空调系统的隔振原理,制冷人必看!

空调系统的噪声除了通过空气传播到室内外,还可以通过建筑物的结构和基础进行传播。例如,转动的风机和压缩机所产生的振动可直接传给基础并以弹性波的形式从机器基础沿房屋结构传到室内并以噪声的形式出现,即所谓的固体声。可以用非刚性连接来达到削弱由机器传给基础的振动,即在振源和基础之间设减振构件(如弹簧减振器、橡皮、软木等),使振动得以衰减。

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一、产生振动的原因及隔振的目的空调系统中的通风机、水泵、制冷压缩机等设备是产生振动的振源。它们有的属于旋转运动机器,例如通风机;有的属于往复运动机器,例如曲柄连杆式制冷压缩机。这些机器由于运动部件的质量不平衡,在运动时产生惯性力。以通风机而言,它的旋转部件(叶轮、轴、皮带轮)由于制造中的材质不均匀、加工和装配时的误差等原因,使质量分布不均匀和转动中心之间存在着偏心,在做旋转运动时就产生惯性力,这种惯性力(扰力),是机器产生振动的原因。机器的振动又传至支承结构(如楼板或基础)或管道,引起后者振动。这些振动有时会影响人的身体健康,或者会影响产品的质量,有时还会危及支承结构的安全。因此,对振源采取隔振措施,是生产、生活和科学实验中常常不可缺少的。将振动控制在容许的范围内,是隔振的目的。
二、隔振方案及构造隔振方案一般有三类,即隔振沟隔振、大块式基础隔振及隔振元件隔振。振动波具有随土壤深度增加而衰减的特性,利用这一特性在设备基础周围设置隔振沟,以减弱其对外界的影响,但在工程实践中由于隔振沟不可能做得很深,因此其隔振作用是很有限的,仅对高转速设备才有一些隔振效果,它不是广泛采用的隔振方案。将设备安装于大块(大质量)基础上,当合理选用基础材料、尺寸、质量及恰当的地基刚度,能达到一定的减弱振动的效果,它适用于隔振要求不高的场合。将隔振元件设置于被隔振设备及支承物之间,吸收振动能量,能获得较好的隔振效果,是一种经济合理的隔振方案,普遍用于空调系统设备的隔振。隔振元件品种很多,性能各异,应视隔振要求不同合理选择,达到既经济又适用的目的。采用隔振元件隔振,有两种安装方式,一种是设备直接与隔振元件连接,如立柜式空调机组、卧式空调机组,制冷压缩机等。一种是在设备与隔振元件之间设置台座、如风机、水泵、冷却塔等,常用台座形式有混凝土台座及型钢台座。混凝土台座:用型钢制作围框并在围框内布置钢筋,再浇筑混凝土制成。其形式见图14-2-1。这类台座的特点是质量大、设备运行时台座振动及传至支承结构(如地面、楼面)及管道的振动较小,因此常用于对振动控制较严格的场合。例如对于声学实验室,则要求附近的动力设备采用此种隔振方案,而且要求台座质量为设备质量的三倍以上。由于台座较重,一般都在现场制作,就地安装。型钢台座:用热轧普通钢或弯曲薄壁型钢焊接或螺栓连接制成,其形式见图14-2-4。这类台座的特点是质轻,制作及安装方便,也便于搬迁,应用普通,特别适用于设备在楼面及屋面的安装,也适宜机组内的动力设备的隔振安装。由于台座轻,台座面的振动较大。 

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三、旋转式机器与曲柄连杆式制冷压缩机隔振

步骤旋转式机器曲柄连杆式制冷压缩机
   扰力计算通风机、水泵、螺杆式制冷机属于旋转运动机器,振动是由于旋转部件的质量分布不均匀,与转动中心存在着偏心所引起。 曲柄连杆式制冷压缩机的扰力和扰力矩是其曲柄连杆机构运动部件的不平衡惯性力和惯性力矩,它由旋转惯性力和往复惯性力两部分组成。产生旋转惯性力的部件包括曲柄销、曲柄臂及连杆的质量;产生往复惯性力的部件包括活塞、活塞杆、十字头及连杆的质量。活塞式制冷压缩机的扰力和扰力矩可分为一阶和二阶,一阶频率与机器主轴转速相同,二阶频率为机器转速的两倍。
容许振动值隔振台座的容许振动值以机器(如通风机、水泵、电机)转轴处的容许振动速度表示,其值【V】=9~12mm/s,对隔振台座进行通过共振验算时,可取较大值【V】=15mm/s。曲柄连杆式制冷压缩机转轴处的容许振动速度取【V】=6.3mm/s,通过共振验算时,【V】值取10mm/s。
    隔振台座设计1、振动计算a.根据原始资料及隔振要求确定隔振台座设计方案。b.根据机器的容许振动值确定隔振体系质量。c.选用设计隔振器。d.隔振体系固有振动频率及干扰振动计算。e.隔振体系通过共振验算。f.传至支承结构扰力计算。g.必要时验算支承结构振动。2、静力计算根据已选择的材料及断面,验算隔振台座的强度、扰度和稳定性。3、绘制隔振台座图纸。同旋转式机器。振动计算时,电机扰力可不考虑。隔振台座常用钢筋混凝土制作,以保证台座平稳、振动较小。与机器连接的管道应采用软连接,如一时无法实现时,应对管道采取隔振措施,如采用吊架式隔振器等。

 四、立柜式空调机组、冷却塔、管道隔振

名称特点隔振措施
   立柜式空调机组立柜式空调机组属于小型空调设备,常应用于计算机房的房间内的空调。立柜式空调机组包括整体立柜式与组装立柜式两种。前者将压缩冷凝机组、风机等主要机器装于一箱体内,后者是将风机装于空调机内,压缩冷凝机组单独安装。整体立柜式空调机组的振源是制冷压缩机和风机,空调机组的振动是压缩机产生的振动和风机产生的振动的叠加。组装立柜式空调机组由于压缩机和风机是分开设置的,振动计算就不必考虑叠加。隔振台座的容许振动值以压缩机、风机转轴处的允许振动速度表示,其值【V】=9~12mm/s。立柜式空调机组可采用钢筋混凝土或型钢隔振台座,也可将隔振器直接安装于空调机组的型钢底座下。
     冷却塔冷却塔是空调制冷系统不可缺的设备,安装于室外,也时常安装于屋顶。冷却塔有如下特点1.设备体积大。特别是大型空调系统,不仅体积大,质量也较大2.振动大。由于冷却塔的风扇直径大,且为水平旋转,产生较大的水平向扰力及扰力矩,引起支承结构较大振动。3.转速低。冷却塔风扇转速一般为300r/min,甚至更低,一般隔振元件难以达到理想隔振效果。为了解决隔振的困难,近来也出现了风扇为中、高转速的冷却塔产品。冷却塔隔振应按下列要点考虑:1、采用型钢台座,台座应有足够的刚度。2、选用低刚度金属弹簧隔振器,不宜选用橡胶隔振器。3、风扇旋转频率与隔振系统固有振动频率之比应满足:4、进行隔振计算,需计算传递至支承结构的扰力,以便于计算支承结构,特别是当冷却塔安装于屋顶,而建筑内又有精密设备时。
     管道管道振动是由于被隔振设备的振动及所输送介质(气体、液体)的扰动冲击所造成的。实测表明,管道振动是设备振动、介质扰动及管道受介质冲击而自振的叠加反应,振动波形较为复杂。振动的强弱受很多因素影响,如设备的振动大小,管道的分、合及连接方式,吊点(支承点)位置,管道及保温材料的构造,等等。这种振动,有时达到十分严重的程度。为了减少管道振动对周围的影响,应在管道与隔振设备的连接处采用软接头,并每隔一定距离设置管道隔振吊架(采用吊架式隔振器)或隔振支承,在管道穿越墙、楼板(或屋面)时采用软连接。隔振器及隔振吊架可用金属弹簧、橡胶或其他隔振材料制作。可按管道传至支承点或吊点的静荷载选用隔振器或隔振吊架式隔振器。风机与风管间的软接头,可采用帆布或人造革制成,水泵与进出水口间常用橡胶挠性接管,而压缩机与管道之间常用不锈钢波纹管连接。

五、隔振材料及隔振器隔振材料品种很多,如软木、橡胶、金属弹簧、空气弹簧等。空调设备常用的隔振材料是橡胶和金属弹簧。软木刚度较大,固有振动频率高,曾用于高转速设备的隔振,但由于品种繁杂,性能不稳定,已很少应用。海乳胶刚度小,富有弹性,但承载能力小,易手老化,一般作小仪器、仪表的被动隔振之用。空气弹簧具有刚度小,固有振动率低及阻尼值可调节等特点,是理想的隔振材料,近几年来,除了应用于车辆及精密设备、仪器、仪表隔振外,也已用于动力设备积极隔振,取得了很好的效果,但价格较贵。常用隔振材料及隔振器的特性见表14-9-1。

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六、隔振系统的误差控制及运行检查为了保证隔振系统达到应有的隔振作用,设计中应提出施工安装的容许误差。(一)采用型钢混凝土台座的隔振系统的容许误差1、台座厚度-2~+4mm;2、台座长度尺寸±8mm;3、台座表面平整度1mm/m;4、隔振器底部支承结构任意两点高差2mm;5.隔振器承载并设备运行后相对高差:金属弹簧隔振器2mm;橡胶隔振器1.5mm;橡胶隔振垫1mm。(二)采用型钢台座的隔振系统的容许误差1、台座长宽尺寸±5mm;2、台座对角线±3mm;3、台座的平面翘曲±2mm;4、隔振器底部支承结构任意两点相对高差2mm;5、隔振器承载并设备运行后相对高差:金属弹簧隔振器2mm;橡胶隔振器1.5mm;橡胶隔振垫1mm。(三)隔振吊架1、吊架垂直度±3°;2、同一管道的吊架承载后吊架相对压缩量差值2mm。(四)隔振台座运行检查1、台座与支承结构之间无硬连接;2、隔振器内外护罩不相碰,不卡壳;3、隔振器具有弹性位移功能;4、设备自带隔振器具有弹性,隔振台座与外界无硬连接;5、设备与管道连接的软接头具有弹性;6、设备运行前对隔振系统进行固有振动频率及阻尼性能检测并符合设计要求。 参考文献:《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012《空气调节设计手册(第三版)》2017年《民用建筑空调设计(第三版)》

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制冷知识

关于阀门应该知道的知识,记得收藏哦!

2021-5-25 14:10:39

制冷知识

离心泵的22个基础知识,你都知道吗?

2021-5-29 21:37:46

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