Ekrany akustyczne dla pomp ciepła – skuteczny sposób na hałas czy ryzyko dla efektywności?
Pompy ciepła są coraz częściej wybierane jako źródło ciepła w budynkach na terenach silnie zurbanizowanych, głównie ze względu na wysoką efektywność oraz konieczność spełnienia wymagań świadectwa charakterystyki energetycznej. Zgodnie z przepisami Prawa ochrony środowiska ustawodawca wprowadził dopuszczalne poziomy hałasu na granicy działek w obszarach zurbanizowanych.
W konsekwencji ograniczenie emisji hałasu przez urządzenia staje się istotnym zagadnieniem projektowym. Jednym z rozwiązań stosowanych w praktyce jest montaż ekranów akustycznych wokół jednostek pomp ciepła. Postaramy przeanalizować skuteczność tego podejścia, a także jego zalety i ograniczenia. W rozważaniach będziemy odnosić się do powietrznych pomp ciepła, jako że to te jednostki najczęściej montuje się na zewnątrz budynku.
Bariera dźwiękochłonna w Zaborowie
Czy 3 dB to dużo?
Hałas jest obecnie uznawany za jedną z istotnych form zanieczyszczenia środowiska. Hałasem nazywamy wszystkie dźwięki, które są niepożądane lub potencjalnie szkodliwe dla zdrowia. Poziom hałasu mierzy się w decybelach (dB). Co istotne, skala ta ma charakter logarytmiczny, a nie liniowy, co często prowadzi do błędnej interpretacji wyników pomiarów.
W praktyce wzrost poziomu dźwięku o 3 dB oznacza około dwukrotny wzrost mocy akustycznej źródła. Jednocześnie ludzki słuch odbiera dźwięk jako około dwukrotnie głośniejszy dopiero przy wzroście poziomu hałasu o około 10 dB.
Jak widać, nawet kilka decybeli może mieć istotne znaczenie. Choć wartości 72 dB i 75 dB wydają się do siebie bardzo zbliżone, w rzeczywistości odpowiadają znacząco różnym poziomom emisji akustycznej.
Skuteczność paneli – tłumienie dźwięków o różnej częstotliwości, zjawiska falowe
Z fizycznego punktu widzenia dźwięk jest falą akustyczną. Podobnie jak inne fale, podlega zjawiskom takim jak odbicie, załamanie, dyfrakcja czy interferencja. Z tego powodu niewłaściwie zaprojektowana obudowa może działać jak pudło rezonansowe i prowadzić do wzrostu poziomu hałasu zamiast jego ograniczenia.
Dodatkowo hałas emitowany przez urządzenia, w tym pompy ciepła, składa się z wielu pasm częstotliwości różniących się długością fali. Fale o wysokiej częstotliwości i krótszej długości są z reguły łatwiejsze do wytłumienia niż fale o niskiej częstotliwości i większej długości.
Z tego względu wszelkiego rodzaju ekrany akustyczne powinny być konsultowane i projektowane we współpracy z akustykiem, który będzie w stanie oszacować rzeczywistą skuteczność zastosowanego rozwiązania.
Przepływ powietrza
Powietrzne pompy ciepła są urządzeniami aerotermalnymi. Oznacza to, że pozyskują energię z otaczającego powietrza. Z tego względu wymagają ciągłej i niezakłóconej cyrkulacji powietrza, która pozwala utrzymać optymalne warunki pracy urządzenia oraz jego wysoką efektywność.
Szczególną uwagę należy zwrócić na przestrzeń w obrębie parownika. Ściany ekranów akustycznych powinny posiadać perforacje o powierzchni umożliwiającej swobodny przepływ powietrza do wymiennika. Rozwiązanie takie pozwala ograniczyć ryzyko pogorszenia parametrów pracy urządzenia.
Jeżeli kluczowe znaczenie ma kierunek emisji hałasu, warto rozważyć ustawienie urządzenia w taki sposób, aby parownik był skierowany w stronę przeciwną do budynku. W takim przypadku strona z przedziałem maszynowym może zostać skuteczniej osłonięta pełnymi panelami akustycznymi, natomiast strona wyposażona w perforowany panel zapewnia niezbędny przepływ powietrza przy jednoczesnym ograniczeniu hałasu w mniej istotnym kierunku.
Istotne jest również, aby panele nie zakłócały wyrzutu powietrza z wentylatora. Z tego względu nie powinny zachodzić nad urządzenie od góry, a ich wysokość powinna umożliwiać swobodny przepływ powietrza nad urządzeniem, ograniczając ryzyko występowania recyrkulacji powietrza.
Czynniki palne
Coraz większa liczba nowoczesnych czynników chłodniczych jest klasyfikowana jako palna lub lekko palna. Wymaga to odpowiedniego podejścia przy projektowaniu dodatkowych obudów i ekranów akustycznych.
Dobrym przykładem jest popularny czynnik R290, czyli propan. Należy on do grupy A3 (czynników palnych) i jest cięższy od powietrza. W przypadku urządzeń wykorzystujących ten czynnik należy przeprowadzić analizę ryzyka podczas projektowania dodatkowych ekranów lub obudów montowanych poza rozwiązaniami przewidzianymi przez producenta.
Korzystne jest zapewnienie odpowiedniej wentylacji dolnej części obudowy, umożliwiającej odprowadzenie czynnika R290 w przypadku ewentualnego wycieku. W zależności od wyników analizy ryzyka może być również konieczne zastosowanie dodatkowych środków bezpieczeństwa, takich jak detekcja wycieku czy wentylacja przeciwwybuchowa.
W przypadku urządzeń wykorzystujących czynniki palne szczególnie istotne jest opracowanie projektu zgodnego z obowiązującymi przepisami, normami oraz wytycznymi producenta.
Dostęp do przestrzeni serwisowej
Przy projektowaniu ekranów akustycznych warto uwzględnić również wymagania związane z późniejszym serwisowaniem urządzeń. Możliwe są dwa podstawowe podejścia.
Pierwszym rozwiązaniem jest umieszczenie ekranów akustycznych poza strefami serwisowymi wymaganymi przez producenta. W takim przypadku wewnątrz obudowy powstaje przestrzeń umożliwiająca swobodny dostęp do urządzenia. Należy przy tym zadbać o odpowiednią szerokość przejść i drzwi, pozwalającą na transport części zamiennych oraz narzędzi serwisowych.
Drugie rozwiązanie polega na montażu ekranów w bezpośrednim sąsiedztwie urządzenia, częściowo w obrębie przestrzeni serwisowych. W takim przypadku korzystne jest zastosowanie konstrukcji modułowej lub paneli montowanych na zawiasach, które można łatwo otworzyć lub zdemontować na czas przeglądu.
Należy pamiętać, że konieczność demontażu elementów ekranów akustycznych wydłuża czas wykonywania prac serwisowych, co może przekładać się na wyższe koszty eksploatacyjne.
Rozwiązanie alternatywne – montaż na dachu, gotowe wygłuszenia
Poza ekranami akustycznymi istnieją również inne metody ograniczania emisji hałasu przez pompy ciepła. W wielu przypadkach mogą one okazać się prostsze lub bardziej ekonomiczne.
Jednym z najczęściej stosowanych rozwiązań jest montaż urządzeń na dachu budynku. Umieszczenie pompy ciepła ponad poziomem zabudowy często sprzyja skuteczniejszemu rozpraszaniu hałasu w otoczeniu. Dodatkową korzyścią jest brak zajmowania cennej powierzchni użytkowej na gruncie oraz ograniczenie dostępu osób niepowołanych do urządzenia.
Inną możliwością jest zastosowanie fabrycznych akcesoriów oferowanych przez producentów, takich jak dyfuzory wentylatorów czy pakiety obniżające hałas silnika wentylatora. Rozwiązania te pozwalają szybko ograniczyć emisję hałasu nawet o kilka decybeli.
Niektóre urządzenia są projektowane z myślą o uzyskaniu możliwie najniższego poziomu emisji akustycznej już na etapie konstrukcyjnym. Efekt ten można osiągnąć między innymi poprzez zastosowanie dodatkowego wygłuszenia części maszynowej, zwiększenie odległości pomiędzy lamelami parownika, wykorzystanie wentylatorów o większej średnicy oraz zastosowanie konstrukcji ograniczających przenoszenie drgań.
Przykładem takiego rozwiązania jest seria Palladium marki Enerblue, obejmująca urządzenia wykonane w standardzie Ultra Low Noise.
Absorpcyjne pompy ciepła Robur zamontowane na dachu Szkoły Podstawowej w Jagatowie
Ekrany akustyczne mogą stanowić skuteczne narzędzie ograniczania hałasu emitowanego przez powietrzne pompy ciepła, jednak ich skuteczność zależy od wielu czynników. Kluczowe znaczenie mają prawidłowy projekt akustyczny, zachowanie odpowiedniego przepływu powietrza, uwzględnienie wymagań serwisowych oraz spełnienie wymogów bezpieczeństwa związanych z zastosowanym czynnikiem chłodniczym.
W wielu przypadkach warto również rozważyć rozwiązania alternatywne, takie jak montaż urządzenia na dachu lub zastosowanie fabrycznych pakietów wyciszających. Ostateczny wybór powinien być każdorazowo poprzedzony analizą warunków lokalnych oraz wymagań konkretnej inwestycji.
Masz przed sobą projekt modernizacji i trudne parametry do spełnienia?Wspólnie możemy zastanowić się nad korzyściami dla Państwa projektów.
W Gazuno zajmuję stanowisko doradcy techniczno-handlowego. Pracuję w zespole z Damianem Homa. Razem zapewniamy indywidualną opiekę techniczno-handlową w województwie pomorskim, kujawsko-pomorskim, warmińsko-mazurskim oraz łódzkim.
Zapraszamy do udziału w Akademii Profesjonalistów Gazuno. Raz w miesiącu otrzymasz zaproszenie na nasze spotkania oraz dostęp do wcześniejszej rejestracji. Zapisz się już teraz, aby nie przegapić nadchodzących wydarzeń!
