摘要: 熱泵機組已廣泛應用于賓館、酒樓、商場、高級寫字樓、影劇院等中央空調系統中, 既是一個制冷制熱源, 又是一個噪聲源, 其噪聲對周圍環境帶來污染。本文以多臺大型熱泵機組為例, 通過采取消聲、隔聲、吸聲、隔振等綜合治理措施, 使熱泵機組噪聲對居民住宅的影響由 77 降為 50dBA 以下, 熱泵機組振動對樓下的影響由 47 降為 37dBA。
1 前 言
改革開放以來, 國內興建了許多賓館、寫字樓、商場、影劇院等等, 這些地方的中央空調系統, 多數是采用國際上流行的熱泵機組來解決供熱制冷問題。應用較多的是開利公司產品, 例如30GQ 系列空氣水熱泵機組。另外, 美國約克 (YORK) 公司AWHC 系列熱泵機組, 意大利考思費(CO SF)公司PA S 系列熱泵機組以及日本大金空調機組等, 應用也較多。
熱泵機組具有結構緊湊, 占地小, 適于室外安置, 便于整體移裝, 性能穩定, 開啟自控等特點。采用空氣冷卻與換熱, 免去了冷卻塔、冷卻水泵、水池水箱等, 安裝迅速、方便, 減少了土建工程投資。熱泵機組采用多臺半封閉壓縮機和多回路設計, 保證了機組運行可靠, 節能效果顯著, 同時, 采用低噪聲風機及壓縮機防振裝置, 可滿足一般環境使用要求。但是對于環境要求特別嚴格的醫院、療養院、高級住宅、高級賓館等敏感場所來說, 熱泵機組又是一個主要噪聲源。
近年來, 作者處理過20 余個不同類型熱泵機組的噪聲與振動控制工程, 本文側重介紹多臺大型熱泵機組的噪聲治理技術和效果。
2 熱泵機組噪聲特性及相關要求
熱泵機組本身噪聲源有三個, 一是箱體下部壓縮機噪聲, 二是箱體上部軸流排風機噪聲, 三是輸送冷熱水的循環泵(管道泵)噪聲。箱體上部的軸流風機噪聲一般比壓縮機噪聲高 3～ 5dBA , 而管道泵的噪聲一般比壓縮機噪聲低 5 ～6dBA。表1 列出了常用的大型熱泵機組單臺噪聲特性。
熱泵機組安裝時在長度、寬度方向都有安裝間隙要求, 多臺熱泵機組并排安裝時, 機組之間最小空隙為1. 8m。這便于檢修壓縮機, 最好在熱泵機組底座與地面(或樓面) 之間留出 0. 7m間隙(即將熱泵機組抬高安裝)。熱泵機組噪聲治理受到上述相關要求的限制, 也就是說, 應在滿足上述要求的前提下采取噪聲控制措施, 這就給熱泵機組噪聲治理帶來很大困難。
這里需要特別指出的是, 表 1 中所列的噪聲數據是供貨商提供的最理想的聲壓級, 例如 30AQA 240 型熱泵機組, 樣本上為 82dBA , 實測值為 87dBA; 30GQ 120 型熱泵機組樣本上為 82dBA , 實測值為 85dBA。多臺熱泵機組同時開動, 可按能量疊加進行計算, 但一般比單臺開動增加3～ 5dBA。因此, 噪聲治理措施, 必須留有足夠的余地, 否則很難達標。
3 多臺熱泵機組噪聲治理實例
實例 1, 中國海外房產工程有限公司海師花園 7 臺熱泵機組, 一字形平行安裝于裙房六層樓屋頂上, 熱泵機組型號均為30AQA 240。裙房南側為28 層海師花園高級寫字樓, 距熱泵機組約 10m , 裙房北側為 30 層居民住宅樓(外銷房) , 距熱泵機組約 3m。4 臺熱泵機組同時開動, 其噪聲為 88dBA。裙房北側居民住宅樓八樓南窗外1. 0m 處, 夜間噪聲為 77dBA , 傳至十五樓南窗外1. 0m 處為75dBA , 傳至 28 樓南窗外1. 0m 處為72dBA。熱泵機組日夜連續運行, 本地區系二類區, 標準要求居民住宅窗外1. 0m 處晝間噪 聲 應 低 于 60dBA , 夜 間 應 低 于 50dBA。未治理前晝間超標 17dBA , 夜間超標 27dBA , 居民難以忍受。
實例 2, 上海柏庭建筑咨詢有限公司園景苑 5 臺熱泵機組, 一字平行安裝于裙房四層樓屋頂上, 其中3 臺熱泵機組為30GQ 120 型法國開利, 2 臺熱泵機組為30AQA 240 型日本開利。在裙房的東、南、西三側為 3 棟 35 層居民高級住宅(新家坡) , 距熱泵機組最近處為 7m。3 臺熱泵機組同時開動, 機組本身噪聲為 87dBA , 傳至居民住宅九層樓北窗外 1. 0m 處, 夜間噪聲為 75. 5dBA , 傳至十五樓為 73dBA , 傳至 30 樓為70dBA。本地區也系二類區, 晝間超標15. 5dBA , 夜間超標25. 5dBA。由于熱泵機組噪聲高, 直接影響到了樓盤價格和銷售。
實例 3, 上海萬隆房地產開發有限公司東元大廈 5 臺熱泵機組交錯安裝于五層樓裙房屋頂上, 主樓高28 層, 系商辦住宅混合樓。熱泵機組均為 30GQ 120 型日本開利。2 臺同時開動, 在七樓居民住宅東窗外 1. 0m 處, 夜間噪聲為 70dBA。在十八樓夜間噪聲為68dBA。本地區也系二類區, 夜間超標20dBA。
4 多臺大型熱泵機組噪聲治理對策
上述3 個實例所采取的噪聲治理措施基本相同。
(1) 在熱泵機組箱體上部加裝大型阻抗復合式消聲器, 以降低軸流風機噪聲。
例如 30AQA 240 型熱泵機組, 其上部 12 臺風機噪聲為 88dBA , 在每臺熱泵機組的箱體上部加裝一個長×寬×高約為 5900×2200× 2000mm 阻抗復合式消聲器, 消聲器與熱泵機組完全脫開, 用型鋼支架支撐消聲器, 自成體系。消聲器抗性段高約 500mm , 阻性段高約 1500mm , 采用垂直安裝的活動消聲插片結構, 消聲插片厚度分別為 50、 100、 150mm 三種, 片間距為 100 和150mm 兩種, 交錯排列。消聲器材料結構適合于室外常年不停機使用。該型消聲器設計消聲量為 20dBA 左右, 壓力損失為 20Pa。
(2) 在多臺熱泵機組的左右兩側和后側加裝半封閉隔聲室(封頂) , 背靠敏感點, 前側敞開。
半封閉隔聲室頂棚高度與熱泵機組箱體上沿高度基本相同。本文實例1 七臺熱泵機組半封閉隔聲室長×寬×高約為30×10. 5×2. 6m , 實例2 五臺熱泵機組半封閉隔聲室長×寬×高約為24×16×3. 5m , 實例3 五臺熱泵機組半封閉隔聲室長×寬×高約為16×15×3m。半封閉隔聲室頂棚和側墻為隔聲吸聲板拼裝結構, 外側隔聲板為 50mm , 厚采鋼夾芯板, 內側吸聲層為 50mm , 厚離心玻璃棉+ 玻璃絲布+ 鋁合金穿孔板飾面。
(3) 在半封閉隔聲室的后側和左右兩側加裝折板式進風阻性消聲器。
單元進風阻性消聲器寬×高×厚約為 1000×1500×500mm , 通過風量、風速計算確定所需單元消聲器的數量。消聲器進風口風速一般控制在 3m ös 左右。本文實例 1 七臺熱泵機組半封閉隔聲室安裝了 32 只單元進風消聲器, 實例2 和實例 3 五臺熱泵機組安裝了26 只單元進風消聲器。
進風消聲器消聲片厚為 50mm , 片間距為 100mm , 消聲片內填裝離心玻璃棉, 鋁合金穿孔板金屬飾面。消聲片傾斜段上表面不穿孔。消聲器通道路徑長約 700mm , 設計消聲量為 15dBA 左右, 壓力損失20Pa。
(4) 熱泵機組隔振
本文實例1 七臺熱泵機組底座下面原安裝橡膠板, 已壓死, 不起隔振作用。熱泵機組下面正對六層樓總經理辦公室, 室內噪聲為 47dBA , 低頻固體傳聲十分明顯。按熱泵機組運行總重量、支點重量分配值及頻率特性, 通過計算, 選擇了一種金屬彈簧復合隔振器, 設計了一種特殊托架支撐隔振器, 以確保熱泵機組與進出水管中心高不變, 管道泵加裝了橡膠隔振器, 進出水管加裝了橡膠撓性接管。管道剛性托架改為彈性托架。
(5) 隔聲門和隔聲采光窗
為進出熱泵機組半封閉隔聲室, 在左右兩側開設兩個鋼結構隔聲門。在半封閉隔聲室的側墻上安裝若干扇雙層玻璃隔聲采光窗。同時在半封閉隔聲室內加裝照明燈具、配電箱、插座等, 便于檢查和維修設備。熱泵機組和半封閉隔聲室頂棚之間的空隙應采用橡膠板或軟塑料板聯接, 以防振動傳遞和漏聲。
5 多臺大型熱泵機組噪聲治理效果
( 1) 熱泵機組上部加裝抗復合式消聲器后, 使熱泵機組軸流風機噪聲由治理前的85 降為 64dBA , 消聲器插入損失(消聲量) 為 21dBA;
(2) 半封閉隔聲室外噪聲由治理前的 88 降為66dBA 左右, 降噪22dBA;
(3) 本文實例 1 海師花園熱泵機組噪聲對高層居民住宅的影響, 夜間噪聲由 77 降為 52dBA , 按規定進行背景噪聲影響修正后, 居民住宅處夜間噪聲低于50dBA。高層居民住宅在主要交通干道的邊上, 當夜間背景噪聲為 52dBA , 治理結果低于當地背景噪聲水平。
(4) 本文實例 2 園景苑熱泵機組噪聲對居民住宅的影響, 夜間噪聲由治理前的75. 5 降為 50dBA , 與當地背景噪聲相當。
(5) 熱泵機組隔振后, 海師花園裙房六層樓總經理辦公室內噪聲由治理前的 47 降為 37dBA , 隔振降噪10dBA。
總之, 多臺大型熱泵機組噪聲通過采取綜合治理措施, 全面達到了環保要求, 業主和居民都十分滿意。（作者: 呂玉恒 ）
