热泵的噪声负荷与降噪

近年来，为应对能源价格上涨并实现更经济的能源使用，个人客户市场上越来越多地安装热泵与空调设备。然而，与燃气壁挂炉不同，无论其构造形式如何，这些设备都配有有噪声的室外机。最新机型已比一般机型安静许多，但随着时间推移，特别是在外界温度极端时，室外机仍可能影响邻里。为减轻这种影响，存在多种技术上的方案。

热泵的类型

热泵是由若干高效节能机电设备构成的系统，能够将热量从一处传送到另一处，从而为住宅与工商业应用提供供热与制冷方案。其热量来源或回灌对象可为空气、土壤或水。热泵之所以应用广泛，是因为相较于其他技术，热泵能够减少温室气体排放、降低能耗，被认为是较传统供热与制冷方式更可持续、更具成本效益的替代方案。热泵运行时产生的噪声受多种因素影响。为此，首先简要回顾热泵的结构与工作原理。目前热泵可分为以下几种类型：

1. 空气—水热泵
2. 空气—空气热泵（风机盘管）
3. 水—水热泵
4. 地源与地热探孔式热泵
5. 燃气吸收式热泵（通常非民用）

空气—水热泵是最常见的类型，原因在于安装简单、占用空间小。其从室外空气中吸取热量并送入室内，介质为水。传统空气—水热泵在外界温度越低时取热所需能量越大，因此这些设备常配置辅助加热。在大多数情况下，特别是独栋住宅，这类机型的投资成本与运行成本之和最低。可独立或与既有供热系统联合（混合系统）用于制冷、供热、生活热水制备。它们也是引发最多噪声投诉的设备。空气—水热泵根据基本构造可分为三种：

• 整体式（紧凑型）：室外机与室内机合二为一，通常位于室外
• 分体式（split）：由一个室外机和一个室内水力模块构成。

空气—空气热泵从室外空气取热并送入另一处的空气中。可制冷与制热的空调即为空气—空气热泵。

水—水热泵从地下水中取热。需要两口井：一口用于取水、一口用于回灌；可用于制冷与供热。由于需要钻井，安装成本较高。地源热泵利用大地的热量。共有两类：

• 土壤集热式：在约 1.5 米深处水平铺设管道——太阳直接加热这一层土壤。
• 地热探孔式：根据当地的地质条件，垂直钻入 60–150 米深处。探孔数量由热需求决定。

噪声源

噪声影响最大的是空气源热泵。它们由四个主要部件构成：

• 压缩机
• 冷凝器
• 膨胀阀
• 蒸发器

其中，压缩机以及与冷凝器和蒸发器配套的风机的运行（即空气的搅动）会产生较大噪声，此外还有供热循环泵也是噪声源之一。风机噪声受多种因素影响：风机的类型与转速、空气流量与压差。空气流量受换热器影响：空气在通过换热器时产生空气动力噪声。噪声强度随换热器的设计与气流速度而变化。该噪声的来源是大量空气的搅动。噪声也可能源自制冷循环过程中空气中的水分在换热器内冻结——为使热泵正常运行，压缩机需在一段时间内反向运行以化霜。

地源与水—水热泵噪声影响显著较小，因为它们不从空气中吸取热量，故无风机。但为保持制冷—制热循环、确保换热器内制冷剂的循环，仍需压缩机，因此压缩机仍是噪声源。热泵的室内与室外部分都会产生噪声。大多数现代热泵室外机的声压级平均为 60 分贝左右，相当于正常人声水平，但在不同频率上产生噪声。某些机型可达到更低的噪声水平，且噪声水平也与运行模式与档位有关。室内机声压级一般在 18–30 分贝之间。制造商给出的声压级要么基于不同运行模式，要么基于满负荷运行，通常以 A 计权声压级（L_p，单位 dBA）表示。有时则给出声功率级——这是另一种量：声功率级（L_w）针对声源本身，而声压级（L_p）随声源位置、环境条件及与声源距离而变化。因此，应结合实际安装条件考量目录中的声压级数值——具体安装中可能与目录数据有所差异。A 计权曲线在等效声压级单值评价中会压制、低估低频成分，对压缩机典型的音调性"嗡嗡声"（在压缩机典型音调工作频段约低 20 分贝）所给出的低数值可能过于乐观。

居民用热泵典型上在冬季和制备生活热水时更响——此时热需求最大。在低温情况下，持续数分钟的化霜功能也可能造成短暂的噪声投诉，且每小时可能反复出现数次。此时通常由压缩机引发音调干扰（在 80–120 Hz 频段的嗡嗡声）。

噪声要求

建筑机电设备的噪声与振动负荷限值由政府令规定，本文撰写时为 27/2008. (XII. 3.) KvVM-EüM 联合部令。该法令背后的逻辑是：某些建筑须在其立面处受到噪声保护——在此停留的人有权享有安静、在窗户开启状态下休息的权利。限值因此在夜间更为严格。要求还考虑了被保护设施所处的环境，例如大城市环境本身较嘈杂，限值因此更高。具体场地还可能适用其他要求，须始终个案审视。同样重要的是，即便法律要求得到满足，居民仍有理由感到被噪声打扰。在此种情形下，通过专项技术方案解决问题就显得尤为重要，因为投诉者通常没有可行的法律手段。

关键一点是：在当前法律框架下，《关于环境噪声与振动防护若干规则》（284/2007. (X. 29.) 政府令）不适用于私人用途的建筑机电设备，因此居民用热泵不视为运营噪声源；但 TÉKA 政府令规定："机电设备的室外机应当布置为，其运行所产生的噪声与振动排放符合关于环境噪声与振动负荷限值的部级法令对运营设施所规定的限值"，而该处并未对居民设备作出限制——也就是说，所有适用 TÉKA 的建设项目及居民设备都须适用针对运营噪声源的要求。如住宅内还运营办公室或其他生产/服务活动，则更应被视为运营噪声源。此外，地方政府也可通过当地的噪声防护法令规定噪声限值，但仅在少数城镇有此规定，且并不统一。因此，许多情况下法律途径因公证员系统因管辖权缺失而被驳回，法院在司法鉴定噪声测量结果面前也常作出不同的判决。实践中因此除法律途径之外——若仍有此可能——还建议考虑技术解决方案。

借助恰当的技术方案，干扰影响在事后往往也能被有效降低。

降噪建议

如热泵具备以下功能，将有助于降低其产生的噪声水平：

• 可变转速风机
• 软启动与软停机功能
• 夜间/静音模式
• 带隔声罩的压缩机

在安装最常见的空气—空气或空气—水热泵时，需确定室外机的最佳位置并加以合理布置，使系统的噪声影响对自身与邻居方向的干扰均降到最低。常见情形是机器之所以引发噪声问题，是因为不利的反射放大并将声音引导到了一个应受保护的位置。此外，结构传声问题也极为常见。

压缩机的音调性嗡嗡声往往在低于限值的水平下仍会造成干扰。

设备布置与重新布置

按照最佳实践，室外机应远离需保护（自身与邻居物业）对噪声敏感的房间窗户，以及一般而言远离邻近建筑——尤其在建筑紧邻地界处，应遵守规定的最小保护距离。室外机应放置在坚实的基础（如混凝土基础）上，并加装隔振垫——以降低噪声——通常专项计算后的隔振方案最为有效。隔振将机器从结构上隔离开，有助于减少结构传声，主要保护邻近的自身物业。

同时，安装环境中的坚硬地面（如沥青、混凝土、不同材质的人行道）以及主要的相邻竖向表面会因反射而提高噪声声压级。例如，安装在刚性墙体所围成角落中的室外机会使噪声负荷提高 3–6 分贝。这种情况下可在角落表面安装室外吸声饰面来缓解。相反，草地与灌木地段会略微降低声压级（幅度有限），同样，从声传播角度构成地形遮挡的建筑或景观元素——如不同的围栏、遮挡屏障——可阻挡噪声向自身或邻居住宅、立面的传播与渗入。然而这些方案本身并非主要用于隔声，但在植被掩映下可建造视觉上可接受同时又较为有效的声屏障墙。

建议室外机布置为风机吹向不正对盛行风向且不对邻居方向吹送。重新布置机器、对新位置进行评估可能是首要的降噪方案——可借助计算和计算机建模事先预测效果。

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