เสียงลมของมอเตอร์พัดลมเครื่องปรับอากาศคืออะไร

ธรรมชาติของเสียงลม: ซิมโฟนีของอากาศพลศาสตร์และการสั่นสะเทือนเชิงกล

เสียงลมจาก มอเตอร์พัดลมปรับอากาศ เป็นหนึ่งในแหล่งกำเนิดเสียงที่สำคัญที่สุดในระหว่างการทำงานของระบบเครื่องปรับอากาศ มันไม่ใช่แค่ "เสียงลม" แต่เป็นเสียงที่ซับซ้อนที่เกิดจากการทำงานร่วมกันที่ซับซ้อนของอากาศพลศาสตร์และการสั่นสะเทือนเชิงกล จากมุมมองทางเทคนิคเสียงลมสามารถกำหนดเป็นคลื่นเสียงที่เกิดจากการหมุนความเร็วสูงของใบพัดพัดลมซึ่งโต้ตอบกับอากาศทำให้เกิดความไม่แน่นอนของการไหลเวียนของอากาศความปั่นป่วนกระแสน้ำวนและความผันผวนของแรงดัน โดยทั่วไปแล้วเสียงรบกวนนี้จะเป็นบรอดแบนด์ซึ่งหมายความว่าพลังงานจะถูกกระจายไปทั่วช่วงความถี่ที่กว้าง แต่ยอดเขาเกิดขึ้นที่ความถี่เฉพาะ (เช่นความถี่ผ่านใบมีดและฮาร์มอนิกส์)

แหล่งที่มาของเสียงลม: กลไกการสร้างหลักสี่ประการ

1. เสียงความถี่ผ่านใบมีด:
นี่คือองค์ประกอบที่เป็นตัวแทนมากที่สุดของเสียงลม เมื่อใบพัดพัดลมหมุนด้วยความเร็วสูง "ตัด" เป็นระยะ ๆ ผ่านอากาศหรือโครงสร้างคงที่ (เช่นตัวยึดมอเตอร์และลิ้นวจูด) พวกเขาจะสร้างการเต้นเป็นระยะ การเต้นเป็นจังหวะนี้สร้างเสียงรบกวนเฉพาะที่เรียกว่าความถี่การผ่านใบมีด (BPF) สูตรการคำนวณคือ: BPF = จำนวนใบมีด×ความเร็วในการหมุน (รอบต่อนาที) ตัวอย่างเช่นพัดลมที่มีใบมีดเจ็ดใบและความเร็วในการหมุนที่ 1200 รอบต่อนาทีมี BPF 7 × (1200/60) = 140 Hz เนื่องจากความไวที่แตกต่างกันไปยังความถี่เฉพาะ BPFs ในช่วง 1-4 kHz สามารถทำให้เกิดการระคายเคืองเป็นพิเศษ

2. เสียงกระแสน้ำวนที่ส่งเสียงดัง:
เมื่ออากาศไหลผ่านพื้นผิวที่ผิดปกติเช่นใบพัดพัดลม, วงเล็บและ volutes, vortices ที่ไม่เสถียรจะเกิดขึ้น เมื่อกระแสน้ำวนเหล่านี้แตกสลายจากพื้นผิวพวกมันจะสร้างความผันผวนของความดันแบบสุ่มสร้างเสียงบรอดแบนด์ที่ไม่ผ่านช่วงเวลา Vortex ส่งเสียงดังมักจะปรากฏว่าเป็นเสียงฟู่หรือเสียงหึ่ง มันอาจไม่สามารถสังเกตได้ด้วยความเร็วลมต่ำ แต่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญที่ความเร็วลมที่สูงขึ้น การควบคุมเสียงรบกวนนี้ต้องปรับการออกแบบเส้นทางการไหลของอากาศให้เหมาะสมเพื่อลดพื้นผิวการลากที่ไม่จำเป็นและการเลี้ยวที่คมชัด

3. เสียงรบกวนจากความปั่นป่วน:
การหมุนของใบพัดพัดลมสร้างการไหลเวียนของอากาศที่ปั่นป่วนสูง ความปั่นป่วนของตัวเองคือการเคลื่อนที่แบบสุ่มและไม่เป็นระเบียบที่มีกระแสน้ำวนที่มีขนาดแตกต่างกัน การเคลื่อนไหวแบบสุ่มและการโต้ตอบของกระแสน้ำวนเหล่านี้ยังสร้างเสียงบรอดแบนด์ เสียงรบกวนจากความปั่นป่วนเป็นสัดส่วนกับพลังลมที่หกของความเร็วลมซึ่งหมายความว่าสำหรับความเร็วลมทุกสองเท่าระดับความดันเสียงของเสียงรบกวนความปั่นป่วนเพิ่มขึ้นเกือบ 18 เดซิเบล นี่คือเหตุผลหลักที่ทำให้เครื่องปรับอากาศมีสัญญาณรบกวนเพิ่มขึ้นอย่างมากในโหมด "พลังงาน"

4. เสียงสะท้อนเสียง:
การสั่นพ้องเกิดขึ้นเมื่อความถี่ธรรมชาติของใบพัดพัดลม, volute หรือโครงสร้างเครื่องปรับอากาศทั้งหมดอยู่ใกล้กับความถี่เสียงรบกวนที่เกิดจากพัดลม (เช่น BPF) การสั่นพ้องทำให้แอมพลิจูดของการสั่นสะเทือนเพิ่มขึ้นอย่างมากขยายเสียงรบกวนการสั่นสะเทือนที่ลึกซึ้งในตอนแรกเป็นเสียงดัง เสียงนี้มักจะปรากฏเป็นเสียง "เสียงพึมพำ" หรือ "คำราม" บางครั้งก็มาพร้อมกับการสั่นสะเทือนที่รับรู้ได้ การควบคุมเสียงเรโซแนนซ์จำเป็นต้องมีการปรับวัสดุโครงสร้างให้เหมาะสมเพิ่มวัสดุการทำให้หมาด ๆ หรือปรับเปลี่ยนการออกแบบโครงสร้างเพื่อเปลี่ยนความถี่เรโซแนนท์

กลยุทธ์การควบคุมเสียงลม: การเพิ่มประสิทธิภาพที่ครอบคลุมจากการออกแบบไปจนถึงแอปพลิเคชัน

เพื่อลดเสียงลมในมอเตอร์พัดลมปรับอากาศอย่างมีประสิทธิภาพอุตสาหกรรมได้ใช้มาตรการทางเทคนิคที่หลากหลายซึ่งรวมเข้าด้วยกันตลอดการออกแบบผลิตภัณฑ์การผลิตและกระบวนการติดตั้งทั้งหมด

1. การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบของใบพัดและอากาศพลศาสตร์:
นี่คือกุญแจสำคัญในการจัดการกับเสียงลมโดยพื้นฐาน ผ่านการจำลองการคำนวณพลศาสตร์ของไหล (CFD) วิศวกรสามารถปรับรูปร่างของใบมีดความโค้งมุมพิทช์และความหนาเพื่อลดการแยกการไหลของอากาศและความปั่นป่วนซึ่งจะช่วยลดเสียงรบกวนของกระแสน้ำวน นอกจากนี้การใช้ระยะห่างหรือความยาวของใบมีดที่ไม่เท่ากันสามารถขัดขวางฮาร์มอนิกของพัดลมเป่าลม (BPF) ได้อย่างมีประสิทธิภาพกระจายพลังงานและลดความคมชัดของเสียง

2. การเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างท่อและท่ออากาศ: การเพิ่มประสิทธิภาพ:
การออกแบบ Volute มีความสำคัญต่อผลกระทบต่อเสียงลม การเพิ่มประสิทธิภาพระยะห่างระหว่างลิ้นวัคซีนและใบพัดสามารถลดจังหวะการไหลของอากาศในระหว่างการตัดใบมีด การออกแบบผนังด้านในและท่ออากาศที่มีความคล่องตัวสามารถลดความต้านทานการไหลเวียนของอากาศความปั่นป่วนและกระแสน้ำวนซึ่งจะช่วยลดเสียงรบกวน เครื่องปรับอากาศระดับไฮเอนด์บางตัวอาจใช้ปริมาณอากาศแบบสองทิศทางหรือการออกแบบท่อหลายชั้นเพื่อให้เกิดการไหลเวียนของอากาศที่ราบรื่นขึ้น

3. วัสดุและการสั่นสะเทือนและเทคโนโลยีการลดเสียงรบกวน:
การใช้วัสดุคอมโพสิตพอลิเมอร์หรือวัสดุดูดซับเสียงเพื่อผลิตสารก้นสามและท่อดูดซับและลดระดับคลื่นเสียงได้อย่างมีประสิทธิภาพ การใช้แผ่นรองการสั่นสะเทือนแบบยืดหยุ่นหรือกาวหมาด ๆ ที่การเชื่อมต่อระหว่างมอเตอร์พัดลมและปลอกเครื่องปรับอากาศสามารถแยกการสั่นสะเทือนของมอเตอร์ป้องกันไม่ให้มันถูกส่งผ่านโครงสร้างไปยังแผงเครื่องปรับอากาศซึ่งจะช่วยลดเสียงรบกวนที่เกิดจากโครงสร้าง

4. เทคโนโลยีการควบคุมมอเตอร์:
การใช้เทคโนโลยีความถี่ตัวแปรและเทคโนโลยี DC (BLDC) เป็นแนวโน้มในมอเตอร์พัดลมเครื่องปรับอากาศที่ทันสมัย เนื่องจาก BLDC Motors ขาดแปรงจึงทำงานได้อย่างราบรื่นและเงียบลงและความเร็วของพวกเขาสามารถปรับได้อย่างแม่นยำและต่อเนื่องโดยตัวควบคุมความถี่ตัวแปร สิ่งนี้ช่วยให้เครื่องปรับอากาศสามารถปรับความเร็วอากาศตามความต้องการที่แท้จริง ด้วยความเร็วต่ำระดับเสียงสามารถลดลงได้อย่างมีนัยสำคัญช่วยปรับปรุงความสะดวกสบายของผู้ใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การวัดและการประเมินเสียงลม

โดยทั่วไปแล้วการวัดเสียงลมจะดำเนินการในห้อง anechoic เพื่อให้แน่ใจว่าผลการวัดจะไม่ได้รับผลกระทบจากเสียงภายนอก ตัวชี้วัดการวัดที่สำคัญ ได้แก่ :

ระดับความดันเสียง (DB): สิ่งนี้สะท้อนให้เห็นถึงความดังของเสียง โดยทั่วไปแล้วระดับความดันเสียง A-weighted (DBA) จะใช้เพราะมันคล้ายกับการรับรู้ของหูของมนุษย์อย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้น

ระดับพลังเสียง (DB): สิ่งนี้สะท้อนให้เห็นถึงพลังงานเสียงรบกวนของแหล่งกำเนิดเอง มันเป็นอิสระจากสภาพแวดล้อมการทดสอบและเป็นตัวชี้วัดพื้นฐานสำหรับการประเมินประสิทธิภาพเสียงของผลิตภัณฑ์

การวิเคราะห์สเปกตรัม: โดยการวิเคราะห์การกระจายของเสียงรบกวนในความถี่ที่แตกต่างกันระดับเสียงรบกวนสูงสุดเช่นความถี่การตัดใบมีดสามารถระบุได้ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการออกแบบการลดเสียงรบกวนที่ตามมา