Hałas z klimatyzacji to istotna sprawa

Wprowadzenie

Hałas generowany przy pracy urządzeń klimatyzacyjnych jest jednym z głównych aspektów na jaki zwracać powinno się uwagę podczas projektowania systemu klimatyzacji. W praktyce jest on ważny dla projektanta jedynie na etapie doboru urządzeń, a powinien być brany pod uwagę również na etapie samej koncepcji systemu. Źródłem hałasu w systemach klimatyzacyjnych są zazwyczaj maszyny przepływowe takie jak sprężarki, czy wentylatory. Elementy te mogą występować wspólnie, składając się na monoblokowe rozwiązanie w jednym urządzeniu przenośnym lub występować osobno (np. wentylatory w klimakonwektorach) [1][4][5][7][8][9].

Hałas pochodzący od wyżej wymienionych maszyn przepływowych ściśle jest powiązany z wydajnością danego urządzenia. Większe ilości ciepła, które mają zostać zasymilowane przez system klimatyzacyjny, wiążą się z większymi mocami, przepływami, gabarytami i hałasem pochodzących od urządzeń w nim zabudowanych. W celu zredukowania nadmiernego hałasu od urządzeń klimatyzacyjnych konieczna jest szczegółowa analiza koncepcji przyjętego systemu, optymalny dobór poszczególnych urządzeń na etapie projektu systemu, a następnie weryfikacja przyjętych rozwiązań oraz ewentualnych zmian na etapie realizacji inwestycji [12][13][14][15].

Oczywiście zagadnienie hałasu jest regulowane prawnie. Montaż klimatyzatora w większości przypadków wiąże się z instalacją jednostki zewnętrznej na elewacji lub balkonie naszego domu. Przed montażem klimatyzacji w mieszkaniu, bloku, domu wielorodzinnym należy zadbać o to, aby nie generowała ona zbyt dużego hałasu. Jeśli mieszkamy w spokojnej okolicy lub w bloku, monotonny dźwięk pracy kompresora i wentylatora, może być dla naszych sąsiadów wyjątkowo irytujący i uciążliwy. Według „Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 14 czerwca 2007 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku”. Podczas pracy jednostki zewnętrznej klimatyzatora lub pompy ciepła, hałas emitowany przez urządzenie na terenie zabudowy mieszkaniowej jednorodzinnej nie może dochodzić do poziomu 50 dB w ciągu dnia a w nocy 40 dB. Natomiast w zabudowie wielorodzinnej jak blok, budynki szeregowe, poziom hałasu w ciągu dnia nie może przekraczać 55 dB, w nocy 45 dB [9][10][11][12][13].

Od czego zależy głośność klimatyzacji?

Różnice w poziomie hałasu, który jest emitowany przez poszczególne modele klimatyzatorów, może być bardzo duże. Jeżeli decydujemy się na wybór klimatyzatora typu split, warto zwrócić uwagę na głośność pracy zarówno jednostki zewnętrznej, jak i wewnętrznej [10][11][12][16]:

Jednostka zewnętrzna – najgłośniejszym elementem jest sprężarka. To ona emituje największy hałas. Dzięki temu, że jest zamontowana zewnątrz budynku, nie musi być uciążliwa dla właścicieli klimatyzacji. Jednak co ważne, jej głośność nie może przekraczać wskazanych wcześniej norm zwłaszcza w zabudowie wielorodzinnej, gdyż wtedy korzystanie z niej może zostać zabronione.

Jednostka wewnętrzna – najgłośniejszym elementem jest wentylator. Głośność pracy wentylatora będzie uzależniona od trybu pracy (czy pracuje na szybkich obrotach, czy wolnych). Im wyższy tryb pracy, tym większa wydajność urządzenia, ale też głośniejsza praca wentylatora. Oceniając głośność pracy urządzenia należy sprawdzić jaka jest deklarowana głośność dla poszczególnych trybów pracy klimatyzatora.

Parametry dotyczące hałasu w zakresie klimatyzacji

Producenci klimatyzatorów najczęściej korzystają z dwóch wartości do określenia hałasu swoich urządzeń zgodnie z wymogami EU [8][9][10][11][12][15]:

• Moc akustyczna - To wartość, którą charakteryzuje moc fali akustycznej emitowanej przez samo źródło dźwięku. Jest to miara energii akustycznej emitowanej ze źródła dźwięku, wyrażona w decybelach - dBA. Tego parametru nie jesteśmy w stanie bezpośrednio zmierzyć.

Rys. 1. Badanie mocy akustycznej klimakonwektora wentylatorowego [10]

• Ciśnienie akustyczne - to również miara energii akustycznej emitowanej ze źródła dźwięku, wyrażona w decybelach – dBA, lecz jest mierzalna i mierzona w z góry zdefiniowanych warunkach. Poziom ciśnienia akustycznego zależy od: położenia sprzętu, warunków środowiskowych, oraz odległości od punktu pomiaru. Producenci podają kilka wartości ciśnienia akustycznego, odpowiednio dla różnych trybów pracy jednostki wewnętrznej.

Jak widać obie wartości wyrażane są w tej samej jednostce – decybele dB. Jednak zasadniczo te parametry istotnie różnią się od siebie. Podstawowa różnica pomiędzy ciśnieniem akustycznym, a mocą akustyczną polega na tym, że poziom ciśnienia akustycznego jest mierzalny (pomiar można dokonać np. sonometrem), a poziomu mocy akustycznej nie można bezpośrednio zmierzyć. Moc akustyczna jest wielkością charakterystyczną dla konkretnego źródła dźwięku. Jest to wielkość niezależna od innych czynników. Oznacza to, że poziom mocy akustycznej pozostaje stały niezależnie od odległości źródła dźwięku, czy absorpcji dźwięku przez otaczające obiekty [7][12][16].

Ciśnienie akustyczne wyraża się do danego punktu pola akustycznego. Poziom ciśnienia akustycznego jest więc zależny od odległości od źródła dźwięku, absorpcji dźwięku przez otaczające obiekty, a także od rodzaju pomieszczenia. Oznacza to, że miejsce pomiaru, a także sposób, w jaki go dokonujemy, wpływa na wartość ciśnienia akustycznego. Aby jednak zniwelować duże odchylenia, które mogłyby się pojawić przy pomiarach poziomu ciśnienia akustycznego, producenci sprzętów wentylacyjnych wykorzystują zbliżoną metodę pomiaru. W metodzie tej wykorzystuje się parametr skorygowany o krzywą A, która naśladuje charakterystykę czułości słuchu ludzkiego ucha na różne częstotliwości dźwięków [3][7].

Producenci urządzeń klimatyzacyjnych najczęściej podają poziom hałasu w wartości ciśnienia akustycznego. Jednakże, aby obiektywnie porównać głośność pracy urządzeń różnych producentów, należy opierać się na wartościach poziomu mocy akustycznej. Warto też podkreślić, że międzynarodowy program certyfikacji EUROVENT wymaga od producentów podawania głośności klimatyzacji właśnie za pomocą mocy akustycznej. Ta bowiem jednostka umożliwia obiektywne porównanie parametrów głośności urządzeń wentylacyjnych [17].

Jakie rodzaje klimatyzatorów są najcichsze? Klimatyzatory kanałowe są na ogół najcichsze, a następnie systemy typu split. Przenośne klimatyzatory i jednostki okienne są generalnie najgłośniejsze. Klimatyzatory ścienne lub okienne są hałaśliwe ze względu na miejsce ich instalacji [18].

Czy można zmniejszyć hałas z klimatyzatora?

Każdy klimatyzator emituje hałas. W dużej mierze jest on zależny od mocy samego urządzenia. Istnieją również różnice technologiczne, które wpływają na poziom głośności pracy. Najgłośniejszym elementem klimatyzatora to jednostka zewnętrzna, składająca się ze skraplacza, wentylatora osiowego i sprężarki hermetycznej. Jednostka wewnętrzna składa się z wentylatora odśrodkowego i parownika (element chłodzący) - zazwyczaj nie stanowi dużego źródła hałasu. Klimatyzatory mogą emitować dwa typy dźwięków [3][4][6][7]:

• Dźwięki emitowane przez drgające elementy klimatyzatora. W jednostce wewnętrznej jest to parownik, wentylator, z kolei w jednostce zewnętrznej w skraplaczu najgłośniej pracuje sprężarka oraz wentylator.

• Dźwięki związane z przepływem gazu np. drgania cząstek powietrza, czy uderzenia hydrauliczne powietrza o ruchome części urządzenia. Aerodynamika przepływu powietrza w momencie przekroczenia prędkości 7 m/s jest źródłem dźwięku. Im wyższa prędkość i więcej napotkanych przeszkód na drodze, tym dźwięk będzie się nasilał.

Aby ograniczyć hałas emitowany przez system klimatyzacji można próbować ograniczać hałas generowany przez wybrane elementy. Bardzo popularnymi systemami są różnego typu koce wygłuszające (stosowane czasami na sprężarki – działanie ryzykowne ze względu na jej ewentualne przegrzanie) oraz maty wygłuszające. Maty tego typu nakleja się na wewnętrzną część obudowy klimatyzatora. Tłumi drgania blaszanej obudowy urządzenia, co za tym idzie, powinna zmniejszyć jego hałas. W przypadku skrajnych wartości poziomu hałasu, który jest dokuczliwy dla sąsiadów wato przeanalizować specjalne ogrodzenie tłumiące hałas lub dodatkową obudowę jednostki zewnętrznej klimatyzatora. Takie działania przeprowadza się również dla pomp ciepła [2][5][6][9].

Rys. 2. Systemy tłumiące hałas w klimatyzatorach: a) koce tłumiące, b) maty tłumiące, c, d) ogrodzenia i dodatkowe obudowy tłumiące [15][16][17]

Warto przeanalizować zastosowanie zaawansowanych tłumików drgań do obudowy zewnętrznej jednostki klimatyzatora. Tłumiki drgań lub podstawy montażowe pod klimatyzator są wykonane z kauczuku lub gumy. Z biegiem czasu właściwości wygłuszające elementów gumowych maleją, warto zadbać o ich wymianę na nowe lub na takie, które mają zwiększone zdolności absorpcyjne drgań [2][7].

Rys. 3. Systemy tłumiące hałas w klimatyzatorach – tłumiki gumowe drgań do obudowy klimatyzatora [8][15]

Najczęstszą przyczyną nienaturalnie głośnej pracy klimatyzatora jest zwykłe uszkodzenie sprężarki. Klimatyzacja to urządzenie, które pracuje niemal kilkanaście godzin dziennie. Nic więc dziwnego w tym, że niedbalstwo w kwestii serwisowania klimatyzacji powoduje jej awarie. Kurz osiadający się na filtrze i wentylatorze to nierzadko główny powód głośnej pracy klimatyzacji. Skrajnie zanieczyszczony klimatyzator pracuje głośniej niż zazwyczaj, stwarzając dyskomfort dla mieszkańców. Ponadto, brud osiadający na urządzeniu, które służy wszak do schładzania powietrza, którym oddychamy, może prowadzić do zagrożenia zdrowia.

Częstą przyczyną głośnej pracy klimatyzacji jest uszkodzenie wentylatora. Nieprawidłowo ustawione śmigło klimatyzatora może uderzać w obudowę. Ponadto warto zwrócić uwagę na łożyska silnika. Inne problemy mogą powodować poluźnione elementy obudowy klimatyzatora, które powodują spowodują hałas.

Podsumowanie

Jak widać zagadnienie hałasu urządzeń klimatyzacyjnych jest złożone. Na pewno projektanci i firmy instalacyjne powinni na to zwrócić uwagę. Konieczne jest prawidłowe zrozumienie pojęć akustycznych związanych z projektowaniem instalacji klimatyzacji. Producenci oczywiście publikują dane dotyczące właściwości akustycznych swoich wyrobów, ale bez zrozumienia ich istoty oraz sposobu ich wykorzystania, mają one małą wartość.

Działania zmierzające do tłumienia hałasu w instalacji klimatyzacji powinny być podejmowane już na etapie projektowania i doboru oraz umiejscowienia poszczególnych urządzeń. Warunkiem skutecznego ograniczenia emisji hałasu jest przede wszystkim ograniczenie źródła jego powstawania poprzez stosowanie cichobieżnych wentylatorów i elementów wytłumiających oraz odpowiedne prowadzenie instalacji i jej prawidłowy montaż.

Pamiętajmy! Oczywiście „cichy jak szept” domowy system klimatyzacji to nie wszystko. Powinien być również: energooszczędny. Powinien też posiadać wystarczającą na dobierane pomieszczenia domowe moc. Zakup zbyt małego klimatyzatora skróci żywotność urządzenia - będzie on musiał pracować cały czas na 100% (to oznacza maksymalny poziom hałasu). Powinien również być niezawodny .

Źródła:

1. Kaiser K., Wolski A.: Hałas i zanieczyszczenia w wentylacji pomieszczeń, MASTA, 2011

2. https://inzynierbudownictwa.pl/minimalizacja-halasu-z-instalacji-wentylacyjnych-i-klimatyzacyjnych-w-obiektach-uzytecznosci-publicznej/ (dostęp 02.2023r.)

3. https://www.wentylacyjny.pl/2675-2-2-akustyka-klimatyzacji--normy-glosnosci-wyciszenie-zalecane-odleglosci.html (dostęp 02.2023r.)

4. https://www.wentylacyjny.pl/1874-49-234-jak-wyciszyc-system-wentylacyjny.html (dostęp 02.2023r.)

5. https://jakbudowac.pl/Co-robic-z-halasujaca-wentylacja-mechaniczna (dostęp 02.2023r.)

6. https://aero7.pl/poradnik/jak-glosno-moze-pracowac-klimatyzacja (dostęp 02.2023r.)

7. https://nachlodno.pl/poradnik/cichy-klimatyzator/ (dostęp 02.2023r.)

8. https://www.chlodnictwoiklimatyzacja.pl/artykuly/169-wydanie-102010/1662-wyciszanie-rode-haasu-w-klimatyzacji-z-praktycznej-perspektywy.html (dostęp 02.2023r.)

9. https://www.rynekinstalacyjny.pl/artykul/izolacje-techniczne/20738,redukcja-halasu-w-systemach-wentylacji (dostęp 02.2023r.)

10. https://www.klimatyzacja.pl/klimatyzacja/artykuly/zyski-ciepla/ilosc-powietrza-wentylacyjnego-metody-obliczeniowe (dostęp 02.2023r.)

11. https://www.polskiinstalator.com.pl/artykuly/wentylacje-i-klimatyzacja/2112-akustyka-w-wentylacji-i-klimatyzacji-czy-dobrze-rozumiesz-podstawowe-poj%C4%99cia (dostęp 02.2023r.)

12. https://www.klimatyzacja.pl/klimatyzacja/artykuly/wibroakustyka/poziom-cisnienia-a-poziom-mocy-akustycznej-w-systemach-wentylacji-i-klimatyzacji (dostęp 02.2023r.)

13. https://www.rynekinstalacyjny.pl/artykul/instalacje-wentylacyjne-klimatyzacyjne/137043,wentylacja-bez-halasu (dostęp 02.2023r.)

14. https://instalreporter.pl/ogolna/akustyka-instalacji-wentylacyjnej-czyli-co-szumi-co-tlumi/ (dostęp 02.2023r.)

15. https://fhuinventor.pl/zakres-instalacji/klimatyzacja-komfortu/glosny-klimatyzator-problem-twoj-czy-sasiada/ (dostęp 02.2023r.)

16. https://www.rynekinstalacyjny.pl/artykul/izolacje-techniczne/20738,redukcja-halasu-w-systemach-wentylacji (dostęp 02.2023r.)

17. https://www.klimatyzacja.pl/klimatyzacja/aktualnosci/artykuly-prasowe/nowosci/certyfikat-euroventu-dla-systemow-vrf-chigo (dostęp 02.2023r.)

18. https://www.hhaircon.com.au/general-news/the-most-quiet-air-conditioners-you-can-buy-portable-ducted-splits-windows/ (dostęp 02.2023r.)