5 Émissions sonores des pompes à chaleur

Chaque source de bruit, que ce soit une pompe à chaleur, une voiture ou un avion, émet une certaine quantité de son. L'air autour de la source de bruit est mis en vibrations et la pression se propage par vagues. Lorsqu'elle atteint l'oreille humaine, cette onde de pression fait vibrer le tympan, ce qui déclenche alors le processus d'audition.

Les tailles de champ sonore sont utilisées pour décrire ce que l'on appelle le bruit aérien. Deux d'entre eux sont la pression acoustique et la puissance acoustique. La puissance acoustique est une grandeur théorique caractéristique d'une source sonore. Il peut être calculé à partir de mesures. La puissance acoustique est le rayonnement total de l'énergie sonore dans toutes les directions. On entend par pression acoustique la variation de la pression de l'air résultant de la vibration de l'air par la source sonore. Plus le changement de pression atmosphérique est important, plus le bruit est perçu fort. La pression acoustique est ce qui est perçu à l'oreille d'un auditeur ou au microphone d'un appareil de mesure.

Physiquement, le son est la propagation des fluctuations de pression et de densité dans un gaz, un liquide ou un solide. Le son est généralement perçu par les humains sous la forme de sons aériens sous forme de bruit, de tonalité ou de détonation. Changements de pression dans une plage de 2 * 10^-5 Pa à 20 Pa peuvent être détectés par l'oreille humaine. Ces changements de pression correspondent à des vibrations avec des fréquences de 20 Hz à 20 kHz et représentent le son audible ou la gamme audible de l'être humain.Les tonalités individuelles résultent des fréquences. Les fréquences au-dessus de la plage audible sont appelées ultrasons et les fréquences inférieures à celles des infrasons.

Le rayonnement sonore provenant du bruit ou des sources sonores est spécifié ou mesuré sous forme de niveau en décibels (dB). Il s'agit d'une valeur de référence, la valeur 0 dB représentant approximativement la limite auditive. Doubler le niveau, par exemple en utilisant une deuxième source sonore avec le même rayonnement sonore, correspond à une augmentation de +3 dB. Pour l'audition humaine moyenne, une augmentation de +10 dB est nécessaire pour qu'un bruit soit perçu comme deux fois plus fort.

La propagation du son peut être divisée en deux types.

Bruit de structure
Des vibrations mécaniques sont introduites dans des corps tels que des machines et des parties de bâtiments ainsi que des liquides, y sont transmises et finalement émises en partie sous forme de sons aériens ailleurs.
Bruit aérien
Les sources sonores (corps excités à vibrer) génèrent des vibrations mécaniques dans l'air qui se propagent comme des vagues et sont perçues par l'oreille humaine.

5.1 Niveau de pression acoustique et niveau de puissance acoustique

Les termes pression acoustique et niveau de puissance acoustique sont souvent confondus et mal comparés. En acoustique, on entend par pression acoustique le niveau mesurable causé par une source sonore à une certaine distance. Plus vous êtes proche de la source sonore, plus le niveau de pression acoustique mesuré est élevé et vice versa. Le niveau de pression acoustique est ainsi une variable mesurable, dépendante de la distance et de la direction qui est décisive pour le respect des exigences liées aux immissions selon TA-Lärm, par exemple.

L'ensemble du changement de pression atmosphérique émis dans toutes les directions par une source sonore est appelé puissance acoustique ou niveau de puissance acoustique. En s'éloignant de la source sonore, la puissance sonore est répartie sur une zone de plus en plus grande. Si vous considérez la puissance acoustique totale rayonnée et la rapportez à la surface enveloppante à une certaine distance, la valeur reste toujours la même. Étant donné que la puissance acoustique émise dans toutes les directions ne peut pas être mesurée avec précision, la puissance acoustique doit être calculée à partir de la pression acoustique mesurée à une certaine distance. Le niveau de puissance acoustique est donc une variable spécifique à la source sonore, indépendante de la distance et de la direction qui ne peut être déterminée que par calcul. Sur la base du niveau de puissance acoustique émis, les sources sonores peuvent être comparées entre elles.

5.1.1 Émission et immission

L'ensemble du son émis par une source sonore (événement sonore) est appelé émission sonore. Les émissions des sources sonores sont généralement spécifiées sous forme de niveaux de puissance acoustique. L'effet du son sur un emplacement spécifique est appelé immissions sonores. Les immissions sonores peuvent être mesurées en tant que niveau de pression acoustique. La Fig.5.1 montre graphiquement la relation entre les émissions et les immissions.

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Fig. 5.1 : Émission et immission

Les immissions sonores sont mesurées en dB(A), qui sont des valeurs de niveau sonore liées à la sensibilité de l'audition humaine. Le bruit est le terme utilisé pour décrire le son qui peut déranger, mettre en danger, désavantager ou gêner considérablement les voisins ou les tiers. Les valeurs indicatives pour le bruit aux emplacements d'immission à l'extérieur des bâtiments sont spécifiées dans la norme DIN 18005 "Protection contre le bruit dans le développement urbain" ou dans les "Instructions techniques pour la protection contre le bruit" (TA Lärm). Les exigences selon TA-Lärm sont énumérées dans le tableau 5.1.

Tableau 5.1 : Valeurs limites pour les immissions sonores en dB (A) selon DIN 18005 et TA-Lärm

Tab.5.2 : Niveaux sonores typiques

5.1.2 Propagation du son

Comme déjà décrit, la puissance acoustique est répartie sur une plus grande surface avec une distance croissante, de sorte que le niveau de pression acoustique est réduit à mesure que la distance augmente. De plus, la valeur du niveau de pression acoustique en un certain point dépend de la propagation du son.

Les propriétés suivantes de l'environnement ont une influence décisive sur la propagation du son :

• Ombrage par des obstacles massifs tels que des bâtiments, des murs ou des formations de terrain

• Réflexions sur les surfaces réverbérantes telles que les façades en plâtre et en verre des bâtiments ou les surfaces en asphalte et en pierre des sols

• Réduction du niveau de propagation à travers les surfaces insonorisantes, telles que la neige fraîchement tombée, le paillis d'écorce ou similaire

• Augmentation ou diminution par l'humidité et la température de l'air ou par la direction respective du vent

Calcul du niveau de pression acoustique Le niveau de pression acoustique de la pompe à chaleur à l'emplacement de réception peut être déterminé à l'aide de la formule suivante : Formule:

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avec:

• L._Aeq = Niveau de pression acoustique à l'emplacement de réception

• L._WAeq = Niveau de puissance sonore à la source sonore

• Q = facteur de référence

• r = distance entre le récepteur et la source sonore

Le facteur de référence Q dépend de l'installation des pompes à chaleur. Il existe trois variantes différentes :

Fig.5.2 : Installation gratuite d'une pompe à chaleur (Q = 2)

Fig.5.3 : Pompe à chaleur ou entrée ou sortie d'air (pour une installation intérieure) sur un mur (Q = 4)

Fig.5.4 : Pompe à chaleur ou entrée ou sortie d'air (pour une installation intérieure) sur un mur de la maison avec un coin rentrant (Q = 8)

Pour chacune de ces variantes d'implantation, la diminution du niveau de pression acoustique est différente au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la pompe à chaleur.
Exemple: Niveau de puissance acoustique LA 9S-TU : 5360 dB (A) Le diagramme suivant montre la diminution du niveau de pression acoustique pour les trois variantes d'installation différentes pour une pompe à chaleur air/eau LA 9S-TU.

Fig. 5.5 : Diminution du niveau de pression acoustique avec une installation différente

5.2 Propagation sonore des pompes à chaleur

5.2.1 Installation à l'intérieur

Comme toute chaudière, une pompe à chaleur doit être raccordée à l'aide de raccords de séparation. Pour les liaisons entre la pompe à chaleur et le départ et le retour chauffage, il est conseillé d'utiliser des tuyaux élastiques résistants à la pression, à la température et au vieillissement pour éviter la transmission des vibrations. La plupart des pompes à chaleur ont également une plaque de base de compresseur à vibration découplée. Cela signifie que le compresseur est monté sur une plaque de base séparée qui est placée sur des tampons en caoutchouc pour découpler le bruit solidien. De plus, la pompe à chaleur doit être installée sur les bandes de sylomer SYL 250, disponibles en tant qu'accessoire spécial, afin de réduire davantage la transmission des bruits solidiens.

En particulier avec les pompes à chaleur air/eau intérieures, l'utilisation de conduits d'air et de coudes disponibles comme accessoires conduit à une réduction des émissions sonores à l'entrée et à la sortie d'air. L'isolation intérieure en laine minérale et en non-tissé en fibre de verre laminé empêche non seulement la condensation, mais réduit également considérablement le rayonnement sonore au niveau de la grille de protection contre les intempéries (entrée et sortie d'air) du conduit d'air. À titre indicatif, les éléments suivants s'appliquent :
Conduit d'air droit
Une réduction sonore de ~ 1 dB (A) par mètre de conduit d'air.
Arc de conduit d'air
Une réduction sonore de ~ 2 à 3 dB(A) par arc.

5.2.2 Installation à l'extérieur

Le découplage du bruit solidien n'est nécessaire que si la fondation de la pompe à chaleur est en contact direct avec le bâtiment. Les tuyaux flexibles facilitent le raccordement de la pompe à chaleur au système de chauffage et empêchent en même temps une éventuelle transmission de vibrations.
De plus, la plupart des pompes à chaleur installées à l'extérieur ont également une plaque de base de compresseur à découplage des vibrations, comme cela a déjà été décrit pour les unités installées à l'intérieur. Lors de l'installation de pompes à chaleur à l'extérieur, la propagation du son doit être prise en compte. Il faut éviter que les émissions sonores se reflètent sur les murs.
Il faut également éviter de souffler directement sur les murs de la maison, etc., car cela peut entraîner une augmentation du niveau de pression acoustique. La propagation du son peut être réduite par des obstacles structurels. Si possible, le côté sortie doit être orienté vers la rue.

Fig. 5.6 : Exemple d'intégration d'une pompe à chaleur pour installation extérieure

Découplage des vibrations par compensateurs
Toutes les pompes à chaleur Dimplex sont découplées en interne du bruit solidien. Cependant, si un découplage supplémentaire du bruit solidien est souhaité ou nécessaire sur site, cela peut être mis en œuvre comme suit. Des compensateurs en caoutchouc à double soufflet sont utilisés pour découpler la pompe à chaleur et le système de chauffage. Les compensateurs absorbent les vibrations et les mouvements causés par les pompes de circulation, les compresseurs, les raccords, etc. De plus, ils réduisent le bruit et compensent les tensions (différences axiales et latérales) dues aux imprécisions de montage.

Fig. 5.7 : Option d'intégration pour les compensateurs Échanger l'image de la pompe à chaleur

Afin d'assurer la fonctionnalité des compensateurs et de ne pas raccourcir leur durée de vie en raison de contraintes supplémentaires, certaines règles doivent être respectées :

• Les compensateurs doivent être installés de manière à ce que leur position et leur mouvement ne soient pas entravés.

• Lors du montage et après l'installation, assurez-vous qu'aucun décalage et torsion (torsion) ne sont transférés au soufflet.

• Protégez le soufflet des dommages causés par des influences mécaniques, thermiques ou chimiques externes.

• Les arbres à soufflet doivent être exempts de contamination.

Émissions sonores des pompes à chaleur air/eau installées à l'extérieur
La figure 5.8 montre les quatre directions principales de propagation du son. Le côté aspiration porte le numéro de direction "1", le côté refoulement le numéro "3".

5.8 :Directions sonores pour les pompes à chaleur air / eau de la série LA ... S-TU (R) installées à l'extérieur

A l'aide des tableaux, le niveau de pression acoustique dirigé des pompes à chaleur air/eau peut être lu. Les valeurs à une distance de 1 m sont en fait des valeurs mesurées. Les valeurs à une distance de 5 et 10 m sont calculées à l'aide d'un étalement hémisphérique en champ libre. Dans la pratique, des écarts causés par la réflexion ou l'absorption acoustique dus aux conditions locales sont possibles. Comme le montrent les valeurs du tableau, une pompe à chaleur air/eau a les émissions sonores les plus élevées dans le sens de refoulement, suivi du côté aspiration. Des niveaux d'émission nettement inférieurs se produisent sur les côtés.

Tab.5.3 : Propagation du son LA 22TBS Pompe à chaleur air/eau installée à l'extérieur (env. 22kW)

Si les émissions des pompes à chaleur doivent être déterminées ou calculées à l'avance, l'utilisation du calculateur de bruit BWP s'est imposée dans l'industrie. L'expérience montre que les résultats sont acceptés par toutes les autorités.

5.3 Exemple pour une calculatrice de sons

LA12S-TU à une distance de 8m dans une zone résidentielle générale avec installation près du mur (<3m)

Résultats du calcul avec explications :

Fig.5.9 : Calcul du son selon le calculateur de son BWP

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