2024年5月14日发(作者：步步高官网下载)

冰箱风道噪声分析

摘要

冰箱风道噪声作为冰箱噪声的主要噪声源之一，只有对其进行准确分析才能

提出有效的降噪方案，本文结合冰箱风道装机和自由状态下的振动测试、冰箱整

机噪声测试、单风道噪声测试及流体仿真计算对现有一款风道噪声对整机噪声影

响较大的产品进行分析验证，并提出优化方案验证。结果显示，优化后的新方案

较原方案风道效率有明显提升，风量增幅达25%，在相同一风量条件下，噪声降

低，达到预期。

关键词

风道噪声；振动测试；噪声测试；流体仿真。

1、引言

冰箱，作为现代人们家庭生活中离不开的家用电器之一，伴随科学的进步以

及人们生活水平的逐渐提高，冰箱也在不断更新，从功能、造型设计、节能省耗

等诸多方面都在进度，在给人们生活带来方便的同时也伴随了一些烦恼。比如冰

箱噪音大，越来越受到人们的关注。尤其是风冷冰箱，除了压缩机、制冷管路的

噪声外，还有风扇运行过程中产生的噪声。如何判断噪声的来源并采取相应的降

噪技术成为冰箱企业面临的重要任务之一。

风冷冰箱的主要噪声源为压缩机和风机，准确识别出主要的噪声源是控制噪

声的前提和关键

[1]

，本文主要针对风机进行分析；风机噪声包括振动噪声和气动

噪声，当风机装配在冰箱风道组件之后，风机的固有特性和风道组件的特性进行

耦合，从而辐射出更复杂的气动噪声流场变化会产生风道噪声。风冷产品的风道

噪声对整机噪声的影响比重越来越大，尤其是高转速下对整机噪声的影响越发明

显，逐渐成为整机降噪的瓶颈问题，目前针对风道噪音的改善主要集中在提效降

转速，手段较为单一。在冰箱特定模式下风机转速下降对制冷系统有较大影响，

无法继续使用提效降转速这一措施。

针对风道噪声中的振动噪声与气动噪声共存问题，缺少风道噪音的测试及分

析。针对上述现状，行业内做了很多研究，在冰箱离心风机气动噪声仿真与试验

研究

[2]

一文中借助CFD和CAA联合仿真的方法对搭载离心风机的风道组件进行分

析，并设计气动噪声的实验测量验证了数值计算结果的合理性和准确行。

本文针对风道噪声开展的研究，主要是结合风道装机和自由状态下的振动测

试、冰箱整机噪音测试、单风道噪音测试，以及常规的流体仿真进行综合分析，

旨在提出一种较为经济和实用的降噪技术，搭建风道噪音测试及分析方法，寻找

降噪的有效手段，为整机降噪贡献一份力量。

2、风道振动测试方案

选择我司一款冷冻风道噪声对整机噪声测试影响较大的产品，首先对冰箱的

冷冻风道进行振动测试。对冰箱冷冻风道振动测试的传感器布点如图1所示，主

要在冷冻风罩表面靠近风机中心处、流道的两侧和非流道处布点。

图1 测量振动点的布置

对风道振动测试的目的主要有：对比压缩机开停对风道的振动影响、风道固

定与未固定的振动差异、风道装配状态与自由状态的振动差异，各工况具体振动

测试曲线及分析结果见下述详细分析。

2.1 整机不同状态-风机固定转速

压缩机开启对风道振动有明显影响；风门开关对风道振动的影响可以忽略不

计。

2.2 整机风机升速-压缩机开/关

风机低转速运行时，压缩机开启对风道风机处振动影响的更大；风机在高转

速9~11档时，风机振动对风道的影响较大。

2.3 整机风机升速-螺钉未固定/固定

固定螺钉容易造成风道振动增大，尤其是处于风机中心附近处的振动；风道

其他位置的高转速时振动有明显提高。

2.4 风机升速-风道自由状态

对冷冻风道自由状态的振动测试，风机10档以上，风道振动有明显增大；

测点1即风机中心处在风机7档时，振动有大幅增加，7档转速与风机装配结构

互相有影响。在测试中发现风机振动分3个阶段：1~5档振动较小，6~9档振动

基本相同，10~12档振动有明显提升。

2.5 风机升速-整机/单风扇/自由状态对比

整机与单风扇状态的流道处振动在风机高转速时振动有明显提升。

从以上5种工况测试分析，该冰箱冷冻风道在螺钉固定状态下振动较大，伴

随风机转速升高，风机处的振动在某个转速范围内会增大，该风道为无泡沫风道，

风机高转速时气流直接冲击风罩表面导致振动有明显增加，结合以上，该冷冻风

道振动有一定的优化空间。

3、风道噪声测试

风道噪声测试分整机噪声测试和风道自由状态噪声测试两种状态分开进行，

整机噪声按照国标六点法，对压缩机开停、风机开停共四种工况进行测试；风道

自由状态噪声测试是将风道悬挂，在其四周分别布传感器测点。

整机噪声测试结果如表1所示，图7是单开风机时的整机噪音测试，图8是

该冷冻风道拆下来之后自由状态下的噪声测试，图9是低频段噪声频谱图。

表1 整机噪声测试结果

测

点

1

P

2

P

3

P

4

P

5

P

6

P声

功率

整

机小

1.8

2

3.9

2

4.5

2

1.4

2

0.5

2

9.4

1

7

35.

整

机大

5.8

2

6.7

2

7.3

2

6.3

2

3.0

2

1.4

2

0

39.

单

风扇小

8.1

1

7.9

1

8.6

1

7.1

1

7.4

1

7.2

1

2

31.

单

风扇大

4.5

2

4.3

2

5.0

2

4.9

2

0.8

2

9.9

1

1

37.

图2单风机开的整机噪音测试

图3 冷冻风道自由状态下的噪音测试

图4 低频段噪声

结合以上分析，风机高转速时的风道噪声对整机噪声影响较大，且

低频段（150Hz~600Hz）的风道噪声对整机噪声影响较大。

4、风道流场分析

图5风道内速度、压力云图

对原有风道结构进行流体仿真计算，图10为在风道内部选取某处截面的速

度、压力云图。从压力云图可看出原有风道结构存在不合理设计，引起了较大的

压力梯度，图中存在压力梯度大于300Pa的区域。

5、风道优化

针对结构不合理的地方进行优化设计，然后进行上述流体仿真计算，选取同

图10相同位置处的速度、压力云图，结果如图11所示。

图6 优化后风道的速度、压力云图

与原风道对比，压损有所降低，提高了送风效率；压力梯度大于200Pa的区

域有减小，面积减小约70%左右；整机风量由原来的40m

3

/h提高到50m

3

/h，风量

增幅达25%；新方案振动测试，风机周围振动有加强，流道振动减小，其余位置

与原风道趋势基本相同，因为是手板件可能会对振动测试有一定影响。

风道效率提高后风道送风风量有明显的增大，风道内的速度提升，导致风道

噪声呈现增大趋势，为对风道噪声进行对比，需要在同一风量水平前提下对比风

道噪声，可通过调整出风口大小或降低风扇转速的方法降低风量，并利用流体仿

真计算确保调整后的方案风量与原方案相近。调整出风口大小方案后的整机噪声

测试值39.2dB，较原方案整机40.2dB有下降。通过降低风扇转速方案使其风量

与原方案相近，经验证，降低风扇转速后噪声测试值37.1dB，噪声值下降明显，

即优化后的风道在相同流量下风道噪声均有降低。

6、结论

本文主要通过对现有一款冰箱产品的冷冻风道进行分析，其风道噪声对整机

噪声测试影响较大，结合振动测试、噪声测试、流体仿真计算，分析冷冻风道的

振动分布及噪声分布趋势，建立了风道噪声测试及分析方法，为噪声优化提供方

向。经验证，优化后的风道效率有提高，风量明显增加，在相同一风量条件下，

风道噪声降低。

参考文献:

[1]

张亚虎,方忠诚,任伟等.

噪声源识别技术及其在冰箱降噪中的应用，第十二届全国电冰箱

（柜），空调器及压缩机学术交流大会论文集.2014.10:17-21.

[2]

朱小兵,陈建全,刘建如，万彦斌等.

冰箱离心风机气动噪声仿真与实验研究，环境试验设备.

2019.4：119-122.

作者简介：

李乾坤，男，1990年5月生，毕业于西北工业大学机械制造及其自动化专业，

现任长虹美菱股份有限公司 美妆经营体体长，主要从事结构设计、有限元仿真

和振动噪声研究。