artikel

Geluidsvermogen bepalen van een ventilator

ventilatie

Het bepalen van het geluidsvermogen van een ventilator is een uitgangsgegeven van een geluidstechnische berekening in een bepaald ventilatiesysteem. Hoe bepaal je dat geluidsvermogen?

Geluidsvermogen bepalen van een ventilator

Het geluidsvermogen van een ventilator is een vaste grootheid en niet afhankelijk van de plaats waar is gemeten of de afstand tot de geluidsbron. Geluidsdruk is wel afhankelijk van afstand en van de meetplaats (akoestische eigenschappen). Een opgave van het geluidsdrukniveau zonder verdere vermelding is dan ook zinloos.

 

Meten of berekenen van geluidsvermogen

Om een geluidstechnische berekening te kunnen maken is het gewenst het geluidsvermogen van een ventilator te kennen, en wel het geluidsvermogenniveau in de verschillende middenfrequenties. Dit kan op twee manieren:

1 door meting;

2 door berekening met de formule van Beranek.

 

1 Bepalen geluidsvermogen door meting

Opgaven van de fabrikant na het zijnerzijds uitvoeren van metingen.

 

Voorbeeld

Een enkelaanzuigende centrifugaalventilator met achterovergebogen schoepen verplaatst 6000 m3/h bij een opvoerhoogte van 2000 Pa. Het totale geluidsvermogenniveau van deze ventilator bedraagt 90 dB(A). Met behulp van tabel 8.10 kan het geluidsvermogenniveau in de verschillende frequenties worden gevonden.

In dit geval:

Hz 63 125 250 50 1000 2000 4000 8000
Lw 90 90 90 90 90 90 90 90
Correctie 10 5 3 −2 −7 −13 −17 −25
Lw totaal 100 95 93 88 83 77 73 65

Tabel 1: Geluidsvermogenniveau ventilator. NB: correctiefactor is van geselecteerde centrifugaal ventilator.

Met deze waarden kunnen we een berekening opzetten.

 

2 Berekening met de formule van Beranek

Met de formule van Allen Beranek kunnen we de geluidsproductie van elke ventilator berekenen. Deze formule luidt:

Lw + 40 + 20 · log Ptot + 10 · log Qv

Hierin is:

Lw = totaal geluidsvermogen;

Ptot = totaal drukverlies over de ventilator in Pa;

Qv = totale luchtverplaatsing in m3/s.

Deze formule geldt alleen als het ventilatorrendement 70% of meer is en een marge heeft van ongeveer 4 dB. Bij een lager rendement moet per 10% rendementsverslechtering 4 dB worden opgeteld.

 

Voorbeeld

Lw + 40 + 20 · log Ptot + 10 · log Qv

Lw + 40 + 20 · log 2000 + 10 · log 1,666

Lw + 40 + 20 · 3,301 + 10 · 0,2216 = 108 dB

 

Geluidsproductie van ventilatoren

Het geluid dat door ventilatoren wordt voortgebracht is ten dele van mechanische oorsprong (motoren, lagers, trillende onderdelen, enzovoort) en ten dele van aerodynamische oorsprong. Bij goed geconstrueerde ventilatoren blijft het geluidsniveau van de mechanische oorsprong gering, zodat het aerodynamisch opgewekte geluid overheerst. Wij beperken ons daarom tot het aerodynamische geluid.

Als lucht door de kanalen wordt gevoerd, blijft het aerodynamische geluid voor een belangrijk deel binnen de kanalen.

Het aerodynamische geluid van de ventilatoren heeft verschillende oorzaken:

  • de schoepfrequentie;
  • het afschudden van wervels door de schoepen;
  • het geluid veroorzaakt door de turbulentie van de luchtstroom.

 

Schoepfrequentie

De schoepfrequentie doet zich voor als een zuivere toon en wordt veroorzaakt doordat het drukveld rond elke ventilatorschoep eenmaal per omwenteling langs een oneffenheid in het ventilatorhuis wordt gevoerd (bijvoorbeeld de tong van een centrifugaalventilator of de leidschoepen van een axiaalventilator). Deze piek is in het algemeen duidelijker naarmate de ventilator, om een bepaalde druk te behalen, een hoger toerental heeft.

Voorts is de schoepfrequentie duidelijker waarneembaar naarmate het aantal schoepen geringer is en de afstand tussen de schoepen en vaste delen van het huis, zoals de tong, kleiner is.

Ten slotte kan worden opgemerkt dat bij het opvoeren van het toerental van een ventilator de schoepfrequentie sneller in sterkte toeneemt dan de aerodynamische ruis, zodat de kans op een duidelijke schoepfrequentie groter is naarmate de druk groter is.

Bij axiaalventilatoren is vaak een uitgesproken schoepfrequentie waar te nemen. Hoe groter de afstand tussen de schoepen en deze onregelmatigheid is, vergeleken met de afstand tussen de schoepen onderling, des te minder uitgesproken is de schoepfrequentie, die steeds kan worden bepaald uit het aantal schoepen maal het aantal omwentelingen per seconde.

 

Voorbeeld

  • Toerental ventilator: 1410 omw./min.
  • Aantal schoepen: 53 stuks
  • Schoepfrequentie: = 1245,5 Hz

 

Afschudden van wervels door schoepen

Deze wervels worden met de luchtstroom meegevoerd en vertegenwoordigen sterke luchtdrukvariaties, dat wil zeggen akoestische bronnen. De wervels bepalen grotendeels de breedbandige geluidsproductie van ventilatoren. Het vermogen dat zij in de vorm van geluid afgeven, neemt evenredig toe met de 5e macht (lage frequenties) tot de 7e macht (vrij hoge frequenties) van de topsnelheid van de schoepen.

 

Geluid veroorzaakt door turbulentie van luchtstroom

Geluid van deze oorsprong, dat bijvoorbeeld ook ten gevolge van de luchtsnelheden in kanalen optreedt, heeft een ruiskarakter. Voor alle drie de soorten ventilatorgeluid geldt dat het geluid zowel via de aanzuigopening als via de perszijde wordt uitgestraald. Ook als de ventilator geheel in een kanalen-/leidingensysteem is ingebouwd, zal een deel van het in de ventilator opgewekte geluid via de wanden van het huis worden afgestraald in de ruimte waarin de ventilator is opgesteld.

Voorts zal de elektromotor geluid afgeven. Dit geluid is van mechanische oorsprong (lagers en eventueel overbrenging) en van elektrische oorsprong (koelwaaier van de elektromotor). Het kan van groot belang zijn over deze gegevens te beschikken.

 

Meer kennisartikelen over klimaattechniek

Dit kennisartikel komt uit hoofdstuk 8: Geluid in luchtbehandelingsinstallaties van deel 2 van de Vakbase W-installatie, het digitale naslagwerk van gawalo.nl over klimaattechniek
De Vakbase W-installatie bestaat uit twee onderdelen: Klimaatbeheersing 1 bevat informatie over de theorie en praktijktoepassingen van warmtetechnieken en Klimaatbeheersing 2 behandelt luchtbehandeling, ventilatie en koeling.

Abonnees van Gawalo kunnen gratis gebruikmaken van de Vakbase W-installatie.

Reageer op dit artikel