專利名稱：一種控制變頻空調室外風機與壓縮機拍振噪音的方法
技術領域：
本發明是ー種控制變頻空調室外風機與壓縮機拍振噪音的方法，屬于控制變頻空調室外風機與壓縮機拍振噪音的方法的改造技術。
背景技術：
日益苛刻的能源環境問題，迫使各空調廠家都在提高空調壓縮機的運行頻率，開發變頻空調產品，以謀求在小壓縮機機身上提升空調器的制冷制熱能力，提高空調的能效比，加快制冷制熱效果。比如，將空調壓縮機的頻率提高到65HZ以上，采用80HZ，90HZ，甚至100HZ以上。隨著空調壓縮機頻率的提高，壓縮機的旋轉噪音幅值也越來越大，當壓縮機的旋轉噪音幅值增高，同時還與室外風機葉片旋轉基頻(BPF, Blade Passing-byFrequency)的2倍接近時,壓縮機的旋轉噪音與風輪的旋轉噪音疊加，就產生了嚴重的拍 振現象，導致室外機系統運行時產生明顯的低頻脈動異音，該拍振異音的頻率與人體器官的固有頻率相當，容易讓人感覺煩躁和不安，嚴重影響了空調室外機的音質和使用舒適性，同時也由于壓縮機的旋轉頻率和風輪的2倍葉片基頻相當，在運行過程中易引發鈑金結構的共振，嚴重影響空調系統的可靠性。
發明內容
本發明的目的在于考慮上述問題而提供一種能夠實現有效減振和改善音質，降低噪音以及提高整機可靠性的控制變頻空調室外風機與壓縮機拍振噪音的方法。本發明的技術方案是本發明的控制變頻空調室外風機與壓縮機拍振噪音的方法，所述空調室外風機的風輪的轉速為Y轉/分鐘，風輪的葉片數為Z，風輪的葉片旋轉基頻為Fl F1=ZX Y/60赫茲，所述壓縮機的旋轉頻率為X赫茲，當壓縮機的運行頻率X在65赫茲至150赫茲之間時，風輪轉速Y在800轉/分鐘至950轉/分鐘的范圍內，且有以下關系壓縮機的旋轉頻率X與風輪的葉片旋轉基頻Fl的二倍之差的絕對值大于5赫茲，即
X-2XF1|>5 赫茲。上述風輪的葉片數為2至4葉。上述風輪為軸流風輪或斜流風輪。本發明與現有技術相比的優點為當壓縮機的運行頻率高于65赫茲時，壓縮機的旋轉頻率與風輪的二倍葉片基頻錯開5赫茲以上，大大提高了風輪與壓縮機旋轉噪聲相互疊加所形成拍振的頻率，使兩拍之間的時間間隔接近人耳的最小時間分辨率，從而感覺不到拍振異音，可以大幅度消弱或徹底消除風輪和壓縮機旋轉噪音疊加而形成的拍振，從而顯著改善空調室外機噪音的音質，特別是壓縮機高頻運行時的音質，消除了拍振嗡嗡聲，同時也能有效避免鈑金結構共振，達到了減振和改善音質，降低噪音以及提高整機可靠性的目的。本發明是ー種方便實用的控制變頻空調室外風機與壓縮機拍振噪音的方法。
圖I是本發明中實施例的結構示意圖。圖2是本專利保護的ニ葉風輪轉速與壓縮機的頻率關系曲線圖。圖3是本專利保護的三葉風輪轉速與壓縮機的頻率關系曲線圖。圖4是本專利保護的四葉風輪轉速與壓縮機的頻率關系曲線圖。圖5是壓縮機旋轉頻率減去風輪2倍葉片基頻之差的絕對值與拍振周期的關系曲線圖。圖6是壓縮機旋轉頻率為80赫茲時，壓縮機旋轉頻率與風輪2倍葉片基頻之差的絕對值為I赫茲時的拍振聲壓與時間關系的噪音頻率圖。圖7為壓縮機旋轉頻率為80赫茲時，壓縮機旋轉頻率與風輪2倍葉片基頻之差的絕對值為5赫茲時的拍振聲壓與時間關系的噪音頻率圖。 圖8為壓縮機旋轉頻率為80赫茲時，壓縮機旋轉頻率與風輪2倍葉片基頻之差的絕對值為10赫茲時的拍振聲壓與時間關系的噪音頻率圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明的具體實施方式
做進ー步說明。
實施例一
如圖一所示，本發明的技術方案是ー種控制變頻空調室外風機與壓縮機拍振噪音的方法，所述空調室外風機的風輪I的轉速為Y轉/分鐘，風輪I的葉片數為Z，風輪I的葉片旋轉基頻(BPF, Blade Passing-by Frenquency)為 Fl F1=ZXY/60 赫茲，所述壓縮機 2 的旋轉頻率為X赫茲，風輪I的轉速在800轉/分鐘至950轉/分鐘的范圍內，當壓縮機的運行頻率X在65至150赫茲范圍內時，存在以下關系|X-2XF1|>5赫茲。即當壓縮機的旋轉頻率X位于65至150赫茲范圍內吋，壓縮機的旋轉頻率X與二倍風輪葉片基頻Fl之差的絕對值大于5赫茲。上述風輪I為軸流或斜流風輪，風輪I的葉片數為2至4葉。當控制風輪I的轉速在800轉/分鐘至950轉/分鐘的范圍內，可以有效地保證室外機的風量和空調器的制冷制熱效果，同時也能保證當空調風輪電機采用6極電機吋，風輪具有較高的效率，在保證制冷制熱的同時，也有效地降低風輪的電機功率。 對于葉片數為2葉的風輪1，當壓縮機2的旋轉頻率在65赫茲至150赫茲時，選取風輪的運行轉速為890轉/分鐘，此吋，2倍風輪葉片基頻為59. 3赫茲，其與壓縮機的旋轉頻率相差5. 7至90. 7赫茲，既能有效保證室外風扇電機的高效率，保證室外風量，同時也有效消除了拍振異音。對于葉片數為3葉的風輪1，當壓縮機2的旋轉頻率在65赫茲至86赫茲時，選取風輪的運行轉速為910轉/分鐘，此吋，2倍風輪葉片基頻為91赫茲，其與65 86赫茲轉速范圍內的壓縮機的旋轉頻率差為5至26赫茲；當壓縮機的運行頻率為86赫茲至150赫茲時，選取風輪的運行轉速為810轉/分鐘，此吋，2倍風輪葉片基頻為81赫茲，其與86 150赫茲轉速范圍內的壓縮機的旋轉頻率相差5至69赫茲，既能有效保證室外風扇電機的高效率，保證室外風量，同時也有效消除了拍振異音。對于葉片數為4葉的風輪1，當壓縮機2的旋轉頻率在65赫茲至112赫茲時，選取風輪的運行轉速為894轉/分鐘，此吋，2倍風輪葉片基頻為119. 2赫茲，其與65 112赫茲轉速范圍內的壓縮機的旋轉頻率差為7. 2至54. 2赫茲；當壓縮機的運行頻率為112赫茲至150赫茲時，選取風輪I的運行轉速為800轉/分鐘，此時，2倍風輪葉片基頻為106. 7赫茲，其與112 150赫茲轉速范圍內的壓縮機的旋轉頻率相差5. 3至43. 3赫茲，既能有效保證室外風扇電機的高效率，保證室外風量，也能有效消除拍振異音。當壓縮機2運行頻率為65至150赫茲時，通過不同的風輪葉片形狀、葉片高度設計，以及通過改變電機不同的轉速檔位、或者通過控制電路反饋調節風輪轉速等方式，既保證風輪的轉速在800至950轉/分鐘的范圍內，又保證2倍風輪葉片基頻與壓縮機的旋轉頻率差在5赫茲以上。如圖2至圖4所示，分別為葉片數為2葉、3葉、4葉吋，當壓縮機2的工作轉速為65赫茲至150赫茲，風輪I的工作轉速為800轉/分鐘至950轉/分鐘，滿足本發明條件的對應的保護范圍關系圖。設壓縮機2的運行頻率為X赫茲，風輪I的轉速為Y轉/分鐘，如圖2，對于葉片數為2葉的風輪，有以下關系Χ-4Υ/60>5 ；65 ￡Χ ￡150,800 ￡Υ ￡950.簡化為 Y〈15X-75，65 ￡Χ ￡150, 800 ￡Υ ￡950。圖中X為壓縮機運行頻率，單位為赫茲；Υ為風輪轉速，單位為轉/分鐘。圖中的陰影線區域為滿足本發明條件的保護范圍。圖中標識的各個特征點的坐標(65，800)，(65,900), (68，950)，( 150，950)，( 150，800)所形成的陰影線區域為本發明專利的保護范圍。表示風輪葉片數為2葉，壓縮機的運行頻率在65赫茲至150赫茲，風輪的轉速在800 950轉/分鐘，且風輪的2倍葉片基頻與壓縮機的旋轉頻率差5赫茲以上，可以有效控制或消除風輪與壓縮機之間的拍振異音。如圖3，對于葉片數為3葉的風輪，有以下關系Χ-6Υ/60>5或者6Υ/60-Χ<5, 65 ￡X ￡150,800 ￡Υ ￡950.簡化為Υ〈10Χ_50 或 Υ>10Χ+50, 65 ￡Χ ￡150,800 ￡Υ ￡950。圖中X為壓縮機運行頻率，單位為赫茲；￥為風輪轉速，單位為轉/分鐘。圖中的陰影線區域為滿足本發明條件的保護范圍。圖中標識的各個特征點的坐標(65，800)，(65,950), (90,950), (75,800)所形成的陰影線區域以及坐標點(85，800)，(100,950),(150，950)，(150，800)所形成的陰影線區域為本發明專利的保護范圍。表示風輪葉片數為3葉，壓縮機的運行頻率在65赫茲至150赫茲，風輪的轉速在800 950轉/分鐘，且風輪的2倍葉片基頻與壓縮機的旋轉頻率差5赫茲以上，可以有效控制或消除風輪與壓縮機之間的拍振異音。如圖4，對于葉片數為4葉的風輪1，有以下關系Χ-8Υ/60>5或者8Υ/60-Χ〈5，且65￡Χ￡150, 800 ￡Υ ￡950.簡化為Υ〈7· 5Χ-37. 5 或 Υ>7· 5Χ+37. 5，65 ￡Χ ￡150，800 ￡Υ ￡950。圖中X為壓縮機2運行頻率，單位為赫茲'Y為風輪轉速，單位為轉/分鐘。圖中的陰影線區域為滿足本發明條件的保護范圍。圖中標識的各個特征點的坐標(65，800)，(65，950)，(122，950)，(102，800)所形成的陰影線區域以及坐標點(112，800)，(132，950)，(65，950)，(150，800)所形成的陰影線區域為本發明專利的保護范圍。表示風輪葉片數為3葉，壓縮機的運行頻率在65赫茲至150赫茲，風輪的轉速在800 950轉/分鐘，且風輪的2倍葉片基頻與壓縮機的旋轉頻率差5赫茲以上，可以有效控制或消除風輪與壓縮機之間的拍振異
曰 當壓縮機的運行頻率低于65赫茲吋，壓縮機的旋轉噪音值較低，噪音能量小，即使此時壓縮機的旋轉頻率與2倍風輪葉片基頻相同，發生拍振現象，其拍振能量很低，人耳幾乎感覺不到，不會產生令人感覺煩躁的嗡嗡聲，也不會對室外機系統的可靠性產生影響。因此，壓縮機運行頻率低于65赫茲時，可不考慮風輪葉片基頻與壓縮機運行頻率的拍振問題。圖5為壓縮機旋轉頻率減去風輪2倍葉片基頻之差的絕對值與拍振周期的關系曲線圖。由圖可知，當兩者的頻率差大于5赫茲時，它們的拍振周期非常小，此時，人耳基本上聽不到拍振異音。拍振周期與壓縮機的旋轉頻率無關，僅與壓縮機旋轉頻率和風輪2倍葉片基頻之差的大小相關。圖6為壓縮機旋轉頻率為80赫茲時，壓縮機旋轉頻率與風輪2倍葉片基頻之差的絕對值為I赫茲時的拍振聲壓與時間關系的噪音頻率圖，由圖可知，兩者旋轉頻率相差I赫茲時，拍振非常明顯，此時可以明顯看到和聽到拍振的腰和腹，拍振周期為I秒，拍振異音很大，人聽到后有明顯的不安和煩躁感。兩者旋轉頻率相差I赫茲不在本專利的保護范圍。
圖7為壓縮機旋轉頻率為80赫茲時，壓縮機旋轉頻率與風輪2倍葉片基頻之差的絕對值為5赫茲時的拍振聲壓與時間關系的噪音頻率圖。由圖知，兩者頻率相差5赫茲吋，拍振的腰和腹減弱，拍振周期顯著縮短，拍振異音基本消除，人耳感受不到拍振異音，當風輪葉片數為2至4葉，且風輪轉速在800轉/分至950轉/分鐘范圍內吋，屬于本專利的保護范圍。圖8為壓縮機旋轉頻率為80赫茲時，壓縮機旋轉頻率與風輪2倍葉片基頻之差的絕對值為10赫茲時的拍振聲壓與時間關系的噪音頻率圖。由圖知，兩者頻率相差10赫茲時，拍振的腰和腹減弱，拍振周期顯著縮短，拍振異音基本消除，人耳感受不到拍振異音，同時噪音值也降低了 2分貝以上。當風輪葉片數為2至4葉，且風輪轉速在800轉/分至950轉/分鐘范圍內時，屬于本發明的保護范圍。當壓縮機的旋轉頻率為65赫茲至150赫茲時，風輪轉速控制在800轉/分鐘至950轉/分鐘的范圍內，風輪葉片數采用2葉至4葉，且壓縮機的旋轉頻率與風輪2倍葉片基頻之差的絕對值大于5赫茲，既可以明顯錯開二者的旋轉噪音，從而顯著縮小了兩旋轉噪聲相互疊加所形成的拍振周期，使兩拍之間的時間間隔接近人耳的最小時間分辨率，實現了音質優化、降低噪音的目的，噪聲值降低了約3dB。同時也有效地保證了空調室外機的散熱風量及電機效率，提升了整機能效，降低了整機成本，從而提升了整機的綜合性價比。當壓縮機的旋轉頻率與風輪2倍旋轉基頻相差相同的頻率時，在壓縮機不同的旋轉頻率下，其與風輪的拍振周期相同，僅拍振聲壓不同。當壓縮機的旋轉頻率低于65赫茲時，其聲壓很小，拍振能量很低，人耳幾乎感覺不到。所以，當壓縮機的旋轉頻率低于65赫茲時，可以不用考慮壓縮機與風輪相互拍振的影響。
權利要求
1.ー種控制變頻空調室外風機與壓縮機拍振噪音的方法，所述空調室外風機的風輪(I)的轉速為Y轉/分鐘，風輪(I)的葉片數為Z，風輪(I)的葉片旋轉基頻為Fl F1=ZX Y/60赫茲，所述壓縮機(2)的旋轉頻率為X赫茲，其特征在于當壓縮機(2)的運行頻率X在65赫茲至150赫茲之間時，風輪(I)轉速Y在800轉/分鐘至950轉/分鐘的范圍內，且有以下關系壓縮機的旋轉頻率X與風輪(I)的葉片旋轉基頻Fl的二倍之差的絕對值大于5赫茲，即 X-2XF1|>5 赫茲。
2.根據權利要求I所述的控制變頻空調室外風機與壓縮機拍振噪音的方法，其特征在于上述風輪(I)的葉片數為2至4葉。
3.根據權利要求I所述的控制變頻空調室外風機與壓縮機拍振噪音的方法，其特征在于上述風輪(I)為軸流風輪或斜流風輪。
全文摘要
本發明是一種控制變頻空調室外風機與壓縮機拍振噪音的方法。所述空調室外風機的風輪(1)的轉速為Y轉/分鐘，風輪(1)的葉片數為Z，風輪(1)的葉片旋轉基頻為F1F1=Z×Y/60赫茲，所述壓縮機(2)的旋轉頻率為X赫茲，其特征在于當壓縮機(2)的運行頻率X在65赫茲至150赫茲之間時，風輪(1)轉速Y在800轉/分鐘至950轉/分鐘的范圍內，且有以下關系壓縮機的旋轉頻率X與風輪(1)的葉片旋轉基頻F1的二倍之差的絕對值大于5赫茲，即|X-2×F1|>5赫茲。本發明可以大幅度消弱或徹底消除風輪和壓縮機旋轉噪音疊加而形成的拍振，從而顯著改善空調室外機噪音的音質，同時能有效避免鈑金結構共振，能減振和改善音質，能降低噪音以及提高整機可靠性。
文檔編號F24F1/40GK102721120SQ201210139839
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月8日 優先權日2012年5月8日
發明者莊子寶, 游斌, 薛瑋飛 申請人:廣東美的制冷設備有限公司