浅谈风管内机液流声噪音整改可行性分析

格力电器(合肥)有限公司 安徽 合肥 230088

1 引言

2 液流噪音特点

2.1 液流噪音明显的机组,其液管连接管抖动明显,越靠近内机抖动越剧烈,从外观上就能感觉到液管内剧烈的冷媒流动。

2.2 内机整体音质为不连续的煮开水声,送风、制热时无,制冷时出现且风档越低,液流噪音越明显,风档越高,液流噪音越能隐藏在风声中;拿螺丝刀、小铜棒之类的金属物体抵着管路听管路内的冷媒声音,会发现沿着冷媒流动方向,越到蒸发器进液处,声音越明显,进入蒸发器换热后,液流噪音会有明显降低。

2.3 下面两图分别是无液流噪音的频谱与有液流噪音频谱,绿色曲线为制冷低档,黑色为送风低档。

对比制冷和送风低档数据和频谱,发现:

1)液流噪音的频谱分布广泛,在频谱上没有明显峰值,但是实际听的话,液流噪音还是很明显;

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2)液流噪音的频谱分布范围与风声相近,液流噪音容易被风声掩盖。

3 液流噪音原理分析

3.1 液流噪音音质类似于煮开水声,从音质角度入手,煮开水声出现的原因在于煮开水时液体内部吸热同时气化,气化后体积急剧增加形成气化汽泡,大量的气化气泡上升至液面发生爆裂破碎,引起周边空气及液体振动,形成煮开水声。

3.2 借鉴煮开水声原理分析,结合机组节流后的实际情况分析如下:

1)冷媒经过节流后以气液两相存在,而气泡在管道流动中因压力下降、撞击管壁、互相挤压等因素引起气泡破裂,产生类似于煮开水声噪音;

2)根据《气液两相流和沸腾传热》这本书籍介绍:任何冷媒流动都会有“水动力特性”,即受热管在一定的热流密度下,强制流动管子中的工质质量流量与流动压力降之间的相互关系。单相状态的工质流动时,压力降可近似看做由摩擦阻力压力降和局部阻力压力降组成,如下式:

式中:Σξ— 各项局部阻力系数之和;

λ—摩擦阻力系数;

ρL—液体重度;

W— 液体质量流量;

L— 管子长度;

D—管子直径;

A— 管子流通截面面积。

则单相状态水动力特性如下图所示,其曲线是一条单调上升的曲线,其水动力特性较稳定。

当冷媒以气液两相存在时,其流动压力降如下式所示:

ΔP=AW3-BW2+CW;

A=(Σξ+λ)(VG-VL)Δi2/4A2Dqr;

B=(Σξ+λ)L[(VG-VL)Δi/r-VL]/2A2D;

C=(Σξ+λ)(VG-VL)L2q/4A2Dr;

当热流密度和工质参数确定时,A、B、C均为常数,所以两相状态的水动力特性如下图所示:

从曲线中可以看出当冷媒状态处于两相状态时(即W1—W3段),压力状态极不稳定,会出现周期性脉动。

原理总结:结合以上分析,个人认为冷媒在节流后部分液态冷媒气化产生气泡,气泡在后续的管路流动中破裂,产生振动,形成声源,而节流后的冷媒由于是气液两相状态,受两相状态冷媒流动时压力不稳定、周期性强烈脉动的水动力特性,进一步将气泡破裂的振动放大,形成明显的液流声噪音。

4 液流声噪音整改方案讨论

结合上述的液流噪音原理分析,整改方案主要从降低气泡破裂声、减小两相冷媒流动时的周期性脉动两方面入手,部分可行性方案如下:

1)增加过滤网 在两相冷媒进入蒸发器前增加过滤网将大气泡分割为小气泡,降低了气泡破

裂声,且分割为小气泡后,气泡体积减小,使流路中的冷媒更倾向于单相冷媒,减小两相冷媒流动时的周期性脉动。

此方案适用于绝大数情况,但部分机组存在节流效果很好,过滤网分割后气泡仍旧较多,此情况下此方案降噪效果不明显。

2)包阻尼块 在液流噪音明显的地方包阻尼块,通过阻尼块的减震、隔音作用减小管路振动,间接达到减小周期性脉动的目的。

此方案出发点在于隔声,只能减弱噪音,不能杜绝,属于治标方案。

3)增大分液毛细管管径 增大分液毛细管管径,减弱节流效果,减少气泡产生,达到消除液流噪音目的,但此方案对机组性能影响较大,谨慎使用。

4)增加蒸发器流路数 节流效果不变的情况下,液态冷媒气化产生的气泡数一定,增加蒸发器流路后,各流路中气泡数占比下降且蒸发器中冷媒流速和压降均会降低,以此实现消除液流噪音目的。

此方案需重新设计蒸发器流路,工作量较大,评估使用。

5 小结

本文对风管内机液流声噪音作了原因分析,并根据原因分析结果给出了一些降噪整改方案的原理介绍及使用建议,供相关工作人员在开发设计、生产制造及售后维修期间针对液流声噪音分析整改参考使用,以便最终生产出满足用户需要的低噪音空调机组。