熱泵噪聲問(wèn)題及熱泵噪聲治理技術(shù)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用探析?yc

    熱泵機(jī)組其具有節(jié)能、環(huán)保及冷暖聯(lián)供等優(yōu)點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用，通常用于寫字樓、酒店、公寓、商鋪、會(huì)所。熱泵機(jī)組的噪聲控制屬較常見的治理工程，但治理難度卻很大。主要難度在于如何用最少最合理的噪控、減振產(chǎn)品和工程量達(dá)到降噪目標(biāo)，同時(shí)由保證不影響熱泵機(jī)組的正常工作。本文就單臺(tái)或多臺(tái)熱泵機(jī)組實(shí)況中的噪聲問(wèn)題，分析風(fēng)冷熱泵機(jī)組噪聲傳播特性，結(jié)合熱泵機(jī)組噪聲治理工程實(shí)例，介紹了封閉式隔聲消聲裝置設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)要點(diǎn)和治理效果。了解單臺(tái)或多臺(tái)熱泵噪聲傳播特性，探討熱泵機(jī)組群噪聲防治方法，具有一定普遍現(xiàn)實(shí)意義。  

    熱泵機(jī)組是中央空調(diào)系統(tǒng)的主要噪聲源之一，其噪聲級(jí)在70至90db(a)左右。主機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、重量輕、節(jié)能高效，可于走道、陽(yáng)臺(tái)、機(jī)房處任意放置，安裝靈活方便的同時(shí)也帶來(lái)了熱泵機(jī)組噪聲問(wèn)題突出，熱泵機(jī)組的噪聲源主要包括：熱泵上部的軸流風(fēng)機(jī)；熱泵下部的壓縮機(jī)；還有其配套的送水泵。根據(jù)噪聲傳播方式的不同，一般會(huì)采取隔振、消聲器、隔聲等方式處理熱泵機(jī)組的噪聲。  

    一般情況下，對(duì)熱泵機(jī)組的降噪處理都是采取以下幾項(xiàng)措施：在軸流風(fēng)機(jī)上安裝排風(fēng)消聲器；在進(jìn)風(fēng)口安裝進(jìn)風(fēng)消聲器和消聲百葉窗；對(duì)機(jī)組進(jìn)行隔振處理；安裝隔聲屏障或隔聲罩。做到降噪與散熱量的完美結(jié)合。

一、熱泵機(jī)組設(shè)計(jì)中應(yīng)注意噪聲問(wèn)題思考

    熱泵機(jī)組的噪聲控制屬于比較常見的噪聲治理工程，但治理難度卻非常大。主要難度在于：

1.1  如何用最合理的噪控、減振產(chǎn)品和最少的工程量達(dá)到我們的噪聲控制目標(biāo)；

    地下室熱泵機(jī)房降噪的難點(diǎn)是機(jī)組的隔振處理。由于機(jī)組安裝時(shí)基本未作隔振處理，如果進(jìn)行隔振改造會(huì)非常麻煩并且投資巨大；新風(fēng)機(jī)房為間歇性噪聲源，每天僅在非工作時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)一小時(shí)，對(duì)工作環(huán)境影響較小。鑒于目前噪聲源尚未導(dǎo)致客戶投訴并且尚未對(duì)大環(huán)境（城市環(huán)境）造成負(fù)面影響，因此，從經(jīng)濟(jì)性方面考慮，可從改善噪聲源現(xiàn)場(chǎng)工作人員工作環(huán)境角度出發(fā)，先對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)部進(jìn)行吸音降噪處理。

1.2  如何保證所安裝的噪控設(shè)備不影響熱泵機(jī)組的正常工作。

1.3  熱泵機(jī)組本體的噪聲控制問(wèn)題：由于機(jī)組的噪聲源除風(fēng)機(jī)之外，還有制冷壓縮機(jī)的噪聲，所以噪聲一般很大。此外，不適當(dāng)?shù)乃汀⒒仫L(fēng)管路設(shè)計(jì)也會(huì)產(chǎn)生噪聲問(wèn)題。分體式機(jī)組就是把機(jī)組分為內(nèi)機(jī)和外機(jī)兩部分。內(nèi)、外機(jī)有工質(zhì)管道連接；內(nèi)機(jī)由風(fēng)機(jī)和蒸發(fā)器（夏季工況）組成，外機(jī)由壓縮機(jī)和冷凝器（夏季工況）組成。

　　選用分體式機(jī)組時(shí)，內(nèi)機(jī)置于空調(diào)房間內(nèi)，外機(jī)置于空調(diào)房間外的走道、過(guò)道等位置的吊頂內(nèi)，這樣空調(diào)房間的噪聲可以大大下降。采用整體式時(shí)，應(yīng)把機(jī)組吊裝在衛(wèi)生間或廚房?jī)?nèi)。

　　水源熱泵的噪聲問(wèn)題是一個(gè)重要的問(wèn)題，在設(shè)計(jì)和安裝過(guò)程中一定要加以認(rèn)真考慮并按要求施工。
　　
1.4  熱泵機(jī)組的安裝問(wèn)題：水源熱泵的安裝也是較重要的問(wèn)題之一，很多水源熱泵系統(tǒng)產(chǎn)生問(wèn)題都是和不當(dāng)安裝相關(guān)的。水源熱泵機(jī)組在許多情況下是采用吊裝的型式。與常規(guī)的空調(diào)機(jī)組相比，在相同的冷熱負(fù)荷條件下，整體式水源熱泵機(jī)組的外形尺寸大，尤其是機(jī)組的高度較高，安裝在吊頂內(nèi)的機(jī)組，必須考慮此因素。此外機(jī)組的重量較重，整體式機(jī)組的重心也不一樣，這就要求吊裝時(shí)，必須注意機(jī)組的重心，使各吊架受力較均勻，且必須采用彈簧吊架。

1.5  風(fēng)冷熱泵機(jī)組選用：目前設(shè)計(jì)選用風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組，常計(jì)算到冷熱負(fù)荷，考慮同時(shí)使用系數(shù)及冷（熱）量損耗系數(shù)后，按機(jī)組銘牌標(biāo)定值選擇機(jī)組臺(tái)數(shù)。空氣源熱泵機(jī)組產(chǎn)冷（熱）量隨室外參數(shù)改變而變化，這種選擇方法可能造成機(jī)組選過(guò)大，造成浪費(fèi)；選過(guò)小，使供冷（熱）量不足，達(dá)不到使用要求。為此建議采用空調(diào)逐時(shí)冷熱負(fù)荷和熱泵機(jī)組供熱供冷能力逐時(shí)變化曲線對(duì)照選擇，會(huì)到比較滿意結(jié)果。

二、熱泵機(jī)組噪聲治理設(shè)計(jì)原則

2.1  熱泵機(jī)組的噪聲治理可能用到的噪聲控制產(chǎn)品包括消聲器、消聲百葉窗、聲屏障、隔聲罩、隔振器等。這些產(chǎn)品的具體應(yīng)用，需要考慮到工程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際聲學(xué)情況而定：

2.2  消聲器主要是對(duì)熱泵頂部的風(fēng)機(jī)噪聲進(jìn)行治理，是主要的治理手段，可以在每個(gè)風(fēng)機(jī)上安裝圓形消聲器，也可以安裝一個(gè)整體形式的矩形消聲器；

2.3  消聲百葉窗是控制熱泵下的壓縮機(jī)聲源，為了不影響熱泵的正常工作，往往不宜對(duì)下部壓縮機(jī)采用隔聲處理（某些型號(hào)熱泵例外），而是安裝進(jìn)風(fēng)消聲器也就是消聲百葉窗；

    這是整個(gè)設(shè)計(jì)方面的重點(diǎn)和難點(diǎn)。足夠的消聲量和因此產(chǎn)生的壓力損失是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。好的設(shè)計(jì)是一方面，但最終的效果還是取決于生產(chǎn)單位產(chǎn)品自身的性能，即消聲器產(chǎn)品自身的損失系數(shù)。好的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)才能在最低壓損的條件下求得最好的消聲量。

2.4  隔聲罩、聲屏障等主要對(duì)熱泵的整體噪聲影響進(jìn)行治理，當(dāng)噪聲污染較嚴(yán)重時(shí)，聲屏障和局部的隔聲罩等形式均有可能應(yīng)用；

    除單獨(dú)的隔聲屏障外，一般的隔聲結(jié)構(gòu)大多采取隔聲屏障與進(jìn)、出風(fēng)消聲器組合安裝。隔聲屏障與熱泵機(jī)組必須保持一定的距離（約1-2米），根據(jù)隔聲量要求的不同，隔聲屏障一般采用50mm、75mm、80mm、100mm等厚度。材料上多以金屬屏障為主，也會(huì)采用fc板+玻璃棉+輕鋼龍骨的類似隔聲墻的隔聲結(jié)構(gòu)，超向熱泵機(jī)組一側(cè)的fc板需采取沖孔處理。

2.5  隔振工程最為復(fù)雜，主要是指施工方面。當(dāng)聲源主要通過(guò)結(jié)構(gòu)傳聲時(shí)，這是一種必需而且有效的治理方法。對(duì)熱泵箱體的隔振主要會(huì)采用雙層隔振的方式進(jìn)行治理。

    通常情況下采用低頻阻尼彈簧隔振器支承在鋼梁上，鋼梁再用橡膠隔振墊支承在混凝土梁上。也就是我們所說(shuō)的雙層隔振處理。鋼梁起到了隔振臺(tái)座的作用，增加隔振體系的質(zhì)量和質(zhì)量慣性矩，使機(jī)組的振動(dòng)平穩(wěn)，減少偶合振動(dòng)。

三、熱泵機(jī)組噪聲治理

3.1  熱泵機(jī)組技術(shù)應(yīng)用遍及城市生活各處

　　風(fēng)冷式熱泵操作、管理及維修比較方使，具有制冷制熱雙重功能，機(jī)組散熱又不需要冷卻塔，應(yīng)用越來(lái)越多。但熱泵機(jī)組噪聲易對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生一定影響，近幾年各大省市一級(jí)城市等發(fā)生熱泵噪聲擾民事件增多，已成為近期城市中一類帶有普遍性固定源噪聲污染問(wèn)題。

    熱泵機(jī)組噪聲源一般分別為位于地下室的地能熱泵機(jī)組或位于臨近風(fēng)機(jī)房的風(fēng)機(jī)。安裝于地下室的地能熱泵機(jī)組工作時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，屬持續(xù)性噪聲源；風(fēng)機(jī)房的風(fēng)機(jī)是樓內(nèi)新風(fēng)系統(tǒng)的組成部分，有時(shí)設(shè)備每天早晨6點(diǎn)至7點(diǎn)運(yùn)行一個(gè)小時(shí)，屬間歇性噪聲。

    地下室熱泵機(jī)房除機(jī)組基座加裝一層很薄的橡膠墊之外未作任何吸音或隔音降噪處理。 

    周邊機(jī)房?jī)?nèi)除送風(fēng)管道采用玻纖風(fēng)管使管道內(nèi)壁具有一定的吸音功能外，也未作任何吸音或隔音降噪處理。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，機(jī)房?jī)?nèi)噪聲在風(fēng)機(jī)開啟時(shí)最大達(dá)到82dB(A)，噪聲主要來(lái)自風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的風(fēng)聲和風(fēng)機(jī)箱體的振動(dòng)。

    從熱泵機(jī)組噪聲源、噪聲特性、熱泵機(jī)組噪聲治理實(shí)例、噪聲控制及治理技術(shù)角度看，熱泵機(jī)組噪聲治理工程實(shí)例有一定推廣價(jià)值和意義，較好解決了熱泵機(jī)組通風(fēng)散熱、進(jìn)排風(fēng)問(wèn)題、確保熱泵正常運(yùn)行前提下，采用全封閉隔聲消聲裝置，把熱泵A聲級(jí)噪聲降低20dB左右，為某些特殊場(chǎng)合把熱泵噪聲降低至需要程度噪聲治理工程設(shè)計(jì)提供了一個(gè)可以借鑒成功實(shí)例，尤其是熱泵排風(fēng)余壓較低或不了解具體余壓時(shí)，設(shè)計(jì)隔聲消聲裝置進(jìn)風(fēng)排風(fēng)系統(tǒng)時(shí)可以有一個(gè)具體計(jì)算依據(jù)。

3.2  熱泵噪聲治理的技術(shù)手段

    熱泵的噪聲治理與冷卻塔的噪聲治理相類似，主要是采用消聲、隔聲、隔振的方式對(duì)風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、水泵等聲源點(diǎn)進(jìn)行噪聲控制。當(dāng)噪聲源以空氣傳播為主時(shí)：

    1、治理目標(biāo)小于10db(a)時(shí)，多會(huì)用到消聲器、聲屏障；

    2、治理目標(biāo)大于10db(a)小于20db(a)時(shí)，需要采用出風(fēng)消聲器、進(jìn)行消聲器、聲屏障等措施；

    3、治理目標(biāo)大于20db(a)以上時(shí)，就需要隔聲、消聲、隔振或浮動(dòng)地臺(tái)等多種治理手段綜合治理了。

    4、機(jī)房?jī)?nèi)部的吸音降噪處理是指根據(jù)噪聲源現(xiàn)場(chǎng)情況及噪聲頻率特點(diǎn)，選取最適合的吸音材料通過(guò)合理的聲學(xué)和裝飾設(shè)計(jì)對(duì)墻壁和頂棚進(jìn)行吸音處理，考慮到環(huán)境的協(xié)調(diào)美觀的同時(shí)，降低機(jī)房?jī)?nèi)噪聲。可提供以下兩個(gè)吸音降噪方案供選擇：

    方案一：穿孔鋁板吸音玻璃棉復(fù)合吸音模塊方案。此方案施工步驟比較復(fù)雜，外觀美觀性較好，吸音頻段范圍較廣。不足之處是不太適合潮濕環(huán)境；降噪效果可達(dá)到10dB；

    方案二：采用美國(guó)淘氏化學(xué)Quash系列聲學(xué)材料吸音模塊方案。基本構(gòu)造為（由內(nèi)到外）：龍骨＋空腔＋Quash聲學(xué)材料＋固定件。施工步驟較簡(jiǎn)單，對(duì)低頻噪聲的吸收較好，防水防潮，聲學(xué)性能不受潮濕環(huán)境影響，壽命長(zhǎng)，造價(jià)相對(duì)較高，降噪效果可達(dá)到13dB。

    可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況看，地下室熱泵機(jī)房降噪的難點(diǎn)是機(jī)組的隔振處理。由于機(jī)組安裝時(shí)基本未作隔振處理，如果進(jìn)行隔振改造會(huì)非常麻煩并且投資巨大；周邊的輔助機(jī)房為間歇性噪聲源，每天僅在非工作時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)一小時(shí)，對(duì)工作環(huán)境影響較小。鑒于目前噪聲源尚未導(dǎo)致客戶投訴并且尚未對(duì)大環(huán)境（城市環(huán)境）造成負(fù)面影響，因此，從經(jīng)濟(jì)性方面考慮，可從改善噪聲源現(xiàn)場(chǎng)工作人員工作環(huán)境角度出發(fā)，先對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)部進(jìn)行吸音降噪處理。

    此兩種建議方案可根據(jù)參觀現(xiàn)場(chǎng)后確定。

    當(dāng)噪聲源以結(jié)構(gòu)傳聲時(shí)： 需進(jìn)行隔振處理，對(duì)熱泵整機(jī)、水泵、管道等進(jìn)行隔振治理。

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