郝 倩 杨洪涛

（惠而浦（中国）股份有限公司 合肥 231283）

引言

因近几年人们对噪音的关注，许多公司需要对现有产品进行改进，以便降低噪音。但是对于一款已经稳定生产，模具、工艺非常成熟产品，整机厂家不希望由于改进噪音，从而对产品进行很大调整。这样不仅耗费大量人力物力，且影响产品品质。那么如何通过极小的调整使产品噪音有改进，这个课题成为冰箱开发工作者分析研究的重点了，下面以我司型号为BCD-409WM04GBWS型号产品为例，分析如何去改善噪音。

1 实验验证及分析

本文研究的对象为我司单系统全风冷意式冰箱BCD-409WM04GBWS，该产品为一款电控产品，现有产品噪音值为38.93 dB，要求改善后产品的噪音在35 dB以下。我们首先对原有产品进行噪音测试摸底，具体测试情况如下：

根据GB/T 8059-2016《家用和类似用途制冷器具》标准要求BCD-409WM04GBWS在规定的测试条件内运行16 h后， 进行噪音测试，测试得知此款机型的噪音值为38.93 dB，由于要更换离心风机来改善产品的噪音情况，故又分别测试了产品的单系统噪音与单风机噪音。

单系统噪音与单风机噪音测试条件如下：产品平稳运行16 h后的一个开机周期内，开机20 min后关闭风机或压缩机，测试噪音，此款机型单系统噪音值为36.61 dB，单风机噪音值为35.96 dB，产品噪音测试数据如表1。

表1 产品原始噪音（dB）

由于已经确定通过更换离心风机来改善此款机型的噪音，故现对冰箱风道进行改进、测试，其改进方案与测试结果如下：

1）方案1

在原有风道的基础上此次只变更了风机的安装方式，以便安装离心风机，其风腔大小、风口位置等均未变更。更改前后风道结构图如图1、图2 。

图1 产品原风道结构

图2 方案1风道结构

方案1风道设计完成之后，对方案1风道进行仿真分析。方案1风道的边界条件为：通往冷藏室的管道被认为是“压力出口” ，从冷藏室到蒸发区的回程管道模型为“压力进口”，风机转速为 1 900 转/分。

对方案1风道进行仿真分析可以看出：在风机的两侧（图3虚线框中）可以看到风机的风会在此区域回旋。这样的回旋特性会导致风腔内产生啸声。啸声是产生噪音的主要原因。而且在观察面内查看，发现回旋是在观察面内产生的，在观察面内产生的啸声噪音会增强。另方案1风道顶部紧凑的间隙也可能是噪声源。

图3 方案1风道边界条件图

方案1风道虚线框中区域为通往冷藏室的管道为压力出口，因图4虚线框区域存在回旋，故现通过仿真对压力出口噪音进行进一步分析，方案1风道压力出口仿真分析图如图5。

图4 方案1风道仿真分析平面图

图5 方案1风道压力出口仿真分析图

从仿真分析图中可以看出空气通过压力管道的流量很大且空气呈现旋转型，这种旋转型气流能产生较大的噪音。

根据整个仿真分析图可以看出，方案1风道有3个区域会产生噪声，且噪声主要是因为空气回旋产生的。现将方案1风道装机进行单风机噪音测试，测试条件为：产品平稳运行16 h后的一个开机周期内，开机20 min后关闭压缩机，测试噪音，离心风机电压为8.4 V，此款机型方案1风道的单风机噪音值为40.89 dB，产品噪音测试数据如表2 。

从表1与表2对比可以看出，方案1风道噪音测试值明显高于原风道噪音测试值，故原风道直接更换离心风机，产品噪音会升高，此方案废弃。

表2 方案1风道单风机噪音（dB）

2）方案2

虽然方案1风道噪音偏高，但我们可以根据方案1风道的仿真情况对方案1风道进行改进，由方案1风道的仿真可以看出，方案1风道的噪音产生主要是在风机两侧和压力出口处，噪音原因主要是空气回旋产生的啸声，为解决这一问题我们加大风道的风腔，尽量避免空气产生回旋。加大风腔后也对风道进行仿真分析，方案2风道的边界条件为：通往冷藏室的管道被认为是“压力出口” ，从冷藏室到蒸发区的回程管道模型为“压力进口”，风机转速为 1 900 转/分。加大风腔风道与仿真分析图如图6 、图7。

图6 方案2风道图

从方案2风道仿真分析平面图图7中可以可看出，方案2的主要噪音源在风机顶部（虚线框中），在风机顶部（虚线框中）风机喷出的空气以高速、高压的方式撞击塑料后盖的顶部。 这可能是产生噪音的一个原因。而且在观察面内查看，发现小部分回旋在观察平面内产生的，在观察面内产生的啸声噪音会增大。在压力出口处未出现大量回旋，故不再对压力出口处进行仿真分析。

图7 方案2风道仿真分析平面图

从上述分析中可以看出，方案2风道只有一处主要噪音，较方案1风道有明显改善，现将方案2风道装机进行噪音测试，测试条件为：产品平稳运行16 h后的一个开机周期内，开机20 min后关闭压缩机，测试噪音，离心风机电压为8.4 V，此款机型方案1风道的单风机噪音值为37.67 dB，产品噪音测试数据如表3 。

表3 方案2风道单风机噪音（dB）

从表2与表3对比可以看出，方案2风道噪音测试值较方案1风道测试值有明显的降低。但是较原风道单风机噪音值（具体数值见）仍有升高。故方案2风道也仍不能满足降低噪音的要求，此方案废弃。

通过方案1风道与方案2风道的分析我们可以看出，基于现有风道主体更换离心风机的方案不能满足降噪的要求，为了降低噪音我们需根据离心风机重新设计风道。

3）方案3

现根据方案1风道与方案2风道的测试与分析情况，我们根据离心风机的结构与空气走向重新设计风道，此风道设计加大了风腔，防止空气产生回旋，且风机位置下移，防止风机带动的空气以高速、高压的方式撞击塑料后盖的顶部。风道设计完成后对新风道进行仿真分析，方案3风道仿真分析的边界条件为：通往冷藏室的管道被认为是“压力出口” ，从冷藏室到蒸发区的回程管道模型为“压力进口”，风机转速为 1 900 转/分。重新设计的风道与仿真分析图如图8 、图9。

图8 方案3风道图

图9 方案3风道仿真分析平面图

对方案3风道进行仿真分析可以看出：此风道消除了方案2的主要噪音源，即在风机上部风机喷出的空气不会再以高速、高压的方式撞击塑料后盖的顶部。 风腔的适当加大，也避免了方案1风道的主要噪音源，即在部分区域空气产生回旋啸声。 现将方案3风道装机进行噪音测试，测试条件如下：产品平稳运行16 h后的一个开机周期内，开机20 min后关闭压缩机，测试噪音，离心风机电压为8.4 V，此款机型方案3风道的单风机噪音值为33.17 dB，产品噪音测试数据如表4 。

由表4中的数据可以看出，方案3风道的单风机噪音明显与改善，现依据GB/T 8059-2016《家用和类似用途制冷器具》的测试条件对产品进行整机测试，测试时离心风机电压为8.4 V，此款机型方案3风道的单风机噪音值为34.6 dB测试数据如表5。

表4 方案3风道单风机噪音（dB）

表5 方案3风道单风机噪音（dB）

3 结论

本文主要阐述现有产品为降低噪音，更换离心风机时的风道设计情况，从上述论证我们可以得出，更换离心风机后，因为轴流风机风的流向与轴平行，而离心风机风的流向与轴流风机相反，故方案1的在原有风道直接更换离心风机微改，会造成离心风机的风在风道内产生多个回旋，而回旋的产生，会造成多个噪音点。为解决回旋问题，我们加大了方案1的风腔，形成了方案2，

方案2虽然解决了多数回旋问题，但是因为离心风机安装的位置距离顶部较近，故离心风机运行后，离心风机的风会高速撞击顶部，产生噪音，故此方案仍不能满足噪音降低的要求。结合方案1、方案2的分析为满足降低噪音的要求更换离心风机后，风道在设计的时候需将原有风道加大，且风机固定位置需要下移。