Sposób na cichsze pompy ciepła
Minimalizacja drgań. Redukcja hałasu.
„Jest głośno. Brzęczy. Nie mogę spać”. Sytuacja, którą prawdopodobnie przeżył każdy z nas – jako producent, instalator lub klient końcowy. „Brzęczenie” o niskiej częstotliwości może doprowadzić do szału. Nic dziwnego, ponieważ jesteśmy coraz bardziej świadomi hałasu i jego wpływu na nasze codzienne życie.
"A major portion of the sound that reaches our ears - be it a chord from a guitar, the squeal from brakes or a lively discussion at the neighbours - originates from or is transmitted through vibration solid structures."
Cremer, Heckl, Petersson "Structure Borne Sound - Structural Vibrations and Sound Radiation at Audio frequencies" - Third Edition, 2005.
Różne koncepcje izolacji drgań, by pompy ciepła były cichsze
Możliwe jest zewnętrzne odizolowanie całej pompy ciepła lub skoncentrowanie się jedynie na izolacji wewnętrznych komponentów (sprężarki) albo zastosowanie obu rozwiązań. Podczas gdy zewnętrzne odizolowanie zmniejsza dźwięk materiałowy, zapobiegając przenoszeniu drgań na strukturę budowli, wewnętrzne odizolowanie sprężarki ma dodatkowy pozytywny wpływ na pierwotny dźwięk powietrzny.
Izolacja zewnętrzna zmniejsza przede wszystkim dźwięk materiałowy
Sprężarka jako źródło hałasu
Sprężarki są głównym elementem każdej pompy ciepła. W reklamach pomp ciepła często uwzględniany jest tryb cichy i podawane są konkretne wartości hałasu. Odnoszą się one z reguły do pierwotnego dźwięku powietrznego. W wielu przypadkach ten „cichy jak szept” tryb pracy uzyskuje się przez zastosowanie technologii sprężarki inwerterowej. To znaczy, że prędkość obrotowa silnika sprężarki jest regulowana odpowiednio do rzeczywistego zapotrzebowania. Jest to niezwykle wydajny sposób na optymalne wykorzystanie możliwości pompy ciepła. Jednak zmniejszenie prędkości obrotowej silnika obniża również częstotliwość wzbudzania sprężarki, co powoduje jeszcze więcej niepożądanych „brzęczących dźwięków” o niskiej częstotliwości.
Pięć wskazówek na drodze do cichszych pomp ciepła
- Uzyskaj wsparcie techniczne w zakresie izolacji drgań na jak najwcześniejszym etapie procesu rozwoju produktu.
- Postaraj się dojść jak najbliżej głównego źródła drgań (sprężarki).
- Jako izolację drgań wybierz elastomer, który pod wpływem obciążenia dynamicznego staje się bardziej miękki, a nie sztywniejszy.
- Wybierz izolator od drgań o niskiej częstotliwości własnej, aby umożliwić skuteczne odizolowanie sprężarek, które działają pod wpływem obciążenia częściowego.
- Wybierz elastomer o niezmiennej, długotrwałej wydajności. Innymi słowami: wybierz materiały bez środków zmiękczających.
Dlaczego warto postawić na rozwiązania firmy Getzner dla cichszych pomp ciepła
Słowo klucz: dekarbonizacja
Dekarbonizacja jest ważną kwestią we współczesnym społeczeństwie. Rządy promują instalację pomp ciepła, aby wzmocnić wydajne metody ogrzewania. Z pewnością zwiększy to liczbę pomp ciepła wokół nas i doprowadzi do powstania problematycznych obszarów. Zagęszczenie ludności się zwiększa. Kilka badań wykazało, że hałas i jego zmniejszanie w przyszłości staną się jeszcze ważniejsze.
To znaczy, że trzeba dokładniej i skuteczniej przyjrzeć się źródłu hałasu pompy ciepła. Nie można przy tym koncentrować się jedynie na pierwotnych dźwiękach powietrznych, ale też uwzględnić dźwięk materiałowy podczas projektowania produktu i jego instalacji. Szczególną rolę odgrywa ochrona przed wytwarzaniem i przenoszeniem dźwięku materiałowego. Krótko mówiąc, trzeba rozmawiać o izolacji od drgań.
Dowiedz się więcej o izolacji od drgań
Patrząc z fizycznego punktu widzenia, elastyczne elementy montażowe i zamontowane urządzenia tworzą system wibracyjny. Opisuje się to za pomocą modelu jednomasowego rezonatora, który wykazuje częstotliwość rezonansową i własną. Charakterystyczna częstotliwość własna systemu jest wypadkową odizolowane masy m i sztywności dynamicznej c elastycznego łożyskowania.
System wibracyjny jest wzbudzany przez czynnik zewnętrzny i zaczyna drgać. W modelu oznacza się to jako siłę wzbudzającą. Podczas oceny skuteczności izolacji rezonatora jednomasowego należy uwzględnić stosunek częstotliwości między częstotliwością wzbudzania czynnika zewnętrznego (fe) i częstotliwość własną drgającego systemu (f0).
Działanie izolujące jest skuteczne tylko w zakresie częstotliwości fe/f0 > pierwiastek 2.
W zakresie rezonansowym fe/f0 < pierwiastek 2 drgania mechaniczne są w każdym przypadku wzmacniane, niezależnie od tłumienia.
PUR najlepszym wyborem
Tworzywa poliuretanowe (PUR) są przemysłowym standardem w zakresie wysokowydajnej elastycznej izolacji od drgań elementów konstrukcyjnych. W porównaniu do powszechnie stosowanej gumy PUR nie zawierają zmiękczaczy, dzięki czemu ich elastyczne właściwości pozostają niezmienne przez dziesiątki lat. Jeszcze większe znaczenie dla skuteczności izolacji od drgań ma sztywność dynamiczna, która definiuje zachowanie materiału pod obciążeniem. Łożyska maszynowe na bazie poliuretanu w porównaniu do powszechnie stosowanej gumy wykazują znacznie mniejszą sztywność dynamiczną. Ta miękkość prowadzi do niższej częstotliwości własnej i większej skuteczności izolacji od drgań.
W skrócie
- Znajomość częstotliwości wzbudzania łożyskowanego sprzętu jest ważna w celu określenia najlepszej możliwości izolacji od drgań.
- Zastosowanie materiałów o dokładnie zdefiniowanych właściwościach (np. poliuretan PUR) ułatwia wyliczenia.
- Miękkość materiału PUR zwiększa się pod obciążeniem dynamicznym, a to poprawia izolację od drgań.
Minimalizacja drgań. Mniejszy hałas. Cichsze pompy ciepła!
Jak zmniejszyć głośność pompy ciepła
„Albo przez odizolowanie całej pompy ciepła od otoczenia, albo – jeszcze lepiej – poprzez odizolowanie sprężarki wewnątrz. Materiał poliuretanowy firmy Getzner zapewnia doskonałą izolację od drgań”.
Wyniki pomiarów i przydane informacje na temat łożysk do pomp ciepła znajdują się w naszej białej księdze „Jak zmniejszyć głośność pompy ciepła. Dlaczego jest ważne, aby skoncentrować się bardziej na drganiach sprężarki i przenoszeniu dźwięku materiałowego”.