Schallschutz und Sensorik für Grosswärmepumpen auf Mass

Die Definition was eine Grosswärmepumpe ist, ist nicht genau, so werden  im Wohnungsbau Leistungen von 50-100kW bereits als Grosswärmepumpen bezeichnet, bei gewerblichen Anwendungen werden Leistungen ab 200kW und in industriellen Anwendungen ab 1MW als Grosswärmpumpen bezeichnet.
 

Lärmemissionen von Grosswärmepumpen

Grosswärmepumpen sind besonders für den Einsatz in der Industrie, in der kommunalen Infrastruktur oder in grossen Wohn- und Geschäftsgebäuden geeignet.

Während Wärmepumpen für den Einsatz im privaten Wohnbau und Gewerbe heute zum Standard der Heiztechnik gehören und den Einsatz von Brennwerttechnik immer mehr zurückdrängen, steckt in der breiten Markteinführung von Grosswärmepumpen bzw. Industriewärmepumpen im Leistungsbereich von 200kW bis > 1.000 kW noch ein grosses Potential.

Deren Einsatz, der meist mit mehrfachen Kompressoren und Ventilatoren ausgerüsteten Anlagen die grosse Luftvolumen bewegen stossen bei der verdichteten Bauweise in Städten auf die Ruhebedürfnisse der Anwohner. 

Durch die modulare Bauweise unserer Schallhauben können Einzelmodule zu komplexen Gesamtlösungen für die Aufnahme von Einzelanlagen oder Anlagekombinationen mit Anbauten zum Beispiel für die Verrohrung und/oder für die ganze Elektrik gebaut werden. 

Flexible Modul-Kombination ermöglicht die Anpassung der Schallhauben an alle Anlagegrössen.

Simulation der Luftströmung und Luftgeschwindigkeit

 bei Wassergekühlten Wärmepumpen und Kälteanlagen steht bei Luftgekühlten Anlagen die benötigte Luftmenge im Zentrum von Schalldämm-Massnahmen, um Leistung- und Druckverluste der Anlagen zu verhindern.

Wir unterscheiden bei der Schalldämmung nach den nachstehenden Prinzipien der Luftführung:

Anlagen mit Horizontaler Luftführung
(Lufteintritt und Luftaustritt erfolgt Horizontal)

Anlagen mit vertikaler Luftführung
(Lufteintritt unten / Luftaustritt gegen oben)

Anlagen mit kombinierter Luftführung
(Lufteintritt seitlich / Luftaustritt gegen oben)

Die oben aufgeführten Anlagen sind in der Mehrzahl mit Axial-Ventilatoren ausgerüstet, die eine statische Pressung zwischen 20 bis 80 Pa aufweisen.

Anlagen im kleineren Leistungsbereich haben meist nur eine maximale statische Ventilator Pressung von 20 Pa, während grössere Anlagen, bei denen zum Beispiel auch die Wärmerückgewinnung ein Thema ist, eine wesentlich grössere Pressung haben. Der erste Widerstand den Ventilatoren zu überwinden haben sind Druckverluste beim Lufteintritt auf den Verdampfer.

Zudem, wird bei den meisten Axial Ventilatoren, die Luft nicht zentriert über dem Ventilator abgeführt, sondern die grösste Luftmenge und Luftgeschwindigkeit, wird am Rand der Ventilator-Schaufeln erreicht. Dies ist bei der Messung von Luftmengen und der Luftgeschwindigkeit von Anlagen zu berücksichtigen da sich diese Werte vom Ventilator Zentrum zum äußeren Rand der Ventilatoren um bis 60% erhöhen können. Damit lässt sich verhindern das mit falschen Plan Daten gearbeitet wird.

Die Auslegung von Schallhauben von Luftgekühlten Anlagen erfolgt an erster Stelle auf den benötigten Luftmengen der Anlagen und den angestrebten Luftgeschwindigkeiten, die Physische Dimension von Anlagen ist bei der Planung von Schallhauben nur zweitrangig.

Für ein Luftvolumens von 6‘000 m3/h wird bereits eine freie Lufteintritts und Luftaustritts Fläche von 0.83 m2 benötigt um die Geschwindigkeit der Luft auf 2 Meter/sec. zu halten. Die freie Fläche bedeutet die Nettofläche ohne Gitter- oder Jalousien- Strukturen.

Bei einer Grosswärmepumpe mit einem benötigten Luftvolumen von 250‘000 m3/h betragen die Netto freien Lufteintritts und Luftaustrittsflächen bei einer geplanten Luftgeschwindigkeit von 2 Meter/sec bereits 36.11 m2. Das bei dieser freien Fläche (Schallbrücke) praktisch kein Schallreduktion erzielt werden kann versteht sich von selbst. Hier muss die geplante Luftgeschwindigkeit auf ein höheres Niveau gebracht werden, eine Luftgeschwindigkeit von 6 Meter/sec. reduziert die benötigte freie Fläche, bereits auf 12.04 m2 und optimiert die Schalldämmung damit um ein Vielfaches.

Fazit, eine Standardisierung von Schallhauben aufgrund von Anlagegrösse greift zu kurz und kann zu Leistungs-Verlusten der Anlagen führen die häufig nicht bemerkt werden egal ob dies nun Schallhauben mit Kulissen, Schallhauben mit gezielter Luftführung oder Zuluft und Abluftschallkulissen betrifft.Die Simulation, respektive Berechnung der Luft-Versorgung der Verdampfer und Kondensatoren und die Abfuhr der Kaltluft ist ein entscheidender Faktor bei der Planung Schallhauben.

Modul-Struktur unserer Schallhauben

Das Grundgerüst der Schallhaube sind Einzelmodule aus Aluminium Steckprofilrahmen, in dem nachstehenden Beispiel wurden 4 Einzelmodule Vorort zu einer Schallhaube verbunden. 

In die Profilrahmen werden die Lufteintrittsöffnungen und Luftaustrittsöffnungen und die Servicetüren rund um die Anlage integriert. Die Servicetüren basieren auf Aluminiumpaneelen mit  einer Stärke von 1.5 mm mit innen liegender 40 mm Dicker Isolation aus Stratocell® Whisper.

Das nachstehen gezeigte Schallhauben Beispiel für 2 hintereinander montierten Schallhauben besteht aus 4 Module die zusammengebaut die nachstehende Dimension: 13’600 x 3’400 x 3’222 mm (L x B x H) bei einem Gewicht von 2’322 kg ergeben.

Die freien Flächen der Lufteintritts- Luftaustrittsöffnungen sind auf ein Luftvolumen von 650'000 m3/h ausgelegt. Die Luftführung erfolgt Seiten versetzt so das kein Luftkurzschluss zwischen der Abluft und Zuluft entstehen kann. Der Lufteintritt erfolgt Links oder Rechts auf der Schmalseite der Haube, der Luftaustritt auf den Längsseiten Oben.

Mit der Luftumlenkung um 90° wird der Luftschall gebrochen und die Luftaustrittsgeschwindigkeit auf rund 5 bis 6 m/sec reduziert, dies führt zu einer deutlichen Verminderung des Austrittslärms.

Die Schallhauben haben keinen Boden und setzen direkt auf einem Bau seitig zu erstellenden Fundament auf und werden rund um die Anlagen inklusive der Unterbauten der Anlagen und der Kondenswasser- und Oelprotektor-Wannen gebaut. 

Modulstruktur ohne Servictüren

Die Aufteilung der Schallhaube in Einzelmodule hat den Vorteil das einfacheren Transport und des Einbringens auf den Einbauplatz bei beengten Verhältnissen oder der Dachmontage. 

Daneben lassen sich Einzelmodule die untereinander Verbunden werden statisch besser gegen Windlasten und Drucklasten schützen.

Die Grösse der Einzelmodule können unterschiedlich gestaltet werden, in Abhängigkeit zu der benötigten Gesamtgrösse der Schallhaube. Die Grösse ist wiederum abhängig von den benötigten Luftvolumen in m3/h der Anlage um genügend freie Luftflächen für die ungehinderte Luftzirkulation zu garantieren. Weiter bestimmen die benötigten Freiflächen für Service- und Wartungsarbeiten die Dimension, die bis dahin gehen können das die Schallhaube als begehbarer Maschinenraum ausgelegt werden.

Ein alles entscheidender Faktor ist wie bei jeder Schallhaube, die Trennung der Luftkammern um einen Luftkurzschluss zu vermeiden.

Modulare Schallhauben und Mietanlagen

Ein Einsatz von unseren Schallhauben Modulen bei Mietwärme- und Mietkälteanlagen hat den Vorteil das sich die Temporär aufgestellten Anlagen einfach mit einem Schallschutz nachrüsten lassen, der sich je nach Projekt Konstellationen einfach Vergrössern oder Verkleinern lässt - dies ist Investitionsschutz pur und garantiert dadurch auch eine rasche Lieferbereitschaft. Einsatzbeispiele: 

Umbauten / Grossevents / Eisbahnen / Heizung von Sportplätzen 

Das sich diese auch als temporäre Werbefläche nutzen lassen ist ein positiver Nebeneffekt.

Basis-Konstruktion unserer Schallhauben

Die Grundkonstruktion der Schallschutzhaube ist ein Aluminium-Steckprofilrahmen, in den die Servicetüren rund um die Anlage integriert sind. Die Servicetüren rund um die Anlage sind mit einem Kippmass von 6 cm leicht herausnehmbar und ermöglichen einen ungehinderten Zugang für Service- und Wartungsarbeiten an den Anlagen. Sie werden auf einem ebenen Betonfundament in den Grundmassen der Schallschutzhaube installiert.

Die Servicetüren basieren auf 1,5 mm dicken Aluminiumpaneelen mit einer 40 mm dicken Stratocell® Whisper Dämmung auf der Innenseite, die zu den besten Schallabsorbierenden Eigenschaften auf dem Markt gehört.

Da der laminierte Polyurethanschaum Lärm absorbiert und nicht reflektiert, ist er eine hervorragende Alternative zu vielen der heute verwendeten Lärmschutzmaterialien. Die Dämmung ist ausserdem feuchtigkeitsbeständig, bildet keinen Schimmel, kann mit einem Hochdruckreiniger abgespült werden und entspricht der Brandschutzklasse: B-S2-d0 (flammhemmend).  

Die Luftöffnungen und die freien Lufteintrittsöffnungen sind ca. 7% über dem erforderlichen Luftvolumen der Anlage ausgelegt. Die Luftführung ist seitlich versetzt, so dass kein Luftkurzschluss zwischen Abluft und Zuluft entstehen kann.

Schallhauben Aufbau Innenseite mit Isolation

Sämtliche Servicetüren sind mit innen liegender Schallisolation ausgerüstet. Dabei nutzen wir wegen der hervorragenden Eigenschaften zur Schalldämmung über eine breites Frequenzband «StratocallWhisper FR» mit einer Stärke von 40 mm.

Stratocell®Whisper® ist eine Produktpalette mit geschlossenzelligen, halb steifen und Schallabsorbierenden Polyethylen-Schaumstoffplatten.

Durch die schallabsorbierenden Eigenschaften gehört dieser Schaum zu den innovativsten Materialien zur Schallkontrolle in der Industrie und im Bauwesen.
Dank der zahlreichen Zertifizierungen können die Platten in folgenden Bereichen angewendet werden: Baugewerbe, Industrie, Schienenfahrzeuge, Automobilindustrie, Elektronikbranche, Schifffahrt, Kanalisierung und Klimatisierung.
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Da das Material wasserbeständig ist, kann es auch in feuchten Umgebungen eingesetzt werden. Der geschlossenzellige Aufbau, der hohe Schalldämmungsgrad, die Beständigkeit gegen Wasser und Feuchtigkeit, die selbsttragende Struktur sowie die spezifischen Zertifizierungen verleihen diesem innovativen Produkt einzigartige Besonderheiten die sich beim Einsatz in unseren Schallhauben voll Auszahlen. 

Freie Wahl der RAL-Aussenfarbe

Ich möchte herausfinden, welche Farbe ein physisches Objekt hat (Beispiel Fassade) Wie kann ich das tun?

Wir empfehlen, die Farbe des Objekts mit den Farbmustern in einem physischen Farbfächer zu vergleichen. Bitte beachten Sie, dass es sich auch um eine RAL-Farbe oder um eine Farbe aus einem anderen Farbsystem handeln kann, das z. B. von einem bestimmten Farbenhersteller verwendet wird.

Bedenken Sie auch, dass die Farbe auf dem Objekt im Laufe der Zeit verblasst sein kann.

RAL bietet ein elektronisches Gerät an, das durch "Scannen" des Objekts eine RAL-Farbe ermittelt.

Projektspezifische Schallhauben für Grossanlagen

Grosswärmepumpen und Luft- und Wassergekühlte Kälteanlagen

Durch die Modulbauweise lassen sich Einzelmodule bis zu 6 Meter Länge und Breite und eine Höhe von rund 3.5 Meter der Schallhauben einfach realisieren. Auch grössere Anlagen oder mehrere Anlagen können durch die Kombination von Einzelmodulen mit einer Schallhaube ausgerüstet werden. 

Dabei lassen sich auch Anbauten für die Rohrleitungen, Elektroschränke oder schlicht für Fluchtwege realisieren. 

Sonderanfertigungen für die nachstehenden Situationen: 

​1 ) Einhausung mehrere Anlagen auch mit unterschiedlichen Dimensionen.
2 ) Verschiedene Kombinationen der Luftführung. 
3 ) Wärmerückgewinnung. 
4 ) Kombination mit Pre-Cooling 

Schallhauben mit integrierter Sensorik

Kleinste Austrittsmengen von Kältemitteln werden oft erst bei einem jährlichen Wartungseinsatz entdeckt. 

Pro Jahr werden weltweit rund 200'000'000 Tonnen CO2 äquivalente Kältemittel durch Gaslecks in die Atmosphäre emittiert.

Kältemittelverluste sind je nach Kältemittelart, nicht nur Umweltschädigend, sondern ein Risiko für den Betrieb der Anlage.
 
Auch mit dem rasch fortschreitende Einsatz von natürlichen Kältemitteln wie Wasser, Ammoniak, Propan und Kohlendioxid (CO2), muss beachtet werden das Kältemittelverluste zu einer geringeren Leistung der Anlagen, und zu einem höheren Stromverbrauch führen. Läuft der Kompressor erst mal "Trocken" erhält dieser Schläge, die zu einer Mechanischen Beschädigung führen. Das heisst Stillstand der Anlage, verbunden mit einem Produktionsausfall, wechseln des Kompressors und nachfüllen von neuem Kältemittel, um die Füllmenge der Anlagen wiederherzustellen.
 
Ein Arbeitsintensiver und kostspieliger Vorgang der durch den Einsatz von Kältemittelsensoren, die auch kleinste Mikrogaslecks erkennen, vermieden werden kann. 

In dem begrenzten Atmosphärischen Raum von unseren Schallhauben werden bereits kleinste Lecks bei den Kältemittelanschlüssen und im Kältekreislauf mit einer Auflösung von bis 1000 bis 2000 ppm bei den Aussengeräten detektiert und im Falle einer detektierten Kältemittel-Menge ein Alarm abgesetzt. Im Falle von zündfähigen Kältemitteln werden die Sensoren auch mit einer Sturmlüftung kombiniert

Gründe für den Einsatz von Sensorik

Ein Ausfall Ihrer Wärmepumpe, Klima- oder Kälteanlage im grösseren Leistungsbereich kann zu hohen Kosten durch einen Anlagestillstand und  Reparaturkosten führen.

Unsere 24 Stunden/365 Tage Sensorik zeichnet laufend Abweichungen zum Normalzustand Ihrer Anlagen auf und erfasst damit potentielle Störungen auf einzelnen Komponenten die zu einem kompletten Ausfall der Anlagen führen können.

Erfassen unsere Sensoren einen Betriebszustand ausserhalb der Norm, werden Sie oder Ihre Service-Organisation per Mail oder Text Nachricht alarmiert.

Das ermöglicht einen Vorort Intervention bevor ein grösserer Schaden entsteht oder die Anlage zum Stillstand kommt.

Schallschutz kombiniert mit Gas-, Luftdruck-, Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren

Schallhauben oder andere Einhausungen von Anlagen, kombiniert mit Sensorik ermöglichen eine 24 Stunden / 365 Tage Überwachung von Anlagen. In einer ersten Phase werden die nachstehenden Parameter laufend erfasst:

Kältemittelverluste / Druckverluste

 Erkennen von Kältemittelverlusten über alle Klassen und Druckveränderungen durch unsere Sensorik.

Laufende Schallmessung

Langzeitschallmessungen und Protokollierung Ihrer Anlagen durch unseren Lärmsensoren.

Temperatur und Feuchtigkeit

Monitoring und Protokollierung der Temperatur und Luftfeuchtigkeit als Basis für die Anlageoptimierung und Wärmerückgewinnung.

Wir unterstützen Sie bei der Lösung von Schallproblemen - auch bei Ihnen Vorort

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