專利名稱：變頻空調的異音消除法的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種變頻空調，特別是一種變頻空調的異音消除法。
背景技術：
變頻空調是在普通空調的基礎上選用了變頻專用壓縮機，增加了變頻控制系統， 它可以根據房間情況自動提供所需的冷量或熱量；當室內溫度達到期望值后，空調主機則 以能夠準確保持這一溫度的恒定速度運轉，實現“不停機運轉”，從而保證環境溫度的穩定。控制變頻空調冷量或熱量的最重要的設備之一為電子膨脹閥，它利用電脈沖來調 節控制的空調冷媒流量，其具有響應快、流量調節范圍寬等特點，可以按預設的各種調節規 律動作，實現制冷劑流量的自動調節，從而使空調系統始終保持在最佳的工況下運行，具有 節能效果好和溫度控制精確等特點。采用電子膨脹閥的變頻空調系統的制冷量和能效比，要比采用毛細管的變頻空調 系統的制冷量和能效比高20%以上。帶有電子膨脹閥的變頻空調在為人們創造舒服的生活環境的同時，也給人們帶來 了噪聲污染問題，特別是電子膨脹閥發出的“咔嗒”的異常噪音，在寂靜的深夜對用戶產生 強烈的刺激，影響了人們的身心健康，干擾了人們正常的工作和休息。為了消除電子膨脹閥在運行過程中發出的“咔嗒”的異常噪音，有些廠商作了些改 進，如中國專利文獻號CN 201137736Y于2008年10月22日公開了一種用于消除電子膨脹 閥異常噪音的裝置，消除噪音裝置包括消聲罩和PE海綿，密封包覆在電子膨脹閥外側，其 中絕緣塑膠材質的消聲罩為經由注塑一體成型的兩個半邊圍裹而成，并通過其上所設的多 對鎖固結構相扣合；而消聲罩的內壁上還粘設有PE海綿。這種裝置雖然消除了“咔嗒”的 異常噪音傳至室內機，但是卻無法消除由電子膨脹閥產生的一種更令人厭煩的“嘶嘶”的異 常噪音。另有，中國專利文獻號CN 201293499Y于2009年8月19日公開了一種分體式空 調器節流裝置，包括電子膨脹閥及毛細管，它們互相串聯連通，串聯后一端與室外換熱器連 通，另一端與截止閥連通；或者，包括電子膨脹閥及毛細管，它們互相并聯連通，并聯后一端 與室外換熱器連通，另一端與截止閥連通。這種分體式空調器節流裝置以高效精確調節和 節流變頻空調的冷媒流通量為目標，把電子膨脹閥和毛細管相互串聯或并聯連通，在對冷 媒調節的同時，能在一定程度上弱化冷媒的沖刷或沖擊，降低了噪音，但是該分體式空調器 節流裝置在實際運用中，依然存在“嘶嘶”的異常噪音，特別是在制熱工況低風檔時尤為明 顯。該“嘶嘶”的異常噪音降低了變頻空調的舒適性品質，嚴重地影響了用戶對變頻空調的 滿意度。
發明內容
本發明的目的旨在提供一種用于消除帶有電子膨脹閥的變頻空調發出“嘶嘶”的 異常噪音的變頻空調的異音消除法，以克服現有技術中的不足之處。
按此目的設計的一種變頻空調的異音消除法，其特征是在電子膨脹閥的節流口前后的I-II截面上由伯努利方程得出A 一凡二 ￥公式二，在公式二中Pl —電子膨脹閥的節流口前面壓力；P2-電子膨脹閥的節流口后面壓力；υ2-電子膨脹閥的節流口后面的平均流速；P-液態冷媒的密度。當電子膨脹閥的節流口后面壓力P2降低到與冷媒的飽和蒸氣壓P。相等時，則要發 生”嘶嘶”的異常噪音，描述該現象發生程度可用系數ο來表示，其定義為W^Sf = M 公式三，
^2/2 P1-P2 ^ ^若以絕對壓力來表示各處的壓力值時，可取p。^ 0，則有
1σ = ——-7公式四，
PxlPi可見系數ο的大小取決于比值Pl/P2的大小，該比值？1/巧越大，則ο值越小，電 子膨脹閥的節流口處就越易發生“嘶嘶”的異常噪音；由公式四還可以看出，在保持P1-P2值不變的條件下提高電子膨脹閥的節流口后 面壓力P2，也就是提高背壓，可以顯著地提高系數σ的值，從而減少“嘶嘶”的異常噪音發 生的可能性；根據實驗測定，防止“嘶嘶”的異常噪音發生的系數σ = 7，因此，其壓力比值應滿足下列關系式
1 ησ =———-> 7公式五，
Ρι/Ρ2~1即 ρι/ρ2 < 1. 15，由該比值可知，為了減小電子膨脹閥節流“嘶嘶”的異常噪音，在電子膨脹閥的節流口前面壓力P1，也就是進口壓力P1 —定的情況下，應盡量增 大電子膨脹閥的節流口后面壓力P2,也就是提高背壓P2,而且進口壓力P1增加時，背壓P2更 要增加，才能滿足壓力比P1ZP2 < 1.15 ；在實際使用中，電子膨脹閥的節流口的面積是可變的，因此，在流量一定情況下， 節流口面積的變化對其前后的壓差有一定的影響。所以，對不同的節流口面積，其極限背壓 P2c可用公式六計算，P2e =2么令〔1-公式六，公式六中c -節流口流速系數；c。_節流口收縮系數；A0-節流口過流面積；A-節流口下游流道的截面面積。
5
為了提高電子膨脹閥的背壓值P2，將電子膨脹閥與一個壓力調節裝置并聯，以調 整電子膨脹閥前后的壓力差值，即P1-P2值，該壓力差值可以通過電子膨脹閥的前后兩個壓 力表顯示的壓力值換算出，將背壓值&、壓力差值等參數值代入公式三，就可以得到σ值， 從而判斷“嘶嘶”的異常噪音發生的可能性；對于電子膨脹閥的開口量愈小，則節流效果就 愈明顯，但此時，發生“嘶嘶”的異常噪音的可能性就愈大；或者說，在流量一定的情況下，面 積比愈小，電子膨脹閥的前后的壓差就愈大，所以就愈容易產生“嘶嘶”的異常噪音；故只需 對電子膨脹閥工作時最小開度的工況下，測得背壓、壓力差值等參數值，，則“嘶嘶”的異常 噪音即可以消除。其中，面積比是指電子膨脹閥于節流口前后的最大流通面積比，通過并聯的調壓 裝置使其值大于設定值，也就是系數ο，一般取系數σ為7。本發明將電子膨脹閥與一個壓力調節裝置相并聯，以調整電子膨脹閥前后的壓力 差值，該壓力差值可以通過電子膨脹閥前后兩個壓力表顯示的壓力值換算出。電子膨脹閥 是通過對過熱度或進出口空氣的溫差、回風溫度及其設定值等多項參數的檢測和數據采 集，經微處理器處理后發出指令，控制電子膨脹閥的開度，以滿足系統負荷的要求，故電子 膨脹閥的開度在變頻空調運行過程中是變化的，電子膨脹閥前后的壓力差值也是變化的。 為了有效消除電子膨脹閥“嘶嘶”的異常噪音，只需測得電子膨脹閥最小開度工況下的壓力 差值，通過并聯的調壓裝置使其值大于設定值，則“嘶嘶”的異常噪音既可以消除。采用本發明提供的技術方案能夠真正實現消除變頻空調由于電子膨脹閥工作時 產生的“嘶嘶”的異常噪音，以進一步改善空調室內機運行的噪音品質。同時，產生更加合 理的冷媒流量，避免了過冷度、過熱度，使電子膨脹閥等節流裝置節流效果更加明顯。
圖1為本發明一實施例結構示意圖。圖2為電子膨脹閥節流示意圖。圖中1為冷凝器，2為毛細管，3為電子膨脹閥，4為壓力表，5為壓力調節裝置，6 為蒸發器，7為壓縮機。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。參見圖1，壓縮機7、冷凝器1、毛細管2、電子膨脹閥3和蒸發器6依次首尾相接， 壓力調節裝置5與電子膨脹閥3并聯，電子膨脹閥3的前后分別設置有壓力表4。一、變頻空調“嘶嘶”的異常噪音產生機理變頻空調制冷時，從壓縮機的排出管出來的高溫高壓冷媒氣體經過室內機蒸發器 熱交換后，氣態冷媒大部分變成液態冷媒，當這些冷媒流經電子膨脹閥時，冷媒內部壓力低 于該種冷媒的飽和蒸汽壓時，冷媒汽化而加速形成氣泡。冷媒中的氣泡形成低壓區域，在此 低壓區域內氣泡不斷的生成、發展并聚集。當低壓區域的氣泡隨冷媒被帶到高壓區時，在壓力作用下，氣泡的體積迅速縮小 直至破滅。在氣泡被壓縮過程中，由于氣泡內的氣體質量不變，因此其密度隨氣泡體積而變 化，
即=；在絕熱過程中，氣泡內壓力與密度的關系式為(Pi/Psn)=
const,因此可得
f 入3n
一 公式一，
PL. Po公式一中Pi_任意時刻氣泡內的壓力；P0-初始時刻氣泡內的壓力；m-氣泡質量；r-任意時刻氣泡半徑；r。一初始時刻氣泡半徑；ρ s 一任意時刻氣泡密度；η-絕熱指數，選取η = 1. 4。初始時刻，在高壓的作用下，氣泡表面以及氣泡表面外的冷媒將以很高的速度向 氣泡中心流動。當氣泡半徑縮小到ri = rfflin時，冷媒流動速度為零，即流動停止，此時即看作氣泡 破滅，此時，氣泡中心將產生很高的壓力。例如，某個氣泡，開始時它的內壓力為外界壓力的 1/100，如當壓縮到rmin/r。= 1/22時，由公式一可得氣泡內的壓力比外部壓力高4347倍。 這種局部階躍升高的壓力將以壓力波的形式向四周傳播，隨著離氣泡破滅點距離的增加， 壓力波將迅速衰減。氣泡破滅時，壓力的階躍升高又使冷媒和管道振動，從而產生噪聲，這 種噪聲一部份在冷媒中傳播，一部份由配管表面聲輻射到空氣中；聲輻射到空氣中的這種 噪聲的特征為連續頻譜圖，其頻率分布主要在1000Hz以上，聽起來是“嘶嘶”的異常噪音。二、變頻空調”嘶嘶”的異常噪音消除方法當液態冷媒流到電子膨脹閥的通道時，由于電子膨脹閥的節流口面積的急劇收 縮，使液態冷媒的流速升高、壓力降低，容易發生“嘶嘶”的異常噪音。試驗表明當電子膨脹閥的節流口前后的壓差較小時，電子膨脹閥的產生異音一 般非常微弱甚至無異音；而當電子膨脹閥的節流口前后的壓差較大，液態冷媒的流量增加 到一定程度時，就將產生顯著的“嘶嘶”的異常噪音。為了有效地消除電子膨脹閥工作時產生的“嘶嘶”的異常噪音，就必須控制電子膨 脹閥的節流口前后壓差值。如圖2為電子膨脹閥節流示意圖，由伯努利方程得出I-II截面 為A-朽=公式二，公式二中Pl-電子膨脹閥的節流口前面壓力；P2-電子膨脹閥的節流口后面壓力；U2-電子膨脹閥的節流口后面的平均流速；P-液態冷媒的密度。如果電子膨脹閥的節流口后面壓力P2降低到與冷媒的飽和蒸氣壓P。相等時，則要 發生”嘶嘶”的異常噪音，描述該現象發生程度可用系數ο來表示，其定義為
7
若以絕對壓力來表示各處的壓力值時，可取pc≈ 0，則有
公式四，可見系數ο的大小取決于比值Pl/P2的大小，該比值Pl/P2巧越大，則б值越小，電 子膨脹閥的節流口處就越易發生“嘶嘶”的異常噪音。由公式四還可以看出，在保持P1-P2值不變的條件下提高電子膨脹閥的節流口后 面壓力P2，也就是提高背壓，可以顯著地提高系數σ的值，從而減少“嘶嘶”的異常噪音發 生的可能性。根據實驗測定，防止“嘶嘶”的異常噪音發生的系數σ = 7，因此，其壓力比值應滿足下列關系式
公式五，即 ρι/ρ2 < 1. 15，由該比值可知，為了減小電子膨脹閥節流“嘶嘶”的異常噪音，在電子膨脹閥的節 流口前面壓力Pl，也就是進口壓力P1 —定的情況下，應盡量增大電子膨脹閥的節流口后面 壓力P2,也就是提高背壓P2,而且進口壓力P1增加時，背壓P2更要增加，才能滿足壓力比P1/ P2 < 1. 15。在實際使用中，電子膨脹閥的節流口的面積是可變的，因此，在流量一定情況下， 節流口面積的變化對其前后的壓差有一定的影響。所以，對不同的節流口面積，其極限背壓 P2c可用公式六計算，
公式六，式中c -節流口流速系數；c。_節流口收縮系數；A0-節流口過流面積；A-節流口下游流道的截面面積三、消除變頻空調”嘶嘶”的異常噪音實施措施為了提高電子膨脹閥的背壓值P2，在電子膨脹閥并聯一個壓力調節裝置，以調整 電子膨脹閥前后的壓力差值，即P1-P2值，該壓力差值可以通過電子膨脹閥的前后兩個壓力 表顯示的壓力值換算出，將背壓值P2、壓力差值等參數值代入公式三，就可以得到σ值，從 而判斷”嘶嘶”的異常噪音發生的可能性。對于電子膨脹閥的開口量愈小，則節流效果就愈明顯，但此時，發生“嘶嘶”的異常 噪音的可能性就愈大。或者說，在流量一定的情況下，面積比愈小，電子膨脹閥的前后的壓差就愈大，所 以就愈容易產生“嘶嘶”的異常噪音。故只需對電子膨脹閥工作時最小開度工況下，測得背壓、壓力差值等參數值，通過 并聯的調壓裝置使其值小于設定值，則“嘶嘶”的異常噪音即可以消除。
本發明提供的技術方案容易投入產業，形成規模性生產。
權利要求
一種變頻空調的異音消除法，其特征是在電子膨脹閥的節流口前后的I II截面上由伯努利方程得出 <mrow><msub> <mi>p</mi> <mn>1</mn></msub><mo>-</mo><msub> <mi>p</mi> <mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfrac> <msubsup><mi>ρυ</mi><mn>2</mn><mn>2</mn> </msubsup> <mn>2</mn></mfrac> </mrow>公式二，在公式二中p1 電子膨脹閥的節流口前面壓力；p2 電子膨脹閥的節流口后面壓力；υ2 電子膨脹閥的節流口后面的平均流速；ρ 液態冷媒的密度；當電子膨脹閥的節流口后面壓力p2降低到與冷媒的飽和蒸氣壓pc相等時，則要發生”嘶嘶”的異常噪音，描述該現象發生程度可用系數σ來表示，其定義為 <mrow><mi>σ</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>p</mi> <mn>2</mn></msub><mo>-</mo><msub> <mi>p</mi> <mi>c</mi></msub> </mrow> <mrow><msubsup> <mi>ρυ</mi> <mn>2</mn> <mn>2</mn></msubsup><mo>/</mo><mn>2</mn> </mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>p</mi> <mn>2</mn></msub><mo>-</mo><msub> <mi>p</mi> <mi>c</mi></msub> </mrow> <mrow><msub> <mi>p</mi> <mn>1</mn></msub><mo>-</mo><msub> <mi>p</mi> <mn>2</mn></msub> </mrow></mfrac> </mrow>公式三，若以絕對壓力來表示各處的壓力值時，可取pc≈0，則有 <mrow><mi>σ</mi><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mrow><msub> <mi>p</mi> <mn>1</mn></msub><mo>/</mo><msub> <mi>p</mi> <mn>2</mn></msub><mo>-</mo><mn>1</mn> </mrow></mfrac> </mrow>公式四，可見系數σ的大小取決于比值p1/p2的大小，該比值p1/p2越大，則σ值越小，電子膨脹閥的節流口處就越易發生“嘶嘶”的異常噪音；由公式四還可以看出，在保持p1 p2值不變的條件下提高電子膨脹閥的節流口后面壓力p2，也就是提高背壓，可以顯著地提高系數σ的值，從而減少“嘶嘶”的異常噪音發生的可能性；根據實驗測定，防止“嘶嘶”的異常噪音發生的系數σ＝7，因此，其壓力比值應滿足下列關系式 <mrow><mi>σ</mi><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mrow><msub> <mi>p</mi> <mn>1</mn></msub><mo>/</mo><msub> <mi>p</mi> <mn>2</mn></msub><mo>-</mo><mn>1</mn> </mrow></mfrac><mo>></mo><mn>7</mn> </mrow>公式五，即p1/p2＜1.15，由該比值可知，為了減小電子膨脹閥節流時“嘶嘶”的異常噪音，在電子膨脹閥的節流口前面壓力p1，也就是進口壓力p1一定的情況下，應盡量增大電子膨脹閥的節流口后面壓力p2，也就是提高背壓p2，而且進口壓力p1增加時，背壓p2更要增加，才能滿足壓力比p1/p2＜1.15；在實際使用中，電子膨脹閥的節流口的面積是可變的，因此，在流量一定情況下，節流口面積的變化對其前后的壓差有一定的影響，所以，對不同的節流口面積，其極限背壓p2c可用公式六計算， <mrow><msub> <mi>p</mi> <mrow><mn>2</mn><mi>c</mi> </mrow></msub><mo>=</mo><mn>2</mn><msubsup> <mi>c</mi> <mi>υ</mi> <mn>2</mn></msubsup><msub> <mi>c</mi> <mi>c</mi></msub><mfrac> <msub><mi>A</mi><mn>0</mn> </msub> <mi>A</mi></mfrac><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mfrac><mrow> <msub><mi>c</mi><mn>0</mn> </msub> <msub><mi>A</mi><mn>0</mn> </msub></mrow><mi>A</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><msub> <mi>p</mi> <mn>1</mn></msub> </mrow>公式六，公式六中cυ 節流口流速系數； cc 節流口收縮系數； A0 節流口過流面積； A 節流口下游流道的截面面積。
2.根據權利要求1所述的變頻空調的異音消除法，其特征是為了提高電子膨脹閥的 背壓值P2，將電子膨脹閥與一個壓力調節裝置并聯，以調整電子膨脹閥前后的壓力差值，即 P1-P2值，該壓力差值可以通過電子膨脹閥的前后兩個壓力表顯示的壓力值換算出，將背壓 值&、壓力差值等參數值代入公式三，就可以得到σ值，從而判斷”嘶嘶”的異常噪音發生的 可能性；對于電子膨脹閥的開口量愈小，則節流效果就愈明顯，但此時，發生“嘶嘶”的異常 噪音的可能性就愈大；或者說，在流量一定的情況下，面積比愈小，電子膨脹閥的前后的壓 差就愈大，所以就愈容易產生“嘶嘶”的異常噪音；故只需對電子膨脹閥工作時最小開度的 工況下，測得背壓、壓力差值等參數值，通過并聯的調壓裝置使其值大于設定值，則“嘶嘶” 的異常噪音即可以消除。
全文摘要
一種變頻空調的異音消除法，將電子膨脹閥與一個壓力調節裝置相并聯，以調整電子膨脹閥前后的壓力差值，該壓力差值可以通過電子膨脹閥前后兩個壓力表顯示的壓力值換算出。電子膨脹閥是通過對過熱度或進出口空氣的溫差、回風溫度及其設定值等多項參數的檢測和數據采集，經微處理器處理后發出指令，控制電子膨脹閥的開度，以滿足系統負荷的要求，故電子膨脹閥的開度在變頻空調運行過程中是變化的，電子膨脹閥前后的壓力差值也是變化的。為了有效消除電子膨脹閥“嘶嘶”的異常噪音，只需測得電子膨脹閥最小開度工況下的壓力差值，通過并聯的調壓裝置使其值小于設定值，則“嘶嘶”的異常噪音可以消除。
文檔編號F24F13/24GK101907345SQ201010243000
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月27日 優先權日2010年7月27日
發明者伍光輝, 吳彥東, 莊子寶, 繆瑩贇, 薛瑋飛 申請人:廣東美的電器股份有限公司