风机盘管机组噪声分析

1、第11卷 第3期2011年6月REFRIGERATIONANDAIR CONDITIONING94 97风机盘管机组噪声分析李强(特灵空调系统(中国)有限公司中山分公司)摘 要 描述我国风机盘管机组噪声问题的现状,分析导致风机盘管机组噪声的3个主要因素,并着重阐述低频噪声的判断方法以及施工规范对预防风机盘管机组噪声的重要性。关键词 风机盘管机组;低频噪声;安装规范NoiseanalysisoffancoilunitLiQiang(ZhongshanBranch,TraneAirConditioningSystem(China)Co.,Ltd.)ABSTRACT Describesthenois

2、estatusoffancoilunit(FCU)inChina,analyzesthemainthreefactorswhichmayleadtoFCUnoise,andemphaticallyelaboratesthemethodsabouthowtojudgelowfrequencynoiseandtheimportanceofconstructionstandardforpreven tingthenoisefromFCU.KEYWORDS fancoilunit;lowfrequencynoise;installationspecification 风机盘管机组是一种将风机和表面式换

3、热盘管组装在一起的装置。因其拥有独立调节、易实现分区调节控制、体积小、安装方便、无回风管道及造价低等优点,成为中央空调理想的末端产品,被广泛应用于宾馆、办公楼、医院、科研机构等场所。据不完全统计,2009年风机盘管机组在国内销售值大约有35亿元人民币。而根据有关部门预计,2010年风机盘管机组销售值增长幅度将高于主机,增幅可能超过25%。但随着我国对风机盘管机组需求的加大,加之其作为用户直接接触的末端产品,其售后问题也成为顾客投诉的焦点。TROX于2004年在英国所做的调查表明,53%的投资方会遇到风机盘管机组的噪声问题,79%的投资方会选择在下单前进行样机试验。而在我国虽然还没有权威的调查数

4、据,但从各种渠道了解的情况看,投诉风机盘管机组噪声问题的顾客不在少数。笔者下面将从3个方面对风机盘管机组噪声问题展开论述。1 厂家原因这是因为空调厂家或其供应商设计、操作不收稿日期:2010 12 28:,前/合理导致。比如风轮厂家的动平衡检测不过关、安装不到位;电机厂家的径向磁拉力设计不平衡;空调厂家的装配不到位等都有可能产生噪声问题。关于该点笔者将侧重介绍一个低频噪声的实例以供参考。1.1 噪声概述噪声是发生体做无规则振动时发出的声音。噪声污染可以按声源的机械特点分为气体扰动产生的噪声、固体振动产生的噪声、液体撞击产生的噪声以及电磁作用产生的电磁噪声。按声音的频率可分为低于400Hz的低频

5、噪声、4001000Hz的中频噪声及高于1000Hz的高频噪声。按时间变化的属性可分为稳态噪声、非稳态噪声、起伏噪声、间歇噪声以及脉冲噪声等。低频噪声是指音量频率特性以低频(约100Hz以下)为主,1980年在丹麦召开的国际会议定义1100Hz的声音为低频噪声(lowfrequencynoise),1/3音阶中心频率为263Hz。在一般情况下,对生理直接的影响不算很明显,但其对人体会产生压迫感,对睡眠及心理的影响相当大。GB/T19232 2003对低频噪声方面的规定还没有涉及。第3期李强:风机盘管机组噪声分析 951.2 风机盘管机组低频噪声判断方法研究人员使用频谱测量和描述声音频率特性。频

6、率常用倍频程和1/3倍频程表示。倍频程有10个中心频率:31.5,63,125,250,500,1000,2000,4000,8000和16000Hz,后一个频率均为前一个频率的2倍,因此称为倍频程,而且后一个频率的频率带宽也是前一个频率的2倍。在一些更为精细的要求下,将频率更细地划分,形成1/3倍频程,也就是把每个倍频程再划分成3个频带,中心频率是20,31.5,40,50,63,80,100,125,160,200,250,315,400,500,630,800,1000,1250,1600,2000,2500,3150,4000,5000,6300,8000,10000,12500,16

7、000和20000Hz等30个频率。同时,为了模拟人耳听觉在不同频率有不同的灵敏性,在声级计内设有一种能够模拟人耳的听觉特性,把电信号修正为与听感近似值的网络,这种网络称为计权网络。通过计权网络测得的声压级,已不再是客观物理量的声压级(称线性声压级),而是经过听感修正的声压级,称为计权声级或噪声级。计权网络一般有A,B和C三种。A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性,B计权声级是模拟5585dB的中等强度噪声的频率特性,C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性。三者的主要差别是对噪声低频成分的衰减程度,A衰减最多,B次之,C最少。A计权声级由于其特性曲线接近于人耳的听感特性,因此是

8、目前世界上噪声测量中应用最广泛的一种,B和C已逐渐不用。风机盘管机组低频噪声一般采用以下2种方法判断:1)不用仪器判断,但是有经验的人员才能判断出来。可以把风机盘管机组电机分别开到高、中、低档,然后仔细聆听并进行对比。普通噪声在高风档时比较明显,但低频噪声在中、低风速时比较明显。该声音比较闷,而且因其属于低频音,容易绕过物体,不易被消除。2)采用测量仪,用1/3倍频程测量,并进行频谱分析。表1是笔者在一个项目所测量的10台风机盘管机组的低频噪声数据(表中Hz简写为H,kHz简写为k)。表1 某项目现场风机盘管机组低频噪声测试结果No.AP(A)12.5H16H145.714.516.5245.

9、71417.6347.713.717.8455.31317.8547.215.317.9649.712.318746.714.317.5845.60.82.8949.100.5400H500H630H800H2222.522.223.423.822.82324.224.224.22523.932.93634.93927.31.28.27.30.28.56739132.935.1313032.130.331.836.130.628.634.131.833.233.328.930.335.130.520H10.610.1109.412.78.911.87.81.91k2625.825.438.53

10、4.536.329.131.536.631.325H31.5H13.715.311.812.711.613.311.113.814.816.58.811.413.615.111.517.59.713.81.25k1.6k22.722.323.522.622.221.436.835.430.632.527.630.936.829.129.31.27.30.37.29.19435640H17.315.516.519.119.514.219.415.512.22k20.821.920.735.427.530.226.527.436.42850H19.718.317.718.520.116.422.5

11、19.513.62.5k19.220.119.835.927.329.226.530.437.92863H18.717.417.520.521.118.520.424.922.43.15k17.718.618.933.226.129.426.831.534.928.480H25.424.624.434.425.527.322.527.631.14k17.517.518.730.925.127.426.23034.626.2100H125H160H44.326.12043.925.620.543.725.118.25435.125.343.426.121.346.72818.938.224.92

12、5.837.724.8273825.728.75k6.3k8k16.516.416.516.216.216.317.917.417.228.726.523.923.926.425.72532.723.722.423.124.423.130.120.620.919.522.320.727.918200H250H315H18.619.827.619.42129.220.722.329.622.826.731.625.826.330.424.828.230.724.629.326.924.724.625.626.829.62810k12.5k16k15.916.620.915.916.621.816

13、.417.126.820.718.826.519.319.120.316.524.415.21817.718.913.418.913.323.424.726.423.525.427.8注:1)测试仪器:RIONNL-22;采用A计权网络;风机盘管机组开中档。2)AP(A)中AP表示平均值,(A)表示采用的是A计权网络。对表1数据进行整理,绘制得到图1。由图1可以很容易发现,在100Hz附近的噪声幅度最大。所以这就是判断风机盘管机组低频噪声的第2种方法:看是否在100Hz附近有明显的噪声存在。这里需要说明的是,图中系列9因除Hz,96第11卷实际需要。当然,噪声和风量是2个彼此制约的参数,过分地

14、注重任何一个参数都是不明智的。因此建议选用机组时不宜片面追求低噪声。关于该点笔者在此将不作重点阐述。3 安装现场原因我国的施工和监理还不是相当的规范,因此很多噪声产生于施工现场。比如风机盘管机组经常会被打开包装随意堆放在工地上,或者安装好图1 风机盘管机组低频噪声测试结果图后不做塑料等隔离处理,在漫长的工期结束后,验收时才发现因大量灰尘进入轴承、安装不当等原因导致的噪声问题。在某大型酒店工程投诉中,反映有多台风机盘管机组噪声异常,更换电机、风机后仍然无法解决噪声问题,客户要求去现场查看原因。笔者首先去现场了解了基本情况,因该项目工期较长,打开检修板和过滤网后,发现风机盘管机组上方铺满灰尘,而且

15、布线比较凌乱(见图2和图3)。按设计要求,风机盘管机组出风口都接有大约2m的风管,但该风管比较弯曲,且没有采取软接。在测试点测的A计权噪声达到60dB(A)左右(包括背景噪声)。而且注意到在出风口处明显有刺耳的风啸声,但是回风口处不明显。系列数据比较,其800Hz到12.5kHz频率的数值显得较大,笔者将该频率段作为特例,不做重点讨论。之所以用100Hz作为判断低频音的标准,是因为100Hz属于我国工频50Hz的整倍数,是最容易导致机体产生共振、发生低频音的频率。洪有明等通过实验分析了产生100Hz低频噪声的原因:风机叶轮转速增加,风速加快,空气流动摩擦力加大,整机噪声同比会增大,是产生噪声的

16、原因之一;电机传动轴变细,导致电机稳定性能略低,影响风扇叶轮运行过程中动平衡的稳定性,是原因之二;电机安装位置和角度不理想,运行中的机械振动传导,使整机钣金发生振动,经过外围钣金连接传导,导致整个机体产生共振,发出低频响声,是原因之三。经过频谱分析和实验,总结出100Hz频段出现的低频噪声与整机装配有密切关系,大部分是因机械振动所产生。避免振动部件与声源扩散部件的直接接触,阻断或削弱传声途径,才是彻底解决此类整机异常噪声的根本方法。当然如上的噪声原因分析是建立在电机不存在像单边电磁拉力不平衡等设计问题的基础上的。2 设计院或相关单位选型原因有的设计者为了满足设计风量的要求,在风机盘管机组选型时

17、习惯留有一定余量,以防止现场风管太长等因素产生,而这样就导致用户在使用时的噪声偏大。李德志7提到:风机盘管机组因选择不当,其送风量过大,而室内的热负荷偏小,送风温差小,将导致房间相对湿度过高,温度偏低,噪声加大。5吴国珊通过对比风机盘管机组的几种选型方法后得出:根据显热负荷、全热负荷并在校核风6图2 风机盘管机组安装仰视图经过高、中、低档运行比较发现,只要风机运转,该刺耳的风啸声就存在。后来尝试堵住新风口,发现噪声明显下降。因此问题原因为:新风口安装不规范,新风口直对风轮,导致新风旋入风轮产生噪声,然后噪声被风管扩大。检测多台风机盘管机组,发现存在相同问题(见图4)。最后建议安装方在新风口安装

18、一个挡板,避免新风直接进,第3期李强:风机盘管机组噪声分析 97 得到消除,A计权噪声在4450dB(A)之间。 为了尽量避免因现场安装原因而导致的噪声问题,下面列出了几个现场需要注意的因素: 确保风机盘管机组安装到位,四角受力均匀,吊杆锁紧螺母。 风机盘管机组与进出水管之间一般要采用不锈钢软接。 风口尽量采用帆布软接。严格按照施工规范操作,杜绝偷工减料。4 结束语为了避免风机盘管机组的噪声问题,需要全方位的配合。对于厂家来说,要求加大来料的检验力度,避免振动噪声和低频音;对于设计者来说,要求尽可能地深入现场,通过实际需求来选择最合适的风机盘管机组;对于施工方来说,要严格遵守施工规范,并确保对风机盘管机组试运行前的保护。参考文献1 朱勇.中央空调M.北京:人民邮电出版社,2003.2 龚崇实.通风空调安装技术实用手册M.北京:中国建材工业出版社,1999.3 陈维刚,罗伦.中央空调操作实训M.上海交通大学出版社,2008.4 徐勇.通风与空气调节工程M.北