Poziom ciśnienia a poziom mocy akustycznej w systemach wentylacji i klimatyzacji
Ocena użytkowników: / 14
SłabyŚwietny 
Data dodania: 08.05.2007

Obok komfortu cieplnego jednym z parametrów wpływających na dobre samopoczucie użytkowników pomieszczeń jest odpowiedni poziom hałasu. Z reguły, w pomieszczeniach klimatyzowanych najczęstszym źródłem hałasu, obok urządzeń związanych z normalnym eksploatowaniem pomieszczeń (drukarki, komputery, kserokopiarki, itp.), są podstawowe elementy systemów klimatyzacji. Do takich elementów możemy z całą pewnością zaliczyć wszelkiego rodzaju maszyny wirujące takie jak: pompy, sprężarki, wentylatory.

    Urządzenia te mogą wytwarzać dźwięki zarówno typu materiałowego jak i powietrznego. Hałas pochodzenia materiałowego wynika przykładowo z niewyważenia elementów wirujących, które drgając w ciałach stałych są przenoszone z kolei przez konstrukcję urządzenia i pobudzają do drgań powietrze otaczające urządzenie. Z kolei hałas pochodzenia powietrznego powiązany jest nieodłącznie z przepływem gazu (drgania cząstek powietrza, tarcie, uderzenia hydrauliczne o ruchome elementy maszyny). W niniejszym artykule przedstawiono podstawowe zagadnienia i zależności empiryczne związane z akustyką wyżej wymienionych źródeł hałasu, wykorzystywanych w technice chłodniczej i klimatyzacyjnej.

Zależność pomiędzy poziomem mocy akustycznej a poziomem ciśnienia akustycznego

    Najczęściej podawanymi przez producentów wielkościami określającymi hałas od urządzeń są dwie charakterystyczne wartości: poziom ciśnienia akustycznego (ang. sound pressure level) oraz poziom mocy akustycznej (ang. sound power level). Pomimo tego, iż te dwie wartości są podawane w takich samych jednostkach dB w rzeczywistości są to całkiem różne wartości. Podstawowa różnica pomiędzy  nimi jest taka, iż poziom ciśnienia akustycznego jest wartością mierzalną podczas pomiaru (np. sonometrem), natomiast poziom mocy akustycznej nie daje się bezpośrednio zmierzyć. Aby wyjaśnić bardziej dokładnie różnicę pomiędzy tymi dwiema wartościami należy opisać podstawowe wielkości charakteryzujące źródło dźwięku. Podczas zagęszczeń i rozrzedzeń ośrodka sprężystego powstaje okresowa zmiana ciśnienia powietrza. Ciśnieniem akustycznym p nazywa się średnią kwadratową wartość tegoż ciśnienia (z uwagi na sinusoidalną postać fali suma byłaby równa zero) w ciągu jednego okresu. (…)



Sumaryczna moc akustyczna dla źródeł dźwięku o takiej samej emisji hałasu

    Przedstawione powyżej informacje dotyczące poziomu mocy akustycznej są obowiązujące w przypadku pojedynczego urządzenia. W praktyce spotykane są rozwiązania, w których pracuje kilka urządzeń, o takiej samej lub różnej hałaśliwości, zlokalizowanych obok siebie. W celu określenia sumarycznego poziomu mocy akustycznej kilku źródeł dźwięku cechujących się takim samym poziomem mocy akustycznej sposób postępowania jest bardzo prosty. Do wartości mocy akustycznej pojedynczego źródła należy dodać przyrost głośności wynikający z ilości źródeł dźwięku. Wartość przyrostu głośności dla źródeł dźwięku znajdujących się stosunkowo blisko siebie, można obliczyć za pomocą następującego wzoru:

ΔL = 10 log n [dB]

gdzie:

n – ilość źródeł dźwięku o takim samym poziomie
mocy akustycznej
ΔL – przyrost głośności (…)

Sumaryczna moc akustyczna dla źródeł dźwięku o różnej emisji hałasu

    Dla określenia sumarycznej mocy akustycznej emitowanej przez klika źródeł dźwięków o różnej głośności należy dokonać sumowania logarytmicznego poszczególnych wartości. Sumowanie logarytmiczne polega na dodawaniu do źródła o większej wartości pewnego przyrostu głośności wynikającego z różnicy hałasu pomiędzy obydwoma źródłami. (…)

Zmiana poziomu ciśnienia akustycznego w zależności od lokalizacji oraz odległości od źródła dźwięku

    Opisane dotychczas wzory empiryczne dotyczyły poziomu mocy akustycznej jako wielkości niezależnej od wielu parametrów. Wartością odczuwalną dla ucha ludzkiego jest poziom ciśnienia akustycznego, który jest zależny od opisanego uprzednio poziomu mocy akustycznej, odległości od źródła dźwięku, lokalizacji w stosunku do powierzchni odbijających dźwięk, chłonności akustycznej ścian (dla pomieszczeń zamkniętych) oraz szeregu innych czynników. Poniżej przedstawiono, w jaki sposób wpływają wymienione czynniki na wartość mierzalnego poziomu ciśnienia akustycznego. (…)


Rys. 3. Zmiana poziomu ciśnienia akustycznego z zależności odległości od agregatu chłodniczego 101 kW

Ocena głośności przez ucho ludzkie

    Częstotliwość fali dźwiękowej jest związana z wrażeniem wysokości, natomiast poziom ciśnienia akustycznego, SPL jest związany z wrażeniem głośności sygnału. Jednak wrażenie głośności tonu, dla zadanego poziomu ciśnienia akustycznego, zależy od jego częstotliwości. Układ słuchowy człowieka jest najbardziej wrażliwy w zakresie częstotliwości 1÷5 kHz. Poza tym zakresem, tj. dla częstotliwości niższych i wyższych, czułość układu słuchowego pogarsza się. Na rysunku 4 przedstawio no krzywe równego poziomu głośności. Przykładowo ton o częstotliwości 100 Hz wymaga poziomu ciśnienia akustycznego SPL = 1 dB, aby był postrzegany jako równogłośny z tonem o częstotliwości 1 kHz o poziomie ciśnienia akustycznego SPL = 40 dB. Z tego powodu producenci urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych podają wartości poziomów mocy akustycznej i poziomów ciśnienia akustycznego ważonego krzywą korekcyjną typu A – dB(A). Są to wartości, w których uwzględniono filtry typu A. Filtr taki różnicuje wyniki pomiarów poziomu ciśnienia akustycznego w różnych zakresach częstotliwości, aby otrzymać symulowaną czułość ucha ludzkiego.


Rys. 4. Krzywe równego poziomu głośności

Podsumowanie

    W artykule ujęto podstawowe wzory empiryczne wykorzystywane w akustyce oraz opisano przykłady i tok obliczeń umożliwiający ich wykorzystanie w technice klimatyzacyjnej. W biuletynach technicznych  producentów często są podawane poziomy hałasu emitowanego przez urządzenia jako różne wartości np. poziom ciśnienia akustycznego z odległości 1, 3, 5, 10 m, dla warunków swobodnego pola dźwiękowego lub półsferycznej formy rozprzestrzeniania dźwięku, poziom mocy akustycznej, itp. Przytoczone podstawowe zagadnienia z akustyki pozwolą na weryfikację podawanych parametrów technicznych. Często w czasopismach branżowych dokonuje się porównania lub prezentacji reklamowej urządzeń o bardzo małej głośności. Wielokrotnie sprężarkowym agregatom chłodniczym przypisywane są SPL rzędu 50-60 dB(A) w odległości 1m od urządzenia i warunkach swobodnego pola dźwiękowego. Należy zwrócić uwagę, iż dotyczy to urządzeń o małej mocy chłodniczej. Nie jest możliwe uzyskanie takich wartości dla urządzeń o wydajności ziębienia rzędu 1500 kW. Poziom emitowanej mocy akustycznej zależy bowiem m.in. od mocy na wale silnika napędowego sprężarki i wentylatora, a moce te są spore, gdyż sprężarka przetłacza duże strumienie masowe czynnika chłodniczego, zaś wentylator tłoczy duży strumień objętościowy powietrza w celu odprowadzenia znacznych ilości ciepła skraplania. Należy zatem odnosić się z pewnym dystansem do podawanych wartości głośności urządzeń lub potwierdzać wiarygodność parametrów technicznych np. w niezależnej jednostce badawczej EUROVENT.

CZYTAJ CAŁOŚĆ, ZAMÓW PRENUMERATĘ:

TRADYCYJNĄ                         E-WYDANIE

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2024

  • Pompy ciepła 2023-2024

  • Pompy ciepła 2021-2022

  • Pompy ciepła 2022-2023

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2022

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2023

  • Pompy ciepła 2020-2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020

  • Pompy ciepła 2019-2020

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.