主动降噪热泵机组及应用于该热泵机组的降噪系统和方法与流程

本发明涉及热泵机组，具体涉及一种主动降噪热泵机组及应用于该热泵机组的降噪系统和方法。

背景技术：

1、在热泵机组运行过程中，噪声的产生和传播给周围环境和使用者带来显著的不便。为缓解这一问题，当前通常采用被动降噪技术，如安装吸音材料和增加隔音层，但这些方法的效果往往不尽如人意，且伴随体积增大和成本上升等不利因素。为克服这些局限，本领域技术人员进行深入研究与探索。

2、例如，中国专利公开号为cn111947926a的发明提出一种智能型滑动轴承自适应主动降噪装置及其降噪方法，该方案通过控制器与振动/噪声传感器及扬声器相结合，成功实现对滑动轴承振动噪声的主动抵消。

3、然而，这一方案主要聚焦于滑动轴承的噪声问题，而热泵机组的噪声来源实际上更为广泛，包括但不限于压缩机、风扇、水泵等多个关键部件。这些部件产生的噪声在现有方案中尚未得到全面有效的处理。此外，热泵机组在运行过程中还需应对复杂多变的环境条件，单一的降噪策略往往难以达到理想的降噪效果。因此，为实现更全面的降噪目标，需要开发更加先进、综合的降噪系统，该系统应能够同时应对多种噪声源，并在不同环境条件下保持稳定的降噪性能。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种主动降噪热泵机组及应用于该热泵机组的降噪系统和方法。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种主动降噪热泵机组，包括热泵机组以及与热泵机组相连的管路，管路上依次设置主动降噪部和被动降噪部，其中：

4、主动降噪部，包括设置于管路入口的远端传感器和近端传感器，远端传感器用于采集入口噪声信号ⅰ，近端传感器用于采集进入被动降噪部前的噪声信号ⅱ；远端传感器和近端传感器均包括传感器本体、吸收壳体，其中：传感器本体嵌入主动降噪部内壁，吸收壳体位于外侧且设置有用于吸收噪声的半球状壳体；

5、被动降噪部，包括设置于管路中部的波纹管、以及依次设置于波纹管上的环状抑制部、细纹抑制部和粗纹抑制部，其中：环状抑制部呈环状设置，其侧壁设置有与管路轴向平行的间隔槽；细纹抑制部设置有与管路轴向垂直的环状细纹，环状细纹之间设置有抑制连接带；粗纹抑制部设置有与管路轴向垂直的环状粗纹，环状粗纹之间设置有抑制连接面。

6、本技术方案通过主动降噪部和被动降噪部相结合，形成多层次的降噪系统，主动降噪部通过产生与原始噪声相反的声波来直接抵消噪声，而被动降噪部则通过增加管路系统的柔性、散射声波和减少直接传播来降低噪声，组合后的技术方案显著提高热泵机组的降噪效果，提供更加安静的运行环境。具体地，远端传感器负责采集原始的、未经处理的入口噪声信号ⅰ，而近端传感器则采集经过初步处理后的噪声信号ⅱ；每个传感器都由传感器本体和吸收壳体组成，传感器本体负责采集噪声信号，而吸收壳体利用其半球状结构吸收和减少传感器周围的噪声，以提高信号采集的准确性和减少干扰；通过远端和近端传感器采集的噪声信号，主动降噪系统分析出噪声的特性和变化，产生与原始噪声信号相反相位的声波；当降噪声波与原始噪声声波相遇时相互抵消，从而达到降噪的效果；波纹管用于增加管路的柔性，减少由于机械振动、热胀冷缩等因素引起的噪声；波纹管内壁的凹凸不平也有助于散射声波，减少声波在管路中的直接传播；环状抑制部、细纹抑制部和粗纹抑制部，分别通过环状细纹、粗纹和间隔槽来进一步散射和衰减声波；环状抑制部的间隔槽用于增加声波传播过程中的折射和散射，减少直接传播的声波能量；细纹和粗纹抑制部则通过增加表面积和不平整度来进一步散射声波。因此，本技术方案通过构建一个热泵机组的降噪系统，该系统包括主控模块、噪声采集模块和主动降噪模块，实现对热泵机组噪声的全方位监控和主动降噪，提高热泵机组的运行安静性和用户体验。

7、另外，根据本发明上述提出主动降噪热泵机组还具有如下附加技术特征：

8、根据本发明的一个实施例，所述主动降噪部还包括管状本体，管状本体的侧壁设置有与传感器本体相配合的安装孔；管状本体的端部设置有与波纹管相配合的连接法兰。

9、本技术方案通过引入管状本体来优化主动降噪部的结构，确保传感器本体能够稳固安装，并通过连接法兰与波纹管实现有效连接，增强系统的整体性和稳定性。

10、根据本发明的一个实施例，所述主动降噪部与被动降噪部的连接法兰处设置有降噪扬声器，降噪扬声器内嵌于环状抑制部与波纹管之间，降噪扬声器通过发出与采集的噪声相反的声波进行噪声抑制。

11、本技术方案通过在主动降噪部与被动降噪部的连接处设置降噪扬声器，利用扬声器发出与采集到的噪声相反的声波，实现噪声的主动抑制，提升降噪效果。

12、根据本发明的一个实施例，所述环状抑制部的间隔槽内设置有金属滤网，降噪扬声器沿环状抑制部均布于金属滤网的内部。

13、本技术方案通过在环状抑制部的间隔槽内设置金属滤网，并将降噪扬声器均布在金属滤网内部，既保护扬声器免受外部杂质的影响，又提高降噪扬声器的降噪效率。

14、根据本发明的一个实施例，所述细纹抑制部和粗纹抑制部均呈环状卡设于波纹管的外侧，且相邻的细纹抑制部和粗纹抑制部之间设置有加强筋，加强筋紧固于波纹管上。

15、本技术方案通过在波纹管外侧设置细纹抑制部和粗纹抑制部，并在相邻抑制部之间设置加强筋，加强波纹管的结构稳定性，同时提供额外的降噪效果。

16、根据本发明的一个实施例，所述热泵机组的液体流入波纹管，在波纹管内壁的作用下进行一次降噪吸能；波纹管外侧的环状抑制部、细纹抑制部和粗纹抑制部依次进行二次降噪吸能。

17、本技术方案通过热泵机组的液体在波纹管内流动时，利用波纹管内壁及其外侧的环状抑制部、细纹抑制部和粗纹抑制部进行降噪吸能，实现多级降噪，提高降噪效率。

18、根据本发明的一个实施例，所述被动降噪部的外部设置有长方体的降噪壳体，降噪壳体用于隔绝一次降噪吸能、二次降噪吸能后的波纹管噪声。

19、本技术方案通过在被动降噪部外部设置长方体的降噪壳体，有效隔绝经过降噪处理后的波纹管噪声，进一步提升降噪效果，并保护内部降噪结构。

20、为实现上述目的，本发明还提供一种热泵机组的降噪系统。

21、一种热泵机组的降噪系统，包括：

22、主控模块，为主控器，主控器设置于热泵机组外侧，分别与热泵机组的所有管路上的噪声采集模块和主动降噪模块相连；

23、噪声采集模块，为远端传感器和近端传感器，远端传感器设置有一组，采集管路入口的噪声信号ⅰ；近端传感器设置有若干组，分别设置靠近环状抑制部的管状本体处，用于识别进入波纹管前的噪声信号ⅱ；噪声采集模块将采集到的信号传递给主控模块；

24、主动降噪模块，为降噪扬声器，通过主控模块控制发出与采集的噪声相反的声波进行噪声抑制。

25、本技术方案通过实时采集和分析噪声信号，并利用主动降噪技术发出与噪声相反的声波进行噪声抑制，实现对热泵机组噪声的有效控制。具体地，系统通过主控模块实时接收和处理来自不同位置的噪声数据，并据此控制降噪模块的工作；远端传感器设置于管路入口，负责采集管路入口的原始噪声信号，即噪声信号ⅰ；近端传感器则设置在靠近波纹管前的管状本体处，用于识别经过初步处理后的噪声信号，即噪声信号ⅱ；降噪扬声器根据主控模块的控制指令工作；当降噪扬声器发出的声波与原始噪声声波相遇时，由于频率相同、相位相反发生干涉相消，从而抑制或消除原始噪声。

26、为实现上述目的，本发明还提供一种主动降噪热泵机组的降噪方法。

27、一种主动降噪热泵机组的降噪方法，包括如下步骤：

28、s1、在热泵机组的管路入口设置远端传感器，采集管路入口的噪声信号ⅰ；在靠近被动降噪部的管状本体处设置若干组近端传感器，用于采集进入被动降噪部前的噪声信号ⅱ；将远端传感器和近端传感器采集到的信号传输至主控模块；

29、s2、主控模块对接收到的信号进行分析，并进行加权设置；分析后确定需要发出的降噪声波的频率、相位；

30、s3、主控模块控制降噪扬声器发出与采集到的噪声相反的声波；降噪扬声器发出的声波与管路中的噪声声波进行干涉，通过相位频率、相位相同的声波相互抵消，达到降噪的效果。

31、本技术方案通过在热泵机组的管路入口设置远端传感器采集原始噪声信号，以及在靠近被动降噪部的管状本体处设置近端传感器采集处理前的噪声信号，并将上述信号传输至主控模块；主控模块对上述信号进行分析和加权设置，以确定需要发出的降噪声波的频率和相位；主控模块控制降噪扬声器发出与采集到的噪声相反的声波，上述声波与管路中的噪声声波发生干涉，并通过相位频率和相位相同的声波相互抵消，从而达到降低热泵机组噪声的最终目的。

32、根据本发明的一个实施例，所述主控模块根据预设权重进行加权设置，分别将远端传感器、近端传感器的权重系数设置为0.65和0.35，计算综合权重值。

33、本技术方案中，权重系数的具体数值是根据实际情况和实验数据确定的，根据不同的应用场景和降噪需求进行调整。通过加权设置，主控模块能够综合考虑远端和近端传感器采集到的噪声信号，并根据它们的权重系数计算出综合权重值。由于远端传感器采集的原始噪声直接反映热泵机组的噪声产生情况，赋予更高的权重0.65；而近端传感器则采集的是经过初步处理后的噪声信号，反映噪声在传播过程中的变化，赋予权重0.35；综合权重值将作为降噪策略制定的依据，用于指导降噪扬声器发出与噪声相反的声波，从而实现降噪效果的最优化。

34、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

35、(1)通过主动降噪部和被动降噪部相结合，形成多层次的降噪系统，主动降噪部通过产生与原始噪声相反的声波来直接抵消噪声，而被动降噪部则通过增加管路系统的柔性、散射声波和减少直接传播来降低噪声，组合后的技术方案显著提高热泵机组的降噪效果，提供更加安静的运行环境。

36、(2)根据远端传感器、近端传感器的权重系数对主动降噪部进行优化，直接反映热泵机组的噪声信号ⅰ，赋予更高的权重0.65；经过初步处理后的噪声信号，反映噪声在传播过程中的变化，赋予权重0.35；综合权重值用于指导降噪扬声器发出与噪声相反的声波，从而实现降噪效果的最优化。