Maschinenakustik für Pumpen, Ventilatoren und Wärmepumpen: Laufruhe als Wettbewerbsvorteil
Im eingebauten Zustand ist ein Aggregat lauter als im Katalog angegeben und die Konkurrenz drückt den Verkaufspreis. In dieser Branche entscheidet die Akustik mit, denn der Schallemissionswert steht im Datenblatt direkt neben dem Preis. Wir machen sie zu Ihrem Verkaufsargument.
Schallemission im Datenblatt
Pumpen, Ventilatoren und Wärmepumpen fördern Fluide und arbeiten dabei mitten im Leben ihrer Nutzer: im Heizungskeller, in der Lüftungszentrale, an der Hauswand. Ihre Schallemission ist deshalb eine Pflichtangabe, zum Beispiel bei Wärmepumpen auf einem Label oder bei Pumpen und Ventilatoren im Katalog. Besonders herausfordernd ist die Tatsache, dass diese Produkte oft auch nachts und im Wohnumfeld betrieben werden. Dort gelten strengere Richtwerte als in jeder Produktionsumgebung. Zudem sind die Geräusche häufig tonal oder tieffrequent, also besonders lästig.
Die Schallemission ist bei Pumpen, Ventilatoren und Wärmepumpen ein Katalogwert, ein Genehmigungsfaktor und ein Kaufkriterium zugleich.
Pumpen: Drehklang, Kavitation, Pulsationen
Die Ursache für tonale Geräusche ist meist das geförderte Fluid: Der Drehklang (blade passing frequency, BPF) ergibt sich aus der Interaktion zwischen der Schaufelanzahl, der Drehzahl und der mechanischen Struktur. Läuft die Pumpe außerhalb ihres Auslegungspunkts, kommen Kavitation als Knattern und Rauschen sowie verstärkte Druckpulsationen hinzu. Hörbar wird das in vielen Fällen weit weg von der Pumpe, denn Pulsationen wandern als Fluidschall (Flüssigkeiten und Gase) durch das Rohrnetz und als Körperschall über das Fundament in angrenzende Strukturen.
Wir messen, trennen die Pfade und setzen dort an, wo der Hebel am größten ist, sei es der Betriebspunkt, die Anbindung, die Rohrführung oder die Entkopplung.
Ventilatoren: Drehklang und Einbausituation
Im Katalog steht zwar ein Wert für die Schallemission, im eingebauten Zustand ändert sich dieser jedoch. Grund ist in vielen Fällen der Drehklang, der sich aus der Schaufelanzahl und der Drehzahl ergibt. Die Dominanz des Drehklangs wird durch die Art der Zuströmung und der strömungstechnischen Umgebung bestimmt. Während der Ventilator auf dem Prüfstand weitestgehend frei steht, wird die Zuströmung im Einbau verzerrt, beispielsweise durch Bögen, Klappen und Schutzgitter direkt vor dem Laufrad. Die dadurch entstehende Rotor-Stator-Interaktion führt zum Drehklang.
Wir identifizieren messtechnisch, was aus dem Ventilator kommt und was die Einbausituation beiträgt, und häufig genügt es, eine Störstelle zu beseitigen: eine scharfe Kante, ein zu enger Bogen, ein zu dicht montiertes Schutzgitter.
Wärmepumpen: leise genug fürs Wohngebiet
Bei Wärmepumpen sind die kritischen Geräuschanteile tieffrequent und tonal, zum Beispiel das Brummen des Verdichters, der Drehklang des Ventilators sowie periodische Takt- und Abtauvorgänge. Akustisch besonders herausfordernd ist der Betrieb bei Nacht und die Berücksichtigung von Tonhaltigkeitszuschlägen. So löst eine Wärmepumpe möglicherweise Beschwerden aus, obwohl der Grenzwert eingehalten wird. Mitentscheidend ist die Aufstellung, denn Körperschall über das Fundament und die Wände macht aus einem leisen Gerät ein deutlich hörbares.
Wir mindern den Schall an der Quelle und im Übertragungspfad, von der Verdichterlagerung bis zur Aufstellempfehlung, und senken damit den Wert, der längst das Verkaufsargument Nummer eins der Branche ist: den Schallleistungspegel auf dem Label.
Der Datenblattwert, den die Konkurrenz nicht kopieren kann
Wenn der Wettbewerb mit dem niedrigsten Preis wirbt, ist die Schallemission die Stelle im Datenblatt, an der Qualität sichtbar und in der Praxis hörbar wird. Ein leiseres Produkt versteht jeder Einkauf und jeder Endkunde. Dieses Qualitätsmerkmal lässt sich nicht kopieren, denn es steckt unsichtbar in der Konstruktion. Wie wir es dort hineinbringen, zeigt unsere N-Methode.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Warum hört man eine Wärmepumpe nachts, obwohl sie alle Grenzwerte auf dem Papier einhält?
Nachts gelten zwar strengere Richtwerte, jedoch wird auch die Umgebung deutlich leiser. Dadurch treten die tieffrequenten, tonalen Geräuschanteile des Verdichters hörbar hervor. Tonhaltige Geräusche erhalten bei der Bewertung zudem einen Zuschlag. Zudem durchdringt tieffrequentes Brummen leichter Fenster und Wände als höherfrequentes Rauschen. Die wirksame Antwort auf die Schall-Frage ist selten eine Kapselung, sondern das Beseitigen der Ursache der tonalen Komponente und die Körperschallentkopplung von angrenzenden Strukturen. Danach ist das Gerät nicht nur gesetzlich konform, sondern auch nachbarschaftsfreundlich.
Warum ist der Ventilator im Einbau lauter als auf dem Prüfstand?
Weil der Prüfstand eine freie, gleichmäßige Zuströmung hat und der reale Einbau praktisch nie. In der Realität existieren Bögen, Klappen und weitere Strömungshindernisse, die die Anströmung verzerren. Das erhöht die Tonalität und den Schalldruckpegel. Zusätzlich verschiebt der Gegendruck im realen Kanalnetz den Betriebspunkt des Ventilators. Eine Messung im Einbau trennt, was aus dem Ventilator kommt und was die Einbausituation beiträgt.
Lässt sich die Schallemission senken, ohne Effizienz zu verlieren?
Häufig ja, denn viele Geräuschursachen sind Störeffekte und keine physikalische Notwendigkeit, zum Beispiel eine verzerrte Zuströmung, ein ungünstiger Betriebspunkt oder Körperschallbrücken. Deren Beseitigung kostet keine Effizienz. Im Gegenteil: manchmal erhöhen die Maßnahmen sogar die Effizienz, da Störungen die Strömungsverluste erhöhen.
Hören wir uns Ihr Problem an.
In einem ca. 45 minütigen Gespräch analysiert Herr Neubauer mit Ihnen Ihr konkretes Lärm-Problem und wir entwickeln eine Strategie zu dessen Lösung.
Vielleicht können Sie Ihr Problem danach bereits selbst lösen. Falls nicht, stehen wir Ihnen gerne zur Seite.