浅谈分体空调器室外机配管机械振动控制策略

谢 峰

（广东美的制冷设备有限公司，广东 佛山528311）

0 前言

我国现阶段空调器的发展是非常迅速的， 对于现在的空调器而言，最大的故障就是空调无法制冷制热，或者是能力不够，这就说明室外机很有可能是系统内部的冷媒不足， 配管有裂管导致泄露冷媒了。所以说空调器室外机配管机械振动的控制是非常重要的。 下面，笔者针对现阶段空调配管的机械振动的介绍以及相关的控制策略等作了详细的介绍。 希望能对大家有一定的帮助。

1 空调配管机械振动的简单介绍

分体空调器室外机配管的机械振动是空调器在运行中的一个中间环节，其中配管的振动是可以影响整个机器的运转，甚至能够改变运行状态。 空调器室外机配管的机械振动是不可能消除的，只有更改室外机配管设计，使配管本身的固有频率避开整机的运行频率才能有效地控制配管的机械振动。如何更好地对现阶段空调器室外机配管机械振动进行有效的控制就成了现在的主要问题。下面针对配管的机械振动产生的原因以及其中的特点跟危害作了一个简单的介绍。

1.1 分体空调室外机配管机械振动的原因

室外机配管是指与压缩机的排气口与回气口相连的部分，对配管机械振动的原因进行分析，发现配管的振动是由压缩机以脉冲信号输送冷媒的时候，冷媒撞击铜管内壁所形成的，这就可见其重要性了。

在整个的空调器中，配管是冷媒的主要载体，它主要的作用就是将压缩机，冷凝器、蒸发器等三个部件连接在一起，共同组成了空调器室外机的核心， 配管就是其中起到核心以及相关的连接作用的部分。而配管的机械振动原因主要有：由于压缩机吸、排气的周期性，使得出口管路内的气流发生气流脉动。气流脉动不仅造成连接管道上的控制仪表失灵、气阀工况变坏、压缩机容积效率降低。 强烈的气流脉动，使管道发生剧烈振动，轻则造成泄漏，重则由破裂而引起爆炸，造成严重事故。

1.2 空调配管机械振动的特点

分体空调器室外机配管的机械振动的特点非常明确。由于制冷系统内部的冷媒脉冲式压力与压缩机的振动都直接作用于配管上，而对于定速机压缩机的压缩频率不是太高， 比如对于我国50Hz 的电源规格，定速压缩机的运行频率一般都保持在48.5Hz 左右，在这个频率段配管的固有频率还是比较容易重叠在这个频率阶， 从而导致整机共振，激发配管的振动。而对于变频压缩机，则由于压缩机运行频率可以通过电控程序调节，可以从10Hz 到100Hz 无极变速，这样则大大加大了配管设计的困难程度。

1.3 空调配管机械振动的危害

分体空调器室外机配管的振动所引起的共振噪声，一方面对于人们的生活产生了一定的影响，长期在这种噪声环境下的人们容易睡眠不好，神经衰弱；另外的一个方面就是振动会加大空调配管机械振动的影响，配管的较大振动可能导致管路的疲劳断裂，产生配管泄漏，整机无法运行。配管振动的控制，对降低整机的振动噪声，以及提高相关产品的可靠性，有着重要的作用。 如何更好的对现阶段的机械振动进行有效的控制就是主要的任务了。

2 空调配管机械振动的控制

对于现在的空调配管机械振动的控制而言，并不是一件非常容易的事情，主要的原因有两点，一是容易产生与其他部件之间的共振，二是对于现阶段的科学技术的限制， 没有一项适合控制配管振动的技术。现阶段主要采用的方法就是在配管机械振动最大的位置添加配重块或者阻尼块，通过改变配管本身的固有频率来达到避开整机运行频率的目的，从而避开共振点，减少配管振动。 这样做有一定的利处，但对于本质的问题并没有很好的解决。 更多的是没有将根本原因、振动的源头等问题考虑在内，这样就直接导致了表里不一，给人一种错觉，头痛就治头，脚痛就治脚。 没有从根本上、系统上分析配管振动。 下面笔者就分别从减少空调配管机械振动与其他零件振动的共振，提高现有的科学技术来控制配管的机械振动等从根本上解决问题的两个方面上，做一个简单的介绍。

2.1 减少空调配管机械振动的方法

1）消除管系的激振力，针对不同的激振原因采取不同措施。

2）提高管路系统的结构刚度，从而提高管路系统的固有频率，使之远离激振频率从而避免共振的发生，并减小管系结构的振动幅值。

3）增加管路系统结构阻尼。 管道振动控制依据是否有源还是无源，又可分为主动控制与被动控制。

4）配管的固有频率主要取决于配管的质量的大小与其分布、管道的刚度以及支撑情况等，因此要改变配管的固有频率就需要改变配管的结构与支承的情况。

2.2 提高现有的科学技术来控制配管的机械振动

1）想提高分体空调室外机配管的可靠性，最行之有效的方法就是采用计算机辅助设计。 采用三维模型设计，首先能确保配管的装配模型与实际样机生产的装配状态保持一致。这么做可以有效地提前预判配管的装配是否正确，可以保证配管装配得横平竖直。 首先就保证了配管的状态是正常的，不会因为错误装配而令配管东歪西倒从而导致配管机械振动变大。

2）运行有限元分析软件分析配管。 管道系统是一个弹性的连续体，要获得振动分析的精确求解要求满足一定的边界条件的偏微分方程。由于管道系统的实际结构是非常复杂的，所以要得到其精确解是有很大困难的。但对于工程问题来说，能得到较好的近似解，再辅以经验判断，实验数据验证的话也就可以满足需求。 有限元法提供了解决管道系统振动分析的一个适宜的方法。

3）目前国内大多数企业的做法是利用配管振动测试来评价其可靠性，通常是以配管振幅最大部位的振幅测试值进行评价，如果超出企业内定标准，即视为不合格。振幅测试简便易行，但是测试依据不够科学。其原因是：反映配管工作可靠性的最直接的指标是应力，对于不同的机型而言，配管最大振幅高，并不一定意味着该配管的应力就大。而实际情况就是配管运行一段时间后发生疲劳断裂的位置往往不是机械振幅最大的位置，而是配管应力最大的位置。 所以应该把应力测试作为有效检验配管可靠性的实验手段。

3 结语

本文通过对于现阶段的分体空调室外机配管机械振动产生的原因以及相关的控制方法等作了详细的介绍，主要对于现阶段切实可行的解决办法。旨在找到一种合适的方式方法对现阶段的空调器配管机械振动进行有效的控制。 配管的振动对在整机的振动噪声，以及相关的空调器的工作可靠性有着非常大的影响，现阶段的主要为任务就是对于配管的合理的设计，对于减振降噪，提高产品可靠性方面，以及降低成本等，都有重要意义。

［1］高荣慧,吴地勇.基于仿真的空调配管振动测试系统设计[J].机械,2008(12).

［3］韦英奇,张奠磐,李治文.空调机系统管振动分析和减振措施[J].流体机械,2001(06).

［3］杨元涛.空调压缩机管路系统振动分析及其软件开发[D].华中科技大学,2011.

［4］薛玮飞.空调配管与壳体的振动噪声研究[D].上海交通大学,2010.

［5］卢剑伟.国内空调行业配管研发中的问题及对策[D].合肥工业大学机械与汽车工程学院,2011.