由于风冷式热泵机组的操作、管理及维修比较方便,具有制冷制热的双重功能,机组的散热又不需要冷却塔,结构紧凑,占地小,适于室外安置,便于整体移装,性能稳定,开启自控等特点,且安装迅速、方便,可置于屋顶,不占建筑面积,减少土建工程投资,故得到愈来愈广的应用。然而,热泵机组的噪声易对周围环境产生一定的影响,已成为近期城市中一类带有普遍性的固定源噪声污染问题。这就要求厂商和设计单位采取措施进行治理,以改善和消除空调业的发展给城市环境带来的负面效应。

1　风冷热泵机组的噪声特性

　　风冷热泵机组的噪声源主要包括:热泵上部的轴流风机,热泵下部的压缩机,其配套的送水泵。通常箱体上部的轴流风机噪声是主要噪声源,比压缩机噪声高3～5dBA,管道泵的噪声一般比压缩机噪声低5～6dBA。表1列出常用的大型热泵机组单台噪声特性。热泵机组安装时在长度、宽度方向都有安装间隙要求,多台热泵机组并排安装时,机组之间最小空隙为1. 8m。便于检修压缩机,最好在热泵机组底座与地面(或楼面)之间留出0. 7m间隙(即将热泵机组抬高安装) 。热泵机组噪声治理受到相关要求的限制,也就是说,在满足要求的前提下采取噪声控制措施将给热泵机组噪声治理带来很大困难。特别指出的是,表1中所列的噪声数据是供货商提供的最理想的声压级,例如30AQA 240型热泵机组,样本上为82dBA,实测值为87dBA; 30GQl20 型热泵机组样本上为82dBA,实测值为85dBA。多台热泵机组同时开动,按能量叠加进行计算,但一般比单台开动增加3 ～5dBA [ 1 ]。由此可见,风冷式热泵机组产生的噪声已严重超出了GB3096—1993《城市区域环境噪声标准》的规定范围,必须综合治理并留有足够的余地,否则很难达标。

表1　部分风冷式热泵机组的噪声频谱

2　热泵机组噪声治理的主要方式

　　热泵机组的噪声治理与冷却塔的噪声治理相类似,主要是采用消声、隔声、隔振的方式对风机、压缩机、水泵等声源点进行噪声控制。

　　当噪声源以空气传播为主时:治理目标小于10dBA 时,多会用到消声器、声屏障;治理目标大于10dBA小于20dBA时,需要采用出风消声器、进行消声器、声屏障等措施;治理目标大于20dBA以上时,就需要隔声、消声、隔振或浮动地台等多种治理手段综合治理了。当噪声源以结构传声时:需进行隔振处理,对热泵整机、水泵、管道等进行隔振治理。

3　热泵机组的噪声治理所用到的噪声控制产品

　　热泵机组的噪声治理可能用到的噪声控制产品包括消声器、消声百叶窗、声屏障、隔声罩、隔振器等。这些产品的具体应用,需要考虑工程现场的实际声学情况而定。消声器主要是对热泵顶部的风机噪声进行治理,是主要的治理手段,可在每个风机上安装圆形消声器,也可安装一个整体形式的矩形消声器。 消声百叶窗是控制热泵下的压缩机声源,为了不影响热泵的正常工作,故不宜对下部压缩机采用隔声处理(某些型号热泵例外) ,而是安装进风消声器也就是消声百叶窗。

　　隔声罩、声屏障等主要对热泵的整体噪声影响进行治理,当噪声较严重时,声屏障和局部的隔声罩等形式均有可能应用。另外,实验表明,在屏障朝向声源的一面加铺助吸声材料以及屏障尽可能布置靠近声源,均会提高减噪效果,特别是中低频噪声的减噪效果。由于分子的吸收, 1000Hz以上的室外噪声有附加的衰减。

　　隔振工程最为复杂,主要指施工方面。当声源主要通过结构传声时,这是一种必需且有效的治理方法。对热泵箱体的隔振主要采用双层隔振的方式进行治理。

4　风冷式热泵机组噪声治理实例

4. 1　工程概况

　　某工程于5楼西平台配备有热泵机组6台,供营业厅制冷和采暖需要,热泵功率为2 ×66kW,其机组顶部所配风扇为每台8 ×1. 2kW,风量每台机组计算值为10139m3 /h,全压约为200Pa, 6台机组总风量达486672m3 /h。风机噪声实测单机为80～84dBA,多台风机噪声叠加达85～90 dBA。平台西向3m即为住宅楼,其噪声如不加处理,将引起环保投拆。

4. 2　噪声控制标准及依据

　　根据GB12348 - 90《工业企业厂界噪声标准》Ⅱ类居住、商业、工业混杂区及商业中心区标准为昼间Leg60 dBA,夜间Leg50 dBA。当噪声源(本处指热泵机组)夜间22: 00因休息
停止运行时,可仅执行昼间标准限值,测点为住宅楼噪声污染敏感点。此标准限值亦成为设计噪声控制措施时,声源与受声点间的降噪指标依据。

4. 3　噪声控制具体措施

　　现根据工程特点(治理多台热泵机组,同时热泵机组安装空间位置有限,治理费用不宜过高) ,采用隔声罩进行噪声控制。

　　隔声罩形式为:
①进气:机组西向和北向均将女儿墙增高至2. 2m,并用隔吸声板盖顶隔声和吸声,从东向和南向沿四周进风。
②排气:从三台座西排列的热泵机组西上缘加落地钢管支撑,制作弧形隔吸声板引导气流沿内弧上升向东上部排空,而三台座东排列的热泵机组,以弧形隔吸声板引导气流沿内弧上升或直接上升排空(剖面形式如图1所示) 。
③将西向和北向女儿墙改造为吸音墙体,根据多孔声材料的有关特性:它们的高频吸声系数比低频大的多;增加吸声材料的厚度和硬底层空气层的间距,可改善低频范围的吸声性能。选择容重为20kg/m3 的超细玻璃棉作为吸音墙体的吸音材料,其厚度为150mm,这样能充分保证对中低频噪声的吸收且很经济。
④隔吸声板采用复合特性板,其隔声指标为30 dBA,吸声层平均吸声系数为0. 65,具有良好的隔吸声特性,骨架为钢制方管,具有良好的承重、抗风压特性。全部隔吸声板载荷均由钢管立柱分布支承。

　　通过采取上述治理措施,本工程于住宅楼噪声污染敏感点实测噪声值为56～58dBA,通过环保验收。

5　实践证明:用隔声罩治理风冷热泵所引起的噪声降噪效果明显,基本满足工程噪声治理的要求,一般降噪效果为24～34dBA;占用空间位置小,载荷轻,进排风阻力小,不影响设备正常的运行工况,无易损件,可多年正常运行;不足之处是所具备的降噪裕量较小,因此对施工质量的要求颇高,特别适用于对已有风冷热泵机组的噪声治理改造工程。