CTI冷卻水塔聲音噪音測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)(ATC-128)

本文總結(jié)了冷卻塔測(cè)試的結(jié)果，并提出了使結(jié)果更接近的建議。值得注意的是，冷卻技術(shù)協(xié)會(huì) (CTI) 的水冷卻塔聲音測(cè)量標(biāo)準(zhǔn) ATC-128 的修訂版預(yù)計(jì)將很快發(fā)布。它將包括用于解釋來自小型冷卻設(shè)備的測(cè)試數(shù)據(jù)的更新方法，以使聲功率級(jí)更接近 ISO 3744 半球方法。

在指定冷卻設(shè)備時(shí)，工程師面臨著影響性能和布局的無數(shù)決定。一個(gè)關(guān)鍵的考慮因素是發(fā)出的噪聲。

隨著主要城市人口密度的上升和市政法規(guī)對(duì)聲級(jí)的限制，這可能成為在兩種商業(yè)冷卻系統(tǒng)之間做出選擇時(shí)的決定性因素。

制造商可以從多種聲音測(cè)試代碼中進(jìn)行選擇，但結(jié)果不應(yīng)取決于所選擇的方法。測(cè)試提供始終如一的嚴(yán)格和可驗(yàn)證的結(jié)果至關(guān)重要，這樣工程師和業(yè)主才能對(duì)給定值的準(zhǔn)確性充滿信心。

由于需要比較和對(duì)比廣泛接受的行業(yè)測(cè)試方法，一家冷卻塔制造商使用各種標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試了其四個(gè)冷卻塔裝置，以計(jì)算和比較聲功率級(jí)。

1981年，CTI推出了ATC-128《水冷卻塔聲音測(cè)量測(cè)試規(guī)范》，這是測(cè)試?yán)鋮s塔發(fā)出的聲音的標(biāo)準(zhǔn)。 ATC-128 的目的是標(biāo)準(zhǔn)化制造商嘗試測(cè)量其冷卻設(shè)備發(fā)出的噪音并計(jì)算不同距離的聲級(jí)。公司在發(fā)布之前轉(zhuǎn)向國(guó)際規(guī)范或內(nèi)部協(xié)議來測(cè)量設(shè)備聲級(jí)。

CTI 為北美市場(chǎng)帶來一致性的目標(biāo)在很大程度上取得了成功。然而，該代碼包含多個(gè)測(cè)量值，引發(fā)了關(guān)于如何最好地選擇最準(zhǔn)確的聲音計(jì)算的問題。這對(duì)于獲取或推斷未直接測(cè)試但需要遵守噪聲法規(guī)和細(xì)則的距離的結(jié)果尤為重要。

CTI 在 2005 年對(duì)代碼進(jìn)行了重大改寫，隨后在 2014 年進(jìn)行了小幅修訂。作為其持續(xù)開發(fā)可信代碼和標(biāo)準(zhǔn)的一部分，該研究所聘請(qǐng)冷卻塔制造商在其研發(fā)中心進(jìn)行測(cè)試。

方法

為了確定 ATC-128 相對(duì)于可比較代碼的位置，使用 ATC-128 和其他四個(gè)使用測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算聲功率的標(biāo)準(zhǔn)的方法進(jìn)行了測(cè)試級(jí)別：

ISO 3744（聲學(xué) - 使用聲壓確定噪聲源的聲功率級(jí)和聲能級(jí) - 反射平面上基本自由場(chǎng)的工程方法）；

空調(diào)、供暖和制冷協(xié)會(huì) (AHRI) 370（大型風(fēng)冷室外制冷和空調(diào)設(shè)備的聲性能等級(jí)）；

德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì) (DIN) 45635，第 46 部分（機(jī)械發(fā)出的噪聲的測(cè)量；空氣噪聲排放；包絡(luò)法；冷卻水塔）；和

EN 13487（熱交換器 - 強(qiáng)制對(duì)流風(fēng)冷制冷劑冷凝器和干式冷卻器 - 聲音測(cè)量）。

之所以選擇這些方法，是因?yàn)榕c ATC-128 一樣，它們使用測(cè)得的聲壓來計(jì)算聲功率級(jí)。聲壓是聲波在空氣中傳播引起的氣壓波動(dòng)的量度。本質(zhì)上，它是我們?cè)诰嗦曉匆欢ň嚯x處聽到的聲音，以分貝 (dB) 為單位測(cè)量。

聲源的聲功率級(jí)必須根據(jù)測(cè)得的聲壓來計(jì)算，因?yàn)槁曇魝鞑サ男再|(zhì)使得直接測(cè)量幾乎是不可能的。這些測(cè)量通常采用構(gòu)成可聽頻譜的八個(gè)波長(zhǎng)頻率（稱為倍頻程）：63、125、250、500、1,000、2,000、4,000 和 8000 Hz。

在分析過程中，這些測(cè)量值被“加權(quán)”，根據(jù)人耳對(duì)某些聲音頻率的敏感度進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這是使用每個(gè)頻率的結(jié)果的轉(zhuǎn)換值完成的；本文中所有數(shù)值均以 dB(A) 加權(quán)表示，而非實(shí)測(cè) dB(L)。

用于測(cè)試的冷卻機(jī)組

測(cè)試了四個(gè)機(jī)組：引風(fēng)、逆流冷卻水塔；強(qiáng)制通風(fēng)、逆流冷卻塔：引風(fēng)、橫流干式冷卻器；和引風(fēng)橫流冷卻塔。

形狀和操作的變化允許獨(dú)立于配置的分析。在所有情況下，設(shè)備都在無熱負(fù)荷的情況下以最大風(fēng)扇速度和水流量（如果適用）運(yùn)行。

每個(gè)單元都根據(jù)五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)（ATC-128、ISO 3744、AHRI 370、DIN 45635 和 EN 13487）進(jìn)行測(cè)試，并使用標(biāo)準(zhǔn)中的指南計(jì)算聲功率。

了解用于計(jì)算聲功率的兩種測(cè)量距離很重要。一種是近場(chǎng)，它是細(xì)胞周圍的區(qū)域，非常接近以至于細(xì)胞表面無法組合成單個(gè)發(fā)射點(diǎn)。計(jì)算聲功率具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)闇y(cè)量結(jié)果似乎來自各個(gè)方向。

遠(yuǎn)場(chǎng)距離將單位視為聲音發(fā)出的點(diǎn)。最小遠(yuǎn)場(chǎng)距離基于從以下等式計(jì)算的特征尺寸：

遠(yuǎn)場(chǎng)通常被認(rèn)為是特征尺寸 (2Do) 的兩倍。

冷卻塔制造商的測(cè)試設(shè)施允許在最小干擾的情況下進(jìn)行測(cè)量，因?yàn)樵跍y(cè)試墊周圍每個(gè)方向都有 50 英尺的空白空間，沒有明顯的干擾。這是根據(jù)需要獲得遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量的關(guān)鍵。

檢測(cè)情況

自2017年9月至2017年12月，嚴(yán)格按照五項(xiàng)比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè)。

ATC-128 — CTI 的標(biāo)準(zhǔn)涵蓋多種方法。為了進(jìn)行比較，使用近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量計(jì)算了聲功率級(jí)。這些記錄在每個(gè)冷卻塔表面的中心，并提供兩個(gè)數(shù)據(jù)集，然后可以比較兩個(gè)計(jì)算結(jié)果。盡管遠(yuǎn)場(chǎng)被認(rèn)為是特征尺寸 Do 的兩倍，但業(yè)界使用 15 m（50 英尺）的設(shè)定距離。

ATC-128 是在距離地面 1.5 m 的高度處測(cè)量的，除非這與風(fēng)扇排放重合。這些讀數(shù)是在出口上方 1.5 m 和出口側(cè)面 1.5 m 處獲取的，以防止氣流使測(cè)量值膨脹。根據(jù) ATC-128 指南，所有 15 米的距離都是從冷卻塔的表面開始測(cè)量的，而不是從裝置的中心開始測(cè)量的。這一事實(shí)是解釋與基線計(jì)算的偏差的關(guān)鍵，并在結(jié)果中進(jìn)行了討論。

ISO 3744 - 該標(biāo)準(zhǔn)適用于多種類型的機(jī)械和設(shè)備，并且由于范圍廣泛而使用最廣泛。

基本安排是從噪聲源周圍的假設(shè)表面獲取聲壓讀數(shù)。這些“表面”上的一系列測(cè)量點(diǎn)用于計(jì)算總聲發(fā)射。

本次測(cè)試使用了一個(gè)半球，其中心位于設(shè)備底部的中間。半徑是特征尺寸的兩倍，提供遠(yuǎn)場(chǎng)讀數(shù)。在半球的不同位置測(cè)量了 10 個(gè)主要點(diǎn)和 10 個(gè)次要點(diǎn)，這些點(diǎn)用于計(jì)算聲功率級(jí)。

另一種形狀是一個(gè)盒子，它在每個(gè)方向上延伸到距離單元格 1 m 的距離。它被稱為“平行六面體”方法，用于獲取近場(chǎng)讀數(shù)。每個(gè)面被劃分為一個(gè)網(wǎng)格，測(cè)量點(diǎn)位于每個(gè)面的中心。每個(gè)面的角點(diǎn)和中點(diǎn)都是強(qiáng)制性位置，如果需要，可以進(jìn)行額外的測(cè)量。