Kritéria hladiny hluku při výběru klimatizačních systémů

Hluk je „vedlejší produkt“ klimatizace, nevyhnutelné zlo jejího používání. Přirozeně, čím méně hluku klimatizace vydává, tím lépe. Úsilí všech výrobců komfortních klimatizačních systémů proto směřuje ke snížení hladiny hluku z jejich zařízení. Hlučnost klimatizace ale nezávisí jen na jejím designu nebo značce. Hlučnost závisí do značné míry na okolních podmínkách, umístění nebo možnosti instalace klimatizace. Abychom určili faktory, které ovlivňují hladinu hluku z klimatizačních systémů, podívejme se na základní fyziku procesů tvorby hluku.

Hluk jsou vibrace vzdušného prostředí, které přenášejí určité množství kinetické energie nebo akustického výkonu (Wп, W). Proto se pro měření hladiny hluku často používá hodnota, jako je hladina akustického výkonu, měřená ve vztahu k prahovému akustickému výkonu (Wп, 10-12 W), který člověk slyší. Pro výpočty se používá následující vzorec:

Na druhé straně hluk jsou vibrace vzdušného prostředí, vnímané lidským uchem jako periodické změny tlaku (komprese a redukce) probíhající ve zvukové vlně, vyjádřené v pascalech. Hodnota, která vyhodnocuje hladinu hluku tlakem, se nazývá hladina akustického tlaku a měří se také ve vztahu k prahovému akustickému tlaku (2,1 – 5 Pa).

Hodnoty získané pomocí vzorců (1; 2) se měří v decibelech (dB).

Katalogy a pasy společností vyrábějících klimatizační zařízení udávají různé hodnoty hladiny hluku: některé udávají hladinu akustického tlaku, jiné hladinu akustického výkonu. Spotřebitelé tomu musí věnovat pozornost při výběru toho či onoho typu zařízení.

Ve skutečnosti je hluk souborem zvukových vln různých frekvencí. Lidské ucho vnímá frekvence od 20 do 16000 10 Hz. V praxi je vhodné při popisu šumových charakteristik používat frekvenční pásma. Rozsah frekvencí vnímaných lidským uchem je rozdělen do 320 oktávových pásem (frekvence oktávy se pohybuje od jedné frekvence po dvojnásobek frekvence, například: od 640 do 1 Hz). Tato oktávová pásma jsou označena průměrnou frekvencí (tabulka 63). Hlukové charakteristiky technologických a inženýrských zařízení jsou hladiny akustického výkonu Lw, dB, v osmi oktávových frekvenčních pásmech s geometrickými středními frekvencemi 8000–XNUMX Hz (oktávové hladiny akustického výkonu).

Lidské ucho má různé stupně vnímání zvuků různých frekvencí. To znamená, že při stejné hladině akustického výkonu slyšíme vysokofrekvenční zvuk lépe než nízkofrekvenční zvuk. To znamená, že intenzita zvukového vjemu se velmi liší v závislosti na frekvenci zvuku. Za základní hodnoty se považuje intenzita zvuku s frekvencí 1000 Hz a hladinou akustického tlaku 40 dB. Aby člověk pocítil stejnou míru dopadu ze zvuku o frekvenci např. 31,5 Hz, je nutné zvýšit hladinu akustického tlaku na 75 dB.

Pro přechod od fyzikálních charakteristik hluku k subjektivně vnímaným (fyziologickým charakteristikám) se používá experimentální metoda vážení. V tomto případě jsou charakteristiky šumu klasifikovány pomocí tří kategorií nebo tří filtrů (tabulka 2):

Filtr A je v praxi nejčastěji používaným filtrem pro klimatizační systémy. Je třeba mít na paměti, že hladiny hluku v jednotkách dB nebo dBl odpovídají hladině hluku bez vážení a hladiny hluku v jednotkách dBA, dBV, dBS odpovídají hladině hluku s vážením (A, B nebo C).

ISO vyvinulo křivky NR pro citlivost lidského ucha. Definují jmenovitou hodnotu při frekvenci 1000 Hz. Používá se také šumové číslo NC, které je podobné jako NR, ale odpovídá nominální hodnotě 1500 Hz (obr. 1).

Rýže. 1. NC křivky citlivosti lidského ucha a hladiny akustického tlaku modelu AS9 VRF systému GENERÁL série J.

Regulační požadavky na hladiny hluku z klimatizačních systémů.

Klimatizační systémy jsou co nejblíže člověku a jsou umístěny vedle něj během jeho práce a odpočinku. Proto tak důležitý faktor, jako je hluk z nich, má kolosální dopad na stav emocionálního a fyzického pohodlí člověka. Není divu, že hlukové charakteristiky lidského prostředí – včetně hluku z klimatizačních systémů – jsou standardizovány (Tabulka 3) [1].

Jak je patrné z tabulky 3, hodnoty maximální hladiny hluku se výrazně liší v závislosti na čase (ve dne a v noci). Během dne, kdy se používají klimatizační systémy, je ve většině místností pozorován maximální přebytek tepla. Proto se vypočítaný (maximální) výkon klimatizace volí na základě denního přebytku tepla. Z hlediska tepelných charakteristik klimatizace je maximální chladicí výkon dodržován při maximální rychlosti otáčení ventilátoru vnitřní jednotky. Proto je režim návrhu během dne maximální rychlost otáčení ventilátoru vnitřní jednotky. Čím vyšší jsou otáčky ventilátoru, tím vyšší je hlučnost klimatizace, ale tím větší je její chladicí výkon.

Na druhou stranu v noci je v hotelových a apartmánových ložnicích přebytek tepla výrazně menší než ve dne, a to především díky absenci slunečního záření. Pro udržení požadované teploty tedy stačí minimální výkon klimatizace při nízkých otáčkách ventilátoru vnitřní jednotky.

Při stanovení maximální hladiny hluku z klimatizačních systémů je nutné zohlednit požadavky na její snížení o 5 dBA při umístění klimatizace přímo v obsluhované místnosti [2]. Dokument [1] však již takové požadavky neobsahuje.

Rýže. 2. Hladina akustického tlaku (dBA) pro vnitřní nástěnné jednotky systému VRF GENERÁL série J

Porovnáme-li hladinu hluku z nástěnných modelů VRF systému GENERAL řady J a požadavky na maximální hladinu hluku v různých místnostech (tabulka 3), můžeme konstatovat, že pro jakýkoli typ místnosti vnitřní jednotky splňují požadavky na hluk, kromě obytných místností apartmánů a hotelových pokojů v noci. Vzhledem k tomu, že údaje o hladině hluku pro nástěnné modely jsou u různých výrobců klimatizačních zařízení podobné, je vhodné při klimatizaci místností s vysokými požadavky na hluk používat vnitřní jednotky s kanálem. Model vzduchovodu umožňuje přesunout zdroj hluku (vnitřní jednotku) mimo místnost, čímž se za prvé sníží hladina hluku vstupující do obsluhované místnosti a za druhé není požadováno snížení maximální hladiny hluku o 5 dBA.

U venkovních jednotek jsou požadavky na hladinu hluku poněkud vyšší, ale také kritické. Obytné prostory jsou omezeny na hladinu hluku 55 dBA ve dne a 45 dBA v noci. Maximální hladina hluku v návrhovém režimu pro venkovní jednotku řady VRF system S GENERÁL je 55 dBA a splňuje tyto požadavky. V noci má tento systém funkci pro snížení hladiny hluku venkovní jednotky snížením otáček ventilátoru. Při zatížení venkovní jednotky na cca 40 % nepřekračuje hlučnost z ní požadované hodnoty pro prostory přímo sousedící s obytnou zástavbou.

Rýže. 3. Hladina akustického tlaku pro venkovní jednotku AO90R VRF systém GENERÁL Řada S

Stanovení celkové hladiny hluku ze dvou nebo více zdrojů

Pro praktické výpočty celkové hladiny hluku generovaného jednotlivými zdroji slouží následující graf (obr. 4). Pro určení hladiny hluku ze dvou zdrojů pomocí tohoto grafu je nutné:

1. Určete rozdíl v dBA pro dva zdroje hluku.

2. Určete z grafu počet dBA, který je třeba přičíst k maximální hodnotě.

3. Přidejte maximální hodnotu a dodatečnou hodnotu.

Rýže. 4. Graf pro stanovení celkové hladiny hluku ze dvou zdrojů

Příklad 1.

Je nutné zvážit hlučnost dvou možností klimatizace místností. První možností je klimatizovat místnost jednou velkou klimatizací. Druhou možností je klimatizace se dvěma malými jednotkami o stejném celkovém výkonu.

Hladina akustického tlaku nástěnného modelu AS24 s chladicím výkonem 6,9 kW je 45 dBA (vysoké otáčky ventilátoru).

Místnost je možné klimatizovat pomocí dvou klimatizací AS12, každé s chladicím výkonem 3,5 kW (obr. 2). Hladina akustického tlaku jedné klimatizace je 39 dBA (také vysoká rychlost ventilátoru).

Rozdíl mezi hlučností dvou stejných klimatizací je nulový. Proto je třeba k maximální hladině hluku přičíst 3 dBA: 39+3=42 dBA. Z toho plyne závěr: dva malé modely v tomto případě budou méně hlučné než jeden velký, se stejnou chladicí kapacitou.

Příklad 2.

Určete hladinu akustického tlaku z deseti venkovních jednotek AO90R při jejich maximálním zatížení. Hladina akustického tlaku z jedničky je 55 dBA.

Hladina hluku ze dvou venkovních jednotek je: ?=0; 55+3 = 58 dBA.

Hladina hluku ze čtyř venkovních jednotek je: ?=0; 58+3 = 61 dBA.

Hladina hluku z osmi venkovních jednotek je: ?=0; 61+3 = 64 dBA.

Hladina hluku z deseti venkovních jednotek je: ?=6; 64+1 = 65 dBA.

Hladina akustického tlaku z deseti venkovních jednotek AO90R GENERAL je 65 dBA.