兩類空調內機工作原理「中央空調直流和交流的區別」

今天說一下大家比較關心的中央空調內機雜訊的問題,雜訊問題很多知乎er和群友討論的比較多,不管是將要選擇氟系統中央空調還是選擇水系統二聯供空調帶地暖的業主都是比較關心的話題,所以衍生出很多問題,內機選擇直流無刷電機還是交流電機,包括內機該怎麼選怎麼裝,如何把聲音降到最低?今天來探討一下這個話題。

中央空調內機的雜訊從哪裡來?

首先我們要解決的是雜訊的問題,就要知道雜訊的來源是什麼?「物有本末,事有終始,知所先後,則近道矣」,雜訊不會無緣無故的產生,中央空調的雜訊來自於兩個方面,一個是風噪,一個是機械雜訊。

風噪是比較明顯的,風速過高就會產生風噪,特別是風速達到4m/s以上的時候,而家用中央空調的出風口風速是不高的,我們實際估算了一下,水機在最大風量的時候,換氣次數會達到13-15次,在這麼高的風量下面,它的風速出風口風速是不高的,只有2.7m/s左右,而中檔風速也在一點幾米每秒,那其實和家裡的新風的風速是差不多的。

中央空調選擇直流無刷內機還是交流電機,看完知道怎麼選擇?

最大的風噪源自於哪裡呢,其實它的最大噪音源自於蝸殼裡面,大風量的情況下吹出來的風克服掉蒸發器的阻力,最終到出風口的風速為2.7m/s,那麼蝸殼的風速是很高的。

機械雜訊方面,內機運動的部件,就是一個電機,電機有一個低頻的雜訊,但是這個聲音是非常低的,另外連接風輪的轉軸連桿的加工精度,以及固定電機的的減震降噪措施也是一個非常重要的一個點。

所以內機噪音來源就是一個蝸殼裡面的風噪和機械雜訊噪成的,我們把整個雜訊按照比例來分的話,我認為80%來自於風噪,機械噪音只佔到20%,實際上,我們站到內機下面去聽,你是聽不到任何機器的聲音的,你所聽到的聲音全是風噪,明顯的風呼呼的吹。

那知道了雜訊的來源,我們可以提出改善方案。

一、機械雜訊的改善

1、直流無刷內機OR交流內機

從機械雜訊入手的改善方案來說,很多人的關注點就停留在了直流無刷電機和交流電機上了,我說一下我對直流無刷的理解,最開始12、13年水機的時候,我覺得直流無刷內機非常好,廠家也會告訴你直流無刷的內機聲音非常低,我覺得這樣會給業主一個很好的使用體驗,也賣了很多套,因為直流無刷的內機比較貴,也是讓業主選裝,比如像卧室這些噪音比較敏感的房間。

中央空調選擇直流無刷內機還是交流電機,看完知道怎麼選擇?

然而實際使用下來,我發現一個問題,這個直流無刷的內機並沒有降低多少聲音,因為在最大風量運轉的時候,直流無刷電機和交流電機兩種內機的聲音幾乎是一樣的,其實仔細想想也是明白的,蝸殼是一樣的,出風口尺寸一樣的,風量一樣的,風速一樣的,而且大部分噪音都是蝸殼裡面的風噪,機器雜訊佔比並不大,這種情況下,靠電機對於噪音的明顯改善是不現實的,只是直流電機可以控制的風速範圍更廣一些,譬如同樣風量的內機,直流電機可以分5檔控制,交流內機只能分3檔控制,直流最大5檔的時候,當它只開1、2檔其風量是很小很小的,風量小了,風速自然低了,風速低了噪音也就低了。

實際上我們在實際使用空調的時候,都是調成中檔或者低檔使用,在中低檔的時候同樣降低風速,直流電機和交流電機內機聲音還是一樣的,所以後來我們也不推薦直流無刷內機了。

中央空調選擇直流無刷內機還是交流電機,看完知道怎麼選擇?

去年的時候,網上有所謂的拆機大神,拆了一些產品說這個品牌機器用的交流電機,那個品牌機器用的直流電機,所以用直流電機的品牌噪音是非常小的,他的想法和我很多年前的想法是一樣的,我們說噪音問題不要只光看電機一個因素,後來被懟了一下,其實對於我們來說無所謂的,認知不同,觀點不同,就隨他去了。

2、內機鈑金的結構和厚度。

更好的鈑金,更厚實的內機,共振聲音更低,其實室內機鈑金這一塊,所有的廠家基本上都是差不多的,很少會有更好的研發了。

中央空調選擇直流無刷內機還是交流電機,看完知道怎麼選擇?

3、動平衡。

動平衡這一塊其實比較容易做的,一個廠家可以研發出中央空調,而動平衡做的不好是不可能的,就像一個車子開出去,四輪動平衡不好,那基本上不現實的。

4、行為控制。

內機剛啟動的時候,會有一個轉速加快產生的雜訊,這一塊在面板控制的時候稍微注意一下就好了,沒有特別太大的震動。

中央空調選擇直流無刷內機還是交流電機,看完知道怎麼選擇?

二、風噪的改善

其實機械噪音本身雜訊是比較低的,通過很大精力機械雜訊沒有太大意義,主要還是解決風噪的問題,比如說,直流無刷的內機5檔控制,通過開低檔的辦法降低風速,但是只是名義上的降噪,同樣的風量噪音都是一樣的。

風噪的改善最主要的還是降低蝸殼內部風速和改善氣流組織,其實這方面事非常非常難的,我們知道很多廠家出了超薄的風盤,為了迎合業主提升吊頂的的需求,風盤23公分太厚不行要縮到19公分,18公分,看起來很好的,提升了吊頂的空間,但是帶來了另外一個矛盾,就是蝸殼縮小了,想要達到同樣的風速,勢必造成電機轉速更高,高轉速帶來了高風速,同時它的噪音也加大了,從這個意義上來講,我是不建議大家使用超薄的內機的。況且超薄內機並沒有提高多少吊頂空間,大部分家裡梁都是30公分厚的,梁還是要包起來的。

蝸殼這裡最重要的一塊是優化蝸殼的流線設計,這裡涉及到空氣動力學,也需要懂ansys分析包括cae分析這一塊,噪音其實是一個非常難的學問。

所有在做風機盤管或者在做空氣動力這一塊,我們在同樣風量下,功能不能低,所以在設計葉片的時候,可以做空氣動力學將空氣動力做的更好,但是在空氣動力這一塊說要達到同樣風量要把雜訊做的更低,你要加入雜訊學,這個是需要學習很多很高深的學問的,才能把這一塊做到正向開發,否則只能做逆向開發。

逆向開發是什麼呢?比如我看約克的風機盤管做的不錯,我就拿過來抄,做的一模一樣,找零部件供應商來,讓他們也給我出同樣的零部件。

正向開發我所知道的霍尼韋爾單位裡面有部門是做正向開發的,裡面的人員配置,不管是收入還是實驗室投資,買軟體都是非常巨額的投資,非常非常砸錢的。

風機盤管不管是國內還是說全世界來看,在現有的階段來說,要研究出來更好的降噪的空間,我覺得是比較難的,已經是很成熟的產品了,他們的蝸殼包括葉片都是基本上趨同的,往深了研究,再把雜訊再降低的話,其投進去的成本是不可估量的,而帶來的收益是極低的。

那麼我們家裡裝中央空調雜訊方面怎麼做呢?

1、採用後迴風。

一般我們家裡的中央空調的迴風在下面,出風在前面,電機是在迴風口下面,做檢回一體方便檢修,但是從降噪這個意義來說,迴風口在下面是無端的增大了噪音,辦法是做後迴風,但是做迴風是需要機器下面的鈑金裝在機器底部,後面要留空間,一般家裡沒有條件安裝,檢修也是非常麻煩。

中央空調選擇直流無刷內機還是交流電機,看完知道怎麼選擇?

2、下迴風可在風箱裡面貼隔音棉。

貼完隔音棉,噪音也是相應的低很多,因為迴風箱是包裹著整個蝸殼的,蝸殼產生的噪音會撞擊到隔音棉上,隔音棉會不斷抵消一些噪音。

3、調整出風口葉片。

這個其實是個「偏方」,是一個做過20多年售後廠家售後經理說的,調整出風葉片的方向可以降低家裡的風噪,但是這個風噪比較難調,需要業主自己入住了根據情況去調。

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