船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)減振降噪設(shè)計要點分析

王雪紅

（江蘇兆勝空調(diào)有限公司，225441）

1 研究背景

現(xiàn)有船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)為了節(jié)能，一般采用高流速設(shè)計或者變風(fēng)量系統(tǒng)設(shè)計，空調(diào)送風(fēng)末端裝置為單風(fēng)管布風(fēng)器，該類布風(fēng)器主要由VAV 變風(fēng)量末端和布風(fēng)器箱體兩部分組成，主要由擋風(fēng)板控制進(jìn)風(fēng)管進(jìn)風(fēng)量，再經(jīng)折流板將進(jìn)風(fēng)管進(jìn)風(fēng)折流后由出風(fēng)管送出，進(jìn)風(fēng)氣流直接滑過擋風(fēng)板后通過折流板折流時連續(xù)沖擊布風(fēng)器內(nèi)壁，進(jìn)風(fēng)流速較高導(dǎo)致迅速形成空氣渦流，渦流擾動能量較大，作用于布風(fēng)器內(nèi)壁上的能量較大，傳統(tǒng)內(nèi)壁上橡塑保溫材料的吸音系數(shù)較低，產(chǎn)生的噪音和聲功率較大，嚴(yán)重影響船員的正常工作和休息。

2 研究意義

隨著人們對噪聲污染的日益重視，船舶的減振降噪也被逐步提上日程。船舶噪聲污染不僅會影響船員的工作和生活環(huán)境，也是造成船舶結(jié)構(gòu)疲勞破壞的根源之一。船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)能產(chǎn)生三種噪聲：結(jié)構(gòu)噪聲、空氣噪聲以及水噪聲，給船舶行業(yè)的整體環(huán)境帶來了極大的影響。而且，面對人們對生活品質(zhì)越來越高的追求，對于船舶行業(yè)來說，低噪聲也會增加其在行業(yè)中的競爭力。因此，采用減振降噪措施，降低由于空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)引起的噪音及振動，具備很強的現(xiàn)實意義。

3 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)減振降噪設(shè)計的一般技術(shù)措施

3.1 振動控制技術(shù)

在空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中，對產(chǎn)生的較大振動的部件進(jìn)行控制及更換，能從源頭減少空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的整體振動及噪聲環(huán)境，對于比較集中的噪聲源，還可以利用消聲器或相關(guān)消聲的材料進(jìn)行控制，降低其傳播的效率。

3.2 隔振消振技術(shù)

空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的噪聲包括通風(fēng)管路中產(chǎn)生的噪音，因此，在實際工作中，直接在其出入口采取隔振消振技術(shù)，對噪聲源加裝消音裝置是一種十分有效的手段。目前，消聲器主要有抗式結(jié)構(gòu)和阻式結(jié)構(gòu)兩種，抗式的原理就是噪聲反射，阻式的原理是噪音吸收，這兩種消聲器都有較好的消音效果。

3.3 材料隔振技術(shù)

在對空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行減振降噪的過程中，還可以通過對空調(diào)部件敷設(shè)消音保溫材料的方式進(jìn)行隔振。消音保溫材料既能保溫又能消音，被廣泛應(yīng)用于建筑、中央空調(diào)、通風(fēng)管道等領(lǐng)域的吸音消聲。目前，消音保溫材料在我國的船舶行業(yè)應(yīng)用十分廣泛，使用效果非常明顯。

4 整體設(shè)計思路

4.1 設(shè)計要點

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中布風(fēng)器送風(fēng)噪音高的問題，本次研究旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，調(diào)節(jié)方便，送風(fēng)流暢，噪音低的低噪音布風(fēng)器。本次采用的技術(shù)方案是：一種低噪音布風(fēng)器，由進(jìn)風(fēng)管和出風(fēng)管分別連通箱體組成，進(jìn)風(fēng)管設(shè)置于箱體一側(cè)，出風(fēng)管設(shè)置于箱體底板上，箱體內(nèi)壁設(shè)有消音保溫材料層，箱體內(nèi)設(shè)有與進(jìn)風(fēng)管管口對應(yīng)配置的調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于：還包括一消音裝置，消音裝置設(shè)置于箱體內(nèi)將箱體分隔成相互連通的進(jìn)風(fēng)腔、進(jìn)風(fēng)通道和出風(fēng)腔，所述迸風(fēng)管和調(diào)節(jié)機構(gòu)設(shè)置于進(jìn)風(fēng)腔內(nèi)，消音裝置和箱體內(nèi)壁消音保溫材料層間形成流線型進(jìn)風(fēng)通道，進(jìn)風(fēng)通道的通道大小小于進(jìn)風(fēng)管管徑，出風(fēng)腔連通出風(fēng)管。

（1）集中調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量。調(diào)節(jié)機構(gòu)起調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)管進(jìn)風(fēng)量大小的作用，通過調(diào)節(jié)手柄帶動調(diào)節(jié)盤旋轉(zhuǎn)，同步帶動連桿旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)桿后段與連桿活動鉸接，連桿帶動調(diào)節(jié)桿后段沿調(diào)節(jié)桿前段和調(diào)節(jié)盤中心的連線移動，從而使連接于調(diào)節(jié)桿前段的擋板呈與進(jìn)風(fēng)管截面對應(yīng)靠近或遠(yuǎn)離狀態(tài)，實現(xiàn)由進(jìn)風(fēng)管進(jìn)入箱體進(jìn)風(fēng)腔內(nèi)風(fēng)量大小的調(diào)節(jié)，操作方便。具體設(shè)計：船舶系統(tǒng)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構(gòu)包括擋板、調(diào)節(jié)桿、調(diào)節(jié)盤和手柄，手柄連接于調(diào)節(jié)盤中心位置，調(diào)節(jié)盤上設(shè)有一處于調(diào)節(jié)盤直徑上的連桿，調(diào)節(jié)桿分為前后兩段，調(diào)節(jié)桿后段活動連接于連桿上非中心位置，調(diào)節(jié)桿前段、進(jìn)風(fēng)管軸向中心和調(diào)節(jié)盤中心處于同一直線上，調(diào)節(jié)桿前段連接擋板與進(jìn)風(fēng)管截面對應(yīng)設(shè)置。預(yù)計效果：通過調(diào)節(jié)機構(gòu)對船舶通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)量進(jìn)行控制，能集中控制進(jìn)風(fēng)管的進(jìn)風(fēng)量，便于實施整體減振降噪措施：消音裝置設(shè)置于箱體內(nèi)將箱體分隔成相互連通的進(jìn)風(fēng)腔、進(jìn)風(fēng)通道和出風(fēng)腔，進(jìn)風(fēng)管和調(diào)節(jié)機構(gòu)設(shè)置于進(jìn)風(fēng)腔內(nèi)，消音裝置和箱體內(nèi)壁消音保溫材料層間形成流線型進(jìn)風(fēng)通道，進(jìn)風(fēng)通道的通道大小小于進(jìn)風(fēng)管管徑，出風(fēng)腔連通出風(fēng)管。

（2）切實減振降噪。消音裝置和箱體內(nèi)壁消音保溫材料層間形成流線型進(jìn)風(fēng)通道，由進(jìn)風(fēng)腔經(jīng)流線型進(jìn)風(fēng)通道向出風(fēng)腔送風(fēng)時，空氣受到壓縮和膨脹，抗拒由于噪音聲波作用而引起氣流運動速度的變化，消音裝置和箱體內(nèi)壁的消音保溫材料層起阻尼作用，聲波引起消音保溫材料層中的吸聲材料振動，在吸聲材料摩擦和黏滯阻力作用下，使一部分聲能轉(zhuǎn)化熱能被吸收，從而減少噪音的傳遞；同時聲波經(jīng)過消音裝置的鍍鋅孔板孔頸和孔壁摩擦，使部分聲能損耗被吸收，送風(fēng)氣流在進(jìn)風(fēng)通道中傳輸?shù)倪^程中入射聲波幾乎不擾動鍍鋅孔板，避免了空氣渦流現(xiàn)象，減少空氣渦流噪音；配合消音裝置與進(jìn)風(fēng)腔、出風(fēng)腔連通處為外圓弧結(jié)構(gòu)，出風(fēng)腔內(nèi)壁拐角的消音保溫材料層呈圓弧結(jié)構(gòu)，能進(jìn)一步減少空氣渦流噪音，增加送風(fēng)流暢度。具體設(shè)計：箱體內(nèi)壁設(shè)有消音保溫材料層，箱體設(shè)有將箱體分隔成相互連通的進(jìn)風(fēng)腔、進(jìn)風(fēng)通道和出風(fēng)腔的鍍鋅孔板，鍍鋅孔板的任一側(cè)面或兩側(cè)面設(shè)有消音保溫材料層，進(jìn)風(fēng)通道的通道大小小于進(jìn)風(fēng)管管徑和出風(fēng)管管徑；出風(fēng)管上設(shè)有散流器，散流器為五面孔板結(jié)構(gòu)。消音保溫材料層為超細(xì)玻璃棉層或礦渣棉層或聚氨酯發(fā)泡層。進(jìn)風(fēng)通道與進(jìn)風(fēng)腔、出風(fēng)腔連通處的為鍍鋅孔板外圓弧結(jié)構(gòu)，鍍鋅孔板覆蓋至進(jìn)風(fēng)管連接箱體開口處上方，出風(fēng)腔內(nèi)壁拐角的消音保溫材料層呈圓弧結(jié)構(gòu)，出風(fēng)腔連通出風(fēng)管；消音保溫材料層為超細(xì)玻璃棉層或礦渣棉層或聚氨酯發(fā)泡層。預(yù)計效果：箱體內(nèi)壁設(shè)有消音保溫材料層，將船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的各個進(jìn)出風(fēng)箱體分格開來，能有效避免相互干擾，并能切實降低空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)使用過程中的噪音。

（3）延長使用壽命。布風(fēng)器箱體材料可以為鍍鋅板，也可以為鋁鋅板材料，鋁鋅板的防腐性能為鍍鋅板的2 倍，耐腐蝕性強，雙倍延長布風(fēng)器的使用壽命。

具體設(shè)計：鍍鋅孔板將箱體分隔成相互連通的進(jìn)風(fēng)腔、進(jìn)風(fēng)通道和出風(fēng)腔，鍍鋅孔板的任一側(cè)面或兩側(cè)面設(shè)有消音保溫材料層，進(jìn)風(fēng)通道的通道大小小于進(jìn)風(fēng)管管徑和出風(fēng)管管徑。預(yù)計效果：鍍鋅板耐腐蝕性強，同時，設(shè)有消音保溫材料層，可以有效幫助船舶行業(yè)有效進(jìn)行減振抗噪工作。

4.2 減振降噪測試

現(xiàn)有船舶空調(diào)送風(fēng)末端裝置為單風(fēng)管布風(fēng)器，布風(fēng)器的性能對空調(diào)的輸出有較大的影響。要想完善整個減振降噪設(shè)計，還需要對布風(fēng)器在不同風(fēng)量下產(chǎn)生的噪音以及不同風(fēng)量下產(chǎn)生的阻力損失進(jìn)行測試。布風(fēng)器測試裝置，包括風(fēng)機、布風(fēng)器和管道，所述管道一端連接風(fēng)機的處風(fēng)口，管道另一端連接布風(fēng)器進(jìn)風(fēng)口，所述風(fēng)機連接變頻電機，所述管道一端經(jīng)變徑管與風(fēng)機的出風(fēng)口連接，管道另一端經(jīng)軟管與布風(fēng)器的進(jìn)風(fēng)口連接，所述管道上串接有兩個消音器，所述風(fēng)機端的第一消音器與風(fēng)機間的管道上串接有調(diào)風(fēng)門，所述調(diào)風(fēng)裝置與第一消音器間設(shè)有靜壓測試孔，所述布風(fēng)器端的第二消音器與布風(fēng)器間的管道上設(shè)有靜壓測試孔。管道上的兩頭串接有第一消音器和第二消吝器，雙重消音，放置風(fēng)機產(chǎn)生的噪音進(jìn)入管道影響對布分器噪音的測試；第一消音器與風(fēng)機間的管道上串接有調(diào)風(fēng)門，在風(fēng)機出風(fēng)量或風(fēng)壓恒定時通過調(diào)風(fēng)門對通往布風(fēng)器的風(fēng)調(diào)壓，確保可以對布風(fēng)器全面測試；在第一消音器的前方管道和第二消音器的后方管道上設(shè)有靜壓測孔，可測量管道上的壓力損失以及進(jìn)入布風(fēng)器中的風(fēng)的實際壓力；風(fēng)機和調(diào)風(fēng)門做隔音處理，避免影響布風(fēng)器噪音的測試。

5 結(jié)語

本文的船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)減振降噪設(shè)計可視為一種低噪音布風(fēng)器，由進(jìn)風(fēng)管和出風(fēng)管分別連通箱體組成，進(jìn)風(fēng)管設(shè)置于箱體一側(cè)，出風(fēng)管設(shè)置于箱體底板上，箱體內(nèi)壁設(shè)有消音保溫材料層，箱體內(nèi)設(shè)有與進(jìn)風(fēng)管管口對應(yīng)配置的調(diào)節(jié)機構(gòu)，還包括一消音裝置，消音裝置設(shè)置于箱體內(nèi)將箱體分隔成相互連通的進(jìn)風(fēng)腔、進(jìn)風(fēng)通道和出風(fēng)腔，所述進(jìn)風(fēng)管和調(diào)節(jié)機構(gòu)設(shè)置于進(jìn)風(fēng)腔內(nèi)，消音裝置和箱體內(nèi)壁消音保溫材料層間形成流線型進(jìn)風(fēng)通道，進(jìn)風(fēng)通道的通道大小小于進(jìn)風(fēng)管管徑，出風(fēng)腔連通出風(fēng)管。在布風(fēng)器箱體內(nèi)增設(shè)消音裝置形成流線型進(jìn)鳳通道，滿足布風(fēng)器進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)流暢、低噪音的要求，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，降噪效果好，適用于船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的末端裝置。