船舶空调通风系统减振降噪设计要点分析

王雪红

（江苏兆胜空调有限公司，225441）

1 研究背景

现有船舶空调通风系统为了节能，一般采用高流速设计或者变风量系统设计，空调送风末端装置为单风管布风器，该类布风器主要由VAV 变风量末端和布风器箱体两部分组成，主要由挡风板控制进风管进风量，再经折流板将进风管进风折流后由出风管送出，进风气流直接滑过挡风板后通过折流板折流时连续冲击布风器内壁，进风流速较高导致迅速形成空气涡流，涡流扰动能量较大，作用于布风器内壁上的能量较大，传统内壁上橡塑保温材料的吸音系数较低，产生的噪音和声功率较大，严重影响船员的正常工作和休息。

2 研究意义

随着人们对噪声污染的日益重视，船舶的减振降噪也被逐步提上日程。船舶噪声污染不仅会影响船员的工作和生活环境，也是造成船舶结构疲劳破坏的根源之一。船舶空调通风系统能产生三种噪声：结构噪声、空气噪声以及水噪声，给船舶行业的整体环境带来了极大的影响。而且，面对人们对生活品质越来越高的追求，对于船舶行业来说，低噪声也会增加其在行业中的竞争力。因此，采用减振降噪措施，降低由于空调通风系统引起的噪音及振动，具备很强的现实意义。

3 空调通风系统减振降噪设计的一般技术措施

3.1 振动控制技术

在空调通风系统中，对产生的较大振动的部件进行控制及更换，能从源头减少空调通风系统的整体振动及噪声环境，对于比较集中的噪声源，还可以利用消声器或相关消声的材料进行控制，降低其传播的效率。

3.2 隔振消振技术

空调通风系统的噪声包括通风管路中产生的噪音，因此，在实际工作中，直接在其出入口采取隔振消振技术，对噪声源加装消音装置是一种十分有效的手段。目前，消声器主要有抗式结构和阻式结构两种，抗式的原理就是噪声反射，阻式的原理是噪音吸收，这两种消声器都有较好的消音效果。

3.3 材料隔振技术

在对空调通风系统进行减振降噪的过程中，还可以通过对空调部件敷设消音保温材料的方式进行隔振。消音保温材料既能保温又能消音，被广泛应用于建筑、中央空调、通风管道等领域的吸音消声。目前，消音保温材料在我国的船舶行业应用十分广泛，使用效果非常明显。

4 整体设计思路

4.1 设计要点

为了解决现有技术中布风器送风噪音高的问题，本次研究旨在提供一种结构简单、紧凑，调节方便，送风流畅，噪音低的低噪音布风器。本次采用的技术方案是：一种低噪音布风器，由进风管和出风管分别连通箱体组成，进风管设置于箱体一侧，出风管设置于箱体底板上，箱体内壁设有消音保温材料层，箱体内设有与进风管管口对应配置的调节机构，其特征在于：还包括一消音装置，消音装置设置于箱体内将箱体分隔成相互连通的进风腔、进风通道和出风腔，所述迸风管和调节机构设置于进风腔内，消音装置和箱体内壁消音保温材料层间形成流线型进风通道，进风通道的通道大小小于进风管管径，出风腔连通出风管。

（1）集中调节进风量。调节机构起调节进风管进风量大小的作用，通过调节手柄带动调节盘旋转，同步带动连杆旋转，调节杆后段与连杆活动铰接，连杆带动调节杆后段沿调节杆前段和调节盘中心的连线移动，从而使连接于调节杆前段的挡板呈与进风管截面对应靠近或远离状态，实现由进风管进入箱体进风腔内风量大小的调节，操作方便。具体设计：船舶系统空调通风系统调节机构包括挡板、调节杆、调节盘和手柄，手柄连接于调节盘中心位置，调节盘上设有一处于调节盘直径上的连杆，调节杆分为前后两段，调节杆后段活动连接于连杆上非中心位置，调节杆前段、进风管轴向中心和调节盘中心处于同一直线上，调节杆前段连接挡板与进风管截面对应设置。预计效果：通过调节机构对船舶通风系统的进风量进行控制，能集中控制进风管的进风量，便于实施整体减振降噪措施：消音装置设置于箱体内将箱体分隔成相互连通的进风腔、进风通道和出风腔，进风管和调节机构设置于进风腔内，消音装置和箱体内壁消音保温材料层间形成流线型进风通道，进风通道的通道大小小于进风管管径，出风腔连通出风管。

（2）切实减振降噪。消音装置和箱体内壁消音保温材料层间形成流线型进风通道，由进风腔经流线型进风通道向出风腔送风时，空气受到压缩和膨胀，抗拒由于噪音声波作用而引起气流运动速度的变化，消音装置和箱体内壁的消音保温材料层起阻尼作用，声波引起消音保温材料层中的吸声材料振动，在吸声材料摩擦和黏滞阻力作用下，使一部分声能转化热能被吸收，从而减少噪音的传递；同时声波经过消音装置的镀锌孔板孔颈和孔壁摩擦，使部分声能损耗被吸收，送风气流在进风通道中传输的过程中入射声波几乎不扰动镀锌孔板，避免了空气涡流现象，减少空气涡流噪音；配合消音装置与进风腔、出风腔连通处为外圆弧结构，出风腔内壁拐角的消音保温材料层呈圆弧结构，能进一步减少空气涡流噪音，增加送风流畅度。具体设计：箱体内壁设有消音保温材料层，箱体设有将箱体分隔成相互连通的进风腔、进风通道和出风腔的镀锌孔板，镀锌孔板的任一侧面或两侧面设有消音保温材料层，进风通道的通道大小小于进风管管径和出风管管径；出风管上设有散流器，散流器为五面孔板结构。消音保温材料层为超细玻璃棉层或矿渣棉层或聚氨酯发泡层。进风通道与进风腔、出风腔连通处的为镀锌孔板外圆弧结构，镀锌孔板覆盖至进风管连接箱体开口处上方，出风腔内壁拐角的消音保温材料层呈圆弧结构，出风腔连通出风管；消音保温材料层为超细玻璃棉层或矿渣棉层或聚氨酯发泡层。预计效果：箱体内壁设有消音保温材料层，将船舶空调通风系统的各个进出风箱体分格开来，能有效避免相互干扰，并能切实降低空调通风系统使用过程中的噪音。

（3）延长使用寿命。布风器箱体材料可以为镀锌板，也可以为铝锌板材料，铝锌板的防腐性能为镀锌板的2 倍，耐腐蚀性强，双倍延长布风器的使用寿命。

具体设计：镀锌孔板将箱体分隔成相互连通的进风腔、进风通道和出风腔，镀锌孔板的任一侧面或两侧面设有消音保温材料层，进风通道的通道大小小于进风管管径和出风管管径。预计效果：镀锌板耐腐蚀性强，同时，设有消音保温材料层，可以有效帮助船舶行业有效进行减振抗噪工作。

4.2 减振降噪测试

现有船舶空调送风末端装置为单风管布风器，布风器的性能对空调的输出有较大的影响。要想完善整个减振降噪设计，还需要对布风器在不同风量下产生的噪音以及不同风量下产生的阻力损失进行测试。布风器测试装置，包括风机、布风器和管道，所述管道一端连接风机的处风口，管道另一端连接布风器进风口，所述风机连接变频电机，所述管道一端经变径管与风机的出风口连接，管道另一端经软管与布风器的进风口连接，所述管道上串接有两个消音器，所述风机端的第一消音器与风机间的管道上串接有调风门，所述调风装置与第一消音器间设有静压测试孔，所述布风器端的第二消音器与布风器间的管道上设有静压测试孔。管道上的两头串接有第一消音器和第二消吝器，双重消音，放置风机产生的噪音进入管道影响对布分器噪音的测试；第一消音器与风机间的管道上串接有调风门，在风机出风量或风压恒定时通过调风门对通往布风器的风调压，确保可以对布风器全面测试；在第一消音器的前方管道和第二消音器的后方管道上设有静压测孔，可测量管道上的压力损失以及进入布风器中的风的实际压力；风机和调风门做隔音处理，避免影响布风器噪音的测试。

5 结语

本文的船舶空调通风系统减振降噪设计可视为一种低噪音布风器，由进风管和出风管分别连通箱体组成，进风管设置于箱体一侧，出风管设置于箱体底板上，箱体内壁设有消音保温材料层，箱体内设有与进风管管口对应配置的调节机构，还包括一消音装置，消音装置设置于箱体内将箱体分隔成相互连通的进风腔、进风通道和出风腔，所述进风管和调节机构设置于进风腔内，消音装置和箱体内壁消音保温材料层间形成流线型进风通道，进风通道的通道大小小于进风管管径，出风腔连通出风管。在布风器箱体内增设消音装置形成流线型进凤通道，满足布风器进风和出风流畅、低噪音的要求，其结构简单、紧凑，降噪效果好，适用于船舶空调通风系统的末端装置。