专利名称：一种控制变频空调室外风机与压缩机拍振噪音的方法
技术领域：
本发明是ー种控制变频空调室外风机与压缩机拍振噪音的方法，属于控制变频空调室外风机与压缩机拍振噪音的方法的改造技术。
背景技术：
日益苛刻的能源环境问题，迫使各空调厂家都在提高空调压缩机的运行频率，开发变频空调产品，以谋求在小压缩机机身上提升空调器的制冷制热能力，提高空调的能效比，加快制冷制热效果。比如，将空调压缩机的频率提高到65HZ以上，采用80HZ，90HZ，甚至100HZ以上。随着空调压缩机频率的提高，压缩机的旋转噪音幅值也越来越大，当压缩机的旋转噪音幅值增高，同时还与室外风机叶片旋转基频(BPF, Blade Passing-byFrequency)的2倍接近时,压缩机的旋转噪音与风轮的旋转噪音叠加，就产生了严重的拍 振现象，导致室外机系统运行时产生明显的低频脉动异音，该拍振异音的频率与人体器官的固有频率相当，容易让人感觉烦躁和不安，严重影响了空调室外机的音质和使用舒适性，同时也由于压缩机的旋转频率和风轮的2倍叶片基频相当，在运行过程中易引发钣金结构的共振，严重影响空调系统的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种能够实现有效减振和改善音质，降低噪音以及提高整机可靠性的控制变频空调室外风机与压缩机拍振噪音的方法。本发明的技术方案是本发明的控制变频空调室外风机与压缩机拍振噪音的方法，所述空调室外风机的风轮的转速为Y转/分钟，风轮的叶片数为Z，风轮的叶片旋转基频为Fl F1=ZX Y/60赫兹，所述压缩机的旋转频率为X赫兹，当压缩机的运行频率X在65赫兹至150赫兹之间时，风轮转速Y在800转/分钟至950转/分钟的范围内，且有以下关系压缩机的旋转频率X与风轮的叶片旋转基频Fl的二倍之差的绝对值大于5赫兹，即
X-2XF1|>5 赫兹。上述风轮的叶片数为2至4叶。上述风轮为轴流风轮或斜流风轮。本发明与现有技术相比的优点为当压缩机的运行频率高于65赫兹时，压缩机的旋转频率与风轮的二倍叶片基频错开5赫兹以上，大大提高了风轮与压缩机旋转噪声相互叠加所形成拍振的频率，使两拍之间的时间间隔接近人耳的最小时间分辨率，从而感觉不到拍振异音，可以大幅度消弱或彻底消除风轮和压缩机旋转噪音叠加而形成的拍振，从而显著改善空调室外机噪音的音质，特别是压缩机高频运行时的音质，消除了拍振嗡嗡声，同时也能有效避免钣金结构共振，达到了减振和改善音质，降低噪音以及提高整机可靠性的目的。本发明是ー种方便实用的控制变频空调室外风机与压缩机拍振噪音的方法。
图I是本发明中实施例的结构示意图。图2是本专利保护的ニ叶风轮转速与压缩机的频率关系曲线图。图3是本专利保护的三叶风轮转速与压缩机的频率关系曲线图。图4是本专利保护的四叶风轮转速与压缩机的频率关系曲线图。图5是压缩机旋转频率减去风轮2倍叶片基频之差的绝对值与拍振周期的关系曲线图。图6是压缩机旋转频率为80赫兹时，压缩机旋转频率与风轮2倍叶片基频之差的绝对值为I赫兹时的拍振声压与时间关系的噪音频率图。图7为压缩机旋转频率为80赫兹时，压缩机旋转频率与风轮2倍叶片基频之差的绝对值为5赫兹时的拍振声压与时间关系的噪音频率图。 图8为压缩机旋转频率为80赫兹时，压缩机旋转频率与风轮2倍叶片基频之差的绝对值为10赫兹时的拍振声压与时间关系的噪音频率图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式
做进ー步说明。
实施例一
如图一所示，本发明的技术方案是ー种控制变频空调室外风机与压缩机拍振噪音的方法，所述空调室外风机的风轮I的转速为Y转/分钟，风轮I的叶片数为Z，风轮I的叶片旋转基频(BPF, Blade Passing-by Frenquency)为 Fl F1=ZXY/60 赫兹，所述压缩机 2 的旋转频率为X赫兹，风轮I的转速在800转/分钟至950转/分钟的范围内，当压缩机的运行频率X在65至150赫兹范围内时，存在以下关系|X-2XF1|>5赫兹。即当压缩机的旋转频率X位于65至150赫兹范围内吋，压缩机的旋转频率X与二倍风轮叶片基频Fl之差的绝对值大于5赫兹。上述风轮I为轴流或斜流风轮，风轮I的叶片数为2至4叶。当控制风轮I的转速在800转/分钟至950转/分钟的范围内，可以有效地保证室外机的风量和空调器的制冷制热效果，同时也能保证当空调风轮电机采用6极电机吋，风轮具有较高的效率，在保证制冷制热的同时，也有效地降低风轮的电机功率。 对于叶片数为2叶的风轮1，当压缩机2的旋转频率在65赫兹至150赫兹时，选取风轮的运行转速为890转/分钟，此吋，2倍风轮叶片基频为59. 3赫兹，其与压缩机的旋转频率相差5. 7至90. 7赫兹，既能有效保证室外风扇电机的高效率，保证室外风量，同时也有效消除了拍振异音。对于叶片数为3叶的风轮1，当压缩机2的旋转频率在65赫兹至86赫兹时，选取风轮的运行转速为910转/分钟，此吋，2倍风轮叶片基频为91赫兹，其与65 86赫兹转速范围内的压缩机的旋转频率差为5至26赫兹；当压缩机的运行频率为86赫兹至150赫兹时，选取风轮的运行转速为810转/分钟，此吋，2倍风轮叶片基频为81赫兹，其与86 150赫兹转速范围内的压缩机的旋转频率相差5至69赫兹，既能有效保证室外风扇电机的高效率，保证室外风量，同时也有效消除了拍振异音。对于叶片数为4叶的风轮1，当压缩机2的旋转频率在65赫兹至112赫兹时，选取风轮的运行转速为894转/分钟，此吋，2倍风轮叶片基频为119. 2赫兹，其与65 112赫兹转速范围内的压缩机的旋转频率差为7. 2至54. 2赫兹；当压缩机的运行频率为112赫兹至150赫兹时，选取风轮I的运行转速为800转/分钟，此时，2倍风轮叶片基频为106. 7赫兹，其与112 150赫兹转速范围内的压缩机的旋转频率相差5. 3至43. 3赫兹，既能有效保证室外风扇电机的高效率，保证室外风量，也能有效消除拍振异音。当压缩机2运行频率为65至150赫兹时，通过不同的风轮叶片形状、叶片高度设计，以及通过改变电机不同的转速档位、或者通过控制电路反馈调节风轮转速等方式，既保证风轮的转速在800至950转/分钟的范围内，又保证2倍风轮叶片基频与压缩机的旋转频率差在5赫兹以上。如图2至图4所示，分别为叶片数为2叶、3叶、4叶吋，当压缩机2的工作转速为65赫兹至150赫兹，风轮I的工作转速为800转/分钟至950转/分钟，满足本发明条件的对应的保护范围关系图。设压缩机2的运行频率为X赫兹，风轮I的转速为Y转/分钟，如图2，对于叶片数为2叶的风轮，有以下关系Χ-4Υ/60>5 ；65 ￡Χ ￡150,800 ￡Υ ￡950.简化为 Y〈15X-75，65 ￡Χ ￡150, 800 ￡Υ ￡950。图中X为压缩机运行频率，单位为赫兹；Υ为风轮转速，单位为转/分钟。图中的阴影线区域为满足本发明条件的保护范围。图中标识的各个特征点的坐标(65，800)，(65,900), (68，950)，( 150，950)，( 150，800)所形成的阴影线区域为本发明专利的保护范围。表示风轮叶片数为2叶，压缩机的运行频率在65赫兹至150赫兹，风轮的转速在800 950转/分钟，且风轮的2倍叶片基频与压缩机的旋转频率差5赫兹以上，可以有效控制或消除风轮与压缩机之间的拍振异音。如图3，对于叶片数为3叶的风轮，有以下关系Χ-6Υ/60>5或者6Υ/60-Χ<5, 65 ￡X ￡150,800 ￡Υ ￡950.简化为Υ〈10Χ_50 或 Υ>10Χ+50, 65 ￡Χ ￡150,800 ￡Υ ￡950。图中X为压缩机运行频率，单位为赫兹；￥为风轮转速，单位为转/分钟。图中的阴影线区域为满足本发明条件的保护范围。图中标识的各个特征点的坐标(65，800)，(65,950), (90,950), (75,800)所形成的阴影线区域以及坐标点(85，800)，(100,950),(150，950)，(150，800)所形成的阴影线区域为本发明专利的保护范围。表示风轮叶片数为3叶，压缩机的运行频率在65赫兹至150赫兹，风轮的转速在800 950转/分钟，且风轮的2倍叶片基频与压缩机的旋转频率差5赫兹以上，可以有效控制或消除风轮与压缩机之间的拍振异音。如图4，对于叶片数为4叶的风轮1，有以下关系Χ-8Υ/60>5或者8Υ/60-Χ〈5，且65￡Χ￡150, 800 ￡Υ ￡950.简化为Υ〈7· 5Χ-37. 5 或 Υ>7· 5Χ+37. 5，65 ￡Χ ￡150，800 ￡Υ ￡950。图中X为压缩机2运行频率，单位为赫兹'Y为风轮转速，单位为转/分钟。图中的阴影线区域为满足本发明条件的保护范围。图中标识的各个特征点的坐标(65，800)，(65，950)，(122，950)，(102，800)所形成的阴影线区域以及坐标点(112，800)，(132，950)，(65，950)，(150，800)所形成的阴影线区域为本发明专利的保护范围。表示风轮叶片数为3叶，压缩机的运行频率在65赫兹至150赫兹，风轮的转速在800 950转/分钟，且风轮的2倍叶片基频与压缩机的旋转频率差5赫兹以上，可以有效控制或消除风轮与压缩机之间的拍振异
曰 当压缩机的运行频率低于65赫兹吋，压缩机的旋转噪音值较低，噪音能量小，即使此时压缩机的旋转频率与2倍风轮叶片基频相同，发生拍振现象，其拍振能量很低，人耳几乎感觉不到，不会产生令人感觉烦躁的嗡嗡声，也不会对室外机系统的可靠性产生影响。因此，压缩机运行频率低于65赫兹时，可不考虑风轮叶片基频与压缩机运行频率的拍振问题。图5为压缩机旋转频率减去风轮2倍叶片基频之差的绝对值与拍振周期的关系曲线图。由图可知，当两者的频率差大于5赫兹时，它们的拍振周期非常小，此时，人耳基本上听不到拍振异音。拍振周期与压缩机的旋转频率无关，仅与压缩机旋转频率和风轮2倍叶片基频之差的大小相关。图6为压缩机旋转频率为80赫兹时，压缩机旋转频率与风轮2倍叶片基频之差的绝对值为I赫兹时的拍振声压与时间关系的噪音频率图，由图可知，两者旋转频率相差I赫兹时，拍振非常明显，此时可以明显看到和听到拍振的腰和腹，拍振周期为I秒，拍振异音很大，人听到后有明显的不安和烦躁感。两者旋转频率相差I赫兹不在本专利的保护范围。
图7为压缩机旋转频率为80赫兹时，压缩机旋转频率与风轮2倍叶片基频之差的绝对值为5赫兹时的拍振声压与时间关系的噪音频率图。由图知，两者频率相差5赫兹吋，拍振的腰和腹减弱，拍振周期显著缩短，拍振异音基本消除，人耳感受不到拍振异音，当风轮叶片数为2至4叶，且风轮转速在800转/分至950转/分钟范围内吋，属于本专利的保护范围。图8为压缩机旋转频率为80赫兹时，压缩机旋转频率与风轮2倍叶片基频之差的绝对值为10赫兹时的拍振声压与时间关系的噪音频率图。由图知，两者频率相差10赫兹时，拍振的腰和腹减弱，拍振周期显著缩短，拍振异音基本消除，人耳感受不到拍振异音，同时噪音值也降低了 2分贝以上。当风轮叶片数为2至4叶，且风轮转速在800转/分至950转/分钟范围内时，属于本发明的保护范围。当压缩机的旋转频率为65赫兹至150赫兹时，风轮转速控制在800转/分钟至950转/分钟的范围内，风轮叶片数采用2叶至4叶，且压缩机的旋转频率与风轮2倍叶片基频之差的绝对值大于5赫兹，既可以明显错开二者的旋转噪音，从而显著縮小了两旋转噪声相互叠加所形成的拍振周期，使两拍之间的时间间隔接近人耳的最小时间分辨率，实现了音质优化、降低噪音的目的，噪声值降低了约3dB。同时也有效地保证了空调室外机的散热风量及电机效率，提升了整机能效，降低了整机成本，从而提升了整机的综合性价比。当压缩机的旋转频率与风轮2倍旋转基频相差相同的频率时，在压缩机不同的旋转频率下，其与风轮的拍振周期相同，仅拍振声压不同。当压缩机的旋转频率低于65赫兹时，其声压很小，拍振能量很低，人耳几乎感觉不到。所以，当压缩机的旋转频率低于65赫兹时，可以不用考虑压缩机与风轮相互拍振的影响。
权利要求
1.ー种控制变频空调室外风机与压缩机拍振噪音的方法，所述空调室外风机的风轮(I)的转速为Y转/分钟，风轮(I)的叶片数为Z，风轮(I)的叶片旋转基频为Fl F1=ZX Y/60赫兹，所述压缩机(2)的旋转频率为X赫兹，其特征在于当压缩机(2)的运行频率X在65赫兹至150赫兹之间时，风轮(I)转速Y在800转/分钟至950转/分钟的范围内，且有以下关系压缩机的旋转频率X与风轮(I)的叶片旋转基频Fl的二倍之差的绝对值大于5赫兹，即 X-2XF1|>5 赫兹。
2.根据权利要求I所述的控制变频空调室外风机与压缩机拍振噪音的方法，其特征在于上述风轮(I)的叶片数为2至4叶。
3.根据权利要求I所述的控制变频空调室外风机与压缩机拍振噪音的方法，其特征在于上述风轮(I)为轴流风轮或斜流风轮。
全文摘要
本发明是一种控制变频空调室外风机与压缩机拍振噪音的方法。所述空调室外风机的风轮(1)的转速为Y转/分钟，风轮(1)的叶片数为Z，风轮(1)的叶片旋转基频为F1F1=Z×Y/60赫兹，所述压缩机(2)的旋转频率为X赫兹，其特征在于当压缩机(2)的运行频率X在65赫兹至150赫兹之间时，风轮(1)转速Y在800转/分钟至950转/分钟的范围内，且有以下关系压缩机的旋转频率X与风轮(1)的叶片旋转基频F1的二倍之差的绝对值大于5赫兹，即|X-2×F1|>5赫兹。本发明可以大幅度消弱或彻底消除风轮和压缩机旋转噪音叠加而形成的拍振，从而显著改善空调室外机噪音的音质，同时能有效避免钣金结构共振，能减振和改善音质，能降低噪音以及提高整机可靠性。
文档编号F24F1/40GK102721120SQ201210139839
公开日2012年10月10日 申请日期2012年5月8日 优先权日2012年5月8日
发明者庄子宝, 游斌, 薛玮飞 申请人:广东美的制冷设备有限公司