Hőszivattyúk zajterhelése és zajcsökkentése

Az utóbbi években a lakossági piacon az energiaár-emelkedés kompenzálása és a gazdaságosabb energiafelhasználás érdekében egyre többször telepítenek hőszivattyúkat, klímaberendezést. 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 (fan-coil)
3. Víz-víz hőszivattyúk
4. Geotermikus és talajszondás hőszivattyúk
5. Gáz abszorpciós hőszivattyúk (tipikusan nem lakossági)

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). Ezek azok a berendezések, melyek a legtöbb zajpanaszt okozzák. A levegő-víz hőszivattyúk között három alapvető felépítési módot különböztetünk meg:

• Monoblokkos (kompakt): a kültéri és a beltéri egység egyben, általában kültérben található
• Osztott rendszerű (split): egy kültéri és egy beltéri hidraulikus blokkból álló egységekből épül fel.

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 (a levegő megmozgatása) 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 ennél alacsonyabb zajszintet is elérhetnek, és a zaj szintje az üzemelés módjától és fokozatától is függ. A beltéri egységek hangnyomásszintje általában 18‑30 dB közötti. A hangnyomásszintet 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. Az A-súlyozási görbe az egyenértékű hangnyomásszint egyszámadatos mutatójában elnyomja, alulértékeli a kisfrekvenciás komponenseket, így a búgó hangok tekintetében túlzottan optimista képet adhatnak az alacsony számértékek (a kompresszorok tipikus tonális működési tartományában mintegy 20 dB-lel).

A lakossági hőszivattyúk tipikusan télen és használati melegvíz előállításakor hangosabbak, ilyekor a legnagyobb a hőigény. Hidegben pedig a néhány percig tartó leolvasztási funkció is átmeneti zajpanaszt okozhat, ráadásul ez óránként többször is ismétlődhet, ilyenkor a kompresszor okozza általában a tonális zavaró hatást (búgást 80-120 Hz tartományban).

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.

Lényeges szempont, hogy a jelenlegi jogi környezetben a környezeti zaj és rezgés elleni védelem egyes szabályairól szóló 284/2007. (X. 29.) Korm. rendelet nem vonatkozik a magáncélú épületgépészeti berendezésekre, tehát a lakossági hőszivattyúk nem minősülnek üzemi zajforrásnak. Ha a lakásban esetleg iroda vagy más termelő-szolgáltató tevékenység is működik, akkor azonban már üzemi zajforrásnak lehet tekinteni. Mivel a magánszemélyek háztartási igényeit kielégítő tevékenység nem üzemi és nem is szabadidős típusú zajforrás, ezért általános határérték nem vonatkoztatható rá. Helyi zajvédelmi rendelettel az önkormányzat előírhat zajhatárértéket, de ez csak kevés településen és nem is egységesen történik meg. Emiatt sok esetben a jogi megoldások a jegyzők útján hatáskör hiányában elutasításra kerülnek, a bíróságok pedig igazságügyi szakértői zajmérés eredményei ellenére is változatos döntéseket hoznak. A gyakorlatban ezért a jogi megoldásokon kívül – amennyiben még van erre lehetőség – célszerű a műszaki megoldásokat is megfontolni.

Külföldi országok példáiból kiindulva meghatározható olyan – nem kötelező érvényű, de praktikus – zajkövetelmény, ami műszaki megoldásokkal a zavaró hatást minimalizálja. Ezeket célszerűen a védendő homlokzatok előtt, vagy a telekhatáron érdemes megmérni és teljesíteni.

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.

A kompresszor tonális, búgó hangja sokszor a határérték alatti szint mellett is zavarást okoz.

Gép elhelyezés, áthelyezés

A legjobb gyakorlat szerint a kültéri egységet a védendő (szomszéd és saját ingatlanon is) zajra érzékeny helyiségei ablakaitól és általában a szomszédos épületektől távol kell telepíteni, az előírt minimális védőtávolságok betartásával, különösen oldalhatáros beépítési helyzetben. A kültéri egységet szilárd alapra, például betonalapra kell helyzeni rezgésszigetelő alátéttel – a zaj csökkentése érdekében -, és itt általában az egyedileg méretezett rezgésszigetelő megoldások a leghatékonyabbak. A rezgésszigetelés izolálja a gépet és segít a testhangterjedés csökkentésében, ami a közeli, tipikusan saját ingatlant védi.

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 hanghangnyomásszintjét. Például a merev falakkal határolt sarkokba telepített kültéri egységek 3-6 dB-lel növelik a zajterhelést. Ilyen helyzetekben segíthet a sarkok kültéri hangelnyelő burkolattal történő ellátása is. Ezzel szemben a füves és bokros területek némileg csökkentik a hangnyomás szintet (csak kis mértékben), 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. Ezek a megoldások azonban nem elsősorban hangszigetelésre alkalmasak, de egy növényi takarásban például lehet vizuálisan is elfogadható, mégis hatékony zajárnyékoló falat építeni.

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