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困扰北京“煤改空气源热泵”村民的噪音问题 是如何产生的

时间:2021-05-06 16:59:55

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北京市相关部门发布的信息显示,北京市于在当地推动“煤改清洁能源”工作的过程中,共有15余万户农村家庭放弃原来燃烧散煤的采暖方式,采用了以“空气源热泵”作为热源设备的电供暖方式。那么,一个采暖季过去后,安装在北京市“煤改电”村民家的“空气源热泵供暖系统”表现如何呢?

《中国建设报·冷暖家居》专刊(以下简称“本刊”)在抽样调查中发现,空气源热泵供暖系统在得到了超过8成的“煤改电”村民认可的同时,也有一部分用户对自家的空气源热泵供暖系统感到不满。该供暖系统噪音大,就是他们不满意的原因之一。为使曾经深受噪音之苦的“空气源热泵”用户在下一个采暖季不再受苦,也为了防患于未然,使即将成为“空气源热泵供暖系统”用户的村民免受噪音之苦,本刊特意邀请业内资深人士对空气源热泵供暖系统在运行过程中出现噪音的原因及对策进行了如下分析:

噪音既与供暖系统自身有关也与安装工艺有关

空气源热泵供暖系统在运行过程中产生的噪音,既有设备自身的原因,也有安装工艺的原因。

一、空气源热泵供暖系统的噪音是从哪些地方发出来的?

噪音可能从空气源热泵的主机上发出。

从工作原理上看,空气源热泵作为在低温环境下运行的机器,通过少量的电能驱动压缩机运转,实现能量转移。这就决定了,空气源热泵的压缩机和风机在运行过程中会产生一定大小的声音。在温度较低的环境中,一旦风叶结霜,在转动过程中就会导致气流的流动发生异常。这时风叶产生的噪声要比通常情况下大很多。

空气源热泵一般分为“分体机”和“整体机”两种。其中,分体机中的每一个外机与内机自成一体,在运行时可以视温度条件选择需要打开的那台机器。分体机的产品结构较小,所产生的声音更容易与周边环境产生抵消。而整体机也叫“一体机”,在正常运行时,压缩机之间会产生共振。也就是说,在达到同样制热量的条件下,一体机的噪声要比分体机的噪声大。另外,一体机是走水管的的管道相较于分体机采用的冷媒管(铜管的柔性更佳),更容易产生噪音。但是,也有业内人士认为“分体机”和“一体机”产生的噪音是差不多的。

从电功率方面分析,空气源热泵分为“变频”和“定频”两种。变频的空气源热泵在启动和关闭时,声音都是平稳的——由低到高或者由高到低传递。而定频的空气源热泵会在启动和关闭的瞬间产生一个响声,声音要略高于变频的空气源热泵的声音。

从机器内部结构方面看,空气源热泵供暖系统的部分噪音是由机器内的压缩机和管道之间的隔层共振引起的。在运行过程中,压缩机与管道都会产生轻微的震动。如果两者之间没有做一定的隔音处理以阻隔两者共振,就会产生噪音。

噪音可能从管路系统上发出来。

最常见的管路系统的噪声就是室内水体的流动声。也就是水流在循环过程中产生的噪音。这种情况通常是由于管道内出现了气体,导致水在管内不能畅流引起。

噪音可能从水泵中发出。

水泵产生的噪音主要与水泵的固定方法和水泵选用的大小有关。

二、安装工艺会导致空气源热泵供暖系统产生噪音。

安装工艺如果不合理,空气源热泵供暖系统也会产生噪音。

安装方法不正确可能导致噪音。

在安装空气源热泵供暖系统的过程中,机器如果安装得不牢固,机器的稳定性不足,就会产生噪音。另外,如果机器的底部没有放置防(减)震垫,或者防(减)震垫的材质、厚度、牢固度和放置位置不能起到减震效果,也会产生噪音。还有,在空气源热泵供暖系统安装的过程中,如果管路的走向、管路的固定方法、水泵的固定方法和主机的固定方法不正确,也都会产生噪声。

安装位置不合适也会产生噪声。

空气源热泵安装的位置一般应选择在较空旷的地方,如果安装在犄角旮旯里,噪音扩散不出去,便会产生一定的噪声。如果机器的前方设有遮挡物,声音也会被遮挡物反射回用户的室内。比较常见的安装位置中,部分外机直接挂在卧室的墙外或者老人小孩的卧室墙外,会使得用户对噪音的反映更加强烈。

其他原因也可能使空气源热泵供暖系统产生噪音。

空气源热泵噪音的产生,除上述原因外,还与房屋墙体的薄厚、房屋之间的间隔距离以及各体对噪音的敏感度不同有关。这些都是影响空气源热泵噪音问题的因素。

如何减少空气源热泵的噪音

在安装空气源热泵供暖系统之前,采取一些措施,可以避免或减少空气源热泵供暖系统可能产生的噪声。

一、结合机器设备以及水流量等因素选用型号匹配的水泵,可减小从水泵中产生的噪音。

二、将管道内装满水进行排气,可消除或减小水流声产生的噪音。

三、在安装空气源热泵供暖系统之前,安装人员要对空气源热泵机器安装位置的摆放和管路的安装进行科学的设计、布局并酌情调整。比如设法确保管路流畅、自然和平整。这样,可减少噪声的产生。

四、选用合适的防(减)震垫,对其材质、厚度、牢固度等方面进行严格把关并安装在最佳位置上。

五、管道、机器、水泵之间的连接应选择软连接。避免“刚性”连接进而避免共振产生并导致噪音出现。

六、避免把空气源热泵主机安装在狭窄的胡同内和用户的卧室墙外,尤其要注意避开老人与小孩卧室的外墙位置。

七、将已经安装好且经常产生噪音的空气源热泵移到另外一个位置。

李元哲老师关于空气源热泵噪声的分析

就在本文即将定版的时候,本刊收到了我国空气源热泵供暖行业的拓荒人、清华大学热能工程系空气调节专业教授李元哲关于空气源热泵供暖系统噪声的相关分析。特此呈现给大家。

一、供暖系统包括水泵在内的噪声,不是因为空气源热泵作为热源设备后才出现的。只要烧炉子过程中有动力循环,就会产生噪声。空气源热泵供暖系统的噪声问题,不能归结为是将燃煤供暖系统改成空气源热泵供暖系统而导致的。因此,相关技术人员应当在供暖系统(包括水泵)的设计、安装中找到答案。例如应该在管道的坡度、管道里的流速、放空气点的设置及有无扩容等方面找答案。

二、空气源热泵噪声的第一来源,是压缩机。大型压缩机的噪声比小型压缩机的噪声要大。当然,机型不同,产生噪声的大小也有区别。压缩机的震动应该用减震方法解决——要有牢固的底座和质量过硬的减震器。压缩机震动会引起连接管道的震动。因此,确实要做好软连接。但是这种震动不是“共振”,应该是震动的传递。

三、热泵噪声的第二来源是风机。这种噪声是风机拨动空气产生的。当然风机质量、动平衡差的大小会影响噪声的大小。所以降低风机的转速,尤其不要超过2900转/分钟。必要时,如用户的院子比较狭窄,无法让空气源热泵平吹,可考虑让空气源热泵顶吹,也可以采取消音围挡措施。结霜时空气源热泵的噪音较大,这也是由于气流速度太快造成的。为此,大机组可分成小机组并进行模块化设计。这样做,一方面是可以按季节和负荷调整空气源热泵运行的台数,二是可以降低噪声(多台小机组的噪声不会比一台增加多少)。

感谢以下专家和企业家接受本报采访,并阐述了他们对空气源热泵供暖系统噪声问题的见解(以接受本报采访的先后顺序排列):

吴仕安(北京旺安佳智能采暖有限公司总经理);

邓有源(中国辐射供暖供冷委专家委员会副主任);

王安生(北京清华索兰环能技术研究所董事长);

吴卫平(山东阿尔普尔节能装备有限公司董事长);

童风喜(中山爱美泰电器有限公司总经理);

黄开晨(广东佛山欧思丹热能科技有限公司总经理);

孙守凯(广东伊蕾科斯环境科技有限公司总经理)。

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