Глушитель шума вентиляции

В. П. Гусев, канд. техн. наук

М. Ю. Лешко, инженер

 

В современных системах вентиляции и кондиционирования воздуха применяются в основном диссипативные (со звукопоглощающим материалом (ЗПМ)) шумоглушители: пластинчатые, трубчатые, цилиндрические и так называемые канальные. При акустическом проектировании глушителей возникает вопрос выбора оптимальных параметров звукопоглощающей конструкции, обеспечивающих максимальную эффективность в требуемом диапазоне частот. Ниже приводятся наиболее важные результаты экспериментальных исследований глушителей пластинчатого типа, полученные в разное время на аэроакустическом стенде НИИСФ.

Величина и область максимальной эффективности шумоглушителя зависит от типа материала и величины сопротивления продуванию.

ибольшие значения эффективности (DL_гл) соответствуют очень рыхлой набивке с поперечными перегородками. С увеличением объемной плотности и, следовательно, сопротивления продуванию (r) максимум эффективности уменьшается по абсолютной величине, однако область высоких значений DL_гл резко расширяется в обе стороны измеряемого диапазона частот. Дальнейшее увеличение плотности ЗПМ ведет к увеличению реактивной составляющей акустического импеданса слоя материала и тем самым к снижению эффективности в диапазоне низких и средних частот и к незначительному повышению ее на высоких частотах. Для заданной толщины поглощающего слоя и данного вида материала существует оптимальное значение сопротивления продуванию r_опт, которому соответствует расширенная область высоких значений DL_гл.

Рисунок 1. Снижение уровней шума пластинчатым глушителем в зависимости от толщины пластин при jсв=const   — Звукопоглощающая конструкция пластин: — маты СТВ, g=15–20 кг/м3 — стеклоткань Э–0.1 — перфорированный лист, Fперф=19,6%   1–2h=100 мм, а=100 мм, gств=20 кг/м3 2–2h=200 мм, а=200 мм, gств=15 кг/м3 3–2h=400 мм, а=400 мм, gств=15 кг/м3 4–2h=800 мм, а=800 мм, gств=15 кг/м3

Сопротивление продуванию вдоль слоя ЗПМ существенно не влияет на характеристику снижения уровней шума глушителя. Для двух типов облицовок – локально реагирующей и изотропной толщиной 250 мм – оптимальное r для супертонкого стекловолокна (СТВ) и ультратонкого базальтового волокна (БСТВ) составляет примерно 0,23 см^-1, что соответствует объемной плотности 17–20 кг/м³ при диаметре волокон 1–3 мк. Для очень рыхлых (g_зпм=5 кг/м³) волокнистых материалов сопротивление продуванию в продольном направлении влияет на величину DL_гл только в резонансной области частот. С увеличением g_зпм пик эффективности уменьшается по абсолютной величине и сдвигается в сторону высоких частот. На низких и высоких частотах характер зависимости DL_гл от величины r остается постоянным.

Область максимальных значений эффективности для изотропного и анизотропного типов звукопоглощающей конструкции составляет 1–1,5 октавы, поэтому эффективность звукопоглощающего канала с очень рыхлым ЗПМ невелика. Наиболее целесообразными для практики являются глушители с плотностью g_зпм=20 кг/м³.

эффективность в диапазоне низких и высоких частот (исключая область лучевого эффекта) выше на 10–15 дБ, чем у глушителей с g_зпм=5 кг/м³. Установка перегородок в слое ЗПМ в целом мало влияет на характер частотной характеристики DL_гл. Только в диапазоне частот 125–250 Гц анизотропный глушитель на 3–4 дБ эффективнее изотропного. В диапазоне высоких частот наибольшую эффективность имеют глушители с ЗПМ большей плотности. Для таких материалов, как СТВ и БСТВ и им подобных оптимальное с точки зрения акустических качеств значение сопротивления продуванию составляет r_опт=0,23–0,25 см^-1.

Рисунок 2. Влияние расстояния между пластинами на величину снижения уровней шума глушителем   Звукопоглощающая конструкция пластин: — маты СТВ, g=20 кг/м3 — стеклоткань ЭЗ–100 — перфорированный лист, dав=6 мм — шаг 12 мм   1–а=100 мм, jсв=50% 2–а=166 мм, jсв=64% 3–а=300 мм, jсв=75%

В зависимости от толщины слоя ЗПМ оптимальная объемная плотность материалов с диаметром волокон 1–2 мк находится в пределах 17–25 кг/м³. Увеличение r вдоль слоя ЗПМ посредством установки поперечных перегородок слабо влияет на частотную характеристику эффективности глушителя и лишь незначительно увеличивает затухание звука в диапазоне 125–315 Гц. Максимальную эффективность в узкой полосе резонансной области частот дает использование в глушителях анизотропных материалов с малой объемной плотностью – 5 кг/м³. На высоких частотах эффективнее более плотные изотропные материалы с плотностью около 40 кг/м³.

Волновые параметры волокнистых ЗПМ, непосредственно определяющие его акустические качества, существенно зависят от диаметра волокон (d) и плотности. Поэтому вопрос об акустической эквивалентности различных ЗПМ сводится по существу к определению соответствующих объемных плотностей (g_зпм) этих материалов в зависимости от диаметра их волокон. Определенным значениям d_вол соответствует конкретная оптимальная плотность ЗПМ в глушителе. Для БСТВ и СТВ, имеющих диаметр волокон 2–3 мк, оптимальная плотность заполнения ЗПМ составляет 15–20 кг/м³ при толщине активного слоя 200 мм.

Волокнистые ЗПМ могут применяться только в сочетании с акустически прозрачными защитными покрытиями. В качестве защитных покрытий нередко применяют металлические перфорированные листы в сочетании со стеклотканями или пленками.
устические свойства перфорированного листа определяются его эффективной массой, величина которой зависит от диаметра отверстий, их шага и толщины листа. Влияние размера и шага отверстий на величину снижения шума глушителями исследовалось с использованием в качестве защитного экрана промышленных образцов перфорированных листов с диаметром отверстий 6 мм и шагом 12 мм. Степень перфорации таких покрытий составляет 19,5%, и они считаются акустически прозрачными. С увеличением расстояния между отверстиями эффективность глушителя в диапазоне средних частот несколько ухудшается в результате увеличения инерционной массы покрытия и уменьшения поглощающей поверхности. Эффективность глушителя в наиболее важном диапазоне частот 125–250 Гц увеличивается при увеличении диаметра отверстий до 12 мм и шага до 25 мм.

Одной из наиболее важных с практической точки зрения особенностей пластинчатого глушителя является возможность качественной регулировки частотной характеристики глушителя. Реализация ее достигается изменением расстояния между поглощающими поверхностями и толщиной пластин. Область максимальных значений эффективности и ее положение на частотной характеристике определяется толщиной пластин (рис. 1). С увеличением толщины пластин максимальные значения эффективности уменьшаются по абсолютной величине и одновременно сдвигаются в сторону низких частот. Пик обусловлен явлением резонанса активного слоя ЗПМ и определяется скоростью распространения звука в материале (c_м) и толщиной активного слоя ЗПМ (b). Частота резонанса (f_рез) соответствует условию: f_рез=[c_м/4b]n, (n=1, 2, 3,…).

При одинаковой толщине пластин эффективность глушителя уменьшается с увеличением расстояния между пластинами, причем наиболее резкое уменьшение DL_гл происходит в резонансной области частот (рис. 2). В области низких частот 63–315 Гц величина, достигнув наибольшего значения (для данной толщины пластин) при j_св=62%, существенно не меняется с уменьшением j_св.

Величина DL_гл не пропорциональна длине глушителя (пластин). Наиболее эффективно работает начальный его участок. Неравномерность затухания шума в глушителе связана с изменением характера звукового поля по мере его распространения вдоль поглощающего слоя и объясняется расхождением в скоростях затухания нормальных волн высоких номеров и нулевой нормальной волны (рис. 3).

Рисунок 3. Экспериментальные кривые снижения уровней шума  пластинчатым глушителем в зависимости от его длины   Звукопоглощающая конструкция пластин: — маты БСТВ, g=17 кг/м3 — стеклоткань марки ЭЗ–100 — перфорированный металлический лист, dотв=12 мм — шаг 25 мм   1–длина глушителя l=1,0 м 2–длина глушителя l=1,5 м 3–длина глушителя l=2,0 м 4–длина глушителя l=2,5 м 5–длина глушителя l=3,0 м

Влияние воздушного потока на затухание звука в глушителе в диапазоне низких частот kh<p (где k=w/с₀, h – расстояние между пластинами), обусловленное явлением конвекции, становится заметным при скоростях более 15 м/с. Уменьшение величины DL_гл в указанном диапазоне при скорости потока 15 м/с составляет от 1 до 1,5 дБ. При скорости потока 25 м/с величина DL_гл снижается на 2–3 дБ. Более существенное влияние конвекции на затухание звука может оказаться только при больших скоростях потока, поскольку скорость конвективного переноса должна быть порядка фазовой скорости волн в глушителе.

Допустимая скорость v_доп потока воздуха в глушителе определяется уровнем генерируемого шума. Она тем больше, чем выше допустимые уровни звукового давления в обслуживаемом вентиляционной системой помещении, чем больше его объем и чем выше затухание звуковых волн в элементах вентиляционной сети. Величина vдоп может быть также определена из условия, чтобы уровни звуковой мощности (L_p) собственного шума глушителя были не менее, чем на 6 дБ ниже остаточного уровня шума от источника после глушителя.

С учетом изложенного эффективность пластинчатого шумоглушителя:

— зависит от типа используемого ЗПМ и сопротивления продуванию защитного покрытия;

— не увеличивается с увеличением его поперечных размеров (не зависит от количества и высоты пластин);

— зависит от толщины пластин и расстояния между ними (уменьшается с увеличением расстояния между пластинами);

— возрастает с увеличением длины пластин (оптимальная длина глушителя не более 3 м);

— снижается с ростом скорости потока в его свободном сечении.

С практической точки зрения важно помнить, что, во-первых, глушители следует устанавливать непосредственно у источников шума; во-вторых, площадь свободного сечения глушителя должна быть равна площади сечения воздуховода в месте его установки (достигается подбором высоты и количества пластин), при уменьшении свободного сечения глушителя в нем возрастает скорость потока и гидравлическое сопротивление, соответственно, возрастает генерируемый дополнительный шум; в-третьих, эффективность глушителя длиной 3 м не равна сумме эффективностей трех глушителей длиной по 1 м, установленных последовательно.

 

Тел. (095) 482-4033

Источник: www.abok.ru

Источник: yanvent.ru

У меня вентилятор по паспорту уровень шума 32/26 дБ, но врут, шумит немного громче.

Вот мои глушители и вид изнутри

У меня на чердаке стоит рекуператор, трубы приточной вентиляции второго этажа разведены по чердаку и по тройникам и поворотам через перекрытие опускается в спальные комнаты. Трубы приточки первого этажа разведены по перекрытию первого этажа. У меня балки перекрытия сделаны из доски 50х250 с шагом 450 мм, места там достаточно, чтобы проложить вентиляционную трубу диаметром 125 мм, и даже 160, если надо было бы. И даже остается ещё 100 мм под звукоизоляцию из минеральной ваты. Такой малый шаг балок перекрытия у меня обусловлен тем, что на втором этаже залита стяжка 70 мм толщиной с трубами теплого пола. Дом каркасник на УШП, на первом этаже тоже теплые полы.
Приточка сделана в 3 спальни второго этажа (13.9, 16.2, 16.2 м2 и обмен 40 м3/ч, 45 и 50 м3/ч соответственно), в кабинет/спальню на первом (11.7 м2 и 35 м3/ч) и две точки подачи в зал на первом этаже, совмещенном с кухней широким проемом в 2.2 м (22.2 + 14.5 м2 и 32.5 и 37.5 м3/ч).
Вытяжка осуществляется из кухни (67.5 м3/ч + 22.5 м3/ч из нишы под холодильник и коммутационный блок), бойлерной (45 м3/ч), ванной комнаты (35 м3/ч) и гостевого туалета (35 м3/ч) (первый этаж) и душевой комнаты (35 м3/ч) (второй этаж).
Приточка и вытяжка в общем по 240 м3/ч. Скорости потока на выходе приточных анемостатов от 0.7 до 1.2 м/с, скорости потока на вытяжных анемостатах от 0.8 до 1.5 (кухня) м/с. Максимальная скорость получилась в трубах на рекуператоре, 5.4 м/с, но там стоят глушители, которые и заглушают шум от вентиляторов и движению воздуха по трубе.
Гидродинамический расчет показал, что на малой скорости вентиляторов, с учетом всех фильтров и рекуператора, расход на приточке составляет 191 м3/ч (кратность обмена 0.5), на большой скорости 280.9 м3/ч (кратность 0.73). Расход по вытяжке — 185.6 м3/ч (кратность 0.48) — малая скорость, и 275.6 м3/ч (кратность 0.72) — на большой скорости. Получилось, что приток немного превышает над вытяжкой, это и хорошо, в доме создается немного повышенное давление, что препятствует проникновению нежелательных запахов из технических помещений в жилые.
Гидродинамические сопротивления согласовывал кольцевыми диафрагмами, вставленные в трубопровод неподалеку от анемостатов (400 — 600 мм), диаметр которых расчитывался из согласования потерь.

Источник: www.forumhouse.ru

Принцип работы шумоглушителя

Шумоглушитель — это специальное устройство, предназначенное для снижения уровня механических и аэродинамических шумов, возникающих в процессе работы приточного вентилятора. Шумоглушитель используется как в бытовых системах вентилирования, так и в мощных кондиционных установках, применяемых на предприятиях лёгкой промышленности.

Принцип работы шумоглушителя основан на частичном снижении и изменении уровня акустических колебаний за счёт прохождения воздушного потока через звукопоглощающий материал.

Свежий воздух, поступивший в вентиляционный канал, транспортируется с помощью тяги, создаваемой приточным вентилятором. После прохождения воздуха через лопасти воздушный поток попадает в шумоглушитель, где в виде камер, канала или секций располагается звукопоглощающий материал. Это позволяет изменить параметры воздушного потока и снизить акустические колебания.

Типы шумоглушителей для вентиляции

Шумоглушители для вентиляционных систем подразделяются на несколько типов:

• трубчатый круглый — сборная конструкция, имеющая круглую или прямоугольную формы. Круглый шумоглушитель состоит из двух труб различного диаметра, между которыми находится звукопоглощающий материал, защищённый сеткой. Обычно используются для воздуховодов с сечением не более 400–500 мм;
• трубчатый прямоугольный — конструкция, состоящая из двух прямоугольных металлических коробов с различным сечением воздуховода. Пространство между ними заполнено звукопоглощающим материалом. Стенки внутреннего канала выполнены из мелкоячеистой сетки или путём перфорации металла. Используются в системах вентиляции прямоугольной или квадратной формы;
• трубчатый гибкий — шумоглушитель, состоящий из двух гибких армированных труб разного диаметра. Между ними располагается звукопоглощающий материал, защищённый теплоизоляционной перфорированной фольгой. Применяется в теплосберегающих узлах вентиляционной системы с овальным или круглым сечениями воздуховода;
• пластинчатый — конструкция, представленная металлическим коробом с проходными отверстиями, разделяющими устройство на несколько секторов. Они выполнены из звукоизолирующего материала. По мере снижения эксплуатационных свойств пластины вынимаются и заменяются на новые изделия.

В качестве поглощающего материала используется минеральная вата и супертонкое базальтовое волокно. Все металлические элементы шумоглушителя изготавливаются из оцинкованной стали, защищённой полимерным покрытием.

Фотогалерея: шумоглушители различного типа от фирменных производителей

Размеры устройства и шумопоглощаемость

Эффективная работа шумоглушителя напрямую зависит от множества факторов, которые следует учитывать при сборке вентиляционной системы:

• размер шумоглушителя — чем меньше внутренний диаметр (воздуховода) и больше длина конструкции, тем более эффективна работа устройства;
• толщина изолирующего слоя — в зависимости от фирмы производителя варьируется от 90 до 300 мм. Наилучшее гашение шумов достигается в устройствах с толщиной 100–150 мм при общей длине более 500 мм;
• скорость воздушного потока — оптимально, если скорость воздушного потока, попадающего в сечение шумоглушителя, не будет превышать 12–14 м/с. Наилучшее снижение шума происходит при более низкой скорости потока;
• расположение устройства — чем ближе шумоглушитель к приточному вентилятору, тем более высокое шумоподавление он показывает.

Особенности использования шумоглушителя

Конструкция шумоглушителя достаточно проста — при наличии инструмента, умения с ним работать и доступных материалов устройство можно собрать самостоятельно. Тем не менее, готовые изделия более предпочтительны, так как сделаны согласно ГОСТ 22270–76.

Жёстких требований, регламентирующих процесс монтажа шумоглушителя, не существует. Параметры и модель устройства подбираются с учётом индивидуальных особенностей вентиляционной системы.

Место монтажа определяется опытным путём и зависит от общего уровня акустических колебаний на конкретном участке вентиляционной системы. Перед установкой устройства обязательно измеряется уровень шума при помощи профессионального шумомера.

Средняя скорость воздушного потока в системе не должна превосходить рекомендуемые значения для конкретного изделия. Превышение нормы может сказаться на увеличении уровня шума и сделает устройство абсолютно не эффективным. Нежелательно использовать шумоглушители в системах вентилирования, где воздух имеет температуру выше 85 °С, с высоким содержанием опасных газов и вредных примесей.

Для большинства шумоглушителей средние показатели снижения шума варьируются от 10 до 15 ДБ. Если они значительно меньше, то, скорее всего, источник шума никак не связан с поступающим потоком воздуха.

Выбор устройства для бытовой вентиляции

В процессе работы вентилятора возникает аэродинамический (давление воздуха) и механический (вибрация корпуса) шумы. Прежде чем приступать к выбору и покупке шумоглушителя, следует провести ряд подготовительных мероприятий, направленных на устранение шумов без использования дополнительных устройств.

Для этого проводится проверка работоспособности системы вентиляции с меньшим количеством оборотов устройства и выполняется его точечная балансировка. Если это никаким образом не снизило шум в системе, то проверяется правильность крепления вентилятора и при необходимости осуществляется замена виброоснований. И также можно переоборудовать участки воздуховода до и после вентилятора гибкими вставками из изоляционных материалов.

Если описанных мер недостаточно, то можно смело переходить к выбору шумоглушителя. Для этого понадобится следующее:

1. Определить предельный уровень шума для вентилируемого помещения.
2. Измерить уровень шума, издаваемый вентилятором при работе в нормальном режиме.
3. Выяснить степень снижения звукового давления на различных участках воздуховода.
4. Определить уровень шума в месте расположения распределительной решётки (со стороны помещения).
5. Сравнить уровень в конечной точке с допустимым значением согласно СНиП.

Если этот показатель заметно выше, то на основе имеющихся данных выполняется акустический расчёт, позволяющий подобрать шумоглушитель с нужными характеристиками.

Следует отметить, что без соответствующих знаний акустический расчёт не провести. Поэтому для выполнения этих работ следует обратиться к специалистам, которые подберут шумоглушитель согласно СНиП или с учётом ваших требований.

Таблица: величина шумоподавления в диапазонах частот

Пошаговое руководство по установке шумоглушителя

Процесс установки шумоглушителя различных типов во многом схож и выполняется по аналогии. Для работы потребуется подготовить шуруповёрт, саморезы 4,2×13 мм, санитарный герметик, механический пистолет для герметика, алюминиевую клейкую ленту, утеплитель с отражающей поверхностью и любой органический растворитель.

Технология установки шумоглушителя состоит из следующих этапов:

1. На основе акустического расчёта выясняется точное месторасположение устройства. В системах приточной вентиляции, как правило, шумоглушитель монтируется после вентилятора.
2. С помощью напарника устройство поднимается к установленному блоку с вентилятором. В зависимости от конструкции воздуховодов дальнейшие работы будут несколько отличаться.
3. Для трубчатых устройств круглой формы потребуется подсоединить шумоглушитель к внутреннему отверстию вентилятора с помощью быстроразъёмного хомута. Перед затяжкой хомута его внутренняя поверхность обезжиривается и обрабатывается герметиком. Рифлёная часть соединительного узла воздуховода также должна обезжириваться.
4. После соединения внешняя часть хомута обрабатывается растворителем и проклеивается алюминиевой клейкой лентой. Затем шумоглушитель и отсек с вентилятором защищается теплоизоляционным материалом.
5. Для трубчатого шумоглушителя квадратного сечения подсоединение будет происходить за счёт регулируемых прямоугольных или квадратных вставок. Перед соединением торцевые края вставки, торец вентиляторного блока и шумоглушителя обезжириваются. Далее по периметру торца наносится герметик, и изделие стыкуется. После этого по углам вкручиваются саморезы.

Если соединительные элементы представлены не хомутом, а обычным фасонным переходником, то стыкуемый участок соединяется саморезами в количестве 3–4 штук. После подсоединения шумоглушителя и сборки остальной части вентиляционной системы переходят к проверке уровня шума.

Видео: шумоизоляция вентиляционного канала

Как сделать шумоглушитель своими руками

Шумоглушитель для вентиляции, монтируемой в частном жилье, можно сделать самостоятельно, не применяя дорогостоящих материалов. Это особенно удобно, когда вентиляция имеет нестандартные размеры, а для изготовления устройства заводским путём требуется ждать около 2–3 недель. К тому же стоимость самодельного шумоглушителя в 2–3 раза ниже заводского аналога.

Необходимый материал и инструмент

Для самодельного шумоглушителя потребуются следующие материалы:

• оцинкованная сетка с ячейками 10×10, 20×20 или 30×30 мм;
• вентиляционная труба диаметром 80–150 мм длиной 400–500 мм;
• оцинкованная труба диаметром 150–250 мм длиной 500–1000 мм;
• пластиковая панель для откосов шириной 150–250 мм длиной 400–500 мм;
• пароизоляционный материал длиной 1 п. м;
• базальтовая вата от производителя в рулонах толщиной 50–100 мм;
• алюминиевая клейкая лента;
• санитарный герметик;
• пластиковые хомуты 8–16 шт.

Из ручного инструмента потребуется подготовить ножницы по металлу, электролобзик, механический пистолет для герметика. Если ранее уже был проведён акустический расчёт, то это сильно упростит процесс изготовления, так как не придётся подбирать параметры опытным путём.

Если расчёты не проводились и оптимальный размер шумоглушителя неизвестен, то следует измерить уровень шума в вентилируемом помещении. Далее потребуется найти таблицу с параметрами устройств и величиной их шумоподавления от любого фирменного производителя. На основе данных о шумоподавлении нужно подобрать приемлемые габариты устройства.

Этот способ является простым в реализации, но следует учитывать, что величина погрешности может достигать 20–25%. Более точные результаты можно получить только при выполнении акустического расчёта квалифицированным специалистом.

Процесс изготовления шумоглушителя

Технология изготовления шумоглушителя своими руками состоит из следующих этапов:

1. Для изготовления вентиляционного канала шумоглушителя используется пластиковая труба и сетка. От трубы отпиливаются две заготовки длиной 20–25 см. Сетка размечается по длине и отрезается ножницами по металлу. После этого она скручивается в цилиндр и зажимается 3–4 хомутами до формирования нужного диаметра.
2. Монтажный конец пластиковых заготовок обезжиривается и проклеивается алюминиевой лентой. Сетка надевается на монтажные концы и затягивается для более плотного прилегания. При необходимости её можно перевязать стальной проволокой для формирования более прочного каркаса
3. Собранный каркас обматывается пароизоляционной мембраной. Для фиксации она затягивается парой хомутов. Затем каркас обёртывается слоем звукопоглощающего материала толщиной 10–15 см, который также фиксируется при помощи хомутов.
4. Поверх изоляции надевается труба большего диаметра. Длина её должна быть больше длины внутренней части на 15–20 см. Из пластикового откоса вырезаются два круга, в которых прорезается отверстие под трубу меньшего диаметра. Далее заготовки обезжириваются и надеваются на торцы шумоглушителя.
5. Крайняя часть шумоглушителя обрабатывается растворителем и проклеивается по стыку между торцевой заготовкой из пластика и трубой. Оставшееся пространство заполняется изоляционным материалом. В завершении изоляция обклеивается алюминиевой лентой.

Перед монтажом все соприкасающиеся части и фасонные элементы обезжириваются. После фиксации стык обязательно проклеивается клейкой лентой, чтобы устранить вибрацию и потерю давления в вентиляционном канале.

Видео: шумоглушитель из пластикового воздуховода

Шумоглушитель — простое и эффективное устройство, особенно в условиях, когда вентиляция работает в круглосуточном режиме. Перед покупкой проконсультируйтесь со специалистом. Это поможет выбрать шумоглушитель с учётом текущих требований и общего уровня шума в вентиляционной системе.

Источник: kakpostroit.su