燃氣熱水器水路增壓泵噪聲控制有效策略

張明革

【摘 ?要】我國地理面積大，幅員遼闊，不同的地區，居民的居住狀態存在著一定的差異。尤其是在一些落后的農村地區或老城區中，由于基礎設施建設落后，水壓偏低現象明顯，燃氣熱水器作為人們生活中的必備品，經常會出現無法正常啟動情況，給人們的生活帶來了諸多的不利影響，不利于燃氣熱水器的推廣和使用。為了解決這一問題，需使用水路增壓泵。但是水路增壓泵在使用期間，噪聲較大，給人們帶來了極大的不舒適感，做好增壓泵噪聲控制成為現階段一項需要重點解決的問題。本文對燃氣熱水器水路增壓泵噪聲產生的原因進行分析，并提出了合理化的燃氣熱水器水路增壓泵噪聲控制策略。

【關鍵詞】燃氣熱水器;水路增壓泵;隔聲;吸聲

前言：燃氣和熱水器的普及給人們的生活帶來了極大的便利，其自身所展現出來的節能性及方便性也受到了人們的推崇，燃氣熱水器走入了千家萬戶中。但是用戶在使用燃氣和熱水器期間，受水壓低困擾較大，引發機器出現水量小或無法正常啟動情況，給人們的正常使用造成了一定的影響。為了解決這一問題，一些燃氣熱水器廠家開發出了增壓泵，包括交流泵和直流泵兩種，其中，交流泵的噪音較低，但是成本過高，并且體積大、功率高、控制方法過于單一化。直流泵具有控制手法靈活、節能及成本低等特點，但是噪音較大。本文重點研究直流泵，分析直流泵噪音控制方法。

一、燃氣熱水器水路增壓泵噪聲產生的原因

在燃氣熱水器水路增壓泵噪聲產生的原因分析中，主要是按照以下步驟進行噪音測試：第一步：單泵噪音測試。將供水壓控制在0MPa，啟動水路增加泵，對產生的噪音值進行測量，并做好記錄工作。第二步：接泵整機噪音測試。在熱水器的水路系統中接入增壓泵，增壓泵的放置位置為進水管與進水接頭中間處位置，在接入之后，再進行整機安裝工作，待水路接通之后，氣路保持不接通狀態，可見整機未出現燃燒狀態。將供水壓控制在0MPa，啟動增壓泵，對整機產生的噪音值進行控制。在對噪音進行控制時，需要在標準的靜音室中放置測試樣件，將測試點分布在靜音室的左右兩側位置處，將機器與測試點之間的距離控制在1m[1]。

分析結果顯示，單泵所產生的噪音較低，將整機接入之后，會進一步的放大噪音，當噪音的頻率到達820Hz時，會導致人們出現極大的不適感。之所以出現該種情況，是因為增壓泵的最高轉速為6000rpm，葉輪上的葉片數量共有8個，熱水器中的水泵旋轉噪聲基頻為f=6000/60*8=800Hz。因此可知，噪聲的來源是水泵的8葉片，但是所產生的噪音值不高。一旦與管路連接之后，噪音會通過熱交換器箱體、會對噪音放大。熱水器水泵的旋轉及振動是主要的噪聲激勵源，所發出來的噪聲較為刺耳，容易引發人們出現疲勞感及煩躁情緒，聲音傳播的距離短，人們會迅速聽見噪聲，給人們帶來極大的不舒適感[2]。

二、燃氣熱水器水路增壓泵噪聲解決對策

（一）依據聲學原理管理噪聲

在對增壓泵的噪聲進行控制時，需要對液體/氣體的輸送歷程進行空氣動力噪聲控制，在實際的使用過程中，當電機的機殼受到振動時，會引發電動機噪聲的產生。此類噪聲的規模為100-450Hz，噪聲級峰值主要集中在低倍頻帶。當泵房處于正常運行狀態時，將該類噪聲納入為穩態噪聲。管道噪聲的產生主要是由于水流在管道中流動而產生的噪聲，該種噪聲的出現，受壓力及流速影響較大。泵房中的噪聲以機械噪聲為主，在對噪聲進行管理時，應掌握噪聲的傳播門路，設置吸聲、隔聲及消聲等，其中，吸聲降低噪聲主要是根據吸聲資料及構造來進行，隔聲降低噪聲主要是通過將受聲點及聲源隔開來實現降低噪聲，消聲主要是應用抗性、阻抗及多孔分散原理來實現降低噪聲。在對噪聲進行控制時，應嚴格按照聲學原理中的要求，充分了解當地所處的地理環境，根據泵房中的環境，對聲源不封閉及不周密的泵房進行隔音處理，通過隔聲及吸聲來處理泵房中的噪聲，對門窗處也需要做隔音處理。另外，還需要對裝備零件及機器設備所出現的噪聲進行處理，為了避免振動而產生噪聲，應保證泵房增壓泵的合理建立。隔振需使用橡膠隔震墊。為了避免共振的出現，需要對每個增壓泵機組均進行單獨設計。對增壓泵進行定期的檢修，一旦發現裝備零件松動、盤根漏水及裝備零件磨損情況，應及時進行維修，以減少噪聲的產生[3]。

（二）控制增壓泵聲源

消除或減小振動源是消除噪音的最有效方法，為了能夠消除掉噪聲，需要緊緊圍繞水泵進行研究。直流泵的電壓驅動包括以下兩種形式，其中，方波驅動主要是指對定子繞組施電壓，依據轉子的磁場，對其中的兩相繞組進行持續供電。另外一種是正弦波驅動，主要是采用SVPWM調制方法，采用三相導通方法，將每相導通控制在180度。相較于傳統的方波控制方式，電機相電流主要表現為正弦電流，呈現出連續變化形式，在無換相電流發生突變時，會大大降低電機的噪聲。需要在整機中接入正弦波驅動的水泵，將供水壓控制在0MPa，啟動泵，對整機中所產生的噪音值進行測試。測試結果表明，通過對增壓泵的聲源進行控制，取得了良好的降噪效果。但是該種降噪方法也存在一定的弊端，會產生800Hz的聲響，引發人們出現諸多的不舒適心理情緒[4]。

（三）隔振減振降噪

主要是使用減振制品來進行降噪，使用最為廣泛的減振制品是橡膠，完成了對振動源的有效隔離，橡膠自身具有高黏性及高彈性特點，提升了橡膠的緩沖、隔音及減振性能。在進行橡膠材料選取上，需要充分考慮橡膠產品的使用環境，確保能夠將橡膠的隔振減振作用充分的發揮出來。燃氣熱水器在室內所處的環境較為復雜，通常被廣泛應用于油煙多的廚房中，由于橡膠自身容易燃燒，在高溫環境下極容易出現自然情況，在進行橡膠選取上，應以耐酸堿性強的橡膠為主。目前，橡膠減震墊被廣泛應用于降噪中，該種材料作為一種復合材料，具有耐油性、耐酸堿性及耐臭氧老化等優勢。需要將其放置在燃氣特水器的底殼及內膽連接處，或放置在底殼與水泵的連接處，確保泵、內膽及熱水器的外科能夠實現完全隔離，切斷振動向外殼的傳遞。

（四）消聲器降噪

消聲器作為一種減小及阻止聲音的器件，能夠將空氣中的動力性噪聲清除掉，對聲波的傳播造成阻擋，對控制噪聲具有重要的作用。消聲器包括抗性消聲器、阻性消聲器、微穿孔板消聲器、阻抗復合式消聲器幾種。帶增壓泵燃氣熱水器中的噪聲進行控制時，主要是通過水路傳播來實現，要求消聲器中不能有大的水流阻力，需要對水路進行密封處理，以防止漏水現象的產生。消聲主要是通過對聲抗的大小進行控制來實現，以此來達到消聲的目的[5]。

結論：對燃氣熱水器水路增壓泵進行噪聲控制，有助于提升人們身體的舒適感，避免人們出現煩躁心理情緒。以上幾種噪聲處理方法，在燃氣熱水器增壓泵噪聲控制中，效果不一，并且工藝類型也存在著一定的差異。為了能夠取得良好的降噪效果，需要根據噪聲的實際情況，優化設計噪聲處理方案，提升燃氣熱水器水路增壓泵噪聲控制效果。

參考文獻：

[1]王瑞娟，鄭濤，李鍵，馮青.燃氣熱水器水路增壓泵噪聲的降低及研究[J].家電科技，2018（02）：58-62.

[2]左杰.凈水器增壓泵結構設計與水系統優化[J].科技創新與應用，2017（25）：100-100.

[3]張昊.住宅樓生活用水增壓泵選型淺析[J].建筑知識，2017（15）：188.

[4]雷學堂，李桂林.基于單片機的變頻增壓泵控制系統設計[J].電氣應用，2017（07）：44-47.

[5]左杰.凈水器增壓泵結構設計與水系統優化[J].科技創新與應用，2017（25）：100-100.

（作者單位：廣東萬家樂燃氣具有限公司）