Il rumore nel condizionamento dell’aria

L’argomento è alquanto difficile per la difficoltà della materia di non immediata e facile comprensione e per la scarsa e superficiale conoscenza che normalmente se ne ha.

Purtroppo tutti gli organi in movimento sono soggetti a vibrazioni e a formazione di rumore. Due sono le linee operative con cui affrontare il problema rumore: la prima è quella di ridurre per quanto possibile il rumore generato dalla sorgente e la seconda è quella di creare adeguati ostacoli direttamente all’interno della macchina o all’esterno per assorbire al meglio il rumore trasmesso dalla sorgente.

Si tratta sempre di trovare il giusto compromesso tra possibilità tecniche, costi e benefici.

Come ridurre il rumore alla sorgente.

Uniflair da sempre pone particolare attenzione ai componenti utilizzati ed ai loro regimi operativi. La scelta e le condizioni di utilizzo dei vari componenti formano un bagaglio di conoscenze e di cultura aziendale che permettono di progettare delle macchine molto efficienti anche sotto il profilo acustico. Prima di entrare in produzione i nuovi prodotti vengono sempre sottoposti a prove di laboratorio in camera acustica per ottimizzare il prodotto anche dal punto di vista degli effetti sonori.

Le sorgenti tipiche all’interno di un condizionatore di precisione sono tutti gli organi in movimento:

 i ventilatori,

i compressori,

i motori,

altri componenti come valvole che in regimi anomali possono generare rumore.

I ventilatori devono operare alle velocità minime compatibilmente con le prestazioni richieste, devono essere bilanciati staticamente  e dinamicamente e devono essere supportati in modo da non trasmettere vibrazioni al resto della macchina. Dove è possibile è conveniente utilizzare ventilatori di ricircolo con regolazione della velocità per poter ottenere  il migliore compromesso tra rumore e prestazioni nelle condizioni di effettivo utilizzo della macchina.

I compressori ermetici sono privilegiati rispetto agli altri tipi di compressore frigorifero e tra gli ermetici sono da privilegiare i compressori Scroll che funzionano con organi interni in movimento rotatorio piuttosto che alternativo ed hanno raggiunto prestazioni acustiche veramente eccellenti.

I condizionatori Uniflair sono poi provvisti di efficace barriera acustica costituita dai pannelli frontali e laterali opportunamente rivestiti di materiale fonoassorbente. Data la funzione propria del condizionatore,  non è possibile chiudere la macchina all’interno di un involucro fonoassorbente per la presenza degli ovvi passaggi dell’aria.

Le sorgenti di rumore poste all’esterno sono costituite dai ventilatori dei condensatori  raffreddati ad aria a degli scambiatori acqua-aria.

Anche in questo caso oltre alla tipologia dei ventilatori, alla forma delle pale ed alle modalità di fissaggio al telaio, occorre privilegiare la regolazione continua della velocità che permette di ridurre drasticamente il livello di rumore del sistema durante le ore notturne.

Il problema acustico degli impianti deve essere affrontato sempre nel suo insieme ed in considerazione delle caratteristiche dell’ambiente dove questi vengono installati e del loro posizionamento all’interno del detto ambiente. Il risultato che si ottiene dipende non solo dalla sorgente di rumore (la macchina) ma anche dalle capacità acustiche dell’ambiente.

La stessa sorgente sonora, installata in ambienti diversi o in posizioni diverse dello stesso ambiente, produce effetti acustici diversi in relazione al fattore di assorbimento acustico dell’ambiente.

In pratica un ambiente con tende pesanti, tappeti, arredi, farà sembrare meno rumorosa una macchina.

Nozioni di pratica acustica

Somma di più rumori  (livello di pressione sonora)

E’ abitualmente necessario valutare il rumore risultante dalla somma di due o più rumori; ad esempio che rumore avremo in un locale aggiungendovi una macchina con una certa rumorosità oppure che cosa succederà affiancando un secondo condensatore ad aria a quello già installato ?

La prima cosa da dire è che i valori di rumore in Decibel non si sommano direttamente; in altre parole, se affianchiamo due macchine ciascuna delle quali produca un rumore di 40 dB, non risulterà un rumore complessivo di 80 dB bensì uno di 43 dB.

Per ottenere il valore risultante dalla somma di due rumori occorre aggiungere al valore più elevato i Decibel riportati nella seconda colonna della tabelle seguente, in corrispondenza della differenza dei due livelli componenti:

Ad esempio se si aggiunge nello stesso campo acustico ad una macchina di livello di pressione sonora 50 dB una di livello 46 dB, il livello di pressione sonora risultante è:

 50 + 1,5 = 51,5 dB

Nel caso le sorgenti da assemblare siano più di due, si opera successivamente la somma dei livelli a due a due partendo dai livelli più bassi verso i livelli più alti.

Rumore di fondo

Si intende per rumore di fondo il livello di rumore esistente nel campo sonoro in assenza del rumore generato dalla macchina o dall’impianto considerato. Dalle considerazioni fatte poc’anzi, si può comprendere che solo quando il rumore di fondo di un certo campo è inferiore di almeno 10 dB rispetto al rumore generato dall’impianto il rumore effettivamente avvertito o rilevato può essere esclusivamente imputato all’impianto stesso.

Effetto della distanza

E’ noto a tutti che normalmente più ci si allontana dalla sorgente di un rumore e più attenuata è la sensazione che si rileva. Questo è dovuto sia alla maggiore superficie sferica con centro nella sorgente interessata dalla propagazione della energia sonora (intensità), sia all’assorbimento dell’energia sonora operato dall’aria stessa e dai vari ostacoli esistenti nel campo.

In campo aperto il livello di pressione sonora emesso da una sorgente puntiforme o comunque di piccole dimensioni diminuisce di 6 dB ad ogni raddoppio di distanza dalla sorgente stessa.

All’atto pratico i campi sonori non sono aperti, le sorgenti non sono puntiformi e pertanto le onde di pressione non si propagano quasi mai nella forma sferica delle condizioni teoriche.

Di solito le macchine e gli impianti hanno dimensioni non trascurabili e pertanto non sempre le relazioni teoriche sono applicabili perfettamente ai casi reali.

Ad esempio la pretesa di misurare la rumorosità di un condizionatore ad armadio ad una distanza di 1 metro ha poco significato, anche perché alla misura fatta non potrebbero applicarsi le leggi normali dell’acustica. In ogni caso si misurerebbe la rumorosità di una parte della macchina e non quella della macchina nel suo complesso. E’ buona norma riferire distanze dalla sorgente di rumore corrispondenti ad almeno tre volte il raggio della sfera ideale che contiene la macchina stessa.

La tabella seguente riporta gli effetti teorici in campo aperto della variazione del livello di rumore al variare della distanza dalla sorgente. 

Il campo reale

In precedenza è stato definito il campo aperto dove il suono tende a propagarsi sfericamente in tutte le direzioni. 

I campi acustici sono normalmente molto diversi dai campi ideali per la presenza di elementi vari che di fatto modificano la situazione acustica rispetto a quella teorica.

Per la presenza di ostacoli, il suono si propaga secondo porzioni di sfera più o meno grandi a seconda degli ostacoli presenti, viene maggiormente “concentrato” verso le direzioni libere assumendo in queste zone valori più elevati di quelli che si sarebbero verificati in assenza di ostacoli, cioè in condizioni di campo libero.

Si possono, nella pratica, verificare condizioni di installazione di apparecchiature, soprattutto all’aperto, simili alle seguenti e dove, in prima approssimazione possono essere applicate le correzioni seguenti:

• Apparecchio posato su un piano perfettamente riflettente : il rumore aumenterà, a parità di distanza, di 3 dB rispetto alla condizione di campo aperto

• Apparecchio posato come sopra ma con parete verticale riflettente dietro : piu 6 dB rispetto alla condizione di campo aperto

• Apparecchio posato nell’angolo compreso tra due pareti verticali riflettenti : piu 9 dB rispetto alla condizione di campo aperto

Alcuni consigli

In queste note abbiamo cercato di dare al lettore le informazioni fondamentali sui fenomeni, sulle leggi e sulle unità di misura che più comunemente si incontrano. Informazioni più complete possono essere trovate nella letteratura specialistica.

Dal punto di vista pratico possiamo dire che:

• Gli impianti per locali tecnologici funzionano spesso anche di notte; il rumore di fondo più basso evidenzia i rumori delle apparecchiature esterne. In caso di situazioni particolarmente delicate è consigliabile un impianto ad acqua refrigerata o con condensazione ad acqua glicolata che permettono di installare le macchine esterne in posizioni anche distanti.

• Condensatori ad aria e raffreddatori di acqua glicolata: è vivamente consigliato il regolatore di velocità dei ventilatori sulla base della pressione di condensazione o della temperatura dell’acqua.

• I ventilatori funzioneranno spesso, ed in particolare di notte, a basso regime con bassa rumorosità e si eviteranno i fastidiosi “ attacca e stacca “ che evidenziano il rumore.

• Sono anche disponibili versioni di con ventilatori a velocità ridotta che comportano però un incremento della superficie di scambio (e di costo).

• Evitate di installare macchine nel fondo di un cavedio: è un modo quasi sicuro di crearsi dei problemi difficilmente risolvibili.

• E’ consigliabile installare barriere, anche soltanto siepi, nelle vicinanze di una macchina in modo da “proteggere” le abitazioni, uffici, ecc. che potrebbero essere disturbati ( interviene anche un fattore psicologico).  

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