Izolacje akustyczne i antywibracyjne w chłodnictwie

Technika chłodnicza, oprócz branży spożywczej, stosowana jest w różnych gałęziach gospodarki. Urządzenia chłodnicze wykorzystywane są w wielu procesach technologicznych w przemyśle, medycynie, biologii, sporcie i rekreacji. Instalowane mogą być w pomieszczeniach budynków przemysłowych i publicznych oraz środkach transportu. Sens ich działania sprowadza się do wytwarzania zimna. Do tego celu wykorzystuje się zjawiska:

• termoelektryczności, bazując na własnościach fizykochemicznych pracujących półprzewodnikowych modułów termoelektrycznych, potocznie nazywanych ogniwami Peltiera (sposoby chłodzenia elementów wielu specjalistycznych urządzeń elektronicznych i precyzyjnych urządzeń stosowanych w medycynie, biologii, kosmonautyce),
• rozprężania gazów, gdzie pozyskuje się ich właściwości oziębiające,
• zmiany stanu skupienia czynnika chłozącego (chłodziwa), gdzie wykorzystuje się jego właściwości topnienia, sublimacji, parowania i wrzenia.

Fot. 1. Na górze: Chłodnicza sprężarka tłokowa półhermetyczna na podkładkach wibroizolacyjnych  Na dole: widoczna konstrukcja wewnątrz

Najprostszym sposobem chłodzenia jest wykorzystanie czynnika chłodzącego (chłodziwa), które wytwarza się w wytwornicach lodu. Czynnik taki, topiąc się, chłodzi otoczenie¹⁾. Do zapewnienia stałości chłodzenia wymieniony sposób wymaga sukcesywnego uzupełniania chłodziwa (np. przesypywanie świeżych ryb lodem), które bezpowrotnie jest tracone. Znacznie wygodniejsze jest wykorzystywanie ciepła parowania i wrzenia cieczy (np. azotu, ciekłego amoniaku, freonu, chlorku metylu).

Czynnik chłodzący cyrkuluje w urządzeniach chłodniczych (określanych mianem chłodziarek sprężarkowych) i w obiegu zamkniętym przechodzi odpowiednio przez fazy rozprężania skroplonego czynnika, odparowywania oraz ponownego skraplania, do czego potrzebna jest energia w celu sprężenia par do ciśnienia panującego w skraplaczu.
Zazwyczaj źródłami emisji hałasu i drgan są elementy lub zespoły urządzen chłodniczych:

• zestawów sprężarek chłodniczych i napędzających je silników elektrycznych (określanych jako agregaty sprężarkowe),
• zestawów, które obok wymienionych zawierają także dodatkowe połączenia ze skraplaczem (agregaty skraplające),
• zestawów zawierających kompletne elementy tworzące urządzenie chłodnicze (agregaty chłodnicze²⁾ oraz kompletne obiegi (urządzenia chłodnicze składające się ze sprężarki, wentylatorowego skraplacza i chłodnicy powietrza).

W czasie ich pracy wytwarzają się dźwięki powietrzne (np. pulsacje gazu powstające na skutek nieciągłego jego dostarczania przez sprężarkę tłoków, hałas skraplaczy wentylatorowych w otwartej przestrzeni lub w maszynowni, szumy w kanałach wentylacyjnych). W konstrukcji urządzeń chłodniczych rozchodzą się także dźwięki materiałowe (wibracje), które powodowane są najczęściej przez oscylujące mechanizmy napędowe czy niewyważone momenty sił (np. od silnika). Producenci sprzętu chłodniczego we własnym interesie kładą duży nacisk na spełnianie przez niego wymagań akustycznych i poddają go odpowiednim testom oraz badaniom wykonywanym przez jednostki aprobujące.

Klimat akustyczny towarzyszący pracy urządzeń chłodniczych musi uwzględniać higienę zdrowia. Przyjęto, że domowe i handlowe chłodziarki, ciągi chłodnicze i klimatyzatory oraz urządzenia pracujące w pomieszczeniach, gdzie przebywają osoby, nie powinny być źródłami emisji drgań i dźwięków. Pod pewnymi warunkami wiekszą tolerancję dla ich emisji dopuszczono jedynie przy dużych przemysłowych urządzeniach chłodniczych. W tym celu wykonywane są odrębne badania i prace projektowe nad szczegółami konstrukcyjnymi zabezpieczającymi otoczenie przed podwyższoną emisją dźwięków.