Kompressorin akustisen huminan erottelu: matalataajuisen tärinän vaimentaminen

Siirrettävän splitin ulkoyksikön jatkuvalla matalataajuisella huminalla on eri luonne kuin laajakaistaisella puhallinäänellä, joka hallitsee dB(A)-erittelyjä. Puhallinääni 300–3 000 Hz:ssä imeytyy helposti seiniin, oviin ja lattialaattoihin; kompressorin värähtely 10–100 Hz:ssä kulkee kiinteiden rakenteiden läpi lähes esteettä, resonoiden lattiapalkkien, ikkunakehysten ja sisäväliseinien kanssa tuottaen rakennevälitteisen huminan, joka ajaa kevytuniset ja alakerran naapurit epätoivoon. Kompressorin akustisen huminan erottelu alkaa ymmärtämällä, että et vaimenna ilmavälitteistä ääntä — keskeytät mekaanisen värähtelyn siirtoreitin.

Mikä aiheuttaa matalataajuisen akustisen huminan siirrettävän splitin ulkoyksiköstä?

Siirrettävän splitin ulkoyksikkö tuottaa matalataajuista akustista huminaa pääasiassa kompressorin mekaanisen värähtelyn kautta 10–75 Hz:ssä — akselitaajuusalue vaihtuvanopeuksiselle scroll- tai rotaatiokompressorille — siirrettynä rakennevälitteisenä äänenä asennusjalkojen kautta kannattimeen, kynnykseen, seinään ja lattiajärjestelmään. Tätä taajuusaluetta alennetaan voimakkaasti dB(A)-erittelyissä käytetyllä A-painotusasteikolla, joten humina esiintyy harvoin datalehden luvuissa mutta on akuutisti havaittavissa fyysisenä tuntemuksena asukkaille, jotka ovat kosketuksissa lattiaan tai huonekaluihin.

Scroll-kompressorin akselitaajuus on RPM jaettuna 60:llä. 1 800 RPM:ssä — yleinen keskikuorman toimintapiste vaihtuvalle invertterille, joka jäähdyttää 20 m²:n huonetta 28°C:n ulkolämpötilassa — perusvärähtelytaajuus on 30 Hz. Toinen harmoninen on 60 Hz, mikä osuu yhteen eurooppalaisen verkkotaajuuden kanssa, mikä tekee sen akustisen eristämisen vaikeaksi muuntajakäämien tai puhallinmoottorin kelojen tuottamasta sähkömagneettisesta huminasta samassa kotelossa. Invertterin miniminopeudella (600–800 RPM) perustaajuus laskee 10–13 Hz:iin, siirtyen kuuluvasta huminasta lattioiden ja huonekalujen läpi tuntuvaan tuntoaistiin perustuvaan värähtelyyn.

A-painotuskorjaus 30–60 Hz:ssä on -19 - -26 dB suhteessa keskitaajuuksisiin komponentteihin. Kompressori, joka tuottaa 70 dB SPL 40 Hz:ssä, rekisteröityy vain 48 dB(A):ksi mittarissa — vaikuttaen hiljaiselta paperilla — mutta asukkaat, jotka ovat suorassa kosketuksessa lattiaan tai seinään, jonka läpi värähtely kulkee, havaitsevat sen selvästi kuuluvana jaksollisena huminana. Alle 200 Hz:n rakennevälitteinen värähtely koetaan yhtä paljon kehon kuin korvien kautta, minkä vuoksi dB(A)-erittely epäonnistuu perustavanlaatuisesti ennustamaan, tuottaako tietty asennus havaittavan huminan.

Miten tärinänvaimennustyynyt vähentävät rakennevälitteistä kompressorin huminaa?

Tärinänvaimennustyynyt vähentävät kompressorin huminaa asettamalla joustavan eristimen ulkoyksikön asennusjalkojen ja alla olevan jäykän pinnan väliin. Tyyny luo massa-jousi-järjestelmän, jonka luonnollinen taajuus fn määräytyy tyynyn jäykkyydestä ja tuetusta massasta. Taajuuksilla, jotka ylittävät 1,41 × fn, siirtyvyys T laskee nopeasti alle 1,0:n, vähentäen asennuspintaan siirtyvän värähtelyenergian osuutta. 15 kg:n ulkoyksikölle neopreenityynyillä fn = 10 Hz, 50 Hz:n kompressoritaajuudella: T = 1/(25-1) = 0,042 — vain 4,2 % värähtelystä siirtyy läpi, vastaten 27 dB:n vähennystä.

Kriittinen suunnitteluparametri on varmistaa, että fn on merkittävästi alle alimman kompressorin toimintataajuuden. Vaihtuvainvertterikompressorit käyvät niin alhaisella kuin 10–13 Hz miniminopeudella, mikä tarkoittaa, että mikä tahansa eristin, jonka fn on yli 7–8 Hz, tarjoaa alentunutta eristystä — tai jopa vahvistusta — minimikompressorin nopeudella. Jousieristimet, joiden fn on 2–5 Hz, tarjoavat tehokkaan eristyksen koko invertterialueella; premium-neopreenieristimet, joiden fn on alle 8 Hz, kattavat useimmat käytännön toimintaolosuhteet.

Jousieristimet saavuttavat alimman fn:n ja laajimman tehokkaan eristyskaistanleveyden, mutta sallivat sivuttaisen keinuntaliikkeen tuulikuorman tai kompressorin käynnistysmomentin alla. Rajoituskaapeli tai -ketju estää ulkoyksikköä siirtymästä pois kannattimelta dynaamisten kuormien alla, kun jousieristimiä käytetään. Neopreenityynyt tarjoavat sekä tärinäneristyksen että luontaisen sivuttaisvakauden yhdessä komponentissa — suositeltu ratkaisu ikkunakynnys-kannatinsovelluksiin, joissa sivuttaisrajoitus merkitsee yhtä paljon kuin eristystehokkuus.

Mitä dB(A)-vähennystä tärinänvaimennustoimenpiteet voivat realistisesti tuottaa?

Tärinänvaimennustyynyn asennus siirrettävän splitin ulkoyksikön alle vähentää tyypillisesti rakennukseen siirtyvää rakennevälitteistä värähtelyä 12–25 dB, tyynytyypistä ja kompressoritaajuudesta riippuen. Havaittu sisähuminataso laskee 6–15 dB(A) — ero selvästi kuuluvan jaksollisen huminan ja tuskin havaittavan taustavärähtelyn välillä — kun korkealaatuiset neopreeni- tai jousieristimet korvaavat suoran jäykän kosketuksen yksikön jalkojen ja kannatinalustan välillä.

On tärkeää olla täsmällinen siitä, mitä mitataan. Erittelylehden dB(A)-luku edustaa ilmavälitteistä äänenpainetasoa 1 metrin päässä yksiköstä ISO 5151 -testiolosuhteissa; se ei kuvaa rakennukseen siirtyvää rakennevälitteistä värähtelyä. Siirrettävä split, jonka luokitus on 38 dB(A), voi silti tuottaa kuuluvan huminan alakerran huoneessa, jos se värähtelee 30–50 Hz:ssä jäykän kannatin-ja-lattiapalkki-järjestelmän läpi. Tärinänvaimennustyynyt käsittelevät rakennevälitteistä reittiä; ilmavälitteinen dB(A)-erittely pysyy suurelta osin muuttumattomana niiden asennuksen jälkeen.

Reunatapaus: resonanssin vahvistus, kun fn on lähellä kompressoritaajuutta

Kompressoritaajuuksilla suhdealueella 0,7 < f/fn < 1,3 tyynyn siirtyvyys T ylittää 1,0 — tyyny vahvistaa värähtelyä sen sijaan, että vaimentaisi sitä. Korkki-kumi-komposiittityyny, jonka fn = 15 Hz, vahvistaa kompressorin värähtelyä akselitaajuuksilla 10 Hz:n ja 21 Hz:n välillä, mikä osuu tarkalleen yhteen vaihtuvainvertterikompressorin miniminopeuden toiminta-alueen (600–1 260 RPM) kanssa. Ratkaisu on valita aina eristimet, joiden fn on vähintään 2,5 kertaa alle minimitoimintataajuuden, tai hyväksyä, että eristys on tehokas vain resonanssiriskivyöhykkeen yläpuolella — valiten eristimet tietäen, että alhaisen nopeuden toiminta (yöllinen hiljainen tila) sijaitsee vahvistuskaistalla, ei eristyskaistalla.

Miten tärinänvaimennustyynyt asennetaan ikkunakynnykselle asennetun ulkoyksikön alle?

Aseta yksi tyyny ulkoyksikön kunkin neljän kumijalan alle, varmistaen, että tyynyt on luokiteltu yksikön painolle jaettuna kosketuspisteiden määrällä. 15 kg:n yksikölle neljällä tyynyllä kukin kantaa 3,75 kg; vakiot 100 × 100 mm neopreenityynyt, joiden luokitus on 5–10 kg tyynyä kohti, tarjoavat riittävän marginaalin. Ennen tyynyjen asennusta puhdista kannatinalustan pinta hiekasta, joka voisi vähentää kosketuspinta-alaa ja aiheuttaa epätasaista kuormitusta.

Tarkista, että yksikkö istuu suorassa tyynyillä — epäsymmetrinen kuormitus saa yhden tyynyn kantamaan suhteettoman painon, vähentäen sen eristystehokkuutta ja mahdollisesti puristaen sitä yli sen nimellisen työtaipuman. Kannatinalustoilla, jotka viettävät hieman vedenpoistoa varten, aseta ohut teräsvälike alarinteen tyynyparin alle tasoittaaksesi yksikön uudelleen ennen eristimien sijoittamista. Asennuksen jälkeen käytä kompressoria useilla nopeusasetuksilla ja aseta käsi kevyesti kannatinalustalle; siirtyneen värähtelyn pitäisi olla havaittavasti alhaisempi kuin ennen tyynyjen asennusta keski- ja korkeilla kompressorinopeuksilla.

Mitkä muut värähtelyn siirtoreitit ohittavat yksikön jalat?

Tärinänvaimennustyynyt ulkoyksikön alla käsittelevät vain suoran asennusjalka-siirtoreitin. Kaksi lisäreittiä voivat pysyä merkittävinä tyynyjen asennuksen jälkeen: kylmäaineputket ja itse kannattimen ikkunakehyksen kosketuspisteet.

Kylmäaineputket värähtelevät kompressoritaajuudella ja siirtävät tämän värähtelyn sisäyksikköön ja rakennuksen rakenteeseen kaikkialla, missä ne muodostavat jäykän kosketuksen — ikkunakynnyksen reunoja, seinäpintoja tai nippusidepidikkeitä vasten. Kylmäaineputken 200 mm:n osan kietominen 10 mm:n suljetunsoluisella putkivaahdolla kussakin mahdollisessa seinä- tai kehyskosketuspisteessä irrottaa värähtelyreitin näissä sijainneissa. Vältä nippusiteiden ylikiristämistä putkistossa: napakka mutta joustava kosketus, joka tuskin puristaa vaahtovaippaa, on akustisesti paljon vähemmän johtava kuin tiukka metalli-metalli-ote.

• Tarkista, koskettavatko ulkoyksikön asennuspultit kannatinmetallia suoraan vai valmistajan toimittamien kumitiivisteiden kautta — puuttuvat tai kovettuneet tiivisteet ovat yleinen värähtelyn ohitusreitti, jota jalkojen alla olevat tyynyt eivät voi kompensoida.
• Aseta 5–10 mm neopreeniliuska ikkunakynnyksen kiristyskannattimen sisäjalan ja sisäkynnyspinnan väliin toissijaisena eristyskerroksena kannatin-rakennus-kosketuspisteessä.
• Kun kylmäaineputket kulkevat ikkunan vaahtotiivisteen läpi, varmista, että vaahto puristuu putken vaipan ympärille ilman rakoa mutta ilman metallipuristimen kosketusta — vaahdon puristuminen tarjoaa sekä ilmatiiviyden että tärinäneristyksen läpivientipisteessä.
• Tarkasta kaikki putkipidikkeet ja nippusiteet vuosittain: kumivuoratut pidikkeet kovettuvat kahden tai kolmen kauden UV-altistuksen aikana ja voivat muuttua joustavista tärinänvaimennuskosketuksista lähes jäykiksi metallisilloiksi.
• Harkitse erillisiä putkitärinänvaimentimia — lyhyitä kumiputkiosia, jotka pujotetaan kylmäaineputkien päälle pikaliittimen ja ensimmäisen tukipisteen väliin — myydään erityisesti mini-split- ja siirrettävän splitin asennuksiin sieppaamaan putkitärinä ennen kuin se pääsee rakennuksen rakenteeseen.

Siirrettävät split-yksiköt, joissa on matalatärinäiset rotaatioinvertterikompressorit ja hyvin suunnitellut kumiset asennusjalkaeristimet, antavat tärinänvaimennustyynyjen saavuttaa täyden teoreettisen vähennyksensä sen sijaan, että ne täydentäisivät riittämätöntä tehdaseristystä.