家用空调室外机降噪技术的研究及应用

【摘 要】本文通过对空调室外机噪声源的分析与研究，提出降低噪音的技术方案并应用到相关产品上，改善了产品性能。

【关键词】家用空调；室外机；噪声源；振动

1 引言

由于家用空调的普及使用，其运行时产生的噪声已成为影响用户舒适性的重要指标之一。夏天是空调使用的高峰期。如果室外机噪音值偏大，会影响用户和他人休息，严重时会引起投诉。因此必须研究空调的降噪技术，并应用到产品上。

2 空调工作原理

首先，通过压缩机工作，低压的气态制冷剂被压缩成高温高压的气体；接着，高温高压气态制冷剂进入室外的冷凝器，通过室外散热过程，逐渐冷凝成低温高压液体；再者，通过节流装置降压降温又变成低温低压的气液混合物；最后，气液混合的制冷剂进入室内的蒸发器，通过吸收室内空气中的热量而不断汽化，这样，房间的温度降低了，冷媒变成了低压气体，再一次进入压缩机。如此循环往复，空调就可以实现降低房间温度功能。

3 空调室外机降噪技术

空调室外机噪声源主要包括压缩机和风扇系统。

压缩机噪声源传播主要有振动传递和空气传递两种。振动传递通过压缩机底部减震垫和吸排气管路传递。改善空气传递主要通过增加隔音棉和减少压缩机封闭区开孔尺寸解决。具体改善方案如下：

3.1 压缩机选型 不同品牌压缩机噪音指标会有所差异，可根据经验选用噪音指标低的压缩机，以满足产品设计要求。

3.2 吸排气管设计：管路设计时应采用U形管弯曲过渡，设计完成后应用相关软件模拟分析，保证设计最优化。如在试制过程中振动超标，可在管路的振动较大位置增加减震块；管路设计方案需保证各管之间，管路和压机及其它结构件之间保持一定间距，间距值应不小于15mm，以免运行过程中碰撞产生噪音。

3.3 底座设计：由于压缩机较重，底座固定压机位置容易易变形。为防止压缩机振动引起底座共振，底座材料应选用1.0mm以上的镀锌板，并且通过加强筋设计增加强度。可参考图1设计。3.4 使用隔音材料

压缩机四周及顶面采用针刺棉+橡胶材料包裹，前板内侧压缩机位置粘贴无纺纤维+橡胶材料，通过对改进前后不同电压测试比较，噪音值可降低约2d B(A)。具体见 图2.

3.5 减少压缩机封闭区开孔面积

尽量减少隔板结构件开孔面积，如有管路、压缩机脚或电器件和隔板干涉，可通过压筋等方式解决。另外前板、顶板与隔板间隙可通过粘贴海绵方式解决。这样，就可以将压缩机噪音封闭隔离。

风扇系统噪声源包括风扇运转时空气通过风道产生的噪音和风扇电机传递给电机支架振动产生的噪音。

研究表明，空调风机的气动噪声主要包括：叶片表面压力差产生的偶极子声源，尾迹湍流噪声，尾迹与下游干扰噪声等。其中偶极子声源可以通过改进叶片表面的压力分布改进，例如，改进叶片的外边缘形式。尾迹湍流噪声可通过尾缘开口，尾缘加锯齿，或尾缘低压力面增加横纹等方案改善。改变风扇罩格栅结构形式也可以降低干扰噪声，例如螺旋形的格栅。

经与风扇厂家合作，主要通过改变叶片的外边缘形式改善噪声。经过对比测试，在不降低风量前提下，噪音下降约3 dB(A)。改善前后风扇图片如图3和图4：

电机支架振动噪声可通过选用较厚的镀锌板材料（≥1.2mm）, 且通过加强筋设计增加强度。

噪音测试数据如图5：

4 总结

本文通过对家用空调室外机噪声源的分析及降噪技术研究，提出了一些降噪方案并应用到产品中，使得室外机运行时噪音值平均降低超过3d B(A).切实改善了产品品质，取得了较好效果。

参考文献

[1]周新祥。噪声控制及应用实例。海洋出版社。1999

[2]赵松龄。噪声的降低与隔离。同济大学出版社。1989

[3]蔡娜[1],钟芳源[2]。轴流式弯掠动叶变工况气动-----声学性能的实验研究。工程热物理学报。1996年17卷3期

[4]王军。空调用室外机轴流风机气动数值优化与噪音控制。华中科技大学能源与动力工程学院 2009