WARMTEPOMPEN
Install Magazine 975 – maart 2021

Geluid van warmtepompen in kaart brengen

Resultaten van IEA HPT Annex 51

De brede verspreiding van lucht-water warmtepompen wordt belemmerd door een moeilijke kwestie: omdat er nu eenmaal een buitenunit nodig is, zal de werking altijd in de omgeving hoorbaar zijn. Als die geluidshinder te groot is, zal dat een drempel vormen voor de maatschappelijke aanvaarding van die techniek. Om na te gaan welk geluid warmtepompen nu concreet produceren, en hoe dat verminderd kan worden, werd daarom binnen het Internationaal Energie-agentschap (IEA) de werkgroep HPT Annex 51 opgericht. Deze werkgroep heeft ondertussen een aantal resultaten behaald, die werden voorgesteld op een webinar eind november.

Een uitgebreide meetcampagne

De basis voor het onderzoek van HPT Annex 51 was een uitgebreide meetcampagne van verschillende representatieve lucht-water warmtepompen. Daarbij werden dezelfde toestellen op dezelfde manier gemeten in verschillende laboratoria in Europa, om de resultaten zo betrouwbaar mogelijk te maken en om de verschillende testmethodes te valideren.

Een complex gegeven

De geluidsproductie van een buitenunit bepalen is niet eenvoudig. Er zijn typisch twee geluidsbronnen: de compressor en de ventilator. Naargelang de werkingstoestand kan het ene element dan wel het andere overheersen. Als er grote luchtdebieten gevraagd zijn, zal men vooral de ventilator horen. Bij lagere regimes zal de compressor de ventilator echter overstemmen. Dat heeft zijn implicaties voor geluidsbeperkende maatregelen. Met stille ventilatoren en een toerentalregeling kan men heel wat winst boeken, maar op een bepaald moment stoot men op een grens, namelijk wanneer het geluid van de compressor begint te overheersen. Om een geluidsarme warmtepomp te ontwerpen, moet men dus rekening houden met een complexe interactie van verschillende elementen.

Het is daarom moeilijk om het geluid van een toestel in een enkele parameter te vatten. De aard en de sterkte van het geluid varieert naargelang het regime van de warmtepomp. Als er hogere watertemperaturen gevraagd worden, zal het geluidsniveau stijgen. Door in te grijpen op elementen zoals stooklijnen en instellingen voor SWW-productie bepaalt de gebruiker dus mee hoe groot de kans op geluidshinder is. Niet alleen het toerental heeft een invloed, maar ook andere werkingstoestanden zoals ontdooicycli. Naargelang de buitentemperatuur stijgt, zal de warmtepomp ook meer start-stop cycli kennen, wat eveneens de geluidsproductie beïnvloedt. Om daar toch een greep op te krijgen, stelt Annex 51 voor om te werken met een ‘seizoenale geluidsfactor’, naar analogie met de SCOP. Dat zou dan een gewogen gemiddelde zijn van de geluidsproductie in vier welbepaalde omstandigheden, in functie van het aantal uren per jaar dat die werkingsomstandigheden voorkomen. Aan de hand daarvan zou men dan toestellen onderling kunnen vergelijken.

Omgevingsfactoren

Het geluid dat een toestel zelf maakt, is slechts een deel van de puzzel. Veel belangrijker is hoe goed een gegeven toestel hoorbaar is in een bepaalde situatie, en dan spelen andere elementen zoals versterking, weerkaatsing en absorptie een rol. Al te vaak gaat men uit van vereenvoudigde simulatiemodellen, waarbij het geluid zich gelijkmatig verspreidt in de open ruimte. Die zijn gemakkelijk te gebruiken, maar geven hooguit een ruw idee van de werkelijke kans op hinder. Om een meer precieze voorspelling te geven, heeft Annex 51 een app met augmented reality ontwikkeld. Men vertrekt van een foto van de opstellingsplaats van de buitenunit. Dan plaatst men virtueel de buitenunit in de foto. De app berekent dan hoe luid de warmtepomp zal klinken op elk punt in de omgeving, en geeft dat aan in de foto. Op dit moment bestaat deze app al in testfase. Om echt nuttig te zijn, zal ze natuurlijk worden aangevuld met een bibliotheek van toestellen, waarvan de prestaties gemeten werden in laboratoria.

Een volgend aandachtspunt van Annex 51was om interacties tussen toestellen te onderzoeken. Als bijvoorbeeld alle huiden van een wijk telkens een buitenunit in de tuin hebben staan, kan dat tot ongewenste effecten leiden. De werkgroep heeft daarvoor een simulatie ontwikkeld, die mogelijke probleemgebieden signaleert, zodat men tot een optimale plaatsing kan komen.

Wanneer is het lawaai?

Verder keek HPT Annex 51 naar de psychologische effecten van het geluid. Wetgeving houdt slechts rekening met één parameter: hoeveel decibels er te horen zijn. Dat is natuurlijk een zeer belangrijk aspect, maar zegt niet alles. Een geluidsniveau van een gegeven aantal decibel op, pakweg, Graspop zal zeer verschillend worden ervaren in functie van de muzikale voorkeur van de toehoorder. Zoals gezegd varieert het geluid van een warmtepomp over het werkingsgebied van de compressor en de ventilator. Daardoor is het mogelijk dat het geluid van een toestel tijdens bepaalde regimes als veel hinderlijker zal worden ervaren, dan tijdens andere.

Annex 51 deed dus onderzoek om tot een ‘hinderlijkheidsscore’ van toestellen te komen. Aspecten zoals ruwheid en scherpte van het geluid zijn het meest doorslaggevend of het hinderlijk gevonden wordt of niet. Naarmate men meer parameters toevoegt, kan men het model verfijnen en tot betere voorspellingen komen. Ook hier moet men een afweging maken tussen nauwkeurigheid enerzijds en praktische bruikbaarheid anderzijds. Daarom houdt het model alleen rekening met de meest bepalende factoren.

En de wetgeving?

Op dit ogenblik gelden er in de verschillende landen van Europa uiteenlopende regels met verschillende definities en verschillende meetmethoden. Doorgaans slaan ze niet specifiek op warmtepompen, maar maken ze deel uit van meer algemene reglementen rond nachtlawaai of burenhinder. Vaak wordt er een verschil gemaakt in functie van de omstandigheden: overdag tegenover ’s nachts, industriezones tegenover woonzones...Een geharmoniseerde Europese aanpak is hier niet voor morgen.

Dat maakt het werk van onderzoeksgroepen zoals HPT Annex 51 des te belangrijker. Door de problematiek in kaart te brengen en instrumenten te ontwikkelen om de prestaties van toestellen te beoordelen, kunnen niet alleen de fabrikanten betere warmtepompen maken. Deze rekenmodellen en meetprocedures kunnen ook de basis vormen van normen en reglementen die ervoor moeten zorgen dat de energietransitie niet zal leiden tot enorme geluidshinder. Het kan niet de bedoeling zijn dat de aanpak van de klimaatproblematiek zou leiden tot hinder op andere vlakken.

Door Alex Baumans