多臺大型熱泵機組噪聲治理設(shè)計與效果
摘要: 熱泵機組已廣泛應(yīng)用于賓館、酒樓、商場、高級寫字樓、影劇院等中央空調(diào)系統(tǒng)中, 既是一個制冷制熱源, 又是一個噪聲源, 其噪聲對周圍環(huán)境帶來污染。本文以多臺大型熱泵機組為例, 通過采取消聲、隔聲、吸聲、隔振等綜合治理措施, 使熱泵機組噪聲對居民住宅的影響由 77 降為 50dBA 以下, 熱泵機組振動對樓下的影響由 47 降為 37dBA。
1 前 言
改革開放以來, 國內(nèi)興建了許多賓館、寫字樓、商場、影劇院等等, 這些地方的中央空調(diào)系統(tǒng), 多數(shù)是采用國際上流行的熱泵機組來解決供熱制冷問題。應(yīng)用較多的是開利公司產(chǎn)品, 例如30GQ 系列空氣水熱泵機組。另外, 美國約克 (YORK) 公司AWHC 系列熱泵機組, 意大利考思費(CO SF)公司PA S 系列熱泵機組以及日本大金空調(diào)機組等, 應(yīng)用也較多。
熱泵機組具有結(jié)構(gòu)緊湊, 占地小, 適于室外安置, 便于整體移裝, 性能穩(wěn)定, 開啟自控等特點。采用空氣冷卻與換熱, 免去了冷卻塔、冷卻水泵、水池水箱等, 安裝迅速、方便, 減少了土建工程投資。熱泵機組采用多臺半封閉壓縮機和多回路設(shè)計, 保證了機組運行可靠, 節(jié)能效果顯著, 同時, 采用低噪聲風機及壓縮機防振裝置, 可滿足一般環(huán)境使用要求。但是對于環(huán)境要求特別嚴格的醫(yī)院、療養(yǎng)院、高級住宅、高級賓館等敏感場所來說, 熱泵機組又是一個主要噪聲源。
近年來, 作者處理過20 余個不同類型熱泵機組的噪聲與振動控制工程, 本文側(cè)重介紹多臺大型熱泵機組的噪聲治理技術(shù)和效果。
2 熱泵機組噪聲特性及相關(guān)要求
熱泵機組本身噪聲源有三個, 一是箱體下部壓縮機噪聲, 二是箱體上部軸流排風機噪聲, 三是輸送冷熱水的循環(huán)泵(管道泵)噪聲。箱體上部的軸流風機噪聲一般比壓縮機噪聲高 3～ 5dBA , 而管道泵的噪聲一般比壓縮機噪聲低 5 ～6dBA。表1 列出了常用的大型熱泵機組單臺噪聲特性。
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熱泵機組安裝時在長度、寬度方向都有安裝間隙要求, 多臺熱泵機組并排安裝時, 機組之間最小空隙為1. 8m。這便于檢修壓縮機, 最好在熱泵機組底座與地面(或樓面) 之間留出 0. 7m間隙(即將熱泵機組抬高安裝)。熱泵機組噪聲治理受到上述相關(guān)要求的限制, 也就是說, 應(yīng)在滿足上述要求的前提下采取噪聲控制措施, 這就給熱泵機組噪聲治理帶來很大困難。
這里需要特別指出的是, 表 1 中所列的噪聲數(shù)據(jù)是供貨商提供的最理想的聲壓級, 例如 30AQA 240 型熱泵機組, 樣本上為 82dBA , 實測值為 87dBA; 30GQ 120 型熱泵機組樣本上為 82dBA , 實測值為 85dBA。多臺熱泵機組同時開動, 可按能量疊加進行計算, 但一般比單臺開動增加3～ 5dBA。因此, 噪聲治理措施, 必須留有足夠的余地, 否則很難達標。
3 多臺熱泵機組噪聲治理實例
實例 1, 中國海外房產(chǎn)工程有限公司海師花園 7 臺熱泵機組, 一字形平行安裝于裙房六層樓屋頂上, 熱泵機組型號均為30AQA 240。裙房南側(cè)為28 層海師花園高級寫字樓, 距熱泵機組約 10m , 裙房北側(cè)為 30 層居民住宅樓(外銷房) , 距熱泵機組約 3m。4 臺熱泵機組同時開動, 其噪聲為 88dBA。裙房北側(cè)居民住宅樓八樓南窗外1. 0m 處, 夜間噪聲為 77dBA , 傳至十五樓南窗外1. 0m 處為75dBA , 傳至 28 樓南窗外1. 0m 處為72dBA。熱泵機組日夜連續(xù)運行, 本地區(qū)系二類區(qū), 標準要求居民住宅窗外1. 0m 處晝間噪 聲 應(yīng) 低 于 60dBA , 夜 間 應(yīng) 低 于 50dBA。未治理前晝間超標 17dBA , 夜間超標 27dBA , 居民難以忍受。
實例 2, 上海柏庭建筑咨詢有限公司園景苑 5 臺熱泵機組, 一字平行安裝于裙房四層樓屋頂上, 其中3 臺熱泵機組為30GQ 120 型法國開利, 2 臺熱泵機組為30AQA 240 型日本開利。在裙房的東、南、西三側(cè)為 3 棟 35 層居民高級住宅(新家坡) , 距熱泵機組最近處為 7m。3 臺熱泵機組同時開動, 機組本身噪聲為 87dBA , 傳至居民住宅九層樓北窗外 1. 0m 處, 夜間噪聲為 75. 5dBA , 傳至十五樓為 73dBA , 傳至 30 樓為70dBA。本地區(qū)也系二類區(qū), 晝間超標15. 5dBA , 夜間超標25. 5dBA。由于熱泵機組噪聲高, 直接影響到了樓盤價格和銷售。
實例 3, 上海萬隆房地產(chǎn)開發(fā)有限公司東元大廈 5 臺熱泵機組交錯安裝于五層樓裙房屋頂上, 主樓高28 層, 系商辦住宅混合樓。熱泵機組均為 30GQ 120 型日本開利。2 臺同時開動, 在七樓居民住宅東窗外 1. 0m 處, 夜間噪聲為 70dBA。在十八樓夜間噪聲為68dBA。本地區(qū)也系二類區(qū), 夜間超標20dBA。
4 多臺大型熱泵機組噪聲治理對策
上述3 個實例所采取的噪聲治理措施基本相同。
(1) 在熱泵機組箱體上部加裝大型阻抗復(fù)合式消聲器, 以降低軸流風機噪聲。
例如 30AQA 240 型熱泵機組, 其上部 12 臺風機噪聲為 88dBA , 在每臺熱泵機組的箱體上部加裝一個長×寬×高約為 5900×2200× 2000mm 阻抗復(fù)合式消聲器, 消聲器與熱泵機組完全脫開, 用型鋼支架支撐消聲器, 自成體系。消聲器抗性段高約 500mm , 阻性段高約 1500mm , 采用垂直安裝的活動消聲插片結(jié)構(gòu), 消聲插片厚度分別為 50、 100、 150mm 三種, 片間距為 100 和150mm 兩種, 交錯排列。消聲器材料結(jié)構(gòu)適合于室外常年不停機使用。該型消聲器設(shè)計消聲量為 20dBA 左右, 壓力損失為 20Pa。
(2) 在多臺熱泵機組的左右兩側(cè)和后側(cè)加裝半封閉隔聲室(封頂) , 背靠敏感點, 前側(cè)敞開。
半封閉隔聲室頂棚高度與熱泵機組箱體上沿高度基本相同。本文實例1 七臺熱泵機組半封閉隔聲室長×寬×高約為30×10. 5×2. 6m , 實例2 五臺熱泵機組半封閉隔聲室長×寬×高約為24×16×3. 5m , 實例3 五臺熱泵機組半封閉隔聲室長×寬×高約為16×15×3m。半封閉隔聲室頂棚和側(cè)墻為隔聲吸聲板拼裝結(jié)構(gòu), 外側(cè)隔聲板為 50mm , 厚采鋼夾芯板, 內(nèi)側(cè)吸聲層為 50mm , 厚離心玻璃棉+ 玻璃絲布+ 鋁合金穿孔板飾面。
(3) 在半封閉隔聲室的后側(cè)和左右兩側(cè)加裝折板式進風阻性消聲器。
單元進風阻性消聲器寬×高×厚約為 1000×1500×500mm , 通過風量、風速計算確定所需單元消聲器的數(shù)量。消聲器進風口風速一般控制在 3m ös 左右。本文實例 1 七臺熱泵機組半封閉隔聲室安裝了 32 只單元進風消聲器, 實例2 和實例 3 五臺熱泵機組安裝了26 只單元進風消聲器。
進風消聲器消聲片厚為 50mm , 片間距為 100mm , 消聲片內(nèi)填裝離心玻璃棉, 鋁合金穿孔板金屬飾面。消聲片傾斜段上表面不穿孔。消聲器通道路徑長約 700mm , 設(shè)計消聲量為 15dBA 左右, 壓力損失20Pa。
(4) 熱泵機組隔振
本文實例1 七臺熱泵機組底座下面原安裝橡膠板, 已壓死, 不起隔振作用。熱泵機組下面正對六層樓總經(jīng)理辦公室, 室內(nèi)噪聲為 47dBA , 低頻固體傳聲十分明顯。按熱泵機組運行總重量、支點重量分配值及頻率特性, 通過計算, 選擇了一種金屬彈簧復(fù)合隔振器, 設(shè)計了一種特殊托架支撐隔振器, 以確保熱泵機組與進出水管中心高不變, 管道泵加裝了橡膠隔振器, 進出水管加裝了橡膠撓性接管。管道剛性托架改為彈性托架。
(5) 隔聲門和隔聲采光窗
為進出熱泵機組半封閉隔聲室, 在左右兩側(cè)開設(shè)兩個鋼結(jié)構(gòu)隔聲門。在半封閉隔聲室的側(cè)墻上安裝若干扇雙層玻璃隔聲采光窗。同時在半封閉隔聲室內(nèi)加裝照明燈具、配電箱、插座等, 便于檢查和維修設(shè)備。熱泵機組和半封閉隔聲室頂棚之間的空隙應(yīng)采用橡膠板或軟塑料板聯(lián)接, 以防振動傳遞和漏聲。
5 多臺大型熱泵機組噪聲治理效果
( 1) 熱泵機組上部加裝抗復(fù)合式消聲器后, 使熱泵機組軸流風機噪聲由治理前的85 降為 64dBA , 消聲器插入損失(消聲量) 為 21dBA;
(2) 半封閉隔聲室外噪聲由治理前的 88 降為66dBA 左右, 降噪22dBA;
(3) 本文實例 1 海師花園熱泵機組噪聲對高層居民住宅的影響, 夜間噪聲由 77 降為 52dBA , 按規(guī)定進行背景噪聲影響修正后, 居民住宅處夜間噪聲低于50dBA。高層居民住宅在主要交通干道的邊上, 當夜間背景噪聲為 52dBA , 治理結(jié)果低于當?shù)乇尘霸肼曀健?/p>
(4) 本文實例 2 園景苑熱泵機組噪聲對居民住宅的影響, 夜間噪聲由治理前的75. 5 降為 50dBA , 與當?shù)乇尘霸肼曄喈敗?/p>
(5) 熱泵機組隔振后, 海師花園裙房六層樓總經(jīng)理辦公室內(nèi)噪聲由治理前的 47 降為 37dBA , 隔振降噪10dBA。
總之, 多臺大型熱泵機組噪聲通過采取綜合治理措施, 全面達到了環(huán)保要求, 業(yè)主和居民都十分滿意。
參考文獻
[ 1 ] 呂玉恒, 王庭佛. 噪聲與振動控制設(shè)備及材料選用[M ]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 1999.
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