中央空调系统设备选型与噪声控制

中央空调系统设备选型与噪声控制

文家龙

重庆渝爱机电设备工程有限公司重庆401120

摘要：本文主要论述了中央空调系统的设备选型和噪声控制等问题，明确了设备选型的方法和要点，进而研究了噪声控制的对策和措施，希望能够为今后的中央空调系统使用提供参考。

关键词：中央空调系统，设备选型，噪音控制

前言

安装中央空调系统的过程中，必须要明确设备选型的方法和原则，在选型科学的情况下，再制定中央空调系统的降噪措施，确保中央空调系统使用更加的舒适。

1、大型中央空调系统设备选型与设计——以某大型商场为例

1.1商场空调设计的参数选定和负荷计算

1.1.1室内温湿度

商场的室内温度既要考虑顾客的要求，更要考虑商场工作人员的要求。夏季，由于顾客经常出入，商场内的温度可以低一些，但是温度低对售货员的健康不利，应尽量采用提高室温，降低湿度的方法；而在冬季，顾客身穿防寒外衣，而售货员长时间在商场工作，穿着不宜太多，综合考虑需要温度稍高些，由于冬季人体散发潜热较多，没有必要过多考虑加湿。

1.1.2室内发热量

百货商场的室内发热包括人体、照明、自动扶梯的动力等。人体发热的负荷计算法同一般空调系统。

1.1.3室外新风负荷

百货商场由于室内人员密度比较大，必须有充分的室外新风。根据有关规范，按每人8.5～15m3/h进行负荷计算。

1.1.4空调负荷的概算值

当无计算条件时或要粗估空调负荷的供冷量时，可根据估算值进行计算：配有普通空调系统的百货商场冷指标按209～244W/m2，1层冷指标279～314W/m2，2层以上186～233W/m2；换气次数为6～9次/h，该数值由于商场建筑物大小、结构、形状、地区和所处的地段等因素影响而存在较大差异，对闹市繁华区应取上限值。

1.1.5商场客流量概算

对现有商场以及新建商场考虑空调设备时，需要掌握商场的人次数。

1.2百货商场中最常用的空调方式

当前百货商场空调系统设计中，定风量空调系统是采用的最多的。原因有如下几点：

1.2.1因空调机组置于机房内，运转、维修容易，能进行完全的空气过滤。产生振动、噪声传播的问题较少；

1.2.2因送风量大，换气充分，特别是如设置回风机，则在冬季或过渡季可以利用新风供冷；

1.2.3分区较少时，设备费比其他方式便宜。

此方式与变风量方式相比，有如下缺点：全年的风机送风动力大，不利于节能。由于不能适应某一分区中的每个商店的负荷变化，而导致各个商店之间存在温度波动，所以在大型商场建筑中，采用与单元机组结合使用的方式来代替。以后可以考虑逐渐向变风量方式过渡。

1.3百货商场的气流组织

百货商场所采用的气流组织方式很多，应根据具体情况与可能性进行合理的设计选择。

目前采用上送下回、上送侧回、侧送下回较多。在国外也有用顶棚做为送风口，即把顶棚作为静压箱，使用孔板送风；也有部分商场采用上送上回的方式。即把回风口安置在顶棚上，这样可以减轻室内空间公用压力，风口也容易布置。但由于国内目前商场的卫生条件较差，顶棚会积聚较多灰尘，因此采用上回风要慎重考虑。如采用，必须加强整个空调系统的空气过滤，大门进口应加设鞋子除土垫或毡垫等，以较好地清除顾客带进的泥沙灰尘，否则上回风对保证健康、改善环境非常不利。当在墙壁上或地面上设置回风口时，要留有回风道上清除灰尘的孔口，每年要进行清扫。为避免纸屑、香烟头等被吸入，应在回风口内侧装设铁丝网。

顶棚送风口的形式以散流器型和盘型应用的最广，也有一些层高低的商场用T型条缝送风口。但对顶棚较高的场合，一般采用顶棚喷口和散流器等型式。作为侧送风口，双层活动百叶型风口用的最多。对于顶棚高度大于6m的大空间商场，则大多使用喷口型式。当使用侧送风口或顶棚送风口时，冬季的送风速度必须在2.5m/s以上，以避免热风在顶棚面停滞的现象，且房间送风量必须增大以确保冬季能达到换气次数N=5～8次/h。同时注意，全年室内人的活动区域内的气流速度应控制在0.5m/s范围内。

一般商场装在墙上和顶棚上的回风口，以固定百叶的形式使用最广泛。另外在顶棚上还有用T条缝作为回风口的做法，它把顶棚内部作为回风静压箱使回风直接进入顶棚。在地面上除可用固定百叶式的地板回风口外，也可以使用专门的蘑菇型回风口。

对于百货商店，容许送风风速为7.5m/s，对1层，可达10m/s。回风口位于人的活动区域以上时，允许面风速为4m/s；在人的活动区域内，但是远离人时，允许面风速3～4m/s；在人的活动区域内，但离人较近，允许面风速2～3m/s；在墙上的回风格，允许面风速2.5～5.0m/s。

1.4百货商场中央空调的设计要点

1.4.1由于商场人员众多，设计时应考虑一旦发生火灾，防灾措施必须可靠。严格执行有关消防设计规范，根据建筑防火分区，对高层建筑中的商场及某些四周无窗或地下商场等，应设置防排烟系统。

1.4.2对地下商场中，如设置塑料、日用品、食品等易产生气味的商品柜台时，应设置通风兼防排烟等系统。

1.4.3对大型商场，由于部门很多，使用的时间也有差异，设计通风空调系统时，从系统的划分到运行管理，均应充分考虑使用时的灵活性。

1.4.4商场空调系统设计时，应充分考虑节约能源，有条件的单位，可设置全热交换器，以减少能量的消耗。

1.4.5商场室内温湿度的考虑应注意3个方面：1.顾客的舒适感；2.售货员长期在商场工作的要求；3.某些商品保管上的要求。设计时这3点均应兼顾，不应只强调某一方面。

1.4.6现在不少商场，外围结构上的外窗很少，有些商场周边是办公等用房，因此外围结构占负荷比例非常小。空调负荷的大部分是人体散热和照明负荷。

1.4.7由于某些特殊商品出售处人员非常拥挤，负荷特别大，在平面布置上应考虑设在通风良好的地方，如有可能，在通风空调系统设置时，考虑调节风口有增大风量的可能。

1.4.8寒冷地区商场的外门和某些商场首层与地铁出入口相通的话，由于人员频繁出入，渗入商场大门的空气异常增加，故应设置门斗、双层门、自动门等，有条件的商场，最好设置大门风幕，以抵挡室外空气大量侵入。

1.4.9理想的设计除有采暖通风空调系统外，还应该在上部设置单独排除商场污浊空气的排风系统，以便在春秋季节空调系统不使用的情况下使用。

1.4.10由于各层的楼梯相通，有的在商场中间还设有自动扶梯，由于热空气上升的结果，使上部各层一般比下部温度要高3～4℃。可调节各层的送风、回风量，减少整体空调系统的各层温度差异，或每层设计1套空调系统，通过自动控制，有效地控制各层的温度。

2、中央空调系统噪声源

空调系统噪声源包括空调箱的风机噪声、送回风管道的气流噪声、末端风口噪声、制冷机组及其辅助设备(包括水泵、水处理设备等)的噪声与振动、冷却塔噪声与振动等等。空调噪声的传播方式包括空气传声与固体传声，空气声传播包括风管的噪声传播与末端噪声直接辐射等，固体声传播主要包括制冷机组、冷却塔、管道等设备振动的传播，空调噪声控制涉及消声、隔声、吸声以及隔振等内容。

3、中央空调噪声控制方法

空调系统噪声控制涉及消声、隔声、吸声以及隔振等内容。空调噪声的传播方式包括空气传声与固体传声。固体声传播主要包括制冷机组、冷却塔、空调器、风机盘管、管道等设备振动的传播，空气声传播包括风管的噪声传播与末端噪声直接辐射等。

3.1选择合适的低噪声设备从声源上控制噪声①采用合理的空调形式来降低噪声；②为减少风声及水流声，冷冻水流速控制在1.5m/s左右，支管风速应≤3.5m/s，主风管风速应≤4m/s，采用合适的风速及冷冻水流速；③选用质量先进的低噪声设备，对于制冷主机应选择振动相对较小压缩机，对于水泵应尽量选择≤450rpm转速的低转速泵，新风机设备、风机盘管设于公共场区或办公区、休息区内，因此必须选用质量好、噪声低的产品，其噪声可直接传到人群中。

3.2空调系统消声消声器是一种具有吸声内衬或特殊结构形式能有效降低噪声的气流管道，它既可以有效地降低噪声，又可以使气流顺利通过，通常需要在通风管道内安装消声器来降低噪声声压级。主要是为了控制空调机组等空调设备的噪声通过通风管道传到空调服务区及风道内气流噪声，在噪声控制技术中，消声器是应用最多最广泛的降噪设备，空调系统送回风管道的消声，以及冷却塔进出风口的消声等，它被应用于空调机房、锅炉房、冷冻机房等设备机房进出风口的消声。

3.3空调设备隔振措施衰减振动的方法是消除振动源和接收者之间的刚性连接。控制空调系统设备的噪声，必须控制由空调机组、制冷设备振动传播的固体声，同时减低由通风管道传播的风机噪声和透过围护结构的设备噪声。只有这样，才能使空调用房达到预定的允许噪声控制标准。设备隔振可以通过两种途径来控制：一是降低振动传递效率，二是降低振动源的振动，在振源处控制振动是最有效的办法，但这种方法往往在现实工程中无法实现，因为它需要对振源设备进行重新设计或者改造，在振动传播途径上控制振动，常用的办法包括：增加振动传播途径的阻尼，如增加隔振软管等。它的目的主要是吸收振动传播的能量（转化为热量）；增加弹簧隔振器或者橡胶垫。目前常用的隔振软管有各种橡胶软连接和不锈钢波纹软管。橡胶软管具有很好的隔振降噪效果，缺点是其使用受到介质温度、压力的限制，同时耐腐蚀性较差。不锈钢波纹管由于能耐高温、高压和腐蚀性介质，经久耐用和具有良好的隔振效果，因此应用较广。但它造价较高，在空调管道隔振控制中，对于低温、低压的水管可以采用各种橡胶软管，而对冷冻机、空压机和高压水泵则需选用不锈钢波纹管。

3.4空调设备隔声制冷主机、冷冻水泵、冷却水泵等噪声较大的制冷主机、冷却水泵应尽量设置在地下室，从而减小对地面上的使用房间的影响，由机房的墙体、地下楼板对声波进行隔离；如果只能设置在地面上，更应设置设备机房、隔音墙。①组合墙隔声。组合墙可以通过中间留空气层提高隔声量。声波入射到第一层墙板时，使墙板发生振动，空气间层可以看作是连接墙板的“弹簧”，此振动通过空气层传至第二层墙板。②单层匀质实墙隔声。墙的单位面积质量越大，隔声效果越好，在主要声频范围内，单层匀质实墙隔声性能主要受质量控制，单位面积质量每增加1倍，隔声量增加6dB。因此，墙体的选择应尽量选择厚重的，以提高墙体隔声量。

3.5空调噪声控制与建筑防噪设计规划建筑设计、空调设计与噪声控制的协作主要涉及建筑内的防噪规划、建筑空间的分配和建筑构造等内容，从控制噪声的观点出发，空调设备的机房应远离空调用房和对噪声控制要求高的房间，这样可以增大噪声的自然衰减，减少空调噪声对空调房间的影响。为降低风管的气流噪声，建筑设计方应尽可能预留足够多空间给空调系统，包括竖井和吊顶空间，在空调用房的布局上，对噪声控制要求高的房间，应集中布置在建筑内区，用对噪声控制要求低的辅助用房或办公用房作为隔声屏障，以隔绝外界噪声的干扰。在建筑构造上，对于产生噪声的房间和需要安静的房间，它们的围护结构需要具有足够的隔声量，一般要做成厚重密实的结构。如果在建筑设计阶段没有处理好，则在噪声控制时可能需要花费很高的代价才能弥补。

3.6合理的施工方法降低噪声的主要措施①为使风机盘管的送风噪声得到较好的控制，要增大出风口面积，降低风速。②冷冻水管主管支架安装：为使噪音及振动得到有效消除，应在刚性支架上加弹簧减振器，对管径较大且有轻微振动的冷冻水主管道常采用这种方法，为的是使噪音在楼板与刚性支架之间的弹簧减振器得到有效控制。③风管安装：风管制作安装要严格执行国家规范进行施工，空调和新风消声器与静压箱一样，内贴优质吸音材料，外部采用优质保温材料保温，风管弯头部位设置消声弯头，风管适当部位设置消声器，风管制作安装要严格执行国家规范进行施工，新风进口采用消声百叶，在风机进出口安装阻抗消声器。对于截面积较大风管，风管吊架尽可能采用橡胶减振垫，确保风管不产生振动噪声，如果风管安装强度及整体刚度不够，就会产生摩擦及振动噪声。

4、结束语

综上所述，中央空调系统的使用过程中，设备选型极为重要，这是提升设备使用水平和空调使用效果的必要工作，与此同时，还应该积极做好中央空调系统的降噪措施，避免影响人们的生活。

参考文献

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