空调室外机噪声振动与换热器参数化研究

摘要

空调的噪声问题越来越受到人们的关注。本文的目标是通过对空调室外机气动噪声的仿真模拟和振动特性的分析，提出改进措施，达到降低空调室外机噪声和减小压机配管振动的效果。围绕这一目标，对空调室外机进行了流场模拟和振动特性研究，主要包括以下内容:
　　1)空调室外机的数值分析。利用CFD软件对空调室外机风道系统进行了温度场、流场和声场的模拟计算，研究了换热器结构和箱体结构对室外机流场和声场的影响，提出了一种降低空调室外机噪声和改善室外机流动与换热的结构，采用了一种新型材料降低了室外机噪声。
　　2)空调室外机噪声的实验研究。从室外机壳采用传统材料、采用耐候PP材料和在机壳内壁喷涂隔音材料三方面来对空调室外机进行噪声测试，从这三方面的实验结果表明:传统材料下噪声测试结果为49～52.8dB，数值模拟所得噪声为42～55dB，在误差允许的范围测试结果和数值模拟结果是相吻合的，证明了数值模拟的正确性，从而为降噪研究提供了一种简便省时的方法;室外机机壳采用耐候PP材料后噪声值降低1～3dB，说明了耐候PP材料的降噪性;在机壳内壁喷涂隔音材料，室外机噪声降低2～3dB。
　　3)空调室外机配管系统的模态分析和谐响应分析。采用ANSYS软件对配管系统进行了模态分析，对振动较大的配管（排气管）进行优化，优化后排气管第七阶模态频率振幅降低了，达到减低振动的效果;在模态分析的基础上进行谐响应分析，配管应力均小于13MPa，加速度小于0.3m/s2，说明配管设计满足要求。
　　4)家用空调换热器开缝翅片的参数化设计。利用CFD软件对蒸发器进行了温度场和流场的模拟计算，研究了换热器结构对换热特性的影响，分析了不同开缝形式对换热的影响，最后通过参数化计算确定了最佳的开缝形式为横条开缝形式，最佳的开缝尺寸为翅片间距2.5mm，翅片厚度0.5mm，开缝长度13.8 mm，开缝宽度1.3mm。