Ako znížiť hluk odstredivého ventilátora？

Pochopenie, odkiaľ pochádza hluk odstredivého ventilátora

Pred aplikáciou opráv je užitočné vedieť, s čím vlastne máte do činenia. Hluk odstredivého ventilátora má dva odlišné korene: aerodynamický hluk a mechanický hluk. Dominantným aerodynamickým zdrojom je frekvencia prechodu čepele (BPF) — periodický tlakový impulz generovaný zakaždým, keď lopatka obežného kolesa prejde okolo špirálového jazýčka. Mechanický hluk pochádza z ložísk motora, remeňových pohonov a štrukturálnych vibrácií prenášaných do podlahy a potrubia.

Optimalizujte dizajn obežného kolesa a špirály

Medzera medzi špičkou obežného kolesa a špirálovým jazýčkom - známa ako medzná vôľa — je jediná najväčšia dizajnová páka pre tónový hluk. Výskum ukazuje, že zvýšenie tejto vôle priamo znižuje vyššie harmonické frekvencie prechodu lopatky. Doplnkové prístupy zahŕňajú:

• Zvýšte medznú vôľu — väčšia medzera medzi špičkou obežného kolesa a špirálovým jazýčkom znižuje tónový šum BPF pri zdroji.
• Použite akusticky optimalizovanú (mäkkú) špirálu — Preukázalo sa, že výmena telesa s tvrdými stenami za akusticky upravenú špirálu podstatne znižuje celkový hluk vo všetkých prevádzkových podmienkach a zároveň znižuje prietok vzduchu len o 1–2 %.
• Nepravidelný rozstup nožov — rozloženie lopatiek nerovnomerne rozloží tonálnu energiu na viacero frekvencií, čím sa zníži zvýraznenie každého jednielivého tónu.
• Bionické profily špirálového jazyka — Štruktúry na nábežnej hrane vĺn inšpirované plutvami veľrýb môžu potlačiť uvoľňovanie vírov na nábežnej hrane. Štúdie uvádzajú zníženie hluku o približne 0,6 dB spolu s 5% zvýšením obnovenia statického tlaku.
• Dozadu zahnuté lopatky obežného kolesa — vo všeobecnosti tichšie a efektívnejšie ako radiálne alebo dopredu zakrivené čepele v ekvivalentných prevádzkových bodoch.

Nainštalujte tlmiče vstupu a výstupu

Značný podiel hluku odstredivého ventilátora vychádza cez vstupné a výstupné otvory. Namontovanie rozptylových alebo absorpčných tlmičov hluku v oboch bodoch je jedným z nákladovo najefektívnejších dostupných opatrení na dodatočné vybavenie.

Hlavné pravidlá inštalácie, ktoré je potrebné dodržiavať:

• Do not umiestnite obdĺžnikový tlmič pevne proti výtlaku ventilátora – umiestnite medzi ne dištančnú vložku a otočte rozdeľovač o 90°, aby ste predišli zosilňovaniu turbulencií.
• Absorpčné vložky potrubia by mali byť aspoň 3-násobok priemeru potrubia na dĺžku, aby sa dosiahol zmysluplný útlm v príslušnom frekvenčnom rozsahu.
• Vyberte typ tlmiča (valcový, pravouhlý, kolenový) na základe dostupného priestoru a špecifického spektra hluku nameraného na ventilátore.
• K dispozícii sú tlmiče nasávacej skrine v priamej alebo kolenovej konfigurácii pre tesné pripojenie priamo na vstup ventilátora, čím sa minimalizuje strata tlaku.

Namontujte na izolátory vibrácií a použite flexibilné konektory

Mechanické vibrácie z rotujúcej zostavy sa šíria pevným potrubím a betónovou podlahou a šíria sa ako nízkofrekvenčný hluk po celej budove. Fyzická izolácia preruší túto prenosovú cestu.

• Pružinové izolátory alebo gumené držiaky pod základňou ventilátora absorbuje dynamickú energiu skôr, ako dosiahne štruktúru. Pružinové držiaky musia mať správnu veľkosť pre kombinovanú hmotnosť ventilátora, motora a akéhokoľvek pripojeného potrubia – preťaženie pružinových držiakov je bežnou chybou inštalácie.
• Flexibilné plátno alebo gumové kompenzátory medzi prírubami ventilátora a pevným potrubím zabraňujú štrukturálnym vibráciám, aby sa šírili cez celú ventilačnú sieť.
• Antivibračné závesy pre zavesené potrubie by mali používať pružiny potiahnuté neoprénom alebo pozinkované, aby odolali korózii vo vlhkom prostredí.

Ovládanie rýchlosti ventilátora pomocou pohonu s premenlivou frekvenciou (VFD)

Hluk ventilátora sa prudko mení s rýchlosťou otáčania. Ovládanie ventilátora pomocou pohonu s premenlivou frekvenciou zvyčajne poskytuje okolo Zníženie hluku o 5 dBA na každých 20 % zníženia rýchlosti ventilátora . Pretože mnohé systémy sú predimenzované pre svoju skutočnú prevádzku, VFD môže spustiť ventilátor bližšie k bodu optimálnej účinnosti – súčasne znižuje hluk, spotrebu energie a opotrebovanie.

Vždy si vyberte odstredivý ventilátor, ktorého nominálny prevádzkový bod sa nachádza na vrchole jeho krivky účinnosti alebo blízko neho. Spustenie príliš veľkého ventilátora pri čiastočnom zaťažení vytvára nadmerné turbulencie, ktoré pridáva zbytočný hluk.

Optimalizujte geometriu potrubia na zníženie turbulencií

Aerodynamický hluk spôsobený turbulentným prúdením vzduchu je hlavným prispievateľom k celkovému hluku systému. Zlá geometria potrubia – ostré ohyby v blízkosti ventilátora, prudké vzlety alebo prekážky na vstupe – núti ventilátor pracovať proti nerovnomernému prietoku a vytvára hlasný nízkofrekvenčný rachot.

• Ostré 90° ohyby nahraďte zametanie polomerov ohybov aby vzduch mohol plynulo vstupovať a vystupovať z ventilátora.
• Pred a za ventilátorom ponechajte primeraný priamy chod potrubia – ideálne 3–5 priemerov potrubia rovného prierezu na oboch stranách.
• Vyhnite sa umiestneniu ohybov potrubia bezprostredne za výtokom; turbulencie, ktoré tam vznikajú, sa šíria späť do krytu ventilátora.
• Dimenzujte potrubia tak, aby sa rýchlosť vzduchu udržala v odporúčanom rozsahu – zvyčajne 5–10 m/s v hlavných vetvách – aby sa minimalizoval hluk súvisiaci s rýchlosťou.

Naneste akustickú úpravu na kryt ventilátora

Zvuk vyžarovaný priamo z vibrujúceho krytu ventilátora prispieva k celkovému hlučnému poľu okolo jednotky. Účinné sú dva komplementárne prístupy:

• Protihlukové nátery aplikované na vonkajší povrch plášťa absorbujú vibračnú energiu a znižujú vyžarovanie hluku. Zväčšujúca sa hrúbka steny plášťa má podobný tlmiaci účinok.
• Akustické kryty zabudované okolo kompletnej zostavy ventilátora pohlcujú a absorbujú širokopásmový hluk predtým, ako sa rozšíri do okolitého priestoru. Kryty musia obsahovať opatrenia na vetranie, aby sa zabránilo hromadeniu tepla.
• Utesnite všetky medzery okolo priechodov hriadeľa – medzery okolo rotujúcich hriadeľov sú bežnou únikovou cestou pre vysokofrekvenčný hluk, ktorý je neúmerne nepríjemný.

Použite rezonátory na medznej rýchlosti

Pre inštalácie, kde je primárnou sťažnosťou tónový hluk BPF, ladené rezonátory namontované na hranici odstredivého ventilátora ponúkajú vysoko efektívne a jednoduché riešenie. Dĺžka dutiny rezonátora sa vypočíta zo štvrťvlnného vzorca L = c/4f , kde c je rýchlosť zvuku a f je frekvencia prechodu čepele. Akustické usmerňovače testované v komerčných chladiacich aplikáciách dosiahli zníženie tónu prechodu lopatiek o 17–19 dB na cieľových frekvenciách – dramatické zlepšenie oproti pasívnemu zariadeniu bez pohyblivých častí.

Postupy údržby, ktoré udržujú nízku hlučnosť

Aj dobre navrhnutý, správne nainštalovaný ventilátor je pri zanedbaní údržby hlučný. Nasledujúce kontroly by mali byť súčasťou každého rutinného servisného plánu:

• Skontrolujte a vyvážte obežné koleso, ak sa úroveň vibrácií zvýši – erózia lopatiek a usadeniny vytvárajú nerovnováhu, ktorá zvyšuje vibrácie aj hluk.
• Namažte alebo vymeňte ložiská podľa plánu; opotrebované ložiská sú hlavnou príčinou vysokofrekvenčného pískania a prípadného zlyhania konštrukcie.
• Skontrolujte napnutie a zarovnanie remeňových pohonov – nesprávne nastavený alebo uvoľnený remeň vytvára výrazný mechanický hluk a skracuje životnosť remeňa.
• Skontrolujte, či pružné konektory nie sú prasknuté alebo stuhnuté; pevný flexibilný konektor potláča celý izolačný systém.
• Pravidelne čistite vstupné sitá a filtre – blokády nútia ventilátor pracovať mimo svojej konštrukčnej krivky, čím sa zvyšuje hluk aj spotreba energie.

Stručný prehľad metód redukcie hluku