CN110986264A - 一种空调低频共振噪声识别控制方法及空调 - Google Patents

一种空调低频共振噪声识别控制方法及空调 Download PDF

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Abstract

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种空调低频共振噪声识别控制方法及空调，本发明中使用噪声传感器和振动传感器对空调进行数据采集，通过给出噪声和振动的阈值来识别及判断低频共振噪声，并对异常噪声频率点进行调节压缩机频率来优化共振噪声，在多次调节压缩机频率后还是无法解决共振噪声，则报警系统将异常噪声频率点进行提取数据分析，再将分析数据以高级报警和低级报警两个报警等级反馈至控制终端进行处理，从而可以帮助工程师快速地找到问题原因及给出准确的整改方案，优化解决低频共振噪声，提高空调的声品质，避免低频噪声对人体造成的不适感，从而提升用户的使用体验。

Description

一种空调低频共振噪声识别控制方法及空调
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种空调低频共振噪声识别控制方法及空调。
背景技术
空调即空气调节器（Air Conditioner）。是指用人工手段，对建筑或构筑物内环境空气的温度、湿度、流速等参数进行调节和控制的设备。一般包括冷源/热源设备，冷热介质输配系统，末端装置等几大部分和其他辅助设备。主要包括，制冷主机、水泵、风机和管路系统。末端装置则负责利用输配来的冷热量，具体处理空气状态，使目标环境的空气参数达到要求。
空调室外机在运行过程中经常会产生低频共振噪声，室外机的主要噪声源为压缩机和风机系统，一般风机系统产生低频共振噪声比较少，压缩机产生共振噪声的原因是压缩机振动通过管路、壳体及底盘传递放大导致的低频共振噪声，另外一种是压缩机振动直接通过壳体面板辐射产生低频共振噪声，压缩机的低频噪声频率一般表现在压缩机的1~4倍频，在噪声音质感官上，该声音表现出沉闷的“嗡嗡”声，传播距离较远，对人体听觉感官具有刺激性, 听感极不舒服,对人们的生活环境造成了严重影响。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种空调低频共振噪声识别控制方法，以及应用前述空调低频共振噪声识别控制方法的空调。
本发明采用如下方案实现：
一种空调低频共振噪声识别控制方法，在空调管路和壳体上布置振动传感器以及在外机布置噪声传感器进行数据采集，判定出现异常振动的压缩机异常频率点，对该异常频率点进行噪声数据分析，判断该异常频率点是否存在低频噪声，若该异常频率点存在低频噪声，对该异常频率点的压缩机频率进行至少一次调节，并判定调节后的频率下是否还存在低频噪声，若调节后的频率下还存在低频噪声，则提取异常频率点的噪声和振动的最大峰值频率，对噪声和振动峰值进行分析识别，以不同等级报警进行分类。
进一步的，所述判定出现异常振动的压缩机异常频率点，是通过振动传感器采集压缩机不同频率下的振动加速度值,将每个压缩机频率下的振动加速度值作为一个样本,多个样本取平均值后，将其中一个压缩机频率下的振动值与平均值的差值与振动异常限值对比后判定得出；所述判断该异常频率点是否存在低频噪声，是通过噪声传感器对异常频率点进行噪声数据采集，并将其中一个频率下的倍频噪声数值与噪声限值对比后判定得出。
进一步的，空调具有报警系统和控制终端，空调低频共振噪声识别控制方法包括以下详细步骤:
步骤1,空调开机运行；
步骤2，在空调管路和壳体上布置振动传感器，在外机布置噪声传感器；
步骤3，通过振动传感器实时提取振动加速度值m/s^2，每个压缩机频率对应采集一组振动数据做为一个样本；
步骤4，对A个样本的振动加速度值进行计算，取平均值；
步骤5，判断其中一个压缩机频率下的振动值与平均值的差值是否大于K m/s^2，若差值小于K，则空调继续正常运行，若差值大于K，则转向步骤6；
步骤6，记录该异常频率点，并对该异常频率点进行噪声数据分析，噪声传感器对异常频率点进行噪声数据采集；
步骤7，实时提取压缩机的T倍频噪声数值，若所有频率点的噪声峰值均小于F dBA，判定合格，机组正常运行，若其中一个频率点的噪声峰值大于F dBA,判定不合格，则外机存在低频共振噪声，转向步骤8；
步骤8，令i=1；
步骤9,对噪声异常频率点进行调整，以异常频率点的频率为基础调节压缩机频率，每次调节M Hz；
步骤10，将调整后的压缩机的T倍频噪声数值与F dBA对比，若压缩机T倍频噪声数值小于F dBA，则空调继续正常运行；
步骤11，若压缩机T倍频噪声数值大于F dBA，将i与 持续不合格限值B比较，若i＜B，则令i=i+1，并返回步骤9，若i≥B，则转向步骤12；
步骤12，将异常频率点反馈至报警系统，提取异常点的噪声和振动的最大峰值频率，对噪声和振动峰值进行分析识别，分别以高级报警和低级报警两种等级分类；
步骤13，将分级后的警报反馈至控制终端；
所述K是振动异常限值，所述F为噪声限值。
进一步的，所述样本A的数量为10~15个。
进一步的，所述K的的取值是5~10 m/s^2。
进一步的，所述F的取值范围是25~35 dBA。
进一步的，所述M的取值范围为[-4，+4]
进一步的，所述T的取值为1~4倍。
进一步的，所述B的取值为3~5。
进一步的，所述高级警报和低级警报的判定条件是：当噪声第一峰值频率等于振动第一峰值频率时则为高级警报, 当噪声第一峰值频率不等于振动第一峰值频率时则为低级警报。
一种空调，应用前述的空调低频共振噪声识别控制方法。
对比现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明中使用噪声传感器和振动传感器对空调进行数据采集，通过给出噪声和振动的阈值来识别及判断低频共振噪声，并对异常噪声频率点进行调节压缩机频率来优化共振噪声，在多次调节压缩机频率后还是无法解决共振噪声，则报警系统将异常噪声频率点进行提取数据分析，再将分析数据以高级警报和低级警报两种报警等级反馈至控制终端进行处理，从而可以帮助工程师快速地找到问题原因及给出准确的整改方案，优化解决低频共振噪声，提高空调的声品质，避免低频噪声对人体造成的不适感，从而提升用户的使用体验。
附图说明
图1为本发明提供的一种空调低频共振噪声识别控制方法的流程图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明，下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细描述。
参照图1，本发明提供的一种空调低频共振噪声识别控制方法，在空调管路和壳体上布置振动传感器以及在外机布置噪声传感器进行数据采集，判定出现异常振动的压缩机异常频率点，对该异常频率点进行噪声数据分析，判断该异常频率点是否存在低频噪声，若该异常频率点存在低频噪声，对该异常频率点的压缩机频率进行至少一次调节，并判定调节后的频率下是否还存在低频噪声，若调节后的频率下还存在低频噪声，则提取异常频率点的噪声和振动的最大峰值频率，对噪声和振动峰值进行分析识别，以不同等级报警进行分类。
所述判定出现异常振动的压缩机异常频率点，是通过振动传感器采集压缩机不同频率下的振动加速度值,将每个压缩机频率下的振动加速度值作为一个样本,多个样本取平均值后，将其中一个压缩机频率下的振动值与平均值的差值与振动异常限值对比后判定得出；所述判断该异常频率点是否存在低频噪声，是通过噪声传感器对异常频率点进行噪声数据采集，并将其中一个频率下的倍频噪声数值与噪声限值对比后判定得出。
空调具有报警系统和控制终端，空调低频共振噪声识别控制方法包括以下详细步骤:
步骤1,空调开机运行；
步骤2，在空调管路和壳体上布置振动传感器，在外机布置噪声传感器；
步骤3，通过振动传感器实时提取振动加速度值m/s^2，每个压缩机频率对应采集一组振动数据做为一个样本；
步骤4，对A个样本的振动加速度值进行计算，取平均值；
步骤5，判断其中一个压缩机频率下的振动值与平均值的差值是否大于K m/s^2，若差值小于K，则空调继续正常运行，若差值大于K，则转向步骤6；
步骤6，记录该异常频率点，并对该异常频率点进行噪声数据分析，噪声传感器对异常频率点进行噪声数据采集；
步骤7，实时提取压缩机的T倍频噪声数值，若所有频率点的噪声峰值均小于F dBA，判定合格，机组正常运行，若其中一个频率点的噪声峰值大于F dBA,判定不合格，则外机存在低频共振噪声，转向步骤8；
步骤8，令i=1；
步骤9,对噪声异常频率点进行调整，以异常频率点的频率为基础调节压缩机频率，每次调节M Hz；
步骤10，将调整后的压缩机的T倍频噪声数值与F dBA对比，若压缩机T倍频噪声数值小于F dBA，则空调继续正常运行；
步骤11，若压缩机T倍频噪声数值大于F dBA，将i与 持续不合格限值B比较，若i＜B，则令i=i+1，并返回步骤9，若i≥B，则转向步骤12；
步骤12，将异常频率点反馈至报警系统，提取异常点的噪声和振动的最大峰值频率，对噪声和振动峰值进行分析识别，分别以高级报警和低级报警两种等级分类；
步骤13，将分级后的警报反馈至控制终端。
所述B的取值为3~5，本实施例中选4。
所述样本A的数量为10~15个，样本数的取值关乎到平均值的准确性，对于压缩机运行频率来说，分为低频、中频、高频，压缩机在每一个分段的振动情况变化不会太大，所以取一个适中的样本数便可以准确描述这一段频率机组的振动情况的平均值，10~15Hz是在经过多次实验后判定的适中的频率段，故样本数选取10~15即可，本实施例中选取10Hz。
所述K是振动异常限值，所述K的取值是5~10 m/s^2。振动异常限值也即判定该频率点振动是否异常的限值，对于振动加速度来说，根据对普通样机的测试数据，当某一个频率点的振动值比它所在频率段的振动平均值高出5 m/s^2时就可以认为该频率点的振动存在异常，给K值一个5~10的取值是考虑到有的机组对振动的要求不高，可以适当放宽限值。本实施例中可取6 m/s^2。
所述F为噪声限值，所述F的取值范围是25~35 dBA。噪声限值也即该频率点噪声是否可接受的限值，根据机组不同的使用环境和要求，可以灵活选取，根据多次试验测试得到的数据，严格的判定当机组在某频率点的噪声峰值超过25dB时，人体的听觉体验其音质就比较差了，此时即可认为该频率点存在明显异响。本实施例中取F为30 dBA。
M是每次调节压缩机的频率，所述M的取值范围为[-4，+4]。本实施例中取1，一般都是每1Hz一调节，压缩机运行频率范围较大的，也可以适当增加每次压缩机频率调节的值。M的取值要尽可能小的影响机组目前的运行状态，即对机组性能不产生较大影响的情况下，调节压缩机频率，所以大多数机组M的值都应该选择为1。
所述T的取值为1~4倍，因压缩机的低频噪声频率一般表现在压缩机的1~4倍频。
所述高级警报和低级警报的判定条件是：当噪声第一峰值频率等于振动第一峰值频率时则为高级警报, 当噪声第一峰值频率不等于振动第一峰值频率时则为低级警报。此处是将所有峰值从大到小进行排列，最大的峰值为第一峰值，第二大的为第二峰值，以此类推。低级报警噪声和振动的峰值频率不一致，但是噪声值偏高，此时的噪声受振动影响较小，为辐射噪声。而高级警报因声和振动最大峰值频率一致，两个峰值重合的引起低频共振噪声比较严重，调节压缩机频率无法避开，需要工程师核实其他原因。
本发明中使用噪声传感器和振动传感器对空调进行数据采集，通过给出噪声和振动的阈值来识别及判断低频共振噪声，并对异常噪声频率点进行调节压缩机频率来优化共振噪声，在多次调节压缩机频率后还是无法解决共振噪声，则报警系统将异常噪声频率点进行提取数据分析，再将分析数据以高级警报和低级警报两种报警等级反馈至控制终端进行处理，从而可以帮助工程师快速地找到问题原因及给出准确的整改方案，优化解决低频共振噪声，提高空调的声品质，避免低频噪声对人体造成的不适感，从而提升用户的使用体验。
在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上， 除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语 “连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化，是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的范围内。

Claims (11)

1.一种空调低频共振噪声识别控制方法，其特征在于，在空调管路和壳体上布置振动传感器以及在外机布置噪声传感器进行数据采集，判定出现异常振动的压缩机异常频率点，对该异常频率点进行噪声数据分析，判断该异常频率点是否存在低频噪声，若该异常频率点存在低频噪声，对该异常频率点的压缩机频率进行至少一次调节，并判定调节后的频率下是否还存在低频噪声，若调节后的频率下还存在低频噪声，则提取异常频率点的噪声和振动的最大峰值频率，对噪声和振动峰值进行分析识别，以不同等级报警进行分类。
2.根据权利要求1所述的空调低频共振噪声识别控制方法，其特征在于，所述判定出现异常振动的压缩机异常频率点，是通过振动传感器采集压缩机不同频率下的振动加速度值,将每个压缩机频率下的振动加速度值作为一个样本,多个样本取平均值后，将其中一个压缩机频率下的振动值与平均值的差值与振动异常限值对比后判定得出；所述判断该异常频率点是否存在低频噪声，是通过噪声传感器对异常频率点进行噪声数据采集，并将其中一个频率下的倍频噪声数值与噪声限值对比后判定得出。
3.根据权利要求2所述的空调低频共振噪声识别控制方法，其特征在于，空调具有报警系统和控制终端，空调低频共振噪声识别控制方法包括以下详细步骤:
步骤1,空调开机运行；
步骤2，在空调管路和壳体上布置振动传感器，在外机布置噪声传感器；
步骤3，通过振动传感器实时提取振动加速度值m/s^2，每个压缩机频率对应采集一组振动数据做为一个样本；
步骤4，对A个样本的振动加速度值进行计算，取平均值；
步骤5，判断其中一个压缩机频率下的振动值与平均值的差值是否大于K m/s^2，若差值小于K，则空调继续正常运行，若差值大于K，则转向步骤6；
步骤6，记录该异常频率点，并对该异常频率点进行噪声数据分析，噪声传感器对异常频率点进行噪声数据采集；
步骤7，实时提取压缩机的T倍频噪声数值，若所有频率点的噪声峰值均小于F dBA，判定合格，机组正常运行，若其中一个频率点的噪声峰值大于F dBA,判定不合格，则外机存在低频共振噪声，转向步骤8；
步骤8，令i=1；
步骤9,对噪声异常频率点进行调整，以异常频率点的频率为基础调节压缩机频率，每次调节M Hz；
步骤10，将调整后的压缩机的T倍频噪声数值与F dBA对比，若压缩机T倍频噪声数值小于F dBA，则空调继续正常运行；
步骤11，若压缩机T倍频噪声数值大于F dBA，将i与 持续不合格限值B比较，若i＜B，则令i=i+1，并返回步骤9，若i≥B，则转向步骤12；
步骤12，将异常频率点反馈至报警系统，提取异常点的噪声和振动的最大峰值频率，对噪声和振动峰值进行分析识别，分别以高级报警和低级报警两种等级分类；
步骤13，将分级后的警报反馈至控制终端；
所述K是振动异常限值，所述F为噪声限值。
4.根据权利要求3所述的空调低频共振噪声识别控制方法，其特征在于，所述样本A的数量为10~15个。
5.根据权利要求3所述的空调低频共振噪声识别控制方法，其特征在于，所述K的的取值是5~10 m/s^2。
6.根据权利要求3所述的空调低频共振噪声识别控制方法，其特征在于，所述F的取值范围是25~35 dBA。
7.根据权利要求3所述的空调低频共振噪声识别控制方法，其特征在于，所述M的取值范围为[-4，+4]。
8.根据权利要求3所述的空调低频共振噪声识别控制方法，其特征在于，所述T的取值为1~4倍。
9.根据权利要求3所述的空调低频共振噪声识别控制方法，其特征在于，所述B的取值为3~5。
10.根据权利要求3所述的空调低频共振噪声识别控制方法，其特征在于，所述高级警报和低级警报的判定条件是：当噪声第一峰值频率等于振动第一峰值频率时则为高级警报, 当噪声第一峰值频率不等于振动第一峰值频率时则为低级警报。
11.一种空调，其特征在于，应用权利要求1-10任一所述的空调低频共振噪声识别控制方法。
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