Ljudreducering av värmepump

Transkript

1 Ljudreducering av värmepump Sound attenuation of heat pump Växjö maj 2008 Examensarbete nr: TD XXX/2006 Hugo Knutsson Steve S. Johansson Sven Runesson Avdelningen för teknik och design

2 CTC Enertech AB Förord Denna rapport är en del i Växjö universitets maskintekniska utbildning och handlar om akustiska mätningar och åtgärder på värmepumpen EcoAir 107 från CTC Enertech AB. Arbetet omfattar 15 högskolepoäng och utförs på uppdrag av CTC Enertech AB. Vi vill tacka Torbjörn Karlsson, produktchef och vår kontakt på företaget, för all hjälp och för avsatt tid åt projektet, Börje Nilsson på Växjö universitets Matematiska och systemtekniska institution för råd och handledning under projekttiden. Vi vill även passa på att tacka övrig personal på CTC Enertech AB som vi kommit i kontakt med för engagemang och trevligt bemötande. Växjö, vårterminen Hugo Knutsson.. Steve S. Johansson.. Sven Runesson

3 CTC Enertech AB Sammanfattning Detta examensarbete behandlar akustiska undersökningar på luftvärmepumpen EcoAir 107 från. Ljudbilden över värmepumpens tre ljudkällor, fläkt, kompressor och fyrvägsventil, har mätts upp för att se hur dessa påverkar produktens totala ljudnivå. Åtgärder för att försöka dämpa ljudnivån har sedan tagits fram och testats. Genom att jämföra dessa med ljudbilden på värmepumpen i standardutförande har vi kommit fram till de åtgärder som fungerar bäst. De bästa dämpningsåtgärderna visade sig vara: Tejpade lister och hål runt kompressorutrymmet Isolering i tak och botten av hela konstruktionen Stadgning av fläktutrymmets bottendel Avskärmning av ljudkällan med skärm på 110 mm avstånd Dessa åtgärder har testats tillsammans och en genomsnittlig sänkning på totala ljudnivån med 3,87 db har åstadkommits. Fläktljudet rakt framifrån, som är det starkaste ihållande ljudet från värmepumpen, sänktes med hela 4,65 db. Detta arbete är tänkt att kunna användas som hjälp vid :s framtida utvecklingsarbete.

4 CTC Enertech AB Abstract This degree project handles acoustic measurements of the heat pump EcoAir 107, made by. The sound from the three sound sources of the heat pump, fan, compressor and four way valve, have been measured to find out how they affect the total sound level of the product. Measures to attenuate the sound level have been developed and tested. By comparing these with the sound of the heat pump, in its original state, we have found out the measures which have best effects. The best attenuating measures came to be: Taped openings and holes around the compressor space Isolating the top and the bottom of the whole construction Support of the fan bottom part Shielding of the sound source with a screen on a distance of 110 mm Theese measures have been tested together and an average attenuation of the total sound level with 3,87 db have been accomplished. In the front of the fan where the continuous sound is the strongest, the attenuation was 4,65 db. This project is meant to be used as a guide by :s during their future developing process.

5 Organisation/ Organization VÄXJÖ UNIVERSITET Institutionen för teknik och design Växjö University School of Technology and Design Författare/Author(s) Hugo Knutsson Steve S. Johansson Sven Runesson Dokumenttyp/Type of document Handledare/tutor Examinator/examiner Examensarbete/ Diploma work Börje Nilsson Samir Koshaba Titel och undertitel/title and subtitle Ljudreducering av värmepump/sound attenuation of heat pump Sammanfattning (på svenska) Detta examensarbete behandlar akustiska undersökningar på luftvärmepumpen EcoAir 107 från Enertech CTC AB. Ljudbilden över värmepumpens tre ljudkällor, fläkt, kompressor och fyrvägsventil, har mätts upp för att se hur dessa påverkar produktens totala ljudnivå. Åtgärder för att försöka dämpa ljudnivån har sedan tagits fram och testats. Genom att jämföra dessa med ljudbilden på värmepumpen i standardutförande har vi kommit fram till de åtgärder som fungerar bäst. De bästa dämpningsåtgärderna visade sig vara: Tejpade lister och hål runt kompressorutrymmet, isolering i tak och botten av hela konstruktionen, stadgning av fläktutrymmets bottendel och avskärmning av ljudkällan med skärm på 110 mm avstånd. Dessa åtgärder har testats tillsammans och en genomsnittlig sänkning på totala ljudnivån med 3,87 db har åstadkommits. Fläktljudet rakt framifrån, som är det starkaste ihållande ljudet från värmepumpen, sänktes med hela 4,65 db. Detta arbete är tänkt att kunna användas som hjälp vid :s framtida utvecklingsarbete. Nyckelord Ljud, ljudreducering, ljuddämpning,, akustik, värmepump Abstract (in English) This degree project handles acoustic measurements of the heat pump EcoAir 107, made by. The sound from the three sound sources of the heat pump, fan, compressor and four way valve, have been measured to find out how they affect the total sound level of the product. Measures to attenuate the sound level have been developed and tested. By comparing these with the sound of the heat pump, in its original state, we have found out the measures which have best effects. The best attenuating measures came to be: taped openings and holes around the compressor space, isolating the top and the bottom of the whole construction, support of the fan bottom part and shielding of the sound source with a screen on a distance of 110 mm Theese measures have been tested together and an average attenuation of the total sound level with 3,87 db have been accomplished. In the front of the fan where the continuous sound is the strongest, the attenuation was 4,65 db. This project is meant to be used as a guide by :s during their future developing process. Key Words Sound, sound reduction, sound attenuation,, acoustics, heat pump Utgivningsår/Year of issue Språk/Language Antal sidor/number of pages 2008 Svenska/Swedish 52 Internet/WWW

6 1 Inledning Luftvärmepumpen EcoAir Funktion Konstruktion Företagsbakgrund Problemformulering Syfte Avgränsningar Förstudie Akustik A-filter Metod Beskrivning av mätlokalen Pumpens placering Tillvägagångssätt vid ljudmätningarna Elimination av mätlokalens ljudnivå Ljudisolerande material Identifiering av ljudbilden Fyrvägsventilen Planering av åtgärder Tätning av lister och hål i konstruktionen Isolering mellan kompressor- och fläktdel Isolering av konstruktion botten Isolering av konstruktion tak, botten samt mellan kompressor- och fläktdel Stadgning av konstruktion Minskad luftturbulens med hjälp av tratt Kompressorhuva Avskärmning av ljudkällan Ventilåtgärder De bästa åtgärderna Resultat Identifiering av ljudbilden Fyrvägsventilen Tätning av lister och hål i konstruktion Isolering mellan kompressor- och fläktdel Isolering av konstruktion botten Isolering av konstruktion tak botten samt mellan kompressor- och fläktdel Stadgning av konstruktion Minskad luftturbulens med hjälp av tratt Kompressorhuva Avskärmning av ljudkällan Ventilåtgärder De bästa åtgärderna Diskussion Fläkten Kompressor Ventilen Isolering Mätlokal H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson

7 7.6 Övrigt Förslag till framtida mätningar Slutsats/Förslag till åtgärder Fläkten Kompressorn Ventilen Källförteckning Litteratur Bildförteckning Bilagor sidor H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson 2

8 1 Inledning 1.1 Luftvärmepumpen EcoAir Funktion Värmepumpen EcoAir 107 från, används till husuppvärmning och uppvärmning av varmvatten. Produkten placeras utomhus intill husväggen och ansluts till en panna eller en elpanna, t.ex. en EcoEl-enhet, placerad inne i huset. Värmepumpen fungerar på det sättet att fläktenheten suger in luft genom värmebatteriet som värmer upp ett kylmedium. Kylmediet komprimeras i kompressorn och värmen som då uppstår går in i kondensorn som värmer upp vatten vilket förs in i huset. Då kylmediet når värmebatteriet håller det en temperatur på ca - 18 C. Detta gör att EcoAir 107 effektivt kan utvinna värme ur luft med en temperatur på - 15 C. Då kylmediet har en temperatur under 0 C kan is bildas på värmebatteriet. För att avfrosta detta slår en fyrvägsventil över och kör systemet baklänges. (Informationsblad om CTC EcoAir) Konstruktion Konstruktionen har två större utrymmen, det ena rymmer fläkt och värmebatteri och det andra har plats för kompressor, fyrvägsventil, kondensor, ackumulator mm. Se bild 1. 1 Fläkt 2 Kompressor 3 Värmebatteri 4 Fyrvägsventil 5 Elcentral 6 Kondensor Bild 1. Principbild över EcoAir 107-värmepump (då pumpen är i drift är ett galler monterat framför fläktutblåset, en servicelucka sitter framför kompressorutrymmet och ett lock är monterat ovanpå konstruktionen) H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson 1

9 Pumpen står på fyra ben och har en stomme av plåt som är sammanfogad med skruv och nitförband. Stora delar, så som servicelucka, lock och fläktkåpan är gjorda i plast. Undertill på produkten finns det ett flertal öppningar i form av runda hål. Ljudisolerande material är monterat på alla fyra sidorna i utrymmet för kompressorn och på yttersidan av fläktutrymmet. Ingen isolering över huvud taget finns i locket eller i bottnen. Hela produkten, inklusive benen, har måtten; bredd 1190 mm, höjd 1040 mm och djup 485 mm och väger 105 kg. EcoAir 107 har tre ljudgenererande källor; fläkt, kompressor och fyrvägsventil. Varav vilka fläkten och kompressorn ger ifrån sig ljud under längre tidsintervall, medan ljudet från ventilen bara varar i ett par sekunder. Fläkten har två olika hastigheter, hög och låg. Fläkten och kompressorn kan köras oberoende av varandra men ventilen kan ej aktiveras utan att fläkten och kompressorn är igång. 1.2 Företagsbakgrund Det svenska företaget Enertech AB är en del av den engelska bolagsgruppen Enertech Ltd. Koncernen omsätter ca 1,6 miljarder kronor årligen varav den svenska delen står för knappt hälften. I Enertech AB ingår företagen CTC, Bentone och Osby Parca, alla tillverkare av värmepannor, värmepumpar och olika typer av brännare. CTC, förlagt i Ljungby, är företaget för vilket rapporten är avsedd. År 1923 bildades företaget CTC, inriktat på produkter för uppvärmning, av de tre ingenjörerna Celsius, Tellander och Clarin. Idag har CTC ca 400 anställda i Ljungby och tillverkar bland annat luft och markvärmepumpar, pelletsbrännare, elpannor och solvärmesystem. ( Företagsnamnet är starkt och förknippas med god kvalitet i de svenska hemmen. H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson 2

10 2 Problemformulering I dagens samhälle ställs både myndighets- och marknadskrav på produkter som kan störa omgivningen, därför strävar ofta företag mot att göra sina produkter så tysta som möjligt. Alla luftvärmepumpar på marknaden sänder ut någon form av ljud. En produkt som låter lite eller inget är något som kunden kan tänka sig att betala extra för. För att förstå hur ljudet uppstår måste ljudkällorna i Enertech CTC:s luftvärmepump EcoAir 107 först identifieras. Först då dessa är kända skall åtgärder tas fram som kan reducera eller helt dämpa det störande ljudet. De ljuddämpande ingreppen på värmepumpen får ej påverka pumpens prestanda negativt. 3 Syfte Syftet är att göra ljudmätningar och dämpa ljudet från värmepumpen EcoAir 107. Det skall resultera i rekommendationer på ljuddämpning samt förslag till åtgärder på konstruktionen så att ljudnivån sänks utan att kapaciteten försämras. skall kunna använda sig av dessa resultat vid framtida utvecklingsarbete. 3.1 Avgränsningar Inga ljudgenererande detaljer i värmepumpens konstruktion kommer att bytas ut eller modifieras. De enda ljudreducerande åtgärderna som kommer att göras kommer att vara tillägg till den befintliga produkten. De ljuddämpande insatserna kommer att göras på samtliga ljudgenererande enheter, oavsett hur mycket de påverkar den totala ljudnivån. H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson 3

11 4 Förstudie 4.1 Akustik Akustik är läran om ljud och ordet akustik kommer från grekiskans aukein som betyder att höra. Ljud är tryckförändringar i något material, fast, flytande eller gasformigt spelar ingen roll. Dock fortplantar sig ljudet sämre ju längre mediets molekyler är ifrån varandra, så i vakuum kan inget ljud färdas (Andersson, J, Akustik & buller, 1998). Ljudets sätt att fortplanta sig genom mediet brukar delas in i luftburet och stomburet ljud. Om ljudet är luftburet så transporteras det från ljudkällan till luftmediet. Det stomburna ljudet transporteras genom ett fast medium, t.ex. en konstruktion som följd av vibrationer från t.ex. en motor. Akustiken skiljer på toner och buller. Örat uppfattar en regelbunden tryckförändring som en ton och en oregelbunden som buller. Generellt sett kan det sägas att toner uppfattas som behagliga medan buller uppfattas som obehagligt och störande. Toners höjd kallas för frekvens och mäts i hertz (Hz). Frekvens är ett mått på antal tryckförändringar eller svängningar per sekund. 20 Hz är den lägsta ton som människan kan höra och Hz är den högsta. Toner över detta intervall kallas för ultraljud och toner som är lägre kallas för infraljud. Det mänskliga örat hör frekvenser mellan 1000 och 4000 Hz bättre än de som är högre respektive lägre. Inom detta intervall brukar ett normalt samtal ligga. (Bodén H m.fl. Ljud och Vibrationer, KTH) Ljudets styrka mäts i decibel (db) och är ett logaritmiskt mått, där 0 db är det svagaste ljud som människan kan uppfatta och 194 db det starkaste som kan uppstå. En människa uppfattar en ökning på 8-11 db som en fördubbling av ljudstyrkan oavsett om det går från 10 db till 20 db eller 110 db till 120 db. Vid dämpning av flera ljudkällor i en produkt är det effektivast att koncentrera åtgärderna mot den ljudkälla som genererar det starkaste ljudet. H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson 4

12 4.2 A-filter För att en mätning av ljudtrycksnivån skall stämma bättre överens med hur örat uppfattar de olika frekvenserna används ett så kallat filter. Med filter menas, i detta sammanhang, ett system som drar av decibel på frekvenser som människoörat uppfattar sämre och lägger till decibel på frekvenser som uppfattas bättre. Det finns A-, B-, och C-filter, av vilka A-filtret är det mest använda. (Bodén H m.fl. Ljud och Vibrationer, KTH) A-filtrets värden vid olika frekvenser visas i bild 2. Bild 2. Kurva över värdena i A-filtret H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson 5

13 5 Metod 5.1 Beskrivning av mätlokalen Lokalen som luftvärmepumpen är installerad i är en allmän laborationslokal på Växjö universitet. Laborationslokalen har en golvyta på ca 600 m 2 och en takhöjd på ca 9 m. Golvet är av betong och väggarna är gjorda av betong med gips över och är täckta upp till 2,5 m med ljudabsorbenter. I lokalen finns flertal olika maskiner, fordon samt lager med virke och metallmateriel Pumpens placering Värmepumpen står monterad tillsammans med en EcoEl-enhet utmed en av långsidorna i lokalen. Värmepumpens framsida är riktad mot den närmsta väggen. Fritt utrymme framför konstruktionen är ca 1,5 m. Detta begränsar val av mätpunkter. Se bild 3 för tydligare förståelse. Bild 3. Mätlokalen och värmepumpens placering inringat i rött H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson 6

14 5.2 Tillvägagångssätt vid ljudmätningarna Ljudmätningar på luftvärmepumpen EcoAir 107 utförs från tre olika mätpunkter; en rakt framifrån, en 45 åt vänster och en 45 åt höger, alternativt framifrån, 45 åt vänster och 90 åt vänster. Avståndet från värmepumpen till alla mätpunkter är 1 m och höjden är 550 mm. 180 mm bakom värmepumpen placeras en vägg som är 2,10 m hög och 3 m bred och gjord av 12 mm tjocka furubrädor. Detta för att försöka återskapa så realistiska betingelser som möjligt. Väggen förhindrar att eventuella ljud som sänds ut bakåt från värmepumpen försvinner. Bild 4 visar värmepumpens uppställning samt mätpunkternas placering. Bild 4. Värmepumpen av typen EcoAir 107 står placerad framför furuväggen och mätpunkterna höger, framifrån, vänster och 90. Mätpunkt höger och vänster är placerade 45 ut från respektive hörn. Alla mätningarna utförs, om annat ej sägs, under en period på 11 s och redovisas i rapporten som ekvivalentnivåer. Ekvivalentnivån är ett genomsnittsvärde av ljudet under tidsintervallet. En ljudnivåmätare av typen Brüel & Kjear 2250 används vid alla mätningarna och A-filter appliceras vid samtliga tillfällen. För att inte luften från fläktens utblås skall störa mätningarna används ett tillhörande vindskydd tillsammans med ljudnivåmätaren, se bild 5. H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson 7

15 Bild 5. En Brüel & Kjear 2250 ljudnivåmätare med vindskydd Elimination av mätlokalens ljudnivå Ljud förekommer i mätlokalen, så som fläktar, ventilation, surr från lysrör etc. och dessa är ej möjliga att stängas av. Detta ljud kallas för bakgrundsljud och kommer att registreras vid mätningarna. Det är även osäkert om huruvida bakgrundsljudet är konstant från gång till gång. För att mätresultaten skall bli så tillförlitliga som möjligt så kommer bakgrundsljudet att räknas bort. Denna beräkning kräver att bakgrundsljudet mäts vid varje mättillfälle. Formeln för beräkningen är följande (Formelsamling MT947C): L Pm LPm L Ptot L Pb = 10 log = Maskinens ljudtrycksnivå [db] LPtot LPb = Totala ljudtrycksnivån [db] = Ljudtrycksnivån från bakgrunden [db] H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson 8

16 5.3 Ljudisolerande material Materialet som kommer att användas som ljuddämpning är av samma sort som Enertech CTC AB använder i sina produkter. Det är gjort av ett 20 mm tjockt skumgummimaterial fäst på en styvare 5 mm tjock gummibotten, se bild 6. Baksidan av materialet har en självhäftande klisteryta och fäster bra på metall och plast. Bild 6. Föreställande det ljuddämpande material som använder i sina värmepumpar. 5.4 Identifiering av ljudbilden För att få reda på exakt vad i värmepumpen som ger upphov till ljud och hur starka dessa ljud måste pumpens olika delar köras var för sig då mätningarna görs. Delarna som ska testas är; kompressorn, fläkten på låg samt på hög fart och alltsammans samtidigt. Vid detta testtillfälle har inga modifikationer gjorts på något vis utan pumpen är i sitt originalutförande Fyrvägsventilen Då ljudet från fyrvägsventilen skall mätas används en annan sorts mätning än den som utförs på de övriga detaljerna i värmepumpen. Detta för att ventilljudet ej är ihållande som de från fläkten och kompressorn, utan istället kort och kraftfullt. Därför används maxvärden på ljudnivån som med större ackuratess kan fånga det höga ventilljudet. Dessa mätningar kan därför ej jämföras med de övriga mätvärden då de är genomsnittsvärden under en längre tid. Värdena från mätningarna på ventilen presenteras därför i ett eget stycke under resultatdelen. H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson 9

17 5.5 Planering av åtgärder Undersökning av värmepumpen visar att konstruktion inte är helt tät utan har ett antal hål och glipor som kan tillåta luftburet ljud att ta sig ut. Vidare saknas ljuddämpande material i värmepumpens tak och bottendel. Detta kan ge upphov till stomburet ljud. Genom fläktens utblås kan mycket luftburet ljud färdas ut ur konstruktionen. Dessa iakttagelser ligger till grund för de kommande dämpningsåtgärderna Tätning av lister och hål i konstruktionen För att förhindra att luftburet ljud transporteras genom hålen under värmepumpen och även genom skarvar mellan väggarna så tätas dessa med hjälp av eltejp. Bild 7 visar skarvarna mellan servicelucka, fläkt och takdel. Bild 8 visar dessa tätade med eltejp. Bild 7. Skarvarna i värmepumpens konstruktion Bild 8. Skarvarna tätade med eltejp Isolering mellan kompressor- och fläktdel Väggen mellan fläktutrymmet och utrymmet för kompressorn går ej ända upp till locket. Här finns en större springa, se bild 9, som tillåter luftburet ljud från kompressorutrymmet att komma in i fläktutrymmet och ut genom utblåset. I samband med denna springa finns även ett större hål för rörledningar mellan fläktdelen och kompressordelen, se bild 10. Dessa öppningar tätas med ljudisolerande material, dock ej det som beskrivits tidigare utan detta saknar det styva gummiskiktet. Åtgärden är endast avsedd att dämpa kompressor och ventilljudet så mätningar utförs också bara på dessa två enheter. H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson 10

18 Bild 9. Vägg mellan kompressor och fläktdel utan extra dämpning Bild 10. Dämpning monterad mellan kompressor och fläktutrymmet Isolering av konstruktion botten Då bottnen på värmepumpen saknar ljuddämpande isolering är det möjligt att ljud förs ut ur konstruktionen den vägen. En mätomgång utförs därför då värmepumpens botten isolerats i både fläkt- och kompressorrummet. I och med att material placeras i bottnen så tätas också värmepumpens hål på undersidan. Bilderna 11 och 12 visar hur isoleringen monterats i botten på konstruktionen. Bild 11. Ljuddämpande material har lagts i bottnen på fläktutrymmet Bild 12. Ljuddämpande isolering i kompressordelens botten H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson 11

19 5.5.4 Isolering av konstruktion tak, botten samt mellan kompressor- och fläktdel I syfte att försöka dämpa värmepumpens struktur och luftburna ljud monteras en ljuddämpande isolering enligt försök och samt i locket av konstruktionen, se bild 13. Isoleringen fästes över hela konstruktionen, dvs. i både fläktrummet och i utrymmet för kompressorn och de övriga enheterna. Bild 13. Takdelen av värmepumpen bortmonterad och täckt med ljuddämpande isolering Stadgning av konstruktion I ett försök att dämpa vibrationerna i värmepumpens botten trycks tre stycken träbitar fast mellan underredet och golvet, se bild 14. En bit placeras under fläktrummet direkt under fästet till fläkten och två under utrymmet för kompressorn. Förhoppningen är att dessa skall minska det stomburna ljudet från de rörliga delarna i fläkten och kompressorn. Bild 14. Tre trästöttor monterade under värmepumpen för att ge extra stadga och dämpa vibrationer H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson 12

20 5.5.6 Minskad luftturbulens med hjälp av tratt Försök gjordes för att förbättra flödet av luft genom värmepumpen med hjälp av en tratt. Tanken bakom försöket var att luften inte strömmade optimalt från värmebatteriet till fläkten och att detta orsakade luftturbulens som genererade ljud. En annan positiv effekt av ett förbättrat luftflöde vore att varvtalet på fläkten skulle kunna sänkas utan att pumpens prestanda försämras varvid fläktens ljud skulle sänkas ytterligare. För att pröva dessa teorier byggdes en tratt i papp som installerades mellan värmebatteriet och fläkten. Bild 15 visar tratten under uppbyggnad. Tratten tätades, i största möjliga mån, mot fläkten och mot värmebatteriet. Luften kunde därefter endast ta den kortaste vägen och inte hindras någonstans. Bild 15. Två vyer av tratten som monterades mellan fläkt och värmebatteri H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson 13

21 5.5.7 Kompressorhuva Då kompressorljudet kan uppfattas som störande har huvor med lock utformats av Enertech CTC AB för att monteras direkt på kompressorn. Denna huva är gjord av ljuddämpande material, har hål för rörledningar och elenhet och fästs fast med hjälp av kardborrband, se bild 16 och 17. Två utförande av huvan finns; en gjord av skumgummi och en av ett vaddliknande material, se bild 18 och 19. Bild 16. Kompressorhuvans utformning med tillhörande lock Bild 17. Närbild av kompressorhuvans lock Bild 18. Vaddversionen av kompressorhuvan har ett hårt gummiskikt på 5 mm och en vaddtjocklek på 15 mm Bild 19. Skumgummiversionen av kompressorhuvan har ett hårt gummiskikt på 3 mm och en total tjocklek på 25 mm H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson 14

22 5.5.8 Avskärmning av ljudkällan För att förhindra att värmepumpens ljud sprider sig monteras en skärm, med en höjd på 585 mm och bredd på 640 mm, framför fläkten, se bild 20 och 21. Skärmen är gjord av en mdfskiva monterad på en träram i höjd med fläktutblåset. På skivan fästes ett ljudabsorberande material av samma sort som sitter inne i värmepumpen. Avståndet mellan fläkt och skärm räknas ut på två olika sätt. Oförändrad yta för utblåst luft att ta sig igenom: π utblåsradien 2 = π utblåsdiametern x x = avståndet till värmepumpen Med värden insatta blir det: π = π 440 x vilket ger att x 110 mm. Enligt Mattias Åhlander, laboratorieingenjör på, skulle 40 % av fläktdiametern vara ett tillräckligt avstånd för att pumpen inte skulle förlora i kapacitet om något monterades framför. Detta ger ett ungefärligt värde på 180 mm. Då det finns risk för att ljudet koncentreras mer åt sidorna med denna åtgärd väljs en ny mätpunkt 90 från pumpen, dvs. rakt från kortsidan av konstruktionen. Denna mätpunkt ersätter mätpunkt höger. Bild 20. Skärmen monterad 80 mm framför fläktgallret Bild 21. Skärmen uppställd framför värmepumpen H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson 15

23 5.5.9 Ventilåtgärder Ventilljudet uppmäts vid ovan nämnda åtgärder: mätning 5.5, mätning 5.6 och mätning 5.8. Utöver dessa utförs ett försök där ventilen isoleras med ljuddämpande material runtom. Se bild 22 för en överblick på åtgärden. Bild 22. Fyrvägsventilen inkapslad i ljuddämpande material fastsatt med silvertejp De bästa åtgärderna Efter att resultaten av mätningarna har utvärderats skall ytterligare en mätning göras på värmepumpen med de åtgärder som har givit bäst ljudreducering. H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson 16

24 6 Resultat Resultaten från mätningarna presenteras varje åtgärd för sig i kapitel För att få överblick i hur varje insats har påverkat de enskilda ljudkällorna över de uppmätta frekvenserna är resultaten samlade i diagram och återfinns i bilaga Bilaga 1: Ljudbild över EcoAir 107 i standarutförande Bilaga 2: Fläkt hög Bilaga 3: Fläkt låg Bilaga 4: Kompressor Bilaga 5: Huva skumgummi Bilaga 6: Huva vadd Bilaga 7: Fläkt hög och kompressor Bilaga 8: Skärm fläkt hög Bilaga 9: Skärm fläkt låg Bilaga 10: Ventil Bilaga 11: Jämförelse mellan standard och de bästa åtgärderna Kompressor och fläkt hög Bilaga 12: Jämförelse mellan standard och de bästa åtgärderna Fläkt hög Bilaga 13: Jämförelse mellan standard och de bästa åtgärderna Fläkt låg Bilaga 14: Jämförelse mellan standard och de bästa åtgärderna Kompressor Bilaga 15: Jämförelse mellan standard och de bästa åtgärderna Ventil Då medelvärdena från mätningarna räknades ut användes följande formel: L pm 1 Lpv Lpf Lph = 10 log L = Logaritmiskt medelvärde av de tre mätpunkterna [db] pm L = Värde från mätpunkt vänster [db] pv L pf = Värde från mätpunkt framifrån [db] L = Värde från mätpunkt höger [db] ph Denna formel används även då medelvärdet av förändringen på ljudtrycksnivån räknas ut. H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson 17

25 6.1 Identifiering av ljudbilden Värdena från denna mätning var ett av de viktigaste då det kom att ligga till grund för många av de modifieringar som senare utfördes. Resultatet av mätningarna kan ses, för varje mätpunkt, i tabell 1 nedan samt för varje frekvens i bilaga 1. Den klart dominerande ljudkällan, över längre tid, visade sig vara fläkten, detta ljud ökade också med varvtalet. Ljudet från kompressorn var betydligt lägre, i storleksordningen 4 db under ljudet från fläkten på låg fart och mer än 9 db under fläktljudet på hög fart. Mätning Vänster Framifrån Höger Medelvärde Standard dba dba dba dba Fläkt hög 58,66 61,25 57,46 59,42 Fläkt låg 53,90 56,22 52,49 54,48 Kompressor 50,73 50,74 51,03 50,83 Fläkt hög & kompressor 59,22 61,34 57,60 59,66 Tabell 1. Identifiering av ljudbilden Fyrvägsventilen Att få fram det rena ventilljudet visade sig vara mycket svårt eftersom även kompressor och fläkt går igång då ventilen aktiveras. Mätresultatet innehåller därför både ventilljud och ljudet från kompressorn och fläkten. Anledningen till varför kompressor och fläktljudet inte räknas bort beror på att detta ljud förändras hörbart då ventilen slår över. Resultatet av mätningen på ventilen presenteras i stycke Tätning av lister och hål i konstruktion Med konstruktionens lister och håligheter tätade erhölls en marginell sänkning av ljudtrycksnivån då fläkten gick på hög fart. Ljudet från fläkten på låg fart gav en ökning på 0,22 db och kompressorljudet sänktes med nästan 1 db. För exakta värden se tabell 2. H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson 18

26 Mätning Vänster Framifrån Höger Medelvärde Sänkning Sänkning Sänkning Sänkning Tejpade lister och hål dba db dba db dba db dba db Fläkt hög 58,56 0,10 61,07 0,17 57,52-0,07 59,32 0,07 Fläkt låg 54,23-0,34 56,14 0,08 52,92-0,43 54,64-0,22 Kompressor 50,20 0,52 49,96 0,77 49,74 1,28 49,98 0,87 Fläkt hög & kompressor 58,79 0,43 61,20 0,13 57,89-0,29 59,53 0,10 Tabell 2. Tätning av lister och hål i konstruktion 6.3 Isolering mellan kompressor- och fläktdel Denna åtgärd förändrade nästan inte alls ljudbilden från kompressorn. En ökning av ljudet kan dock noteras vid frekvenserna upp till 125 Hz, se bilaga 4 Den totala ljudtrycksnivån hamnade på 50,63 dba för ingreppet med isolering mellan kompressor- och fläktutrymmet. Exakta värden för varje enskild mätpunkt samt medelvärde återfinns i tabell 3. Mätning Vänster Framifrån Höger Medelvärde Sänkning Sänkning Sänkning Sänkning Tätning mellan rummen dba db dba db dba db dba db Kompressor 50,68 0,04 50,43 0,31 50,78 0,25 50,63 0,20 Tabell 3. Isolering mellan kompressor- och fläktdel 6.4 Isolering av konstruktion botten Insatsen med att montera ljuddämpande material i konstruktionens botten visade sig vara effektiv. Ljudet sänktes på samtliga av värmepumpens ljudgenererande enheter, på kompressorn med nära 1,4 db. Se tabell 4 för exakta siffror. Mätning Vänster Framifrån Höger Medelvärde Sänkning Sänkning Sänkning Sänkning Isolering botten dba db dba db dba db dba db Fläkt hög 57,98 0,68 60,28 0,97 56,48 0,97 58,53 0,88 Fläkt låg 53,46 0,44 55,61 0,61 51,99 0,51 53,94 0,52 Kompressor 50,73-0,01 49,34 1,40 48,59 2,44 49,65 1,39 Fläkt hög & kompressor 58,59 0,63 60,54 0,80 57,13 0,47 58,98 0,64 Tabell 4. Isolering av konstruktion - botten H. Knutsson, S. S. Johansson, S. Runesson 19