Ostatnie Wpisy

linkologia.pl spis.pl

 Obok komfortu cieplnego jednym z parametrów wpływających na dobre samopoczucie użytkowników pomieszczeń jest odpowiedni poziom hałasu. Z reguły, w pomieszczeniach klimatyzowanych najczęstszym źródłem hałasu, obok urządzeń związanych z normalnym eksploatowaniem pomieszczeń (drukarki, komputery, kserokopiarki, itp.), są podstawowe elementy systemów klimatyzacji. Do takich elementów możemy z całą pewnością zaliczyć wszelkiego rodzaju maszyny wirujące takie jak: pompy, sprężarki, wentylatory. Urządzenia te mogą wytwarzać dźwięki zarówno typu materiałowego jak i powietrznego. Hałas pochodzenia materiałowego wynika przykładowo z niewyważenia elementów wirujących, które drgając w ciałach stałych są przenoszone z kolei przez konstrukcję urządzenia i pobudzają do drgań powietrze otaczające urządzenie. Z kolei hałas pochodzenia powietrznego powiązany jest nieodłącznie z przepływem gazu (drgania cząstek powietrza, tarcie, uderzenia hydrauliczne o ruchome elementy maszyny). W niniejszym artykule przedstawiono podstawowe zagadnienia i zależności empiryczne związane z akustyką wyżej wymienionych źródeł hałasu, wykorzystywanych w technice chłodniczej i klimatyzacyjnej.


Zależność pomiędzy poziomem mocy akustycznej a poziomem ciśnienia akustycznego.


Najczęściej podawanymi przez producentów wielkościami określającymi hałas od urządzeń są dwie charakterystyczne wartości: poziom ciśnienia akustycznego (ang. sound pressure level) oraz poziom mocy akustycznej (ang. sound power level). Pomimo tego, iż te dwie wartości są podawane w takich samych jednostkach dB w rzeczywistości są to całkiem różne wartości. Podstawowa różnica pomiędzy nimi jest taka, iż poziom ciśnienia akustycznego jest wartością mierzalną podczas pomiaru (np. sonometrem), natomiast poziom mocy akustycznej nie daje się bezpośrednio zmierzyć. Aby wyjaśnić bardziej dokładnie różnicę pomiędzy tymi dwiema wartościami należy opisać podstawowe wielkości charakteryzujące źródło dźwięku.

Podczas zagęszczeń i rozrzedzeń ośrodka sprężystego powstaje okresowa zmiana ciśnienia powietrza. Ciśnieniem akustycznym p nazywa się średnią kwadratową wartość tegoż ciśnienia (z uwagi na sinusoidalną postać fali suma byłaby równa zero) w ciągu jednego okresu.
Z uwagi na duży zakres odczuwalności ucha ludzkiego 20÷200 000 000 μPa, ciśnienie akustyczne podaje się jako poziom ciśnienia akustycznego w stosunku logarytmicznym do ciśnienia odniesienia, jakim jest dolny zakres czułości ucha ludzkiego p0 = 20 μPa (2x10-5Pa).


SPL = 10 lg (p/p0)2= 20 lg p/p0


gdzie:
SPL - poziom ciśnienia akustycznego [dB],
p - ciśnienie akustyczne [μPa],
p0- ciśnienie akustyczne odniesienia [μPa].

Po podstawieniu dwóch granicznych wartości z zakresu słyszalności ucha ludzkiego wartość poziomu ciśnienia akustycznego może przyjąć wartości od 0 do 140 dB (gdzie 0 odpowiada dolnemu zakresowi czułości ucha ludzkiego, zaś wartość 140 dB odpowiada granicy bólu ucha ludzkiego).
Moc akustyczną P z kolei wyraża się przez scałkowanie ciśnienia akustycznego emitowanego przez powierzchnię wokół źródła dźwięku.

P=S·p2/(c·ρ)[W]


gdzie:
P - moc akustyczna [W],
S - powierzchnia wokół źródła dźwięku [m2],
p - ciśnienie akustyczne [Pa],
- prędkość rozchodzenia się dźwięku [cm/s],
p - gęstość powietrza [kg/m3].

W przypadku mocy akustycznej również wykorzystuje się skalę w dB, przy czym wartością odniesienia jest P0 = 10-12 W.


SWL = 10 lg P/P0 [dB]


Po wykorzystaniu odpowiednich wzorów empirycznych otrzymujemy podstawową zależność pomiędzy poziomem ciśnienia akustycznego a poziomem mocy akustycznej:


SWL = SPL + 10 lg (S/S0) [dB]

gdzie:
SWL - poziom mocy akustycznej [dB],
SPL - poziom ciśnienia akustycznego [dB],
S0 - pole powierzchni odniesienia: 1 m2,
S-pole powierzchni wokół źródła dźwięku [m2].

Patrząc na powyższy wzór można wysnuć następujące wnioski: wartość poziomu mocy akustycznej może przyjąć wartość równą poziomowi ciśnienia akustycznego, gdy pole powierzchni wokół źródła dźwięku jest równe polu powierzchni odniesieniaS0 = 1m2. Jeśli natomiast poziom ciśnienia akustycznego dwóch źródeł dźwięku, dla zobrazowania dwóch agregatów chłodniczych, jest taki sam a jeden z agregatów będzie posiadał większe wymiary, wówczas poziom mocy akustycznej agregatu o większych wymiarach będzie wyższy od agregatu o mniejszych wymiarach, pomimo tego, że obydwa agregaty cechują się identycznym poziomem ciśnienia akustycznego.
Poziom mocy akustycznej jest, zatem wielkością charakterystyczną dla danego źródła dźwięku, ponieważ nie jest zależny od wielu czynników przykładowo takich jak: odległość od źródła dźwięku, absorpcji dźwięku przez materiały otaczające, itp. Na podstawie poziomu mocy akustycznej dokonuje się obliczeń wartości poziomu ciśnienia akustycznego dla określonej odległości od źródła dźwięku. W wielu wypadkach dokonuje się weryfikacji urządzeń kilku firm, porównując podawane wartości hałasu bez zwrócenia uwagi, w jakich wielkościach podawana są hałaśliwość urządzeń. Przykładowo producenci urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych często podają wartości poziomów ciśnienia akustycznego w odległości 10m. W celu dokonania wiarygodnego porównania obu urządzeń należy opierać się tylko i wyłącznie na wartościach poziomu mocy akustycznej. Wartość poziomu mocy akustycznej wiodących producentów urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych jest podawana jako jeden z podstawowych parametrów technicznych urządzeń w programie certyfikacji EUROVENT (jednostki niezależnej potwierdzającej wiarygodność podawanych przez producentów parametrów technicznych urządzeń)



Sumaryczna moc akustyczna dla źródeł dźwięku o takiej samej emisji hałasu

Przedstawione powyżej informacje dotyczące poziomu mocy akustycznej są obowiązujące w przypadku pojedynczego urządzenia. W praktyce spotykane są rozwiązania, w których pracuje kilka urządzeń, o takiej samej lub różnej hałaśliwości, zlokalizowanych obok siebie. W celu określenia sumarycznego poziomu mocy akustycznej kilku źródeł dźwięku cechujących się takim samym poziomem mocy akustycznej sposób postępowania jest bardzo prosty. Do wartości mocy akustycznej pojedynczego źródła należy dodać przyrost głośności wynikający z ilości źródeł dźwięku. Wartość przyrostu głośności dla źródeł dźwięku znajdujących się stosunkowo blisko siebie, można obliczyć za pomocą następującego wzoru:


ΔL=10logn[dB]

gdzie:
n - ilość źródeł dźwięku o takim samym poziomie mocy akustycznej,
ΔL - przyrost głośności.

Przykładowo, gdy w pomieszczeniu pracują trzy identyczne klimakonwektory wentylatorowe o mocy akustycznej SWL = 58 dB każdy, całkowita moc akustyczna wszystkich pracujących wentylokonwektorów będzie następująca:


SWLtot SWL+ΔL[dB]


SWLtot = 58 + 10 log 3 = 58 + 4,8 = 62,8 dB

Dla źródeł dźwięku rozmieszczonych przestrzennie przyrost głośności wynosi:

ΔL = 5 log [dB]



Sumaryczna moc akustyczna dla źródeł dźwięku o różnej emisji hałasu

Dla określenia sumarycznej mocy akustycznej emitowanej przez klika źródeł dźwięków o różnej głośności należy dokonać sumowania logarytmicznego poszczególnych wartości. Sumowanie logarytmiczne polega na dodawaniu do źródła o większej wartości pewnego przyrostu głośności wynikającego z różnicy hałasu pomiędzy obydwoma źródłami. Przyrost głośności można wyliczyć z następującej zależności:


ΔL=10log(1+10L1-L2/10)[dB]

gdzie:
SWL1 - poziom głośności źródła 1 [dB],
SWL2 - poziom głośności źródła 2 [dB],
ΔL - przyrost głośności [dB].

Wzór ten również można przedstawić w postaci graficznej (patrz rys. 2)


Następnie należy czynność powtórzyć dla kolejnego źródła. Jeżeli różnica głośności obu źródeł jest większa od 10 dB, przyrost głośności można pominąć z uwagi na jego niską wartość wynoszącą 0,4 dB. Jest to różnica praktycznie nieodczuwalna dla ucha ludzkiego.
Jeśli na zewnątrz budynku znajdują się 3 agregaty wody ziębniczej o poziomie mocy akustycznej odpowiednio: 45, 52 i 58 dB. W celu wyznaczenia całkowitej głośności wszystkich trzech źródeł należy:


1) Obliczyć różnicę głośności 1 i 2 źródła: SWL1 - SWL2 = 52 - 45 = 7 dB

2) Dla otrzymanej różnicy odczytać z wykresu lub obliczyć według wzoru (2) przyrost głośności ΔL obu źródeł. Dla 7 dB wartość odczytana z wykresu wynosi około ΔL= 0,8 dB.

3) Wartość przyrostu należy dodać do źródła o większej wartości głośności:
SWL1-2 = SWL2 + ΔL = 52 + 0,8 = 52,8 dB.

4) Dla wartości większego źródła SWL2 powiększonej o przyrost głośności jak powyżej należy powtórzyć sumowanie logarytmiczne dla kolejnego źródła SWL3:

 SWL1 - SWL2 = 58 - 52,8 dB = 5,2 dB
• Dla różnicy 5,2 dB przyrost głośności wynosi ΔL1-2=1 dB.
 SWL1-2-3 = SWL3 + ΔL1-2= 58 + 1 = 59 dB
5) Całkowita moc akustyczna emitowana przez trzy źródła o podanych wartościach mocy akustycznej wynosi:
SWL1-2-3 = 59 dB.

Podobnie jest z określeniem dźwięku sumarycznego z poszczególnych pasm oktawowych. Często producenci urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych podają wartości mocy akustycznej dla poszczególnych częstotliwości: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 oraz 8000 Hz. Określenie sumarycznej mocy akustycznej jest łatwo przeliczalne po wykorzystaniu wskazówek podanych powyżej.



Zmiana poziomu ciśnienia akustycznego w zależności od lokalizacji oraz odległości od źródła dźwięku

Opisane dotychczas wzory empiryczne dotyczyły poziomu mocy akustycznej jako wielkości niezależnej od wielu parametrów. Wartością odczuwalną dla ucha ludzkiego jest poziom ciśnienia akustycznego, który jest zależny od opisanego uprzednio poziomu mocy akustycznej, odległości od źródła dźwięku, lokalizacji w stosunku do powierzchni odbijających dźwięk, chłonności akustycznej ścian (dla pomieszczeń zamkniętych) oraz szeregu innych czynników. Poniżej przedstawiono, w jaki sposób wpływają wymienione czynniki na wartość mierzalnego poziomu ciśnienia akustycznego.

Aby określić wartość ciśnienia akustycznego w pewnej odległości od źródła dźwięku można się posłużyć najprostszym przykładem punktowego źródła dźwięku. Wokół punktowego źródła dźwięku wytworzone pole akustyczne przyjmuje formę kolistą (sferyczną). Według równań przedstawionych w literaturze [1,3] ciśnienie akustyczne dla takiego kształtu w pewnej odległości r wynosi:


SPL = SWL + 10 lg (S0 / 4π r2) [dB]

po uwzględnieniu S0 = 1 m2, otrzymujemy:

SPL = SWL - 20 lg r- 11 [dB]


gdzie:
SPL - poziom ciśnienia akustycznego [dB],
SWL - poziom mocy akustycznej [dB],
r- odległość od źródła dźwięku [m].

Korzystając z powyższego wzoru, dla przykładu po podwojeniu odległości, poziom ciśnienia akustycznego zmniejszy się w przybliżeniu o 6 dB (20 lg 2 = 20 x 0,301 = 6,02).

W wielu wypadkach często dysponujemy wartością poziomu ciśnienia akustycznego w pewnej odległości od źródła dźwięku (często w odległości 1 m). Aby dokonać obliczeń, w jaki sposób zmieni się poziom ciśnienia akustycznego dla innej odległości (np. 10 m) można dokonać prostej i szybkiej kalkulacji korzystając z poniższego wzoru:


SPL1 = SPL2 + 10 lg(r2 / r1)[dB]

gdzie:
SPL1 - poszukiwany poziom ciśnienia akustycznego [dB],
SPL2 - znany poziom mocy akustycznej [dB],

r2 - odległość od źródła dźwięku dla znanego poziomu ciśnienia akustycznego [m],
r1 - odległość od źródła dźwięku dla poszukiwanego poziomu ciśnienia akustycznego [m].


Przykładowo monoblokowy agregat chłodniczy o zmierzonym poziomie ciśnienia akustycznego w odległości 1 m: SPL = 68 dB umieszczony jest na zewnątrz budynku. Aby określić poziom ciśnienia akustycznego w odległości 7 m od urządzenia można wykorzystać powyższy wzór:


SPL = 68+10 lg (1/7)2 = 68 + 10 lg (0,0204) = = 68+10 lg (-1,6902) = 68 -16,9 = 51,1 dB


Wartości te dotyczą jednak punktowego źródła dźwięku oraz pola akustycznego swobodnego. W praktyce wartość poziomu ciśnienia akustycznego SPL w określonej odległości r będzie większa w stosunku do wartości wynikającej z zależności podanych powyżej, z uwagi na skutki odbić i określonych (nie punktowych) wymiarów źródła dźwięku. W tabeli 2 podano wartości zmian poziomu ciśnienia akustycznego dla różnych odległości od agregatu o wymiarach: 2930 x 1120 x 1905 mm.

Jak widać wartości te różnią się od wzorów podawanych dla punktowego źródła dźwięku. Niemniej jednak przytoczone wzory pozwalają na orientacyjne określenie wartości poziomów ciśnienia akustycznego w zależności od odległości, należy jednak przy tym pamiętać, że wartości rzeczywiste będą nieznacznie wyższe.


Dokonując obliczeń wartości poziomu ciśnienia akustycznego niezależnie czy w zamkniętym pomieszczeniu czy też otwartej przestrzeni nie można pominąć wpływu lokalizacji źródła hałasu w odniesieniu do powierzchni odbijających dźwięk. Większość producentów urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych podaje wartość poziomu ciśnienia akustycznego dla warunków swobodnego pola dźwiękowego i sferycznego rozchodzenia się fal dźwiękowych. W praktyce takie warunki występują bardzo rzadko i teoretycznie mogłyby wystąpić, gdy urządzenie zostałoby umieszczone w przestrzeni otwartej, bez żadnej powierzchni odbijającej fale dźwiękowe. Wykorzystując wzór podany poniżej można obliczyć, w jakim stopniu wzrośnie hałas dla warunków rzeczywistych, z uwzględnieniem elementów odbijających dźwięk:


SPL = SWL + 10 lg (Q / 4π r2) [dB]


gdzie:
SPL - poziom ciśnienia akustycznego [dB]
SWL - poziom mocy akustycznej [dB]
Q - współczynnik kie-runkowości [-]
- odległość od źródła dźwięku [m]


Wartość Q jest stosunkiem natężenia dźwięku w kierunku do emitera kulistego o takiej samej mocy. Współczynnik kierunkowości może przyjąć w zależności od lokalizacji źródła dźwięku wartości: 1 (brak powierzchni odbijających), 2 (jedna powierzchnia), 4 (dwie powierzchnie) oraz 8 (trzy powierzchnie odbijające). Jeśli urządzenie zostanie umieszczone pośrodku pomieszczenia możemy taką lokalizację potraktować jako swobodne pole dźwiękowe. Poziom ciśnienia akustycznego dla takiej sytuacji nie ulegnie zmianie. Gdy urządzenie zostanie umieszczone na ziemi pośrodku pomieszczenia lub na otwartej przestrzeni, wówczas mamy do czynienia z jedną powierzchnią odbijającą dźwięk - poziom ciśnienia akustycznego wzrośnie o 3 dB. Jeśli urządzenie umieszczone na ziemi znajdzie się dodatkowo w pobliżu ściany pomieszczenia zamkniętego lub elewacji budynku, poziom ciśnienia akustycznego wzrośnie o 6 dB. Najbardziej natomiast niekorzystną lokalizacją źródła dźwięku jest róg pomieszczenia. W takiej opcji mamy do czynienia z trzema powierzchniami odbijającymi (dwie ściany 1 sufit lub podłoga), dlatego też poziom ciśnienia akustycznego wzrośnie o 9 dB w odniesieniu do wartości obliczonych dla swobodnego pola dźwiękowego (emitera kulistego).


Poziom mocy akustycznej a poziom ciśnienia akustycznego w zamkniętym pomieszczeniu rzeczywistym

W pomieszczeniach zamkniętych najczęściej mamy do czynienia z klimakonwek-torami wentylatorowymi, szafami klimatyzacyjnymi, jednostkami wewnętrznymi bezpośredniego odparowania typu „split", aparatami grzewczo-wentylacyjnymi, itp. Cechą wspólną wszystkich urządzeń jest fakt, iż wszystkie mają w swojej konstrukcji wentylator, najczęściej promieniowy bądź poprzeczny, który jest głównym źródłem hałasu w pomieszczeniu. Wentylator może zostać zabudowany w instalacji na różne sposoby, stąd też poziom mocy akustycznej powinien być podawany przez producentów urządzeń w zależności od kategorii instalacji (zabudowy wentylatora w sieci). Rozróżniamy, zatem:

 Lw (Atot), całkowity poziom mocy akustycznej dla instalacji typu A- wolny wlot i wylot (po stronie króćca ssawnego, tłocznego, od obudowy oraz silnika);
 Lw (Ain), poziom mocy akustycznej po stronie wolnego wlotu, typ instalacji A;
 Lw (Aout), poziom mocy akustycznej po stronie wolnego wylotu, typ instalacji A;

 Lw (Bin), poziom mocy akustycznej po stronie wolnego wlotu, typ instalacji B;
 Lw (Bout), poziom mocy akustycznej po stronie przyłączonej instalacji kanałowej na tłoczeniu, typ instalacji B;
 Lw (Bin+cas), poziom mocy akustycznej po stronie wolnego wlotu oraz od obudowy, typ instalacji B;
 Lw (Cin), poziom mocy akustycznej po stronie przyłączonej instalacji kanałowej na ssaniu, typ instalacji C;
 Lw (Cout), poziom mocy akustycznej po stronie wolnego wylotu, typ instalacji C;
 Lw (Cout+cas), poziom mocy akustycznej po stronie wolnego wylotu oraz od obudowy, typ instalacji C;
 Lw (Din), poziom mocy akustycznej po stronie przyłączonej instalacji kanałowej na ssaniu, typ instalacji D;
 Lw (Dout), poziom mocy akustycznej po stronie przyłączonej instalacji kanałowej na tłoczeniu, typ instalacji D;
 Lw (Dcas), poziom mocy akustycznej od obudowy, typ instalacji D.

Należy zaznaczyć, iż hałas emitowany przez silnik jest mniejszy od hałaśliwości wirnika wentylatora o wartość w przybliżeniu 6 dB(A). Największy hałas jest natomiast emitowany po stronie ssącej wentylatora. W przybliżeniu poziom mocy akustycznej po stronie króćca ssawnego wentylatora daje się łatwo określić za pomocą następującego wzoru Allena:

SWL = Lws + 10 lg V+ 20 lg Δp [dB]


gdzie:
SWL- poziom mocy akustycznej po stronie
ssawnej wentylatora [dB]
Lws - poziom mocy akustycznej właściwej [1±4 gdy V = m3/h lub 37±4 dB gdy V = m3/s],
V- strumień objętościowy powietrza przetłaczanego przez wentylator [m3/h, m3/s],
Δp - spiętrzenie wentylatora [Pa]

Projektant w oparciu o podane poziomy mocy akustycznej oraz pp uwzględnieniu pozycji urządzenia w pomieszczeniu, dokonuje szczegółowych obliczeń tłumienia kanałów wentylacyjnych, sufitów podwieszanych i innych elementów dźwiękochłonnych w celu uzyskania informacji o poziomie ciśnienia akustycznego w pomieszczeniu. Wzór ujmujący zależność pomiędzy poziomem mocy akustycznej a poziomem ciśnienia akustycznego w rzeczywistym pomieszczeniu przedstawia się następująco:



SPL = SWL + 10lg [(/ 4 π r2+ (4/Rc)][dB]

gdzie:
SPL - poziom ciśnienia akustycznego [dB],
SWL - poziom mocy akustycznej [dB],
Q - współczynnik kierunkowości [-],
r- odległość od źródła dźwięku [m],
Rc- stała pomieszczenia; Rc = S x αav / (1-αav) [m2],
S - całkowita powierzchnia ścian otaczających źródło dźwięku w pomieszczeniu [m2],
αav- średni współczynnik pochłaniania dźwięku.

Pierwszy człon równania związany z kształtem emitowanego dźwięku opisano uprzednio. Zasady przyrostu ciśnienia akustycznego pozostały takie same:

■ brak powierzchni odbijających - sferyczna forma dźwięku, współczynnik kierunkowości 1, przyrost poziomu ciśnienia akustycznego: 0dB;
■ jedna powierzchnia odbijająca-współczynnik kierunkowości 2, kształt 1/2 kuli, przyrost SPL: 3 dB;
■ dwie powierzchnie odbijające - kształt 1/4 kuli, współczynnik kierunkowości: 4, przyrost SPL: 6 dB;
■ trzy powierzchnie odbijające - współczynnik kierunkowości: 8, kształt 1/8 kuli, przyrost SPL: 9 dB.

Drugi człon równania uwzględnia pochłanianie fal dźwiękowych przez powierzchnie otaczające. Dźwięk może być zaabsorbowany lub odbity, co powoduje pewne trudności podczas obliczeń (jednakże w pomieszczeniu możliwa jest różnica rzędu 20 dB pomiędzy poziomem ciśnienia akustycznego a poziomem mocy akustycznej). Średni współczynnik pochłaniania dźwięku αav powinien zostać wyliczony na podstawie znanego pola powierzchni poszczególnych ścian, rodzaju materiału i jego współczynnika pochłaniania:


αav = 1/S (S1 x α+ S2 x α2 + Sα3...)


Współczynnik pochłaniania dźwięku α jest zależny nie tylko od rodzaju materiału, ale również od częstotliwości dźwięku. Z tego powodu niezbędne są obliczenia SPL na podstawie mocy akustycznej dla poszczególnych pasm oktawowych.

Ocena głośności przez ucho ludzkie

Częstotliwość fali dźwiękowej jest związana z wrażeniem wysokości, natomiast poziom ciśnienia akustycznego, SPL jest związany z wrażeniem głośności sygnału. Jednak wrażenie głośności tonu, dla zadanego poziomu ciśnienia akustycznego, zależy od jego częstotliwości. Układ słuchowy człowieka jest najbardziej wrażliwy w zakresie częstotliwości 1÷5 kHz. Poza tym zakresem, tj. dla częstotliwości niższych i wyższych, czułość układu słuchowego pogarsza się. Na rysunku 4 przedstawiono krzywe równego poziomu głośności. Przykładowo ton o częstotliwości 100 Hz wymaga poziomu ciśnienia akustycznego SPL = 1 dB, aby był postrzegany jako równogłośny z tonem o częstotliwości 1 kHz o poziomie ciśnienia akustycznego SPL = 40 dB. Z tego powodu producenci urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych podają wartości poziomów mocy akustycznej i poziomów ciśnienia akustycznego ważonego krzywą korekcyjną typu A -dB(A). Są to wartości, w których uwzględniono filtry typu A. Filtr taki różnicuje wyniki pomiarów poziomu ciśnienia akustycznego w różnych zakresach częstotliwości, aby otrzymać symulowaną czułość ucha ludzkiego.



Podsumowanie

W artykule ujęto podstawowe wzory empiryczne wykorzystywane w akustyce oraz opisano przykłady i tok obliczeń umożliwiający ich wykorzystanie w technice klimatyzacyjnej. W biuletynach technicznych producentów często są podawane poziomy hałasu emitowanego przez urządzenia jako różne wartości np. poziom ciśnienia akustycznego z odległości 1, 3, 5, 10 m, dla warunków swobodnego pola dźwiękowego lub półsferycznej formy rozprzestrzeniania dźwięku, poziom mocy akustycznej, itp. Przytoczone podstawowe zagadnienia z akustyki pozwolą na weryfikację podawanych parametrów technicznych. Często w czasopismach branżowych dokonuje się porównania lub prezentacji reklamowej urządzeń o bardzo małej głośności.

Wielokrotnie sprężarkowym agregatom chłodniczym przypisywane są SPL rzędu 50-60 dB(A) w odległości 1m od urządzenia i warunkach swobodnego pola dźwiękowego. Należy zwrócić uwagę, iż dotyczy to urządzeń o małej mocy chłodniczej. Nie jest możliwe uzyskanie takich wartości dla urządzeń o wydajności ziębienia rzędu 1500 kW. Poziom emitowanej mocy akustycznej zależy bowiem m.in. od mocy na wale silnika napędowego sprężarki i wentylatora, a moce te są spore, gdyż sprężarka przetłacza duże strumienie masowe czynnika chłodniczego, zaś wentylator tłoczy duży strumień objętościowy powietrza w celu odprowadzenia znacznych ilości ciepła skraplania. Należy zatem odnosić się z pewnym dystansem do podawanych wartości głośności urządzeń lub potwierdzać wiarygodność parametrów technicznych np. w niezależnej jednostce badawczej EUROVENT.


LITERATURA
[1] H. RECKNAGEL, E. SPRENGER, W. HONMANN, E. R. SCHRAMEK: Poradnik Ogrzewanie + Klimatyzacja. Wydanie 1 Gdańsk 1994.
[2] H.J. ULLRICH: Technika Chłodnicza. Poradnik. Tom 2. Wydanie 1 Gdańsk 1999.

[3] W.T.W. CORY „Relationship between Sound Pres-sure and Sound Power Levels” - EUROVENT.
[4] A. RACZYŃSKI: „Analiza teoretyczna i badania wentylatorów dachowych w aspekcie energochłonności i emisji hałasu (cz. II)" Chłodnictwo&Klimatyzacja 7/(77), Lipiec 2004.
[5] Materiały szkoleniowe KLIWEKO BTH.


Autor: mgr inż. Bartłomiej Adamski - członek PZITS O/Kraków

Nagrzewnice w wentylacji 15. lutego 2011 20:06:00 Komentarze (0)
linkologia.pl spis.pl

 Zastosowanie:

- do nawiewnych systemów wentylacji
- do nagrzania lub dogrzania powietrza w systemach kanałów
- do podłączenia z kanałami okrągłymi

Właściwości:

- nagrzewnice wodne wykonane ze stali ocynkowanej
- elementy grzejne wykonane z rur miedzianych z aluminiowym ożebrowaniem
- dopuszczalne ciśnienie robocze 1.6 MPa (16 bar) przy temperaturze wody 100°C
- złączka odpowietrzająca i do odprowadzenia wody (G 1/2”)
- opcjonalnie możliwe podłączenie czujnika zabezpieczającego przed zamarzaniem (G 1/4”)

 Nagrzewnica wodna kanałowa okrągła Vbc 100

Nagrzewnica wodna do montażu w kanałach o przekroju kołowym.

Obudowa z powłoką Aluzinc, układ grzejny - z rur miedzianych z aluminiowymi lamelami. Demontowalna pokrywa do czyszczenia.

Nagrzewnica musi być instalowana poziomo.

klimat w domu 31. stycznia 2011 15:10:00 Komentarze (0)
linkologia.pl spis.pl

  Optymalny klimat wnętrz

Zwykle nie zdajemy sobie sprawy, jak ważne jest utrzymanie we wnętrzach optymalnych warunków klimatycznych, czyli właściwej temperatury, wilgotności i odpowiedniej jakości powietrza. Komfort cieplny, bo o nim mowa, to stan, w którym nie odczuwamy ani ciepła, ani zimna, a nasz organizm nie jest narażony na nadmierne przegrzanie czy schłodzenie. W okresach przejściowych, gdy temperatura za oknem radykalnie się zmienia, a odporność na wszelkie infekcje znacznie się obniża, szczególnie warto dbać o te warunki wewnątrz pomieszczeń.

Na komfort cieplny, oprócz wilgotności i cyrkulacji świeżego powietrza, największy wpływ ma odpowiednia temperatura, którą dziś bez większego wysiłku można zarządzać samodzielnie . Za temperaturę w naszych domach i mieszkaniach odpowiada zazwyczaj określony rodzaj instalacji grzewczej wspierany w okresie letnim urządzeniem klimatyzacyjnym. Aby praca obu systemów była efektywna i zapewniała maksimum komfortu użytkownikom, warto zastosować odpowiednią formę regulacji. Na rynku dostępne są inteligentne urządzenia, które, sterując pracą systemu grzewczego lub klimatyzacyjnego, pozwalają skutecznie zarządzać temperaturą we wnętrzach.

Prosto i skutecznie

Regulatory temperatury to małe, zaawansowane technologicznie urządzenia sterujące, które mogą współpracować niemal z każdym rodzajem instalacji grzewczej (również z ogrzewaniem podłogowym) wentylacji oraz klimatyzacyjnej, producenta regulatorów temperatury AURATON. Możemy je dostosować do indywidualnych preferencji, wybierając spośród modeli przewodowych i bezprzewodowych. – Każde urządzenie regulujące marki AURATON pozwala na optymalne dopasowanie temperatury wnętrz do wymagań użytkowników, między innymi dzięki możliwości ustawienia jej trzech poziomów (dziennej, nocnej oraz przeciwzamrożeniowej), w 7-dniowym cyklu programowania - wyjaśnia. Funkcjonalność i energooszczędność to podstawowe cechy, jakich wymagamy dziś od technologii. Wyposażenie domowej instalacji grzewczej i wentylacji w odpowiedni regulator temperatury to strzał w dziesiątkę! Proste, estetyczne i tanie urządzenie posłuży nie tylko zimą, sterując pracą kotła i wentylacji, ale również latem, kiedy o nasz komfort cieplny zadba klimatyzator.

klimatyzacja serwerowni 24. stycznia 2011 21:53:00 Komentarze (0)
linkologia.pl spis.pl

 Określenie sposobu rozdziału powietrza w pomieszczeniu


W chwili obecnej wyjściowymi warunkami przy określaniu sposobu rozdziału i klimatyzacji powietrza w pomieszczeniu powinny być:

  • dostarczenie odpowiedniej ilości powietrza do strefy zasysania powietrza przez każdy serwer, o optymalnej temperaturze 20-25°C i wilgotności nie niższej niż 45%;
  • odprowadzenie z obudowy/serwera nie mniejszej ilości powietrza niż dostarczyliśmy;
  • zabezpieczenie przed przedostawaniem się gorącego powietrza w strefę zasysania.

Spełnienie w/w warunków w sposób nieprzerwany i maksymalnie bezpieczny (nadmiarowy) determinuje system klimatyzacji wraz z wstępnym określeniem kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych oraz z wymogami jakie muszą być spełnione w pomieszczeniu. Im wyższe są zakładane gęstości mocy w pomieszczeniach komputerowych tym większy jest wpływ projektanta klimatyzacji na ogólną architekturę pomieszczenia, czy wręcz całego Data Center.

Bazując na powyższych warunkach można obecnie rozróżnić 4 podstawowe strategie klimatyzacji we współczesnych pomieszczeniach komputerowych w zależności od mocy zainstalowanej w jednej szafie rakowej:

  1. chłodzenie powietrza w pomieszczeniu - do 2 kW na szafę rakową;
  2. chłodzenie powietrza w strefie zimnej i gorącej - do 8 kW na szafę rakową;
  3. chłodzenie z wykorzystaniem „zamknięcia" strefy gorącej lub zimnej 10-25 kW na RLU;
  4. chłodzenie szaf rakowych - do 40 kW na szafę rakową.

Wszystkie wymienione powyżej metody klimatyzacji można stosować w jednej serwerowni rozdzielając strefy chłodzenia w zależności od wydajności.
                   Yahoo-1.jpg
Chłodzenie pomieszczeniowe
Typowym przykładem chłodzenia pomieszczeniowego jest układ z szafami klimatyzacyjnymi z nawiewem górnym i powrotem swobodnym od frontu. Ciągle w zastosowaniu np. dla pomieszczeń UPS i baterii z nastawą 20-22°C

Chłodzenie w układzie „strefa gorąca -strefa zimna"
Dzisiaj zaczynając projektowanie serwerowni z szafami średnio obciążonymi (maksymalnie 6 do 8 kW) przyjmujemy za pewnik rozkład szaf rakowych w układzie „strefa zimna - strefa ciepła".

Za optymalny układ w tej chwili uznaje się konfigurację klimatyzacji: strefa zimna 120 cm, strefa gorąca 90-100 cm. Ustalenie tych wielkości poprzedziły jednak długie badania numeryczne i laboratoryjne nad optymalnym i uniwersalnym rozkładem serwerowni, przy czym większość badań opisywana była dwoma kluczowymi indeksami SHI (Supply Heat Index) i RHI (Return Heat Index).

Indeksy SHI i RHI
Wielkość SHI opisana matematycznie w  określa w jakim stopniu gorące powietrze usuwane z raków miesza się z zimnym powietrzem dostarczanym do strefy zimnej, natomiast wielkość RHI jest indeksem opisującym w jakim stopniu gorące powietrze z raków miesza się z zimnym powietrzem zanim powróci do klimatyzatorów.
Suma obu indeksów zawsze jest równa 1, co oznacza, że im wyższa wartość RHI tym jest lepszy rozkład przepływu powietrza i mniejsze mieszanie powietrza gorącego z zimnym.
Jednym z pierwszych oczywistych wniosków wynikającym z analizy indeksów było, że doprowadzenie układu klimatyzacyjnego do formy w której SHI =0 oraz RHI =1, jest rozwiązaniem wszelkich problemów z klimatyzacją. Oczywiście powstały takie układy klimatyzacyjne oraz klimatyzatory, które działają w takich systemach, jednakże ich bardzo wysokie koszty oraz duży wpływ na inne instalacje w pomieszczeniach komputerowych powodują, że zasadność ich stosowania wymaga złożonej analizy.
Indeksy RHI i SHI sąnie tylko narzędziem do zrozumienia przepływu ciepła w pomieszczeniach komputerowych, ale sugerują także sposoby do zwiększenia wydajności energetycznej systemów klimatyzacji. Poprawnie zaprojektowanym układzie klimatyzacyjnym, po zapewnieniu wszystkim serwerom odpowiedniej temperatury i ilości powietrza na zasysaniu, o sprawności energetycznej systemu klimatyzacji świadczy temperatura powietrza powracającego do klimatyzatora, im wyższa (oczywiście w dopuszczalnym dla klimatyzatora zakresie zwykle do 30°C) tym lepiej.

Indeks RCI
Następnym z indeksów wprowadzonym w toku analiz problemów chłodzenia współczesnych pomieszczeń komputerowych był indeks RCI (Rack Cooling Index), czyli Indeks
                                
Chłodzenia Szaf Rakowych.

Ogólnie służy on do określania skuteczności klimatyzacji raków oraz wyznaczania wydajności energetycznej systemów klimatyzacyjnych, co jest możliwe dzięki dwóm podindeksom RCIHI oraz RCILO. Pierwszy indeks RCIHI mierzy procent szaf rakowych dla których temperatury powietrza na zasysaniu przez sprzęt komputerowy są niższe lub równe przyjętym standardom.
RCIHI = 100% oznacza, że temperatura na zasysaniu sprzętu we wszystkich szafach rakowych jest niższa lub równa przyjętym standardom.
Drugi indeks RCILO określa jaka ilość sprzętu otrzymuje powietrze o temperaturze zbyt niskiej w stosunku do wymagań producentów.
RCILO = 100% oznacza, że temperatura na zasysaniu sprzętu we wszystkich szafach rakowych jest wyższa lub równa od rekomendowanej. We wstępnej fazie badań nad indeksem w klasycznych serwerowniach z nawiewem dolnym spod podłogi i szafach klimatyzacyjnych z bezpośrednim odparowaniem wartość indeksu RCILO = 40%, co oznaczało, że aż 60 procent sprzętu zasysało powietrze o niepotrzebnie niskiej temperaturze.
Najdokładniejszym sposobem określenia optymalnych temperatur są wytyczne producentów klimatyzacji, ale analiza taka jest bardzo pracochłonna. W związku z tym w chwili obecnej przyjmuje się standard ASHRAE Thermal Guideline (20-25°C) dla środowisk CLASS 1, albo NEBS (18-27°C), przy czym przy projektowaniu i późniejszym ustawianiu nawiewów zakładamy zwykle temperatury z przedziału (18-22°C).
Doświadczenia z uruchomiania systemów klimatyzacyjnych w serwerowniach, wykazały że spełnienie w/w indeksów jest możliwe przy podniesieniu aż do 27°C nastaw na szafach klimatyzacyjnych zasilanych wodą lodową. Niestety zmiana nastawy temperatury (zwykle średnia temperatura powietrza powracającego) na sterownikach szaf klimatyzacyjnych na wyższą niż 22°C, spotyka się z powszechnym (piszę oględnie żeby nikogo nie urazić) oporem. Kilku użytkowników udało się przekonać do prób z podnoszeniem temperatur powietrza do 26°C, a jedna duża serwerownia od roku pracuje z powodzeniem na nastawach 27°C.
Indeksy RCI miały decydujący wpływ na opracowanie zupełnie nowych rodzajów systemów klimatyzacyjnych, przy czym co ciekawe dwa najdoskonalsze systemy na rynku, czyli rzędowy A RC system oraz LiXD (od niedawna jest model rzędowy) bazując na odmiennych ideach są równie skuteczne.
                             
Podstawowe wytyczne dla układu „hot isle-cold isle"

O ile zaprojektowanie klimatyzacji takiego układu  kompletnego i z góry znanego obciążenia poszczególnych szaf rakowych jest zadaniem prostym o tyle utrzymanie tego układu w warunkach pracy serwerowni jest, jak się okazuje, bardzo trudne i wymaga zachowania kilku reguł postępowania przy wprowadzaniu zmian i dostawianiu dodatkowego sprzętu komputerowego.

wentylacja garaże 23. stycznia 2011 10:32:00 Komentarze (0)
linkologia.pl spis.pl

 

Pomieszczenie garażowe, niezależnie od tego, czy jest częścią domu, czy też stoi oddzielnie, powinno mieć zapewnioną dobrą wentylację. Przepisy wymagają, aby garaże nieogrzewane miały przynajmniej wentylację naturalną w formie otworów wentylacyjnych umieszczonych na przeciwległych ścianach.

Ich powierzchnia powinna wynosić co najmniej 0,04 m2 na każde stanowisko dla samochodu. W praktyce wystarczającą wentylację w takim garażu zapewniają dwa otwory wentylacyjne przysłonięte kratkami 14×14 cm przy czym jeden otwór umieszcza się przy podłodze, a drugi - blisko stropu.

                           Kliknij w obraz aby zamknac okno

Garaże ogrzewane wymagają zainstalowania co najmniej systemu wentylacji grawitacyjnej gwarantującej przynajmniej 1,5 krotną wymianę powietrza w ciągu godziny. Jednak intensywność takiej wentylacji zależy przede wszystkim od różnicy między temperaturą wewnątrz a na zewnątrz garażu.

W mroźne dni może być zbyt intensywna, co prowadzi do niepotrzebnych strat energii, a latem - niewystarczająca. Jeśli garaż połączony jest z domem drzwiami wewnętrznymi bez tzw. śluzy (podwójnych drzwi), może nastąpić zasysanie spalin do pomieszczeń mieszkalnych przez inne kanały wentylacyjne w budynku.

Dlatego lepiej zamontować sterowany automatycznie wentylator wyciągowy włączający się samoczynnie przy otwarciu drzwi do garażu i pracujący przez pewien czas po ich zamknięciu. Wytworzy on podciśnienie zapobiegające przedostawaniu spalin do części mieszkalnej.

Kalendarz

pn wt sr cz pt so nd
2627281234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930311

Ksiega gości

Księga gości

Kategorie postow

Brak kategorii