Вибрации в климатичните инсталации

01.02.2008, Брой 1/2008 / Технически статии / ОВК оборудване

 

Видове виброизолатори и рационалното им използване

Шумът и вибрациите са чести спътници на работата на вентилационните и климатичните инсталации. За съжаление, често стават обект на дискусии между настоящия собственик или ползвател на сградата и строителя след завършването на строителните работи. А тогава възможните решения са малко и обикновено са много скъпи. Шумът и вибрациите във вида им на съпътстващи явления, вредни за комфорта на обитателите на сградите, следва да се изследват и минимизират още в процеса на проектиране и изграждане на вентилационните и климатичните инсталации. Техни източници са самите съоръжения, изграждащи инсталациите, затова решаването на проблемите, свързани със наличието им, са свързани с прилагане на икономически изгодни технически решения, осигуряващи поддържането на звуковото налягане в рамките на допустимите нива.

Основни моменти при проектирането на климатичните инсталации са изборът на подходящи съоръжения, определянето на ограничителни условия при оразмеряване на въздуховодите и отчитане степента на естествено понижаване нивото на шум в тях, както и изборът на подходящи шумозаглушители.

Основни източници на вибрации

в климатичните системи са съоръженията с движещи се части като помпи, компресори и вентилатори. Характерно за тези съоръжения е вибрирането, с което е съпроводена работата им. Механичните предавки, лагерите и скоростните кутии представляват отделни източници на вибрации, създаващи допълнителен шум, както и самите електродвигатели.

При работата на системата, вибрациите се предават чрез строителните и другите елементи, с които вибриращите детайли са в пряк или косвен контакт. Обикновено, това са свързаните към съоръженията въздуховоди, тръбопроводи, както и задвижваният флуид. Тъй като се предават, създадените от едно съоръжение вибрации могат да причинят неблагоприятно въздействие върху елементи на инсталацията, намиращи се на сравнително големи разстояния от източника. Често, в зависимост от честотата и амплитудата им, вибрациите, предавани на еластична среда, като например въздуха, могат да се превърнат в неприятен шум. Ограничаването на неблагоприятното въздействие на вибрациите и тяхното разпространение се постига чрез поставяне на еластични вибропоглъщащи детайли между съоръженията, явяващи се източник на вибрации, от една страна, и строителните конструкции и свързаните към тях проводи, от друга страна.


› Реклама



Видове трептения

Известно е, че свободните или собствените трептения на системата представляват честотата на вибрирането й, единствено под действието на еластичните сили на подложката. Редки са случаите, обаче, когато съоръженията са подложени само на собствените си трептения. В повечето случаи те са подложени и на въздействието на вибрации, предизвикани от други променящи се сили. Честотата, с която тези сили се променят, може да е различна от честотата на собствените трептения. В климатичната техника тези вибрации, наречени принудени, обикновено се предизвикват от дебаланс на въртящи се части, променящи се магнитни сили в намотките на електрически двигатели, от скоростни кутии, лагери и други елементи.

Условия за възникване на резонанс

Външната сила, която предизвиква принудените вибрации, се определя чрез отчитане на амплитудата, цикличната честота, с която се изменя, и времето, за което се извършва изчислението. Съществено влияние върху амплитудата на принудените трептения и енергията, предавана от вибриращата система, оказват разликите между честотите на собствените и принудените вибрации, както и коефициентът на затихване. При ниски стойности на коефициента на затихване амплитудата на принудените вибрации бързо нараства при доближаване на двете честоти и системата изпада в състояние на резонанс.

При избора на антивибрационни подложки обикновено се търси решение, при което се постига голяма честота на принудените трептения и ниска собствена честота.

Целта е затихване на вибрациите

За да се ограничат свободните трептения, предизвикани от някакъв начален импулс, и да не се допуска трептене на съоръжението за неопределено време, се цели затихване на вибрациите. Това се постига, като на еластичните сили се противопоставят други сили, действащи в противоположна посока. Обикновено затихването е следствие на силите на триене в самата система и съпротивлението на въздуха, което е пренебрежимо малко. Под въздействието на тези съпротивителни сили, амплитудата намалява до нула, тъй като енергията на трептенията постепенно се превръща в топлина. Влияние върху избора на вибропоглъщащи устройства и необходимите мерки за ограничаване на разпространението на трептенията оказва т.нар. критично затихване. Критичното затихване зависи от начина на монтаж на съоръжението и от неговите физични показатели. Дефинира се като достатъчно значимото затихване, което е необходимо, за да предизвика постепенно завръщане на системата в първоначалното й състояние.

В ролята на виброизолатори за ограничаване разпространението на вибрации обикновено се използват стоманени пружини, както и виброизолиращи материали - корк, каучук и кече.

Стоманените пружини

се използват рядко


› Реклама


Характеризират се с добра еластичност, издръжливост на въздействието на масла, вода и горива. Работата им е устойчива в сравнително голям температурен диапазон. В климатичната и вентилационната техника, обаче, те намират ограничено приложение. Причините са, че често се налага да се съчетават с подложка от други виброизолационни материали като корк, гума и други, тъй като не осигуряват сигурна преграда срещу разпространението на високочестотните вибрации, разпространяващи шум. Друг съществен недостатък е невъзможността им да поемат вибрации в близост до критичните честоти, а за съжаление тези честоти не могат да бъдат избегнати при пускане или спиране на помпи и вентилатори. Стоманените пружини обикновено се предпочитат в приложения, при които честотата на принудените вибрации надвишава 1.4 пъти резонансната честота.

Коркът във функцията

на виброизолатор

Над три пъти е по-твърд спрямо динамичните товари, предизвикани от вибрациите. Характеризира се с ограничена еластичност, а качествата му зависят от честотата на вибрациите. Важното условие за получаване на приемлива ниска собствена честота се изпълнява чрез осигуряване на подходящо слягане. За постигането му обикновено се прилага увеличаване на масата на съоръжението. При вентилаторите обикновено това се изпълнява чрез монтирането им върху масивни бетонни подложки. Целта е да се осигури намаляване амплитудата на вибрациите и снижаване центъра на тежестта на вибриращата маса. За изчисляване на статичното налягане, необходимо за определяне на собствената честота, обикновено се използва изразът:
x = Gd/AEd, където G (N) е теглото на съоръжението с масивната подложка, ако има такава, d - дебелината на корковата подложка в cm, А - площта на корковата подложка в cm, а Ed (N/cm2) - динамичният модул на еластичност.

Каучукът се използва широко

Той е един от най-широко разпространените виброизолатори, въпреки неустойчивостта му на температури, по-високи от 60 °С, както и на въздействието на органични масла и нефтопродукти. Основна причина за масовото използване на каучука е ниската му цена. При използване на каучукови подложки следва да се има предвид, че каучукът е несвиваем. Привидната му еластичност се дължи на способността му да се деформира, намалявайки размерите си в една посока и увеличавайки ги в друга, при запазване на общия си обем. Поради тази си особеност е препоръчително използването на каучукови подложки с височина, равна най-малко на една четвърт от най-големия им напречен размер. Ако подложката е с големи напречни размери и малка височина, тя не би могла лесно да поеме вертикалните деформации. Като добро решение се приемат вибропоглъщащи устройства, при които каучукът работи на срязване.

Въпреки че в повечето случаи в техническата документация на вибропоглъщащите устройства се посочва статичното слягане, препоръчително е в изчисленията да се отчита динамичното слягане, тъй като каучукът показва по-голяма твърдост спрямо динамични товари, дължащи се на вибрациите. При липса на достатъчно данни се допуска динамичното слягане да се приеме за равно на 70% от статичното - за мек каучук, и 40% - за твърд каучук. Често срещано е и приемането на средна стойност от 50%.

Кечето има добро

вибропоглъщане

Обикновено намира приложение като препятствие срещу директно предаване на вибрациите. Чрез използването му се избягва директният контакт между строителната конструкция и твърдите метални части на вибриращия агрегат. Характеризира се с много добро вибропоглъщане, както и с ниска еластичност. Подходящо е за ограничаване на вибрации с честоти в областта на шумовото усещане.

Вентилаторите

са сред основните източници на шум и вибрации във вентилационните и климатичните системи. Шумът, възникващ при работата им, би могъл да се раздели на шум от аеродинамичен произход и на шум от механичен произход. Аеродинамичният шум обикновено се предизвиква от възникнали вихри в междулопатъчните канали, пулсации на налягането и скоростта и други. Механичният шум е пряко свързан с появата на вибрации вследствие на дебаланс на работните колела, на вибрации в електродвигателя, както и на вибрации, възникнали в отделни части на вентилатора, като лагери, механични предавки, съединители.

Възникването на вибрации е нежелателно не само поради създавания допълнителен шум, но и тъй като те се разпространяват чрез свързаните с вентилатора съоръжения. Вибрациите биха могли да окажат неблагоприятно въздействие върху хората в помещенията. Също така, появата на необичайно високи вибрации би могла да доведе дори до сериозни повреди на строителната конструкция.

Източници на вибрации

от вентилатор

Една от основните причини, водещи до възникване на вибрации при работата на вентилатори, е не добре балансираното работно колело. За съжаление, разбалансирането на работното колело е сравнително често явление, съпътстващо работата на вентилатора.

Освен от работното колело, големината на вибрациите, съпътстваща работата на вентилаторите, се влияе и от оборотите им. Обикновено, при по-високи обороти на вентилатора, вибрациите са значително по-осезаеми. При вентилатор, работещ добре при ниски обороти, рязкото увеличаване на оборотите на въртене би могло да доведе до значителни вибрации. Препоръчително е вентилаторът да не се монтира непосредствено върху метална конструкция, тъй като дори и при добре балансирано работно колело, това е възможно да доведе до вибрации на строителните елементи на сградата.

Монтажни специфики

С цел ограничаване възникването на вибрации и разпространението им, вентилаторите обикновено се монтират върху стоманобетонни плочи, лежащи на еластични антивибрационни подложки или пружини. Дебелината на плочата, върху която ще се монтира вентилаторът, се избира в зависимост от вида на вентилатора, размерите му, оборотите му на въртене и други. За намаляване на вибрациите и ограничаване разпространението на генерирания механичен шум, който те предизвикват, се препоръчва вентилаторите да се монтират в специални отделения, оградени със звукоизолиращи прегради. За да се избегне предаването на вибрации чрез въздуховодите, е добре свързването им с вентилатора да се извърши посредством мека връзка. При виброизолирането на вентилатори най-широко приложение намират стоманените пружини.

Нормативни изисквания

Към обектите и съоръженията е в сила пакет от технически правила, отнасящ се до недопускане възникването и разпространението на вибрации в системите. Техническите правила се отнасят за проектиране, изграждане и експлоатация на обектите и съоръженията и са залегнали в Наредба № 15 от 28 юли 2005 г. Според клаузите на нормативния документ (чл. 367) машинните помещения, вентилационните камери и топлообменните станции следва да се изградят в отделни сгради или самостоятелни помещения във или до обществени и жилищни сгради. Също така, машините и съоръженията се разполагат върху фундаменти, които се проектират при спазване изискванията на нормите за проектиране на фундаменти, подложени на динамични натоварвания от машини (чл. 368, ал. 1). машините и съоръженията следва да се свързват към тръбопроводната мрежа с гъвкави връзки. За недопускане предаването на вибрации и структурен шум по топлопроводите се предвиждат антивибрационни подложки и опори, а при преминаването им през стени, междуетажни плочи и други строителни елементи - антивибрационни обвивки.


 

Намаляването нивото на аеродинамичните шумове (чл. 369) се постига чрез естествено шумозаглушаване в елементите на въздухопроводната мрежа; вграждане на шумозаглушители във въздухопроводната мрежа към и от помещенията, както и на местата на засмукване на пресен въздух и на изхвърляния въздух (при необходимост). За увеличаване на шумопоглъщащата способност на въздухопроводите и на техните елементи се допуска вътрешното им облицоване с шумопоглъщащи материали. Вградените шумозаглушители се оразмеряват за остатъчното звуково налягане след естественото шумозаглушаване в елементите на въздухопроводната мрежа до постигане на допустимите нива в помещенията. Друго изискване, дефинирано от документа, е звукоизолирането на машинните помещения, вентилационните камери, топлообменните станции и котелни чрез подходящи конструкции на ограждащите елементи (многослойни стени, плаващи подове, облицовки).



 

 

ОЩЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМАТА

Видео базирани системи за пожарозащитаТехнически статии

Видео базирани системи за пожарозащита

Във все повече приложения се използва един сравнително нов тип системи за пожарозащита, базирани на видеокамери, които осигуряват редица предимства пред традиционните решения.

Освен с високотехнологични камери, най-модерните видео базирани системи за пожароизвестяване на пазара разполагат с интелигентни инструменти за видеоанализ, които надграждат конвенционалните методи за детекция на дим и пламъци и позволяват изключително ранна детекция в редица критични приложения.

Нови технологии в жилищните ОВК приложенияТехнически статии

Нови технологии в жилищните ОВК приложения

Нараства броят на ОВК потребителите, които използват интелигентни платформи за автоматизация и управляват своите ОВК системи и други сградни услуги чрез мобилни приложения за смартфон или таблет.

Освен "умните", все по-голям дял от пазара заемат и "зелените" технологии, които гарантират по-малки сметки за електроенергия и по-щадяща за околната среда работа на ОВК инсталациите в дома в съчетание с оптимален микроклимат.

Internet of Lighting в офис осветлениетоТехнически статии

Internet of Lighting в офис осветлението

Концепцията за Интернет на осветлението (Internet of Lighting или Internet of Lights – IoL) описва изграждането на мрежа от свързани интелигентни осветители и контролни средства на базата на IoT архитектура.

Все по-популярна става тази парадигма в офисното осветление, където възможностите за свързаност и усъвършенствано управление разкриват множество потенциални ползи по отношение на енергийната ефективност, комфорта, качеството на работната среда и комуникациите.

Интелигентни технологии при автоматичните прекъсвачиТехнически статии

Интелигентни технологии при автоматичните прекъсвачи

Колкото "по-умни" стават автоматичните прекъсвачи, толкова по-ефективна защита могат да осигурят за електрическите вериги, особено в критични електроинсталации и обекти.

Предпазителите от ново поколение могат да прекъсват индивидуални вериги, разполагат с безжична съвместимост и при опасност от претоварване или късо съединение контролерът в системата може да изпрати сигнал към интелигентен център за управление на електроинсталацията.

Облачни платформи за сграден мениджмънтТехнически статии

Облачни платформи за сграден мениджмънт

Облак-базираните платформи за сграден мениджмънт предлагат решения за интелигентни сгради, включващи събиране на данни от всички сградни системи и оборудване и представяне на достъпна и унифицирана информация, персонализирана според потребностите на потребителите.

Данните от сензорите на системите за автоматизация на сградите (BAS), смарт оборудването, ОВК и измервателните уреди могат да бъдат обобщени и анализирани заедно с данни от трети страни извън сградата.

Пречистване на води в хотелиТехнически статии

Пречистване на води в хотели

Хотелите имат ангажимент да осигуряват чиста и безопасна вода - от питейната, през душовете и напитките, до плувните басейни и спа центровете. Удовлетвореността на клиентите гарантира възвръщаемост на инвестициите в технологии за пречистване на водите.

Статията представя някои от най-популярните съвременни практики за пречистване на питейни, сервизни и технологични води в хотелите.


АБОНИРАЙ СЕ БЕЗПЛАТНО СЕГА

 

Уеб дизайн от Ей Ем Дизайн. Списание ТД Инсталации. TLL Media © 2018 Всички права запазени. Карта на сайта.

Top