分體掛壁式空調(diào)器噪音分析及改善

張晶晶

（廣東美的制冷設(shè)備有限公司，廣東 佛山528311）

0 前言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展， 人們對(duì)于生活條件的要求也越來(lái)越高，在這種條件下，空調(diào)在人們的日常生活中漸漸扮演了一種不可替代的角色。 而分體掛壁式空調(diào)器在使用過(guò)程中較易產(chǎn)生噪音，因此對(duì)于其噪音產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并提出相關(guān)的改進(jìn)方法就顯得尤為重要了。

1 分體掛壁式空調(diào)器的工作原理

分體掛壁式空調(diào)器是窗式空調(diào)器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是由室內(nèi)機(jī)組和室外機(jī)組構(gòu)成的，由于室內(nèi)機(jī)組和室外機(jī)組是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的裝置，而稱之為“分體”，又因?yàn)槭覂?nèi)機(jī)組可以掛在墻壁上，而稱之為“掛壁式”，其工作原理與窗式空調(diào)器相同。 室內(nèi)機(jī)組和室外的連接方式是由兩個(gè)粗細(xì)不同的銅管相連，粗的一根為氣管，細(xì)的一根為液管，統(tǒng)稱為配管。 電路由室內(nèi)機(jī)端子和室外機(jī)端子通過(guò)電纜連接。 掛壁式空調(diào)器與窗式空調(diào)器一樣，也分為冷風(fēng)型及利用熱泵、電熱泵輔助電熱的冷暖風(fēng)型兩種。

掛壁式分體空調(diào)一般采用多功能液晶顯示室內(nèi)溫度等，采用有線或無(wú)線遙控技術(shù)，以及微電腦控制的獨(dú)立抽濕功能裝置。 冷風(fēng)型與冷暖風(fēng)型空調(diào)器的區(qū)別，主要是在室外機(jī)組中，冷暖風(fēng)型多安裝在一個(gè)化霜溫控器及一個(gè)四通電磁換向閥繼電器電路。

掛壁式空調(diào)器的室內(nèi)機(jī)組結(jié)構(gòu)，主要包括換熱器、自動(dòng)風(fēng)向系統(tǒng)、貫流風(fēng)扇及電動(dòng)機(jī)、排水系統(tǒng)等組成，如圖1。 換熱器，用于冷卻（或加熱）室內(nèi)空氣。貫流風(fēng)扇及電動(dòng)機(jī)完成室內(nèi)空氣的循環(huán)。與窗式空調(diào)器離心風(fēng)扇相比，貫流風(fēng)扇葉片數(shù)目多，轉(zhuǎn)速低，因而在保持總送風(fēng)量不變的情況下，噪聲有明顯降低。自動(dòng)風(fēng)向系統(tǒng)又稱搖風(fēng)機(jī)構(gòu)，它是為使空調(diào)器向室內(nèi)送風(fēng)均勻、舒適而設(shè)置的。 室內(nèi)機(jī)組配置自動(dòng)上下擺動(dòng)的送風(fēng)百葉，由一臺(tái)微型電機(jī)帶動(dòng)并由微處理器進(jìn)行控制。 導(dǎo)向器可按左、中和方向?qū)︼L(fēng)向手動(dòng)調(diào)整，以滿足舒適性的需要。

圖1 分體掛壁式空調(diào)室內(nèi)機(jī)組

在室外機(jī)組側(cè)面管路上有兩個(gè)閥，一個(gè)是兩通閥和室內(nèi)機(jī)的液管（細(xì)的一種）連接，另一個(gè)是三通閥和室內(nèi)機(jī)的氣管（粗的一種）連接，三通閥中有一個(gè)維修口可以抽真空和加制冷劑。由于分體掛壁式空調(diào)器的制冷量一般在1860-4300W 之間，容量小，故其室外機(jī)組均為單個(gè)風(fēng)扇類型。

2 分體掛壁式空調(diào)器噪音的產(chǎn)生原因

2.1 貫流風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲

貫流風(fēng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量流量大的特點(diǎn)，廣泛的應(yīng)用于分體關(guān)閉時(shí)空調(diào)器中，然而其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，一方面，決定了貫流風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)豐富，同時(shí)也給貫流風(fēng)機(jī)的系統(tǒng)分析研究帶來(lái)了一定的難度。 貫流風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)噪聲，是由于氣流與貫流風(fēng)機(jī)固體部件之間的相互作用產(chǎn)生的，主要包括離散噪聲和寬頻噪聲兩種。

圖2 分體掛壁式空調(diào)機(jī)室外機(jī)組

2.2 葉片沿葉展方向變形

當(dāng)分體掛壁式空調(diào)器中的葉片發(fā)生沿葉展方向的變形，將會(huì)造成葉片中部沿弦長(zhǎng)方向的橫基面變得相對(duì)平直，與此同時(shí)，增大了葉片的攻角，所以，相對(duì)于平直度餓葉片，葉展方向變形的葉片將會(huì)更加容易長(zhǎng)生葉背方向的氣流分離，進(jìn)一步造成葉刪分離氣流，造成了噪聲的增加。 葉片沿葉展方向的變形越嚴(yán)重，噪聲也會(huì)越大。

2.3 葉片撓度過(guò)大

葉片的撓度過(guò)大，將會(huì)造成葉片的變形現(xiàn)象，主要為葉片沿葉展方向的變形，將會(huì)直接造成分體掛壁式空調(diào)器外機(jī)的噪音。因此，葉片撓度過(guò)大，也是影響分體過(guò)掛壁空調(diào)器噪聲產(chǎn)生的因素。

2.4 內(nèi)部管路振動(dòng)大

分體掛壁式空調(diào)器的管路振動(dòng)的噪音，主要來(lái)源就是連接壓縮機(jī)的管道振動(dòng)，是由于壓縮機(jī)的振動(dòng)，帶動(dòng)了內(nèi)部管路的振動(dòng)。 具體地說(shuō)，壓縮機(jī)振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生激振力，通過(guò)壓縮機(jī)的支撐部分，會(huì)傳遞給內(nèi)部管路，產(chǎn)生了二次振動(dòng)，造成了內(nèi)部管路振動(dòng)大。

2.5 壓縮機(jī)噪音大

壓縮機(jī)噪音大是分體掛壁式空調(diào)器外機(jī)噪聲的主要來(lái)源，主要包括電機(jī)傳出的電磁噪聲和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械噪聲，它的大小直接影響了空調(diào)整體產(chǎn)生的噪聲。 壓縮機(jī)的噪音大小，與壓縮機(jī)內(nèi)部和外部相連的傳遞部件的特性有關(guān)，也與壓縮機(jī)的工作狀態(tài)有一定的關(guān)系。

3 解決分體掛壁式空調(diào)器外機(jī)噪音的改進(jìn)方法

3.1 對(duì)不等距葉片進(jìn)行分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)

在分體掛壁式空調(diào)器的工作過(guò)程中，由于葉片尾跡和蝸舌之間的強(qiáng)烈周期性作用，造成了空調(diào)器離散噪聲。 通過(guò)對(duì)不等距葉片的分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠有效降低分體掛壁式空調(diào)器的外機(jī)噪聲。 可以采用不等距布置葉輪葉片的手段，分散空調(diào)器的噪聲，從而降低總的噪聲級(jí)。

3.2 進(jìn)行葉片撓度的測(cè)量和矯正

葉片撓度過(guò)大，將會(huì)引起葉片的變形，進(jìn)而增加了分體掛壁式空調(diào)器的整體運(yùn)行噪聲。葉片撓度的測(cè)量，通常是將成品葉片中，隨機(jī)選取3 片葉片樣品，進(jìn)行撓度情況的測(cè)量，可以得出單個(gè)葉片的變形程度。對(duì)葉片撓度的測(cè)量和矯正，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)成品葉片中存在的問(wèn)題，降低空調(diào)器的噪音影響。

3.3 進(jìn)行相關(guān)的噪音實(shí)驗(yàn)，改善空調(diào)器性能

針對(duì)分體掛壁式空調(diào)器噪聲問(wèn)題， 可以采用有效的噪音實(shí)驗(yàn)，測(cè)試及分析噪聲纏身的原因，進(jìn)而改善分體掛壁式空調(diào)器的性能。 現(xiàn)階段，人們對(duì)空調(diào)器噪聲針對(duì)方法主要有：傳遞函數(shù)分析、振動(dòng)分析、聲功率普分析和壓力脈沖分析等。 噪聲實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)相關(guān)的規(guī)范進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的選取，以標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)試的聲壓級(jí)衡量噪聲的大小。

3.4 空調(diào)器的包裝采用吸音材料

吸音材料大多為疏松多孔的材料，其吸聲機(jī)理是聲波深入材料的孔隙，且孔隙多為內(nèi)部互相貫通的開(kāi)口孔，受到空氣分子摩擦和粘滯阻力，以及使細(xì)小纖維作機(jī)械振動(dòng)，從而使聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。這類多孔性吸聲材料的吸聲系數(shù)，一般從低頻到高頻逐漸增大，故對(duì)高頻和中頻的聲音吸收效果較好。 分體掛壁式空調(diào)器中的包裝采用吸音材料，能夠更多的空調(diào)噪音，進(jìn)而起到降低噪音的目的。

3.5 壓縮機(jī)本體隔音

在分體掛壁式空調(diào)器的設(shè)計(jì)中，要積極引進(jìn)新的材料，用隔音材料代替壓縮機(jī)傳統(tǒng)的本體材料，能夠有效的降低壓縮機(jī)的噪聲。 由于壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家沒(méi)有設(shè)計(jì)出低噪聲的壓縮機(jī)，因此，只能采取隔音材料的方式，被動(dòng)的降低壓縮機(jī)本體的噪聲。

4 結(jié)語(yǔ)

分體掛壁式空調(diào)器是廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ钪械目照{(diào)器。分體掛壁式空調(diào)器的噪聲來(lái)源，主要包括貫流風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲，葉片沿葉展方向變形，葉片撓度過(guò)大，內(nèi)部管路振動(dòng)大，壓縮機(jī)噪音大。 通過(guò)對(duì)不等距葉片進(jìn)行分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)行葉片撓度的測(cè)量和矯正，進(jìn)行相關(guān)的噪音實(shí)驗(yàn)，改善空調(diào)器性能，空調(diào)器的包裝采用吸音材料，壓縮機(jī)本體隔音，能夠有效的減少和解決分體掛壁式空調(diào)器外機(jī)噪音。

［1］邵雙全,盧大為,Jeon Won-Ho.空調(diào)室內(nèi)機(jī)貫流風(fēng)扇流動(dòng)噪音的仿真研究[J].制冷學(xué)報(bào),2012,03:09-13.

［2］柳明,李新立.改善空調(diào)室內(nèi)機(jī)噪音的分析探討[J].家電科技,2011,07:62-63.