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».
Геомассив: укрепляя слабый грунт
В геотехническом отношении Санкт-Петербург характеризуется большим объемом слабых грунтов. Это делает задачу их укрепления при реализации проектов строительства или реконструкции различных объектов особенно актуальной. По словам экспертов, геомассив является одной из технологий, которая может быть эффективно использована в этом случае.
Что и как
«Геомассив — это довольно распространенная технология. Ее широко применяют на линейных и площадных объектах: при строительстве автодорог, зданий, в проектах реставрации объектов культурного наследия с приспособлением под современное использование и других», — рассказывает Иван Богданов, главный конструктор компании «ГЕОИЗОЛ Проект» (входит в ГК «ГЕОИЗОЛ»).
По его словам, устройство геомассива целесообразно на участках, где выявлена значительная толща слабых грунтов, замена которых проблематична или не представляется возможной. Также технология хорошо подходит для усиления основания под уже существующими зданиями и сооружениями.
По словам заведующего кафедрой геотехники СПбГАСУ, д. т. н., профессора Рашида Мангушева, технология геомассива (другое название — геокомпозит) для Петербурга достаточно актуальна из-за проблемных грунтов, характерных для города. Прежде всего это касается исторических районов города, где плотная застройка и ведение работ может повлиять на окружающие здания. Во избежание подвижек грунта, которые могут вызвать повреждения у соседних строений, и применяется технология геомассива. Также ее использование эффективно для укрепления деградирующих фундаментов самих исторических объектов.
«Эта методика укрепляет грунт путем создания цементных армирующих элементов. Через специальные скважины в землю погружаются инъекторы, через которые под давлением подается цементный раствор. Он вскрывает слабые места, заполняет пустоты и полости. После процесса затвердения образуется своего рода «елочка» из цементных и грунтоцементных прослоек, которая образует армированный массив с улучшенными деформационными характеристиками, что и позволяет существенно уплотнить слабый грунт», — рассказывает эксперт.
Еще один вариант применения технологии — при проведении работ нулевого цикла в городских условиях, например, при возведении здания с подземным паркингом. «Струйная цементация выполняется ниже уровня дна котлована в пределах ограждающей конструкции (например, «стены в грунте»). В этом случае грунтоцементный массив решает несколько задач: закрепляет слабый грунт; выступает в качестве противофильтрационной завесы, исключая приток воды из нижерасположенных слоев в котлован; создает своего рода диафрагму жесткости, которая дополнительно удерживает стенки ограждающей конструкции и позволяет избежать недопустимых деформаций», — добавляет Иван Богданов.
Нюансы
По словам Ивана Богданова, использование технологии бывает сопряжено с ошибками. «Наиболее распространенная из них — попытка выделить из геомассива отдельные элементы и пытаться их посчитать с применением методик расчета свай. Технология предполагает формирование массива грунта с расчетными усредненными характеристиками, в частности, с повышением прочности на сжатие. Существуют методики на расчет усреднения с точки зрения модуля деформации и прочностных характеристик массива. Ими и следует пользоваться», — подчеркивает специалист.
Рашид Мангушев считает, что определение точных результатов использования технологии вообще проблематично. «Оценивая эффект, мы ориентируемся на расчетные данные. Смотрим характеристики грунта, объемы закачанной цементной смеси, исходим из того, что она распространилась сравнительно равномерно, и определяем некие усредненные показатели, которые должны получиться. Но как именно повел себя раствор в массиве грунта под давлением — мы точно не знаем. Локально в одном месте он мог проделать большие полости, в другом — меньшие, и какие именно характеристики грунта достигнуты в конкретной точке — определить невозможно», — говорит он.
Эксперт отмечает также, что в целом технология сравнительно недешевая. «Ее можно использовать для создания оснований под малоэтажное, коттеджное строительство. Если речь идет о многоэтажных объектах, то, безусловно, экономически эффективнее и надежнее устройство свайных фундаментов», — считает он.
По словам Ивана Богданова, говоря о стоимости работ с применением технологии геомассива, следует отметить общеотраслевую проблему — базовые расценки не успевают за уровнем инфляции. «Сегодня сметная стоимость закрепления грунтов геомассивом не соответствует реальным коммерческим расценкам», — констатирует эксперт.
Убираем лишние звуки: как выполнить шумоизоляцию фановой трубы
С шумом канализационных труб жители многоквартирных домов сталкиваются регулярно, и многие к нему привыкли, полагая, что сделать ничего нельзя. Но существует простой способ, позволяющий значительно снизить посторонние звуки из системы отвода стоков, и тем самым повысить уровень комфорта проживания.
В современных квартирах вопрос звукоизоляции фановой трубы достаточно актуален, так как зачастую при строительстве используются пластиковые конструкции, которые легко пропускают различные виды шума. Наибольший дискомфорт, как правило, испытывают жители нижних этажей многоэтажных зданий. Ведь чем ниже этаж, тем выше скорость падающей воды в канализационном стоке. Звук от канализации легко распространяется в соседние комнаты, и даже самый красивый и уютный интерьер перестает радовать, когда посторонние шумы отвлекают и мешают сосредоточиться. Выход в этой ситуации только один — качественная шумоизоляция труб канализации в квартире.
Цилиндры навивные ROCKWOOL 100 Кф (кашированные фольгой) помогут справиться с этой проблемой на раз-два-три. Они выполнены из каменной ваты — волокнистого материала, который благодаря своей структуре отлично гасит звуковые волны. Инженеры добились ещё большего совершенства, изготавливая цилиндры по навивной технологии, когда волокна последовательно наматываются на основу, и в результате в готовом продукте располагаются перпендикулярно звуковым волнам. Шум словно запирается внутри и не выходит наружу.
Натурные испытания Цилиндров навивных ROCKWOOL 100 Кф показали: до установки звукоизоляции шум от труб может достигать до 59 дБ, что сопоставимо с работающей офисной техникой, после — уже на расстоянии 30 см от коммуникаций звук глушится до уровня тихого шепота. Для удобства монтажа сбоку на изделиях выполнена прорезь, фольгированное покрытие обеспечивает эстетичный внешний вид.
Устанавливается звукоизоляция буквально в три шага. Для этого нужно:
- Надеть цилиндры на трубу вплотную друг к другу;
- Закрепить бандажом или вязальной проволокой (рекомендуется устанавливать не менее двух бандажей на один цилиндр с интервалом до 500 мм);
- Продольные и поперечные стыки проклеить алюминиевой лентой.
Материал пригодится не только для жителей городских квартир, но и для владельцев многоэтажных частных коттеджей, так как проблема шума канализационных труб актуальна для всех типов строений. Цилиндры ROCKWOOL из каменной ваты отмечены маркировкой Eco Material Absolute, которая подтверждает безопасность применения для внутренней отделки помещений.