Pompa ciepła a hałas

Rzadko zwracamy uwagę na to jak głośno będzie pracowała nasza pompa ciepła. Warto jednak to sprawdzić, zwłaszcza jeśli urządzenie będzie zamontowane blisko sypialni. W niektórych sytuacjach, głośność pompy ciepła będzie istotna dla spełnienia wymagań przepisów prawa dotyczących maksymalnego poziom hałasu.

Dźwięki towarzyszą nam każdego dnia. Zwykle nie zastanawiamy się jak to się dzieje, czy też w jaki sposób można dźwięk opisać lub porównać. Ponieważ każde urządzenie, również pompa ciepła, podczas pracy emituje do otoczenia hałas, warto znać podstawowe zagadnienia z dziedziny akustyki.

Dźwięk, jest to fala akustyczna rozchodząca się w ośrodku sprężystym (ciało stałe, ciecz, gaz – w tym powietrze atmosferyczne), lub wrażenie słuchowe wywołane tą falą.
Przyjmuje się, że człowiek słyszy dźwięki o częstotliwości od 16 Hz (czyt. Herc) do 20 000 Hz (20 kHz – czyt. 20 kiloherc). Najłatwiej słyszalne są dźwięki o częstotliwości około 1000 Hz.

Najczęściej opisywanymi wielkościami określającymi głośność pracy urządzeń (hałas), są:
– poziom mocy akustycznej, z ang. sound power level, wyrażany w dB (czyt. decybel);
– poziom ciśnienia akustycznego, z ang. sound pressure level, wyrażany w dB.
Są to całkiem różne parametry, pomimo tego, że podawane są w takich samych jednostkach: dB.

Pompa ciepła a ciśnienie akustyczne

Można powiedzieć, że jest to, to co dobiega naszych uszu – to co słyszymy. Określane jest podczas rzeczywistych pomiarów, bo zależy od wielu czynników, np. odległości od źródła dźwięku, pochłaniania dźwięku przez otoczenie lub od jego wzmacniania.
Zatem, poziom ciśnienia akustycznego, jest to wartość dźwięku w danej odległości od źródła dźwięku (np. od pompy ciepła) i w określonych warunkach pomiarowych – rzeczywistych. Im dalej od źródła dźwięku, tym wartość poziomu ciśnienia akustycznego będzie mniejsza – usłyszymy, że pompa ciszej pracuje.

Moc akustyczna

Nie zależy od warunków zewnętrznych (odległość, otoczenie). Opisuje wartość dźwięku w źródle i jest wyznaczana przez producentów urządzeń w ściśle określonych warunkach laboratoryjnych. Może służyć do porównania parametrów akustycznych urządzeń różnych producentów.

Głośność kontra to co słyszymy

Najpopularniejszą jednostką określającą poziom głośności dźwięku jest dB (decybel). Ale, na to co słyszymy ma wpływ również częstotliwość dźwięku. Człowiek dźwięki o tym samym poziomie głośności (dB), ale o różnych częstotliwościach (Hz), słyszy jako dźwięki o różnej głośności – różny hałas. Wynika to z tego, że ucho ludzkie jest narządem, który dźwięki o różnych częstotliwościach różnie słyszy. Żeby skorygować poziom głośności dźwięku do poziomu jaki jest odczuwalny przez człowieka (hałas), wprowadzono tzw. krzywe korekcyjne (filtry korekcyjne).
Najczęściej spotykane są krzywe korekcyjne typu A. Stąd, w danych technicznych urządzeń spotkamy określenie głośności pracy urządzeń wyrażone w: dB(A) – czyt. decybel po filtrze korekcyjnym A.

Przykład: pomiar decybelomierzem wskazuje, że dźwięk o częstotliwości 30 Hz na wartość 70 dB, to człowiek odczuje go jako 30 dB(A) – czyli o 40 dB cichszy (-40 dB).
W przypadku dźwięku o częstotliwości 1 kHz (1 000 Hz), wartość korekcji równa jest: 0

Przebieg krzywej korekcyjnej A:

Jaki parametr brać pod uwagę wybierając pompę ciepła?

W przypadku porównywania parametrów akustycznych pomp ciepła różnych producentów, należy opierać się tylko i wyłącznie na wartościach poziomu mocy akustycznej.
Jeśli producenci podają wartość ciśnienia akustycznego, nie da to wiarygodnego obrazu o głośności pracy urządzenia, bo określane są w różnych warunkach pomiarowych.
To co słyszymy (ciśnienie akustyczne), zależy w dużym stopniu od odległości od źródła dźwięku i od tłumienia dźwięku przez otoczenie, w którym ten dźwięk się rozchodzi.

Dla szacunkowego przeliczenia wartości mocy akustycznej na wartość ciśnienia akustycznego (to co słyszymy), dla urządzeń ustawionych na zewnątrz budynku, możemy skorzystać ze wzoru:

W materiałach technicznych producentów urządzeń dostępne są również tabele do przeliczania wartości ciśnienia akustycznego na wartość mocy akustycznej, w zależności od odległości oraz warunków usytuowania źródła dźwięku.

Współczynnik kierunkowości Q – wraz ze wzrostem liczby pionowych powierzchni w sąsiedztwie urządzenia (np. ściany) wzrasta poziom ciśnienia dźwięku w stosunku do ustawienia urządzenia na otwartej przestrzeni.

Przykład: Ustalenie minimalnej odległości pompy ciepła od granicy działki:
– pompa ciepła ustawiona przy ścianie zewnętrznej budynku: Q=4
– moc akustyczna popy wynosi 59 dB(A)
– dopuszczalny poziom hałasu w nocy (ciśnienie dźwięku): 40 dB

Odległość od granicy działki: 1 m: poziom ciśnienia dźwięku zmniejsza się o 5 dB i wynosi: 59 – 5 = 54 dB => jest wyższy od dopuszczalnego
Odległość od granicy działki: 5 m: poziom ciśnienia dźwięku zmniejsza się o 19 dB i wynosi: 59 – 19 = 40 dB => jest równy dopuszczalnemu.
Wniosek: pompa ciepła powinna znajdować się od granicy działki w odległości co najmniej 5 m.

Pompa ciepła w wymagania określone przepisami prawa

Polskie przepisy określają dokładnie jakie są dopuszczalne wartości hałasu emitowane do otoczenia:
Właściciel jest zobligowany do zachowania na granicy działki hałasu poniżej poziomu określonego w Rozporządzeniu Ministra Środowiska w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku.
W przypadku terenów o zabudowie jednorodzinnej jest to:
– 50 dB w ciągu dnia
– 40 dB w nocy.
Szczególnie ograniczenie hałasu do 40 dB w nocy jest ważne dla właścicieli pomp ciepła powietrze-woda ustawianych na zewnątrz budynku. Dotyczy to również pompy ciepła urządzeń typu Split. A dokładniej, będzie decydowało o wyborze miejsca ustawienia jednostki montowanej na zewnątrz budynku.