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».
Энергосбережение и энергоэффективность: комплексный подход
Группа компаний «Мосстрой-31» во главе с генеральным директором Шотой Хабелашвили вносит весомый вклад в продвижение и развитие энергосберегающих технологий в строительстве и повышение энергоэффективности зданий и сооружений.
ГК «Мосстрой-31» занимает ведущие позиции в области производства полимерных теплоизоляционных материалов в России и входит в тройку лидеров по выпуску высококачественного пенополистирола. Наряду с этим материалом изготавливаются изделия на его основе: домостроительная система из несъемной опалубки, фасадные термопанели, сэндвич-панели, заполнитель для пенополистиролбетона «Политерм», фасадные архитектурно-декоративные элементы. В составе группы работают пять заводов в различных регионах России: Москве, Подмосковье, Воронеже, на Кубани, в Поволжье.
«Мосстрой-31» также занимается строительством, реализуя проекты по возведению многоквартирных и индивидуальных жилых домов, реконструкции и капитальному ремонту существующих зданий, реставрации фасадов, включая восстановление фасадных панно с применением декора из пенополистирола. На сегодняшний день компания получила разрешительный документ на применение в строительстве новой инновационной системы утепления фасадов СУФ «Теплый фасад ПРО».
Столь различные направления многогранной деятельности организации объединяет важная государственная задача, а именно: энергосбережение и энергоэффективность.
«Я строитель по образованию и по призванию, – рассказывает генеральный директор ГК "Мосстрой-31" Шота Хабелашвили. — Меня всегда, с молодых лет интересовали вопросы энергосбережения, и этой теме я посвятил свою жизнь».
В сфере энергосбережения и энергоэффективности Шота Георгиевич ведет не только профессиональную, но и большую общественную работу. Как крупный эксперт в данной области с момента создания в феврале 2013 года Комитета по инновационным энергоэффективным материалам Российского Союза строителей он остается его неизменным председателем.
Вот уже более десяти лет комитет неустанно трудится на ниве продвижения и внедрения передовых технологий с применением эффективных теплоизоляционных материалов. Ярким примером этой важной работы может служить «План мероприятий (”дорожная карта”) по созданию экономических и организационных стимулов внедрения инновационных энергоэффективных технологий и экологичных материалов в ЖКХ и строительной отрасли». Этот документ передан Российскому союзу промышленников и предпринимателей для последующего согласования с заинтересованными федеральными министерствами и ведомствами.
Второй пример — «Предложения о применении новых инновационных теплоизоляционных материалов для использования при проведении капитальных ремонтов многоквартирных домов», которые были разработаны комитетом, а затем внесены правительством Московской области в региональную программу капитального ремонта.
Капитальный ремонт, в котором сейчас остро нуждаются многие объекты жилищного фонда России общей площадью до 2 млрд кв. м, дает возможность не только устранить неисправности здания, но и повысить его энергоэффективность. Опыт недавнего капремонта многоквартирного жилого дома в округе Домодедово Московской области с утеплением фасадов и цоколя по всему периметру пенополистиролом, выполненного силами ГК «Мосстрой-31», по мнению экспертов, целесообразно тиражировать в других регионах страны.
Таким образом, ГК «Мосстрой-31» стремится к энергосбережению и повышению энергоэффективности сразу несколькими путями: производит энергоэффективную продукцию, применяет ее в строительной практике и продвигает энергосберегающие технологии через профессиональное сообщество на государственном уровне. Такой комплексный подход к решению важнейших задач по снижению расходов населения и экономии природных ресурсов трудно переоценить.
Всё и сразу
Блочно-тепловые пункты становятся все более востребованными как готовые комплексные решения систем тепло- и водоснабжения, а также приточной вентиляции.
Организации и частные лица при выборе инженерных систем административных, промышленных и жилых зданий все чаще проявляют интерес к блочно-тепловым пунктам. В условиях растущих требований к комфорту и энергоэффективности БТП становятся оптимальным решением обеспечения граждан теплом, водой и приточной вентиляцией. Основу блочно-тепловых пунктов составляют насос, теплообменники, узлы тепло- и водоснабжения и другие элементы, собранные в единое целое.
Важные преимущества
Блочный тепловой пункт является готовым изделием и представляет собой собранные на раме в заводских условиях блоки для различных систем теплопотребления, — рассказывает Павел Шпилевский, директор компании «ТеплоЭнергоСила», входящей в состав ГК «Теплосила»: «БТП обладают рядом преимуществ, таких как компактные размеры и быстрый монтаж. Кроме того, их использование — это снижение затрат. Для проектных организаций БТП становится готовым проектным решением, строительно-монтажные организации выигрывают за счет минимизации объемов сварочных и монтажных работ, также применение БТП снижает вероятность ошибок при комплектации. Заказчики и потребители получают надежное устройство и полную сервисную поддержку производителя. Проектирование БТП осуществляются на основе теплотехнических расчетов с использованием современных технологий модульной сборки. Подбор выполняется квалифицированными сотрудниками компании после предоставления заказчиком или проектировщиком всех необходимых технических данных».
По словам Павла Шпилевского, ГК «Теплосила» является производителем как БТП, так и основных комплектующих, входящих в его состав, а именно: пластинчатых разборных теплообменников, регуляторов давления различных модификаций, двух- и трехходовых регулирующих клапанов с электрическим исполнительным механизмом, модулей и шкафов управления, обратных клапанов, грязевиков. Это позволяет сократить сроки производства БТП, а также решить ряд вопросов по гарантийному и постгарантийному обслуживанию оборудования, сократить сроки ремонта и замены оборудования и выявления причин неисправностей.
Руководитель регионального учебного центра «Ридан» Петр Пятаков также отмечает, что одно из ключевых преимуществ БТП — это простота установки и монтажа. Достаточно занести его на объект, подключить к трубопроводам тепловой сети, системам отопления, вентиляции и ГВС — и оно готово к работе. Спрос на данное оборудование, подчеркивает эксперт, в настоящее время растет. Потребитель, выбирая БТП, старается перейти на более качественную и надежную продукцию. Компания «Ридан» на своем заводе в Подмосковье производит блочно-тепловые пункты уже более десяти лет. Свыше 15 тысяч изделий уже используются в системах централизованного отопления, горячего водоснабжения и вентиляции по всей России. Рабочий процесс осуществляется в соответствии со стандартами ISO 9001. Ставка при производстве БТП делается на его энергоэффективность, автоматизацию, компактность, удобство обслуживания и монтажа.
«Подобрать БТП на базе оборудования “Ридан” можно самостоятельно с помощью программы БТП Select. Результатом станет полный набор технической документации: принципиальная схема, спецификация, габаритный чертеж и коммерческое предложение. Кроме того, можно заполнить опросный лист на сайте компании, и специалисты подготовят индивидуальный расчет, учитывающий все особенности будущего проекта», — добавляет Петр Пятаков.
Сердце системы
Стоит отметить, что составные части блочно-тепловых пунктов могут быть разных производителей. Соответственно, при создании БТП необходимо учитывать не только технические характеристики, но и специфику работы данного оборудования. Одним из важных специалисты считают подбор насоса системы.
Менеджер по развитию продукта компании ИСТРАТЕХ Екатерина Волкова отмечает, что выбор насоса для блочного теплового пункта, как и для любого технологического процесса, зависит в первую очередь от требуемых расхода и напора. «Тепловая мощность систем, влияющая на требуемую производительность насоса, может варьироваться от нескольких ккал/ч до нескольких Гкал/ч, поэтому в БТП могут применяться как насосы небольшой мощности (например с «мокрым» ротором), так и очень мощные насосы (центробежные одноступенчатые или многоступенчатые больших типоразмеров). При выборе насосного оборудования следует учитывать температуру теплоносителя, максимальное давление в системе, давление перед насосом, а также КПД в рабочей точке: чем выше КПД, тем эффективнее будет работать система. Другими важными факторами, на которые необходимо обращать внимание, являются удобство монтажа и обслуживания, габаритные размеры и уровень звукового давления насоса».
По словам Екатерины Волковой, компания ИСТРАТЕХ производит широкую линейку одноступенчатых насосов серии ВО(E) и многоступенчатых насосов серии ВМ(E). Вся продукция сертифицирована и имеет статус «Сделано в России». Корпус насосов, выполненный из чугуна (СЧ25/ВЧ50), выдерживает гидроудары и механические нагрузки, износостойкое катафорезное покрытие толщиной 24 мкм надежно защищает оборудование от коррозии, а встроенная тепловая защита электродвигателя (PTC) — от перегрева. Кроме того, компактные габаритные размеры насосов, возможность установки насосов ВО(Е) мощностью до 11 кВт на вертикальный трубопровод, применение овальных фланцев для насосов ВМ1…ВМ10 позволят расположить насосное оборудование даже в самых стесненных условиях и снизят затраты на монтаж.
Насос является ключевым элементом водяной инженерной системы здания, и его работа тесно связана со всем остальным оборудованием, включая запорно-регулирующую арматуру, обращает внимание инженер по продажам промышленного оборудования ООО «ПАМПМЭН РУС» Денис Козлов. Эффективность функционирования всей системы зависит от их скоординированной работы: производительности, энергоэффективности, устойчивости к коррозии, шума, долговечности, обслуживании, гибкости в настройках. Это особенно актуально для систем с переменным гидравлическим режимом, где регулирование расхода теплоносителя может повлиять на гидравлические и электрические параметры насоса. «Обеспечение эффективной работы системы является общей задачей как производителей запорно-регулирующей арматуры, так и производителей насосов. Правильный выбор не только обеспечит эффективное теплоснабжение, но и сократит эксплуатационные расходы, повысит надежность системы и снизит риск поломок. Поэтому стоит уделить внимание каждому аспекту, чтобы выбрать оптимальный вариант, соответствующий специфике вашего проекта», — подчеркивает специалист.
Тепловые пункты, добавляет Денис Козлов, могут использовать насосы нашего производства разных серий: односкоростные GRS, частотные GRA/GRB (с автонастройкой/ШИМ) и STAR-WPT (с Wi-Fi). Промышленные насосы GRS и STAR-WPT предназначены для мощных пунктов, обеспечивая высокую производительность и низкий шум. Для малых систем — компактные и энергоэффективные GRB. Серия TD — для промышленных объектов и ЖКХ, с высокой надежностью и настройкой под разные условия.
С выводами коллег о значимости правильного выбора оборудования согласен руководитель направления «Гражданское строительство» ООО СИЭНПИ РУС Николай Россинский. По его словам, это важный аспект эффективной работы систем. На вопрос о том, какой насос лучше всего подойдет для БТП, сложно дать однозначный ответ, так как каждый насос выполняет свою конкретную задачу и подбирается в зависимости от требований.
CNP Aikon, являясь производителем современного насосного оборудования и систем управления, рассказывает Николай Россинский, предлагает широкий ассортимент насосов для блочно-тепловых пунктов, которые соответствуют высоким стандартам качества и надежности, предъявляемыми заказчиками. В частности, для создания тепловых пунктов подходят консольно-моноблочные насосы серии NIS и циркуляционные насосы серии TD. Эти модели обеспечивают эффективную циркуляцию теплоносителя, что способствует стабильной работе систем отопления и горячего водоснабжения. Для поддержания давления в системе (или «подпитки», если говорить простым языком) используются вертикальные многоступенчатые насосы серии CDM. «Важно отметить, что насосные агрегаты CNP Aikon, поставляемые на БТП, могут работать с температурой перекачиваемой среды до 130 градусов, а в некоторых случаях — до 180. Учитывая неравномерность расхода, мы комплектуем наши решения для блочно-тепловых пунктов преобразователями частоты. На небольших объемах, например в индивидуальных тепловых пунктах, оправданно применение циркуляционных насосов с мокрым ротором серии CMS(L)-I. Новое поколение насосов данной серии также может работать с преобразователями частоты на третьей скорости», — сообщил представитель компании СИЭНПИ РУС.
