制冷機(jī)房的隔振降噪設(shè)計(jì)

董立國(guó)　郭建　王德智　王秋芳

【摘 要】根據(jù)某大型寫(xiě)字樓制冷機(jī)房的噪聲測(cè)試結(jié)果，為了降低振動(dòng)影響，建立了具有中間質(zhì)量塊的雙激勵(lì)雙輸出二級(jí)隔振系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)隔振器中間質(zhì)量塊的重量調(diào)節(jié)二階共振峰值的頻率，達(dá)到增強(qiáng)隔振降噪效果的目的。經(jīng)測(cè)試，制冷機(jī)房的噪聲由92.3dB（A）降低為68.7dB（A），而且樓板振動(dòng)明顯減小，取到了良好的減振降噪效果。

【關(guān)鍵詞】制冷機(jī)房；噪聲治理；振動(dòng)；功率流

中圖分類(lèi)號(hào)： TB657；TB535.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：2095-2457（2018）06-0266-002

【Abstract】According to the noise test results of a large office refrigerating room， in order to reduce the impact of vibration， a dual-excitation dual-output secondary vibration isolation system with intermediate mass was established. The second-order resonance peak was adjusted by adjusting the mass of the middle mass of the isolator. The frequency， to achieve the purpose of enhancing the effect of vibration isolation and noise reduction. After testing， the noise of the refrigerator room reduced from 92.3dB （A） to 68.7dB （A）， and the floor vibration was significantly reduced， and a good vibration reduction and noise reduction effect was achieved.

【Key words】Refrigeration room； Noise control； Vibration； Power flow

0 引言

中央空調(diào)系統(tǒng)是各類(lèi)大型公共建筑對(duì)室內(nèi)熱濕環(huán)境、空氣品質(zhì)進(jìn)行人工控制時(shí)所使用的各類(lèi)設(shè)備和管道的統(tǒng)稱(chēng)，由于系統(tǒng)通常安裝在同一機(jī)房空間內(nèi)，導(dǎo)致有限空間內(nèi)的振動(dòng)能量很大，振動(dòng)引發(fā)的二次噪聲問(wèn)題日益突出。當(dāng)機(jī)房混響場(chǎng)產(chǎn)生的噪聲超過(guò)一定允許值后，將會(huì)影響建筑物內(nèi)人員的正常工作休息[1]。因此，在進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的同時(shí)，也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行振動(dòng)噪聲控制[2]。目前很多國(guó)家都嚴(yán)格限定了噪聲標(biāo)準(zhǔn)，噪聲已經(jīng)成為評(píng)價(jià)空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)劣的關(guān)鍵指標(biāo)之一[3]。

中央空調(diào)系統(tǒng)噪聲源包括風(fēng)機(jī)噪聲、管道噪聲、制冷機(jī)組振動(dòng)噪聲等[4]。這些噪聲主要通過(guò)消聲、吸聲、隔聲以及減振的降噪技術(shù)來(lái)治理。我國(guó)擁有大型的公共建筑始于90年代，但是對(duì)于大型中央空調(diào)系統(tǒng)的研究已有顯著提高，但是對(duì)于機(jī)房環(huán)境內(nèi)的振動(dòng)和噪聲控制水平尚停留在初級(jí)階段[5-6]。

本文根據(jù)某寫(xiě)字樓制冷機(jī)房的降噪工程案例，通過(guò)對(duì)有限空間內(nèi)噪聲的分析，首先測(cè)得超標(biāo)噪聲為寬頻帶，然后基于振動(dòng)系統(tǒng)功率流隔振理論建立機(jī)房?jī)?nèi)振動(dòng)設(shè)備的隔振系統(tǒng)模型，確定隔振參數(shù)，從而為有限空間內(nèi)設(shè)備群的噪聲綜合治理提供了一定借鑒。

1 噪聲測(cè)試與分析

某大型寫(xiě)字樓的制冷機(jī)房位于建筑物內(nèi)，主要機(jī)組包括四臺(tái)水源熱泵機(jī)組、四臺(tái)循環(huán)泵和循環(huán)管路。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)，房間內(nèi)的辦公人員能明顯感覺(jué)到機(jī)組的振動(dòng)和噪聲，嚴(yán)重影響工作人員的工作效率。根據(jù)機(jī)房的實(shí)際情況，采用B&K; 2238型聲級(jí)計(jì)等聲學(xué)儀器測(cè)量1min內(nèi)的噪聲等效聲壓級(jí)及噪聲頻譜。在熱泵機(jī)組水平距離1m，離地面高度1.2m處設(shè)置測(cè)點(diǎn)，均勻環(huán)繞噪聲源。記錄下測(cè)點(diǎn)的噪聲聲壓級(jí)，如表1所示。

表1 空調(diào)機(jī)房噪聲測(cè)量結(jié)果

由表1可知，機(jī)房的噪聲平均值為92.1dB（A） ，嚴(yán)重超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的65dB（A）。利用B&K; 2238 mediator噪聲頻譜分析儀在最高測(cè)點(diǎn)值的測(cè)點(diǎn)8處收集了噪聲頻譜。從頻譜測(cè)量結(jié)果可知，機(jī)房?jī)?nèi)的噪聲在低、中、頻段下均超過(guò)噪聲標(biāo)準(zhǔn)值。由此可見(jiàn)，制冷機(jī)房噪聲呈現(xiàn)噪聲源眾多，且噪聲頻帶范圍寬的特點(diǎn)。僅僅被動(dòng)控制噪聲是比較難以處理的，最好的辦法是通過(guò)降低機(jī)組振動(dòng)所帶來(lái)的二次噪聲來(lái)解決制冷機(jī)房的噪聲超標(biāo)問(wèn)題。

由于制冷機(jī)組都安裝在樓板上，劇烈振動(dòng)仍會(huì)向各個(gè)樓層傳遞，因此應(yīng)當(dāng)對(duì)機(jī)組進(jìn)行隔振處理。由表1可知測(cè)點(diǎn)8處噪聲值最大，說(shuō)明此處振動(dòng)最大，故在此處減振處理可獲得最佳效果。另外，熱泵機(jī)組由于重量比其它設(shè)備大得多，其振動(dòng)能量相對(duì)其余的管道輸運(yùn)設(shè)備的振動(dòng)能量也大得多。機(jī)房中央處振動(dòng)能量最大，其對(duì)聲場(chǎng)能量的貢獻(xiàn)是最多的。水泵在低頻帶的振動(dòng)能量要比熱泵機(jī)組小多個(gè)數(shù)量級(jí)，因此其在低頻帶對(duì)聲場(chǎng)貢獻(xiàn)量要不熱泵機(jī)組小很多。因此，熱泵機(jī)組是主要的振動(dòng)控制對(duì)象。

2 熱泵機(jī)組的隔振設(shè)計(jì)

針對(duì)上述情況，本文建立了具有中間質(zhì)量塊的雙激勵(lì)雙輸出二級(jí)隔振系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1中，隔振效率主要由橡膠阻尼隔振器的性能參數(shù)、彈簧隔振器的剛度和中間質(zhì)量塊的重量。由于通用的橡膠阻尼隔振器的性能參數(shù)變化范圍很小，本文僅通過(guò)改變中間質(zhì)量塊的重量對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行分析。

制冷機(jī)組的總重量m總=5000kg，質(zhì)量m1=m2=m=2500kg。則設(shè)備導(dǎo)納為：

分別選取不同的中間質(zhì)量塊質(zhì)量m0，在不同的頻率下，計(jì)算出輸入基礎(chǔ)的振動(dòng)速度，根據(jù)適合的頻率和最小的振動(dòng)速度值就可以確定適合的中間塊質(zhì)量。輸入基礎(chǔ)振動(dòng)速度vb1的計(jì)算結(jié)果如表2所示。

由表2可以發(fā)現(xiàn)，隨著質(zhì)量塊重量的增加，相同頻率下的振動(dòng)速度呈減小的趨勢(shì)。當(dāng)質(zhì)量塊的質(zhì)量達(dá)到200kg以后，隨著質(zhì)量塊重量的遞增，振動(dòng)速度減弱不明顯。根據(jù)實(shí)際機(jī)組的工作狀況及經(jīng)濟(jì)因素，選取m0=200kg的質(zhì)量塊。熱泵機(jī)組基礎(chǔ)上安裝彈簧隔振器后，制冷機(jī)房的樓板振動(dòng)明顯減弱。

由表2可知，總的振動(dòng)能量在200Hz以下的頻帶比200Hz以上高很多，說(shuō)明管路振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲主要集中在200Hz以下的頻帶。

3 結(jié)論

本文基于功率流隔振理論，建立了熱泵機(jī)組的雙級(jí)隔振模型。通過(guò)減振降噪控制后，制冷機(jī)房?jī)?nèi)的噪聲由92.3dB（A）降低為68.7dB（A），達(dá)到了GB3096-2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。對(duì)于寬頻帶噪音，降噪措施采用穿孔板，但機(jī)房?jī)?nèi)的噪音雖然減弱，但是由于機(jī)組工作時(shí)對(duì)樓板的沖擊，仍然可以感受到樓板振動(dòng)，因此對(duì)空調(diào)機(jī)組采取減振措施，建立具有中間質(zhì)量塊的雙激勵(lì)雙輸出二級(jí)隔振模型，確定了影響隔振器效果的隔振參數(shù)。

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