暖通空调系统噪声分析与降噪策略

李兵

摘要：暖通空调系统的设计，要遵循降噪、节能、环保的基本要求，尽可能提高设备的使用率，合理地应用创新理念，提高新产品和新技术的应用，多方面采用科学灵活的设计方法降低噪声对周围的影响，实现基本零噪声。

关键词：暖通空调；系统噪声；降噪；策略

1 噪声来源分析

暖通空调系统在我国具有多种多样的形式。因此，在对暖通空调系统的具体形式进行选择的过程中，需要对各种因素进行综合考虑，尤其是不能忽视噪声问题，这也是其系统设计过程中最重要的一个方面。一般来说暖通空调噪声主要来于设计安装和运行两方面。

1.1 因设计与安装不当引起噪声

在一些暖通空调系统的设计安装过程中，供热空调机组因工艺技术不合理、声学结构不合理、技术人员没有采取相应的降噪措施而使降噪没有得到优化。如果通风部分的设计尺寸小于标准限值，则暖通空调的能耗和噪声会增加，噪声增大。这种问题引起的噪声主要是由空调管串、空气动力噪声、部分声和固体声传输引起的。因此，在设计和安装HVAC系统时，应严格规范设计和安装过程，以确保暖通空调系统的结构合理、安全和经济地运行，并提高声学系统的结构性能。

1.2 因运行设备性能、工况不良引起噪声

在空调系统运行中，如果冷却塔（滴水系统）、空调机组（风机）或水泵、制冷机组等相关设备运行性能差、工作条件恶劣，空调系统的噪声也会导致噪声超标。

2 暖通空调噪声具体分析

一般情况下，暖通空调的噪声有三个方面。

2.1暖通空调制冷机组噪声

（1）暖通空调制冷机组管道的噪声主要由皮带轮轴承噪声和压缩机噪声叠加混合引起，同时由于管道内有暖通空调系统制冷机组冷媒流动，也会产生脉动噪声。（2）暖通空调系统制冷机产生振动及曲轴高速往复运动，甚至制冷机缸体运动等均会引起机械噪声。（3）空气动力性噪声与其它2种噪声源相比，其辐射面更广，会直接向空气中扩散。这部分噪声主要因暖通空调系统机房的排气风机与进气风机运行不当所致，由此会形成排气噪声与进气噪声。

2.2？暖通空调系统风机噪声

暖通空调系统风机在运行时，会由湍流噪声及旋转噪声引起空气动力性噪声。据学者张弛研究表明，暖通空调风机噪声强度与风机叶片的几何尺寸、形状及数量，以及叶轮转速、风机内风流量、风流速等因素相关。

2.3 暖通空调系统水泵噪声

暖通空调系统水泵噪声主要由以下3方面因素所致。（1）当水泵叶片分别经过导向器边缘及涡壳舌部区域时，因水泵压力值的变化，会产生空气辐射噪声。（2）因风机风速在叶轮入口区域的圆周方向的流向不一致及流速不均匀，会导致叶轮压力产生变化，最终引起噪声。（3）水泵涡轮引起运行噪声。（4）水泵基座振动或壳体激振引起空气辐射噪声。

3 降噪策略

3.1 选用性能高的低噪声设备

从分析中可以看出，暖通空调系统的主要噪声源是通风设备。企业单位在选择高性能的通风设备是降低噪声的最经济、最直接的途径。在选择设备时，应结合功率、风扇风量和风压、风速、风向、叶轮转速、和机械性能选择设备。在运行时，应尽量使暖通空调系统在正常工况、额定功率下运行，减小功耗，降低噪声值。具体而言，可按如下公式，对暖通空调系统风机最高效率点的声功率级进行测算分析：

式中：L：风机风量（m3/h）；Lw：声功率级；H：风机全压（Pa）。对于同一台暖通空调风机而言，转速“n”的不同，其声功率级也存在很大差异，转换计算公式如下：

Lω2=Lω1+501gn1/n2

3.2？优化系统设计安装工艺

（1）在设计与安装暖通空调系统时，要对风机的风压与送风量进行精确计算。但不能预留过多风压，否则会增加噪声。（2）尽量设置消声弯头，避免使用小半径或直角弯头。（3）为了防止钢板振动引起的噪声，要控制风光长度，既不能过长，也不能过短。（4）安装暖通空调时要设置减震垫降噪。（5）在安装调试过程中，一旦产生噪音应将隔音罩加装于暖通空调系统的水泵中。

3.3 在声源处设置消声装置

常见暖通空调消声装置分为以下4种类型。（1）暖通空调抗性消声器：此种消声器不使用吸声材料，主要由声抗性元件组成。通过将共振腔或截面突变管段旁接、直接连接于管道中，基于声阻抗失配原理，可使某些不同频率的声波在阻抗突变截面进行干涉与反射，以此消声降噪。其适应于低、中频范围内暖通空调系统的消声降噪。（2）暖通空调阻抗性复合消声器：通过串联抗性与阻性消声器，构成暖通空调阻抗性复合消声系统，可基于阻性与抗性消声器消声功能，在更為宽泛的频率范围内实现暖通空调运行的降噪消声。（3）暖通空调喷注耗散型消声器：此种消声装置主要通过在暖通空调系统的声源处降噪消音，用于对喷注性噪声进行控制。（4）暖通空调阻性消声器：与抗性消声器的消声降噪原理相对应，该种类型的消声器主要采用吸声材料对暖通空调进行降噪处理。此装置可基于吸声材料不断吸收沿通道传播的噪声源，起到逐渐消音降噪的效果。

4 案例分析

4.1 暖通空调降噪工程的实例概述

某暖通空调系统存在噪声偏大的问题，通过采用噪声频谱分析仪按如下测点位置对暖通空调系统的回风口处与各机组房间发出的噪声进行测试，获得表1所示部分机房回风口1m处的相关噪声频测数据。

4.2降噪策略在暖通空调工程案例中的实际运用

数据分析表明，此暖通空调的噪声较大，主要原因是1层和2层的防雨百叶面积有效系数较小，使得风口风速增大，形成气流噪声。同时，由于暖通空调房间面积小，防雨百叶窗结构松散，产生噪声。空调系统内部除了缺少高性能吸声降噪装置外，空调机组的噪声从空气返回口传到室外，增加了整个建筑物的噪声。在这方面，使用本文的暖通空调降噪方法，在考虑设计方案的可行性和经济性的基础上，采取以下措施来降低噪声，降低噪音。

（1）将一层矿棉装饰吸声板吸声材料黏贴于空调机房的内部墙壁。（2）将消声器加装于该暖通空调系统的回风管处。（3）加固和稳定百叶窗的结构，防其出现松动。（4）确保在系统机组经济稳定运行前提下，适当减小风机风速。（5）适合增大百叶窗面积或开孔系数。

4.3暖通空调工程降噪效果

通过以上的降噪处理后，我们再次对机房内、外部分的噪声进行测试。结果见表2。

表2 降噪后暖通空调系统频测数据统计（机房内外部分）

所测结果表明，随着频率不断增加，其噪声值在逐渐减小，且改造前、后空调系统的噪声值差异明显，机组1#、2#、3#、4#、5#回风口处分频测试噪声值均在50dB以下，取得了显著的降噪消声效果。

5 结语

总之，在市场经济的背景下，加强暖通空调的降噪设计已经成了企业的一个重要发展目标。使用单位在选用低噪声设备、优化安装设计方案，并设置消声器，最终可使暖通空调系统外部回风口的噪声值减小至55dB以下，满足降噪标准的要求。

参考文献：

[1]刘海成.空气输配系统噪声综合控制研究——某核电厂主控室暖通空调系统[J].工业技术创新，2016，03（03）：454-463.

[2]张玲.暖通空调系统设备噪声检测实验的建立[D].导师：顾平道. 东华大学，2014.