Развързване на акустичното бучене на компресора: поглъщане на нискочестотните вибрации

Постоянното нискочестотно бучене от външно тяло на портативна сплит система има различен характер от широколентовия шум на вентилатора, който доминира в спецификациите в dB(A). Шумът на вентилатора при 300–3000 Hz лесно се поглъща от стени, врати и подови плочи; вибрациите на компресора при 10–100 Hz преминават през твърди конструкции почти безпрепятствено, резонирайки с подови греди, рамки на прозорци и вътрешни преградни стени, за да произведат структурно преносимото бучене, което подлудява хората с лек сън и съседите отдолу. Развързването на акустичното бучене на компресора започва с разбирането, че не заглушавате въздушен звук — а прекъсвате път на механично предаване на вибрации.

Какво причинява нискочестотното акустично бучене от външно тяло на портативна сплит система?

Външното тяло на портативна сплит система генерира нискочестотно акустично бучене основно чрез механичните вибрации на компресора при 10–75 Hz — честотния диапазон на вала за спирален или ротационен компресор с променлива скорост — предавани като структурно преносим звук през монтажните крачета към скобата, перваза, стената и подовата система. Този честотен диапазон е силно занижен от A-претегляната скала, използвана в спецификациите в dB(A), така че бученето рядко се появява в данните от техническите листове, но е остро доловимо като физическо усещане от обитателите, които са в контакт с пода или мебелите.

Честотата на вала на спиралния компресор е равна на оборотите в минута, разделени на 60. При 1800 RPM — обичайна работна точка при средно натоварване за инверторен компресор с променлива скорост, охлаждащ стая от 20 m² при 28°C навън — основната честота на вибрация е 30 Hz. Втората хармоника е 60 Hz, съвпадаща с европейската честота на мрежата, което затруднява акустичното ѝ изолиране от електромагнитното бучене, произведено от намотките на трансформатора или бобините на двигателя на вентилатора в същия корпус. При минимална инверторна скорост (600–800 RPM) основната честота пада до 10–13 Hz, преминавайки от чуваемо бучене към осезаема вибрация, усещана през подовете и мебелите.

A-претеглящата корекция при 30–60 Hz е -19 до -26 dB спрямо компонентите в средния честотен диапазон. Компресор, генериращ 70 dB SPL при 40 Hz, се регистрира само като 48 dB(A) на измервателния уред — изглеждайки тих на хартия — но обитателите в директен контакт с пода или стената, през която пътува вибрацията, го възприемат като ясно чуваемо периодично бучене. Структурно преносимата вибрация под 200 Hz се усеща чрез тялото толкова, колкото и чрез ушите, поради което спецификацията в dB(A) фундаментално не успява да предскаже дали конкретна инсталация ще произведе забележимо бучене.

Как антивибрационните подложки намаляват структурно преносимото бучене на компресора?

Антивибрационните подложки намаляват бученето на компресора чрез поставяне на еластичен изолатор между монтажните крачета на външното тяло и твърдата повърхност отдолу. Подложката създава система маса-пружина с естествена честота fn, определена от коравината на подложката и поддържаната маса. За вибрации при честоти над 1,41 × fn преносимостта T бързо пада под 1,0, намалявайки частта от вибрационната енергия, преминаваща към монтажната повърхност. За външно тяло от 15 kg върху неопренови подложки с fn = 10 Hz, при компресорна честота от 50 Hz: T = 1/(25-1) = 0,042 — само 4,2% от вибрацията преминава, което е еквивалентно на намаление от 27 dB.

Критичният проектен параметър е да се гарантира, че fn е значително под най-ниската работна честота на компресора. Инверторните компресори с променлива скорост работят при честоти толкова ниски, колкото 10–13 Hz при минимална скорост, което означава, че всеки изолатор с fn над 7–8 Hz осигурява намалена изолация — или дори усилване — при минимална скорост на компресора. Пружинните изолатори с fn от 2–5 Hz осигуряват ефективна изолация в целия инверторен диапазон; висококачествените неопренови изолатори с fn под 8 Hz покриват повечето практически работни условия.

Пружинните изолатори постигат най-ниската fn и най-широка ефективна честотна лента на изолация, но позволяват странично люлеене под натоварване от вятър или пусков въртящ момент на компресора. Ограничаващ кабел или верига предотвратява изместването на външното тяло от скобата под динамични натоварвания, когато се използват пружинни изолатори. Неопреновите подложки осигуряват както изолация на вибрациите, така и присъща странична стабилност в един-единствен компонент — предпочитаното решение за приложения с прозоречна скоба, където страничното ограничаване е също толкова важно, колкото и ефективността на изолацията.

Какво намаление в dB(A) могат реалистично да осигурят антивибрационните мерки?

Монтажът на антивибрационни подложки под външно тяло на портативна сплит система обикновено намалява структурно преносимата вибрация, предавана към сградата, с 12–25 dB, в зависимост от типа на подложката и честотата на компресора. Възприеманото ниво на бучене в помещението пада с 6–15 dB(A) — разликата между ясно чуваемо периодично бучене и едва забележима фонова вибрация — когато висококачествени неопренови или пружинни изолатори заменят директния твърд контакт между крачетата на тялото и платформата на скобата.

Важно е да се уточни какво се измерва. Стойността в dB(A) в спецификационен лист представлява нивото на въздушното звуково налягане на 1 метър от тялото при тестови условия по ISO 5151; тя не отразява структурно преносимата вибрация, предавана към сградата. Портативна сплит система с рейтинг 38 dB(A) все още може да произведе чуваемо бучене в стаята отдолу, ако вибрира при 30–50 Hz през твърда система от скоба и подова греда. Антивибрационните подложки адресират структурно преносимия път; въздушната спецификация в dB(A) остава до голяма степен непроменена от тяхната инсталация.

Граничен случай: усилване чрез резонанс, когато fn е близо до честотата на компресора

При честоти на компресора в диапазона на съотношение 0,7 < f/fn < 1,3 преносимостта T на подложката надвишава 1,0 — подложката усилва, а не заглушава вибрацията. Корково-гумена композитна подложка с fn = 15 Hz ще усили вибрацията на компресора при честоти на вала между 10 Hz и 21 Hz, което съвпада точно с работния диапазон при минимална скорост на инверторен компресор с променлива скорост (600–1260 RPM). Решението е винаги да се избират изолатори с fn поне 2,5 пъти под минималната работна честота, или да се приеме, че изолацията е ефективна само над зоната на риск от резонанс — избирайки изолатори, знаейки, че работата при ниска скорост (нощен тих режим) попада в лентата на усилване, а не в лентата на изолация.

Как се монтират антивибрационни подложки под външно тяло, монтирано на прозоречен перваз?

Поставете по една подложка под всяко от четирите гумени крачета на външното тяло, като се уверите, че подложките са с рейтинг за теглото на тялото, разделено на броя на контактните точки. За тяло от 15 kg върху четири подложки всяка носи 3,75 kg; стандартни неопренови подложки 100 × 100 mm с рейтинг 5–10 kg на подложка осигуряват адекватен запас. Преди поставянето на подложките почистете повърхността на платформата на скобата от прах, който може да намали контактната площ и да причини неравномерно натоварване.

Проверете дали тялото стои хоризонтално върху подложките — асиметричното натоварване кара една подложка да носи непропорционална тежест, намалявайки ефективността ѝ на изолация и потенциално притискайки я извън номиналната ѝ работна деформация. При платформи на скоби, които са леко наклонени за отводняване, вкарайте тънка стоманена подложка под двойката подложки надолу по наклона, за да изравните тялото преди позициониране на изолаторите. След монтажа пуснете компресора на няколко скоростни настройки и поставете ръка внимателно върху платформата на скобата; предаваната вибрация трябва да е забележимо по-ниска отпреди монтажа на подложките при средни и високи скорости на компресора.

Какви други пътища за предаване на вибрации заобикалят крачетата на тялото?

Антивибрационните подложки под външното тяло адресират само директния път на предаване през монтажните крачета. Два допълнителни пътя могат да останат значими след монтажа на подложките: тръбите за хладилен агент и точките на контакт на самата скоба с рамката на прозореца.

Тръбите за хладилен агент вибрират при честотата на компресора и предават тази вибрация към вътрешното тяло и сградната конструкция, където правят твърд контакт — с ръбовете на первазите на прозорците, повърхностите на стените или клипсовете за връзване. Обвиването на 200 mm участък от тръбата за хладилен агент с 10 mm тръбна пяна със затворени клетки на всяка потенциална точка на контакт със стена или рамка развързва пътя на вибрацията на тези места. Избягвайте прекомерно затягане на кабелните връзки върху тръбния комплект: плътен, но еластичен контакт, който едва притиска пенестата обвивка, е акустично много по-малко проводим от здрав захват метал-в-метал.

• Проверете дали монтажните болтове на външното тяло контактуват директно с метала на скобата или чрез гумените втулки, доставени от производителя — липсващи или втвърдени втулки са често срещан заобиколен път за вибрации, който подложките под крачетата не могат да компенсират.
• Поставете неопренова лента 5–10 mm между вътрешното краче на опъвателната скоба на прозоречния перваз и вътрешната повърхност на перваза като вторичен изолационен слой в точката на контакт между скобата и сградата.
• Където тръбите за хладилен агент минават през пенестото уплътнение на прозореца, уверете се, че пяната се притиска около обвивката на тръбата без пролука, но без никакъв контакт с метална скоба — притискането на пяната осигурява както херметизиране на въздуха, така и изолация на вибрациите в точката на проникване.
• Проверявайте всички скоби на тръбите и кабелните връзки ежегодно: гумено облицованите скоби се втвърдяват след два-три сезона излагане на UV и могат да преминат от еластични, гасящи вибрациите контакти към почти твърди метални мостове.
• Обмислете специализирани гасители на вибрации за тръбите — къси гумени тръбни сегменти, надянати върху тръбите за хладилен агент между бързосвързващата връзка и първата опорна точка — продавани специално за инсталации на мини-сплит и портативни сплит системи, за да прихванат вибрацията на тръбите преди тя да навлезе в сградната конструкция.

Портативните сплит системи с нисковибрационни ротационни инверторни компресори и добре проектирани гумени изолатори на монтажните крачета позволяват на антивибрационните подложки да постигнат пълното си теоретично намаление, вместо да допълват неадекватна фабрична изолация.