geluid en trillingen isoleren is mijn vak

trillingsdemper warmtepomp

Is een setje trillingsdempers voor de buitenunit van een warmtepomp of airco duur?

Er zijn setjes van 4 rubberen trillingsdempers beschikbaar waarvan de verzendkosten even hoog zijn als de waarde van de dempertjes. Maar met die universele rubberen trillingsdempertjes gaan we geen trillingsproblemen oplossen.

Voor een set van 4 open stalen veren (hoogte 78mm - zoals de blauwe veer op onderstaande foto)  die zorgen voor 90 à 95% trillingsisolatie bij een laagste aandrijffrequentie van 20 Hz (1200 tpm) betaal je voor een lichtere buitenunit +/- 120 € en voor een zwaardere unit +/- 140 €.

Trillingsdempers voor warmtepompen en airco's op een muurbeugel of bigfoot

De veren met een onbelaste hoogte van 78 mm zijn de standaardoplossing om de laagfrequente trillingen van warmtepompen en airco's met een variabel toerental te isoleren.

De trillingsdempers met een onbelaste hoogte van 78 mm zijn ook beschikbaar in een behuisde versie. De antiseismic veren zijn de aangewezen oplossingen indien de airco of warmtepomp op een plat dak blootstaat aan zware windbelastingen.

De TSR mounts op basis van Sylomer zijn een goede oplossing voor apparaten die op een vast toerental van 50 Hz/3000 tpm werken en die niet blootstaan aan zware windebelastingen.

Universele trillingsdempers op basis van rubber zijn meestal te stijf om de laagfrequente trillingen van warmtepompen en airco's die op een variabel toerental werken efficiënt te isoleren.

Rubber/metaal trillingsdempers kunnen minder goed overweg met de laagfrequente trillingen van warmtepompen en airco's die op een variabel toerental werken maar zijn soms de enige oplossing als er weinig hoogte beschikbaar is en er toch een fail safe oplossing nodig is. Fail safe betekent dat in het ontwaarschijnlijke geval het rubber loskomt van het metaal het toestel toch op de trillingsdempers blijft staan.

Voor niet-residentiële warmtepompen en airco's zijn er trillingsdempers die geschikt zijn voor zware belastingen.

Welke trillingsdemper heb je nodig voor jouw warmtepomp?

Ik help je vrijvblijven om de correcte set trillingsdempers die aangepast zijn aan het gewicht en de plaatsingsmethode van de warmtepomp te kiezen zodat de voorgestelde oplossing resulteert in minimaal 90% trillingsisolatie bij de laagste aandrijffrequentie*.

De rekennota's die opgemaakt worden zijn gratis en maken deel uit van de geluidsisolatiedokter service.

De rekennota vermeldt o.a.:

• de afveerfrequentie van het trillingsisolerend systeem
• het aantal mm statische deflectie van de trillingsdempers
• het % trillingsisolatie bij verschillende aandrijffrequenties

*als de warmtevraag hoog is zal de warmtepomp op haar nominale toerental werken. Buiten zul je horen dat de ventilatoren harder moeten werken. Maar qua trillingsisolatie en het beperken van het geluid van de afgestraalde trillingen is dit eigenlijk de ideale situatie. Want hoe hoger de verhouding aandrijffrequentie/afveerfrequentie hoe hoger het % trillingsisolatie bij de aandrijffrequentie gaat zijn.

Bijna alle warmtepompen zijn tegenwoordig modulair. Dit wil zeggen dat ze hun vermogen aanpassen aan de warmtevraag en de bron van de buitenlucht. In het tussenseizoen werken de warmtepompen op een lager toerental wat een negatief effect heeft op de verhouding aandrijffrequentie/afveerfrequentie.

In het onderstaande voorbeeld waarbij de rekennota als oplossing medium 75 aan de compressorkant gaf van de Vaillant aroTherm warmtepomp krijgen we volgende rekenresultaten:

• afveerfrequentie: 4,9 Hz
• de medium 75 veren worden bij 41,6 kg belasting op 55,5% van hun maximale belastbaarheid vanuit akoestisch standpunt belast
• de statische invering aan compressorkant bedraagt 10,8 mm

Bij een nominaal toerental van 3000 tpm of 50 Hz (verhouding aandrijfrequentie/afveerfrequentie is iets meer dan 10) krijgen we 99% trillingsisolatie.

Bij een verlaagd toerental van 1200 tpm of 20 Hz ( verhouding aandrijfrequentie/afveerfrequenties is nu slechts iets meer dan 4) krijgen we 93,5% trillingsisolatie.

Links aan de ventilatorkant van de warmtepomp de medium 50 trillingdemper, rechts aan de compressorkant de medium 75 trillingdemper.

De reactie van de klant die enorm veel last had van resonantie (waarbij de aandrijffrequentie van de warmtepomp dichtbij een eigenfrequentie van zijn houten dak lag). 

Resonantie is een fenomeen dat we niet kunnen vermijden wanneer de eigenfrequentie van het dak in het werkingsgebied van de warmtepomp ligt. Wat we wel kunnen doen is de verhoogde afstraling van de trillingen rond die resonantiefrequentie(s) beperken door ervoor te zorgen dat onze trillingsdemper zorgt voor minimaal 90% trillingsisolatie bij de laagste aandrijffrequentie van het apparaat.

Ik probeer steeds nog de dag van de aanvraag de rekennota op te maken. De rekennota wordt automatisch gevolgd door een offerte voor de voorgestelde dempers. Als je akkoord gaat met de offerte, me het afleveradres en een bewijs van betaling bezorgt probeer ik nog voor 18u de veren binnen te brengen bij het postpunt zodat ze de volgende dag afgeleverd worden.

Types trillingdemper warmtepomp

Ik ga de types trillingsdemper op de overzichtsfoto stuk per stuk bespreken en met een rekenvoorbeeldje hun efficiëntie aantonen.

Aannames bij het berekende % trillingsisolatie

• de ondergrond waarop het toestel komt is zwaar

In een ideale wereld komt er tussen de veren en het toestel een inertia blok die 3 keer zwaarder is dan het toestel zelf. Een inertia blok bestaat meestal uit een betonsokkel.

Met het inertia blok krijgen we een uniforme verdeling van de lasten en kunnen we voor stijve veren opteren. Het apparaat gaat moeite moeten doen om een zware betonsokkel in trilling te brengen.

Om verder te dromen van een ideale wereld komt dit geheel op de draagvloer te staan die minimaal even zwaar is als het inertia blok + apparaat.

In de praktijk zien we dat de buitenunits vaak op het houten plat dak van een uitbouw staan die we moeilijk als zwaar kunnen omschrijven.  De mogelijkheden om extra gewicht te voorzien onder de vorm van bijvoorbeeld betondallen wordt beperkt door de draagkracht van het dak;

De trillingsdempers kunnen zeker bij de lage aandrijffrequenties niet alle trillingen isoleren. Als deze trillingen terechtkomen in een OSB met een oppervlaktemassa van +/-14 kg/m² dan gaat dit resulteren in meer afstralend geluid dan wanneer dezelfde trillingen in een massieve betonplaat van 400 kg/m² terechtkomen.

• de ondergrond is stijf

Als de ondergrond gaat meebewegen dan hebben we meer statische deflectie nodig om dezelfde afveerfrequente te bekomen.

Als het afgeveerde apparaat op een betonplaat op volle grond staat dan zal de berekende trillingsisolatie dicht bij de werkelijke trillingsisolatie liggen.

Een verdiepingsvloer of een dakvloer is in functie van de vrije overspanning geen stijve ondergrond.

Daarom mikken we op een dak op minimaal 10 mm statische deflectie.

Een warm of omgekeerd plat dak waarvan de isolatieplaten ook nog ingedrukt kunnen worden bij belasting en gaan meeveren zorgt voor een systeem met 2 verende elementen. Die 2 elementen kunnen elkaars werking positief of negatief beïnvloeden. 

Voorzie op een warm plat dak zoveel mogelijk betondallen als mogelijk om een zo stabiel mogelijke ondergrond voor het trilling isolerend systeem te bekomen.

Combineer ook nooit 2 verende elementen zoals stalen veren en trillingsdempers op basis van elastomeren tenzij dit een systeem is dat door de fabrikant ervan zo werd ontworpen.

Trilling demper warmtepomp type 1: Sylomer pad

Dit is de goedkoopste oplossing die ik kan voorstellen. Helaas is ze niet performant genoeg voor modulerende toestellen die hun toerental aftoeren bij hogere buitentemperaturen. 

De pads komen onder de rubberen bigfoot waarop de wamtepomp gemonteerd is.

Als we uitgaan van een compressorkant van de warmtepomp die zorgt voor een belasting van 83 kg waarbij we 10 kg voor de rubberen bigfoot bijtellen.

Als we uitgaan van 3 pads onder de bigfoot aan de compressorkant dan krijgen we 31 kg/pad.

Op basis van in totaal 6 te vesturen pads komen de voorgestelde pads op 8,8 €/pad incl. BTW en verzendkosten.

Voorgestelde oplossing: type 220 met een dikte van 25 mm.

Als oplossing streven we steeds naar minimaal 90% trillingsisolatie bij de laagste aandrijffrequentie van de warmtepomp. Deze trillingsdemper is niet efficiënt genoeg.

Trillingsdemper warmtepomp type 2: TSR mount 

Op basis van in totaal 4 te versturen mounts komt de voorgestelde oplossing met M10 niveleerkit op 22,55 €/mount incl. BTW en verzendkosten.

2 mounts onder de compressorkant = 41,5 kg/mount. De voorgestelde oplossing is de TSR 220 mount die geschikt is voor belastingen tot 75 kg/mount.

Bij 20 Hz aandrijffrequentie krijgen we geen trillingsisolatie maar worden de trillingen van de warmtepomp ondanks de trillingdemper versterkt doorgegeven. Dit gaat resulteren in veel als geluid afstralende trillingen.

De trillingen worden versterkt omdat de afveerfrequentie van het trillingisolerend systeem te dicht bij de aandrijffrequentie van de warmtepomp ligt. Dit is ook een vorm van resonantie maar anders dan het (bijna) samenvallen van aandrijffrequentie met eigenfrequentie van het dak.

Als we ervoor zorgen dat de afveerfrequentie minimaal 1,5 keer lager ligt dan de aandrijffrequentie dan gaan we nooit opslingering van de trillingen krijgen.

Stel nu dat het een aan-uit warmtepomp in plaats van modulerende warmtepomp zou zijn dan krijgen we bij het nominale toerental 3000 tpm of 50 Hz wel bijna 90% trillingsisolatie en zou dit wel een goede oplossing kunnen zijn indien het afgeveerde toestel op een stijve ondergrond komt te staan.

We hebben slechts een dikke mm statische deflectie. Staat de warmtepomp op een betonplaat of volle grond dan is de trillingsdemper het enige element dat kan in- of uitveren.

Staat het toestel echter op een houten plat dak dat is die ondergrond allesbehalve stijf en kan die gaan meeveren, zeker als het een warm plat dak is met isolatieplaten die ook nog eens gaan meeveren tussen de dakhuid en de dakvloer. In dit geval is 1 mm deflectie onvoldoende en willen we minimaal 10 mm statische deflectie.

Trillingdemper warmtepomp type 3: stalen veren.

Op de overzichtsfoto zien we 4 types veren staan:

1. de base veer met een onbelaste hoogte van 48 mm
2. de meest gebruikte veer is de medium veer met een onbelaste hoogte van 78 mm
3. de behuisde veer is een medium veer (2) in een ander jasje
4. de hogere veer met een onbelaste hoogte van 11,6 mm wordt enkel voor zwaardere units (ziekenhuis, kantoorgebouw,...) gebruikt
   

Trillingsdemper warmtepomp type 5: rubber/metaal mount

Deze rubber/metaal mounts werden ontwikkeld voor maritieme toepassingen waar ze op een deinend schip constant blootgesteld worden een schokken.

In tegenstelling tot de andere type trillingsdempers kunnen deze mounts zowel op schuif als op druk belast worden.

De voorgestelde oplossing komt op basis van in totaal 4 te versturen mounts op 46,70 €/mount.

De voorgestelde versie is die zoals boven omschreven met een diameter van 5 cm, een hoogte van 2,5 cm en met een rubberhardheid ShoreA 70.

Bij een aan/uit warmtepomp die op een toerental van 50 Hz werkt is dit de goedkoopste fail-safe optie die ik kan aanbieden.

Subframe gebruiken of niet?

Een subframe zorgt voor een uniformere gewichtsverdeling aan zowel compressorkant als ventilatorkant. Bijkomend voordeel is dat het zwaartepunt verlaagd waardoor het een stabieler systeem wordt.

Om de rekennota op te maken heb ik wel wat inputdata nodig. Op basis van jouw antwoorden op de vragenlijst krijg je de meest geschikte oplossing voorgesteld.