家用冷冻冷藏柜制冷系统噪音分析及改善

家用冷冻冷藏柜制冷系统噪音分析及改善家用冷冻冷藏柜制冷系统噪音分析及改善 王京春1、2 张华1 （1 上海理工大学能源与动力工程学院，上海 200093； 2 青岛海尔集团冷柜事业部，青岛，266103） 摘摘 要：要：冷柜属于家电产品，噪音是重要性能指标，家电噪音污染在一定程度上影响消费者的身心健康。本文从冷冻冷藏柜系统的操作原因、设计原因、部件原因分析了冷柜噪音产生的根源，通过改换压缩机、系统重新抽空灌注、加装消音器等措施降低系统噪音。实验结果表明，采取上述措施后，系统噪音得到不同程度的改善。 关键词：关键词：冷冻冷藏柜 噪音 改善 Noise Analysis and Improvement in the Refrigeration System of the Household Refrigerated Cabinet Wang jingchun1、2 Zhang Hua1 Wang JingChun (1 University of Shanghai for Science and Technology，shanghai 200093; 2 Haier group ,Qingdao 266103) Abstract:Noise problems present widespread in household products and noise pollution affects the health of consumers to a certain extent. This paper analyzes the root causes of noise with the refrigerated cabinets in the respects of operational reasons, the design reasons and the component reasons. Specially, jobs of compressor replacement, system re-vacuum and perfusion, and the installation of silencer were done to Reduce system noise. The results show that with those measures taken out, system noise has been reduced to some degrees. Keywords: Refrigerator，Noise，Improvement 0 引言 交通噪声和工业噪声的危害已尽人皆知了， 而随着人们生活水平的提高， 家用电器的危害正逐渐的被人们所认知。我国环境噪声标准组织建议，住宅噪声白天不宜超过 50 分贝，夜间噪声不宜超过 45 分贝。医学研究证明，家庭中噪声如果超过 60 分贝，可对听力、神经系统、心血管系统、消化系统产生一定的影响。轻者可有听力衰退、头痛、头晕、失眠、记忆力衰退等症状，重者可引起耳聋全身衰弱无力、心动过速、血压升高、食欲不振、消化不良等严重后果。在日常生活中，电视机、电风扇、电冰箱、洗衣机、电吹风都是噪音产生的源头，据测定，音量放大的电视机、收录机音量可达到 60-80 分贝，电风扇的噪音可达到40-60 分贝，洗衣机的马达可达到 40-70 分贝1。最新的家用电冰箱、冷冻冷藏柜一般采用全封闭压缩机驱动，噪音较小，但由于其放置在客厅等安静场所，更低的噪音性能往往更能够引起消费者的青睐。 冷柜产品一般为家用产品，用户对产品的性能要求较高，由于系统设计、制造工艺、使用不规范等原因造成系统故障的事例不在少数。以国内某公司的冷冻冷藏柜为例：自2010.1.1 至 2010.4.21，社会反馈该型号故障问题 109 例，其中管路噪音 88 例，占比 80%，对于管路故障产品，用户退机和换机分别为 36 台、31 台，另有 21 台售后维修解决，造成退换机直接损失占总数量的 61.5%，说明系统噪音是目前用户对冷柜噪音抱怨最大的问题。 用户对冷冻冷藏柜的系统噪音主要反馈的现象有：开关门时有噪音（47.7%） 、风扇噪声（13.6%） 、启动或停机时噪音大（13.6%） 、运行时异音（33%） 。 图 1 冷藏冷冻柜产品故障分布图(A)及处理措施（B） 1 冷柜噪音原因分析 1.1 制冷系统抽真空因素分析 选取两台用户反映噪声较大的冷冻冷藏柜，测定其噪音值，然后对制冷系统重新抽空、灌注制冷剂，对比前后的噪音变化如表 1 所示。通过对比可以看出，编码尾号为 EAH2Y 的社返机经过抽空之后，关门/开门噪音值分别降低 20.45/25.15dB(A)；编码尾号为 S0338 的社返机经过抽空之后，关门/开门噪音值分别降低 16.11/26.11dB(A)；且两台社返机抽空后，制冷剂喷发声和制冷剂循环产生的呼噜声明显减小， 说明生产中存在的抽空不良造成抽空不净也是产生噪音的原因。 抽空灌注时，如个别抽空泵不良，或吹氮不到位，易导致灌注后系统内存在空气或粉尘杂质等： a）如存在空气，则不凝性气体干扰制冷剂相变效率，导致排出毛细管液相增加，使气液交汇的噪音增大，即咕噜咕噜声或流水声；且不凝气体导致系统内压力增加，空气分段混数量51123988不制冷 底脚不平 铰链故障 外观故障 温控器 压机噪音 管路噪音数量3631912退机 换机 重抽灌 整管（A） （B） 在制冷剂中间，导致毛细管喷发有一促一促的急音，即嘎啦嘎啦或扑哧扑哧声； b）如存在杂质，在运行中聚集于毛细管壁，沾染压机油，导致毛细管实际管径减小，喷发压力、速率较大，接口处共振增大，且各噪声也进一步放大2。 表 1 冷冻冷藏柜重新抽空前后噪音变化 产品型号 出厂编码 额定值dB(A) 国标限值dB(A) 企标限值dB(A) 实测值关门/开门dB(A) 重新抽空前 A EAH2Y 45 47 55 58.95/65.15 B S0338 45 47 55 54.35/64.65 重新抽空后 A EAH2Y 45 47 55 38.50/40.15 B S0338 45 47 55 38.24/38.54 A（解剖后） S0338 45 47 55 41.88/43.26 产品 A 解剖后因失去发泡料隔音效果，故实测值比第二次测试大，本次改进主要是将毛细管出口处理后，重新焊到蒸发器上，因毛细管太细，厂内无进行扩口处理 1.2 制冷系统压缩机因素分析 压缩机是制冷系统的心脏部件， 压缩机的好坏直接影响的制冷系统的性能。 较好的压机运行更加平稳、性能更高、噪音更低3。对冷柜产品 A、B 更换不同压机并进行噪音测试，结果如表 2 所示， 实验结果说明： 两型号管路完全一致， 根据实验报告及随机抽测结果分析，新压机 NU1080Y 噪音平均比老压机 JK1080Y 低 2-3 分贝， 且老压机一致性及启动噪音水平也较差 表 2 冷柜更换压机前后噪音对比 产品型号 压缩机型号 额定值dB(A) GB19606 标准限值 dB(A) GB/T8059 标准限值 dB(A) 企标限值dB(A) 实测值关门/开门dB(A) A JK1080Y 45 47 55 55 43.2/44.1 NU1080Y 45 47 55 55 41.3/42.0 B JK1080Y 45 47 55 55 45.3/46.2 NU1080Y 45 47 55 55 41.5/42.8 2 冷藏冷冻柜噪音源分析 根据国家标准，噪音源分析装置中的 4 个麦克风点为：右 1，后 2，左 3，前 4。4 个麦克风点离地面高度 1/2*(h+1)（与冷柜高度 h 有关系） ，离冷柜外表面中轴线距离 1m。此外还增加近场 6 个点：左上 7，右上 5，后上 6，这 3 个麦克风点离地面高度同国标点，离冰箱外表面中轴线距离 0.3m；左下 10，右下 8，后下 9，这 3 个麦克风点离地面高度 0.3m，离冷柜外表面中轴线距离 0.3m。 用该实验装置对五台用户样机在平稳运行及停机后的噪音值进行了测量， 得到的数据列于表 3 中。实验中发现：a）噪音测试分贝值并未高于企标值 42dB(A)。b）样机开机阶段和停机阶段噪声瞬时值均有显著毛糙，变动较大，在 5-10dB（A）之间。c）实际听样机，关门就能听到明显的喷发声音， 开门更明显， 有些样机重新抽空后仍然能听到间断的喷发噪音。d）喷发噪音主要表现为流水声、咕噜声、和间断增加的扑拉声。 表 3 样机噪音源分析数据 型号 样机编号 运行状态 LP 右1 LP 后2 LP 左3 LP 前4 平 均声 压级LPA 声 功率 级LW 5 右上 6 后上 7左上 8右下 9后下 10 左下 用户反映噪音样机 1 稳态运行 26.9 28.0 26.6 24.7 26.55 38.6 29.1 32.1 28.6 35.8 35.9 31.4 停机后制冷剂声音 24.0 26.3 26.5 23.7 25.13 37.2 26.9 32.1 28.4 28.3 33.9 30.0 2 稳态运行 25.7 27.2 25.1 24.0 25.50 37.6 27.8 31.6 28.4 34.4 36.1 31.3 停机后制冷剂声音 24.1 27.0 25.5 23.8 25.10 37.2 26.3 31.9 27.9 30.4 35.8 30.9 3 稳态运行 28.0 32.5 25.9 26.2 28.15 40.2 32.0 37.9 30.5 36.7 39.4 32.6 停机后制冷剂声音 24.1 28.7 23.6 23.3 24.93 37.0 28.3 34.0 27.5 31.7 35.3 29.7 4 稳态运行 26.4 26.8 24.7 23.5 25.35 37.4 27.5 30.4 26.5 34.4 35.3 30.9 停机后制冷剂声音 24.6 25.6 25.2 23.8 24.80 36.9 28.1 30.9 27.5 29.9 34.1 31.2 5 稳态运行 26.7 30.5 28.2 26.7 28.03 40.1 28.6 34.7 30.0 34.8 38.6 36.7 停机后制冷剂声音 26.1 30.7 28.0 25.8 27.65 39.7 27.6 35.5 30.0 33.6 38.9 37.4 注：3 号为上供下回并带储液罐 ，5 号毛细管蒸发器过渡处少竖段 2.1 噪音源分析及改进方案 从表 4 数据中我们可以看到： 1 号样机开停机右下方噪音值相差最大 7.5dB， 后下开机停机都是其他方位中最大的，这五台中压缩机/喷发噪音影响最大的。改进方案定为：为其加装消音器，毛细管采用斜插方式，并对其包裹胶泥。2 号样机同 1 号样机问题接近，开关机右下方噪音相差 4dB，改进方案定为对其整理毛细管并用胶泥包裹。3 号样机蒸发器采用上供下回方式，开机噪音最大 40.2dB，停机后右下方噪音下降 5dB，噪音各方位都下降较大，开机噪音较大特别是后下、后上，应该是系统喷发噪音，停机噪音不大。改进方案定为在毛细管与蒸发器接口处包裹胶泥。4 号样机开停机右下方下降 4.5dB，除后下，其他方位比开机噪音高， 停机后平衡压力噪音较大， 改进方案为： 为其加装消音器， 毛细管采用直插方式，外包陶氏减震材料。5 号样机蒸发器与毛细管连接处少竖段，开机噪音 40.1dB，停机噪音39.7dB，是五个样机中最大的。停机后右下方下降 1.2dB，除右上部位外其他部位均比开机噪音高。喷发噪音、平衡压力噪音都较大。改进方案定