Come ridurre il rumore della ventola centrifuga？

Capire da dove proviene il rumore della ventola centrifuga

Prima di applicare le correzioni, è utile sapere con cosa si ha effettivamente a che fare. Il rumore della ventola centrifuga ha due radici distinte: rumore aerodinamico e rumore meccanico. La fonte aerodinamica dominante è il frequenza di passaggio lama (BPF) — l'impulso di pressione periodico generato ogni volta che una pala della girante passa davanti alla linguetta della voluta. Il rumore meccanico proviene dai cuscinetti del motore, dalle trasmissioni a cinghia e dalle vibrazioni strutturali trasmesse al pavimento e alle condutture.

Ottimizza il design della girante e della voluta

Lo spazio tra la punta della girante e la linguetta della voluta, noo come gioco di interruzione - è la principale leva progettuale per il rumore tonale. La ricerca mostra che l'aumento di questo gioco riduce direttamente le armoniche più elevate della frequenza di passaggio della lama. Gli approcci complementari includono:

• Aumentare la distanza di taglio — uno spazio più ampio tra la punta della girante e la linguetta della voluta riduce il rumore tonale BPF alla fonte.
• Utilizzare una voluta (morbida) ottimizzata acusticamente — è stato dimostrato che la sostituzione di un involucro a pareti rigide con una voluta trattata acusticamente riduce sostanzialmente il rumore complessivo in tutte le condizioni operative riducendo al contempo il flusso d'aria solo dell'1–2%.
• Spaziatura irregolare delle lame — la distribuzione delle lame distribuisce l'energia tonale in modo non uniforme su più frequenze, riducendo la prominenza di ogni singolo tono.
• Profili della lingua a voluta bionica — Le strutture del bordo d’attacco dell’onda ispirate alle pinne delle megattere possono sopprimere la perdita di vortici del bordo d’attacco. Gli studi riportano una riduzione del rumore di circa 0,6 dB insieme ad un aumento del 5% nel recupero della pressione statica.
• Pale della girante curvate all'indietro — generalmente più silenziose e più efficienti delle pale radiali o curve in avanti a punti di lavoro equivalenti.

Installare i silenziatori di ingresso e uscita

Una parte significativa del rumore dei ventilatori centrifughi esce attraverso le aperture di aspirazione e di scarico. Il montaggio di silenziatori da condotto dissipativi o assorbenti in entrambi i punti è una delle misure di retrofit più convenienti disponibili.

Principali regole di installazione da seguire:

• Fallo not posizionare un silenziatore rettangolare a ridosso della mandata del ventilatore — interporre un distanziale tra di essi e ruotare lo sdoppiatore di 90° per evitare di amplificare il rumore di turbolenza.
• I rivestimenti per condotti assorbenti dovrebbero esserlo almeno 3 volte il diametro del condotto di lunghezza per ottenere un'attenuazione significativa nell'intervallo di frequenza pertinente.
• Selezionare il tipo di silenziatore (cilindrico, rettangolare, a gomito) in base allo spazio disponibile e allo spettro di rumore specifico misurato al ventilatore.
• I silenziatori della scatola di aspirazione nelle configurazioni diritte o a gomito sono disponibili per l'accoppiamento diretto direttamente all'ingresso del ventilatore, riducendo al minimo la perdita di pressione.

Montare su isolatori di vibrazioni e utilizzare connettori flessibili

Le vibrazioni meccaniche provenienti dal gruppo rotante viaggiano attraverso le condutture rigide e la pavimentazione in cemento, irradiandosi nuovamente come rumore a bassa frequenza in tutto l'edificio. L’isolamento fisico interrompe questo percorso di trasmissione.

• Isolatori a molla o supporti in gomma a taglio sotto la base del ventilatore assorbono l'energia dinamica prima che raggiunga la struttura. I supporti a molla devono essere dimensionati correttamente per il peso combinato della ventola, del motore e di eventuali condutture collegate: il sovraccarico dei supporti a molla è un errore di installazione comune.
• Giunti di dilatazione flessibili in tela o gomma tra le flange del ventilatore ed il condotto rigido evitano che le vibrazioni strutturali si ripercuotano su tutta la rete di ventilazione.
• I supporti antivibranti per condutture sospese devono utilizzare molle rivestite in neoprene o zincate per resistere alla corrosione in ambienti umidi.

Controllare la velocità della ventola con un azionamento a frequenza variabile (VFD)

Il rumore della ventola aumenta notevolmente con la velocità di rotazione. Il controllo della ventola con un azionamento a frequenza variabile in genere offre circa 5 dBA di riduzione del rumore per ogni riduzione del 20% della velocità della ventola . Poiché molti sistemi sono sovradimensionati per il loro utilizzo effettivo, un VFD può portare la ventola più vicino al punto di efficienza ottimale, riducendo contemporaneamente rumore, consumo energetico e usura.

Selezionare sempre un ventilatore centrifugo il cui punto di lavoro nominale si trova in corrispondenza o vicino al picco della sua curva di efficienza. Il funzionamento di una ventola sovradimensionata a carico parziale crea un'eccessiva turbolenza che aggiunge rumore inutile.

Ottimizza la geometria del condotto per ridurre la turbolenza

Il rumore aerodinamico causato dal flusso d'aria turbolento è uno dei principali fattori che contribuiscono al rumore complessivo del sistema. La scarsa geometria del condotto (curve strette vicino alla ventola, decolli improvvisi o ostruzioni all'ingresso) costringe la ventola a lavorare contro un flusso irregolare, generando un forte rombo a bassa frequenza.

• Sostituire le curve strette a 90° con curve ad ampio raggio per consentire all'aria di entrare ed uscire senza problemi dalla ventola.
• Lasciare un adeguato tratto rettilineo del condotto prima e dopo la ventola: idealmente 3-5 diametri di condotto di sezione diritta su entrambi i lati.
• Evitare di posizionare curve di condotta immediatamente a valle dello scarico; la turbolenza generata ritorna nell'alloggiamento della ventola.
• Dimensionare i condotti in modo da mantenere le velocità dell'aria entro l'intervallo consigliato, in genere 5–10 m/s nei rami principali, per ridurre al minimo il rumore correlato alla velocità.

Applicare il trattamento acustico all'involucro della ventola

Il suono irradiato direttamente dalla vibrazione dell'alloggiamento della ventola contribuisce al campo di rumore totale attorno all'unità. Sono efficaci due approcci complementari:

• Rivestimenti smorzanti antirumore applicati sulla superficie esterna dell'involucro assorbono l'energia vibrazionale e riducono la radiazione acustica. L’aumento dello spessore della parete dell’involucro ha un effetto smorzante simile.
• Involucri acustici costruiti attorno al gruppo ventola completo contengono e assorbono il rumore a banda larga prima che si propaghi nello spazio circostante. Gli involucri devono includere dispositivi di ventilazione per prevenire l'accumulo di calore.
• Sigilla eventuali spazi attorno alle penetrazioni degli alberi: gli spazi attorno agli alberi rotanti sono una via di fuga comune per il rumore ad alta frequenza che è sproporzionatamente fastidioso.

Usa i risonatori al limite della voluta

Per le installazioni in cui il rumore tonale BPF è il problema principale, i risonatori accordati montati all'estremità della ventola centrifuga offrono una soluzione semplice e altamente efficiente. La lunghezza della cavità del risonatore viene calcolata dalla formula del quarto d'onda L = c/4f , dove c è la velocità del suono e f è la frequenza di passaggio della pala. I deflettori acustici testati in applicazioni di refrigerazione commerciale hanno ottenuto riduzioni del tono del passaggio delle pale di 17-19dB alle frequenze target: un notevole miglioramento rispetto a un dispositivo passivo senza parti mobili.

Pratiche di manutenzione che mantengono basso il rumore

Anche un ventilatore ben progettato e installato correttamente diventa rumoroso se si trascura la manutenzione. I seguenti controlli dovrebbero far parte di qualsiasi programma di manutenzione ordinaria:

• Ispeziona e ribilancia la girante se i livelli di vibrazione aumentano: l'erosione delle pale e i depositi creano uno squilibrio che aumenta sia le vibrazioni che il rumore.
• Lubrificare o sostituire i cuscinetti nei tempi previsti; i cuscinetti usurati sono una delle principali cause di lamenti ad alta frequenza e di eventuali cedimenti strutturali.
• Controllare la tensione e l'allineamento delle trasmissioni a cinghia: una cinghia disallineata o allentata crea un rumore meccanico significativo e riduce la durata della cinghia.
• Ispezionare i connettori flessibili per individuare eventuali crepe o irrigidimenti; un connettore rigido e flessibile vanifica l'intero sistema di isolamento.
• Pulisci regolarmente le griglie e i filtri di ingresso: i blocchi costringono la ventola a funzionare fuori dalla sua curva di progettazione, aumentando sia il rumore che il consumo energetico.

Metodi di riduzione del rumore in breve