Выбирая энергоэффективность
Современные технологии позволяют повысить энергоэффективность и энергосбережение водного насосного оборудования. В результате достигается значительное уменьшение потребления энергии и улучшение общей производительности систем.
Рациональное использование ресурсов — тренд настоящего времени. Однако без применения в быту и промышленности современных энергоэффективных насосных установок для тепла и водоснабжения достаточно трудно ему следовать. Эксперты «Строительного Еженедельника» рассказали о технологических решениях, которые позволяют не только снизить энергопотребление данными системами, но и увеличить их производительность, надежность и срок службы.
Правильный подбор
Самый лучший способ повышения энергоэффективности — это правильный подбор оборудования, считает руководитель отдела обучения ООО «ДЖИЛЕКС» Александр Шамов. Насос как сердце системы — основной потребитель энергии, поэтому точный расчет снижает затраты пользователя. Второй важный фактор — автоматизация. Пиковые нагрузки при пуске и остановке насоса увеличивают энергопотребление и износ. Устройства плавного пуска и остановки снижают нагрузку на сеть, экономя до 5% энергии. Максимальную экономию (до 50%) дают инверторные блоки управления. Они регулируют производительность насоса, снижая мощность при неполной загрузке (обычно требуется 1/3–1/5 от максимальной производительности). К энергоэффективным насосам относятся модели с частотным регулированием (инвертором). На российском рынке это циркуляционные насосы для отопления и автоматические поверхностные станции. Для погружных скважинных насосов используется внешний блок управления с частотным регулированием.
«Перспективное направление — переход с двигателей переменного тока на постоянный. Это повысит производительность при снижении энергопотребления, особенно в сочетании с инверторным управлением. Наша компания выпускает одни из самых экономичных насосов — насосы серий ”ВОДОМЕТ” и ”ВОДОМЕТ 3Д”. Их конструкция обеспечивает минимальное энергопотребление при высокой производительности. Также готовится к производству поверхностный насос-автомат с водяным охлаждением двигателя “ДЖАМБО ПРО”», — отметил он.
Минимизировать потери
По словам руководителя отдела маркетинга ООО СИЭНПИ РУС Дмитрия Коньшина, чтобы определить пути повышения энергоэффективности насосного оборудования, необходимо рассмотреть источники энергетических потерь. Насосный агрегат состоит из двух основных частей: гидравлической и привода. Наиболее распространенный тип привода — электродвигатель. Для низковольтных электродвигателей классы энергоэффективности описаны в стандарте IEC (ГОСТ IEC 60034.30.1-2016). Во всех насосах CNP по умолчанию используются двигатели класса IE3, оптимального по соотношению КПД и стоимости. КПД таких двигателей может достигать 90–94% в диапазоне средних мощностей. Повышение класса выше IE3 экономически оправданно только в специфических задачах, так как прирост КПД незначителен, а стоимость существенно возрастает. Аналогичная ситуация — и с высоковольтными приводами.
Потери в гидравлической части, продолжает эксперт, делятся на гидравлические, механические и объемные. Эти потери можно минимизировать еще на стадии проектирования. На производстве CNP применяются современные методы численного моделирования (CFD), прототипирование и аддитивные технологии, что позволяет приближаться к максимально возможному КПД — порядка 80–85% для центробежных насосов. «Однако большинство типовых конструкций уже близки к своему технологическому пределу. Повышение эффективности идет за счет долей процента, требует значительных затрат и зачастую не подтверждается вне лабораторных условий. Действительно ощутимый эффект дает применение частотных преобразователей. При переменном потреблении они позволяют снизить энергозатраты на 20–50%, регулируя работу насоса в зависимости от реальной нагрузки. Именно такие решения, как частотно-регулируемые насосы и автоматизированные станции, сегодня наиболее актуальны для промышленного и коммунального сектора», — подчеркивает Дмитрий Коньшин.
Оптимизированная конструкция
Современный насосный агрегат невозможно представить без электродвигателя класса IE3 и выше или преобразователя частоты — это стандартное решение для энергоэффективных систем, отмечает менеджер по развитию продукта компании ИСТРАТЕХ Екатерина Волкова. «Компания ИСТРАТЕХ вносит свой вклад в развитие отрасли: в 2025 году мы запустили собственную линию сборки электродвигателей класса IE3 и представили серию насосов с интегрированным частотным управлением. При этом максимальная энергоэффективность наших одноступенчатых насосов серий ВО и KMG достигается благодаря тщательно продуманной гидравлической части. График наглядно показывает преимущество оптимизированной конструкции корпуса: КПД насоса ВО на 2–8% выше по сравнению с аналогами».
Чтобы сохранить высокий КПД в течение всего срока службы насоса, продолжает Екатерина Волкова, между рабочим колесом и корпусом устанавливается заменяемое уплотнительное кольцо. Оно защищает детали от прямого контакта и минимизирует внутренние утечки жидкости. Со временем из-за износа рабочего колеса и корпуса зазор между элементами увеличивается, что приводит к снижению эффективности, но замена кольца восстанавливает первоначальные характеристики. Для систем с постоянным режимом работы, где применение преобразователя частоты экономически неоправданно, оптимальным решением, по словам Екатерины Волковой, является подрезка рабочего колеса под требуемые параметры. Эта технология, используемая для консольно-моноблочных насосов KMG, обеспечивает снижение потребляемой мощности с минимальным снижением КПД.
Работа в экономию
Ведущий технический специалист компании «Альтерпласт» Сергей Лебедев отмечает, что их компания существует на отопительном рынке 24 года, и одним из направлений поставляемого на рынок оборудования является насосная техника, рассчитанная на бытовой сегмент. Говоря о энергоэффективности насоса, необходимо коснуться темы циркуляционных насосов для системы отопления. Компания поставляет как трехскоростные циркуляционные насосы, так и энергосберегающие для систем водяного отопления под тм ТЕВО. Конечно, все начинается с энергозатрат, мощности системы отопления, потому что на основании тепловых потерь и считается циркуляционный расход насоса. И тут логика проста: меньше мощность системы — меньше циркуляционный расход насоса и, следовательно, меньше энергопотребление. Что касается энергопотребления циркуляционного насоса, тут вывод однозначный: это энергосберегающий насос с мокрым ротором.
«Давайте рассмотрим два типа этих насосов. Возьмем трехскоростной насос ТЕВО 25/6-180 и энергосберегающий насос ТЕВО Е 25/6-180. В первом случае максимальная мощность насоса составляет 93 Вт, во втором — 45 Вт. При условии постоянной работы на максимуме трехскоростной насос будет потреблять около 67 кВт в месяц, энергосберегающий — около 32 кВт. Теперь давайте посмотрим на тарифы по потреблению электроэнергии, к примеру, по Московской области: для сельской местности это 5,13 руб./кВт. То есть месячные затраты не трехскоростном насосе составят 344 рубля, а на энергосберегающем — 164 рубля. Получается больше чем в два раза, хотя изначально кажется, что разница небольшая. Но остается только посчитать, через какое время окупится разница в цене на энергосберегающем и трехскоростном насосе, так как сам энергосберегающий насос стоит дороже. Получается около 16–17 месяцев, пусть грубо это 1,5 года. Дальше энергосберегающий насос работает только в плюс экономии», — подчеркивает Сергей Лебедев.
Совокупность технологий и методов
Руководитель по развитию бизнеса ООО «ВИЛО РУС» Константин Шинкарук рассказывает, что если брать насос как единичное изделие, то повысить его энергоэффективность можно за счет оптимизации конструкции и формы проточной части — повысить КПД агрегата за счет использования энергоэффективных двигателей. Совокупность технологий и методов даст максимальную экономию. «Возьмем самую популярную модель насоса для систем отопления для бытового применения — это насосы с мокрым ротором с резьбовым подключением Ду-25, подачей до 3 м3/ч и напором до 4 м. Стандартный насос модели NOC 25/4 — его максимальная потребляемая мощность составляет всего 70 Вт. Если же взять аналогичный по характеристикам энергоэффективный насос NOCE 25/1-4, то его максимальная потребляемая мощность составляет 25 Вт, что в 2,8 раза меньше. Безусловно, это значения при максимальной производительности насоса, нагрузка на насос меняется во времени. Поэтому при применении различных режимов регулирования мы получим дополнительную экономию за счет, например, снижения частоты вращения электродвигателя при снижении нагрузки. Ведь при снижении частоты вращения в два раза мощность, потребляемая насосом, снижается в восемь раз».
В продуктовой линейке компании WILO RUS, отмечает Константин Шинкарук, присутствуют энергоэффективные насосы с мокрым ротором как для бытового, так и для коммерческого применения: Native NOCE/NOCE F, оснащенные синхронным мотором на постоянных магнитах и интеллектуальной системой регулирования, индекс энергоэффективности EEI <=0,21. Также в этом году планируется запуск серийного производства энергоэффективных насосов с сухим ротором серии Wilo-IL-E и Wilo-Helix VE с синхронными моторами класса энергоэффективности IE5 и интеллектуальной системой регулирования: «Еще мы предлагаем решение для систем водоотведения, а именно: комплектные установки Native N-Lift с синхронными электродвигателями. А также приборы управления собственного производства SK-712, которые управляют стандартными насосами с сухим ротором с асинхронными двигателями класса энергоэффективности IE3, обеспечивая регулирование частоты вращения в зависимости от контролируемого параметра за счет применения частотных преобразователей, обеспечивая каскадный режим включения/выключения и другие функции», — сообщил представитель компании «ВИЛО РУС».
Рециклинг в приоритете
Несмотря на отсутствие четкой федеральной законодательной базы, регулирующей процессы рециклинга, демонтажные компании стремятся к максимально возможной переработке отходов строительства и сноса.
В настоящее время в России пока отсутствует четкая федеральная нормативно-правовая база, регулирующая обращение с отходами строительства и сноса, и в частности механизмы рециклинга. Данный фактор тормозит развитие отрасли переработки отходов, сдерживает инвестиции в новые проекты. Несмотря на то, что власти страны выступают за вторичную переработку строительных материалов, пока существенная часть отходов по-прежнему отправляется на полигоны, вместо того чтобы возвращаться в экономический оборот в качестве вторичного сырья.
Назрела потребность
Управляющий Национальной Ассоциации Демонтажных Организаций Артем Кондратьев подтверждает, что на федеральном уровне деятельность по обращению с отходами строительства и сноса специально не регулируется. Слово «специально» означает, что деятельность регулируется, но в соответствии с общим законодательством по обращению с отходами производства и потребления. Однако потребность в изменениях назрела. «Высока вероятность устранения существующих законодательных пробелов в первую очередь за счет внесения изменений в федеральный закон № 89. Появятся как понятие отходов строительства и сноса, так и требования по обращению с ними. Среди наиболее значимых законодательных изменений считаю закрепление нормы о том, что отходообразователем является собственник зданий, земельного участка или застройщик, технический заказчик. Это усилит контроль со стороны заказчика в части привлечения добросовестных подрядчиков за счет рисков и ответственности заказчика».
Вторая важная инициатива, добавляет управляющий НАДО, — возможность обработки и утилизации отходов на площадке их образования (площадке производства демонтажных работ). Обеспечение этой меры значительно (от 2,5 до 8,5 раза) снижает затраты заказчика на обращение с отходами от сноса зданий, обеспечивает его вторичной продукцией (например щебнем), а специализированного переработчика отходов — подготовленным (отсортированным) сырьем для более глубокой переработки и эффективного производства новых материалов, сокращает выбросы СО2 от транспорта в случае перевозки всех отходов на полигон/КПСО, освобождает лимиты полигона для тех видов отходов, которые нельзя утилизировать (переработать).
Главный эколог ООО «ГЕОИЗОЛ» Татьяна Шевченко также отмечает, что отдельные законы и подзаконные акты, формулирующие требования по обращению со строительными отходами, отсутствуют. Кроме того, нет понятия «переработка» как такового. Используется термин «утилизация». По словам специалиста, для того чтобы применять отходы в строительстве или материалы из отходов, необходимо в свод правил по строительству внести изменения по применяемым материалам. А также разработать ГОСТы на такие материалы, чтобы их в дальнейшем можно было бы внести в свод правил и применять в строительстве. При этом введение дополнительного контроля за процессом переработки отходов со стороны субъекта не нужно, он не имеет никакого смысла, так как деятельность по обращению с отходами контролируется Росприроднадзором.
По мнению главного эколога ООО «Строительная фирма “ИРОН”» Светланы Митченко, регулирование любой деятельности, связанной с обращением отходов, требует комплексного и разумного подхода. «С одной стороны, любая система дисциплинирует и отходообразователя, и утилизатора, и транспортировщика отходов, ведь наличие единой системы помогает унифицировать правила и стандарты, что в итоге упростит контроль со стороны государственных органов и повысит ответственность организаций за правильное обращение с отходами. С другой стороны, техническая невозможность применения тех или иных стандартов, например когда сталкиваешься с неработающими системами Глонасс, неработающими и зависающими порталами для выгрузки разрешения на перемещение (такое случается при выгрузке куар-кодов)», — подчеркивает эксперт.
Дать вторую жизнь
Тем не менее большинство российских демонтажных компаний уже ставят рециклинг в приоритет в своей деятельности, стремясь к минимизации негативного воздействия на окружающую среду и оптимизацию использования ресурсов.
По словам Артема Кондратьева, каждая технология, если она позволяет переработать отход в сырье или продукцию, является эффективной. Но тут вопрос не в эффективности, а в барьерах. Среди главных технических и организационных барьеров можно выделить неоднородность отходов, объемы, образующиеся в рамках отдельно взятого объекта по демонтажу, и логистику. У многих демонтажных организаций, подчеркивает управляющий НАДО, отлажены процессы переработки железобетона и кирпича, реже — древесных отходов. Профессиональные компании обладают ресурсами, компетенциями и разрешительной документацией для выполнения переработки этих отходов на площадке производства демонтажных работ с помощью мобильных установок.
На сегодняшний день, отмечает Светлана Митченко, в России для утилизации строительных отходов применяются различные технологии и методы, которые обращают внимание на минимизацию негативного влияния на окружающую среду с максимальной переработкой образовавшихся материалов. «Из самых эффективных и относительно безопасных можно выделить метод с предварительной механической обработкой. Он позволяет выпустить фракцию, нужную потребителю, например в виде щебня, валунов, гравия. При данном виде переработки образуется относительно небольшое количество “хвостов” (остатков отхода, непригодных для повторного использования). Также при соблюдении режима пылеподавления возможно избежать негативного сценария загрязнения атмосферного воздуха».
Из таких отходов демонтажа, как бой кирпича, бетона, железобетона, рассказывает Татьяна Шевченко, прошедших дробление, делают щебень, песок и песчано-щебеночные смеси. В частности, боем кирпича можно отсыпать и даже художественно оформить парковые дорожки. Такое покрытие хорошо пропускает влагу, дорожки быстро высыхают. Из отходов грунта изготавливают многокомпонентный почвогрунт, который может применяться для благоустройства территорий. Также в процессе демонтажа образуется большое количество смешанных строительных отходов, в которые входят штукатурка, засыпка перекрытий (это не только песок, но и керамзит или шлак, стекло, пластик, паркет и т. д.). Из данных составляющих отбирают полезные компоненты, а остальное вывозится на размещение.
Опрошенные представители демонтажной отрасли считают, что современные технологии и оборудование открывают широкие возможности для достижения максимального уровня переработки строительных отходов.
Наши усилия сосредоточены на минимизации негативного воздействия на окружающую среду в процессе всех видов деятельности — демонтажа, строительства, редевелопмента и рекультивации, отмечает генеральный директор ГК «КрашМаш» Виктор Казаков. Критически важную роль в этом играет экономика рециклинга, цель которой — эффективная переработка и использование отходов. Это возможно только с применением передовых технологий, в центре которых лежит комплексный подход. Любое оборудование, предназначенное для переработки отходов — будь то мобильные дробильные установки, шредеры или сортировочные линии, — в той или иной степени демонстрирует свою эффективность, так как позволяет перерабатывать строительные отходы, не замыкая их цикл на захоронении. Рециклинговая технология сноса зданий — умный снос, — происходящая поэтапно, также дает возможность использовать отходы повторно.
«Самый эффективный инструмент — сопровождение проекта профессиональными экологами, которые собирают и анализируют документацию, тщательно следят за тем, сколько отходов было получено в результате демонтажа объекта, сколько вывезено на полигон, сколько было переработано, например, лома бетона или железобетона во вторичный щебень. Кстати, этот материал сейчас активно используется при строительстве дорог и в качестве сырья для современных стройматериалов. Минимизирует негативное воздействие на окружающую среду только работа по зеленым стандартам с полным экологическим контролем над перемещением строительных отходов и их переработкой», — подчеркивает глава ГК «КрашМаш».
Эксперты ТЕХНОНИКОЛЬ подсчитали точность «полевого» метода проверки прочности сварных швов LOGICBASE
Прочность сварных швов гидроизоляционного слоя из ПВХ-мембран LOGICBASE можно проверить непосредственно на объекте или в лабораторных условиях с помощью отобранных образцов. Исследователи выяснили, насколько точность «полевого» способа уступает технологичному лабораторному.
При устройстве гидроизоляционного слоя для подземных частей зданий и сооружений особое внимание всегда уделяется его швам. Они должны выдерживать сильные нагрузки и не уступать в прочности самому гидроизоляционному материалу. Такими свойствами обладает гидроизоляционный слой, устраиваемый из ПВХ-мембран LOGICBASE, чьи швы безопасно и быстро свариваются горячим воздухом с помощью автоматического оборудования.
Есть несколько способов проверить прочность швов непосредственно на объекте, и одним из них является испытание на раздир с помощью портативного тензиометра LEISTER EXAMO F. Испытание на раздир можно провести и в лабораторных условиях – для этого из выполненных швов вырезаются образцы и проверяются на испытательной машине. Лабораторный метод является более точным, и специалисты ТЕХНОНИКОЛЬ решили определить погрешность между ним и «полевым» способом проверки прочности швов.
В ходе испытаний из двойных швов ПВХ-мембран LOGICBASE V-SL 2,0 мм и LOGICBASE V-SТ 1,6 мм вырезали образцы-полоски размерами 20х5 см (иногда размер полоски составлял 18х5 см, что разрешено по ГОСТ) для лабораторной испытательной машины (рис. 5а) и 15х4 см для портативного тензиометра. Образцы помещали в зажимы испытательных машин согласно методикам ГОСТ Р 56584-2015 (п.7) и ГОСТ 32315.1-2012.
После окончательного закрепления образцы испытывали на раздир (то есть, один из зажимов начинал движение с постоянной скоростью, а другой оставался неподвижным) и получали показатели прочности сварных швов.
Выполненные исследования показали, что полевой метод определения средней прочности сварных швов ПВХ-мембран на раздир с помощью портативного тензиометра позволяет получить в целом достоверные показатели, погрешность которых относительно поверенного лабораторного оборудования не превышает 9,44%. Важно отметить, что благодаря своей компактности портативный тензиометр может применяться прямо на строительных объектах, включая сложные и удаленные. При этом прибор позволяет произвести оценку прочности сварных швов гидроизоляционных ПВХ-мембран прямо в присутствии Заказчика или Строительного надзора.