家用空调器冷媒噪声问题改善方法初探

陈振兴

摘要：随着社会经济的高速发展，人们的生活水平也有了显著的提升，最为显著的证明便是家用电器的升级与应用。我国空调市场广阔，且具有极大的发展潜力，但是就家用空调的应用过程中所暴露出的一些问题而言，在实际的修复与保养过程中通常面临心有余而力不足的尴尬。众所周知，制冷剂在空调系统中是随着压缩机的运转而变化的。当冷媒发生温度或是压力的变化时便会生产冷媒音。这种声音在传播的过程中直接影响到空调品质以及视听感受。本文以此为基础，就家用空调器冷媒噪声问题的改善进行思考，旨在为今后工艺的改善提供积极的参考。

关键词：家用空调器；冷媒噪音问题；优化方式初探

1.空调的工作原理

在浅谈冷媒噪音之前不得不简单提下空调器的工作原理。空调的工作基础系统是以压缩机为核心，配以冷凝器、节流装置、蒸发器等关键部件，这些部件之间用管路进行连接，组成的一套密闭循环的制冷系统。制冷剂作为整套系统运行的载体，在系统中经过压缩、冷凝、节流、蒸发的循环过程，达到制冷的效果。

1.1压缩过程

就是将低温低压的制冷剂气体在压缩机内进行压缩，形成高温高压的气体，排入冷凝器中的过程。

1.2冷凝过程

进入到冷凝器中的高温高压汽态冷媒在冷凝器内流动的同时与空气进行热量交换，汽态制冷剂在冷凝器中经过交换，以液态的形式流入节流装置。

1.3节流过程

节流过程就是将从冷凝器中冷凝的高压液体，经节流装置节流减压处理，变为低压低温液体制冷剂，流入蒸发器。

1.4蒸发过程

顾名思义，蒸发过程是将节流装置中流出的低压制冷剂液体进行蒸发处理，液态制冷剂在蒸发器重吸收被冷却的物体热量之后，汽化成低温低压的蒸汽。

蒸发后的低温低压的气体又被压缩机吸收，再次进行压缩、冷凝、节流、蒸发的不断循环。由此可见冷媒在制冷系统的流动不是不变的。而是形成一定弹性和一定质量振动的系统。

2.噪音的主观评价与测试方法

人脑对于声频的感知范围在20Hz到200000Hz之间，超出这个范围的声频均不能被人耳所感受。同时人耳最为敏感的频率范围为20-4000Hz，为了表示声音的强弱，我们通常采用一个数量级对声音进行表示，这就是我们常说的Lp，其单位为分贝。另一个常见的名词是声强，我们将其定义为在声波传播垂直方向上所通过的单位面积声能。相比于其他的物理量，对于噪音的主要评价方式主要来自于对客观生源所产生的声波与人耳之间的作用关系。

如空调室内机噪声来源主要有：贯流扇转动引起的气体流动的声音、导风板导流时于风摩擦的声音、压缩机传入室内的声音和冷媒流动产生的异常声音等。本文主要对冷媒流动产生的异常音进行初探。

冷媒音产生的原因多种多样，在频谱曲线上不会呈现出较为明显的尖峰状态（一般流体的频段在500 Hz到2500Hz之间），其频谱特性很难从空调器整机的噪声频谱中分离出来，所以对于其的判定很多程度上取决于人的主观意识。这就需要在空调不同工况运转条件下，在噪声实验室进行人工辨听。

3.室内冷媒噪声产生的原因及对策

从之前介绍的空调制冷系统工作原理可以看出冷媒在空调系统中流动的速度和压力是有一定周期变化的。当流体的压力和流速在系统管路中发生变化是就会产生各种噪音。在测试过程中，常能听到诸如水流喷射的“液流声”、快速挤压气体的“气流声”、类似水沸腾的“气泡声”和吹口哨的“啸叫声”。

3.1液流声

液流声是由于冷媒的流速迅速提升到最大值，之后慢慢降低，在提速的瞬间压力产生剧变产生的。这种声音在室内机风机转速较低的情况下尤为明显。液流声主要集中在分流、合流、扩缩、弯曲等具有明显突变位置的区域。在优化的过程中（1）可就分流、合流、扩缩、弯曲等具有明显突变位置的区域粘贴阻尼块进行消音处理。利用阻尼块可以使音源部位的振动能量的一部分转化为热能消耗掉，从而减弱音源部位的振动，使冷媒音得到消减。（2）可就蒸发器的分流方式和分流器的位置进行调整进行优化。

3.2气流声

气流声进入室内的途径主要有两种，（1）在整机起停瞬间系统所发生的压力变动而引发的；（2）由于冷媒在室外侧出现相变吸热，由于压力损失较大故由连接管进入室内。改善可以从控制逻辑关系上进行优化。如合理设计启东关闭时压缩机、风机、电子膨胀阀以及四通阀的启动关闭顺序；合理设计运转条件变化时时压缩机、风机、电子膨胀阀以及四通阀等的动作时序。

3.3沸水声

沸水声是在蒸发过程中液态冷媒在蒸发器中大量蒸发，压力降低，产生气泡。当冷媒遇到截面突变或障碍时，冷媒中气泡受到的平衡力受到影响，便会随之产生冷媒流動声以及气泡破灭声。若当截面突然变大，流体本身的密度便会降低，气泡所承受的压强也会随之减少。在此状态下气泡便会更容易出现破裂，继而产生水沸的声音。改善可以从减小压损、降低冷媒流速的问题进行入手。可以通过控制节流、蒸发器的分流、增大U型管的管径等方式均可有效的降低和控制沸水声。

3.4啸叫声

啸叫声是在使用电子膨胀阀的空调系统中，在高压缩比的状态下，阀前的冷媒的流量变化不明显，在经过电子膨胀阀的阀孔后，流速明显表达，迅速形成较低的压差，此时膨胀阀类似一枚“哨子”。改善可以（1）采用在电子膨胀阀阀前加毛细管的方式。利用二次节流达到降压；（2）合理设计电子膨胀阀的基准开度和开度调整步长（3）合理调整电子膨胀阀的PID参数等方式来抑制啸叫声。

另外，除了有从电子膨胀阀处传到室内的冷媒音外，还有因为压缩机的排气脉动音而传到室内的异常音，一般通过在压缩机排气侧加入消音器来消除。消音器在特定情况下也可以和节流装置搭配使用。

4.结语

家用空调作为现代居家生活中必不可少的家用电器，其对于人们生活品质的提升有着重要的推动效果。由于家用空调的结构设计问题，使得在使用的过程中不可避免的产生冷媒音，这在很大程度上影响了空调的使用效果与整体性能。本文结合实际，就家用空调机常见的几种冷媒音的生产机理予以分析。同时就相对应的降噪方式予以探析。旨在通过相关研究工作的开展，为今后空调产业的进步与升级提供积极的参考。

参考文献

[1] 陈君，曾友坚，尚彬.家用变频空调外机噪音主要来源及解决策略[J].日用电器，2014（5）：40-42.

[2] 蒋贤国，王永琳，王树涛.空调室内机冷媒流动噪声产生的原因和消除办法[C]//全国电冰箱.2016.

[3] 曾向杰，杜文超，家用空调器冷媒噪音问题改善方法浅析[J] .家电科技，2017

（作者单位：沈阳中航三洋制冷设备有限公司）