林森榮

（TCL空調(diào)器〈中山〉有限公司，廣東 中山 528427）

近些年來，很多地方都接收到客戶對變頻空調(diào)室外機在運行時產(chǎn)生的噪音的投訴。這種“嗡嗡聲”嚴(yán)重影響了人們的日常生活，必須采取相應(yīng)措施來改善此情況。

1 變頻空調(diào)性能與各聲音品質(zhì)參數(shù)

1.1 變頻空調(diào)性能

變頻空調(diào)是定頻空調(diào)器基礎(chǔ)上更改壓縮機為可變速壓縮機同時搭配上控制壓縮機轉(zhuǎn)速的變頻器。變頻器通過主芯片改變并控制對壓縮機輸出電源,進(jìn)而實現(xiàn)空調(diào)器改變頻率。首先，變頻空調(diào)具有恒溫節(jié)能的特點，在空調(diào)器剛開始運行過程其輸出頻率為25Hz左右，經(jīng)過一段時間后，再以高頻率進(jìn)行運行，以高制冷量快速輸出，快速降低、提升房間至設(shè)定溫度;當(dāng)溫度值達(dá)到要求之后，壓縮機變?yōu)榻档瓦\轉(zhuǎn)速度，使得房間失去、得到的熱量與房間得到/損失的熱量達(dá)到平衡，提升房間內(nèi)用戶使用舒適性以及達(dá)到節(jié)能效果。

其次，變頻空調(diào)對電網(wǎng)電壓的適應(yīng)性有所提高。由于夏季溫度較高，空調(diào)連續(xù)使用時間較長，會造成電壓不穩(wěn)的狀況。變頻空調(diào)的電壓適應(yīng)范圍比較廣泛，可達(dá)到187V至242V之間，因此，變頻空調(diào)能夠更好的適應(yīng)電壓波動。第三，APF值的提高。隨著國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷加快，人們生活水平也不斷提高。很多公共場所和私人居住房屋都普及了空調(diào)?？照{(diào)的制冷作用在夏天的應(yīng)用比較頻繁。近些年來，國家對APF的要求標(biāo)準(zhǔn)有所提高。對于轉(zhuǎn)速可控型房間空氣調(diào)節(jié)器能效限定值要求在規(guī)定工況條件下，空調(diào)制冷和制熱運行時全年能源消耗效率（APF）最小允許值。變頻空調(diào)節(jié)能效果較好，可以更好的滿足此要求。

1.2 聲音品質(zhì)參數(shù)

聲音品質(zhì)參數(shù)主要有以下幾種：響度、尖銳度、粗糙度、語言可懂度、有調(diào)度等。響度能夠定量反映人耳對聲音強弱主觀感受程度[1]。在聲音品質(zhì)評價中，它具有決定性作用。尖銳度即聲音中的高頻組分所占比例的值。粗糙度即是聲音調(diào)制形式的描述參數(shù)。對于人耳來講，高頻調(diào)制的粗糙度更能引起人的注意。當(dāng)噪音出現(xiàn)的時候，語言能夠被理解的程度也隨之降低。語言可懂度即噪音對其影響程度。有調(diào)度是目前國際上研究中常用來對于一個噪聲頻譜中的有調(diào)成分機型量化表示的量[3]。

2 周期性噪音產(chǎn)生原因

2.1 拍振現(xiàn)象

雖然變頻空調(diào)產(chǎn)生的噪音不會像工廠沖床等大機器發(fā)出高噪音，但是在幽靜環(huán)境中，稍有噪音也會引起人們煩惱，研究實驗表明40-45dB(A)的噪音，睡著的人雖不會被吵醒，但是人的腦電波已有反應(yīng)，影響了人的睡眠質(zhì)量。近幾年，各空調(diào)廠家在室內(nèi)機噪音的降噪都下足了功夫，也取得了較低的室內(nèi)機噪音。雖然采用新技術(shù)后噪音降低一些，但是空調(diào)外機有的還存在一種低頻周期性的低頻“嗡嗡”等異常聲音，雖然該異音的聲壓值也比較小，但是比起連續(xù)的噪聲高的聲音更令人心煩，這是客戶投訴較多的問題之一。下面將對一種由拍振引起的“嗡嗡”聲進(jìn)行分析與實驗研究。合成運動是這樣一種振動：其振動頻率是ω1t，但振幅本身又隨著時間變化。變化的頻率是Δω（ω1-ω2）。我們把這種振動現(xiàn)象叫做拍。因Δω比ω1小得多，故振幅變化速度是緩慢的，當(dāng)Δωt=0時，合成信號最大振幅為Amax=a+b；當(dāng)Δωt=π時，合成信號最小振幅為Amin=｜a-b｜。在單位時間內(nèi)腰或腹出現(xiàn)的次數(shù)叫拍的頻率f拍，振幅大小改變一次的時間叫拍的周期T拍，以某品牌A/B變頻室外機進(jìn)行噪音測試為例，測試位置為室外機正前方45對角。測試結(jié)果表明主要是壓縮機還有其他成分的噪音、且其他成分噪聲幅值較大。兩個信號頻率分別為82.5Hz、84.5Hz，82.5Hz噪聲是來自軸流風(fēng)輪發(fā)出的，該噪聲即旋轉(zhuǎn)噪聲，它是葉片旋轉(zhuǎn)時與空氣相互作用而連續(xù)產(chǎn)生壓力脈動，從而輻射噪聲的。用閃頻儀測得3葉軸流風(fēng)輪轉(zhuǎn)速為825rpm，即82.5Hz噪聲信號來自旋轉(zhuǎn)噪聲的2倍諧頻。而84.5Hz則為變頻壓縮機運行頻率。試驗結(jié)果顯示在1s里約有2個拍聲，即在1秒時間內(nèi)可有聽到兩次低頻的“嗡嗡”聲。

2.2 相關(guān)實驗及分析

對噪音的診斷方法有很多，比如逐步排除法、噪音測試系統(tǒng)FFT分析法和CPB恒百分比帶寬分析法。筆者在判斷某商場某品牌1.5P變頻空調(diào)噪音時候采用了CPB分析法。此空調(diào)的室內(nèi)高速風(fēng)噪音為44.5分貝，室外的噪音達(dá)到了55分貝。進(jìn)行CPB分析法操作的場所必須為噪聲實驗室，并將室內(nèi)調(diào)為25℃溫度，20dB的本底噪音。假設(shè)空調(diào)制冷工作溫度為16℃，制熱工作溫度為30℃，此時空調(diào)風(fēng)扇在運轉(zhuǎn)過程中，產(chǎn)生的噪音主要在100Hz左右、1.3kHz左右，壓縮機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪音在2kHz左右，低頻噪音大概在60Hz的范圍內(nèi)[2]。利用CPB分析法可知，其室外噪音的產(chǎn)生來源為壓縮機和管路。其低頻音主要來自則是壓縮機和鈑金共振。由于不同噪音源具備其特定振頻，所以比較容易很快的診斷出噪音的來源，便可以采取相應(yīng)的改善措施。

3 空調(diào)性能及噪音改善措施

3.1 優(yōu)化風(fēng)輪與風(fēng)機

普遍來講，空調(diào)機的風(fēng)輪大多數(shù)是直片型。在進(jìn)行空調(diào)噪音改善工作的時候，可以將其改為斜扭型來改善噪音。有的空調(diào)為了將風(fēng)量提升，風(fēng)輪的直徑一般都很大。但是風(fēng)量提升的同時，噪音的影響也提高了很多。因此，在進(jìn)行空調(diào)設(shè)計的時候，最好限制風(fēng)輪直徑的長度，使空調(diào)在不失去其原來的性能的同時還可以改善噪音影響。對于空調(diào)室外機，利用物理建模得出其最合適的配管參數(shù)，然后利用試驗進(jìn)行驗證，從而達(dá)到減少拍振、降低噪音的目的。

3.2 制冷系統(tǒng)的改善

空調(diào)機的制冷系統(tǒng)是噪聲來源處之一，對其進(jìn)行改善有助于降低噪音。因為壓縮機的運作有固定周期，所以在運轉(zhuǎn)的時候往往會出現(xiàn)脈沖現(xiàn)象。這種制冷劑產(chǎn)生的脈沖在管路里會發(fā)生復(fù)雜的振動[2]。對于此情況，筆者認(rèn)為可以沿著其振動方向?qū)苈愤M(jìn)行改善，從而降低此現(xiàn)象的發(fā)生頻率。與此同時，還可以在管路的適當(dāng)位置增加防震膠、配重塊等來減小振動[3]。在進(jìn)行制冷劑改善的時候，還需要注意防止出現(xiàn)壓縮機的管路和其它元件的共振現(xiàn)象。在最大程度上降低脈動傳遞。當(dāng)今社會的科技發(fā)展越來越快，很多模擬實驗已經(jīng)應(yīng)用到各個行業(yè)中。所以，利用模擬壓縮機的振動試驗來對空調(diào)系統(tǒng)管路進(jìn)行設(shè)計，就能更好減少噪音影響。

3.3 變頻空調(diào)頻率選擇

在對壓縮機從低頻升至高頻、高頻降至低頻時A聲壓級的變化規(guī)律進(jìn)行測試的時候，筆者發(fā)現(xiàn)，室外機風(fēng)機的轉(zhuǎn)速未變化，當(dāng)壓縮機運行頻率從低頻到高頻時，噪聲是在升頻開始后50～60s之間噪聲最大[3]。所以選擇合適的頻率十分重要。與此同時，在改善噪音影響的時候，應(yīng)該提升對噪音傳播的控制，應(yīng)用一些吸聲部件進(jìn)行聲波吸收。另外，控制空調(diào)系統(tǒng)在工作中產(chǎn)生的隔振現(xiàn)象也十分重要。

4 結(jié)語

空調(diào)的使用已經(jīng)越來越普遍，它在方便人們生活的同時也帶來了一些負(fù)面影響，比如噪音。為了減少噪音的產(chǎn)生，提高人們的生活質(zhì)量，有效診斷噪音來源并采取合適的解決措施是十分必要的。

［1］祝琴華.降低空調(diào)噪音新方法研究[J].科技視界，2012，32（11）：50.

［2］周俊華.試論空調(diào)噪音的控制方法[J].科技世界，2012,17（22）：203.

［3］張文鋒.淺談家用空調(diào)機的噪音控制[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011，19（12）：39.