中央空调系统设备噪声产生原因及控制方法

石启兵

摘要：空调系统设备噪声产生的主要原因及控制方法

关键词：中央空调；噪声；控制；优化

引言

中央空调是现代化综合建筑写字楼、宾馆、商场、医院和工厂不可缺少的设施，它能带给人们四季如春，温馨舒适的环境。中央空调系统的总体效果，除了室内温度、湿度、新风换气量达到设计要求外，对室内噪声大小也有一定要求，噪声大小直接反映了控制空调通风系统设备噪声是否满足设计使用要求。我们现针对空调系统设备噪声产生的主要原因及控制方法作如下讨论。

1、中央空调系统的主要噪声源及产生设备

产生中央空调系统噪声的原因主要有如下几种：

1.1、空调系统：

热泵、冷水机组、循环水泵、冷却塔、空调末端设备（风机盘管、空气处理机组）。这些设备本身性能决定了这些设备会产生机械噪声，如果设置在地面上，噪声则更大。如果經常开启，噪声危害较大；空气在风管内流动摩擦产生振动噪声；供回水管内水流遇到局部阻力会产生水流噪声及水管振动噪声；

1.2、送排风系统：送、排风机，由于通风设备本身功率大、风量大，产生的机械噪声也大；

1.3、防排烟系统：

火灾时排烟风机、正压送风机自动开启。因使用时间仓促，一般情况会对噪声忽略，但噪声太大，也对周围环境有一定危害；

1.4、人防通风系统：

人防送、排风机。因使用频率较低，不容易引起人们的重视，但一经使用，噪声危害性更大。

需要控制噪声的设备主要是空调系统设备、平时通风设备；人防通风设备和火灾排烟、加压风机因其仅仅在战时或火灾时开启，噪声较难控制，主要在设备选型方面尽量采用低噪设备。

2、中央空调系统噪声的控制方法

中央空调的设计阶段采用适合的空调系统形式降低噪声。控制中央空调系统噪声，可进行优化：1、设备的布置及选型的优化；2、风管、水管系统设计优化；3、设备安装的减震及管道隔振。

2.1设备机房的设置与选型

2.1.1热泵、冷水机组、循环水泵的机房布置与选型：

噪声较大的热泵、冷水机组、循环水泵应尽量设置在地下室，由于机房的墙体、地下楼板对声波进行阻隔，从而减小噪声对使用房间的影响。如果这些设备只能设置在地面上，则应设置设备机房、隔音门，必要时设置隔声墙、双门，对设备噪声进行有效隔离。对于水泵应尽量选择低转速水泵，对于热泵、冷水机组应选择振动相对较小压缩机（如螺杆压缩、涡旋压缩）。

2.1.2冷却塔的布置与选型：

对于空调用的冷却塔，因其一定设置在室外，其噪声直接影响到本幢建筑及周边建筑，位置宜设置在本幢建筑的屋面。冷却塔型式可根据工程的性质去选择不同类型冷却塔，对噪声要求低的建筑，而冷却塔位置又离使用场所较近（≤10m），在经济条件许可下可考虑选择无风机冷却塔，否则冷却塔设置在屋面，对使用房间产生一定的影响。

2.1.3排风机、送风机的布置与选型：

送排风机的风量≥8000m3/h，且经常开启时，宜采用低转速消音箱式风机，并设置风机房。应在建筑设计是及早选择风机房位置及面积大小，减少对周围其他房间影响。

2.1.4空调末端的布置与选型：

空调末端的风机盘管，宜选择低噪声型（非高静压型）风机盘管，其噪声均≤40db（a），可满足规范及使用要求。高静压型风机盘管的噪声一般≥45db（a），尽量少选用。空调机的风量≥5000 m3/h时，由于其功率大，噪声及震动也大，不宜吊装，应落地安装，并设置空调机箱进行隔音，否则应分成多台小型空调机或风机盘管均匀布置以减少噪声分贝。

2.2风管、水管系统设计的优化

2.2.1送回风管道的合理布置：

在风机盘管加新风的系统，不需要回风管道。由于新风机风量不大，通过设置消音器，经新风管道送至房间的噪声容易达到设计要求。风机盘管设备的噪声一般可以满足≤40db（a）。因此，采用风机盘管加新风系统，使用房间噪声指标容易达到要求。如果采用落地空调机全风管送回风系统，由于空调本身功率大，风量大，噪声也较大，必须通过外部的设施消音才能达到使用要求。通过布置送回风管道及送回风口，空调机的送回风及噪声通过管道联至使用房间的送回风口，其噪声便得到一定的程度的衰减。再加上管道消声器对途经管道的噪声进行有效的消声，在使用房间送回风口上传出噪声就可以得到有效控制，满足是使用要求。以上这种形式在工程中不接回风管，它的缺点就是空调机的噪声可通过送风口直接传入房间，噪声没有衰减，即使采用消声送风口，其消声量也有限，其适合对噪声要求不高的场合。

2.2.2送回风管道材料的选择：

空调风管一般采用镀锌钢板、无机玻璃钢制作。对于噪声值要求较高的场所，如果空调机风量、风压、功率大，噪声相应较大，可考虑采用消声风管。因为空调机噪声一般>60db（a），而室内噪声要求30-40db（a），如只采用直管消声器、消声弯头等，因不能有效消声而达不到对噪声控制要求。且消声器一般安装在风管主管上，末端房间之间存在串音现象，互相干扰。如果采用玻璃棉直接消声风管（玻纤复合风管），送回风管全过程都进行消声，风管本身重量轻，消声效果好，房间之间串音现象也不明显。其造价较高，但风管自身强度不高，设计时根据建筑情况而异。

2.2.3风速的合理选择：

过大的风速会在弯头、三通、风口等配件处产生噪声，还可能引起风管壁振动而产生噪声，因此控制风管最高风速在设计中十分必要。如下表：

表一 低压风管系统的最大允许风速m/s

应用场所 以噪声控制主风管 以摩擦阻力控制

送风主管 回风主管 送风支管 回风支管

住宅 3.0 5.0 4.0 3.0 3.0

公寓、饭店房间 5.0 7.5 6.5 6.0 5.0

办公室、图书馆 6.0 10.0 7.5 8.0 6.0

大礼堂、戏院 4.0 6.5 5.5 5.0 4.0

銀行、高级餐厅 7.5 10.0 7.5 8.0 6.0

百货店、自助餐厅 9.0 12.0 7.5 8.0 6.0

工厂 12.5 12.5 9.0 11.0 7.5

2.2.4、消声器的合理选择：

根据使用房间要求或周边环境允许的噪声值，选择风管系统的消声器形式和段数。对噪声值要求低的房间或环境，一般应在设备的进出风管上至少设置一段消声器。地下室风机除了在其入口设置消声器，即减小风机噪声对室内的影响，还应在风机的出口风段设置消声器，以免风机的噪声通过排风竖井传至室外地面，影响本楼其他房间的使用。送风机同样应在进出风管道设置消声设施。设备噪声如以高频段为主，则应选阻式消声器；噪声如以低频段为主，则应选择抗式消声器；噪声的频带较宽时，则应选择阻抗复合消声器。同时应注意消声器内部的风速不宜大于6.0m/s，否则消声器的局部风阻较大，且可能产生二次气流噪声。

2.2.5、管道支吊架合理选择：

水管主管管径较大时，伴有轻微振动，噪声可能会沿水管传递，出口处可达到65-70 db（a），距出口20m后可降至50 db（a）。同时对设备运行带来一定的伤害。水管安装要严格执行国家规范，在主管刚性支架上加装弹簧阻尼减振器，干管吊架要采用弹簧减振吊架，而且吊架不能固定在楼板上，应尽量固定在梁上。水管穿过楼板或过墙尽量采用柔性防水套管，阻止噪声的传播，这样使得噪声及振动得到有效消除。水管水流速控制在1.5m/s左右，为保证空调效果可适当降低冷冻水出口设定温度。

2.3设备减震及管道隔振

具有振动的设备均应设置减震设施，同时设备与管道连接应设置隔振软连接。减震器的类型选择，可根据减震器的自振频率fo选择不同类型的减震器。噪声源设备的扰动频率与减震器的自振频率比值f/fo≥ 时，减震器才有减震降噪的作用，比值越大效果越好。当fo<5Hz，设备转速较低，宜采用阻尼弹簧减震器；当5Hz≤fo<12Hz宜采用橡胶剪切型隔振器；当fo≥12Hz，设备转速较高，宜采用橡胶减震垫。

3、结束语

本文着重探讨了中央空调系统通过对设备的布置及选型的优化、风管、水管系统设计优化、设备安装的减震及管道隔振等减低噪声的方法。在实际操作中不一定完全能满足人们的使用要求，为了噪声能更加有效的控制，给人们提供一个安静舒适的工作、生活环境，我们应该在建筑设计及装潢设计中考虑多采用吸声降噪的建筑材料、装置及措施。