Akustičko razdvajanje brujanja kompresora: apsorbovanje niskofrekventne vibracije

Uporni niskofrekventni brujanje spoljne jedinice prenosivog splita ima drugačiji karakter od širokopojasne buke ventilatora koja dominira dB(A) specifikacijama. Buka ventilatora na 300–3.000 Hz lako se apsorbuje zidovima, vratima i podnim pločama; vibracija kompresora na 10–100 Hz prolazi kroz čvrste konstrukcije gotovo neometano, rezonujući sa podnim gredama, okvirima prozora i unutrašnjim pregradnim zidovima da bi proizvela struktivno prenošeno brujanje koje lakše spavače i susede na spratu ispod dovodi do očaja. Akustičko razdvajanje brujanja kompresora počinje razumevanjem da ne prigušujete zvuk kroz vazduh — vi prekidate put prenosa mehaničke vibracije.

Šta izaziva niskofrekventno akustičko brujanje spoljne jedinice prenosivog splita?

Spoljna jedinica prenosivog splita stvara niskofrekventno akustičko brujanje prvenstveno kroz mehaničku vibraciju kompresora na 10–75 Hz — opseg frekvencije osovine za scroll ili rotacioni kompresor promenljive brzine — prenetu kao struktivno prenošen zvuk kroz montažne nožice na nosač, prozorsku dasku, zid i podni sistem. Ovaj opseg frekvencija je snažno umanjen A-ponderisanom skalom koja se koristi u dB(A) specifikacijama, tako da se brujanje retko pojavljuje u brojkama tehničkog lista, ali je oštro primetno kao fizički osećaj za korisnike u kontaktu sa podom ili nameštajem.

Frekvencija osovine scroll kompresora jednaka je broju obrtaja u minuti podeljenom sa 60. Pri 1.800 o/min — uobičajenoj radnoj tački srednjeg opterećenja za inverter promenljive brzine koji hladi sobu od 20 m² pri 28°C napolju — osnovna frekvencija vibracije je 30 Hz. Drugi harmonik je 60 Hz, što se poklapa sa evropskom mrežnom frekvencijom, otežavajući akustičku izolaciju od elektromagnetnog brujanja koje proizvode namotaji transformatora ili kalemovi motora ventilatora u istom kućištu. Pri minimalnoj brzini invertera (600–800 o/min), osnovna frekvencija pada na 10–13 Hz, prelazeći iz čujnog brujanja u taktilnu vibraciju koja se oseća kroz podove i nameštaj.

A-ponderisana korekcija na 30–60 Hz iznosi -19 do -26 dB u odnosu na komponente srednje frekvencije. Kompresor koji generiše 70 dB SPL na 40 Hz registruje se kao samo 48 dB(A) na mernom instrumentu — deluje tiho na papiru — ali korisnici u direktnom kontaktu sa podom ili zidom kroz koji vibracija putuje doživljavaju ga kao jasno čujno periodično brujanje. Struktivno prenošena vibracija ispod 200 Hz doživljava se telom koliko i ušima, zbog čega dB(A) specifikacija suštinski ne uspeva da predvidi da li će konkretna instalacija proizvesti primetno brujanje.

Kako antivibracioni jastučići smanjuju struktivno prenošeno brujanje kompresora?

Antivibracioni jastučići smanjuju brujanje kompresora umetanjem elastičnog izolatora između montažnih nožica spoljne jedinice i krute površine ispod. Jastučić stvara sistem masa-opruga sa prirodnom frekvencijom fn određenom krutošću jastučića i podržanom masom. Za vibracije na frekvencijama iznad 1,41 × fn, prenosivost T brzo pada ispod 1,0, smanjujući udeo energije vibracija koji prolazi do montažne površine. Za spoljnu jedinicu od 15 kg na neoprenskim jastučićima sa fn = 10 Hz, pri frekvenciji kompresora od 50 Hz: T = 1/(25-1) = 0,042 — samo 4,2% vibracije prolazi, što odgovara smanjenju od 27 dB.

Ključni projektantski parametar je obezbeđivanje da je fn značajno ispod najniže radne frekvencije kompresora. Kompresori sa promenljivim inverterom rade na samo 10–13 Hz pri minimalnoj brzini, što znači da svaki izolator sa fn iznad 7–8 Hz pruža smanjenu izolaciju — ili čak pojačanje — pri minimalnoj brzini kompresora. Opružni izolatori sa fn od 2–5 Hz pružaju efikasnu izolaciju u čitavom opsegu invertera; vrhunski neoprenski izolatori sa fn ispod 8 Hz pokrivaju većinu praktičnih radnih uslova.

Opružni izolatori postižu najniži fn i najširi opseg efikasne izolacije, ali dozvoljavaju bočno ljuljanje pri opterećenju vetrom ili obrtnom momentu pri pokretanju kompresora. Restriktivni kabl ili lanac sprečava pomeranje spoljne jedinice sa nosača pri dinamičkim opterećenjima kada se koriste opružni izolatori. Neoprenski jastučići pružaju i izolaciju vibracija i inherentnu bočnu stabilnost u jednoj komponenti — poželjno rešenje za primene sa nosačem na prozorskoj dasci gde je bočno ograničenje jednako važno kao efikasnost izolacije.

Koje dB(A) smanjenje antivibracione mere realno mogu da isporuče?

Instalacija antivibracionih jastučića ispod spoljne jedinice prenosivog splita obično smanjuje struktivno prenošenu vibraciju preneseno na zgradu za 12–25 dB, u zavisnosti od tipa jastučića i frekvencije kompresora. Doživljeni nivo brujanja u zatvorenom prostoru pada za 6–15 dB(A) — razlika između jasno čujnog periodičnog brujanja i jedva primetne pozadinske vibracije — kada visokokvalitetni neoprenski ili opružni izolatori zamene direktan kruti kontakt između nožica jedinice i platforme nosača.

Važno je biti precizan u pogledu toga šta se meri. dB(A) brojka na specifikaciji predstavlja nivo zvučnog pritiska kroz vazduh na 1 metru od jedinice pod ISO 5151 uslovima ispitivanja; ne obuhvata struktivno prenošenu vibraciju preneseno na zgradu. Prenosivi split ocenjen na 38 dB(A) i dalje može proizvesti čujno brujanje u sobi ispod ako vibrira na 30–50 Hz kroz krut sistem nosač-podna greda. Antivibracioni jastučići rešavaju struktivni put; airborne dB(A) specifikacija ostaje uglavnom nepromenjena njihovom instalacijom.

Granični slučaj: pojačanje rezonancije kada je fn blizu frekvencije kompresora

Pri frekvencijama kompresora u opsegu odnosa 0,7 < f/fn < 1,3, prenosivost T jastučića prelazi 1,0 — jastučić pojačava umesto da prigušuje vibraciju. Kompozitni jastučić od plute i gume sa fn = 15 Hz pojačaće vibraciju kompresora pri frekvencijama osovine između 10 Hz i 21 Hz, što se tačno poklapa sa opsegom rada pri minimalnoj brzini kompresora sa promenljivim inverterom (600–1.260 o/min). Rešenje je uvek birati izolatore sa fn barem 2,5 puta ispod minimalne radne frekvencije, ili prihvatiti da je izolacija efikasna samo iznad zone rizika od rezonancije — birajući izolatore znajući da rad na niskoj brzini (noćni tihi režim) leži u pojasu pojačanja, a ne u pojasu izolacije.

Kako instalirati antivibracione jastučiće ispod spoljne jedinice montirane na prozorsku dasku?

Postavite po jedan jastučić ispod svake od četiri gumene nožice spoljne jedinice, obezbeđujući da su jastučići nominovani za težinu jedinice podeljenu brojem kontaktnih tačaka. Za jedinicu od 15 kg na četiri jastučića, svaki nosi 3,75 kg; standardni neoprenski jastučići 100 × 100 mm nominovani na 5–10 kg po jastučiću pružaju adekvatnu rezervu. Pre postavljanja jastučića, očistite površinu platforme nosača od zrnaca koja bi mogla da smanje kontaktnu površinu i izazovu neravnomerno opterećenje.

Proverite da jedinica stoji ravno na jastučićima — asimetrično opterećenje dovodi do toga da jedan jastučić nosi nesrazmernu težinu, smanjujući njegovu efikasnost izolacije i potencijalno se sabijajući preko svoje nominalne radne deformacije. Na platformama nosača koje se blago naginju radi drenaže, umetnite tanku čeličnu podlošku ispod donjeg para jastučića da biste ponovo izravnali jedinicu pre postavljanja izolatora. Nakon instalacije, pokrenite kompresor pri više podešavanja brzine i lagano stavite ruku na platformu nosača; prenošena vibracija bi trebalo da bude primetno niža nego pre instalacije jastučića pri srednjim i visokim brzinama kompresora.

Koji drugi putevi prenosa vibracija zaobilaze nožice jedinice?

Antivibracioni jastučići ispod spoljne jedinice rešavaju samo direktan put prenosa preko montažne nožice. Dva dodatna puta mogu ostati značajna nakon instalacije jastučića: vodovi rashladnog sredstva i kontaktne tačke samog nosača sa okvirom prozora.

Vodovi rashladnog sredstva vibriraju pri frekvenciji kompresora i prenose ovu vibraciju na unutrašnju jedinicu i konstrukciju zgrade gde god ostvaruju krut kontakt — uz ivice prozorske daske, površine zidova ili vezice sa štipaljkama. Umotavanje sekcije voda rashladnog sredstva od 200 mm u penu za cevi zatvorenih ćelija debljine 10 mm na svakoj potencijalnoj tački kontakta sa zidom ili okvirom razdvaja put vibracije na tim mestima. Izbegavajte prekomerno zatezanje vezica na skupu vodova: pripijen ali popustljiv kontakt koji jedva sabija omotač od pene akustički je daleko manje provodljiv od čvrstog stiska metal-na-metal.

• Proverite da li montažni zavrtnji spoljne jedinice direktno dodiruju metal nosača ili preko gumenih prstenova koje isporučuje proizvođač — nedostajući ili otvrdli prstenovi su čest zaobilazni put vibracija koji jastučići ispod nožica ne mogu da kompenzuju.
• Postavite neoprensku traku 5–10 mm između unutrašnje nožice zateznog nosača na prozorskoj dasci i unutrašnje površine prozorske daske kao sekundarni izolacioni sloj na kontaktnoj tački nosač-zgrada.
• Tamo gde vodovi rashladnog sredstva prolaze kroz penasti zaptivač prozora, obezbedite da se pena sabija oko omotača voda bez procepa, ali bez ikakvog kontakta metalne stezaljke — sabijanje pene pruža i vazdušno zaptivanje i izolaciju vibracija na tački prodora.
• Godišnje pregledajte sve stezaljke vodova i vezice: stezaljke sa gumenom oblogom otvrdnu tokom dve do tri sezone izlaganja UV zracima i mogu preći iz elastičnih kontakata koji prigušuju vibracije u gotovo krute metalne mostove.
• Razmotrite namenske prigušivače vibracija vodova — kratke segmente gumene cevi navučene preko vodova rashladnog sredstva između priključka za brzo spajanje i prve tačke oslonca — koji se prodaju posebno za instalacije mini-splitova i prenosivih splitova da presretnu vibraciju voda pre nego što uđe u konstrukciju zgrade.

Prenosive split jedinice sa niskovibracionim rotacionim inverter kompresorima i dobro projektovanim gumenim izolatorima montažnih nožica omogućavaju antivibracionim jastučićima da postignu svoje puno teorijsko smanjenje umesto da dopunjuju neadekvatnu fabričku izolaciju.