核心要点
- 轴流风机的噪音主要可分为两类：气动噪音和机械噪音。
- 降低风机转速、保持进风口和出风口的气流通道畅通，可以降低气动噪音。
- 减振器、柔性风管连接和定期清洁，可以应对由安装和振动引起的噪音。
- 低噪音风机的选型从风量、静压和噪音目标入手，在设备中进行测试以确认最终性能。
轴流风机广泛应用于商业建筑冷却和工业通风。工业环境需要高效通风，但风机噪音过大会带来挑战。当轴流风机出现异常的嗡嗡声、咔嗒声或啸叫声时，工程师需要查明是什么发生了变化。运行中的过大噪音可能由气流受限、轴承磨损或叶轮不平衡引起。当工人长时间在持续嘈杂的环境中工作时，他们之间的沟通会受到干扰。识别这些噪音来源有助于工程师选择有效的降噪方法。本文阐述轴流风机噪音的成因，以及工程师可以采取的实际措施。
什么是轴流风机噪音？
气动噪音
气动噪音因产生它的气流而得名。当轴流风机叶片在空气中运动时，会在叶片表面和叶尖周围产生紊乱的气流。这些紊流与机壳或附近障碍物相互作用，进一步加剧扰动。这些扰动会产生声波。常见的表现是宽阔的呼啸声或嘶嘶声。因此，随着风机转速加快，气流噪音会更加明显。
机械噪音
机械噪音来自风机电机和轴承的振动。这些振动会沿风机框架及其支撑结构传播，产生嗡嗡声、蜂鸣声或咔嗒声。在较高运行转速下，这种噪音通常更加明显。在高速旋转下，不平衡引起的振动力会被放大，噪音也会随之增大。轴承磨损或安装五金件松动还会带来粗糙的运转声或咔嗒声。
让轴流风机更安静的 4 种实用方法
方法一：调节轴流风机转速
在相同的风量和静压下运行时，低速运转的较大轴流风机通常比高速运转的较小风机更安静。这是因为较大的叶轮可以在较低的叶尖速度下达到所需的工况，从而降低气动噪音。
外置变速器可调节交流风机转速以匹配需求。EC 轴流风机通常集成转速控制系统，例如 0-10V 模拟量控制、PWM 或 Modbus 数字通信。作为大致参考，转速降低 10% 可使声功率级降低约 2 dB，降低 20% 约可降低 5 dB。
如果噪音在某个特定转速区间内明显增大，可能涉及共振。可以调节变频器，使其在该区间之上或之下运行。其跳频功能还能避免在会激发风机或周围结构共振的转速下持续运行。
方法二：改善进风口和出风口的安装
安装布局和周围条件会影响风机噪音。墙壁、线束、急弯或换热器离进风口过近，会在转子周围形成不均匀的气流。在出风口处，障碍物可能导致回流，或迫使空气以高速通过狭窄缝隙。这些都会增加噪音。充足的进风间隙、平直的进气段和渐变的出风过渡，能让空气在安装中拥有更顺畅的路径。
进风口和出风口的消声器可以进一步降低空气传播噪音。这些消声器可制成圆形或矩形，以适配法兰和风管的几何形状。其结构结合了吸声材料和设计用于引导气流的内部通道。为减少对气流的影响，其连接必须与轴流风机相匹配。
方法三：安装减振装置和柔性连接
刚性风管连接会把轴流风机的振动传导到进风管和出风管。如果这种振动激发了周围结构的固有频率，共振就会放大噪音。
橡胶是减振支座中常用的材料。它的柔韧性可以缓冲运动，其内部阻尼会把部分振动能量转化为热量。
安装在夹层或钢平台上的风机，通常需要在风机底座和支撑结构之间设置减振器。这里的柔性连接用于减少振动的传递。刚性连接会把这种运动传导到风管接头，久而久之可能导致疲劳和开裂。
方法四：维护和清洁轴流风机部件
长时间运行和恶劣的工况会加速电机和轴承的磨损。随着这些部件的劣化，振动和机械噪音可能会增大。定期检查有助于识别磨损部件以进行维修或更换。维护内容包括检查叶片是否损坏或变形。损坏的叶片需要更换，然后对旋转部件进行平衡校验。
长时间运行导致的积尘是另一个值得关注的问题。沉积物会改变叶片表面。即使是很小的变化，也可能影响气动性能并增大噪音。不均匀的积尘还会使叶轮失去平衡，增加振动。定期清洁叶片、防护网和机壳至关重要。
选择低噪音轴流风机的分步指南
样本上的关键参数：它们代表什么？
- 风量（CFM 或 m³/h）：风机能够输送的最大空气体积。
- 静压（Pa）：克服系统阻力所产生的最大压力。
- 材质：塑料、铝或钢。
- 噪音等级（dB(A)）：A 计权声级。数值越低，表示运行越安静。
- 防护等级（IP）：对固体颗粒和水的防护能力。
步骤一：确定风量和静压需求
在风机选型过程中，第一步通常是确定系统的风量和静压。结合系统需求和轴流风机的额定参数来确定目标工况点。在这一步使用风机选型工具会非常方便。
通常会为系统阻力的变化预留一定的余量。余量过大会使定速风机输送过多风量，并带来额外的噪音。
步骤二：设定噪音目标
轴流风机的样本额定值描述的是其在供应商所声明的测试条件下的声音。一种常见的测试方式是在消声室中测量声压，麦克风置于距风机进风口 1 米处。消声室抑制了声音反射，使测量主要捕捉风机的直达噪音。实际读数可能会更高。附近的墙壁会反射声音，安装结构还会引入额外的气流噪音或振动。下表是 ASHRAE 针对已完工、无人房间中暖通空调背景噪音的大致设计目标。
|
应用场合 |
暖通空调背景噪音大致范围 |
|
话剧院、音乐厅和独奏厅 |
25 dB(A) |
|
电话会议厅 |
30 dB(A) |
|
私人办公室、会议室和教室 |
35 dB(A) |
|
医院病房、手术室和处置室 |
40 dB(A) |
|
开放式办公室、走廊和大堂 |
45 dB(A) |
步骤三：检查电机和转速控制方案
较高的风机转速通常会产生更多的气动噪音。EC 电机采用电子换向，设计上具有较低的电磁噪音。兼容的交流电机可搭配变频器运行。直流风机通常采用 PWM 或电压控制。电机的选择取决于可用的电源、预算、控制接口和所需的转速范围。
步骤四：确认安装兼容性
由于轴流风机沿轴向送风，任一端空间受限都会产生紊流并增大噪音。轴流风机的安装需要在进风口和出风口两端都留有足够的间隙。当直接安装在刚性位置时，表面共振会放大噪音。应安装橡胶垫或带减震器的支架，以减少这些振动的传递。
步骤五：低噪音轴流风机的验证
样机验证检查安装后的噪音等级。测试从在已完成的安装中读取基准值开始。将 2 级声级计放置在固定的测量位置，例如距风机进风口 1 米、离地 1.5 米处。记录当前的变频器频率和对应的 dB(A) 读数。
实际验证结果可能与额定值存在差异。例如，一台在消声室中额定为 35 dB(A) 的轴流风机，安装到系统中后实测可能达到 42 dB(A)。如果结果超出项目的噪音目标，可以考虑更换为与工况点更匹配的轴流风机。
朗伟如何支持低噪音轴流风机应用？
朗伟的全系列轴流风机涵盖从冷凝器、电子设备冷却到冷却塔和隧道通风的各类应用。专门的降噪设计支持在较高转速下安静运行。
叶片设计、电机控制和设备集成是朗伟降噪方案的一部分。在一个商业暖通空调项目中，完整的朗伟风机配置相比客户此前的方案实现了6.5 dB(A) 的降噪。
对于 OEM 项目，朗伟提供风机尺寸、风量参数、材质和控制功能方面的定制。选型支持和样机验证涵盖风机安装到客户设备后的实际表现。
常见问题
叶片设计会影响工业轴流风机的噪音吗？
会。大部分气流噪音来自空气流经叶片及其叶尖周围的方式。不匹配的叶片几何形状会产生额外的紊流，尤其是当风机偏离其设计工况点运行时。
风机转速控制在降低整体噪音中起什么作用？
风机噪音随叶片转速的变化非常显著。转速控制可以在无需满风量时让风机降速。较低的叶片转速产生较弱的压力脉动和较少的气动噪音。
轴流风机比离心风机更安静吗？
两者的工况不同，无法在相同条件下比较。在阻力相对较低的系统中输送大量空气时，轴流风机可能更安静。当系统阻力增大时，离心风机在工况点处产生的噪音可能更小。
有哪些有效的风机降噪方法？
首先观察安装条件。检查进风口是否存在气流受限，以及出风口附近是否有障碍物。如果条件允许，降低转速并加装减振器。
