螺杆式空气源热泵机组噪音控制设计与分析

卢玉东 邵春亮 刘正晨

（中建三局第一建设工程有限责任公司安装分公司 贵阳 550000）

摘要：通过对螺杆式空气源热泵机组不同运行状态下的噪音测试，分析声源频谱特性，制定合理的消声降噪设计方案、选用"狭缝复合式"消声器，在不影响设备正常运行情况下实现夜间50dBA的降噪要求，为类似工程噪音控制治理积累经验。

引言

空气源热泵机组具有节能与环保效益，是一种以能量闭路循环使用为特征的热泵空调系统。在中国大部分地区的气候条件都适宜使用空气源热泵，但其噪声扰民问题也非常普遍。

银海·元隆广场，地处贵阳市核心地段，总建筑面积50万m2，是集高档住宅、商业、办公、酒店为一体化的城市综合体。空调冷热源采用两台螺杆式空气源热泵机组，机组放置于一层室外地面，且距离周边居民区较近，设备与周边居民区最小距离仅10米，且设备靠近建筑围墙，（围墙为建筑红线），如图1所示。

工程选用两台螺杆式空气源热泵机组YEAS300RC50B，制冷量1051kW、制热量1058kW；单台设备通风378000m3/h，两台设备的通风量756000m3/h，每台设备分为三小组，可独立控制运行。根据设备对称的特点，进行治理前的背景噪声及设备运行噪声测试，具体如下：

a.现场背景噪声测试

注明：以上测试时，设备关闭。由上述数据可知，夜晚与白天的最小噪声值有明显的区别。

b.设备开启时噪声测试

测量条件为设备正常开启状态下，测试数据见表1：

由上述测量数据可以分析：两台螺杆式空气源热泵机组之间噪音有明显的声压级叠加现象，每台设备中的三组设备叠加更明显。

设备最大侧面的噪声约为88dBA（两组相邻设备正常运行时噪声）；设备最大出风口的噪声约为82.9dBA（两组相邻设备正常运行时噪声），一台（三组）设备正常运行时噪声为91dBA，严重超出《声环境质量标准》（GB3096-2008）2 类区标准。

噪声频谱特性如图3所示：

根据设备的噪声频谱特性及分布特点，可以分析得出设备以500Hz 的中频噪音突出的中、低频噪声源。

鉴于该螺杆式空气源热泵机组噪声超标现象的严重性和解决这一问题的迫切性，我们通过精心设计及施工，使最终降噪结果达到夜晚50dB（A）的降噪需求。

1、噪声源及降噪分析

1.1噪声源环境分析

除了設备距离民居近、设备噪音大的特点外，设备的换气量非常大，两台设备正常运行的情况下，需要满足756000m3/h 的通风需求，即对通风消声的要求非常高。在满足1.5m 的检修距离的情况下，设备噪声控制的处理空间受到现场条件的局限，C 侧的围墙建在建筑红线上，不可以向居民楼延伸，占用居民出行通道。A 侧酒店门口设有约10m 的接待门廊和门口喷泉，还需要满足双车通行的通道。所以本项目只能考虑单侧进风，进风消声处理的宽度仅为1M。进风与排风处理的位置相邻，应该注意不可发生短流现象。

1.2降噪难点分析

机组置于室外，地处我国贵州省。降噪装置能经受雨、雪、霜的侵袭，降噪量大，噪声治理施工时间紧，设计要求非常高：

（1）室外螺杆式空气源热泵机组噪声值高，设备完全开启后高达91dB（A）。

（2）设备离居民区约10m，非常靠近居民建筑；设备噪声自然衰减少，中低频噪声尤为突出，降噪难度大。

（3）设备靠近建筑用地红线，降噪空间受到严重的限制，实际操作难度大。

（4）设备的换气量非常大，两台设备正常运行的情况下，需要满足756000m3/h 的通风需求，必须控制再生噪声值不得高于降噪目标（夜间50dBA）。

（5）消声器的消声量41dB，消声要求非常高，设计难度大。需要进行特殊设计，且取材须谨慎。

2、降噪方案

2.1消声器性能选择

由于设备噪声值较高，设备满负荷运行时噪音为91dBA，降噪目标为50dBA，因此消声器选型必须满足消声量不小41dBA。

2.2降噪机房设计

根据气流再生噪声与气流速度计算公式：因进、排风消声器面积有效系数为0.5，本工程进气消声器实际面积的应在138m2以上，排气消声器实际面积的应在148m2以上。

因此本项目采用全封闭机房降噪处理，必须在隔声房中，采取了减振、隔声、消声三大措施；为了避免设备振动对隔声房的性能影响，设备均采用弹簧减振器减震处理。除通风部分，门采用隔声门，其他维护结构采用加气混凝土砌块构造。

根据设备正常运行时的声频谱特性曲线的特点，在降噪过程需要特别注意全频降噪，尤其是中频噪声，同时不可忽略低频噪声；螺杆式空气源热泵机组的声频谱特性的曲线与阻性消声器的消声曲线极为类似，阻性消声器低频处理数据较差，故为本项目设计"狭缝消声器"，以期达到最终的降噪目标。

降噪机房的剖面图如图4所示。

3、 降噪装置的特点分析

经过精心的设计及施工，该机组降噪装置达到了预期的目的，所完成的降噪装置具备如下特点：

3.1 具有良好的降噪隔振性能

一台设备正常运行时声压级为91dBA，其噪音为全频噪音，且具有明显峰值特征，通过一系列的降噪措施，现场实测，最终建筑红线外测试的最高声压级达到49.5dBA。根据图5 所示，很明显隔声房的基本隔声构件应具有良好的全频降噪性特性，中频尤为突出。

3.2 具有良好的散热通风性能

侧面138 ㎡的进气消声面积和顶面148 ㎡排气消声面积，通过合理巧妙的导流处理，在无其他动力的前提下，设备正常运转。经过冬天和夏天，机组工作正常，说明所安装的散热通风系统效果良好。

3.3 造价合理，美观大方

该工程造价合理、美观大方， 施工完成后的隔声房外形如图6 所示。

根据上图可知，本项目的主要降噪费用为消声器。其他均为常见的建筑材料，如：加气混凝土砌块、彩钢瓦等，为本项目节省了不少造价。隔风房外形层次分明、整体美观大方。

4、 结论

靠近北京路的设备区域易受到交通噪声的影响。故验收时，取C、D 点作为验收测试点。治理后实现了夜晚≤50dB（A）的噪声控制要求，见图7所示。

（1）本项目选用的狭缝消声器具有良好的消声性能。

（2）螺杆式空气源热泵机组应该安装在机房或周围无敏感空间的区域。