Como os sistemas HVAC envolvem muitos componentes móveis, é normal haver alguma vibração e ruído, mesmo em um sistema corretamente instalado e bem conservado. No entanto, vibração e ruído excessivos indicam que uma instalação deve passar por manutenção e também podem levar a outros problemas de desempenho.
A vibração e o ruído são normalmente abordados em conjunto porque estão intimamente relacionados; a segunda é muitas vezes uma consequência da primeira. Alguns proprietários concentram-se apenas no ruído e utilizam bastante isolamento acústico, mas esta não é a melhor abordagem porque não resolve o problema subjacente.
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Fontes Comuns de Vibração
Nas instalações HVAC, a vibração geralmente se origina de máquinas rotativas ou de movimentos de ar em massa. A vibração tende a aumentar com o tempo à medida que os componentes do sistema se desgastam, mas também pode estar presente em novas instalações como consequência de más decisões de projeto:
- Vibração excessiva pode ser causada por compressor ou resfriador superdimensionado. Isto também leva a despesas de capital extras, requisitos adicionais de energia e uma vida útil mais curta do equipamento – unidades superdimensionadas ligam e desligam com mais frequência.
- Ventiladores e sopradores superdimensionados também podem causar vibração excessiva.
- Em sistemas HVAC que utilizam tubulação hidrônica, as bombas de água também podem ser uma fonte de vibração. Tal como acontece com compressores e chillers, o efeito pode ser minimizado com a seleção adequada de equipamentos e o uso de almofadas de amortecimento.
- Mesmo que o equipamento seja dimensionado adequadamente, podem surgir problemas de vibração devido ao uso de suportes inadequados. Existem almofadas de neoprene e fibra de vidro que minimizam a vibração transmitida entre o equipamento em movimento e a estrutura subjacente.
- Dutos de ar mal projetados podem sofrer alta pressão ou velocidade do ar, e isso também pode ser uma fonte de vibração.
- Em geral, qualquer equipamento que gire pode produzir vibração se o eixo não estiver alinhado corretamente. Atenção especial deve ser dada aos acoplamentos de eixo entre diferentes equipamentos, por exemplo, entre um motor elétrico e uma bomba centrífuga. As linhas centrais de ambos os eixos devem coincidir o máximo possível para minimizar a vibração.
A vibração só pode ser sentida diretamente em alguns casos – os humanos são mais propensos a perceber a vibração quando a frequência é baixa e a magnitude é alta. No entanto, as consequências negativas começam antes deste ponto ser alcançado: muitos componentes mecânicos são muito suscetíveis à vibração, especialmente os rolamentos de máquinas rotativas.
A melhor maneira de controlar a vibração é evitá-la com escolhas de design inteligentes. Nas instalações existentes, pode ser minimizado com manutenção adequada e instalação de amortecedores ou suportes de mola para máquinas rotativas. Tenha em mente que não é possível eliminar completamente a vibração, mas ela pode ser reduzida e isolada até um ponto em que seus efeitos sejam insignificantes.
Em geral, a vibração excessiva aumenta o custo de propriedade dos sistemas construtivos. As despesas de manutenção e o tempo de inatividade tendem a aumentar, e o ruído associado pode distrair os ambientes de trabalho. No setor industrial, a vibração descontrolada pode levar a problemas de qualidade do produto. Por exemplo, a vibração propagada pode afetar o desempenho dos equipamentos de usinagem, levando a dimensões incorretas do produto e outros defeitos semelhantes.
Vibrações e ruído propagados
Ao solucionar problemas de vibração, lembre-se de que ela pode se propagar. Em muitos casos, a maior parte do ruído é produzida por componentes do edifício que são afetados pela vibração propagada por outras fontes. As grades de teto falso podem tornar-se muito barulhentas quando sujeitas a vibrações, uma vez que possuem muitos pontos de contato com placas de teto e luminárias.
Em construções novas, uma boa recomendação é definir um layout predial onde as áreas ocupadas não sejam adjacentes a salas mecânicas ou outras fontes de ruído e vibração. Isto proporciona conforto aos ocupantes, ao mesmo tempo que reduz a necessidade de isolamento acústico entre as diferentes áreas do edifício.
Lidando com o ruído dos efeitos aerodinâmicos
A velocidade excessiva do vento e a turbulência também podem causar ruído, e a exposição direta às correntes de ar é desconfortável e prejudicial à saúde. Esses efeitos podem ser minimizados por dimensionar corretamente o equipamento de ventilaçãomas os proprietários de edifícios existentes também podem controlar a velocidade dos ventiladores com inversores de frequência variável.
Muitas instalações com ventiladores superdimensionados usam amortecedores de ar para regular o fluxo, muitas vezes causando pressão excessiva e sons de assobio. Além disso, isso representa um desperdício de energia. A operação em velocidade reduzida consome menos energia e produz menos ruído do que restringir o fluxo de ar de um ventilador superdimensionado funcionando em velocidade máxima.
Para dutos de ar em construções novas, evite sempre que possível giros de 90°, pois estes tendem a causar turbulência e ruído. Quando os dutos de ar precisam mudar de direção, a melhor opção é usar curvas ou curvas consecutivas de 45°, em vez de um ângulo repentino de 90°.
Atualizando equipamentos para melhorar a eficiência e reduzir a vibração
O equipamento fica mais sujeito a vibrações à medida que envelhece e, em muitos casos, faz sentido considerar uma nova unidade. Isto é especialmente verdadeiro se o equipamento existente também consumir muita energia. Por exemplo, os chillers modernos com compressores de velocidade variável podem conseguir poupanças superiores a 50% quando substituem unidades antigas.
Se você está planejando substituir os motores de ventiladores e bombas, considere unidades de alta eficiência com controle de velocidade:
- Para aplicações de potência fracionada, considere motores comutados eletronicamente (ECMs), também conhecidos como motores sem escovas. Eles são altamente eficientes e vêm com controle de velocidade integrado.
- Para aplicações de maior potência, considere motores NEMA Premium Efficiency equipados com inversores de frequência variável. Considere que muitos tipos de VFDs podem operar motores trifásicos com entrada monofásica, portanto não há razão para limitar suas opções a motores monofásicos.
Recomendações Finais
A vibração e o ruído podem ser abordados através de prevenção ou mitigação. Em projetos que ainda estão em fase de projeto, é importante garantir que o maquinário esteja devidamente dimensionado e especificado com suportes adequados. Lembre-se também de que algum grau de vibração é normal, portanto, certifique-se de não colocar salas de máquinas perto de áreas sensíveis. Idealmente, as salas mecânicas devem ser isoladas por corredores, áreas de serviço, depósitos ou outros tipos de salas que não estejam ocupadas permanentemente.
Em edifícios existentes, os problemas de vibração e ruído podem ser controlados com uma manutenção eficaz. Equipamentos que geram vibração podem ser montados em molas ou amortecedores, e o controle de velocidade pode ser implantado para bombas e sopradores. Se um equipamento for muito antigo e produzir muita vibração, considere substituí-lo para melhorar também a eficiência energética.
