Jaké tepelné čerpadlo vybrat, když rozhoduje hluk? 4. Část – Údaje od výrobců a jejich význam
Jaké tepelné čerpadlo vybrat s ohledem na hluk? Základní pojmy jsou akustická energie, respektive výkon a tlak. Nutné je zohlednit i skutečnost, že s údaji v decibelech se pracuje jinak, než při prostém sčítání a odečítání.
V předchozích dílech bylo vysvětleno, že nespolehlivějším údajem pro porovnání venkovního hluku z tepelného čerpadla je hladina akustického výkonu.
Bohužel tento údaj nemusí být vždy k dispozici a je uvedena jen hladina akustického tlaku. Příčin může být více.
- V prvé řadě může jít jen o skutečnost, že hladinu akustického tlaku lze zpravidla popsat nižším číslem než hladinu akustického výkonu, což výrobce upřednostnil.
- Druhým důvodem může být skutečnost, že za známých podmínek mají obě hodnoty stejnou přesnost a z jedné lze vypočíst druhou.
- Třetím důvodem je skutečnost, že se hygienické předpisy, respektive maximálně přípustné limity hluku v určitém místě, se udávají právě velikostí hladiny akustického tlaku. Proto se výrobcům a dodavatelům tento způsob může jevit jako nejvhodnější.
Při výběru vhodného tepelného čerpadla vycházíme z údajů, které jsou nám poskytnuty. Měli bychom jim však velmi dobře rozumět, a tedy je umět správně vyhodnotit.
Ilustrační obrázek: Jedním ze základních opatření snižujících hluk z tepelných čerpadel vzduch-voda je zvětšování plochy výměníků tepla a průměrů ventilátorů. Je to zřetelné zejména u tepelných čerpadel menších výkonů, se kterými se počítá v hustší zástavbě nízkoenergetických domů (Zdroj: Vaillant, aroTherm)
Konkrétní příklad – možné chyby v porovnávání
V prvním díle článku byl uveden příklad tepelného čerpadla, u kterého je uveden údaj hladiny akustického výkonu 49,3 dB(A) za podmínek daných ČSN EN 14511 a ČSN EN 12102-1. Na základě dotazu mi výrobce tento údaj doplnil takto:
Pokud je tepelné čerpadlo umístěno na zemi a v blízkosti není odrazová plocha, například zeď domu, hladina akustického tlaku PRO-R je:
v 1 metruLP,1 = 41,3 db(A)
ve 3 metrechLP,3 = 31,8 dB(A)
Prozkoumejme údaje
Pro vztah mezi hladinou akustického výkonu LW a akustického tlaku LP při šíření hluku do celého kulového prostoru platí vztah
Akustická energie, tlakové změny ve vzduchu, se šíří od zdroje do všech možných směrů. Můžeme to přirovnat k šíření slunečního záření. Na povrchu Slunce je záření maximální. Ze Slunce vychází určité množství slunečního záření, ale co kdyby se průměr Slunce několikanásobně zvětšil? Tím by se však zvětšil jen povrch Slunce, a protože se nezměnilo množství záření, zmenšil by se jeho tok zvolenou měrnou plochou, třeba 1 metrem čtverečným, na zvětšeném povrchu. Podobně to platí pro akustickou energii, respektive hladinu akustického výkonu LW, hladinu akustického tlaku LP a vzdálenost r od zdroje hluku, viz rovnice (4πr2 je vzorec pro výpočet povrchu koule o poloměru r, tedy vzdálenosti povrchu koule od středu koule).
Ověření výpočtem
Platí tvrzení, že hladiny akustického výkonu i tlaku mají stejnou přesnost a z jedné lze vypočíst druhou? Ověřme si to pro dané tepelné čerpadlo. Chceme z hladiny akustického výkonu LW = 49,3 dB(A) vypočítat hladinu akustického tlaku ve vzdálenosti 1 nebo 3 metry.
Obr. Stojí-li tepelné čerpadlo na zemi, hluk z něj vyzařovaný se od země odráží do poloprostoru. Za zdroj hluku se v základních úvahách považuje pomyslný střed tepelného čerpadla.
Vzorec upravíme, dosadíme a ejhle. Pro vzdálenost 1 metr nám hladina akustického tlaku vyjde 38,3 dB(A) a pro vzdálenost 3 metry vyjde jen 28,8 dB(A).
V obou případech je to o 3 dB(A) méně, než uvádí výrobce!
Je špatně vzorec, z jedné veličiny nelze druhou vypočíst, nebo se výrobce jistí a raději uvádí vyšší hodnotu? Ani jedno není správně. Příčinou rozdílu je zdánlivě nevýznamná věta:
Pokud je tepelné čerpadlo umístěno na zemi!
Příčinou rozdílu je odraz hluku
Vraťme se k příkladu slunečního záření. Představte si, že těsně za Slunce dáme opravdu velké, nekonečně velké zrcadlo. To odrazí sluneční záření, které původně směřovalo za zrcadlo, tedy polovinu záření, opačným směrem, směrem k nám. To znamená, že směrem k nám se sluneční záření zdvojnásobí. Analogicky totéž se stalo s akustickou energií, hlukem. Hluk z tepelného čerpadla se od „země“ odrazí a všechna akustická energie směřuje jen do poloviny prostoru. Akustický výkon tepelného čerpadla zůstal stejný, ale v takto vzniklém poloprostoru se zdvojnásobí intenzita toku akustické energie, akustický tlak. Zvětší se tedy i hladina akustického tlaku. Zdvojnásobení v prostředí decibelů znamená nárůst o 3 decibely. Právě tyto 3 decibely vysvětlují rozdíl mezi naším výpočtem a údajem výrobce.
Závěr
Základní a jednoduchý příklad vztahu mezi údaji v dokumentaci k tepelným čerpadlům ukazuje, jak důležité je při porovnávání mezi údaji přesně rozlišovat. Nejméně problémů způsobuje porovnání podle hladiny akustického výkonu. Porovnání podle hladiny akustického tlaku vyžaduje znát podmínky, za jakých byla stanovena. Minimálním údajem k tomu je vzdálenost od pomyslného středu tepelného čerpadla.
V pokračování článku se podíváme na to, jak zásadně hluk ovlivňují i ostatní okolní plochy, od kterých se hluk může odrážet.
