制冷空调系统管路振动应力分析

空调制冷机房的噪声及振动的分析及处理方法广东爱科安装工程有限公司王青摘要介绍了建筑物空调制冷机房的消声减振方案关键词空调制冷机房水泵减振噪声减振器消声减振平台减振支架空调系统在工程设计及施工中，因为消声减振考虑不周而失败的案例相当多。

随着社会进步和“以人为本“的理念，暖通空调系统从以前的单纯“够冷”的要求，逐步提高到对暖通空调系统的噪声要求。

相关标准和依据有：《中华人民共和国环境噪声污染防治法》、《中华人民共和国城市区域环境噪声标准》、《社会生活环境噪声排放标准》( GB 22337—2008 2008-10-01实施)、《民用建筑允许噪声标准》、《生产厂房及辅助建筑物允许噪声标准》。

很多工程项目，温度湿度很好满足了使用要求，可是运行过程中却伴随着使人厌烦的噪声或更伴着不安的振动。

从而使空调系统不能正常运行或部分不正常运行。

造成这种失误的原因有很多，有时是设计造型不适配，有些是施工过程，是实际经验缺乏所致。

在空调系统中，空调制冷机房是“心脏”，制冷机房设计不当或施工不注意，运行起来可能会有较大的噪声和振动，严重影响到制冷机房附近办公区域或居住区域的舒适性。

下面我就十多年来所遇到有关于空调制冷机房消声降噪减振这方面的案例与同行们分享：类别一：某市商检大楼投入使用后，建设单位发觉空调机房噪声和振动过大，邀请我方去查找原因入处理方法。

现象是：制冷机房内布置了２台300ＲＴ螺杆式冷水机组。

在机房正上方为办公大厅，机房处于地下一层，面积为200平方米，在办公大厅的办公桌上放一杯水，可以清楚的看见那水杯在慢慢位移，10分钟位移有5厘米，水杯中的波纹相当明显。

原因分析：制冷机房内未采取控制噪声和振动的任何措施，而冷水机组和水泵是噪声源，水泵是主要的振动源，而管道的支架是刚性连接在楼板及梁上，导致水泵的振动直接传递到首层大厅的地板上。

处理方法：A、冷冻冷却水泵增加减振基础。

钢筋混凝土惰性块与地面之间用三层20mm高硬度的双层带凹槽的橡胶垫加二层3mm钢板做为首层减振措施，钢筋混凝土惰性块与水泵采用阻尼式弹簧减振器。

空调器管路振动分析及优化工作中有限元技术的应用作者：张进来源：《科技创新导报》 2011年第19期张进(珠海格力电器股份有限公司广东珠海 519070)摘要:本文首先对空调器管路设计工作中存在的问题进行了简要介绍,在对空调机制冷系统进行分析的基础上,提出了改良模型。

实践结果表明,计算结果与实测值相符,说明本次研究所采用的方法是科学、有效的。

关键词:空调器管路振动设计优化中图分类号:TH122 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)07(a)-0071-01根据有关部门对国内空调产品故障调查的结果,故障率排名第一的是冷媒系统的故障,而在冷媒系统故障中,大部分是由铜管破裂造成的。

究其原因,主要是管路的振动应力过大所致。

空调系统的管路振动主要来自于回气管和压缩机,如果这两根管线长期因为冷媒、激振的流动而处于受迫振动的状态,就非常容易发生疲劳,最终导致断裂。

另外,管路的振动还会在很大程度上导致噪声,如果压缩机得到振动速度与给予的外力方向一致,外力就会对管路系统做政工,振动噪声就会随着系统能量的增加而明显增大,同时,噪声还会沿着制冷管路传递到箱外,形成箱体共鸣。

所以,只有做好空调器制冷系统的管路设计工作,才能有效避免管路的振动,降低或消除噪声。

1 空调机制冷系统分析在Pro/E的环境下建立空调器制冷系统的三维几何模型。

模型通过ANSYS软件的专用接口导入ANSYS环境,并通过定义单元实常数、单元类型、材料特性以及划分网格等最终完成有限元模型的建立。

其中,模型的节点数为15025,单元数为13499。

1.1 模态分析对空调管路的振动特性进行分析,对包括相应振型和频率的固有动力特性进行确定,以免出现管路结构与压缩机固有频率相似的情况发生。

1.2 谐响应分析所谓谐响应,就是指结构在周期性的、持续在和的作用下所产生的持续周期谐响应,在空调器的制冷系统中,压缩机会受到来自旋转不平衡离心力的作用,而这一离心力会随着转自的转动呈现出周期性的变化,最终导致管路系统出现谐响应。

空调管路系统的振动分析及优化研究摘要：空调室外机的振动与噪声严重影响着人们的舒适性体验。

针对该情况，以某空调管路为研究对象，建立管路模型，运用管路仿真分析软件对不同方案管路进行模态分析，通过仿真模型与实验测试，获得了优化设计的方案。

关键词：空调管路系统；振动分析；优化引言管路是空调冷媒运输的重要部件，长期的振动会使得管路产生疲劳和松动，甚至导致冷媒的泄漏。

根据调查可知，管路振动是空调故障中的首要破坏因素之。

因此需要对管路进行着重研究，降低管路振动大小，提高管道使用性能。

因此，配管设计十分重要。

1 管路系统设计的概况管路系统设计的方案主要为基于管路动态仿真与测试的管路，在此设计的基础上，实现了空调管理设计系统的开发，该系统的构成主要分为两部分，分别为设计分析子系统与实验测试子系统，同时还构建了管路的三维模型，对管路系统进行了仿真计算，具体体现在固有频率、振动应力及振动响力等。

在管路系统设计过程中，主要的系统有分析系统与测试系统，前者的前提条件为I-deas软件，通过对软件的二次开发从而实现的；后者的构成有噪声测试系统、振动测试系统与管路应力应变测试系统等，对于振动与噪声二者的测量采用的方法B&KPULSE3560C，对于应力的测量主要采用的方法为动态电阻应变仪。

在空调样机制作过程中，主要依据为仿真优化结果，在测试时，主要测试的内容为管路与整机的振动、噪声与应力，同时要对管路运行的动态特征给予关注，再通过仿真结果的比较与分析，从而明确了设计的结构，使设计得以优化。

具体的设计流程如下：其一，配管的三维设计，以管路设计模块为依据，设计配管的三维，并建立相应的部件模型与装配模型；其二，有限元模型的建立，借助I-deas软件，分析结构的应力与动力响应、计算固有频率及应力仿真等；其三，管路布局的改变，针对不同的布局，计算动态管路的动态特性，从而使设计方案进一步优化；其四，空调样机的制作，通过整机与管路振动与噪声的测试，将仿真结果进行对比，在满足相关要求的基础上，便实现了配管结构的设计。

汽车空调管路系统振动疲劳分析及优化探讨摘要：汽车空调管路就像是人体的血管一样，它是为汽车输送制冷剂是汽车尤为重要的部件。

而当汽车空调管路，由于某种原因产生共振时当共振频率达到一定限度，就会引发汽车空调管路的断裂或故障。

因此，对汽车空调管路系统振动疲劳的分析可以有效的寻找共振的原因。

进而分析汽车空调管路共振对其使用使用寿命的影响，通过优化汽车空调管理系统避免出现空调管路振动的现象，提高汽车空调管路系统的使用寿命[1]。

关键词：空调管路、振动、断裂由于汽车的空调管路当中输送制冷剂可以调节汽车的机体温度，因此汽车的空调管路系统对于汽车来讲是十分重要的。

而我们所讲的空调制冷系统管路振动，就是指空调管路振动引发的管路附件与管路的连接部位的磨损。

这类磨损会引发空调制冷管路的断裂，或是制冷剂的外泄进而影响整个机体的正常工作。

因此，本文将分析汽车空调管路振动的原因，并提出相应的解决方案望得到采纳。

一、汽车空调管路系统发生振动的原因分析汽车空调制冷系统发生振动的原因无外乎可归结为三种：1、由于气流压力脉冲而引起的振动，2、由于空调管路内存在气柱现象而引发的震动，3、由于空调管路自身的机械运动产生的振动。

因此本文将会就这三点进行深度的分析与讨论，提出解决措施希望得到采纳。

1.1由气流压力脉冲而引起的振动引发汽车空调管路内气流脉动主要原因与压缩机的工作有一定的关联，压缩机的工作有周期性与间歇性，进而引发了空调管路中吸气和排气时气体压力与速度同呈周期性变化，从而导致了近气、排气管内的气流出现了脉动的状况。

这就会使得空调管路内的气体的密度、速度、压力以及位置也发生周期性变化，进而引发汽车空调管路的振动。

这类现象的主要特点就是压力脉动越强，其产生的振动就越大。

1.2由于空调管路内存在气柱现象而引发的震动所谓的气柱，就是汽车空调管路内运输气体的平均流速较气体介质中声速低很多，进而呈现为静止状态，我们称这类静止气体为气柱。

气柱具有和生命体一样的弹性，一定的质量可以进行压缩，也可以进行膨胀。

2021年3月/Mar.2021 37浅谈军用空调制冷系统管路抗振动、抗冲击工艺措施方 伟 郭立芝（长虹美菱股份有限公司 合肥 230601）摘要：本文介绍了军用空调制冷系统管路存在的常见管路断裂问题，并对系统管路出现的断裂缺陷进行了详细的原因分析，由此提出解决该问题的相应工艺措施。

将该工艺措施用于实际生产，并生产出多品种、大批量的产品。

关键词：军用空调；抗振动；抗冲击；管路Ａｂｓｔｒａｃｔ：A common problem of cracks of pipeline for military air conditioner refrigeration system is introduced. And the reason of the cracks of the pipeline is analyzed in detail. Thus relevant process measure to solve this problem is given. Multi-species and multitudinous high-quality products is produced in our company after this process mea-sure is put to use in practice.Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：military air conditioner; anti-vibration; anti-shock; pipelineSimle Discussion on Pipeline Anti-vibration and Anti-shook Process Measure in Military Air Conditioner Refrigeration System引言随着现代通信技术和武器装备的发展，许多通信设备普遍采用集成电路、ＣＰＵ控制、液晶显示等高新技术，这些设备对其工作环境，特别是温度要求比较苛刻，而装车后通信车及其车载设备必须满足《军用通信车通用规范》的要求，即通信车应能在（－４０～＋５５）℃的环境条件下正常工作，应能在（－５０～＋７０）℃的环境条件下贮存。

制冷系统压缩机振动分析与控制技术研究随着制冷设备应用范围的不断扩大，制冷系统压缩机振动也日益受到重视。

因为压缩机振动会影响设备的稳定性和正常运行，甚至可能导致设备故障。

因此，制冷系统压缩机振动分析与控制技术的研究显得尤为重要。

一、制冷系统压缩机振动的原因分析1. 制冷系统本身的原因制冷系统是由多个部件组成的，包括压缩机、冷凝器、蒸发器等。

这些部件难免存在一些制造或使用中的缺陷，如制造质量不良、部件损坏、安装不规范等，这些问题都可能导致制冷系统的振动。

2. 外部环境的影响制冷设备常常运行在恶劣的环境下，如高温、高湿等。

这些环境因素也会对系统的稳定性产生一定的影响，导致压缩机振动。

3. 压缩机本身的问题压缩机是制冷设备的核心组件，如果在工作过程中存在过热、过载、排气阀门失效等问题都会导致压缩机的振动。

二、压缩机振动对设备的影响1. 影响设备的稳定性压缩机振动会导致整个制冷系统的运行不稳定，进而影响到整个设备的稳定性。

如果振动量过大，连带周围的设备也会受到影响。

2. 催化设备故障振动可能导致设备内部部件的脱落、松动等问题，这些问题一旦发生，会催化设备的故障，并且可能会进一步加剧问题。

3. 影响设备的使用寿命长期的振动会对设备的零部件造成损伤，导致设备提前失效。

如果长期不控制振动，对设备的使用寿命影响将会非常大。

三、振动分析与控制技术的研究为了有效控制振动的发生，制冷系统压缩机振动分析与控制技术的研究就呼之欲出。

其中，振动分析技术可以从多个方面入手，如加速度传感器、热成像技术等，对设备的振动情况进行全面的监测和分析。

控制技术可以通过控制力、运动精度、速度、角度等对振动进行控制，降低振动的影响。

四、实际应用制冷系统压缩机振动分析与控制技术已经在实际应用中取得了很好的效果。

例如，通过振动分析技术，可以检测出空调设备中的故障，及时修复，避免设备的性能下降和损坏。

通过控制技术，可以有效地控制设备的振动，延长设备的使用寿命。

空调压缩机启动时管路应力分析和优化摘要:针对三相压缩机启动时，冲击载荷大，导致管路应力超标，影响空调系统可靠性的问题，从分析压缩机启动时，电机的电磁力矩着手，得出作用在管路系统上的力矩，并用有限元方法，分析该冲击力矩作用下的应力分布，并同实际测试进行对比。

针对开机应变超标的情况，应用脉冲载荷作用下，系统响应的特点，给出改进方向，确定结构后，对改进后的结构进行了测试，满足标准要求。

关键词:开机;管路;优化引言空调管路系统的可靠性直接关系到空调的口碑，为此各大厂家都大力投入管路系统可靠性的分析。

管路系统主要受空调压缩机开机、运行和关机，三种状态的作用力[1]。

空调管路的疲劳可靠性也有这三种状态确定，管路系统在空调运行时的应力状态，主要是由管路系统的固频确定，即要避开共振，这个方面不同的作者都进行了输入分析。

三相压缩机主要为涡旋或者双缸压缩机，故关机的时候，系统的振动较小。

但是，由于三相压缩机启动时，力矩到，压缩机振动大，导致了管路系统受力大，容易超出管路系统的标准要求。

本文通过对压缩机的单相电机建立模型，分析出电机启动时的力矩，求出空调系统启动时，管路系统的受力，通过分析单自由度系统在冲击载荷作用下，系统响应的特点，给出管路优化的方向，通过改进管路的布局，达到优化管路的目的[2]。

1电机启动力矩分析三相电机的简化等效电路图如图1所示。

从式(9)中可以得出，在载荷一定的情况下，要降低系统在脉冲载荷作用下的系统响应，提升系统的刚度系数k是一个有效的方法[3]。

3管路原机的管路图如图5所示，在长期运行的过程中，管路出现异常，无制冷量。

拆机检查发现，排气管出存在裂缝。

随后对管路进行应力测试，测试发现，在开机的时候，压缩机启动时，整机抖动大，排气管一弯处的应力超标，达到了109.7MPa，远大于标准要求的70MPa[4]。

分析发现，管路在压缩机启动的时候，摆动较为明显，且管路应力在压缩机启动瞬间，第一个应力周期较大，其他周期时，应力较小。

空调配管结构振动分析及优化摘要：空调配管是空调重要的零部件，管路振动是空调故障中的首要破坏因素之一，根据调查可知，压缩机壳体的振动传递及管内工作流质的扰动是引发配管振动的原因，严重时会加速铜管疲劳断裂及空调制冷剂泄漏问题，影响空调的功能和安全，降低空调使用寿命。

因此，如何对空调进行配管结构进行分析及优化，以达到减振效果，具有较大的实际意义。

关键词：空调结构；配管振动；固有频率；性能优化压缩机是空调制冷系统正常工作的关键部件，在空调系统运行过程中，由于受到压缩机的激励和冷媒的脉动冲击，管路不可避免的会产生振动，强烈的共振会使管路产生疲劳损伤，降低空调的使用寿命。

因此，空调配管的结构动态特性对空调可靠性有着重要意义。

以某款空调配管为研究对象，通过对空调中压缩机配管结构振动分析，以采取有效措施对空调压缩机性能进行优化。

一、配管结构的模态分析与试验空调管路系统主要包括压缩机、配管，配管与压缩机焊接连接，压缩机通过减震垫圈和螺栓固定于空调底板上。

本次测试只针对配管，由于配管单体自由状态与实际装配有差异，增加的约束将导致配管模态发生变化，因此在管路装配在整机上的状态下进行测试。

空调配管系统在工作时发生振动，主要受压缩机吸气口和排气口低频气流激励，在管道上产生压力脉动导致管道振动。

由于配管结构主要承受压缩机振源的激励，非出口的定频涡旋压缩机额定转速一般在2900r/min，所以配管结构的固有频率及振型主要关注压缩机激励主频率±10%附近的共振影响频带，即44~53Hz。

为了探究压缩机激励是否与配管系统发生共振，采用有限元方法对配管系统进行模态分析。

根据模态分析结果，共振带内共有5阶固有频率，但振型最大位移非双系统下的吸气管与排气管管型，设计较好的避开了43~53Hz共振带的影响，无运行共振风险。

但在试验样机测试阶段，双系统下的吸气管与排气管皆出现明显振动超标问题，为此开展了对应模块机试验整改问题的深入研究。