CN115013959A - 一种新风降噪装置及控制方法和空调器 - Google Patents

一种新风降噪装置及控制方法和空调器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种新风降噪装置及控制方法和空调器，其中，一种新风降噪装置，包括：壳体，所述壳体具有中空空腔，所述中空空腔内具有第一内壁，所述第一内壁上设置有蜂窝结构，所述中空空腔内存在声波时，所述声波能与所述蜂窝结构接触，以使所述中空空腔内的声波减小。能够克服现有技术中高速气流沿新风管道进入进风腔产生的喷射噪音难以降低的的缺陷。

Description

一种新风降噪装置及控制方法和空调器
技术领域
本发明涉及空调降噪技术领域，具体涉及一种新风降噪装置及控制方法和空调器。
背景技术
据统计，人一生中在室内所处时间占比80％,传统空调只能够进行房间空气内循环，导致室内二氧化碳浓度增高等不利于健康的因素，满足不了人们日益增长的洁净空气需求。新风空调的出现改变了室内空气内循环的现状，新风空调是将过滤后的室外风引入房间。过滤装置采用高效HEPA网进行过滤，由于在直径有限的管道进风，风机选用风压较大的离心风机。
新风管道需要打孔穿墙，管径有限，进过HEPA网的过滤，导致低转速下新风风量小。对于风量小，行业内采用离心风机高转速运行。不容忽视，风机在高转速下噪音明显。行业内对于如何高效低成本且较少损失风量的降噪办法较为关注。
专利CN111473507B提出在新风机构出风口安装可拆卸的降噪装置，通过新风机构噪音声波频谱分析，控制器判断并于存储的声波频谱进行比较，通过降噪装置发出与噪声频率相反的降噪音频波形，减弱新风出口引发的噪声波形峰值，有效的降低风口因气流产生的噪声。所述的新风空调本体包括控制器，所述降噪装置包括音频波形产生器和噪声检测器。
专利CN212618746U提出新风装置中管道噪音比较明显，对于管道进行优化。该专利降噪结构设于壳体内的新风通道处，降噪结构用以降低新风通道的噪声。
专利CN111536681B提出在空调器管道中建立降噪装置，该空调器包括主动降噪装置包括：降噪控制器；参考传声器，其与所述降噪控制器连接，用于采集通风管路内的噪声信号，并发送至降噪控制器，该降噪控制器输出控制信号；扬声器，其与降噪控制器连接，且安装在参考传声器远离噪声源的一侧，降噪控制器输出的控制信号使扬声器发出降噪信号，所述降噪信号与噪声信号反相位，从而达到消除噪音的作用。
对于新风机构而言，噪音来源是较为复杂的，不仅存在管道噪音，经过试验及仿真分析，得出新风机构噪音主要还有：高速气流沿新风管道进入进风腔产生的气流喷射噪音及风机旋转噪音。现有技术的降噪设备，大多只能针对管道噪音进行降噪处理，对流喷射噪音及风机旋转噪音并没有有效的降噪方式。
发明内容
因此，本发明提供一种新风降噪装置及控制方法和空调器，能够克服现有技术中高速气流沿新风管道进入进风腔产生的喷射噪音难以降低的的缺陷。
为了解决上述问题，本发明提供一种新风降噪装置，包括：壳体，所述壳体具有中空空腔，所述中空空腔内具有第一内壁，所述第一内壁上设置有蜂窝结构，所述中空空腔内存在声波时，所述声波能与所述蜂窝结构接触，以使所述中空空腔内的声波减小。
在一些实施方式中，蜂窝结构上设置有挡板，所述蜂窝结构位于所述挡板与所述第一内壁之间，挡板能阻挡所述蜂窝结构与所述声波的接触面积，且，挡板能在所述中空空腔内运动，以调节所述蜂窝结构与声波的接触面积。
在一些实施方式中，所述壳体的内壁设置有凹槽，沿所述挡板的运动方向，所述挡板的两侧均位于所述凹槽内，以使所述挡板能沿所述凹槽运动。
在一些实施方式中，所述壳体上设置有驱动件，所述驱动件能带动所述挡板运动。
在一些实施方式中，所述驱动件的驱动轴上设置有齿轮，所述挡板至少部分位于所述壳体外，沿所述挡板的运动方向，所述挡板远离蜂窝结构的端面设置有齿条，所述齿轮能与所述齿条相啮合，以使所述驱动件为所述挡板提供动力。
在一些实施方式中，所述新风降噪装置还包括进风管和蜗壳，所述进风管和所述蜗壳均与所述中空空腔相连通，所述进风管能将新风送入所述中空空腔内，所述中空空腔内的新风能流入所述蜗壳内。
在一些实施方式中，所述中空空腔内设置有过滤网，所述过滤网位于所述蜗壳与所述中空空腔的连接处。
在一些实施方式中，所述蜂窝结构远离所述第一内壁的端面与所述第一内壁之间的夹角为A，所述A优选10°，所述离心风机的旋转面与第一内壁相平行。
本发明还提供上述一种新风降噪装置的控制方法，包括：
检测步骤，检测所述离心风机的实时转速N；
判断步骤，判断所述离心风机的实时转速N与第一预设转速N1、第二预设转速N2之间的关系，确定所述壳体内部的噪音类型，其中：第一预设转速N1和第二预设转速N2均为常数，且，N1＜N2；
控制步骤，根据所述壳体内部的噪音类型，控制挡板运动，调节所述蜂窝结构与所述声波接触的面积。
在一些实施方式中，当N≤N1时，所述壳体内部为喷射噪音，当N1＜N＜N2时，所述壳体内部为管道噪音，当N2≤N时，所述壳体内部为所述离心风机旋转噪音。
在一些实施方式中，当壳体内为喷射噪音或管道噪音时，控制所述挡板运动，使所述蜂窝结构至少部分面积与所述声波接触；当壳体内为离心风机旋转噪音时，制所述挡板运动，使所述蜂窝结构的全部面积与所述声波接触。
在一些实施方式中，当壳体内为喷射噪音，控制挡板运动，使三分之一所述蜂窝结构的面积与所述声波接触；当壳体内为管道噪音时，控制挡板运动，使三分之二所述蜂窝结构的面积与所述声波接触。
本发明还提供一种空调器，其包括上述的新风降噪装置。
本发明提供的一种新风降噪装置及控制方法和空调器，利用蜂窝结构，采用增加声波反射面的阻式降噪技术，使壳体内达到良好的降噪效果。能够克服现有技术中高速气流沿新风管道进入进风腔产生的喷射噪音难以降低的的缺陷。
附图说明
图1为本发明实施例的新风降噪装置的立体图；
图2为本发明实施例的新风降噪装置的主视图；
图3为本发明实施例的新风降噪装置的剖视图；
图4为本发明实施例的新风降噪装置中蜗壳的剖视图；
图5为本发明实施例的新风降噪装置中蜂窝结构的俯视图；
图6为本发明实施例的新风降噪装置中挡板移动方向示意图；
图7为本发明实施例的新风降噪装置的控制方法的流程图；
图8为本发明实施例的新风降噪装置的控制方法中当N≤N1时，挡板的位置示意图；
图9为本发明实施例的新风降噪装置的控制方法中当N2≤N时，挡板的位置示意图。
附图标记表示为：
1、进风管；2、壳体；3、挡板；4、驱动件；5、蜗壳；6、出风口；7、过滤网；8、离心风机；9、蜂窝结构。
具体实施方式
结合参见图1至图9所示，根据本发明的实施例，提供一种新风降噪装置，包括：壳体2，所述壳体2具有中空空腔相当于背景技术中的进风腔，所述中空空腔内具有第一内壁，所述第一内壁上设置有蜂窝结构9，所述中空空腔内存在声波时，所述声波能与所述蜂窝结构9接触，以使所述中空空腔内的声波减小。该技术方案中，参见图5所示，蜂窝结构9为蜂窝型状的结构，在第一内壁上设置蜂窝结构9，采用了阻式降噪技术，增大声波反射面，使壳体内达到良好的降噪效果。能够克服现有技术中高速气流沿新风管道进入进风腔产生的喷射噪音难以降低的的缺陷。根据实验显示，对于噪声改善较为明显，噪声值能够降低20％。
在一个具体的实施例中，所述蜂窝结构9上设置有挡板3，所述蜂窝结构9位于所述挡板3与所述第一内壁之间，所述挡板3能阻挡所述蜂窝结构9与所述声波的接触面积，且，所述挡板3能在所述中空空腔内运动，以调节所述蜂窝结构9与所述声波的接触面积。该技术方案中，优选的，挡板3与蜂窝结构9之间存在间隙，通过间隙可以达到隔音的作用，具体的，档案3与第一内壁相平行，通过挡板3的运动，从而调节所述蜂窝结构9与所述声波的接触面积，对不同频率的噪音源进行降噪。
在一个具体的实施例中，所述壳体2的内壁设置有凹槽，沿所述挡板3的运动方向，所述挡板3的两侧均位于所述凹槽内，以使所述挡板3能沿所述凹槽运动。该技术方案中，通过凹槽，保证挡板3的运动路径，还能对挡板3起到支撑作用，从而保证了蜂窝结构9能对不同频率的噪音源进行降噪。
在一个具体的实施例中，所述壳体2上设置有驱动件4，所述驱动件4能带动所述挡板3运动。具体的，所述驱动件4的驱动轴上设置有齿轮，所述挡板3至少部分位于所述壳体2外，沿所述挡板3的运动方向，所述挡板3远离蜂窝结构9的端面设置有齿条，所述齿轮能与所述齿条相啮合，以使所述驱动件4为所述挡板3提供动力。该技术方案中，优选的，齿条设置在挡板3的中间位置，壳体2外设置固定板，为抽出的挡板提供支撑力，驱动件4优选电机，驱动件4与挡板3之间通过齿轮、齿条传输动力，以使挡板3运动。
在一个具体的实施例中，还包括进风管1和蜗壳5，所述进风管1和所述蜗壳5均与所述中空空腔相连通，所述进风管1能将新风送入所述中空空腔内，所述中空空腔内的新风能流入所述蜗壳5内。具体的，所述中空空腔内设置有过滤网7，所述过滤网7位于所述蜗壳5与所述中空空腔的连接处。所述蜗壳5内设置有离心风机8，所述离心风机8能将所述中空空腔内的新风吸入所述蜗壳5中，所述蜗壳5上设置有出风口6。该技术方案中，过滤网7采用可拆卸式的装配方式，例如在壳体2的侧壁设置开口，通过开口插入过滤网7的方式实现可拆卸，新风通过进风管1进入壳体2内，在离心风机8的作用下，进入蜗壳5中，最后通过出风口6排出，形成新风通道，蜗壳5呈蜗牛的外壳状，过滤网7优选HEPA网，HEPA网为达到HEPA标准的过滤网，通过过滤网7过滤空气中的杂质，保证新风支路。
在一个具体的实施例中，所述蜂窝结构9远离所述第一内壁的端面与所述第一内壁之间的夹角为A，所述A优选10°，所述离心风机8的旋转面与第一内壁相平行。该技术方案中，离心风机8的旋转面为离心风机的扇叶顶端旋转时形成的面，A优选10°，即能保证新风在壳体2内的流动，使蜂窝结构9不影响新风的流动，又能最大面积接触声波，使声波在蜂窝结构9中反射，离心风机8的旋转面与第一内壁相平行，保证离心风机旋转时产生的噪音与蜂窝结构9接触面积最大化，且路程最短，保证了降噪效果。
本发明还提供了上述新风降噪装置的控制方法，包括：
检测步骤，检测所述离心风机8的实时转速N；
判断步骤，判断所述离心风机8的实时转速N与第一预设转速N1、第二预设转速N2之间的关系，确定所述壳体2内部的噪音类型，其中：第一预设转速N1和第二预设转速N2均为常数，且，N1＜N2；
控制步骤，根据所述壳体2内部的噪音类型，控制挡板3运动，调节所述蜂窝结构9与所述声波接触的面积。
具体的，当N≤N1时，所述壳体2内部为喷射噪音，当N1＜N＜N2时，所述壳体2内部为管道噪音，当N2≤N时，所述壳体2内部为所述离心风机8旋转噪音。
当壳体2内为喷射噪音或管道噪音时，控制所述挡板3运动，使所述蜂窝结构9至少部分面积与所述声波接触；当壳体2内为离心风机8旋转噪音时，制所述挡板3运动，使所述蜂窝结构9的全部面积与所述声波接触。
参见图8和图9所示，当壳体2内为喷射噪音，控制挡板3运动，使三分之一所述蜂窝结构9的面积与所述声波接触；当壳体2内为管道噪音时，控制挡板3运动，使三分之二所述蜂窝结构9的面积与所述声波接触。
参见图7所示，该技术方案中，N1优选1800rpm，N2优选2300rpm，N≤N1时，判断此时离心风机8转速为慢，此时，壳体2中主要噪音源为高速气流沿新风管道进入进风腔产生的喷射噪音，当N1＜N＜N2时，判断此时离心风机8转速为中，此时，壳体2中主要噪音源为管道噪音，当N2≤N时，判断此时离心风机转速为快，此时，壳体2中主要噪音源为离心风机8旋转噪音，根据实际转速对应的类别判断此时新风机构噪音主要形式，判断出噪音主要形式之后在控制其中执行蜂窝挡板移动控制，此时，电机进行工作，电机转动带动移动挡板位置进行移动。蜂窝挡板位置移动到设定位置，将此时转速下的主要噪声进行降噪处理，使噪音能够有效降低，降低幅度为20％。其中，新风机构电压不变，可以利用电流大小来确定离心风机8转速。
本发明还提供一种空调器，包括上述新风降噪装置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种新风降噪装置，其特征在于：包括：壳体(2)，所述壳体(2)具有中空空腔，所述中空空腔内具有第一内壁，所述第一内壁上设置有蜂窝结构(9)，所述中空空腔内存在声波时，所述声波能与所述蜂窝结构(9)接触，以使所述中空空腔内的声波减小。
2.根据权利要求1所述的新风降噪装置，其特征在于：所述蜂窝结构(9)上设置有挡板(3)，所述蜂窝结构(9)位于所述挡板(3)与所述第一内壁之间，所述挡板(3)能阻挡所述蜂窝结构(9)与所述声波的接触面积，且，所述挡板(3)能在所述中空空腔内运动，以调节所述蜂窝结构(9)与所述声波的接触面积。
3.根据权利要求2所述的新风降噪装置，其特征在于：所述壳体(2)的内壁设置有凹槽，沿所述挡板(3)的运动方向，所述挡板(3)的两侧均位于所述凹槽内，以使所述挡板(3)能沿所述凹槽运动。
4.根据权利要求2所述的新风降噪装置，其特征在于：所述壳体(2)上设置有驱动件(4)，所述驱动件(4)能带动所述挡板(3)运动。
5.根据权利要求4所述的新风降噪装置，其特征在于：所述驱动件(4)的驱动轴上设置有齿轮，所述挡板(3)至少部分位于所述壳体(2)外，沿所述挡板(3)的运动方向，所述挡板(3)远离蜂窝结构(9)的端面设置有齿条，所述齿轮能与所述齿条相啮合，以使所述驱动件(4)为所述挡板(3)提供动力。
6.根据权利要求1所述的新风降噪装置，其特征在于：还包括进风管(1)和蜗壳(5)，所述进风管(1)和所述蜗壳(5)均与所述中空空腔相连通，所述进风管(1)能将新风送入所述中空空腔内，所述中空空腔内的新风能流入所述蜗壳(5)内。
7.根据权利要求6所述的新风降噪装置，其特征在于：所述中空空腔内设置有过滤网(7)，所述过滤网(7)位于所述蜗壳(5)与所述中空空腔的连接处。
8.根据权利要求6所述的新风降噪装置，其特征在于：所述蜗壳(5)内设置有离心风机(8)，所述离心风机(8)能将所述中空空腔内的新风吸入所述蜗壳(5)中，所述蜗壳(5)上设置有出风口(6)。
9.根据权利要求8所述的新风降噪装置，其特征在于：所述蜂窝结构(9)远离所述第一内壁的端面与所述第一内壁之间的夹角为A，所述A优选10°，所述离心风机(8)的旋转面与第一内壁相平行。
10.根据权利要求8所述的新风降噪装置的控制方法，其特征在于：包括：
检测步骤，检测所述离心风机(8)的实时转速N；
判断步骤，判断所述离心风机(8)的实时转速N与第一预设转速N1、第二预设转速N2之间的关系，确定所述壳体(2)内部的噪音类型，其中：第一预设转速N1和第二预设转速N2均为常数，且，N1＜N2；
控制步骤，根据所述壳体(2)内部的噪音类型，控制挡板(3)运动，调节所述蜂窝结构(9)与所述声波接触的面积。
11.根据权利要求10所述的新风降噪装置的控制方法，其特征在于：当N≤N1时，所述壳体(2)内部为喷射噪音，当N1＜N＜N2时，所述壳体(2)内部为管道噪音，当N2≤N时，所述壳体(2)内部为所述离心风机(8)旋转噪音。
12.根据权利要求11所述的新风降噪装置的控制方法，其特征在于：当壳体(2)内为喷射噪音或管道噪音时，控制所述挡板(3)运动，使所述蜂窝结构(9)至少部分面积与所述声波接触；当壳体(2)内为离心风机(8)旋转噪音时，制所述挡板(3)运动，使所述蜂窝结构(9)的全部面积与所述声波接触。
13.根据权利要求12所述的新风降噪装置的控制方法，其特征在于：当壳体(2)内为喷射噪音，控制挡板(3)运动，使三分之一所述蜂窝结构(9)的面积与所述声波接触；当壳体(2)内为管道噪音时，控制挡板(3)运动，使三分之二所述蜂窝结构(9)的面积与所述声波接触。
14.一种空调器，其特征在于：包括权利要求1-9中任一项所述的新风降噪装置。
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