風機盤管機組噪聲分析

1、第11卷 第3期2011年6月REFRIGERATIONANDAIR CONDITIONING94 97風機盤管機組噪聲分析李強(特靈空調(diào)系統(tǒng)(中國)有限公司中山分公司)摘 要 描述我國風機盤管機組噪聲問題的現(xiàn)狀,分析導致風機盤管機組噪聲的3個主要因素,并著重闡述低頻噪聲的判斷方法以及施工規(guī)范對預防風機盤管機組噪聲的重要性。關鍵詞 風機盤管機組;低頻噪聲;安裝規(guī)范NoiseanalysisoffancoilunitLiQiang(ZhongshanBranch,TraneAirConditioningSystem(China)Co.,Ltd.)ABSTRACT Describesthenois

2、estatusoffancoilunit(FCU)inChina,analyzesthemainthreefactorswhichmayleadtoFCUnoise,andemphaticallyelaboratesthemethodsabouthowtojudgelowfrequencynoiseandtheimportanceofconstructionstandardforpreven tingthenoisefromFCU.KEYWORDS fancoilunit;lowfrequencynoise;installationspecification 風機盤管機組是一種將風機和表面式換

3、熱盤管組裝在一起的裝置。因其擁有獨立調(diào)節(jié)、易實現(xiàn)分區(qū)調(diào)節(jié)控制、體積小、安裝方便、無回風管道及造價低等優(yōu)點,成為中央空調(diào)理想的末端產(chǎn)品,被廣泛應用于賓館、辦公樓、醫(yī)院、科研機構等場所。據(jù)不完全統(tǒng)計,2009年風機盤管機組在國內(nèi)銷售值大約有35億元人民幣。而根據(jù)有關部門預計,2010年風機盤管機組銷售值增長幅度將高于主機,增幅可能超過25%。但隨著我國對風機盤管機組需求的加大,加之其作為用戶直接接觸的末端產(chǎn)品,其售后問題也成為顧客投訴的焦點。TROX于2004年在英國所做的調(diào)查表明,53%的投資方會遇到風機盤管機組的噪聲問題,79%的投資方會選擇在下單前進行樣機試驗。而在我國雖然還沒有權威的調(diào)查數(shù)

4、據(jù),但從各種渠道了解的情況看,投訴風機盤管機組噪聲問題的顧客不在少數(shù)。筆者下面將從3個方面對風機盤管機組噪聲問題展開論述。1 廠家原因這是因為空調(diào)廠家或其供應商設計、操作不收稿日期:2010 12 28:,前/合理導致。比如風輪廠家的動平衡檢測不過關、安裝不到位;電機廠家的徑向磁拉力設計不平衡;空調(diào)廠家的裝配不到位等都有可能產(chǎn)生噪聲問題。關于該點筆者將側(cè)重介紹一個低頻噪聲的實例以供參考。1.1 噪聲概述噪聲是發(fā)生體做無規(guī)則振動時發(fā)出的聲音。噪聲污染可以按聲源的機械特點分為氣體擾動產(chǎn)生的噪聲、固體振動產(chǎn)生的噪聲、液體撞擊產(chǎn)生的噪聲以及電磁作用產(chǎn)生的電磁噪聲。按聲音的頻率可分為低于400Hz的低頻

5、噪聲、4001000Hz的中頻噪聲及高于1000Hz的高頻噪聲。按時間變化的屬性可分為穩(wěn)態(tài)噪聲、非穩(wěn)態(tài)噪聲、起伏噪聲、間歇噪聲以及脈沖噪聲等。低頻噪聲是指音量頻率特性以低頻(約100Hz以下)為主,1980年在丹麥召開的國際會議定義1100Hz的聲音為低頻噪聲(lowfrequencynoise),1/3音階中心頻率為263Hz。在一般情況下,對生理直接的影響不算很明顯,但其對人體會產(chǎn)生壓迫感,對睡眠及心理的影響相當大。GB/T19232 2003對低頻噪聲方面的規(guī)定還沒有涉及。第3期李強:風機盤管機組噪聲分析 951.2 風機盤管機組低頻噪聲判斷方法研究人員使用頻譜測量和描述聲音頻率特性。頻

6、率常用倍頻程和1/3倍頻程表示。倍頻程有10個中心頻率:31.5,63,125,250,500,1000,2000,4000,8000和16000Hz,后一個頻率均為前一個頻率的2倍,因此稱為倍頻程,而且后一個頻率的頻率帶寬也是前一個頻率的2倍。在一些更為精細的要求下,將頻率更細地劃分,形成1/3倍頻程,也就是把每個倍頻程再劃分成3個頻帶,中心頻率是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個頻率。同時,為了模擬人耳聽覺在不同頻率有不同的靈敏性,在聲級計內(nèi)設有一種能夠模擬人耳的聽覺特性,把電信號修正為與聽感近似值的網(wǎng)絡,這種網(wǎng)絡稱為計權網(wǎng)絡。通過計權網(wǎng)絡測得的聲壓級,已不再是客觀物理量的聲壓級(稱線性聲壓級),而是經(jīng)過聽感修正的聲壓級,稱為計權聲級或噪聲級。計權網(wǎng)絡一般有A,B和C三種。A計權聲級是模擬人耳對55dB以下低強度噪聲的頻率特性,B計權聲級是模擬5585dB的中等強度噪聲的頻率特性,C計權聲級是模擬高強度噪聲的頻率特性。三者的主要差別是對噪聲低頻成分的衰減程度,A衰減最多,B次之,C最少。A計權聲級由于其特性曲線接近于人耳的聽感特性,因此是

8、目前世界上噪聲測量中應用最廣泛的一種,B和C已逐漸不用。風機盤管機組低頻噪聲一般采用以下2種方法判斷:1)不用儀器判斷,但是有經(jīng)驗的人員才能判斷出來?？梢园扬L機盤管機組電機分別開到高、中、低檔,然后仔細聆聽并進行對比。普通噪聲在高風檔時比較明顯,但低頻噪聲在中、低風速時比較明顯。該聲音比較悶,而且因其屬于低頻音,容易繞過物體,不易被消除。2)采用測量儀,用1/3倍頻程測量,并進行頻譜分析。表1是筆者在一個項目所測量的10臺風機盤管機組的低頻噪聲數(shù)據(jù)(表中Hz簡寫為H,kHz簡寫為k)。表1 某項目現(xiàn)場風機盤管機組低頻噪聲測試結果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)測試儀器:RIONNL-22;采用A計權網(wǎng)絡;風機盤管機組開中檔。2)AP(A)中AP表示平均值,(A)表示采用的是A計權網(wǎng)絡。對表1數(shù)據(jù)進行整理,繪制得到圖1。由圖1可以很容易發(fā)現(xiàn),在100Hz附近的噪聲幅度最大。所以這就是判斷風機盤管機組低頻噪聲的第2種方法:看是否在100Hz附近有明顯的噪聲存在。這里需要說明的是,圖中系列9因除Hz,96第11卷實際需要。當然,噪聲和風量是2個彼此制約的參數(shù),過分地

14、注重任何一個參數(shù)都是不明智的。因此建議選用機組時不宜片面追求低噪聲。關于該點筆者在此將不作重點闡述。3 安裝現(xiàn)場原因我國的施工和監(jiān)理還不是相當?shù)囊?guī)范,因此很多噪聲產(chǎn)生于施工現(xiàn)場。比如風機盤管機組經(jīng)常會被打開包裝隨意堆放在工地上,或者安裝好圖1 風機盤管機組低頻噪聲測試結果圖后不做塑料等隔離處理,在漫長的工期結束后,驗收時才發(fā)現(xiàn)因大量灰塵進入軸承、安裝不當?shù)仍驅(qū)е碌脑肼晢栴}。在某大型酒店工程投訴中,反映有多臺風機盤管機組噪聲異常,更換電機、風機后仍然無法解決噪聲問題,客戶要求去現(xiàn)場查看原因。筆者首先去現(xiàn)場了解了基本情況,因該項目工期較長,打開檢修板和過濾網(wǎng)后,發(fā)現(xiàn)風機盤管機組上方鋪滿灰塵,而且

15、布線比較凌亂(見圖2和圖3)。按設計要求,風機盤管機組出風口都接有大約2m的風管,但該風管比較彎曲,且沒有采取軟接。在測試點測的A計權噪聲達到60dB(A)左右(包括背景噪聲)。而且注意到在出風口處明顯有刺耳的風嘯聲,但是回風口處不明顯。系列數(shù)據(jù)比較,其800Hz到12.5kHz頻率的數(shù)值顯得較大,筆者將該頻率段作為特例,不做重點討論。之所以用100Hz作為判斷低頻音的標準,是因為100Hz屬于我國工頻50Hz的整倍數(shù),是最容易導致機體產(chǎn)生共振、發(fā)生低頻音的頻率。洪有明等通過實驗分析了產(chǎn)生100Hz低頻噪聲的原因:風機葉輪轉(zhuǎn)速增加,風速加快,空氣流動摩擦力加大,整機噪聲同比會增大,是產(chǎn)生噪聲的

16、原因之一;電機傳動軸變細,導致電機穩(wěn)定性能略低,影響風扇葉輪運行過程中動平衡的穩(wěn)定性,是原因之二;電機安裝位置和角度不理想,運行中的機械振動傳導,使整機鈑金發(fā)生振動,經(jīng)過外圍鈑金連接傳導,導致整個機體產(chǎn)生共振,發(fā)出低頻響聲,是原因之三。經(jīng)過頻譜分析和實驗,總結出100Hz頻段出現(xiàn)的低頻噪聲與整機裝配有密切關系,大部分是因機械振動所產(chǎn)生。避免振動部件與聲源擴散部件的直接接觸,阻斷或削弱傳聲途徑,才是徹底解決此類整機異常噪聲的根本方法。當然如上的噪聲原因分析是建立在電機不存在像單邊電磁拉力不平衡等設計問題的基礎上的。2 設計院或相關單位選型原因有的設計者為了滿足設計風量的要求,在風機盤管機組選型時

17、習慣留有一定余量,以防止現(xiàn)場風管太長等因素產(chǎn)生,而這樣就導致用戶在使用時的噪聲偏大。李德志7提到:風機盤管機組因選擇不當,其送風量過大,而室內(nèi)的熱負荷偏小,送風溫差小,將導致房間相對濕度過高,溫度偏低,噪聲加大。5吳國珊通過對比風機盤管機組的幾種選型方法后得出:根據(jù)顯熱負荷、全熱負荷并在校核風6圖2 風機盤管機組安裝仰視圖經(jīng)過高、中、低檔運行比較發(fā)現(xiàn),只要風機運轉(zhuǎn),該刺耳的風嘯聲就存在。后來嘗試堵住新風口,發(fā)現(xiàn)噪聲明顯下降。因此問題原因為:新風口安裝不規(guī)范,新風口直對風輪,導致新風旋入風輪產(chǎn)生噪聲,然后噪聲被風管擴大。檢測多臺風機盤管機組,發(fā)現(xiàn)存在相同問題(見圖4)。最后建議安裝方在新風口安裝

18、一個擋板,避免新風直接進,第3期李強:風機盤管機組噪聲分析 97 得到消除,A計權噪聲在4450dB(A)之間。 為了盡量避免因現(xiàn)場安裝原因而導致的噪聲問題,下面列出了幾個現(xiàn)場需要注意的因素: 確保風機盤管機組安裝到位,四角受力均勻,吊桿鎖緊螺母。 風機盤管機組與進出水管之間一般要采用不銹鋼軟接。 風口盡量采用帆布軟接。嚴格按照施工規(guī)范操作,杜絕偷工減料。4 結束語為了避免風機盤管機組的噪聲問題,需要全方位的配合。對于廠家來說,要求加大來料的檢驗力度,避免振動噪聲和低頻音;對于設計者來說,要求盡可能地深入現(xiàn)場,通過實際需求來選擇最合適的風機盤管機組;對于施工方來說,要嚴格遵守施工規(guī)范,并確保對風機盤管機組試運行前的保護。參考文獻1 朱勇.中央空調(diào)M.北京:人民郵電出版社,2003.2 龔崇實.通風空調(diào)安裝技術實用手冊M.北京:中國建材工業(yè)出版社,1999.3 陳維剛,羅倫.中央空調(diào)操作實訓M.上海交通大學出版社,2008.4 徐勇.通風與空氣調(diào)節(jié)工程M.北