數(shù)據(jù)中心機(jī)房空調(diào)冷卻塔的噪聲控制

    [中國制冷網(wǎng)]  冷卻塔主要有自然通風(fēng)式、機(jī)械通風(fēng)式和噴射通風(fēng)式三種，常見多為逆流機(jī)械通風(fēng)式冷卻塔。上述咖啡廳即選用標(biāo)準(zhǔn)型逆流機(jī)械通風(fēng)式冷卻塔。逆流機(jī)械通風(fēng)式冷卻塔包括風(fēng)機(jī)、減速機(jī)、布水器、塔身、填料等部分。風(fēng)機(jī)置于塔頂作排風(fēng)用，包括電動機(jī)和葉片。減速機(jī)把葉片的高速旋轉(zhuǎn)減為低速旋轉(zhuǎn)，以增加冷空氣與熱水的熱交換時間。布水器是鉆孔合金管，隨葉片一起旋轉(zhuǎn)，使熱水均勻下落。塔身通常為玻璃鋼制作，質(zhì)地輕、耐腐蝕。塔體內(nèi)填料為PVC斜波板，起到增加接觸面、提高水冷卻效率作用。

    冷卻塔的類型很多，按噪聲水平可分為低噪聲型(A聲級62～7ZdB)和超低噪聲型(比低噪聲型低8～10dB)。

    (一)人冷卻塔噪聲控制的且的和內(nèi)容

    1.冷卻塔噪聲控制的目的

    (1)防止冷卻塔噪聲對本單位建筑(或建筑群)的干擾。

    (2)控制冷卻塔的噪聲，使達(dá)到該建筑所在區(qū)域允許噪聲范圍內(nèi)，即防止對周圍建筑的噪聲干擾。

    2.冷卻塔噪聲控制

    (1)合理地確定冷卻塔的位置。

    (2)設(shè)計和選用低噪聲冷卻塔。

    (3)采取隔聲和消聲措施。

    (二)冷卻塔噪聲產(chǎn)生的主要來源

    1.風(fēng)機(jī)噪聲

    它是機(jī)械通風(fēng)式冷卻塔最主要的噪聲源，該噪聲是空氣動力噪聲，包括湍流噪聲和旋轉(zhuǎn)噪聲。根據(jù)空氣動力噪聲源的理論分析可知，湍流噪聲的聲強(qiáng)與氣流相對速度的六次方成正比，也與葉片形狀等有關(guān)，具有連續(xù)的頻譜特性。旋轉(zhuǎn)噪聲是葉片旋轉(zhuǎn)時形成脈動產(chǎn)生的，它與葉片數(shù)、氣體流量、靜壓等有關(guān)，它的頻譜呈低中頻特性。

    2.淋水噪聲(即水落噪聲)

    它是冷卻塔的淋水裝置下落水時與下塔體底盤中積水撞擊產(chǎn)生，其噪聲級與落水高度、單位時間內(nèi)的水流量有關(guān)，一般僅次于風(fēng)機(jī)噪聲，且呈高頻特性。冷卻塔的水落噪聲通常是冷卻塔噪聲中次于風(fēng)機(jī)的成分。當(dāng)風(fēng)機(jī)噪聲降低后，淋水噪聲則占主導(dǎo)地位。根據(jù)冷卻塔類型、尺寸，有時此風(fēng)機(jī)的噪聲還要大，一般是依塔高、水量和塔內(nèi)填料的間距而定。

    橫流式冷卻塔，所用的填料從滴點式變?yōu)楸∧な?，所以它的水落噪聲是比較低的，但對流式冷卻塔水是直接落下到水池的，這樣水滴撞擊池中水表面而發(fā)出聲音。

    強(qiáng)制通風(fēng)冷卻塔水落噪聲與冷卻塔的大小，也即與水量有關(guān)。

    3.減速機(jī)和電動機(jī)噪聲

    減速機(jī)噪聲主要是齒輪嚙合時產(chǎn)生的噪聲，一般如果加工精度高，噪聲是不大的。減速機(jī)的噪聲，對冷塔總噪聲的影響是很小的。因此，除了需要降低冷卻塔附近的噪聲和降低總噪聲以外，這些噪聲是可以忽略的。另外減速機(jī)的底座，最好采用防振材料以隔絕可能發(fā)生的噪聲。

    電動機(jī)噪聲則是電磁噪聲和機(jī)械噪聲，這兩類噪聲源對周圍環(huán)境影響一般可以忽略。風(fēng)機(jī)用電動機(jī)噪聲比減速機(jī)的噪聲要低，所以可不必加以特別重視，在要求大功率低噪聲電動機(jī)的場合，可以采用水冷式低噪聲電動機(jī)來解決。

    4.水泵噪聲

    工業(yè)冷卻塔往往是在塔附近設(shè)置循環(huán)水泵，它的噪聲與其他聲源相比也是很大的。另外水泵的驅(qū)動一般是用電動機(jī)或蒸氣透平，這也是一個較強(qiáng)的噪聲源。水泵安置在冷卻塔附近，用于循環(huán)冷卻水，時常和水管共振發(fā)出高頻有調(diào)噪聲。如果該噪聲強(qiáng)度較大，則需要一起治理。

    5.冷卻塔配件噪聲

    這種噪聲在實際使用時對環(huán)境是沒有絲毫影響的，，它僅在運轉(zhuǎn)時，管子的水量不足或者閥門的節(jié)流不妥而產(chǎn)生刺耳紊流聲，例如，安慶化肥廠的冷卻塔，由于蒸氣透平的高壓蒸氣配管漏氣，產(chǎn)生較高聲級的噪聲，一般只要調(diào)整操作的條件即可解決。

    (三)治理方案與技術(shù)措施

    噪聲治理的一般措施是:控制噪聲源、切斷傳播途徑、保護(hù)受害者。冷卻塔的噪聲影響著作業(yè)者和居民的健康及其日常生活，受害者廣泛，且流動性大，保護(hù)受害者的措施是不可行的，只能采取控制噪聲源和切斷傳播途徑的措施。隔聲屏的原理是:利用聲波衍射使敏感建筑物處于聲影區(qū)，達(dá)到降低聲級的目的。

    針對冷卻塔的噪聲特性，常采取以下治理措施。

    (1)將普通電動機(jī)葉片更換為低噪聲葉片，從源頭上根本降低噪聲級。

    (2)排風(fēng)口噪聲具有連續(xù)頻譜特性，考慮吸聲處理。用防水吸聲體制作消聲通道，達(dá)到減噪目的。

    (3)避免機(jī)械共振產(chǎn)生噪聲，冷卻塔硬連接做減振處理。

    (4)在接水盤中增加速濾填料，以降低淋水噪聲。

    (5)對塔體和水泵用防水吸聲屏障包圍，切斷噪聲傳播途徑。在設(shè)計制造冷卻塔時，建議如下。

    (1)當(dāng)噪聲敏感區(qū)域高于冷卻塔時，聲屏障的隔聲作用有限;在冷卻塔的頂部風(fēng)W，出口處和底部進(jìn)風(fēng)口分別安裝消聲器會增加壓力損失，降低冷卻效果，而且消聲器內(nèi)使用的吸聲材料長期接觸水汽，吸聲性能會嚴(yán)重下降;隔聲房雖降噪效果明顯，但造價較高。因此，在噪聲治理過程中，要因地制宜，充分考慮各種復(fù)雜情況，選擇合適的治理方案。

    (2)鑒于目前市場上己有無風(fēng)機(jī)冷卻塔供應(yīng)，而且此類冷卻塔噪聲級都在6OdB以下，用戶使用后普遍反映良好，因此，建議推廣使用新型環(huán)保冷卻塔。

    (3)合理地確定冷卻塔的位置。在規(guī)定的建筑用地內(nèi)，冷卻塔位置應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離需要安靜的建筑(包括本單位建筑和周圍建筑)。因為噪聲隨與聲源的距離增加而衰減，在自由空間，當(dāng)距離增加一倍，噪聲級降低6dB(當(dāng)聲源為點聲源和周圍無聲反射的條件下)，實際上由于周圍建筑的聲反射，且冷卻塔也并非點聲源，因此，當(dāng)距離增加一倍約衰減3-4dB。在工廠的建筑一般容易做到，同時，再將冷卻塔聲源較強(qiáng)的一側(cè)朝向不需要安靜的一側(cè)，以及在冷卻塔與需要安靜的廠前區(qū)之間配置倉庫、商業(yè)建筑，即可有效地控制冷卻塔的噪聲干擾。

    在民用建筑中，特別在大、中城市建筑用地受到很大限制的條件下，要使冷卻塔遠(yuǎn)離本單位建筑或建筑群是很困難的，甚至是不可能的。在高層建筑中，如旅館、公寓和辦公樓等，即使有可能遠(yuǎn)離冷卻塔也無法確保塔的冷卻要求。因此，通常將冷卻塔配置在建筑物的屋頂上。在這種情況下，只有選用低噪聲的冷卻塔和借助于隔聲措施。

    (4)設(shè)計和選用低噪聲冷卻塔。冷卻塔的噪聲源有風(fēng)機(jī)噪聲、水落噪聲、減速機(jī)噪聲、電動機(jī)噪聲、閥件噪聲和冷卻用泵的噪聲，但其中主要是風(fēng)機(jī)和水落(淋水)噪聲。

    降低風(fēng)機(jī)噪聲是降低冷卻塔噪聲的積極措施，如采用低轉(zhuǎn)速、大直徑、新葉型、闊葉片、小葉角、帶傳動等措施，均可有效地降低落風(fēng)機(jī)機(jī)組的噪聲，噪聲降低落量通?？蛇_(dá)A聲級lOdB左右。

    此外，根據(jù)白天與夜間的溫差或者操作負(fù)荷的不同采用兩速電動機(jī)。當(dāng)白天氣溫較高和生產(chǎn)滿負(fù)荷時，冷卻塔的風(fēng)機(jī)全速運轉(zhuǎn);而在夜間氣溫低、冷卻塔的能力可以降低時，使電動機(jī)以2/3或1/2的速度運轉(zhuǎn)。這樣風(fēng)機(jī)噪聲可相應(yīng)降低，適應(yīng)了夜間城市區(qū)城允許值較低的妻求。

    雖然各單位大型冷卻塔的所在位置、占地面積、聲源分布狀況、所屬功能區(qū)等不盡相同，但只要掌握好噪聲控制設(shè)計原則，結(jié)合具體情況分析聲源的機(jī)理和特性，選擇相應(yīng)的治理措施，是完全能夠有效地解決好各種大型冷卻塔噪聲的污染問題。