[发明专利]一种中央空调机房的隔振系统设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种隔振系统设计方法，特别是涉及一种基于功率流分析的中央空调机房的隔振系统设计方法。

背景技术

我国曾先后出台了多个隔振技术规范，但这些规范都是针对单独空间和单体设备，以单一的力、速度、位移传递率等参数作为隔振系统的评价指标，通过力传递率或振级落差标准来设计隔振装置。但在实际中央空调系统工程中，多种设备汇集在机房内，由于振动源很多，而且设备之间通过管道等附件连接，所以对单一设备进行孤立的隔振设计无法使整个系统达到良好的减振效果，传统的隔振设计方法不能在有多个振源的情况下为整个空调机房制定合理的隔振点和适当的隔振方案。另外，大多数情况下振动噪声是不可分割的，振动部件传递结构噪声的同时，结构噪声和气流噪声叠加后还将产生二次振动。由于国内外的隔振技术都将建筑结构视为刚体，忽略了振动噪声的强耦合效应，无法明确机房内各类设备之间的振动频带与噪声频带的相互影响，但实际情况是一些设备辐射的声场对振动的影响很大，因此准确地判定中央空调机房内设备系统的振动特性显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的由于对单一设备的隔振设计具有很大的不确定性，而且传统的隔振设计比较盲目、不够直观，无法针对中央空调机房内多设备进行隔振设计的不足，而给出一种新的基于功率流分析的隔振系统设计方法。本发明通过功率流分析方法，将振动与噪声以能量为桥梁统一起来考虑，根据功率流分析计算结果可确定隔振结构参数对传递载荷、振动速度和传递功率流变化情况的影响，同时依据振声耦合特性来指导各类设备隔振系统结构参数的进一步优化，使隔振系统设计能够在中央空调机房内多设备的情况下达到理想的减振效果。

本发明给出的技术方案是：这种基于功率流分析的隔振系统设计方法，其特点是有以下步骤：

(1)根据中央空调机房内产生振动噪声的主要设备类型，建立主要设备的功率流隔振模型，通过Matlab软件编程绘制出隔振系统结构参数与传递功率流、振动速度和传递载荷的关系曲线，由关系曲线确定机房内不同设备的隔振系统的结构参数；

(2)实测中央空调机房内的振动和噪声数据，建立振声耦合声场有限元模型，应用ANSYS软件和Virtual Lab Acoustics软件模拟机房内各类设备所产生的振声耦合场，分析振动与噪声的相互耦合关系，通过模拟机房内各种设备的振动传递能量，分析中央空调机房内各类设备对振声场的作用程度；

(3)最后在振声场互相作用的条件下，以能量作为评价指标，确定中央空调机房内主要隔振对象以及相应的隔振降噪频带，绘制隔振系统的功率流传递曲线，模拟机房隔振前后的减振效果，进一步优化隔振器结构参数，达到多设备机房内优化多隔振系统结构参数的目的。

本发明在中央空调机房内，对各种设备的振动控制可统一用传递功率流进行计算分析，通过减小振源输入结构的功率流，并在振动传输路径上设法降低和控制传递的能量，因此可以清楚地表明每台机组对于隔振系统结构的能量输入，有利于隔振系统结构参数的优化设计。

本发明可以将振源和传递途径相互联系，通过振动传递的一个绝对度量-功率流，它既可以在隔振系统上通过测量获得，也可以通过软件模拟计算得到，从而更便于了解隔振系统内部的能量分布状况。

本发明将振动与噪声以能量指标联系起来，建立功率流隔振水平与结构噪声的对应关系，用这种绝对度量来评价隔振系统的隔振降噪效率。

与现有技术相比，本发明有益效果是：将中央空调机房看作一个完整系统来考虑，通过振声耦合分析明确大空间机房内各个设备振动和噪声的影响关系，保证整个机房所有设施的振动达标，同时以能量作为减振指标，使隔振设计更为直观。本设计方法不但基于对30多个实际隔振工程的设计和测试，同时也基于振声场的理论解析，因此能够准确、客观地反映隔振效果，填补我国尚没有对机房内多设备系统进行隔振设计的空白。

附图说明

图1是某中央空调机房内设备布置图和测点图。图1中Q1和Q2代表热泵机组支撑腿隔振点，Q3代表水泵机组的隔振点，Q4-Q12代表管路的隔振点。(4.35)

图2热泵机组的隔振系统模型图。(4.2)

图3是热泵机组双激励双输出隔振系统电-力类比图。(4.3)

图4是在图2隔振系统模型基础上，改变弹簧隔振器刚度后输入系统的功率流特性曲线。(4.8)

图5是在图2隔振系统模型基础上，改变弹簧隔振器刚度后传递功率流特性曲线。(4.7)

图6是在图2隔振系统模型基础上，改变中间质量块的重量后输入系统的功率流特性曲线。(4.14)