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电子膨胀阀节流噪音的产生与控制初探

 
来源:大功率变流技术 栏目:期刊导读 时间:2021-03-22
 
1 前言 传统的空调制冷系统中使用的定频压缩机的输出值固定,冷媒的循坏量变化受到限制,所以只需要针对流量进行调整,就可以满足系统的需求。随着制冷空调的压缩机变频技术的快速发展,尤其是多联式空调机组技术的发展,系统中的冷媒循坏量的控制工作十分重要。目前使用的流量可变型节流元件有很多,比如说电子膨胀阀、热力膨胀阀。热力膨胀阀在工作中存在的缺点主要是难以快速做出反应,容易造成制冷系统运行不稳定,而且占地面积比较大,不适应现代空调设计的要求。而电子膨胀阀精度比较高,面积比较小,已经被广泛运用到室内中。同时电子膨胀阀可以快速针对流量变化反应,能够实现对冷媒循坏量的合理控制。然而在实际生活中由于节流所产生的噪音使电子膨胀阀的发展面临很大的挑战。本文通过对冷媒流过电子膨胀阀节流时产生噪音的原因进行分析,并提出相应的解决措施。 2 电子膨胀阀节流噪音产生原理 空调系统由压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、风机系统、管路系统这六个部分组成。制冷循坏中气态冷媒经过压缩机后气体会升温,然后高温高压的气体经过冷凝器的冷却和冷凝之后变成高温高压的液态,最后在电子膨胀阀的节流中变成气液态的冷媒,从而在蒸发器中蒸发达到制冷的效果。当流体在系统中传递的时候,流体的压力和流速会随之发生变化。比如说冷凝后的液态制冷剂经过系统中的节流装置,制冷剂由于通道截面的面积过窄会使系统产生噪音和振动。制冷剂在管内流动是一个很复杂的过程,管内产生噪音的原因主要是制冷剂的流量、压力以及温度。制冷剂的流动过程中气泡成核的过程比较缓慢,而气泡成核的过程中由于压力的变化容易产生噪音。一般由于电子膨胀阀调节范围大、不稳定的因素,经常采用电子膨胀阀节流安装方式,前后气压差异大,气泡成核现象严重,导致空调运行过程中噪音比较大,影响到用户的使用感觉。 3 电子膨胀阀节流噪音的分类 电子膨胀阀计算输出驱动信号主要是通过温度传感器采集到的数据,根据数据采取相应的行动控制开度的变化、反应和动作速度。相比于其他的节流装置,流量调节更加平稳、快速,可以应用到多联机系统中,提高制冷系统的性能。但往往由于工程安装或者设计因素,电子膨胀阀处将会产生多种噪音,而附件的换热器可以将这些噪音放大几倍,从而将噪音传递到各个风口,影响用户的生活。电子膨胀阀节流噪音有很多种,比如说吱吱声、咕噜咕噜声等。因此,根据噪音产生的原因可以将节流噪音氛围阀针振动噪音、大气泡挤破噪音以及小气泡挤破噪音。 图1 4 节流噪音的产生与控制 4.1 阀针振动噪音及控制 阀针振动属于低频噪音,主要是制冷剂在流动的过程中产生小涡流引起阀针振动,在换热器的影响下产生很大的噪音,一般频率低于1000hz。有时候阀针还会和阀体碰撞,产生小频率的噪音。解决阀针振动噪音主要从三个方面来说,首先从设计方面来看,阀针尖端的形状需要及时调整,然后阀体腔体与阀针之间的空隙需要调小,阀针与阀针导孔之间的空隙也需要调小。这些措施都可以避免流动过程中涡流的形成,涡流是造成噪音的主要原因。从而避免节流过程中产生的涡流导致阀针振动引起的噪音。 4.2 大气泡挤破产生噪音及控制 气泡破裂的噪音主要与气泡的大小有关,气泡发出断断续续的声音主要是流体为气液两相的状态,此时的声音会比较大。而气泡发出连续的声音主要是流体为纯液体或者气体,声音相比于气液两相状态要小很多。大气泡被挤破的噪音主要是吱吱声、咕噜声等,频率一般都比较高。气泡的存在会导致节流压力在不断变化中,从而产生液流声。消除这种噪声有两种方法,一种是改进电子膨胀阀结构,另一种是靠近节流点的时候加一个过滤网,让大气泡变成小气泡,从而降低噪音。要想彻底解决这类噪音,需要针对电子膨胀阀节流的通道进行改进,让节流通道变得更加流畅,减小流场的压力变化,通常是将节流孔增加导角,做成类似喇叭的形状。 图2 4.3 异音源头改造 节流安装方式存在一定的问题,所以节流方式可以从异音源头开始改造。毛细管作为一种简单安装的材料,结构简单、造价低廉,使用的寿命比较长,经常被使用到小型制冷装置中。传统的减少电子膨胀阀节流噪音的方式主要为增加棉贴、防震胶的形式,而这些方式并不能真正减少噪音。工作人员可以针对节流安装方式进行优化,将原有的毛细管分为两段置于电子膨胀阀,这种节流方式可以让冷媒先流过毛细管,再经过电子膨胀阀,这样可以减少电子膨胀阀的压力,减缓电子膨胀阀的压力变化,从而消除冷媒流动异音。 5 总结 总之,电子膨胀阀作为目前空调产品中重要的组成部分,如何减少电子膨胀阀节流噪音是我们需要研究的重点,提高用户的舒适度。由于工程设计和安装工程的因素,冷媒在经过电子膨胀阀时可能会产生节流噪音,目前主要根据噪音产生的原因主要分为三种,根据三种产生的原因研究出相应的解决措施,比如说大气泡挤破产生的噪音可以通过在节流入口处添加过滤网破坏大气泡来进行控制,同时可以改善阀体的结构,减少冷媒经过电子膨胀阀时变化的压力,从而达到减少噪音的效果,提高用户的舒适感。 1 前言传统的空调制冷系统中使用的定频压缩机的输出值固定,冷媒的循坏量变化受到限制,所以只需要针对流量进行调整,就可以满足系统的需求。随着制冷空调的压缩机变频技术的快速发展,尤其是多联式空调机组技术的发展,系统中的冷媒循坏量的控制工作十分重要。目前使用的流量可变型节流元件有很多,比如说电子膨胀阀、热力膨胀阀。热力膨胀阀在工作中存在的缺点主要是难以快速做出反应,容易造成制冷系统运行不稳定,而且占地面积比较大,不适应现代空调设计的要求。而电子膨胀阀精度比较高,面积比较小,已经被广泛运用到室内中。同时电子膨胀阀可以快速针对流量变化反应,能够实现对冷媒循坏量的合理控制。然而在实际生活中由于节流所产生的噪音使电子膨胀阀的发展面临很大的挑战。本文通过对冷媒流过电子膨胀阀节流时产生噪音的原因进行分析,并提出相应的解决措施。2 电子膨胀阀节流噪音产生原理空调系统由压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、风机系统、管路系统这六个部分组成。制冷循坏中气态冷媒经过压缩机后气体会升温,然后高温高压的气体经过冷凝器的冷却和冷凝之后变成高温高压的液态,最后在电子膨胀阀的节流中变成气液态的冷媒,从而在蒸发器中蒸发达到制冷的效果。当流体在系统中传递的时候,流体的压力和流速会随之发生变化。比如说冷凝后的液态制冷剂经过系统中的节流装置,制冷剂由于通道截面的面积过窄会使系统产生噪音和振动。制冷剂在管内流动是一个很复杂的过程,管内产生噪音的原因主要是制冷剂的流量、压力以及温度。制冷剂的流动过程中气泡成核的过程比较缓慢,而气泡成核的过程中由于压力的变化容易产生噪音。一般由于电子膨胀阀调节范围大、不稳定的因素,经常采用电子膨胀阀节流安装方式,前后气压差异大,气泡成核现象严重,导致空调运行过程中噪音比较大,影响到用户的使用感觉。3 电子膨胀阀节流噪音的分类电子膨胀阀计算输出驱动信号主要是通过温度传感器采集到的数据,根据数据采取相应的行动控制开度的变化、反应和动作速度。相比于其他的节流装置,流量调节更加平稳、快速,可以应用到多联机系统中,提高制冷系统的性能。但往往由于工程安装或者设计因素,电子膨胀阀处将会产生多种噪音,而附件的换热器可以将这些噪音放大几倍,从而将噪音传递到各个风口,影响用户的生活。电子膨胀阀节流噪音有很多种,比如说吱吱声、咕噜咕噜声等。因此,根据噪音产生的原因可以将节流噪音氛围阀针振动噪音、大气泡挤破噪音以及小气泡挤破噪音。图14 节流噪音的产生与控制4.1 阀针振动噪音及控制阀针振动属于低频噪音,主要是制冷剂在流动的过程中产生小涡流引起阀针振动,在换热器的影响下产生很大的噪音,一般频率低于1000hz。有时候阀针还会和阀体碰撞,产生小频率的噪音。解决阀针振动噪音主要从三个方面来说,首先从设计方面来看,阀针尖端的形状需要及时调整,然后阀体腔体与阀针之间的空隙需要调小,阀针与阀针导孔之间的空隙也需要调小。这些措施都可以避免流动过程中涡流的形成,涡流是造成噪音的主要原因。从而避免节流过程中产生的涡流导致阀针振动引起的噪音。4.2 大气泡挤破产生噪音及控制气泡破裂的噪音主要与气泡的大小有关,气泡发出断断续续的声音主要是流体为气液两相的状态,此时的声音会比较大。而气泡发出连续的声音主要是流体为纯液体或者气体,声音相比于气液两相状态要小很多。大气泡被挤破的噪音主要是吱吱声、咕噜声等,频率一般都比较高。气泡的存在会导致节流压力在不断变化中,从而产生液流声。消除这种噪声有两种方法,一种是改进电子膨胀阀结构,另一种是靠近节流点的时候加一个过滤网,让大气泡变成小气泡,从而降低噪音。要想彻底解决这类噪音,需要针对电子膨胀阀节流的通道进行改进,让节流通道变得更加流畅,减小流场的压力变化,通常是将节流孔增加导角,做成类似喇叭的形状。图24.3 异音源头改造节流安装方式存在一定的问题,所以节流方式可以从异音源头开始改造。毛细管作为一种简单安装的材料,结构简单、造价低廉,使用的寿命比较长,经常被使用到小型制冷装置中。传统的减少电子膨胀阀节流噪音的方式主要为增加棉贴、防震胶的形式,而这些方式并不能真正减少噪音。工作人员可以针对节流安装方式进行优化,将原有的毛细管分为两段置于电子膨胀阀,这种节流方式可以让冷媒先流过毛细管,再经过电子膨胀阀,这样可以减少电子膨胀阀的压力,减缓电子膨胀阀的压力变化,从而消除冷媒流动异音。5 总结总之,电子膨胀阀作为目前空调产品中重要的组成部分,如何减少电子膨胀阀节流噪音是我们需要研究的重点,提高用户的舒适度。由于工程设计和安装工程的因素,冷媒在经过电子膨胀阀时可能会产生节流噪音,目前主要根据噪音产生的原因主要分为三种,根据三种产生的原因研究出相应的解决措施,比如说大气泡挤破产生的噪音可以通过在节流入口处添加过滤网破坏大气泡来进行控制,同时可以改善阀体的结构,减少冷媒经过电子膨胀阀时变化的压力,从而达到减少噪音的效果,提高用户的舒适感。参考文献[1]余凯.空调机组噪音的实验研究[J].日用电器,2012(05).[2]林竹,吴空.变频电子膨胀阀空调冷媒流动异音分析研究[J].家电科技,2011(01).[3]陈绍林,吴俊鸿,段亮.空调系统制冷剂压力脉动产生的噪音分析及对策[J].制冷与空调,2011(02).

文章来源:大功率变流技术 网址: http://dgsbljs.400nongye.com/lunwen/itemid-8307.shtml


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