家用除湿机配管管路振动分析及优化

家用除湿机配管管路振动分析及优化
胡洁华
【摘要】通过对某款家用除湿机吸排气配管管路的分析,阐述了除湿机配管振动产生的机理及影响,并在此基础上通过噪声分析、CAE计算等多种技术方法的综合运用,对现行配管管路进行改进优化,整改后的配管管路不仅振动得到有效控制、可靠性得到提高,而且除湿机的噪声有较大幅度的下降,改善了用户的使用环境.
【期刊名称】《技术与市场》
【年(卷),期】2012(019)004
【总页数】1页(P121)
【关键词】除湿机;配管;管路;振动
【作者】胡洁华
【作者单位】上海日立电器有限公司,上海201206
【正文语种】中文
0 引言
随着生活质量的提高，家用除湿机逐渐步入人们的生活，对于除湿机性能指标的要求也越来越高。

对于除湿机的噪声，近年来用户也有投诉。

家用除湿机异常噪声主要是由压缩机、风扇、配管管路和钣金件等共同作用引起，特别是配管管路振动所引起的噪声，对整机的振动噪声贡献很大，而且配管的较大振动也容易导致配管管路的疲劳断裂。

因此，配管管路的合理优化设计对降低除湿机振动噪声及提高产品
的可靠性有着重要作用。

1 除湿机管路振动机理
家用除湿机体积小、结构紧凑，除湿机机械室安装了压缩机后，压缩机的吸排气管路受到机械室空间小的限制，管路布置相对困难，造成除湿机整机的振动和噪声都比较大。

家用除湿机的振动源主要来自于除湿机压缩机，并通过压缩机的底脚及配管管路向外部传递，吸排气配管管路由于受到了压缩机的激振和冷媒流动的影响而处于受迫振动状态，从而产生明显的振动和噪声。

当压缩机给予的外力方向和振动速度的方向一致时，外力对配管管路系统作正功，系统增加能量，振动噪声急剧增大，且该部分振动噪声通过系统管路由侧板传至箱外，在箱体内形成共鸣噪声，此时若通过适当改变配管管路的结构就能改变压缩机振动系统的模态，从而避免共振，以达到减振降噪的目的。

本文以一台每小时除湿量0.4 L的CF0.4家用除湿机为例，该除湿机运行时振动噪声很大，为查明原因，通过对压缩机吸排气配管管路的CAE分析，找出噪声大的
原因是配管管路产生共振，并据此重新设计了一套吸排气配管管路，经过测试成功解决了除湿机振动噪声大的问题。

2 除湿机压缩机配管管路改进前后性能分析
2.1 除湿机压缩机吸排气配管管路模态分析
除湿机改进前压缩机吸、排气配管管路布置如图一所示，改进后压缩机吸、排气配管管路布置如图2所示，吸气配管改动比较大，长度及走向都有变化，而排气配
管变化不大。

在分别对压缩机动力学特性进行了测试，建立以压缩机、吸排气配管为系统的三维模型后，进行了模态分析，得到了系统改进前后吸排气配管的固有频率，具体数据表1所示。

表1 改进前后压缩机吸排气配管固有频率阶数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12改进前频率15.916.136.946.264.783.591.392.7119132149172改进后频率
15.515.736.154.457.567.072.281.685.387.5119136
CAE的分析结果显示：改进前压缩机吸气配管的固有频率为132 Hz；排气配管的固有频率为46.2 Hz，而改进后压缩机吸气配管的固有频率为57.5 Hz；排气配管的固有频率为54.4 Hz。

经过改进后吸气配管的固有频率从132 Hz降低至57.5 Hz，增加了吸气配管的柔性，有利于吸收更多的振动能量；而排气配管的固有频率则从46.2 Hz升高至54.4 Hz，虽然排气配管柔性稍有降低，但成功地避开了压缩机47 Hz的运转频率，降低了配管管路共振的风险；通过对配管的改进，最终降低了系统的振动和噪声。

2.2 除湿机压缩机配管改进前后噪声频谱分析
压缩机吸排气配管管路改进后，对除湿机进行了噪声频谱分析：在低频频谱中除湿机改进前在频率50 Hz附近有71.8 dB的噪声峰值，改进后该峰值大幅下降到49.8 dB，其他低频部分的噪声值也有不同程度的降低，最高值也在55 dB以下；在中高频频谱中的160 Hz～400 Hz频段部分，噪声频谱值降低也比较明显，从改进前的50～60 dB降低到改进后的40～50 dB，除湿机吸排气配管管路的改进取得明显的效果。

3 结论
除湿机的振动噪声除了与除湿机压缩机本身的性能有关，与压缩机配管管路设计布置也有关，因此合理优化配管的设计，除了能减振降噪，还能提高产品可靠性。

运用CAE计算机辅助设计软件，分析除湿机压缩机吸排气配管管路的模态，快速寻找压缩机配管改善方案，缩短了实验周期，极大提高工作效率。

参考文献：
【相关文献】
[1]盛美萍,王敏庆,孙进才.噪声与振动控制技术基础[M].科学出版社,2006.
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