Erneuerbare Energien

Psychoakustik bei Luftwärmepumpen

Mittwoch, 21.06.2023

Wenn Luft in Schwingungen gerät, entsteht ein Geräusch. So arbeiten beispielsweise auch Luft-Wasser-Wärmepumpen nicht geräuschlos. Der Motoren- und Ventilatoren-Spezialist ebm-papst hat deshalb eine Metrik entwickelt, welche physikalische Kenngrößen sowie die Psychoakustik mit ihren Untersuchungsmethoden mit der menschlichen Akzeptanz eines Geräuschs in Relation setzt.

Quelle: ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG
Das Psychoakustik-Labor für Testhörer bei ebm-papst in Mulfingen.

Luft-Wasser-Wärmepumpen entziehen der Umgebungsluft Wärme und geben diese an das Heizungssystem ab. Ventilatoren sorgen für den notwendigen Außen-Luftstrom über den Verdampfer des Geräts und erzeugen beim Betrieb aufgrund ihrer Einbausituation Geräusche. Auch das Verdichtergeräusch sollte bei einer vollumfänglichen Betrachtung einbezogen werden. Je enger die Bebauung, desto eher können sich Personen durch Betriebsgeräusche gestört fühlen. Dabei ist keineswegs nur der messbare Schalldruckpegel ausschlaggebend für die Akzeptanz der Technologie, sondern auch das menschliche Geräuschempfinden.

Individuelles Empfinden von Geräusch und Klang entscheidend Die in den Richtlinien und Normen festgelegten und auf dem Prüfstand messbaren Werte haben nur wenig mit dem individuellen menschlichen Geräuschempfinden zu tun, das sich von Mensch zu Mensch unterscheidet. Themen wie beispielsweise die Tonalität - also Beziehungen zwischen Tönen - werden bisher von Normen und Richtlinien nur unzureichend behandelt. Die Psychoakustik will definieren, warum ein Geräusch als angenehm oder lästig empfunden wird. Trompetenspiel beispielsweise und der Bagger auf einer Baustelle haben ungefähr die gleiche messbare Schallleistung, werden aber psychoakustisch völlig unterschiedlich bewertet.

Quelle: ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG
In den Testeinrichtungen von ebm-papst werden Wärmepumpen samt den darin verbauten Ventilatoren strömungstechnisch und akustisch erfasst.

Physikalische und psychoakustische Parameter ebm-papst hat sich dieser Thematik schon früh angenommen und ein spezielles Psychoakustik-Labor für Testhörer eingerichtet, denen die Betriebsgeräusche von verschiedenen Anwendungen in unterschiedlichen Konfigurationen vorgespielt werden. Dafür werden etwa Wärmepumpen samt den darin verbauten Ventilatoren in den eigenen Testeinrichtungen strömungstechnisch und akustisch untersucht. Entwickler befragen die Probanden anschließend und schaffen so eine Datenbasis unter wissenschaftlichen Gesichtspunkten. Wichtige Kennwerte sind beispielsweise die psychoakustischen Parameter Lautheit [sone], Schärfe [acum], Tonheit [mel], Rauigkeit [asper] und Schwankungsstärke [vacil]. Daneben sind auch Ton- und Impulshaltigkeit bedeutsame Größen. Die Beurteilungen der Testpersonen werden mithilfe statistischer und psychologischer Verfahren bewertet. Die Ergebnisse fließen in die eigene Entwicklungsarbeit ein, lassen aber auch Aussagen über die getesteten Wärmepumpen zu und darüber, welche Ventilatoren sich für die individuelle Einbausituation am besten eignen.

Folgeziele zur Geräuschbeurteilung Zukünftig sollten zusätzlich zu den physikalischen Parametern zur Geräuschbeurteilung bei Ventilatoren auch die psychoakustischen verwendet werden. Weiterhin soll auf die Einführung einer internationalen Norm hingearbeitet werden, die auf definierten psychoakustischen Größen basiert. Damit wäre dann eine wichtige Voraussetzung dafür geschaffen, dass Luft-Wasser-Wärmepumpen mit möglichst angenehmen Betriebsgeräusch dazu beitragen, Ärger in der Nachbarschaft wegen Lärmbelästigung zu vermeiden.

Weiterführende Informationen: https://www.ebmpapst.com/heatpump

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