Schweigen ist Gold …

Das Problem der Geräuschbelastungen durch Kälte- und Klimaanlagen, ganz besonders dann, wenn sie im Freien aufgestellt sind, gibt es nicht erst seit gestern. Bereits vor zehn Jahren führte Tecumseh eine Studie durch, aus der hervorging, dass 65 % der befragten Installateure mit Geräuschemissionen und den damit verbundenen Problemen konfrontiert waren. Damals gaben 88 % eine deutliche Präferenz für die Installation von Anlagen im Freien im Vergleich zur Innenaufstellung an. Als Haupthinderungsgründe wurden in erster Linie die Geräuschemissionen mit 42 % genannt, noch weit vor den Problemen Platzmangel und Ästhetik. Daran hat sich bis heute nichts geändert. Ganz im Gegenteil! Mit der immer dichteren Besiedelung und zunehmender Nachfrage nach Kältetechnik wachsen auch die Ansprüche der Verbraucher.

Tecumseh hat diese Entwicklung schon vor Jahren vorausgesehen: Schon Ende der 90er Jahre hat das Unternehmen mit der Entwicklung einer kompletten Reihe besonders leiser Produkte begonnen, zu der die „AJ“-Verdichter der Marke „SE“ (Silence und Efficiency) und die „Silensys“-Verflüssigungssätze gehören, deren erste Generation 1999 auf den Markt gebracht wurde.

Zertifizierte Leistung | Seither hat Tecumseh, das 2008 mit 1365 Mitarbeitern einen Umsatz von 203 Mio. € erwirtschaftete, sein Angebot kontinuierlich weiterentwickelt und an die Anforderungen des Markts angepasst. So führte das Unternehmen 2004 die besonders leisen „AJ“-Hochdruckverdichter ein und 2006 die Version 2 der „Silensys“-Verflüssigungssätze. Letztere ist sogar mit 18 Produkten gemäß der französischen Akustiknorm NF Performance Acoustique zertifiziert. Diese komplett freiwillige und gleichzeitig extrem anspruchsvolle Initiative von Tecumseh ist deutlicher Ausdruck der Strategie des Unternehmens, sich als Spezialist für leise Lösungen in der Kältetechnik auf dem Markt zu positionieren.

Régis Leportier, Marketing-Direktor bei Tecumseh Europe, erklärt: „Derzeit sind wir der einzige Hersteller weltweit, der gemäß NF Performance Acoustique zertifizierte Produkte anbietet. Diese anspruchsvolle Zertifizierung beruht auf europäischen und internationalen, weltweit anerkannten Normen und bedeutet, dass unsere Produkte gemäß genau definierter, strenger Bedingungen durch unabhängige Testlabore geprüft werden. Unser Ziel ist es, ein Vertrauensverhältnis mit unseren Kunden aufzubauen und ihnen dabei zu helfen, ihre Produkte auszuwählen. Dank der Zertifizierung können sie sich hundertprozentig auf die in unserer Produktliteratur angegebenen Geräuschemissionen verlassen.“

Da sich die Akustik zu einem echten Auswahlkriterium entwickelt hat, ist dieser letzte Punkt ganz besonders wichtig. Denn häufig geben die Hersteller die Schallemissionen ihrer Produkte bei Teillast an. Das verleitet den Kunden zu glauben, es handle sich um ein besonders geräuscharmes Produkt – bis er die Wahrheit entdeckt ... und zwar spätestens dann, wenn die Anlage bei Volllast läuft. Mit „Silensys“ werden solche unangenehmen Überraschungen von Anfang an ausgeschlossen. „Die angegebenen Schallwerte beziehen sich auf den Betrieb bei Volllast, das heißt bei maximaler Geräuschemission und nicht auf „Nachtbetrieb“, wie es von manchen unserer Konkurrenten gehandhabt wird“, so Régis Leportier weiter. Im Übrigen müssen die Bedingungen, unter denen die Werte gemessen werden, sowie die Entfernung genau angegeben werden. Als Referenz wird dabei die europäische Norm EN 13 215 herangezogen.

Tecumseh kann sich eine solche qualitativ anspruchsvolle Vorgehensweise leisten. Als Spezialist für leise Lösungen mit jahrelanger Erfahrung ist das Unternehmen heute in der Lage, besonders leise Produkte anzubieten. So gibt es seit diesem Jahr zusätzlich zur bestehenden Produktpalette eine komplett neue Niederdruckverdichterlinie sowie die „AJ Silence“-Verflüssigungssatzreihe (siehe Kasten).

Geräuschemissionen vermeiden | Woran also liegt es, dass die jüngste „AJ Silence“-Generation mit einer Reduzierung der Schallemissionen um durchschnittlich 7 Dezibel so besonders leise ist im Vergleich zur Vorgängerversion?

Im Allgemeinen gibt es drei Arten, die Geräuschemissionen zu reduzieren:

n Direkt an der Quelle, das heißt am Verdichter: an den Klappen, den Saug- und Druckleitungen, den Verbindungen zwischen Mechanik und Anschlussstutzen

Um z.B. Vibrationen in der Druckleitung zu vermeiden, werden Schalldämpfer eingesetzt, die jedoch zu Druckverlusten führen können. Um dies zu vermeiden, setzt Tecumseh FEM-Simulation (Finite Element Method) ein. Das gilt auch für die Spiralen, die den unter Hochdruck stehenden Teil des Verdichters mit dem Anschlussstutzen verbinden. Ziel ist es hierbei, die Spiralen auf engstem Raum so flexibel und widerstandsfähig wie möglich zu gestalten.

n An den Verbindungen zwischen Verdichter und Anwendung

Um die Übertragung von Vibrationen am Verdichter auf die Anwendung zu vermeiden, setzt Tecumseh so genannte „Silent Blocs“ (spezielle Schwingungsdämpfer) ein. Hier spielen Werkstoff und Form die wichtigste Rolle. Die Formgebung ist außerdem wichtig für die auf den Verdichter gelöteten Verbindungsrohre. Hier werden Kniestücke und Bögen integriert, um die Kreisläufe möglichst flexibel zu gestalten und die Übertragung von Vibrationen so weit wie möglich auszuschließen.  Auch hier wird mit FEM-Simulation gearbeitet.

n An den anderen Elementen der Anwendung

Der Ventilator ist eines der Schlüsselelemente für die Geräuschreduzierung. Bei seiner Auswahl sollte besonders auf die Leistung (entsprechend der Anwendung) geachtet werden, auf die Form der Ventilatorblätter (zur Vermeidung von Turbulenzen) sowie auf die Verbindung zwischen Ventilator und Anwendung (zur Vermeidung der Übertragung von Vibrationen). Der Einsatz eines Wetterschutzgehäuses, wie bei bestimmten „Silensys“-Modellen der Fall, sorgt außerdem für eine entscheidende Reduzierung der Geräuschemissionen.

Eine weitere Strategie zur Lärmreduzierung ist die parallele Montage von Verdichtern. Denn schlussendlich stehen die Geräusch­emissionen immer in direktem Zusammenhang mit der Leistung der Anlage, auch wenn diese noch so sorgfältig konzipiert wurde. Ihre genaue Anpassung an den Bedarf führt daher grundsätzlich auch zu einer Schallreduzierung. Die Duo- und Trio-Verflüssigungssätze von Tecumseh stellen hier eine interessante Lösung dar. Denn tatsächlich addiert sich das Geräuschniveau parallel montierter Verdichter nicht arithmetisch, sondern logarithmisch. Will heißen: Zum Basisgeräuschniveau des Verdichters kommen nur 3 dB(A) pro zusätzlichem Verdichter hinzu. Ein Beispiel: Um eine Kälteleistung von 15 kW mit nur einem einzigen, leistungsstarken Verdichter zu erzielen, ist das Geräuschniveau ziemlich hoch. Werden jedoch drei Verdichter mit jeweils 5 kW miteinander als Trio kombiniert und parallel installiert, entspricht das Geräuschlevel „nur“ dem eines Verdichters mit 5 kW + 4,8 dB(A) für die beiden anderen. Hierfür gilt folgende Formel:

L_w = L_w1 + 10 log(3) also L_w = L_w1 + 4,8 dB(A) bei Montage als Trio.

L_w = L_w1 + 10 log(2) also L_w = L_w1 + 3 dB(A) bei Montage als Duo.

(Es gilt: L_w = Schallleistung der gesamten Gruppe; L_w1 = Schallleistung des 1. „kleinen“ Verdichters)

Infolgedessen liegen die Geräuschemissio­nen der drei parallel montierten Verdichter deut­lich unter denen eines einzelnen, großen Verdichters.

Kein Zweifel: Es reicht nicht, einfach nur ein paar Komponenten miteinander zu kombinieren, um eine leise Lösung zu erhalten. Akustik ist ein sehr komplexes Thema, bei dem der gesamte Kontext und nicht nur die Geräuschquelle als solche eine wichtige Rolle spielt. Lionel Audouy, Spezialist für Akustik und verantwortlich für die Verdichterplanung bei Tecumseh, fasst zusammen: „Die Tecumseh-Produkte und ihr außerordentlich leiser Betrieb sind das Ergebnis umfangreicher Simulationen und Versuche in unserem Labor. Letzteres ist im Übrigen durch COFRAC zertifiziert, was eine echte Garantie für korrektes Vorgehen und Messen ist.“ (Weitere Infos unter: info@tecumseh.com, www.tecumseh.com).