Desacoblament del brunzit acústic del compressor: absorció de la vibració de baixa freqüència

El brunzit persistent de baixa freqüència d'una unitat exterior d'split portàtil té un caràcter diferent del soroll de banda ampla del ventilador que domina les especificacions en dB(A). El soroll del ventilador a 300–3.000 Hz és fàcilment absorbit per parets, portes i lloses de terra; la vibració del compressor a 10–100 Hz travessa les estructures sòlides gairebé sense impediment, ressonant amb biguetes del terra, marcs de finestra i envans interiors per produir el brunzit transmès per l'estructura que porta a la desesperació els que tenen el son lleuger i els veïns de sota. El desacoblament del brunzit acústic del compressor comença per entendre que no s'està atenuant el so aeri — s'està interrompent una via de transmissió de vibració mecànica.

Què provoca el brunzit acústic de baixa freqüència d'una unitat exterior d'split portàtil?

Una unitat exterior d'split portàtil genera brunzit acústic de baixa freqüència principalment a través de la vibració mecànica del compressor a 10–75 Hz — el rang de freqüència de l'eix per a un compressor scroll o rotatiu de velocitat variable — transmesa com a so estructural a través dels peus de muntatge fins al suport, l'ampit, la paret i el sistema del terra. Aquest rang de freqüència es descompta molt amb l'escala de ponderació A utilitzada en les especificacions en dB(A), de manera que el brunzit rarament apareix a les xifres de la fitxa tècnica, però és perceptible de manera aguda com una sensació física pels ocupants en contacte amb el terra o el mobiliari.

La freqüència de l'eix del compressor scroll és igual a les RPM dividides per 60. A 1.800 RPM — un punt de funcionament habitual a càrrega mitjana per a un inversor variable que refreda una estança de 20 m² a 28°C a l'exterior — la freqüència fonamental de vibració és de 30 Hz. El segon harmònic és de 60 Hz, coincidint amb la freqüència de la xarxa elèctrica europea, cosa que fa difícil aïllar-lo acústicament del brunzit electromagnètic produït pels debanaments del transformador o les bobines del motor del ventilador dins el mateix habitacle. A la velocitat mínima de l'inversor (600–800 RPM), la fonamental baixa a 10–13 Hz, passant de brunzit audible a vibració tàctil percebuda a través del terra i el mobiliari.

La correcció de la ponderació A a 30–60 Hz és de -19 a -26 dB en relació amb els components de freqüència mitjana. Un compressor que genera 70 dB SPL a 40 Hz es registra com a només 48 dB(A) en un mesurador — semblant silenciós sobre el paper — però els ocupants en contacte directe amb el terra o la paret a través de la qual viatja la vibració el perceben com un brunzit periòdic clarament audible. La vibració transmesa per l'estructura per sota de 200 Hz es percep tant a través del cos com de les orelles, motiu pel qual l'especificació en dB(A) falla fonamentalment a l'hora de predir si una instal·lació concreta produirà un brunzit perceptible.

Com redueixen els coixinets antivibratoris el brunzit del compressor transmès per l'estructura?

Els coixinets antivibratoris redueixen el brunzit del compressor inserint un aïllant elàstic entre els peus de muntatge de la unitat exterior i la superfície rígida de sota. El coixinet crea un sistema massa-molla amb una freqüència natural fn determinada per la rigidesa del coixinet i la massa suportada. Per a vibracions a freqüències superiors a 1,41 × fn, la transmissibilitat T cau ràpidament per sota d'1,0, reduint la fracció d'energia de vibració que passa a la superfície de muntatge. Per a una unitat exterior de 15 kg sobre coixinets de neoprè amb fn = 10 Hz, a una freqüència de compressor de 50 Hz: T = 1/(25-1) = 0,042 — només el 4,2% de la vibració passa a través, equivalent a una reducció de 27 dB.

El paràmetre de disseny crític és assegurar que fn estigui significativament per sota de la freqüència de funcionament més baixa del compressor. Els compressors d'inversor variable funcionen a velocitats tan baixes com 10–13 Hz a velocitat mínima, cosa que significa que qualsevol aïllant amb fn superior a 7–8 Hz proporciona un aïllament reduït — o fins i tot amplificació — a la velocitat mínima del compressor. Els aïllants de molla amb fn de 2–5 Hz proporcionen un aïllament efectiu a tot el rang de l'inversor; els aïllants de neoprè premium amb fn per sota de 8 Hz cobreixen la majoria de condicions de funcionament pràctiques.

Els aïllants de molla aconsegueixen la fn més baixa i l'ample de banda d'aïllament efectiu més ampli, però permeten un moviment lateral de balanceig sota càrrega de vent o parell d'arrencada del compressor. Un cable o cadena de subjecció impedeix que la unitat exterior es desplaci del suport sota càrregues dinàmiques quan s'utilitzen aïllants de molla. Els coixinets de neoprè proporcionen tant aïllament de vibració com estabilitat lateral inherent en un únic component — la solució preferida per a aplicacions de suport d'ampit de finestra on la restricció lateral importa tant com l'eficiència d'aïllament.

Quina reducció en dB(A) poden oferir de manera realista les mesures antivibratòries?

La instal·lació de coixinets antivibratoris sota una unitat exterior d'split portàtil normalment redueix la vibració transmesa per l'estructura a l'edifici en 12–25 dB, segons el tipus de coixinet i la freqüència del compressor. El nivell de brunzit interior percebut baixa en 6–15 dB(A) — la diferència entre un brunzit periòdic clarament audible i una vibració de fons a penes perceptible — quan aïllants de neoprè o molla d'alta qualitat substitueixen el contacte rígid directe entre els peus de la unitat i la plataforma del suport.

És important ser precís sobre què es mesura. La xifra en dB(A) d'una fitxa d'especificacions representa el nivell de pressió sonora aèria a 1 metre de la unitat en condicions de prova ISO 5151; no capta la vibració transmesa per l'estructura a l'edifici. Un split portàtil classificat amb 38 dB(A) pot produir igualment un brunzit audible a l'estança de sota si vibra a 30–50 Hz a través d'un sistema rígid de suport i biguetes del terra. Els coixinets antivibratoris tracten la via transmesa per l'estructura; l'especificació aèria en dB(A) roman en gran mesura inalterada per la seva instal·lació.

Cas límit: amplificació per ressonància quan fn és propera a la freqüència del compressor

A freqüències del compressor en el rang de relació 0,7 < f/fn < 1,3, la transmissibilitat T del coixinet supera 1,0 — el coixinet amplifica en lloc d'atenuar la vibració. Un coixinet de compost suro-cautxú amb fn = 15 Hz amplificarà la vibració del compressor a freqüències de l'eix entre 10 Hz i 21 Hz, cosa que coincideix exactament amb el rang de funcionament a velocitat mínima d'un compressor d'inversor variable (600–1.260 RPM). La solució és triar sempre aïllants amb fn almenys 2,5 vegades per sota de la freqüència de funcionament mínima, o acceptar que l'aïllament només és efectiu per sobre de la zona de risc de ressonància — triant aïllants sabent que el funcionament a baixa velocitat (mode silenciós nocturn) se situa a la banda d'amplificació, no a la banda d'aïllament.

Com s'instal·len els coixinets antivibratoris sota una unitat exterior muntada a l'ampit de la finestra?

Col·loqueu un coixinet sota cadascun dels quatre peus de cautxú de la unitat exterior, assegurant-vos que els coixinets estan classificats per al pes de la unitat dividit pel nombre de punts de contacte. Per a una unitat de 15 kg sobre quatre coixinets, cadascun suporta 3,75 kg; els coixinets de neoprè estàndard de 100 × 100 mm classificats per a 5–10 kg per coixinet proporcionen un marge adequat. Abans de col·locar els coixinets, netegeu la superfície de la plataforma del suport de la brutícia que podria reduir l'àrea de contacte i causar una càrrega desigual.

Comproveu que la unitat quedi anivellada sobre els coixinets — una càrrega asimètrica fa que un coixinet suporti un pes desproporcionat, reduint la seva eficiència d'aïllament i possiblement comprimint-se més enllà de la seva deflexió de treball nominal. En plataformes de suport que s'inclinen lleugerament per al drenatge, inseriu una fina falca d'acer sota el parell de coixinets del vessant descendent per tornar a anivellar la unitat abans de posicionar els aïllants. Després de la instal·lació, feu funcionar el compressor a diverses velocitats i col·loqueu una mà suaument sobre la plataforma del suport; la vibració transmesa hauria de ser notablement menor que abans de la instal·lació dels coixinets a velocitats mitjanes i altes del compressor.

Quines altres vies de transmissió de vibració eviten els peus de la unitat?

Els coixinets antivibratoris sota la unitat exterior tracten només la via de transmissió directa dels peus de muntatge. Dues vies addicionals poden romandre significatives després de la instal·lació dels coixinets: les línies de refrigerant i els punts de contacte del marc de la finestra del mateix suport.

Les línies de refrigerant vibren a la freqüència del compressor i transmeten aquesta vibració a la unitat interior i a l'estructura de l'edifici allà on fan contacte rígid — contra les vores de l'ampit de la finestra, superfícies de paret o brides de subjecció. Embolicar una secció de 200 mm de línia de refrigerant amb escuma de tub de cèl·lula tancada de 10 mm a cada possible punt de contacte de paret o marc desacobla la via de vibració en aquestes ubicacions. Eviteu estrènyer massa les brides de cable al conjunt de línies: un contacte ajustat però flexible que a penes comprimeixi la funda d'escuma és acústicament molt menys conductor que un agafament ferm metall-contra-metall.

• Comproveu si els perns de muntatge de la unitat exterior contacten directament amb el metall del suport o a través dels passamurs de cautxú subministrats pel fabricant — passamurs absents o endurits són una via de derivació de vibració freqüent que els coixinets sota els peus no poden compensar.
• Col·loqueu una tira de neoprè de 5–10 mm entre el peu interior del suport de tensió de l'ampit de la finestra i la superfície interior de l'ampit com a capa d'aïllament secundària al punt de contacte entre suport i edifici.
• Allà on les línies de refrigerant passen a través de la junta d'escuma de la finestra, assegureu-vos que l'escuma es comprimeixi al voltant de la funda de la línia sense buit però sense cap contacte amb abraçadora metàl·lica — la compressió de l'escuma proporciona tant segellat d'aire com aïllament de vibració al punt de penetració.
• Inspeccioneu totes les abraçadores i brides de línia anualment: les abraçadores folrades de cautxú s'endureixen al llarg de dues o tres temporades d'exposició UV i poden passar de ser contactes elàstics amortidors de vibració a ponts metàl·lics gairebé rígids.
• Considereu amortidors de vibració de línia dedicats — segments curts de tub de cautxú lliscats sobre les línies de refrigerant entre l'accessori de connexió ràpida i el primer punt de suport — venuts específicament per a instal·lacions de mini-split i split portàtil per interceptar la vibració de la línia abans que entri a l'estructura de l'edifici.

Les unitats d'split portàtil amb compressors rotatius d'inversor de baixa vibració i aïllants de peus de muntatge de cautxú ben dissenyats permeten que els coixinets antivibratoris aconsegueixin la seva reducció teòrica plena en lloc de complementar un aïllament de fàbrica inadequat.