Šírenie zvuku od vonkajšieho tepelného čerpadla, prípadne vonkajšej jednotky splitového tepelného čerpadla, závisí na mnohých technických parametroch jednotky aj na mieste inštalácie tepelného čerpadla.
Jedná sa o to, že pohyblivé a hlavne pravidelne cyklujúce či rotujúce súčasti technických zariadení odovzdávajú svoju vibračnú energiu prostredníctvom kovových súčastí, rozvodu a oplechovaniu do vzduchu, ktorý ju potom v podobe tzv. vzduchovej priezvučnosti šíri do všetkých strán, miestností apod. ako nepríjemný hluk.
Hladina intenzity zvuku
Najtichší zvuk, ktorý ešte počujeme pri frekvencii 1 kHz, má podľa Wikipedie energetickú intenzitu asi I0 = 10−12 W/m2. Naopak najsilnejšie zvuky, ktoré už pôsobia bolesť, majú intenzitu radovo 1 W/m2. Teda bilionkrát viac. Zaviedla sa preto hladina intenzity zvuku v relatívnych jednotkách, decibeloch (dB) a to tak, že zvýšenie hlučnosti o 1 dB zodpovedá desaťnásobnému vzrastu energetickej intenzity zvuku. Zvýšenie hladiny intenzity zvuku o 1dB znamená zvýšenie intenzity zvuku asi o 30 %, čo je práve najmenší rozdiel, ktorý zdravé ucho ešte postrehne. Stupnica merania hluku je logaritmická. Pri každom zvýšení hlučnosti o 3 dB sa pocitová intenzita hluku zvýši o 100 %, teda na dvojnásobok a naopak. Výrobcovia preto pri optimalizácií hlučnosti často bojujú o každý dB. Znižovanie hluku TČ je teda veľmi komplikované a drahé. Všeobecné pravidlo znie, čím kvalitnejšie odhlučnenie jednotky, tým vyššia cena.
Pri investícií do TČ a skúmaní hlučnosti daného zariadenia je smerodatnou hodnotou jednotka akustického tlaku. Jedná sa o počuteľnú a merateľnú zložku zvuku závisiacu na okolitom prostredí. Táto veličina je závislá na vzdialenosti od zdroja, od jeho umiestnenia, ako aj od okolitého prostredia. Energetický variant k akustickému tlaku je tiež hodnota akustického výkonu. Akustický výkon vyjadruje mieru výstupnej zvukovej energie a jedná sa o základnú vlastnosť zdroja zvuku.
Príčiny hlučnosti tepelných čerpadiel
V prvom rade si položme otázku, akú sú základné príčiny hluku plynúceho z jednotky tepelného čerpadla? Ak opomenieme poruchy tepelných čerpadiel a s nimi súvisiaci hluk, je potrebné predovšetkým uvažovať o konštrukčnom pôvode hlukových emisií.
Za hlavný zdroj hluku je považovaný ventilátor, ktorým musí za hodinu prejsť až 4 – 5 tisíc m3 vzduchu (vzťahuje sa na 10 kW výkonu). Základom by teda malo byť použitie kvalitného nízko-otáčkového ventilátoru. Inžinieri sa počas vývoja zaoberajú predovšetkým otázkou tvaru vrtule, ktorá hlučnosť zásadne ovplyvňuje, mnohí presadzujú využitie režimu tlačenému oproti saciemu. Je možné tiež prispôsobiť vrtuľu ventilátora na mieru difúzora. Účinným prostriedkom v boji proti hluku TČ je tiež zväčšenie výparníku, vďaka ktorému dochádza k zníženiu rýchlosti prúdiaceho vzduchu. Významné je tiež frekvenčné zloženie zvuku, ktorý TČ vydáva. Typickým pôvodcom týchto tónových zložiek sú potom kompresory.
Umiestnenie jednotky
Investor musí najskôr dôkladne zvážiť umiestnenie tepelného čerpadla, resp. jeho vonkajšej jednotky. Je odporúčané vyhnúť sa inštalácií TČ pod oknami spální a základným predpokladom udržania kladných susedských vzťahov je jeho situovanie tak, aby nebolo hneď oproti oknám okolostojacich domov. V prípade, že sa to nedá takto zabezpečiť, je aspoň potrebné smerovať prúd vzduchu pod určitým uhlom smerom od okien a to s pomocou inštalovaných plechových zákrytov, ktoré zvedú hluk k zemi. Hladinu akustického tlaku výrazne znižujú aj traviny či kríky porastené povrchmi, šírenie zvuku obmedzujú aj stavebné prekážky typu plotov, múrikov, palisád. Možnosťou je tiež inštalácia vonkajšej jednotky čerpadla horizontálne tak, aby akustický tlak smeroval nahor. Jednotku je možné tiež situovať na plochú strechu. Za účelom zamedzenia prenesenia vibrácií do samotného obývacieho objektu a z toho vyplývajúcich zvukových emisií je však potrebné dbať na to, aby montážny rám nebol ukotvený do steny domu, prípadne využitý k redukcii vysielania vibrácií tzv. silentblokmi (gumené tlmiace prvky pre uchytenie pohyblivých častí čerpadla s cieľom absorbovať kinetickú energiu). TČ by nemalo byť umiestnené ani do rohov (hluk sa odráža od stien).
Riešením hluku sú tiež tzv. silentboxy alebo protihlukové kryty, ktoré slúžia k odhlučneniu tepelného čerpadla, znižujú kmitanie zapríčiňujúce hluk, majú vysoký tlmiaci výkon a ich montáž je jednoduchá bez narušenia parametrov jednotky. Konštrukcia boxu umožňuje smerovanie prúdenia vzduchu na vstupe aj výstupe vo viacerých smeroch a tým rozšírenie možností použitia.
Kvalitné tepelné čerpadlá
Je však potrebné podotknúť, že vyššie uvedené odporúčanie sú len druhotné opatrenia. Základom by mala byť samozrejme kúpa kvalitného tepelného čerpadla. Hlučnosť takejto jednotky sa pohybuje okolo maximálne 41 dB a jeho hlučnosť je prirovnávaná napríklad k zvuku, ktorý vydáva chladnička. Čerpadlo by malo byť vybavené tichými scroll (špirálovitými) kompresormi umiestnenými vo vnútornej jednotke na špeciálnom antivibračnom ráme. Chod TČ by mal byť zabezpečený prostredníctvom elektronicky riadených expanzných ventilov, ktoré podstatne znižujú nárazy pri odmrazovaní vonkajšej jednotky. Výstupným hlukom je potom len jemný zvuk ventilátora a takéto TČ je možné umiestniť do exteriéru aj v oblastiach s hustou zástavbou.
Kompresory
Mnohé TČ tiež disponujú funkciami zníženia hluku, napríklad tzv. silent módom, či možnosťou zapnutia nočného útlmu otáčok kompresoru tak, aby nedochádzalo k neprístupne vysokým zvukovým emisiám. Výkon čerpadla a následne aj hluk, je potom možné znížiť pomocou invertora.
• U invertorových kompresorov (technológia, ktorá umožňuje plynule riadiť otáčky kompresoru a plynule regulovať okamžitý výkon kompresoru) sa hluk výrazným spôsobom mení v priebehu dňa. Pri nízkych otáčkach kompresoru sú nízke aj otáčky ventilátora a tepelné čerpadlo je prakticky nepočuteľné. Naopak pri plnej záťaži (hlavne v zimnom období) je hlučnosť výrazne vyššia.
• U ON/OFF kompresorov je hluk TČ naopak konštantný po celý čas prevádzky, hlučnosť je vyššia len pri ohreve vody na vyššiu teplotu, teda v prípade prípravy vykurovacej a teplej vody.
Obidva druhy kompresorov každopádne vykazujú vyšší hluk v období pod + 5°C, kedy je potrebné počítať s režimom odmrazovania.
Ukážkové tepelné čerpadlo s tichým režimom
Jedny z najtichších vo svojej triede sú napríklad vonkajšie tepelné čerpadlá spoločnosti Viessmann. Spĺňajú stopercentne hygienické požiadavky na ochranu pred hlukom a disponujú väčšinou antihlukových konštrukčných prvkov spomínaných vyššie v texte. Splitové tepelné čerpadlo Vitocal 200-S (vzduch/voda) vlastní patent akustického komfortu bývania (tzv. AAD). Jedná sa o technológiu zabezpečujúcu veľmi nízku hladinu akustického tlaku (preukázateľných 35 dB vo vzdialenosti 3m od jednotky). Spektrum frekvencie je posúvaná ta, aby boli obmedzené hlboké tóny a nežiaduce frekvencie a čerpadlo pracuje v oblasti, ktorú účinne tlmí okolitá stavebná hmota. K tichosti TČ dopomáhajú aj zvukovo optimalizované ventilátory s riadenou reguláciou otáčok. Optimalizované usporiadanie chladiaceho okruhu účinne bráni vyžarovaniu zvuku šíriaceho sa telesom cez kryt a vedenie chladiva (ta je celkom vylúčený prenos vibrácií do budovy). Samozrejmosťou je tzv. scroll kompresor. Jednotka je teda vhodná aj medzi radové domy, kde je zástavba tesná a požiadavka na tichý chod TČ prirodzene vyššia.
