CN103791603A - 空调室内机及空调室内机降噪方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调室内机，包括离心风机以及导风板，于所述离心风机的蜗舌处设置有亥姆霍兹共振降噪结构，和/或于所述导风板上设置有至少一个亥姆霍兹共振降噪结构。采用了上述技术方案，在导向面板处安装共振器吸声结构降低噪音效果好，是空调室内机降噪的简便、经济的办法，且不影响风量。结构简单，前提模具投入成本小，不同频率的机器，本设计只需要开发不同大小的小模具即可，投资小。可以拆卸维护，方便售后维修和调整。本发明还提供了一种空调室内机降噪方法。

Description

空调室内机及空调室内机降噪方法

技术领域

本发明涉及家用电器领域，特别是涉及一种空调室内机。本发明同时涉及一种空调室内机降噪方法。

背景技术

随着社会经济和科学技术的发展以及人们生活水平的提高，空调系统在居民家庭生活中已得到广泛的应用，同时空调的噪声污染作为一个重要的环境污染，越来越受到人们的重视，民用空调室内机的噪音直接影响着人们的身心健康，是消费者密切关心的问题，降低空调噪声已成为企业产品开发时攻关的技术热点，因此，对空调系统进行降噪研究，对于提高整机性能具有重要意义，它已成为空调企业的一项重要工作。

现有的空调室内机降噪方法通常是在风机附近的室内机壁板上贴装吸引材料，这种做法虽然大大减少了异常噪音，但平均整体降噪只有0.8dB左右，降噪效果不佳。而且贴装的吸引材料也容易掉落。

亥姆霍兹共振器（Helmholtz resonator，简称H.R.）可受外场的激发并消耗其能量成为吸声体，空腔内的振动又可以通过短管发出声波加强外面的声场，H.R.作为一种很有效的低频噪声控制措施和方法而被广泛的运用在音乐厅、电影院等地，但在电器行业很少被运用。本实施例利用以5匹柜机为研究对象，设计了一套简单可行的H.R.消声方案。

珠海格力电器研发设计的一款消声结构，它也是基于Helmholtz共鸣器原理设计，该结构利用147个孔径为2mm，共振腔深度为12mm的厚3mm的穿孔板制作而成。根据相关介绍，此结构可以减少噪声峰值3.7dB，能有效减少特定频率的声压级。该结构的优点是：降噪效果佳，不需要额外空间。然而该结构也有不少缺点：孔数过多导致修补模具投入大，结构复杂，整体面板的刚性降低，由于小孔分布密度大，在冷热循环实验易出现大变形现象。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种空调室内机。

本发明提供的空调室内机，包括离心风机以及导风板，于所述离心风机的蜗舌处设置有亥姆霍兹共振降噪结构，和/或于所述导风板上设置有至少一个亥姆霍兹共振降噪结构。

采用了上述技术方案，在导向面板处安装共振器吸声结构降低噪音效果好，是空调室内机降噪的简便、经济的办法，且不影响风量。结构简单，前提模具投入成本小，不同频率的机器，本设计只需要开发不同大小的小模具即可，投资小。可以拆卸维护，方便售后维修和调整。

优选地，所述导风板上的所述亥姆霍兹共振降噪结构固设于远离所述离心风机的一侧，所述亥姆霍兹共振降噪结构包括颈部以及共振腔，所述共振腔为球状，所述颈部圆滑弯曲，所述导风板与所述颈部连接的位置开有通孔，所述通孔与所述颈部连通。

采用了上述技术方案，由于所述亥姆霍兹共振降噪结构非常小，所述共振腔为球状就可以大大方便了加工，也大大方便了吸音材料的填充。所述颈部圆滑弯曲，可以在有限空间内大大加长所述颈部的长度，以满足多种空调室内机固有噪声频率的要求。

优选地，所述共振腔的容积可调。

采用了上述技术方案，本设计也可使用圆柱形共振腔，此时设计成类似单向伸出气缸形式，可以变成可调消音结构，根据不同的工作频率，可以微调腔体体积，从而针对性的消除特定范围的噪音。

优选地，所述共振腔内填充有吸音材料。

采用了上述技术方案，降噪效果显著加强。对比格力产品，本产品再填充一定的吸声材料后能取得同样效果的降噪效果，且成本低廉，效果好。

优选地，所述颈部包覆有吸音材料。

采用了上述技术方案，降噪效果显著加强。

综上所述，根据本发明，在导向面板处安装共振器吸声结构降低噪音效果好，是空调室内机降噪的简便、经济的办法，且不影响风量。结构简单，前提模具投入成本小，不同频率的机器，本设计只需要开发不同大小的小模具即可，投资小。可以拆卸维护，方便售后维修和调整。由于所述亥姆霍兹共振降噪结构非常小，所述共振腔为球状就可以大大方便了加工，也大大方便了吸音材料的填充。所述颈部圆滑弯曲，可以在有限空间内大大加长所述颈部的长度，以满足多种空调室内机固有噪声频率的要求。对比格力产品，本产品再填充一定的吸声材料后能取得同样效果的降噪效果，且成本低廉，效果好。本设计也可使用圆柱形共振腔，此时设计成类似单向伸出气缸形式，可以变成可调消音结构，根据不同的工作频率，可以微调腔体体积，从而针对性的消除特定范围的噪音。

本发明同时还提供了一种空调室内机降噪方法，所述空调室内机降噪方法应用了上述技术方案中任一所述空调室内机中的亥姆霍兹共振降噪结构，包括：步骤一，利用公式结合所述空调室内机的具体参数计算出空调室内机噪声的基频；【公试中：f—噪声频率（Hz）；n—风机叶片的转速（rpm）；z—叶片数目；i—谐波阶次（i=1,2,3……）】步骤二，利用噪声频谱图验证所述空调室内机基频计算的正确性；步骤三，依据公式

计算出所述亥姆霍兹共振降噪结构的具体参数；【公式中，f₀为共振器的共振频率；C为声速（本实施例取340m·s^-1）；S为开口面积，单位为㎡；l为颈长度，单位为m；d为开口直径，单位为m；V为容器容积，单位为m³】步骤四，通过实验选取所述亥姆霍兹共振降噪结构的安装位置；步骤五，依据上述亥姆霍兹共振降噪结构的安装位置处空调室内机的原有结构及空间大小设计所述亥姆霍兹共振降噪结构的具体形状。

通过上述空调室内机降噪方法，可以将前述技术方案中任一所述的空调室内机的技术方案具体实现，而且配合试验的方法全程保证计算推理的正确性，方法科学，可行性强，产生的技术效果明显，通用性高。

附图说明

图1示出根据本发明的空调室内机的一个实施例的主视剖切示意图；

图2示出了图1中所示实施例中的局部放大示意图；

图3示出了现有技术中空调室内机的原始噪声频谱图；

图4示出了图1中所示的亥姆霍兹共振降噪结构设计理想状态示意图；

图5示出了根据本发明的空调室内机的一个实施例的噪声频谱图；

图6示出了现有技术中的空调室内机加装吸音海绵后的噪声频谱图；

图7示出了根据本发明的空调室内机降噪方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图说明根据本发明的具体实施方式。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。

图1示出根据本发明的空调室内机的一个实施例的主视剖切示意图，图2示出了图1中所示实施例中的局部放大示意图。

如图1、图2所示，本发明提供的空调室内机，包括离心风机1以及导风板2，于所述离心风机1的蜗舌处（图中未示出）设置有亥姆霍兹共振降噪结构，或者于所述导风板2上设置有至少一个亥姆霍兹共振降噪结构3，或者于所述离心风机1的蜗舌处和所述导风板2上均设置有所述亥姆霍兹共振降噪结构，所述离心风机1的蜗舌处设置的所述亥姆霍兹共振降噪结构与所述导风板2上设置的所述亥姆霍兹共振降噪结构3可以相同，也可以不同。是亥姆霍兹共振降噪结构可以有多种具体结构形式，只要符合亥姆霍兹共振降噪原理的条件既符合本技术方案的意旨。

采用了上述技术方案，在导向面板处安装共振器吸声结构降低噪音效果好，是空调室内机降噪的简便、经济的办法，且不影响风量。结构简单，前提模具投入成本小，不同频率的机器，本设计只需要开发不同大小的小模具即可，投资小。可以拆卸维护，方便售后维修和调整。

作为优选实施方式，所述导风板2上的所述亥姆霍兹共振降噪结构3固设于远离所述离心风机1的一侧，所述亥姆霍兹共振降噪结构3包括颈部31以及共振腔32，所述共振腔32可以为球状，所述颈部31可以采用圆滑弯曲的结构，所述导风板2与所述颈部31连接的位置开有通孔4，所述通孔4与所述颈部31连通。所述颈部31的根部可以设置有连接板33以加强其与所述导风板2的固接稳定性。

采用了上述技术方案，由于所述亥姆霍兹共振降噪结构非常小，所述共振腔为球状就可以大大方便了加工，也大大方便了吸音材料的填充。所述颈部圆滑弯曲，可以在有限空间内大大加长所述颈部的长度，以满足多种空调室内机固有噪声频率的要求。

作为优选实施方式，所述共振腔的容积可调。

采用了上述技术方案，本设计也可使用圆柱形共振腔，此时设计成类似单向伸出气缸形式，可以变成可调消音结构，根据不同的工作频率，可以微调腔体体积，从而针对性的消除特定范围的噪音。

作为优选实施方式，所述共振腔32内可以填充吸音材料（图中未示出）。所述吸音材料可以为消音玻璃或海绵等。

采用了上述技术方案，降噪效果显著加强。对比格力产品，本产品再填充一定的吸声材料后能取得同样效果的降噪效果，且成本低廉，效果好。

采用了上述技术方案，所述颈部31可以包覆有吸音材料（图中未示出）。所述吸音材料可以为消音玻璃或海绵等。

采用了上述技术方案，降噪效果显著加强。

综上所述，根据本发明，在导向面板处安装共振器吸声结构降低噪音效果好，是空调室内机降噪的简便、经济的办法，且不影响风量。结构简单，前提模具投入成本小，不同频率的机器，本设计只需要开发不同大小的小模具即可，投资小。可以拆卸维护，方便售后维修和调整。由于所述亥姆霍兹共振降噪结构非常小，所述共振腔为球状就可以大大方便了加工，也大大方便了吸音材料的填充。所述颈部圆滑弯曲，可以在有限空间内大大加长所述颈部的长度，以满足多种空调室内机固有噪声频率的要求。对比格力产品，本产品再填充一定的吸声材料后能取得同样效果的降噪效果，且成本低廉，效果好。本设计也可使用圆柱形共振腔，此时设计成类似单向伸出气缸形式，可以变成可调消音结构，根据不同的工作频率，可以微调腔体体积，从而针对性的消除特定范围的噪音。

本发明同时还提供了一种空调室内机降噪方法，所述空调室内机降噪方法应用了上述技术方案中任一所述空调室内机中的亥姆霍兹共振降噪结构，包括：步骤一102，利用公式

结合所述空调室内机的具体参数计算出空调室内机噪声的基频；【公试中：f—噪声频率（Hz）；n—风机叶片的转速（rpm）；z—叶片数目；i—谐波阶次（i=1,2,3……）】步骤二104，利用噪声频谱图验证所述空调室内机基频计算的正确性；步骤三106，依据公式

计算出所述亥姆霍兹共振降噪结构的具体参数；【公式中，f₀为共振器的共振频率；C为声速（本实施例取340m·s^-1）；S为开口面积，单位为㎡；l为颈长度，单位为m；d为开口直径，单位为m；V为容器容积，单位为m³】步骤四108，通过实验选取所述亥姆霍兹共振降噪结构的安装位置；步骤五110，依据上述亥姆霍兹共振降噪结构的安装位置处空调室内机的原有结构及空间大小设计所述亥姆霍兹共振降噪结构的具体形状。

通过上述空调室内机降噪方法，可以将前述技术方案中任一所述的空调室内机的技术方案具体实现，而且配合试验的方法全程保证计算推理的正确性，方法科学，可行性强，产生的技术效果明显，通用性高。

接下来将通过具体的试验数据来重点说明本发明在降噪方面的有益效果。

实验使用的测试仪器是由丹麦Brüel&公司出品的产品。Brüel&

是世界上排名第一、提供噪声与振动解决方案的测量仪器制造公司。软件为产品自带程序。因此试验数据在领域内被高度认可。

对于室内机噪声，其噪声主要来自离心风机，风机系统由电机、风叶、风道及其他附件组成，他们是柜机的重要声源，而电机则是风机系统的激励源。其包含的噪声源有：电机运转的机械噪声，电机的电磁振动噪声，空气动力噪声等。离心风机所产生的气流干扰噪声可分为离散频率噪声和宽带噪声。

离散频率噪声主要由旋转频率噪声，进气畸变噪声，排气干涉噪声以及蜗壳的声腔共振噪声四部分组成。

其中旋转频率噪声是由于高速旋转的风机叶轮叶片对气体产生周期性的压力而造成气体压力和速度脉动变化所产生的噪声。风机叶轮叶片旋转时，与其邻近的气体将受到风机叶轮叶片及其压力场的激振力作用，造成气体压力的起伏变化，相应地产生气体压力脉动并向周围辐射而形成噪声。风机叶片在旋转时，气体相对运动产生的压力脉动噪声频率特征是：

$f=\frac{\mathrm{nz}}{60}\·i---(1-1)$

试中：f—噪声频率（Hz）；n—风机叶片的转速（rpm）；z—叶片数目；i—谐波阶次（i=1,2,3……）

对于本实施例柜式空调，其在高风档下风机转速为620rpm，风机叶片数为48，其进风面板为前进风形式。图3示出了现有技术中空调室内机的原始噪声频谱图。根据式（1-1）可算出基频为：496Hz,其噪声频谱图如图3所示，可以看出噪声的峰值频率正好在理论旋转频率496Hz附近，因此旋转频率极大地影响到整机的噪声。下面针对改旋转频率进行柜机降噪的研究。

在降噪领域，H.R.（亥姆霍兹共振降噪）是一种基本的声共振系统，可受到外面声场的激发并消耗其能量，形成重要的吸声体结构。H.R.吸声性能的特点是对频率有强烈的选择性，只在某一个特有频率附近有较强的吸声作用，这个频率称为共振器的共振频率f₀。图4示出了图1中所示的亥姆霍兹共振降噪结构设计理想状态示意图。考虑到柜机的特殊结构，本实施例设计的共振器结构设计为如图4所示，其共振频率的计算公式为:

$f_0=\frac{c}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{s}{(1+0.8d)v}}---(2-1)$

式中：

C为声速（本实施例取340m·s^-1）；S为开口面积，单位为㎡；l为颈长度，单位为m；d为开口直径，单位为m；V为容器容积，单位为m³。

本实施例考虑到柜机独有的腔室和噪声传递路线，因此在原柜机导向面板或蜗舌处加装一个H.R.，本实施例设计的共振器参数如下：共振腔频率490Hz，颈长度0.01m，容器体积为0.0048m³，d为0.05m，并在共振腔内添加吸音材料，以达到更好的降噪效果。

通过实验得出的频谱对比图，可以看出，加装H.R.的图5较图3有明显的降低峰值的效果。

图3示出了现有技术中空调室内机的原始噪声频谱图。其噪声值为37.6dB。

图6示出了现有技术中的空调室内机加装吸音海绵后的噪声频谱图。一般吸音海绵粘贴后噪声值为36.8dB。

图5示出了根据本发明的空调室内机的一个实施例的噪声频谱图。其噪声值为33.7dB。

从实验结果可以看出，高风下总声压级降低了0.7dB（A）从原来的37.6dB/495.5Hz降低到33.7dB/495.5Hz，噪声峰值降低了3.9dB，300Hz—500Hz的频带范围的声压级也均有相应下降。

特别需要指出的是，降噪达3.9dB，在降噪领域来说效果已经非常明显，人耳在自然状态下可以明显感知。

图7示出了根据本发明的空调室内机降噪方法的一个实施例的流程图。上述分析过程与设计过程既是严格依照本发明所述的空调室内机降噪方法来完成的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种空调室内机，包括离心风机以及导风板，其特征在于，

于所述离心风机的蜗舌处设置有亥姆霍兹共振降噪结构，和/或

于所述导风板上设置有至少一个亥姆霍兹共振降噪结构。

2.按照权利要求1所述的空调室内机，其特征在于，所述导风板上的所述亥姆霍兹共振降噪结构固设于远离所述离心风机的一侧，所述亥姆霍兹共振降噪结构包括颈部以及共振腔，所述共振腔为球状，所述颈部圆滑弯曲，所述导风板与所述颈部连接的位置开有通孔，所述通孔与所述颈部连通。

3.按照权利要求2所述的空调室内机，其特征在于：所述共振腔的容积可调。

4.按照权利要求2所述的空调室内机，其特征在于：所述共振腔内填充有吸音材料。

5.按照权利要求2至4中任一所述的空调室内机，其特征在于：所述颈部包覆有吸音材料。

6.一种空调室内机降噪方法，所述空调室内机降噪方法应用了权利要求1至4中任一所述空调室内机中的亥姆霍兹共振降噪结构，其特征在于，包括：

步骤一，利用公式

结合所述空调室内机的具体参数计算出空调室内机噪声的基频；【公试中：f—噪声频率（Hz）；n—风机叶片的转速（rpm）；z—叶片数目；i—谐波阶次（i=1,2,3……）】

步骤二，利用噪声频谱图验证所述空调室内机基频计算的正确性；

步骤三，依据公式

计算出所述亥姆霍兹共振降噪结构的具体参数；【公式中，f₀为共振器的共振频率；C为声速（本实施例取340m·s^-1）；S为开口面积，单位为㎡；l为颈长度，单位为m；d为开口直径，单位为m；V为容器容积，单位为m³】

步骤四，通过实验选取所述亥姆霍兹共振降噪结构的安装位置；

步骤五，依据上述亥姆霍兹共振降噪结构的安装位置处空调室内机的原有结构及空间大小设计所述亥姆霍兹共振降噪结构的具体形状。

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