户外式燃气热水器消音技术研究

彭文雁

摘要：随着社会经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，居住环境的改善等等都使得消费者对燃气热水器的需求不断的变化。现在，除了满足“随时随地使用热水”这个需求之外，还要使得燃气热水器的噪音降到最低，这时候，消音技术也慢慢开始显出雏形。本文将结合户外式燃气热水器的具体实际情况，对此热水器的消音技术进行详细的分析。

关键词：消音技术；户外式燃气热水器

引言

户外式燃气热水器，即便是在检测合格之后投入到家庭用户当中使用。使用环境、产品老化等客观因素的干扰都可能会使热水器出现噪音。为了能够极大程度上的减少噪音现象的发生。文章通过对噪音形成的因素进行相关讨论，并且对不同的噪音问题提出不同的解决措施。为了使研发人员能够开发出适应性更强的低噪音产品，“消音技术”还有很长的路要走。

1、户外式燃气热水器的噪音源

声音是由振动产生的，而噪音就是由不规则的非周期的振动产生的，噪音也可以是由不同强度或者不同频率的声音进行无规律的组合而形成。以下便是户外性燃气热水器的噪音产生源的详细介绍。

1.1水流噪音

户外式燃气热水器的设计当中有一项设计是热交换器，在这个器件内水流的速度变化以及压力的变化都会引起水流冲击，引发噪音。于此同时，水在加热的过程当中，局部汽化的现象产生，使水从流动状态改变为汽化状态，产生振动性变化。在这种情况之下也会引起热交换器内的水流噪音产生。

1.2机械振动噪音

户外性燃气热水器是由比较大的机械零件组成的器具。它在进行正常运作的时候，部件零件会由于振動而产生噪音，影响人们的生活。风机旋转时，叶片壳体和转动轴发生机械碰撞或者摩擦也会发生一定的噪音现象。

1.3空气动力性噪音

在户外性燃气热水器进行正常运转的时候，气流的流动速度和压力发生周期性的交变，使得产生空气动力学噪音，在这种情况之下，往往是由于空气、燃气以及烟气当中产生了不稳定的流动情况所导致的。各种气流不稳定时所产生的噪音形成共振，也大大加强了噪音的强度，进而影响人们的生活。

1.4燃烧噪音

户外是燃气热水器产生噪音最主要的因素就是不稳定燃烧。燃烧噪音的产生不仅与燃烧的材料有关，燃烧过程也与之息息相关。在热水器内燃烧时，燃烧器的设计与燃烧噪音的产生是紧密联系在一起的，在燃烧器正常燃烧的过程当中，紊流宽频连续音频谱是燃烧噪音的最主要特征。当然燃烧发生，产生不稳定的频谱时（具有多个明显的普峰），会使得在水箱内的燃烧压力波震荡，形成噪音。

2、解决不同噪音问题的相关措施

2.1针对水流噪音的解决方案

为了能够使水流能够平缓的流动，可以在进水接头的内部结构设计当中，将普通的街头前面加一个环流结构或者是缓冲结构，以最大程度上消除水流的冲击所引发的噪声。或者是在热交换器这个部件的直管下，加上一种不锈钢扰流片或不锈钢扰流弹簧来进一步消除汽化的噪音[1]。总而言之，水流噪音的消除就要在控制水流流速流量以及水流汽化问题上来进行分析探讨。

2.2针对机械振动噪音的解决方案

为了能使热水器在工作的时候，机械振动能够最大程度上的压制，提高零部件的质量是迫不及待的，零部件的装配精度以及加工长度、连接牢固性等等都与机械振动噪音的发生有关系。在重要器件部位添加固定支架，或者是直接在相关部位（风机等地方）提高装配精度，减少形变量，使得设备能够尽可能平衡的运转。

2.3针对空气动力性噪音的解决方案

通过研究表明可知道，热负荷越大的热水器越容易出现共振的现象，而户外型燃气热水器就是那种属于热负荷很大的典型代表。空气动力性噪音是很难被消除的。共振现象以及啸叫噪音的出现绝大部分是由于空气不规律振动所产生的，为了能够尽可能地减少内部气流的走势变化，我们可以在机体内部进行相应的改造，但是这也不能完全解决这一项问题。在解决空气动力性噪音的路途中，我们还有很长的路要走。

3、针对燃烧噪音的解决方案

3.1燃烧器设计

为了使热水器燃烧的时候能够达到更稳定的状态，我们可以采用强排式强抽结构型的燃气热水器，这种热水器可以在燃烧室的底部加上网板，改变一次空气和二次空气的配比。并且，这种热水器可以调整燃烧器固定前板中一次和二次空气进风口径的大小以及二次空气进风口径的分布。从而有效地调整一次空气与二次空气的配比关系，使得燃烧的状态得以改善，从而最大可能消除噪音。

3.2.喷气管设计

在进行喷气管设计的时候，燃气比例阀的流道截面积要小于喷气管内气流道截面积[2]，这样做的目的就是为了保证气流在通过燃气比例阀到喷嘴这段过程时，不会出现节流现象。另外，为了保证通气管内的气流能够畅通的运行，喷气管内的气流倒也应该有过渡的圆角。通过这种小设计来避免燃气比例阀类的平衡组件出现振动，进而引发气流的扰动，所产生噪音。

3.3火排设计

在进行火排设计的时候加大火排的单支间距，并且在此过程当中，减少火口的面积，增加火口的深度，解决回火问题。通过大量的实验研究表明，在总热负荷保持相对稳定的状态之下，通过增加燃烧器的数量来降低单个燃烧器所承载的热负荷，使之能稳定工作，通过这种举措也能够有效地减少噪音的产生。火焰跳动会使噪音产生，这时候就可以通过增加反射挡板使火口气流保持均匀变化，也可以改变火排单支气流的反射曲线。

3.4.喷嘴设计

燃气的压力以及喷嘴的出口流速都与噪音的产生有联系，在设计喷嘴的时候，我们可以采用多孔喷嘴。与此同时，降低喷嘴的出口流速以及燃气的压力，减少射流噪声，为了能够有效地减少噪声，避免射流的时候水流相互干扰，设计一种科学合理的喷射口距离是非常有必要的。根据大量的研究表明，喷嘴的径长比取在1-2之间，喷嘴的收缩角最好为60℃[3]。

4、总结

本文详细地介绍了热水器当中噪音的来源，针对不同的噪音提出了相应的解决措施，有的技术已经运用，有的技术虽然还不成熟，但是在未來，研究人员会更加的努力研发出更好的消音技术。

参考文献：

[1]刘远庆.户外式燃气热水器消音技术研究[J].日用电器，2015，（04）：56-59.

[2]邱步，毕大岩，刘永生，周素娟.低噪声强排式燃气热水器的研究[J].煤气与热力，2014，（04）：33-35.

[3]蔡莹，秦朝葵. 燃气热水器技术进展[J].煤气与热力，2006，（11）：34-37.