空調(diào)噪聲的來源及其消除方法

1、第三節(jié) 空調(diào)噪聲的來源及其消除方法一、 噪聲的概念與標(biāo)準(zhǔn)從物理學(xué)的觀點(diǎn)講，凡是由各種不同的頻率聲強(qiáng)的聲音雜亂無章的組合在一起就稱為噪聲，而有規(guī)則的振動(dòng)產(chǎn)生的聲音稱為聲樂，從心理學(xué)和心理學(xué)的觀點(diǎn)講，凡使人感到煩躁不安、刺耳、討厭和影響代人工作、學(xué)習(xí)、休息的聲音都叫噪聲，有時(shí)即使是一首優(yōu)美的樂曲，對(duì)一個(gè)正在思考問題的人來說，會(huì)變成噪聲。1、空調(diào)房間允許噪聲房間內(nèi)允許的噪聲級(jí)稱為室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)，為滿足生產(chǎn)的需要和工作條件的需要，需對(duì)噪聲 的標(biāo)準(zhǔn)加以規(guī)定，在制定噪聲標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，還需考慮技術(shù)上的可能性的經(jīng)濟(jì)上的合理性。（1）噪聲評(píng)價(jià)曲線由于人耳對(duì)不同頻率的噪聲敏感程度不同，以及對(duì)不同頻率的噪聲控制措施也不相同

2、，所以，應(yīng)制定各倍頻程的噪聲允許標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)目前采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織制定的噪聲評(píng)價(jià)曲線N（或NR）如圖6-9所示圖中N（或NR）值為噪聲評(píng)價(jià)曲線號(hào)，即中心頻率1000Hz所對(duì)應(yīng)的聲壓級(jí)分貝值，考慮到人耳對(duì)低頻噪聲不敏感，以及低頻噪聲消聲處理較困難的特點(diǎn)，所以圖6-9中低頻噪聲的允許聲壓級(jí)分貝值較高，而高頻噪聲的允許聲壓級(jí)分貝值較低。圖6-9噪聲評(píng)價(jià)曲線N（NR曲線）（2）空調(diào)房間的允許噪聲標(biāo)準(zhǔn)空調(diào)房間對(duì)噪聲的要求大致可分為兩類：一類是生產(chǎn)或工作過程本身對(duì)聲音有嚴(yán)格要求（如果播音室、錄音室等）；另一類是生產(chǎn)或生產(chǎn)工作過程中要求有安靜的操作環(huán)境。三、空調(diào)系統(tǒng)的噪聲來源通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中，影響空調(diào)房間的主要噪

3、聲源是通風(fēng)機(jī)，其他噪聲源于冷水機(jī)組，水泵等，噪聲也是很大的，但它們不與送排風(fēng)系統(tǒng)直接連通，不會(huì)直接以空氣動(dòng)力噪聲的形式影響空調(diào)房間。通風(fēng)機(jī)噪聲由空氣動(dòng)力噪聲、機(jī)械噪聲和電磁噪聲組成，通常以空氣動(dòng)力噪聲為主要成份?？諝鈩?dòng)力噪聲是由于氣流速度與壓力波動(dòng)而產(chǎn)生的。它由氣流渦旋噪聲、撞擊噪聲和回轉(zhuǎn)噪聲組成。渦流噪聲是氣流在吸入口和葉輪中脫胎換骨流形成的，它與風(fēng)機(jī)的進(jìn)出口、前盤結(jié)構(gòu)及其相互配合有關(guān)。撞擊噪聲是氣流進(jìn)入或離開葉片時(shí)產(chǎn)生的，它和風(fēng)機(jī)的流量、葉片的入口、出口角度有關(guān)。回轉(zhuǎn)噪聲又稱葉片噪聲，是旋轉(zhuǎn)葉片對(duì)氣流發(fā)生周期性的壓力，引起氣體壓力和速度的脈動(dòng)變化產(chǎn)生的。它與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高低、葉輪直徑大小有關(guān)

4、。機(jī)械噪聲是由于機(jī)器設(shè)備本身或系統(tǒng)中物件的振動(dòng)產(chǎn)生的，如通風(fēng)機(jī)、電機(jī)等的機(jī)械振動(dòng)以及其他機(jī)件運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡時(shí)產(chǎn)生的噪聲。電磁噪聲是由電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間交變電磁引力、磁致伸縮引起的。由于通風(fēng)機(jī)是影響空調(diào)房間的主要噪聲源，因此在工程設(shè)計(jì)中最好能對(duì)選用通風(fēng)機(jī)的聲功率級(jí)和頻帶聲功率級(jí)進(jìn)行實(shí)測(cè)。上述風(fēng)機(jī)聲功率的計(jì)算都是指風(fēng)機(jī)的額定效率范圍內(nèi)工作時(shí)的情況。如果風(fēng)機(jī)的在低效率下工作，則產(chǎn)生的噪聲遠(yuǎn)比計(jì)算的為大。四、降低空調(diào)系統(tǒng)噪聲的措施1、設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)尺可能的選用低速葉片向后彎曲的離心式通風(fēng)機(jī)，使通風(fēng)機(jī)的正常工作點(diǎn)接近最高效率點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。2、.電動(dòng)機(jī)與通風(fēng)機(jī)直接傳動(dòng)噪聲最小，其次為聯(lián)軸器。如必須采用間接傳動(dòng)

5、，應(yīng)選用無縫的三角皮帶。3.校正好通風(fēng)機(jī)的動(dòng)平衡與靜平衡。4.風(fēng)道內(nèi)風(fēng)速不宜過高，以免氣流波動(dòng)產(chǎn)品噪聲。其允許的氣流速度見表63。5.、通風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)應(yīng)安裝在減振基礎(chǔ)上，風(fēng)機(jī)進(jìn)出口呆避免急劇轉(zhuǎn)彎，同時(shí)安裝軟接頭。6.、空調(diào)機(jī)房的安裝應(yīng)盡可能的遠(yuǎn)離有消聲要求的空調(diào)房間，為防止設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲傳出，可在機(jī)房?jī)?nèi)貼吸聲材料。7、.為防止風(fēng)管振動(dòng)，對(duì)矩形風(fēng)管應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行加固，通過墻壁或懸吊在樓板下時(shí)，風(fēng)管和支架要隔振。8、.當(dāng)風(fēng)管穿過高噪聲的房間時(shí)，應(yīng)對(duì)風(fēng)管進(jìn)行隔聲處理。9、當(dāng)采用上述措施后，并扣除嘈聲在風(fēng)管內(nèi)的自然衰減值，仍不能滿足室內(nèi)允許的噪聲標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，多余的噪聲就要靠消聲器消除。表63空調(diào)系統(tǒng)不同噪聲

6、標(biāo)準(zhǔn)的氣流速度允許值噪聲標(biāo)準(zhǔn)要求值管道內(nèi)氣流速度的允許值（m/s）NR評(píng)價(jià)曲線LA(dB)主風(fēng)道支風(fēng)道房間出風(fēng)口1520253035402025303540454.04.55.06.57.59.02.53.54.55.56.07.01.52.02.53.34.05.0五、消聲器的種類和應(yīng)用用于空調(diào)系統(tǒng)的消聲器種類很多，根據(jù)不同消聲原理可分為阻性、抗性、共振型和復(fù)合型等多種。1、.阻性消聲器阻性消聲器是利用吸聲材料的吸聲作用，使沿通道傳播的噪聲不斷斷吸收而衰減的裝置。因此，又稱吸收式消聲器。吸聲材料能夠把入射在其上的聲能部分地吸收掉。聲能之所以被吸收，是由于吸聲材料的多孔性和松散性。當(dāng)聲進(jìn)入孔隙

7、，引起孔隙中的空氣和材料產(chǎn)生微小的振動(dòng)，由于摩擦和粘滯阻力，使相當(dāng)一部分聲能化為熱能而被吸收掉。所以吸聲材料大都是疏松或多孔性的，如玻璃棉、泡沫塑料、礦渣棉、毛氈、石棉絨、吸聲磚、加氣混凝土、木絲板等等。其主要特點(diǎn)是具有貫穿材料的許許多多細(xì)孔，即所謂開孔結(jié)構(gòu)。而大多數(shù)隔熱材料則要求有封閉的空隙，故兩者是不同的。把吸聲材料固定在管道內(nèi)壁，或按一定方式排列的管道或殼體內(nèi)，就構(gòu)成了阻性消聲器。它是依吸聲材料和吸聲作用來達(dá)到消聲目的。阻性消聲器對(duì)中、高頻噪聲消聲效果顯著，但對(duì)低頻噪聲消聲效果較差。為了提高消聲量，可以改變吸聲材料的厚度、容量和結(jié)構(gòu)的形式。阻性消聲器有以下多種型式。(1)管式消聲器這是一

8、種最簡(jiǎn)單的消聲器，它僅在管臂內(nèi)周，貼上一層吸聲材料，故又稱“管襯”，如610所示。圖610 管式消聲器管式消聲器的優(yōu)點(diǎn)是制作方便、阻力小，但是當(dāng)管道斷面積較大時(shí)，將會(huì)影響對(duì)高頻噪聲的消聲效果。這是因?yàn)椋?dāng)頻率達(dá)一定數(shù)值時(shí)，聲波將以窄束狀通過游消聲器，而很少或根本不與管壁及聲材料接觸，從而使消聲效果下降。當(dāng)聲波波長(zhǎng)小于小通道斷面尺寸一半時(shí)，消聲效果便開始下降。這種現(xiàn)象稱做“高頻失效”，并將消聲器開始明顯下降的頻率稱為限失效頻率fc。因此，管式消聲器只適用于較小的風(fēng)道，直徑一般不宜大于300mm。（2）片式和格式消聲器管式消聲器對(duì)低頻噪聲的消聲效果不好，對(duì)較高頻率又易直通，并隨斷面增加而使消聲量減

9、少，因此對(duì)于較大斷面的風(fēng)道可將斷面劃分成幾個(gè)格式，這就成為片式及格式消聲器，如圖611所示。片式消聲器的片間距一般取為100200mm,格式消聲器的每個(gè)通道約為200×200mm,片材厚度根據(jù)噪聲聲源的頻率特性,取100mm左右為宜,片式消聲器在阻性消聲器中應(yīng)用最廣。圖611 片式和格式消聲器3)折板式、聲流式消聲器將片式消聲器的吸聲片改制成曲折形,就成為折板式消聲器,如圖6-12所示,折板式消聲器加大了聲波的入射角,并增加了聲波在消聲器內(nèi)拭目以待反射次數(shù),由于增加了聲波與吸聲材料接觸的機(jī)會(huì),從而提高了中高頻志折消聲量,但折板式消聲器的阻力比片式消聲器的阻力大。為了使消聲器既具有良好

10、的消聲效果，又具有盡量小的空氣阻力，可將消聲器的吸聲片橫截面制成正弦波狀或近似正弘波狀，這種消聲器稱聲流式消聲器，如圖613所示。圖612 折板式消聲器圖613 聲流式消聲器 （4）室式消聲器（迷宮式消聲器）在大容積的箱（室）內(nèi)表面粘貼吸聲材料，并錯(cuò)開氣流的進(jìn)出口位置，就構(gòu)成了室式消聲器（圖614 (a)），多室式又稱迷宮式消聲器（圖614(b)）。它們的消聲原理除了主要阻性消聲外，還因氣流通道斷面變化而具有一定的抗性消聲作用。室式消聲器的特點(diǎn)是消聲頻程較寬，安裝維修方便，但阻力大，占用空間大。(a)單室式 (b)迷宮式圖614 室式消聲器2.抗性消聲器（膨脹性消聲器）這種消聲器由管和小室相連

11、而成，如圖615所示。利用管道內(nèi)截面的突變，使沿管道傳播的聲波向聲源方向反射回去，而起到消聲作用。為保證一定的消聲效果，消聲器的膨脹比（大斷面與小斷面面積之比）應(yīng)大于5。抗性消聲器具有良好的低頻或低中頻消聲性能，它不需內(nèi)襯多孔性吸聲材料，故能適用于高溫、高溫或腐蝕性氣體等場(chǎng)合。但由于消聲頻程較窄，空氣阻力大，占用空間多，一般很少應(yīng)用。圖615.抗性消聲器3、共振型消聲器共振型消聲器的構(gòu)造如圖616所示。它通過管道開孔與共振腔相連接，穿孔板小孔也頸處的空氣柱和空腔內(nèi)的空氣構(gòu)成了一個(gè)共振吸志結(jié)構(gòu)。當(dāng)外界噪聲頻率和此共振吸聲結(jié)構(gòu)的固有頻率相同時(shí)，引起的小孔孔頸處空氣強(qiáng)烈共振，空氣柱與孔壁之間發(fā)生劇烈

12、摩擦而消耗掉聲能。這種消聲器具有較強(qiáng)的頻率選擇性，即有效的頻率范圍很窄，一般用以消除低頻噪聲。(a)結(jié)構(gòu)示意 (b)共振吸聲結(jié)構(gòu)圖616 共振消聲器4、寬頻帶復(fù)合式消聲器抗性消聲器的低頻消聲性能較差；抗性消聲器的高頻消聲性能很差；共振消聲器的有效消聲頻率范圍較窄；而復(fù)合式消聲器則是將阻性與抗性或共振消聲原理組合設(shè)計(jì)在同一個(gè)消聲器內(nèi)，因此，具有較寬的消聲特性，在空調(diào)系統(tǒng)的噪聲控制中得到了廣泛的應(yīng)用。5.其他類型消聲器除了上述介紹的幾種消聲器外，還可利用風(fēng)管構(gòu)件做為消聲器，它具有節(jié)約窨的優(yōu)點(diǎn)。常用的有消聲彎頭和消聲靜壓箱。（1）消聲彎頭消聲彎頭（圖617）就是在風(fēng)管彎頭上直接進(jìn)行消聲處理。它有兩種作法；一是變頭內(nèi)貼吸聲材料的作法，要求彎頭內(nèi)緣做成圓弧，外緣粘貼吸