因正是电机与风叶共振点重合造成噪声被放大，也就是风管送风式空调热泵机组结构性共振造成本次噪声异常。 结构优化：基于以上结构性共振造成本次噪声异常的判断，我们定的整改方向是在错开风叶共振点的基础上提高风叶刚度。首先我们验证了3个批次的风叶，重量分别是450克，460克，470克。其中450克风叶噪声频谱显示在253.1HZ的点出现18.5dB的噪声峰值，噪音总值为34.1dB ，实测转速为520转/分钟，耳听 无“嗡嗡”声明显，如图4所示： 460克风叶噪声频谱显示在10 0赫兹的点出现27dB的噪声峰值，噪音总值为33dB，实测转速为510转/分钟，耳听“嗡嗡”声明显；470克风叶噪声频谱显示在200HZ的点出现27dB的噪声峰值，噪音总值为29dB，实测转速为500转/分钟，耳听“嗡嗡”声明显。 经测试发现450克风叶固有频率为28HZ,4 60克风叶固有频率为115HZ，470克风叶固有频率为180HZ。从测试结果来看，只有450克的风叶测试数据合格，对于470克风叶的频率避开了电机频率，但是测试结果也不合格的情况，我们评估主要是因为电机负载较重的情况下，电机的100赫兹的噪声不通过其他结构，本身就会本放大（通过单电机堵转测试可以验证）。另外我们通过验证发现风叶材质为ABS加10的玻璃纤维风叶当玻璃纤维含量从10提高到15、20这2个比例时，风叶的蠕变量明显减小，但是同步变化的是风叶的重量，玻璃纤维含量15、20时风叶重量分别为470克、490克，可见玻璃纤维含量越高风叶重量也越高。但是噪声改善效果并不明显。 3.结论 本文通过开发过程的实例，对风管送风式空调热泵机组的噪声异常进行分析，并通过不同方面进行整改优化，结果总结如下：1）风管送风式空调热泵机组100赫兹处的峰值成