Hőszivattyúk zajterhelése és zajcsökkentése

Az utóbbi években a lakossági piacon az energiaár-emelkedés kompenzálása és a gazdaságosabb energiafelhasználás érdekében egyre többször telepítenek hőszivattyúkat. Ezek azonban – szemben a gázkazánokkal – zajos kültéri egységekkel is rendelkeznek a kialakításuktól függetlenül. A legkorszerűbb típusok ugyan már jóval csendesebbek az általános kivitelű gépeknél, azonban idővel és a külső hőmérséklet szélsőségei mellett számítani lehet arra, hogy a kültéri egység zavarhatja a szomszédokat. A zavarás csökkentése érdekében számos műszaki lehetőség adódik.

A hőszivattyúk típusai

A hőszivattyúk olyan energiatakarékos gépészeti berendezésekből álló rendszerek, amelyek hőt szállítanak egyik helyről a másikra, és így fűtési és hűtési megoldásokat nyújtanak lakossági és ipari-kereskedelmi alkalmazásokban. A hőt a levegőből, a földből vagy a vízből vonják ki, vagy táplálják vissza. Széles körű alkalmazásuk azzal magyarázható, hogy képesek csökkenteni az üvegházhatású gázok kibocsátását és alacsonyabb energiafogyasztást biztosítani más technológiákhoz képest, ami fenntarthatóbb és költséghatékonyabb alternatívát jelenthetnek a hagyományos fűtési és hűtési módszerekhez képest. A hőszivattyúk működése közben kialakuló zajhatás több tényezőtől is függ. Ehhez először a konstrukciójukat és működési elvüket érdemes röviden áttekinteni. A hőszivattyúnak jelenleg négy típusát különböztetjük meg, amelyek az alábbiak:

1. Levegő-víz hőszivattyúk
2. Levegő-levegő hőszivattyúk
3. Víz-víz hőszivattyúk
4. Geotermikus hőszivattyúk

A levegő-víz hőszivattyúk a legelterjedtebb típusúak egyszerű telepítésük és a kis helyigényük miatt. A kültéri levegőből vonják el és juttatják el a hőt a beltérbe, közvetítő közegük a víz. A hagyományos levegő-víz hőszivattyúk esetén minél alacsonyabb a külső hőmérséklet, annál nagyobb energiára van szükség a hőelvonáshoz, ezért ezeknél a készülékeknél gyakran alkalmaznak kiegészítő fűtést is. Általában a beruházási és üzemeltetési költségük együttesen ezeknél a típusoknál a legalacsonyabb, különösen családi házaknál. Hűtésre, fűtésre, használati melegvíz készítésre is használhatók önállóan vagy a meglévő fűtési rendszerrel együtt (hibrid). A levegő-víz hőszivattyúk között három alapvető felépítési módot különböztetünk meg:

• Monoblokkos (kompakt): a kültéri és a beltéri egység egyben, általában kültérben található
• Szétválasztott (split): egy kültéri és egy beltéri hidraulikus blokkból álló egységekből épül fel
• Beltéri légcsatornázható: egyes gyártóknál kültérbe és béltérbe egyaránt telepíthető.

A levegő-levegő hőszivattyúk a kültéri levegőből vonnak el és juttatnak el hőt egy más helyen lévő levegőnek. Levegő-levegő hőszivattyúk a fűteni és hűteni képes légkondicionáló berendezések.

A víz-víz hőszivattyúk a talajvízből vonnak el hőt. Ezekhez két kút szükséges: egy a víz kinyeréséhez, egy pedig a visszajuttatáshoz; hűtésre és fűtésre is használhatók. A kútfúrás miatt a beüzemelés költsége magasabb. A geotermikus hőszivattyúk a föld hőjét hasznosítják. Két típusuk van:

• A talajkollektoros hőszivattyúnál kb. 1,5 méteres mélységben vízszintesen csöveket fektetnek le – a Nap közvetlenül melegíti ezt a földréteget.
• A talajszondás hőszivattyúnál függőlegesen fúrnak le az adott hely geológiai adottságaitól függően 60-150 m mélyre. A talajszondák számát a hőigény határozza meg.

Zajforrások

Legjelentősebb a zajhatásuk a levegős hőszivattyúknak. Ezek négy fő elemből állnak:

• kompresszorból,
• kondenzátorból,
• expanziós szelepből és
• elpárologtatóból.

Ezek közül a kompresszor, valamint a kondenzátorhoz és az elpárologtatóhoz tartozó ventilátor működése jár nagyobb zajjal, emellett a fűtési szivattyú zajhatása említhető. A ventilátor zaja különböző tényezőktől függ: a ventilátor típusától és fordulatszámától, a légáramlástól és a nyomáskülönbségtől. A légáramlást a hőcserélő befolyásolja: a levegő aerodinamikai zajt kelt, amikor áthalad rajta. A zaj intenzitása a hőcserélő kialakításától és a légsebességtől függően változik. A képződött zaj forrása pedig a mozgatott levegőmennyiség magas értéke. A zajok azonban abból is származhatnak, hogy a hűtési ciklus során a levegőben lévő víz megfagy a hőcserélőben, a hőszivattyú megfelelő működéséhez a kompresszort ezért egy ideig az ellenkező irányban kell járatni a jég leolvasztásához.

A geotermikus és víz-víz hőszivattyúk zajhatása lényegesen kisebb, mivel nem a levegőből veszik fel a hőt, így nincs ventilátoruk. Ugyanakkor a hűtő-fűtő körfolyamathoz, illetve a hőcserélőkben hűtőközeg keringésének biztosításához ebben az esetben is szükség van kompresszorra, ami ugyancsak zajforrás. A hőszivattyúknak a beltéri és kültéri részei is zajt keltenek. A legtöbb modern hőszivattyús kültéri egység hangnyomás szintje átlagosan 60 dB körüli, ami a normál emberi beszédnek felel meg, de más hangmagasságokban keltenek zajt. Egyes modellek ettől alacsonyabb zajszintet is elérhetnek, és a zaj szintje az üzemelés módjától és fokozatától is függ. A beltéri egységek hangnyomás szintje általában 18‑30 dB közötti. A hangnyomás szintet a gyártók vagy a különböző üzemmódokra, vagy a teljes kapacitással működő esetre adják meg általában hangnyomásszintként (L_p) és A-súlyozással, decibelben (dBA). Esetenként hangteljesítményszintet adnak meg, ami egy másik típusú mennyiség: a hangteljesítményszint (L_w) az adott hangforrásra vonatkozik, míg a hangnyomásszint (L_p) változik a hangforrás helyével, a környezeti feltételekkel és a hangforrástól való távolsággal is. A katalógus szerinti hangnyomásszint értékeket ezért ezekkel a körülményekkel együtt kell figyelembe venni, vagyis a konkrét beépítésnél a katalógus adattól eltérő értékek adódhatnak.

Zajkövetelmények

Az épületgépészeti berendezések zajterhelési és rezgésterhelési határértékeit egy kormányrendelet írja elő, e cikk írásakor a 27/2008. (XII. 3.) KvVM-EüM együttes rendelet. A rendelet mögöttes logikája az, hogy a zajtól védeni kell bizonyos épületeket, azok homlokzatánál, ahol az ott tartózkodóknak joga van a csendhez, a nyitott ablaknál pihenéshez. A határértékek ennek megfelelően éjszaka szigorúbbak. A követelmények azt is figyelembe veszik, hogy milyen környezetben található a védeni kívánt létesítmény, pl. nagyvárosi környezetben, ami eleve zajosabb, magasabbak a küszöbök. Az adott helyszínre vonatkozhatnak még egyéb követelmények is, ezeket mindig esetileg kell megvizsgálni. Lényeges az is, hogy a lakókat a zaj attól még jogosan zavarhatja, hogy esetleg a jogszabályi követelmények teljesülnek. Ilyen esetekben különösen fontos, hogy egyedi műszaki megoldással orvosolják a problémát, mert ilyenkor általában nincs jogi eszköz a panaszos kezében.

Zajcsökkentési javaslatok

A hőszivattyú által okozott zaj szintjének csökkentésében segít, ha a hőszivattyú az alábbi funkciókkal rendelkezik:

• változtatható fordulatszámú ventilátor és kompresszor
• lágy indítás és leállítás funkció
• éjszakai/halk működési mód
• hangszigetelt kompresszor.

A legelterjedtebb levegő-levegő vagy a levegő-víz hőszivattyú beszerelésekor meg kell határozni a kültéri egység legmegfelelőbb helyét és olyan elhelyezését, hogy a rendszer zajhatása a legkevésbé legyen zavaró a saját és a szomszédok irányába egyaránt. Gyakori, hogy a gép azért okoz zajproblémát, mert pl. káros visszaverődések erősítik, vezetik a hangját egy védendő helyre. De testhang vezetési problémák is rendkívül gyakoriak.

Gép elhelyezés, áthelyezés

A legjobb gyakorlat szerint a kültéri egységet a zajra érzékeny helyiségek ablakaitól és a szomszédos épületektől lehetőleg távol kell telepíteni, az előírt minimális védőtávolság betartásával. A kültéri egységet szilárd alapra, például betonalapra kell helyzeni rezgéselnyelő alátéttel a zaj csökkentése érdekében és itt általában az egyedi rezgésszigetelő megoldások a leghatékonyabbak.

Ugyanakkor a telepítés környezetében levő szilárd talajfelületek, pl. az aszfalt, a beton, különböző anyagú járdák, valamint főként a szomszédos függőleges felületek a visszaverődés miatt növelik a zaj hanghangnyomás szintjét. Ezzel szemben a füves és bokros területek némileg csökkentik a hangnyomás szintet, és ugyanígy a hangterjedés szempontjából terepakadálynak számító építő- vagy design elemek, például különféle kerítések, árnyékolók akadályozzák a zajt terjedését és bejutását a saját vagy szomszédos lakóházakba, homlokzatokhoz.

A kültéri egységet úgy javasolt elhelyezni, hogy az uralkodó széliránnyal szemben és a szomszéd irányába ne fújjon a ventilátor. Elsődleges zajcsökkentési megoldást jelenthet a gép áthelyezése, az új elhelyezés vizsgálata, melyet számításokkal, számítógépes modellezéssel lehet előre jelezni.

A cikk folytatódik – szó lesz még ezekről