Chłodzenie pomieszczeń biurowych. Belka pod sufitem

Mieszkamy w kraju o klimacie umiarkowanym, gdzie oczywista jest konieczność ogrzewania zimą. Lecz w pełni lata okazuje się, że w pomieszczeniach, szczególnie położonych od południowo-zachodniej strony budynku, trudno wytrzymać, a jeszcze trudniej pracować.


Przebywając w takich pomieszczeniach, mamy wrażenie „duszności i gorąca" - innymi słowy klimat wewnętrzny jest nieodpowiedni.
Coraz powszechniej docenia się jakość klimatu wewnętrznego, który wpływa na poczucie komfortu, podnosi efektywność pracy lub wypoczynku.
Coraz częściej odpowiedni (komfortowy) klimat wewnętrzny staje się poszukiwanym „towarem" wszędzie tam, gdzie ważny jest prestiż obiektu czy wybranych pomieszczeń, a także tam, gdzie pracodawca płaci za „pracę umysłów", chce zapewnić swoim pracownikom najlepsze warunki, a tobie lepszą efektywność ich pracy.
O jakości klimatu wewnętrznego decydują następujące czynniki:
• odpowiednie oświetlenie (w tym dostęp do światła dziennego),
♦odpowiednia temperatura,
♦właściwa wilgotność powietrza,
♦odczucie świeżego powietrza w pomieszczeniach dzięki uzyskaniu odpowiedniej krotności jego wymian,
♦odpowiednio niski poziom hałasu.

Wydawałoby się, ze Polska leży w zakresie takich szerokości geograficznych, gdzie obniżanie temperatury wewnątrz pomieszczeń potrzebne jest sporadycznie.
W praktyce projektanta i inwestora pojawia się jednak problem wyboru systemu chłodzącego, zapewniającego) pożądany efekt przy zachowaniu możliwie komfortowego klimatu wewnętrznego.

Ze względu na ograniczenie strat ciepła zimą powszechnie w budownictwie stosuje się materiały budowlane i izolacyjne (w tym stolarkę okienną) o bardzo małym współczynniku przenikania ciepła.
Duża powierzchnia okien zapewniająca naturalne oświetlenie w pomieszczeniach pracy oraz dobra izolacyjność przegród budowlanych powoduj konieczność odprowadzenia zysków ciepła z pomieszczeń nawet przy stosunkowo niskich temperaturach.

Zyski ciepła w typowym pomieszczeniu biurowym pochodzą od:
♦promieniowania słonecznej,
♦ludzi przebywających w danym pomieszczeniu,
♦urządzeń technicznych (komputery, mała poligrafia i inne urządzenia wydzielające ciepło przy pracy),
♦oświetlenie elektryczne.
Postęp technologiczny w wielu dziedzinach pozwala ograniczyć zyski ciepła, szczególnie w nowoczesnych oprawach oświetleniowych, sprzęcie komputerowym.


Mimo to mamy do czynienia z wielkością ok. 70-50 W/m² zysków ciepła w typowych pomieszczeniach biurowych, których odprowadzeniem zajmować się musi część chłodząca systemu klimatyzacji.
Mamy do wyboru wiele rozwiązań technicznych zapewniających rozwiązanie tego problemu, większość z nich jest juz dobrze znana. Interesujący, choć w Polsce stosunkowo mało popularny jest system belek chłodzących.
Belka chłodząca to wymiennik ciepła (woda - powietrze) o dużej powierzchni wymiany, zasilany wodą ziębniczą o temperaturze ok. 15--18^oC, umieszczony na suficie pomieszczenia.
Działanie belki jest bardzo proste -ciepłe powietrze w pomieszczeniu unosi się ku górze, trafia do belki, gdzie ulega ochłodzeniu i jako cięższe łagodnie opada w dół. Powstaje naturalna cyrkulacja powietrza w pomieszczeniu. Dzięki stosunkowo dużym wymiarom belek ruch powietrza jest równomierny, przy zachowaniu niewielkich prędkości przepływu. Przekazywanie ciepła następuje głównie przez konwekcję.


System belek
chłodzących zawiera w sobie cechy pozwalające na uzyskanie optymalnego klimatu wewnętrznego:
♦bardzo cicha praca (< 25dB),
♦ równomierność chłodzenia na całej powierzchni pomieszczenia,
♦ bardzo małe prędkości powietrza w pomieszczeniu,
• łatwy do zastosowania przy modernizacji starych obiektów (potrzebna niewielka przestrzeń na doprowadzenie „chłodu" za pomocą rur miedzianych dn15 z izolacją w porównaniu z przekrojem kanału nawiewnego przy chłodzeniu powietrzem).


Niedogodnością jednak jest ograniczona wydajność pokrywająca zyski ciepła do ok, 90 W/m2, co może być wielkością niewystarczającą ze względu na zastosowanie np. oświetlenia żarowego, dużych okien bez żaluzji czy Uran, dużej ilości sprzętu lub dużego zagęszczenia ludzi w pomieszczeniu.
W przypadku, gdy zyski ciepła są stosunkowo duże (>90 W/m2) oraz gdy mamy do dyspozycji wentylację mechaniczną zapewniającą higieniczną wymianę powietrza, można zastosować inny typ belek chłodzących.
Bellka tego typu jest jednocześnie wymiennikiem ciepła zasilanym wodą (15-18oC) i nawiewnikiem powietrza świeżego. Belka ta dostarczana jest w komplecie z przepustnicą regulacyjną (o specjalnej konstrukcji, z możliwością pomiaru przepływu) pozwalającą na precyzyjne ustawienie ilości powietrza nawiewanego.
Dzięki wymuszonemu przepływowi powietrza wydajność tego typu belek jest większa. Belki takie mogą być stosowane przy zyskach ciepła do ok 150 Wm2.

Oba opisane wyżej typy belek chłodzących są dostępne w dwóch wykonaniach:
•do montażu bezpośrednio na suficie,
•do zabudowy w suficie podwieszonym.

Belki chłodzące podobnie jak grzejniki wykorzystują naturalną zasadę cyrkulacji powietrza w pomieszczeniu. Najlepsze efekty regulacji temperatury w pomieszczeniu uzyskuje się, gdy belki chłodzące są sterowane tym samym termostatem co grzejniki.

Ten sam regulator (termostat) steruje sekwencyjnie zaworem regulacyjnym belki chłodzącej i zaworem grzejnika. Zależnie od indywidualnie ustawionej wartości zadanej temperatury automatycznie otwiera się odpowiedni zawór regulacyjny dostarczając czynnik grzewczy do grzejnika lub wodę lodową do belki chłodzącej. W przypadku gdy niepotrzebne jest grzanie ani chłodzenie, oba zawory są zamknięte. Regulator sterujący takim zestawem powinien posiadać dwie wartości zadane, dla grzania i chłodzenia oddzielone tzw. strefą martwą (2-4oC, dzięki czemu nigdy nie występuje jednoczesne grzanie i chłodzenie (co zawsze może się zdarzyć przy oddzielnych termostatach).
Rozwiązanie to (analogiczne do termostatu grzejnikowego zimą) zapewnia utrzymanie indywidualnie ustawionej temperatury wdanym pomieszczeniu w ciągu całego roku, niezależnie od zakłóceń powodowanych zmianami pogody, dodatkowymi zyskami i stratami ciepła. W zależności od klasy budynku system grania i chłodzenia opisany wyżej rnoze być sterowany piostym termostatem z zadąjnikiem (umieszczanym najczęściej przy wyłączniku oświetlenia) bądź bardziej zaawansowanym technicznie regulatorem często podłączonym do systemu BMS. Ważną cechą wpływająca na zapewnienie właściwej dla użytkownika temperatury, a przez to poczucia komfortowego klimatu, jest indywidualne działanie - niezależna regulacja temperatury w każdym pomieszczeniu.
Oprócz opisanych zalet system belek chłodzących posiada również precyzyjne wymagania dotyczące temperatury wody zasilającej belki Temperatura ta powinna być „dopasowana" do temperatury i wilgotności powietrza w danym pomieszczeniu. Zbyt niska w stosunku do temperatury powietrza temperatura wody zasilającej mogłaby powodować wykraplanie wilgoci na belkach. Najczęściej stosuje się temperaturę wody zasilającej belki chłodzące na poziomie 15-18oC.
W dużych systemach wentylacyjnych najczęściej stosuje się centralne przygotowanie powietrza nawiewanego w centrali klimatyzacyjnej obsługującej grupę pomieszczeń. W takim przypadku nie ma problemu z wykraplaniem wilgoci, gdyż zarówno temperatura jak i wilgotność powietrza nawiewanej są utrzymywane na właściwym poziomie. Zespoły belek chłodzących i grzejników w poszczególnych pomieszczeniach w naturalny sposób tworzą strefy pozwalające na indywidualną regulację temperatury.
Gorzej wygląda sytuacja w pomieszczeniach bez wentylacji mechanicznej (lub gdy nie ma ona regulowanej wilgotności) szczególnie w gorące i wilgotne dni lata, gdy punkt rasy może osiągnąć 15oC.
Aby uniknąć kłopotów z kondensacją wilgoci, można stosować belki chłodzące pokryte materiałem higroskopijnym absorbującym wilgoć. Najczęściej jednak temperaturę wody zasilającej belki reguluje się rak, aby była ona wyższa od punktu rosy w pomieszczeniach chłodzonych.
W sytuacji, gdy zyski ciepła są znacznie większe od przytoczonych


Gdy za duże zyski ciepła
(>150 W/m1) zastosowanie belek chłodzących jest problematyczne ze względu na ograniczoną powierzchnię sufitu, na którym muszą znaleźć miejsce również oświetlenie i inne elementy instalacji technicznych budynku (czujniki ppoż., tryskacze itp.).

W przypadku, gdy zyski ciepła są dużo w stosunku do powierzchni pomieszczenia, jedynym rozwiązaniem staje się chłodzenie powietrzem nawiewanym lub cyrkulującym w pomieszczeniu. Powinno się wówczas stosować nawiew powietrza o temperaturze najwyżej o 8oC niższej od temperatury powietrzawewnątrz pomieszczenia, aby uniknąć "szoku termicznego" u ludzi przebywających w strefie nawiewu. Ograniczenie to powoduje konieczność zwiększania przepływu powietrza chłodzącej, cyrkulującegp przez pomieszczenie. wówczas pojawia się problem z równomiernym rozproszeniem strumienia powietrza w całym pomieszczeniu i uzyskaniu małych prędkości przepływu powietrza. Duży strumień powietrza wymagi odpowiednio dużych przekrojów kanałów wentylacyjnych, odpowiedniej wydajności wentylatorów itd. Konieczność przetłaczania większej ilośd powietrza często generuje problem hałasu, szczególnie przy zastosowaniu lokalnych wentylatorów (np. w przypadku zastosowania „fan-coili").
Jak widać z powyższego wywodu, zdecydowanie lepiej i taniej jest ograniczać wielkość zysków ciepła w pomieszczeniu, niż je później odprowadzać. Największe efekty można uzyskać, stosując skuteczne zasłony ograniczające promieniowanie słoneczne nagrzewające wnętrze pomieszczeń, najlepiej gdy są to zasłony zewnętrzne.
Ważne jest również stosowanie nowoczesnych, energooszczędnych opraw oświetleniowych o małej emisji ciepła
Przyczyny, które mogą wpłynąć na wybór systemu belek chłodzących:
• wysoka higieniczność rozwiązania (brak skroplin -nie ma zagrożenia legionellą),
•niski poziom szumów,
•małe prędkości powietrza,
• stosunkowo duża moc chłodnicza bez konieczności wytwarzania dużego strumienia powietrza,
•naturalna regulacja strefowa temperatury,
• możliwość współpracy z ogrzewaniem grzejnikowym,
• ekonomiczna eksploatacja - możliwość zastosowania agregatów chłodniczych z "free coolingiem" dzięki stosunkowo dużej temperaturze wody zasilającej,
• możliwość zastosowania w modernizowanych obiektach ze względu na stosunkowo małą przestrzeń potrzebną do doprowadzenia czynnika chłodzącej (w porównaniu z kanałami przy chłodzeniu powietrzem),
•duży wybór modeli belek (zależnie od funkcji i dopasowania do wystroju wnętrza) -możliwość montowaniach w sufitach podwieszonych (wymiary belek są w typowym rastrze sufitu),
• możliwość stosowania belek będących jednocześnie nawiewnikami powietrza.
Wyżej wymienione cechy pokazują, że zastosowanie belek chłodzących wpływa bardzo pozytywnie na poprawę klimatu wewnętrznego.
Belki chłodzące są urządzeniem nie posiadającym elementów ruchomych, higienicznym, niewymagającym konserwacji, przez to pewnym i niezawodnym w eksploatacji. Są powszechnie stosowane w biurach, bankach itp. w całej Skandynawii.
Myślę, że przy projektowaniu klimatyzacji w nowych, a także w modernizowanych obiektach, warto się zastanowić nad możliwością zastosowania belek chłodzących.

Źródło: instalator.pl

Klimatyzatory BEKO

W zależności od Twoich potrzeb klimatyzatory BEKO chłodzą lub ogrzewają przez cały rok. Funkcja Auto Restart
Dzięki tej funkcji w razie awarii klimatyzator automatycznie podejmuje pracę, zachowując ustawienia wybrane przed przerwą w zasilaniu.
Tryb Nocny
Podczas tej funkcji klimatyzator automatycznie będzie zwiększał temperaturę o 1C na godzinę dla opcji chłodzenia lub obniżał o 2C na godzinę dla opcji grzania. Ustawiona temperatura nie zmieni się przez 2 godziny od momentu włączenia Trybu nocnego. Dzięki tej funkcji klimatyzator zapewnia najbardziej komfortową i optymalną temperaturę oraz pozwala oszczędzać energię.
Funkcja Osuszania
Funkcja ta jest zazwyczaj używana w deszczowe dni oraz na terenach wilgotnych. Przez zastosowanie funkcji chłodzenia lub funkcji wentylatora, klimatyzator zapewnia optymalną wilgotność bez konieczności zmiany temperatury pokojowej.
Timer
Dzięki tej funkcji jest możliwe zaprogramowanie klimatyzatora tak, aby wyłączył się w momencie kiedy go nie potrzebujesz, oszczędzając energię. Można też zaprogramować go tak, aby włączył się tuż przed Twoim przyjściem do domu, pozwalając cieszyć się z chłodnego pomieszczenia w upalne dni.
Auto Diagnoza i Auto Ochrona
Dzięki tej funkcji wszystkie błędy zostaną wychwycone przez mikrokomputer oraz wyświetlona na wyświetlaczu klimatyzatora. Następnie automatycznie włączy się funkcja Auto Ochrony.
Wyświetlacz
Dzięki wyświetlanej temperaturze czy aktualnej funkcji można łatwo i prosto zarządzać klimatyzatorem.
Hot Start
Podczas trybu grzania prędkość wentylatora jest kontrolowana w zależności od wyparowywanej temperatury. Klimatyzator zaczyna działać w momencie kiedy wyparowywana temperatura jest dostatecznie ciepła tak, by nie dmuchać zimnym powietrzem.
Pilot
Wszystkimi funkcjami można łatwo zarządzać za pomocą zdalnie sterowanego pilota.
Funkcja Cichego Przepływu Powietrza
Dzięki optymalnej drodze przepływu powietrza oraz dużej średnicy wentylatora, poziom głośności może zostać zredukowany bez zmniejszania ilości wydmuchiwanego powietrza. Dzięki temu klimatyzator pracuje cicho i wydajnie.
Łatwy w czyszczeniu panel i filtr
Przedni panel można w prosty sposób zdjąć. Dzięki temu, tak panel jak i filtry, mogą być szybko umyte.
Antykorozyjna obudowa
Dzięki zastosowaniu elektrolitycznej cynkowanej stali i antykorozyjnych komponentów, klimatyzatory BEKO nie ulegają korozji.
Aktywny Filtr Węglowy
Dzięki niemu wszystkie przykre zapachy zostaną szybko zneutralizowane. Dodatkowo filtr ten pochłania pyłki kurzu przeciwdziałając chorobom alergicznym.
Filtr Przeciwkurzowy
Ten łatwy w czyszczeniu filtr wyłapuje większość pyłków kurzu.
Funkcja Oszczędzania Energii
W zależności od temperatury, ilości powietrza przepływającego oraz jego prędkości, system automatycznie ustawi parametry tak, aby efektywnie oszczędzać energię, zapewniając przyjazną atmosferę.
Szybkie Chłodzenie
Funkcja ta służy do szybkiego chłodzenia. Dzięki temu trybowi wydmuchiwane mocne i zimne powietrze przez 30 minut ochładza pomieszczenie do 18C.
Zaawansowana Funkcja Auto Swing
Seria Comfort Line posiada funkcję Auto Swing, która naśladuje naturalny przepływ powietrza, kontrolując kąt i prędkość powietrza. Dzięki temu systemowi minimalizuje się różnice temperatur w pomieszczeniu tworząc komfortowy klimat.

http://www.beko.com.pl

Klimatyzacja precyzyjna

Pomieszczenia cyfrowych central telefonicznych telefonii przewodowej, Data Center telefonii komórkowej, serwerownie komputerowe, pomieszczenia systemów zasilających i UPS oraz pomieszczenia obsługi, a także drukarnie, wyposażane są w nowoczesny, wymagający odpowiednich warunków sprzęt elektroniczny. Poszczególni producenci sprzętu elektronicznego starają się instalować urządzenia energooszczędne (o małych stratach energii - ciepła), możliwie niewrażliwe na warunki otoczenia, jednak praktyka wykazuje, że właściwe stałe warunki pracy zdecydowanie przedłużają ich żywotność i podnoszą niezawodność. Nowoczesne systemy, urządzenia i rozwiązania klimatyzacyjne mają zapewnić te warunki, dzięki stosowaniu szafowych zespołów klimatyzacji precyzyjnej.
Dużego znaczenia nabiera rozdział powietrza w pomieszczeniu. Urządzenia klimatyzacyjne ustawione razem z urządzeniami elektronicznymi na podłodze technicznej (podniesionej), zasysają powietrze z górnej części pomieszczenia (bezpośrednio lub z wykorzystaniem elementów stropu podwieszonego) i po przygotowaniu (grzanie, chłodzenie, nawilżanie, osuszanie, oczyszczanie) tłoczy z wymaganym sprężem w przestrzeń podwójnej podłogi. Odpowiednie nadciśnienie powoduje przepływ powietrza przez stojaki telekomunikacyjne i odebranie powstających zysków ciepła. Właściwy rozdział powietrza (przepływ przez stojaki i pomieszczenie centrali) realizowany jest przez odpowiedni dobór wielkości otworów pod stojakami (ew. zastosowanie przepustnic) oraz ilość zastosowanych płyt perforowanych podwójnej podłogi, ich rozkład i regulację przepływu.
W praktyce zdarza się, że pomieszczenia ze sprzętem elektronicznym nie są wyposażane w podwójną podłogę. Wówczas urządzenia klimatyzacyjne lokalizuje się razem z urządzeniami telekomunikacyjnymi na ścianie prostopadłej do ciągu stojaków, na podstawach antywibracyjnych wyposażonych w kierownice wypływu powietrza. Urządzenia klimatyzacyjne zasysają powietrze z górnej części pomieszczenia i po przygotowaniu tłoczy równolegle do podłogi.
Innym powszechnie stosowanym przykładem jest brak podwójnej podłogi. W takim przypadku urządzenia klimatyzacyjne lokalizuje się razem z urządzeniami telekomunikacyjnymi, które zasysają powietrze frontem i po przygotowaniu tłoczą je poprzez nadstawkę, strop podwieszony lub instalację kanałową.

Klimatyzacja komfortu

Ze względu na zakres (od małych, indywidualnych pomieszczeń do całych budynków) wykorzystuje się cały szereg urządzeń, od pojedynczych - zwanych potocznie "klimatyzatorami", (typu "compact", "split") poprzez "mutlisplit", systemy "VRV", "VRF", aż do systemów instalacji opartych na centralach klimatyzacyjnych czy układach wody lodowej.
Pojedyncze urządzenia typu "Compact" (zintegrowany układ chłodniczy) oraz "Split" (te najprostsze), realizują głównie funkcję schładzania powietrza w pomieszczeniu ("multisplit" w grupie pomieszczeń). Pracują na powietrzu obiegowym (wewnętrznym), nie nawilżają oraz nie dostarczają świeżego powietrza do pomieszczeń. Ich zadaniem jest obniżenie temperatury powietrza oraz jego osuszenie. Nieco bogatsze - stosowane w okresie przejściowym jesień/zima - mogą dogrzewać pomieszczenia, dostarczać świeżego powietrze oraz nawilżać.
Systemy "VRV" (zmienna ilość i parametry powietrza) zapewniają właściwe warunki w niedużych obiektach lub części obiektu. Opisane rodzaje urządzeń posiadają kompresorowe układy chłodnicze wykorzystujące czynnik chłodniczy - freon (klasyczny - R22 lub tzw. ekologiczny - R 407C, R134A, czy R410).
Obecnie tak modne "Bussines Centra" wymagają dużych zespołów central klimatyzacyjnych przygotowujących duże ilości powietrza, współpracujących z długą siecią kanałów dostarczających powietrze i odprowadzających je z pomieszczeń. Innym rozwiązaniem, ze względu na rozległość instalacji, charakterystykę obciążeń cieplnych poszczególnych pomieszczeń i związaną z tym gospodarkę energetyczną, jest stosowanie indywidualnych urządzeń klimatyzacyjnych współpracujących z centralnym układem wody lodowej. Powszechnie stosowane są tzw. "fancoile" (klimakonwektory) montowane w przestrzeni stropu podwieszonego lub jako stacjonarne jednostki podokienne. Łączą one w sobie funkcję grzejnika i chłodnicy, często wyposażane są dodatkowo w nawilżacze oraz tzw. moduły świeżego powietrza.
Kolejnym rozwiązaniem jest Flexible Space System, autorskie rozwiązanie firmy Hiross, stanowiące system klimatyzacji skojarzonej z podwójną podłogą. Zasilanie w chłód odbywa się z centralnego systemu wody lodowej opartego na wytwornicach wody lodowej zwanych również "chillerami". Powszechnie stosowane układy napełnione są mieszanką wodno-glikolową. Na uwagę zasługuje stosowanie w centralnych stacjach wody lodowej chillerów pracujących z wykorzystaniem efektu "freecooling" (wykorzystanie zimnego zewnętrznego powietrza do bezpośredniego schłodzenia mieszanki wodno-glikolowej) oraz spójny (dla wszystkich urządzeń) system automatycznej regulacji. Dodatkowym elementem energooszczędności jest wykorzystywanie w wytwornicach tzw. "set point shipping" polegającego na zmianie parametrów czynnika chłodzącego.

Klimatyzatory domowe

Mogą być przenośne i stałe; w obydwu grupach produkuje się urządzenia kompaktowe i typu split.

Klimatyzatory przenośne są dość tanie, łatwe do zainstalowania i dlatego nadają się szczególnie do domów już zamieszkiwanych. Ich wadą są mało estetyczne przewody podłączeniowe.

Klimatyzatory przenośne

kompaktowe - muszą być podłączone do otworu w ścianie zewnętrznej za pomocą elastycznej rury. W jednym pomieszczeniu instaluje się jedno urządzenie;

dwudzielne (split) - jednostkę zewnętrzną ustawia się np. na balkonie lub trawniku i łączy z jednostką wewnętrzną za pomocą przewodu wyprowadzonego przez otwór w ościeżnicy okna lub drzwi balkonowych.

Klimatyzatory stałe wymagają pewnych prac montażowych, np. wykucia otworu w ścianie lub rozprowadzenia kanałów nawiewnych, dlatego warto o nich myśleć na etapie projektowania domu. Dają jednak większy komfort użytkowania, ponieważ są mniej widoczne i mniej hałaśliwe.

Klimatyzatory kompaktowe mogą być montowane na stałe w oknie lub w otworze ściany zewnętrznej - przy podłodze lub pod sufitem. W jednym pomieszczeniu montuje się zwykle jedno urządzenie.

Klimatyzatory dwuczęściowe i wieloczęściowe (multisplit) - najczęściej stosowane w domach jednorodzinnych - mogą mieć jedną lub kilka jednostek wewnętrznych instalowanych pod sufitem lub przy podłodze i podłączonych do jednej jednostki zewnętrznej. Miejsce montażu elementów zależy od długości przewodów pozwalających na obieg czynnika chłodniczego i przewodów elektrycznych.

Najlepszym rozwiązaniem dla domów jednorodzinnych są klimatyzatory o działaniu odwracalnym, bo umożliwiają nie tylko chłodzenie domu lecz także tanie ogrzewanie go.

Zasady montażu klimatyzatorów

Podstawowym zadaniem klimatyzacji i wentylacji jest tworzenie w pomieszczeniach optymalnych warunków mikroklimatu, czystości i składu powietrza, a więc w efekcie odpowiedniej jakości powietrza. Należy przy tym brać również pod uwagę rozwiązania architektoniczne budynku oraz zastosowane materiały, wyposażenie pomieszczeń itp. Błędne rozwiązania mogą spowodować powstanie w pomieszczeniach mikroklimatu, ocenianego jako dyskomfort przez większość użytkowników. W tym przypadku mamy do czynienia z narzekaniem na złą jakość i zbyt małą ilość powietrza, zaduch, suchość powietrza, nieodpowiednią temperaturę itp.

W celu właściwego doboru wielkości urządzenia potrzebna jest znaczna ilość danych wyjściowych, a są to m.in.:

• wielkość pomieszczenia, które należy chłodzić,
• jego nasłonecznienie,
• grubość ścian,
• rodzaj i grubość izolacji,
• liczba okien i drzwi,
• liczba osób przebywających w pomieszczeniu (palących i niepalących),
• moc oświetlenia elektrycznego i innych zysków ciepła.

Poniżej zostały przedstawione najważniejsze zasady montażu:

• Urządzenie powinno być zainstalowane w miejscu nie narażonym na bezpośrednie promienie słoneczne.
• Należy przewidzieć i doprowadzić instalację elektryczną zasilającą urządzenie.
• Jednostka wewnętrzna i zewnętrzna klimatyzatora nie mogą być od siebie zbyt mocno oddalone. Ich maksymalna odległość (pozioma i pionowa) zależy od mocy klimatyzatora i jest określana przez producenta. Wykonanie montażu zgodnie z zaleceniami pozwala na prawidłowe i długotrwałe działanie urządzenia.
• Jednostkę zewnętrzną można umieścić na elewacji, na dachu budynku lub balkonie.
• Przewody z czynnikiem chłodniczym muszą zostać zaizolowane specjalną antydyfuzyjną izolacją termiczną (kauczukową), która uniemożliwi wykraplanie się wilgoci.
• W czasie pracy klimatyzatora w jednostce wewnętrznej powstają skropliny i należy je odprowadzić do kanalizacji lub na zewnątrz budynku, ale w taki sposób, aby nie spływały na osoby przechodzące pod budynkiem i nie niszczyły elewacji. Jeśli skropliny są doprowadzane do kanalizacji, trzeba zainstalować syfon, który zapobiegnie przedostawaniu się do pomieszczenia nieprzyjemnych zapachów albo wykonać podłączenie do syfonu znajdującego się pod umywalką lub zlewozmywakiem. Instalować w miejscu, gdzie drenaż jest ułatwiony.
• W odległości 50 cm od urządzenia zewnętrznego nie powinno być żadnych przeszkód, jak np. ogrodzenie, które mogłoby ograniczać wymianę ciepła w skraplaczu. Nie należy instalować urządzenia w miejscu, gdzie swobodny przepływ powietrza jest utrudniony.
• Przy wyborze lokalizacji należy wziąć pod uwagę zapobieganie hałasowi, nie należy instalować urządzenia w pobliżu wejść i okien.
• Ze względu na liczne zalecenia montażowe firmy sprzedające urządzenia wymagają, by zostały one zamontowane przez autoryzowanych instalatorów.
  

Wybór najlepszej lokalizacji - jednostka wewnętrzna

• Jednostkę wewnętrzną umieszcza się tak, aby zimne powietrze nawiewane do pomieszczenia dochodziło do strefy przebywania ludzi z małą prędkością. W przeciwnym razie osoby przebywające w pomieszczeniu będą narażone na przewiew i mogą się łatwo przeziębić.

• Powietrze nawiewane z klimatyzatora nie powinno omywać przedmiotów, których temperatura mogłaby spaść poniżej punktu rosy i wykraplałaby się na nich para wodna. Jest to niebezpieczne dla urządzeń elektronicznych, w których woda może doprowadzić do zwarcia.
• Nie należy instalować jednostki w pobliżu źródła ciepła lub pary.
• Nie należy instalować urządzenia w miejscu, gdzie swobodny przepływ powietrza jest utrudniony. Powietrze wypływające z klimatyzatora powinno w miarę możliwości obsługiwać całą kubaturę pomieszczenia.
  

Wybór najlepszej lokalizacji - jednostka zewnętrzna

• Jeśli nad jednostką zamontowany zostanie daszek dla ochrony przed bezpośrednim działaniem słońca lub deszczu, należy pamiętać, aby nie ograniczać oddawania ciepła ze skraplacza
• Odległość tyłu i boków urządzenia od ściany powinna być większa niż 10 cm. Nie należy stawiać nic bliżej niż 70 cm od przedniej ścianki urządzenia.
• W miejscu umieszczenia urządzenia nie powinno być zwierząt lub roślin, które narażone mogłyby być na wypływające gorące powietrze.

Poziom ciśnienia a poziom mocy akustycznej w systemach wentylacji i klimatyzacji

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.
Z uwagi na duży zakres odczuwalności ucha ludzkiego 20÷200 000 000 μPa, ciśnienie akustyczne podaje się jako poziom ciśnienia akustycznego w stosunku logarytmicznym do ciśnienia odniesienia, jakim jest dolny zakres czułości ucha ludzkiego p₀ = 20 μPa (2x10^-5Pa).

SPL = 10 lg (p/p₀)²= 20 lg p/p₀

gdzie:
SPL - poziom ciśnienia akustycznego [dB],
p - ciśnienie akustyczne [μPa],
p0- ciśnienie akustyczne odniesienia [μPa].

Po podstawieniu dwóch granicznych wartości z zakresu słyszalności ucha ludzkiego wartość poziomu ciśnienia akustycznego może przyjąć wartości od 0 do 140 dB (gdzie 0 odpowiada dolnemu zakresowi czułości ucha ludzkiego, zaś wartość 140 dB odpowiada granicy bólu ucha ludzkiego).
Moc akustyczną P z kolei wyraża się przez scałkowanie ciśnienia akustycznego emitowanego przez powierzchnię wokół źródła dźwięku.

P=S·p²/(c·ρ)[W]

gdzie:
P - moc akustyczna [W],
S - powierzchnia wokół źródła dźwięku [m²],
p - ciśnienie akustyczne [Pa],
c - prędkość rozchodzenia się dźwięku [cm/s],
p - gęstość powietrza [kg/m³].

W przypadku mocy akustycznej również wykorzystuje się skalę w dB, przy czym wartością odniesienia jest P₀ = 10^-12 W.

SWL = 10 lg P/P₀ [dB]

Po wykorzystaniu odpowiednich wzorów empirycznych otrzymujemy podstawową zależność pomiędzy poziomem ciśnienia akustycznego a poziomem mocy akustycznej:

SWL = SPL + 10 lg (S/S₀) [dB]

gdzie:
SWL - poziom mocy akustycznej [dB],
SPL - poziom ciśnienia akustycznego [dB],
S₀ - pole powierzchni odniesienia: 1 m²,
S-pole powierzchni wokół źródła dźwięku [m²].

Patrząc na powyższy wzór można wysnuć następujące wnioski: wartość poziomu mocy akustycznej może przyjąć wartość równą poziomowi ciśnienia akustycznego, gdy pole powierzchni wokół źródła dźwięku jest równe polu powierzchni odniesienia S₀ = 1m². Jeśli natomiast poziom ciśnienia akustycznego dwóch źródeł dźwięku, dla zobrazowania dwóch agregatów chłodniczych, jest taki sam a jeden z agregatów będzie posiadał większe wymiary, wówczas poziom mocy akustycznej agregatu o większych wymiarach będzie wyższy od agregatu o mniejszych wymiarach, pomimo tego, że obydwa agregaty cechują się identycznym poziomem ciśnienia akustycznego.

Poziom mocy akustycznej jest, zatem wielkością charakterystyczną dla danego źródła dźwięku, ponieważ nie jest zależny od wielu czynników przykładowo takich jak: odległość od źródła dźwięku, absorpcji dźwięku przez materiały otaczające, itp. Na podstawie poziomu mocy akustycznej dokonuje się obliczeń wartości poziomu ciśnienia akustycznego dla określonej odległości od źródła dźwięku. W wielu wypadkach dokonuje się weryfikacji urządzeń kilku firm, porównując podawane wartości hałasu bez zwrócenia uwagi, w jakich wielkościach podawana są hałaśliwość urządzeń. Przykładowo producenci urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych często podają wartości poziomów ciśnienia akustycznego w odległości 10m. W celu dokonania wiarygodnego porównania obu urządzeń należy opierać się tylko i wyłącznie na wartościach poziomu mocy akustycznej. Wartość poziomu mocy akustycznej wiodących producentów urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych jest podawana jako jeden z podstawowych parametrów technicznych urządzeń w programie certyfikacji EUROVENT (jednostki niezależnej potwierdzającej wiarygodność podawanych przez producentów parametrów technicznych urządzeń)

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=10logn[dB]

gdzie:
n - ilość źródeł dźwięku o takim samym poziomie mocy akustycznej,
ΔL - przyrost głośności.

Przykładowo, gdy w pomieszczeniu pracują trzy identyczne klimakonwektory wentylatorowe o mocy akustycznej SWL = 58 dB każdy, całkowita moc akustyczna wszystkich pracujących wentylokonwektorów będzie następująca:

SWL_tot = SWL+ΔL[dB]

SWL_tot = 58 + 10 log 3 = 58 + 4,8 = 62,8 dB

Dla źródeł dźwięku rozmieszczonych przestrzennie przyrost głośności wynosi:

ΔL = 5 log n [dB]

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. Przyrost głośności można wyliczyć z następującej zależności:

ΔL=10log(1+10^L1-L2/10)[dB]

gdzie:
SWL1 - poziom głośności źródła 1 [dB],
SWL2 - poziom głośności źródła 2 [dB],
ΔL - przyrost głośności [dB].

Wzór ten również można przedstawić w postaci graficznej (patrz rys. 2)

Następnie należy czynność powtórzyć dla kolejnego źródła. Jeżeli różnica głośności obu źródeł jest większa od 10 dB, przyrost głośności można pominąć z uwagi na jego niską wartość wynoszącą 0,4 dB. Jest to różnica praktycznie nieodczuwalna dla ucha ludzkiego.
Jeśli na zewnątrz budynku znajdują się 3 agregaty wody ziębniczej o poziomie mocy akustycznej odpowiednio: 45, 52 i 58 dB. W celu wyznaczenia całkowitej głośności wszystkich trzech źródeł należy:

1) Obliczyć różnicę głośności 1 i 2 źródła: SWL₁ - SWL₂ = 52 - 45 = 7 dB

2) Dla otrzymanej różnicy odczytać z wykresu lub obliczyć według wzoru (2) przyrost głośności ΔL obu źródeł. Dla 7 dB wartość odczytana z wykresu wynosi około ΔL= 0,8 dB.

3) Wartość przyrostu należy dodać do źródła o większej wartości głośności:
SWL_1-2 = SWL₂ + ΔL = 52 + 0,8 = 52,8 dB.

4) Dla wartości większego źródła SWL₂ powiększonej o przyrost głośności jak powyżej należy powtórzyć sumowanie logarytmiczne dla kolejnego źródła SWL₃:

• SWL₁ - SWL₂ = 58 - 52,8 dB = 5,2 dB
• Dla różnicy 5,2 dB przyrost głośności wynosi ΔL_1-2=1 dB.
• SWL_1-2-3 = SWL₃ + ΔL_1-2= 58 + 1 = 59 dB
5) Całkowita moc akustyczna emitowana przez trzy źródła o podanych wartościach mocy akustycznej wynosi:
SWL_1-2-3 = 59 dB.

Podobnie jest z określeniem dźwięku sumarycznego z poszczególnych pasm oktawowych. Często producenci urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych podają wartości mocy akustycznej dla poszczególnych częstotliwości: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 oraz 8000 Hz. Określenie sumarycznej mocy akustycznej jest łatwo przeliczalne po wykorzystaniu wskazówek podanych powyżej.

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.

Aby określić wartość ciśnienia akustycznego w pewnej odległości od źródła dźwięku można się posłużyć najprostszym przykładem punktowego źródła dźwięku. Wokół punktowego źródła dźwięku wytworzone pole akustyczne przyjmuje formę kolistą (sferyczną). Według równań przedstawionych w literaturze [1,3] ciśnienie akustyczne dla takiego kształtu w pewnej odległości r wynosi:

SPL = SWL + 10 lg (S₀ / 4π r²) [dB]

po uwzględnieniu S₀ = 1 m², otrzymujemy:

SPL = SWL - 20 lg r- 11 [dB]

gdzie:
SPL - poziom ciśnienia akustycznego [dB],
SWL - poziom mocy akustycznej [dB],
r- odległość od źródła dźwięku [m].

Korzystając z powyższego wzoru, dla przykładu po podwojeniu odległości, poziom ciśnienia akustycznego zmniejszy się w przybliżeniu o 6 dB (20 lg 2 = 20 x 0,301 = 6,02).

W wielu wypadkach często dysponujemy wartością poziomu ciśnienia akustycznego w pewnej odległości od źródła dźwięku (często w odległości 1 m). Aby dokonać obliczeń, w jaki sposób zmieni się poziom ciśnienia akustycznego dla innej odległości (np. 10 m) można dokonać prostej i szybkiej kalkulacji korzystając z poniższego wzoru:

SPL₁ = SPL₂ + 10 lg(r₂ / r₁)² [dB]

gdzie:
SPL₁ - poszukiwany poziom ciśnienia akustycznego [dB],
SPL₂ - znany poziom mocy akustycznej [dB],

r₂ - odległość od źródła dźwięku dla znanego poziomu ciśnienia akustycznego [m],
r1 - odległość od źródła dźwięku dla poszukiwanego poziomu ciśnienia akustycznego [m].


Przykładowo monoblokowy agregat chłodniczy o zmierzonym poziomie ciśnienia akustycznego w odległości 1 m: SPL = 68 dB umieszczony jest na zewnątrz budynku. Aby określić poziom ciśnienia akustycznego w odległości 7 m od urządzenia można wykorzystać powyższy wzór:

SPL = 68+10 lg (1/7)² = 68 + 10 lg (0,0204) = = 68+10 lg (-1,6902) = 68 -16,9 = 51,1 dB

Wartości te dotyczą jednak punktowego źródła dźwięku oraz pola akustycznego swobodnego. W praktyce wartość poziomu ciśnienia akustycznego SPL w określonej odległości r będzie większa w stosunku do wartości wynikającej z zależności podanych powyżej, z uwagi na skutki odbić i określonych (nie punktowych) wymiarów źródła dźwięku. W tabeli 2 podano wartości zmian poziomu ciśnienia akustycznego dla różnych odległości od agregatu o wymiarach: 2930 x 1120 x 1905 mm.

Jak widać wartości te różnią się od wzorów podawanych dla punktowego źródła dźwięku. Niemniej jednak przytoczone wzory pozwalają na orientacyjne określenie wartości poziomów ciśnienia akustycznego w zależności od odległości, należy jednak przy tym pamiętać, że wartości rzeczywiste będą nieznacznie wyższe.

Dokonując obliczeń wartości poziomu ciśnienia akustycznego niezależnie czy w zamkniętym pomieszczeniu czy też otwartej przestrzeni nie można pominąć wpływu lokalizacji źródła hałasu w odniesieniu do powierzchni odbijających dźwięk. Większość producentów urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych podaje wartość poziomu ciśnienia akustycznego dla warunków swobodnego pola dźwiękowego i sferycznego rozchodzenia się fal dźwiękowych. W praktyce takie warunki występują bardzo rzadko i teoretycznie mogłyby wystąpić, gdy urządzenie zostałoby umieszczone w przestrzeni otwartej, bez żadnej powierzchni odbijającej fale dźwiękowe. Wykorzystując wzór podany poniżej można obliczyć, w jakim stopniu wzrośnie hałas dla warunków rzeczywistych, z uwzględnieniem elementów odbijających dźwięk:

SPL = SWL + 10 lg (Q / 4π r²) [dB]

gdzie:
SPL - poziom ciśnienia akustycznego [dB]
SWL - poziom mocy akustycznej [dB]
Q - współczynnik kie-runkowości [-]
r - odległość od źródła dźwięku [m]

Wartość Q jest stosunkiem natężenia dźwięku w kierunku do emitera kulistego o takiej samej mocy. Współczynnik kierunkowości może przyjąć w zależności od lokalizacji źródła dźwięku wartości: 1 (brak powierzchni odbijających), 2 (jedna powierzchnia), 4 (dwie powierzchnie) oraz 8 (trzy powierzchnie odbijające). Jeśli urządzenie zostanie umieszczone pośrodku pomieszczenia możemy taką lokalizację potraktować jako swobodne pole dźwiękowe. Poziom ciśnienia akustycznego dla takiej sytuacji nie ulegnie zmianie. Gdy urządzenie zostanie umieszczone na ziemi pośrodku pomieszczenia lub na otwartej przestrzeni, wówczas mamy do czynienia z jedną powierzchnią odbijającą dźwięk - poziom ciśnienia akustycznego wzrośnie o 3 dB. Jeśli urządzenie umieszczone na ziemi znajdzie się dodatkowo w pobliżu ściany pomieszczenia zamkniętego lub elewacji budynku, poziom ciśnienia akustycznego wzrośnie o 6 dB. Najbardziej natomiast niekorzystną lokalizacją źródła dźwięku jest róg pomieszczenia. W takiej opcji mamy do czynienia z trzema powierzchniami odbijającymi (dwie ściany 1 sufit lub podłoga), dlatego też poziom ciśnienia akustycznego wzrośnie o 9 dB w odniesieniu do wartości obliczonych dla swobodnego pola dźwiękowego (emitera kulistego).

Poziom mocy akustycznej a poziom ciśnienia akustycznego w zamkniętym pomieszczeniu rzeczywistym

W pomieszczeniach zamkniętych najczęściej mamy do czynienia z klimakonwek-torami wentylatorowymi, szafami klimatyzacyjnymi, jednostkami wewnętrznymi bezpośredniego odparowania typu „split", aparatami grzewczo-wentylacyjnymi, itp. Cechą wspólną wszystkich urządzeń jest fakt, iż wszystkie mają w swojej konstrukcji wentylator, najczęściej promieniowy bądź poprzeczny, który jest głównym źródłem hałasu w pomieszczeniu. Wentylator może zostać zabudowany w instalacji na różne sposoby, stąd też poziom mocy akustycznej powinien być podawany przez producentów urządzeń w zależności od kategorii instalacji (zabudowy wentylatora w sieci). Rozróżniamy, zatem:

■ Lw (A_tot), całkowity poziom mocy akustycznej dla instalacji typu A- wolny wlot i wylot (po stronie króćca ssawnego, tłocznego, od obudowy oraz silnika);
■ Lw (A_in), poziom mocy akustycznej po stronie wolnego wlotu, typ instalacji A;
■ Lw (A_out), poziom mocy akustycznej po stronie wolnego wylotu, typ instalacji A;

■ Lw (B_in), poziom mocy akustycznej po stronie wolnego wlotu, typ instalacji B;
■ Lw (B_out), poziom mocy akustycznej po stronie przyłączonej instalacji kanałowej na tłoczeniu, typ instalacji B;
■ Lw (B_in+cas), poziom mocy akustycznej po stronie wolnego wlotu oraz od obudowy, typ instalacji B;
■ Lw (C_in), poziom mocy akustycznej po stronie przyłączonej instalacji kanałowej na ssaniu, typ instalacji C;
■ Lw (C_out), poziom mocy akustycznej po stronie wolnego wylotu, typ instalacji C;
■ Lw (C_out+cas), poziom mocy akustycznej po stronie wolnego wylotu oraz od obudowy, typ instalacji C;
■ Lw (D_in), poziom mocy akustycznej po stronie przyłączonej instalacji kanałowej na ssaniu, typ instalacji D;
■ Lw (Dout), poziom mocy akustycznej po stronie przyłączonej instalacji kanałowej na tłoczeniu, typ instalacji D;
■ Lw (D_cas), poziom mocy akustycznej od obudowy, typ instalacji D.

Należy zaznaczyć, iż hałas emitowany przez silnik jest mniejszy od hałaśliwości wirnika wentylatora o wartość w przybliżeniu 6 dB(A). Największy hałas jest natomiast emitowany po stronie ssącej wentylatora. W przybliżeniu poziom mocy akustycznej po stronie króćca ssawnego wentylatora daje się łatwo określić za pomocą następującego wzoru Allena:

SWL = Lws + 10 lg V+ 20 lg Δp [dB]

gdzie:
SWL- poziom mocy akustycznej po stronie
ssawnej wentylatora [dB]
Lws - poziom mocy akustycznej właściwej [1±4 gdy V = m³/h lub 37±4 dB gdy V = m³/s],
V- strumień objętościowy powietrza przetłaczanego przez wentylator [m³/h, m³/s],
Δp - spiętrzenie wentylatora [Pa]

Projektant w oparciu o podane poziomy mocy akustycznej oraz pp uwzględnieniu pozycji urządzenia w pomieszczeniu, dokonuje szczegółowych obliczeń tłumienia kanałów wentylacyjnych, sufitów podwieszanych i innych elementów dźwiękochłonnych w celu uzyskania informacji o poziomie ciśnienia akustycznego w pomieszczeniu. Wzór ujmujący zależność pomiędzy poziomem mocy akustycznej a poziomem ciśnienia akustycznego w rzeczywistym pomieszczeniu przedstawia się następująco:

SPL = SWL + 10lg [(Q / 4 π r²+ (4/R_c)][dB]

gdzie:
SPL - poziom ciśnienia akustycznego [dB],
SWL - poziom mocy akustycznej [dB],
Q - współczynnik kierunkowości [-],
r- odległość od źródła dźwięku [m],
Rc- stała pomieszczenia; R_c = S x α_av / (1-α_av) [m²],
S - całkowita powierzchnia ścian otaczających źródło dźwięku w pomieszczeniu [m²],
α_av- średni współczynnik pochłaniania dźwięku.

Pierwszy człon równania związany z kształtem emitowanego dźwięku opisano uprzednio. Zasady przyrostu ciśnienia akustycznego pozostały takie same:

■ brak powierzchni odbijających - sferyczna forma dźwięku, współczynnik kierunkowości 1, przyrost poziomu ciśnienia akustycznego: 0dB;
■ jedna powierzchnia odbijająca-współczynnik kierunkowości 2, kształt 1/2 kuli, przyrost SPL: 3 dB;
■ dwie powierzchnie odbijające - kształt 1/4 kuli, współczynnik kierunkowości: 4, przyrost SPL: 6 dB;
■ trzy powierzchnie odbijające - współczynnik kierunkowości: 8, kształt 1/8 kuli, przyrost SPL: 9 dB.

Drugi człon równania uwzględnia pochłanianie fal dźwiękowych przez powierzchnie otaczające. Dźwięk może być zaabsorbowany lub odbity, co powoduje pewne trudności podczas obliczeń (jednakże w pomieszczeniu możliwa jest różnica rzędu 20 dB pomiędzy poziomem ciśnienia akustycznego a poziomem mocy akustycznej). Średni współczynnik pochłaniania dźwięku α_av powinien zostać wyliczony na podstawie znanego pola powierzchni poszczególnych ścian, rodzaju materiału i jego współczynnika pochłaniania:

α_{av = 1/S (S1} x α₁ + S₂ x α_{2 +} S₃ x α₃...)

Współczynnik pochłaniania dźwięku α jest zależny nie tylko od rodzaju materiału, ale również od częstotliwości dźwięku. Z tego powodu niezbędne są obliczenia SPL na podstawie mocy akustycznej dla poszczególnych pasm oktawowych.

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 przedstawiono 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.

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.


LITERATURA
[1] H. RECKNAGEL, E. SPRENGER, W. HONMANN, E. R. SCHRAMEK: Poradnik Ogrzewanie + Klimatyzacja. Wydanie 1 Gdańsk 1994.
[2] H.J. ULLRICH: Technika Chłodnicza. Poradnik. Tom 2. Wydanie 1 Gdańsk 1999.

[3] W.T.W. CORY „Relationship between Sound Pres-sure and Sound Power Levels” - EUROVENT.
[4] A. RACZYŃSKI: „Analiza teoretyczna i badania wentylatorów dachowych w aspekcie energochłonności i emisji hałasu (cz. II)" Chłodnictwo&Klimatyzacja 7/(77), Lipiec 2004.
[5] Materiały szkoleniowe KLIWEKO BTH.


Autor: mgr inż. Bartłomiej Adamski - członek PZITS O/Kraków

Źródło: