燃气机热泵机组隔声装置降噪研究

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1、燃气机热泵机组隔声装置降噪研究方筝，杨昭，刘运陶，陈轶光庆津大学热能研究所，天津300072)摘要:噪声问题是燃气机热泵走向商业化的一个难题，分析了声源特点的基础上，结合声学理论与实际经验，建立了隔声罩三维模型与双室抗性消声器模型使用RAWOISE软件对加装隔声罩前后的燃气机热泵机组的噪声场进行模拟，并且根据本实验台的实际情况设计了燃气机热泵机组的隔声装置，对采用降噪装置后的实验台进行实验测量，总庄压级降到77.8cIB(A),通过实验验证了设计的合理f生。矢键词：噪声燃气机热泵;隔声罩;双室抗性消声器RAWO1SE中图分类号：1B657.9文献标识码：A燃气机热泵作为新一代的节能环

2、保空调系统，具有平衡电力与燃气的消费一次能源利用率高等优点，必将拥有广阔的发展前景。但随看人民生活水平的不断改善，人们环境保护意识的不断增强，对自身所在声学环境的也更加尖注。噪声作为工业产品的一项重要质量评价指标，是影响产品销售的一个重要因素，噪声越低,产品在市场竞争中更加有利，然而由于当前研究水平有限,燃气机热泵本身还存在着这样那样的问题，其中噪声问题是阻挠燃气机热泵走向商品化的一大障碍d。目前另于燃气机热泵噪声控制方面的工作不多,为此本文对燃气机热泵系统的噪声控制进行了理论模拟及实验研究。1燃气机热泵机组的噪声分析本燃气机热泵机组选用的燃气发动机由柴油机改装而成。燃气机热泵机组整

3、机主要由燃气发动机压缩机电动机皮带轮联轴器水泵风扇和公共底座等组成，原理示意图如图1所示。燃气机热泵机组噪声主要有:燃气发动机燃烧噪声机械噪声和风扇进排气等空气噪声，它是一个混合的声场，由于没有专门研究吐类问题的文献，故在研究方法上借鉴内燃机噪声控制技术,分析噪声性能。分析机组噪声的频谱特性是治理噪声的基础。本机组在高速运转吋振动和噪声非常强烈，噪声值在90dB以上。图2是实际测得的初步治理后本燃气机热泵机组的噪声频谱图，从图2可以看出燃气机热泵机组噪音在不同转速具有宽频带噪声峰值大等特性。通过对机组噪声的频谱特性分析,需在噪声控制过程中采用多种手段对系统进行改造处理才能起到良好的效

4、果。冰jAWliJ室内风机盘管收稿日期：2008-08-22修改稿收到日期：2008-10-14第一作者方筝男•博士生.1979年6月生108908070605040up、蛊£肛團亠・I•燃气发动机2节气门3缸妄换热器4排烟换热器5.传动轴6离合器7.压缩机&蒸发器9.冷凝器1Q节流阀11.控制器12节气门步进电机13.步进电机14旁通阀图1燃气机热泵的原理示愆图301111111111—31563125250500100020004000800016000/ZHz图2燃气机热泵机组噪声频谱图2燃气机热泵机组噪声治理方案的确定从燃气机热泵机组噪声频谱图的分析中可以待知，本机组在低频6

5、3肮,中频500H7•〜2000Hz时笊噪声峰值都达到了85dB和90dB以上。发动机的捋气噪声的频率属于低频噪声，燃烧及机械振动等辐果噪声则属于中高频噪声131，因此可知燃气机热泵机纟左的低频排气噪声以及中频的辐射噪声是机组最大的瞬声源，也是本文主要的治理对象。211燃气机热泵机组中高频辐射噪声治理方案的确定针对于燃烧及机械振动等辐射噪声，在声源处控制噪声是比较有效的措施，因此本文采用隔声罩来隔绝发动机的燃烧及机械振动等辐射噪声⑷。本文所采用的隔声罩外形结构如图3所示。隔声罩的隔声壁采用四层结构，其结构示意图如图4所示，由内到外依次为：1mm护面层，30mm厚盘细玻璃纤维吸声材料，

6、2mm厚的阻尼隔声材料,1mm厚镀锌板，罩板的总厚度为35mm。为了便于加工、维护还占机组内部大量空间，隔声罩大多选用2mm・3mm厚的钢板木板纤维板等轻质板材料构成。但是，由于这些轻质的板材单位面积质量较小,具有较高的固有频率，因此，在强大的声波的作用下,会引起共振和吻合效应”，从而使隔声罩性能大大降低，有时甚至成为噪声的放大器。为吐常采舟以下措施：(1)加大薄板的刚度。在金属板上焊接加强筋,将薄板牢固的固定在罩体骨架上，以抑制板面振动，减少声波的辐射；(2)加大结构阻尼。在薄板上涂一层内摩擦系数大的材料，双组分胶，软橡胶等,有效的减弱薄板的弯曲振动，从而降低金属板的噪声辐射。由于

7、燃气发动机在工作运行时会散发出大量的热量，为同时保障隔声罩的降噪与通风效果，需在隔声壁上装有散热消声作用的散热孔折板，以确保发动机在运行时有足够量的通风散热，不影响发动机的使用寿命，其散热孔折板结构图如图5所示;并且在隔声室顶散热排风箱下，安装吸声体以控制噪声由于密封不严而导致的漏声“⑹。报警指示灯/—■亠■…*(VO.4^图4隔声壁结构示意图隔声层阻尼层吸声层图3隔声罩外形结构隔声罩外吸声材料隔声罩内散热孔折板结构图图5散热孔折板结构图(1)212燃气机