船舶空调器室内离心风机的降噪技术分析

杨威 李斌 申张钊 霍美娴

摘  要：为了改善船舶室内环境，使船员有较高的舒适度，需要对船舶空调器室内离心风机的噪声进行降噪处理，本文将从空调系统、离心机、噪声来源等方面进行分析，找到适用的降噪技术和途径，从而实现对噪声的有效控制。

关键词：船舶  空调器室内离心风机  降噪技术

中图分类号：TH432                                文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）05（a）-0071-02

水、空气和噪声污染成为工业发展的三大环境污染。我国在噪声污染方面投入了较大资金进行控制研究，并制定了相关的场所噪声标准。对于船舶来说，国际海事组织也对船舶的工作环境有一定的要求。为了保护海洋环境，让船员有舒适的工作生活环境，这就要求船舶的空调器大都选择中央空调工作模式。船用中央空调系统分为船用直接式、间接式两种，两者的工作原理也各不相同，同时在实际的空调工作中也凸显出诸多问题，例如：空调的噪声;冷热分布不均;系统可靠性问题等等。离心风机是一个较为大量应用的机械设备，是一个通风系统，为船舶空调的循环通风提供动力，所以离心风机的工作十分重要，但其工作时所产生的噪声，给船员带来十分大的伤害[1]。

1  船舶空调器工作原理

船舶空调一般选用中央空调，中央空调分为直接式和间接式两种，两者的工作原理也不同。

船用直接式中央空调工作时有兩个闭路循环。一个是压缩机从蒸发器吸入气体进行压缩后排出，经过冷凝器变成液体，再经过阀节流进行降压处理变成制冷剂，最后又被压缩机吸收，如此循环工作。另一个是新风和回风在空调器内混合后，经过加湿器、加热器、过滤器、抽风机等重回空调器进行分配。然后通过各管道进入舱室，经过回风管再次混合，如此循环工作。

船用间接式中央空调工作时有3个闭路循环。一个是压缩机吸入制冷剂进行压缩后排出，通过冷凝器变成液体。通过阀节流进行降温，进入蒸发器，使冷媒介质变成低温介质，再被压缩机吸入循环工作。另一个是空气在热交换盘管中形成高温冷媒介质，通过冷媒水泵、蒸发器与制冷剂交换，形成冷媒介质循环工作。第三个是新风和回风混合后经过蒸发器、负离子发生器、抽风机等进行空气分配，通过各管道进入舱室，经过回风管再次混合循环工作。

直接式和间接式的中央空调系统根据其不同的工作原理得出以下结论：在环保方面，直接式优于间接式;在附件布置方面，间接式优于直接式;在噪声方面，间接式优于直接式;制冷效果方面，间接式优于直接式;在空调工作方面，直接式系统简单、成本低，舒适度低，间接式系统复杂、成本高、舒适度高。

从工作原理、船舶设计、成本等方面考虑，以上两种空调系统可应用于不同类型的船舶。直接式一般用于中小型船舶上，间接式一般应用于大型豪华船舶上。

2  离心风机工作原理

离心风机在物理学上运用的是把动能转化为势能的原理，在实际工作中是一个叶轮的高速旋转将气流加速的过程，其作用是处理气体。离心风机是一种流体机械，有左旋和右旋两种型式，应用于电力、水泥、环保等多个领域，在空调系统中主要用于冷却和通风。

离心风机品质的好坏有三个评价指标：流量、静压和噪声。风机在工作过程中会产生噪音，而且随着工作量的加强，问题会越来越严重，极大影响人们的工作生活。其噪声主要来源于空气动力、机械和电磁。这就需要降噪技术的应用，不仅有益于人们的健康，而且可以减少对设备的损害，进行环境保护。

3  船舶空调器室内离心风机的降噪技术分析

3.1 离心风机噪声产生有多方面因素

机械噪声，来源于轴承间的磨损和叶轮旋转;电机噪声，来源于轴承的精度不够和部件震动所产生的共振;气流动力噪声，来源于旋转、涡流和频谱噪声。

3.2 离心风机的降噪技术及途径

风机的机械噪声影响较小。风机噪声是由机械结构、风量和转速三方面产生。所以在进行空调布置时，需要相关专业人员之间进行协调配合，控制好空调工作负荷，管道宽度、位置。并将风机和空调器安装在独立的隔音间里。

（1）离心风机主动降噪技术。

对离心风机的结构进行改变，对气动噪声进行仿真从而降低噪声。例如：加防涡圈、导流板、整装网等。因此，在对电机进行选择设计选择时，要侧重电机噪声的控制。电机噪声的产生与频段和刚度有关，因此对电机出现故障而产生噪声进行返修时，可以考虑电机定子、转子等方面因素。

（2）离心风机被动降噪技术。

被动降噪技术就是通过吸声和隔音材料在声波传播时完成。对空气气流所产生的噪声，可选用消声器进行降噪。离心机的噪声属于高频噪声，根据船舶空调器装置可选择阻性消声器。不同的声源，同一种消声器的使用效果各不相同。阻性消声器是利用声波所产生的阻力，将声能转化为热能的原理达到消声的目的。阻性消声器对中高频噪声有良好作用，对于低频噪声需要增厚吸声材料。图1为常用的消声器及适用范围。

阻性消声器有管式、片式等多种结构。在消声功能方面：管式消声器的吸声材料是用框架进行固定，吸声和材料有关;片式消声器是由固定好的吸声材料加上消声片构成，消声和管道宽度有关;消声弯头是在弯头处贴上消声材料，消声和弯道宽度有关。

目前市场上的消声材料众多，在选用时应从倍频程吸声系数和的适用性两方面进行考虑。倍频程吸声系数方面，对于低频噪声，可选择超细玻璃棉;中频噪声，可选择橡塑材料;高频噪声，可选择有机复合板。适用性方面，超细玻璃棉不适用空调系统，发泡橡塑不适用船舶，有机复合板只能用于内部，发泡铝可用于空气过流[2]。

3.3 建议

对噪声进行消声降噪适用于高频噪声，但它是一种被动处理方式，而且进行安装修护十分不便，不适用低频噪声。随着技术的不断更新和消声产品成本的下降，在有源消声方面也有了新的突破。有源消声是利用电子技术产生和原来声场相反的声波进行相互抵消的工作原理，具有体积小、易控制的优点，适用于低频噪声的控制。因此，需要根据具体情况选择合适的降噪技术，达到最佳优化的目的。

4  结语

综上所述，在船舶空调系统离心风机方面的降噪处理是十分重要的工作内容。所以应对离心风机进行结构、原理、设计、工作过程、检修等多方面进行考量，以达到降低噪声的目的。根据本文分析得出在船舶空调系统离心机上，使用阻性消声器最为有效，但需要选取适用的吸声材料才能最大限度地降低噪声，改善船舶环境。同时研发新的降噪技术、产品也是一种发展趋势，可以更有效的与离心风机进行配合使用。同时，可以保证机械的长久使用，船舶人员工作生活的舒适度和环境保护。

参考文献

[1] 孙月秋.一种改进后空调器单向阀的节能技术分析[J].电子制作，2017（17）：23.

[2] 万秀颖，张学良，傅素芳，等.面向大批量定制的产品模块化设计技术研究[J].机床与液压，2015（5）：98-99.