图 1图 2图 3图 4图 5图 6何 珍 ( 珠海格力电器股份有限公司广东珠海5 1 9 0 7 0 )摘 要:由于工程安装或设计因素,冷媒流经电子膨胀阀时将产生节流噪音 对冷媒流经电子膨胀阀时产生的节流噪音进行了分类,针对 各种噪音产生的原因提出了相应的控制措施 关键词: 变频技术 多联式空调 电子膨胀阀 噪音1 引言 传统空调制冷系统中, 由于使用的定 频压缩机能力输出为定值, 系统中冷媒循 环量变化较小 , 只用对流量做微小的调 节, 普遍采用毛细管作为节流元件就可以 满足要求 随着压缩机等变频技术的日益 成熟 , 特别是多联式空调机组的迅速发 展, 系统中冷媒循环量的合理控制显得更 加重要 目前广泛使用的流量可变型节流 元件 , 常见的有热力膨胀阀 、 电子膨胀阀 等 热力膨胀阀由于其感温包有明显的延 迟特性, 难以对流量变化作出迅速而有效 的反应,导致制冷系统调节不平稳,造成机 组运转不稳定[1],而且安装所占空间大,控 制精度差,不适应空调小型化、 精确调节的 发展趋势 而电子膨胀阀整体结构紧凑,控制精度高, 在多联机特别是室内机中得到 了普遍的应用。
电子膨胀阀作为系统中的节流元件, 可以实现对冷媒循环量的合理控制[2] 但由 于工程安装、 设计等因素的影响,在实际使 用中系统的噪音问题普遍存在 而随着人 们生活品质的提高 ,对噪音的要求越来越 严格, 这就对以后的工程安装或设计工作 提出了更高的要求 本文将对冷媒流过电 子膨胀阀节流时产生噪音的原因进行分 析,并提出相应的控制方法脉动的 特别是当流体传递到系统中的锁 扣截面时,流体的压力和流速会发生变化 比如, 冷凝后的液态制冷剂经过系统中的 节流装置,由于通道截面突然变窄,高速高 压的制冷剂会在变截面处产生压缩波 ,使 系统产生噪声和振动[3]3 电子膨胀阀节流噪音的分类 电子膨胀阀通过温度传感器采集到的 参数进行计算输出驱动信号来控制开度的 变化,反应和动作速度快,流量调节较其他 节流装置更加平稳、 准确,应用到多联机系 统中,极大的改善了整机的性能,提升了系 统的舒适性 但往往由于工程安装或设计 因素, 在制冷剂流经电子膨胀阀时将产生 低频振动噪声、 液流噪声 、 口哨声等噪声, 而距离节流点较近的换热器对这些噪声起 到放大器作用, 从而将噪声通过风口传到 房间,严重的影响到用户,特别是在夜间休 息时间,影响尤为显著。
根据噪音产生的原因可将节流噪音分 为: 阀针振动噪声、 大气泡挤破噪声、 小气 泡挤破噪声2 电子膨胀阀节流噪音产生原理 空调系统由压缩机、 冷凝器(包括为了 增加过冷度设置的过冷装置,如板换、 套管 等)、 节流装置、 蒸发器,风机系统,管路系 统等组成 制冷循环中,低温低压的气态冷 媒经过压缩机压缩后变为高温高压的气 体,经过冷凝器的冷却和冷凝,转变成为高 温高压的液态, 再经过电子膨胀阀的节流 转变成气液两相态的冷媒在蒸发器中蒸发 产生制冷效果 机组运行时,其内部压力是4 节流噪音的产生与控制 4 . 1 阀针振动噪音及控制 阀针振动噪声是制冷剂在电子膨胀阀 内流动产生涡流引起阀针振动而发出的低 频噪声,一般频率在1000Hz以下 有时候发 出阀针与阀体撞击的声音, 一般频率为0. 8～1kHz(如图1) 解决阀针振动噪声需要从三方面着 手:改变阀针尖端形状;减小阀体腔体与阀( 下转 8 1 页)科技创业家 TECHNOLOGICAL PIONEERS792013 年 04(上) 科技创业家 TECHNOLOGICAL PIONEERS工 业 技 术劣化或造成短路; (3) 插脚式端子焊接时应在235℃±5 ℃,3秒钟内完成,焊接应离电位器本体1. 5mm以上,焊接时勿使用焊锡流穿线路板; 焊线式端子焊接时应在350 ℃±10℃,3秒 钟内完成,且端子应避免重压,否则易造成 接触不良; (4)线绕电位器碳膜的功率能承受的环 境温度为70℃,当使用温度高于70℃时可 能会丧失其功能; (5)电位器外部焊接时,应避免所用钎 料与电位器内部焊接钎料为同一型号而导 致钎料熔点一致,将热量传入电位器内部。
在以上分析的基础上, 我们更换了同 型号的线绕电位器,电机跳转及异响现象 彻底消除,设备运行正常变动将直接导致电机的跳转及不正常的 “咔咔” 声 而引起电位器电阻变化主要原 因是: 第一, 线绕电位器金属旋柄因长期反 复旋扭,滑动电刷与电阻体的接触不可靠, 导致电位器电阻产生跳变 第二,电位器内部匝数短路,造成短路 处的脉冲间隔比正常情况宽很多, 从而导 致大的跳跃 第三, 电位器引出端与绕阻连接处的 焊锡钎料有重组现象, 且重组后的锡珠连 接在电阻体上,当电刷运行至锡珠处时,电 阻突跳,引起输出电压跳变 第四, 焊接电位器时焊接时间过长或 工具使用不当, 热量通过接线柱传至电位 器内部,导致电位器内部钎料熔化,附着在 电阻体上, 影响电位计电刷与电阻体的接 触,导致电位器电阻产生跳变Ui Rx RLU L R R(3) R R R 2L max x max x设电阻相对变化r ,并设 m Rmax ,R x RmaxRL m称为负载系数 ,Y=U /U , 将 r 、 m 、 Y 代入 L i (3)式中于是有:Y r U(4)i1rmmr 2 在实际中, 电位器必定会连接一定负 载RL。
速度传感器试验台中,线绕电位器连 接的负载是连接有减速齿轮箱的电机 由 式(3)可知,电位器的负载特性不但与金属 旋柄旋转的圈数,即Rx的大小有关,同样也 与负载阻值RL有关 由式(4) 可知,当电位 器接有负载电阻时 ,线性线绕电位器的负 载特性为非线性,且负载系数m越大会越严 重 因此,在实际工作中选择线绕电位器的 最大阻值应当尽量大于或等于负载阻值 , 从而缩小误差参考文献 [1] CarlDavidTodd,P.E.电位器基础及其 应用[M].北京:国防工业出版社,1984.4 故障分析 通过以上对线绕电位器结构及原理、 特性的分析,我们初步得出结论,引起速度 传感器试验台电机跳转的原因是电位器电 阻变化引起的 实际中,若线绕电位器未失 效,进行空载试验时,Uo输出电压应当随着 金属旋柄的缓慢匀速旋转,呈线性上升,但 是由于速度传感器试验台上的电位器已经 失效,测出的电压随着x的增大出现了大的 跳跃,于是出现当电位器内部电阻跳变时, 电位器输出电压将随之跳变, 输出电压的 5 结语 通过此次速度传感器试验台故障分析 处理,提醒我们在设备的使用维护过程中, 预防线绕电位器的失效应当注意以下几 点 : (1)绕电位器套上旋钮的过程中, 所用推力不能过大 ,否则将可能造成对电 位器的损坏; (2)线绕电位器表面应避免结露或有水 滴存在,避免在潮湿地方使用,以防止绝缘( 上接 7 9 页)针的间隙或改变腔体形状 ; 减小阀针与阀 针导孔的配合间隙 。
以上措施都可以减小 涡流的形成, 从而降低电子膨胀阀内流动 产生的涡流导致阀针振动引起的低频噪声 (如图2) 4 . 2 大气泡挤破产生噪音及控制 气泡破裂的噪声跟气泡比例有关, 当 液管为气液两相时 ,发出的噪声是断断续 续的,声音较大;当液管为纯液体或者纯气 体时, 节流噪声是连续的, 声音较小 大气 泡被挤破的噪声主要表现为吱吱声 、 咕噜 咕噜等液流声音,频率一般在1k~2kHz 气 泡的存在导致节流压力波动, 产生典型的 液流声(如图3) 消除该噪声, 如果不改进电子膨胀阀 结构,通常做法是靠近节流点20mm 左右增 加一个100目的过滤网,将大气泡转变为小 气泡,从而降低节流噪声(如图4) 要想从根本上解决该类型噪声, 需要 对电子膨胀阀节流通道进行改进, 使流场比较顺,减小流场压力波动 通常是将节流 孔增加导角,做成喇叭口形状(如图5) 4 . 3 小气泡挤破噪声及控制 小气泡破碎产生的噪声一般比较连 续,在节流后产生,表现为比较尖锐的的口 哨声 其频率范围大约在4～6kHz 产生原 理图如图6: 小气泡破碎产生的噪音只能通过改善 流场来降低, 通常是将节流通道做成喇叭 口形状,如4.2中所述。
流入口添加过滤网破坏大气泡来进行控 制 , 同时需要改善阀体结构 , 减少流场波 动; (3)小气泡挤破产生的噪音只能通过改 善流场来降低参考文献[1] 田怀璋,朱瑞琪,刘婷.电子膨胀阀技术 综述[J],流体工程,2000(7):1-5. 王倩, 李皓琨. 浅谈机电一体化对变频 一拖多中电子膨胀阀的控制[J],家电科 技,2008(23). 陈绍林,吴俊鸿,段亮.空调系统制冷剂 压力脉动产生的噪音分析及对策[J].制 冷与空调,2011(2).[2]5 结论 由于工程安装或设计因素, 冷媒在流 经电子膨胀阀时可能产生节流噪音, 根据 噪音产生的原因可将节流噪音分为阀针振 动噪声 、 大气泡挤破噪声 、 小气泡挤破噪 声 (1)阀针振动产生的噪音可通过改善阀 针和阀体结构减小涡流的形成来进行控 制; (2)大气泡挤破产生的噪音可通过在节[3]科技创业家 TECHNOLOGICAL PIONEERS81。