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».
Разработана новая система управления лифтами
Новая разработка Щербинского лифтостроительного завода позволяет управлять одновременно восемью лифтами в группе со скоростью от одного до шести метров в секунду. Более того, это уникальное и универсальное решение для управления лифтами с максимально упрощенной процедурой наладки. О новинке и ее технических характеристиках рассказал советник генерального директора по научно-техническим вопросам АО «ЩЛЗ» Сергей Павлов.
Инновации, навеянные рынком
С ростом многоэтажного строительства возрастают и технические требования к лифтовому оборудованию: сегодня более половины строящихся объектов — это здания выше 18 этажей, а на долю высоток в 25 и более этажей приходятся 27% всех новых объектов. Разумеется, для таких строений необходимы совсем другие лифты. Предприятие отметило этот рыночный тренд еще пару лет назад, поэтому в 2024 году сертифицировало лифт со скоростью 4 м/с, а в 2025 году приступило к сертификации лифта со скоростью до 8 м/с. Ведущиеся разработки высокоскоростных лифтов требуют соответствующей системы управления, более современной и универсальной.
Благодаря проделанной работе специалисты предприятия совместно с партнерами разработали уникальную систему управления лифтами — более высокого качества и с бо́льшими техническими возможностями под названием СЛК-64. Станция рассчитана как на пассажирские лифты с машинным помещением, так и без машинного помещения, в различных вариациях комплектации, в том числе с редукторными и безредукторными лебедками. Число остановок было увеличено до 64, а групповым управлением можно объединить сразу до восьми лифтов.
Система позволяет управлять как типовыми серийными лифтами со скоростью от одного метра в секунду, так и высокоскоростными лифтами до шести метров в секунду. На ограничитель скорости будет устанавливаться независимый энкодер, который позволит более точно следить за местонахождением кабины, ее скоростью и остановками. Более того, расширенная разрядность счетчика импульсов позволит контролировать движение с точностью ± 1 мм.
«Был проработан интерфейс в шкафу управления, который позволяет налаживать эту систему на объекте. Он более удобный и простой в эксплуатации, благодаря чему специалисты, обслуживающие лифты с данной системой, смогут быстрее и проще проводить наладку и диагностику оборудования», — пояснил Сергей Васильевич.
Групповое управление и удаленный доступ
Сергей Павлов отметил, что в новой системе управления объединение в группу осуществляется через контроллер групповой работы, который будет устанавливаться на плату соединений шкафа управления для одиночной работы без каких-либо монтажных работ.
Программное обеспечение работы группы находится в контроллере групповой работы (коррекция ПО группы исключает внесение ошибок в основное ПО и наоборот). Конфигурирование группы будет осуществляться через центральный контроллер шкафа управления. В конфигурацию группы можно будет внести нужное количество этажей, отсутствующие (запрещенные) промежуточные этажи, а также функцию вызова «специального» лифта и работу в режиме «по этажу назначения».
Удаленный доступ к лифту будет осуществляться через приложение на телефоне или онлайн (при регистрации лифта на специальном сайте). Соответственно, специалисты могут привязать лифты к конкретному адресу, группировать их по определенному принципу, например по обслуживающей организации или району, а также ограничивать доступ, проверять, изменять настройки лифта удаленно.
Также в новой системе управления предусмотрена функция эвакуации пассажиров до ближайшего этажа, введена возможность перепрограммирования пользователем периферийных блоков и интеллектуальный анализ аварийных ситуаций, что позволит увеличить эффективность работы лифтов при сохранении безопасности их работы.
Как пояснил Сергей Васильевич, подобные системы производят несколько компаний в РФ, однако всегда возникает вопрос адаптации для нужд завода-изготовителя.
«Мы уверены, что данная система будет положительно воспринята рынком и понравится нашим заказчикам и потенциальным потребителям. В перспективе она полностью заменит нашу станцию ШК-6000», — добавил он.
Защита от сбоев
Новая система управления будет иметь защиту от перепадов напряжения в сети здания. В состав шкафа управления введен импульсный источник питания с большими пределами входного напряжения, а также изменена настройка блока контроля фаз.
«При скачках напряжения возникает риск того, что выйдет из строя оборудование. Новая система управления надежно защищена от этого», — пояснил Павлов.
В настоящее время на предприятии запустили производство опытной партии. Пробные поставки на объекты начались в апреле и будут проходить до июня включительно. Затем специалисты проверят работу новой системы, соберут обратную связь от заказчиков и при положительном отклике запустят в массовое производство.
Высокие перспективы
До сегодняшнего дня основным решением Щербинского лифтостроительного завода была станция серии ШК6000, которая поставлялась в большинстве лифтокомплектов для жилых и административных зданий, а станция УЭЛ была предназначена для грузового лифтового оборудования. Проверенная временем и достаточно надежная «шэкашка» тем не менее уже не отвечала возросшим требованиям рынка: скорость была ограничена 2,5 м/с, групповая работа ограничивалась четырьмя лифтами. Новая же станция управления позволяет управлять одновременно восемью лифтами в группе со скоростью от одного до шести метров в секунду.
В то время как все крупные предприятия вступили в гонку по вертикали за звание производителя самого быстрого лифта, ЩЛЗ одним из первых понял, что победа достается не тем, кто спешит заявить о себе, а более подготовленным, поэтому активно занялось разработкой нового решения.
В условиях высокой неопределенности, когда зависимость от импорта даже из дружественных стран может создать условия для критической уязвимости, на Щербинке предпочли уверенность риску, ведь собственная станция управления — это не только про промышленную безопасность и технологический суверенитет, но и про возможность соперничать за крупные заказы на поставку высокоскоростных лифтов с китайскими и турецкими поставщиками.
С особой ответственностью
Специалисты рассказывают об особенностях демонтажных работ при реставрации исторических зданий и объектов культурного наследия.
Реконструкция исторических зданий, в том числе объектов культурного наследия, иногда предполагает частичный демонтаж конструкций. Эта работа требует высокого уровня профессионализма, точности и аккуратности, чтобы сохранить архитектурное и историческое значение здания. По словам специалистов, используемые в таких проектах демонтажные технологии отличаются особой спецификой, и при реализации проекта важно решить ряд сложных задач.
В особых случаях
Демонтаж исторических объектов — это высокоспециализированный процесс, включающий множество уникальных нюансов, подтверждает директор строительной фирмы «ИРОН» Максим Рот. Такие работы требуют не только профессионализма, но и тщательной подготовки, чтобы сохранить архитектурное наследие, избежать разрушения ценных элементов и при этом выполнить задачу в соответствии с нормативными требованиями. «В свою очередь демонтаж исторических сооружений, являющихся объектами культурного наследия, подчиняется строгим государственным регламентам и стандартам. Во-первых, прежде чем приступить к работам, в Санкт-Петербурге необходимо получить разрешение от КГИОП, а также провести детальное обследование состояния здания. Важно учитывать, что не каждый исторический объект, даже если он старинный, является объектом культурного наследия. Одна из главных задач — максимально возможное сохранение уникальных элементов здания. Например, старинные фасады, витражи, резьба по камню и дереву — все это требует бережного отношения и может быть сохранено для последующего восстановления или повторного использования», — отмечает он.
Фактически демонтаж ОКН в Российской Федерации запрещен законодательством, поясняет технический директор компании «ГЕОИЗОЛ» Максим Зайцев. Но в случае, когда по результатам обследования памятник признан аварийным, допускается при проведении реставрационных работ переборка части конструкций с последующим воссозданием. Демонтаж отдельных аварийных конструкций может выполняться только щадящими методами, минимизирующими воздействие на окружающие здания, — алмазное бурение, ручная разборка. Механическое воздействие недопустимо. «Также, приступая к работам, нужно осуществить оценку их влияния на окружающую застройку. Как правило, объект культурного наследия находится в окружении других памятников. Соответственно, демонтаж того или иного сооружения даже щадящими технологиями может оказать влияние на соседний объект. Необходимо выполнить серию геотехнических расчетов, которые позволят оценить риски. Утрата объекта культурного наследия для общества в целом является очень чувствительным моментом, и допустить этого нельзя. Именно поэтому к работам на ОКН должны допускаться только профессионалы, компании, имеющие соответствующий опыт и аттестованных специалистов», — подчеркивает эксперт.
Прежде чем…
Представители отрасли отмечают, что при демонтаже исторических объектов, в том числе и относящихся к ОКН, особо важны тщательные предпроектные исследования. От их результатов может зависеть, как и в каком виде необходимо провести демонтажные работы.
По словам Максима Зайцева, бывали случаи, что недостаточная информация о техническом состоянии конструкций, полученная на этапе предпроектных обследований, приводила к необходимости корректировки проектов и выполнению непредусмотренных работ, в том числе на средства подрядчика, что влечет потребность в дополнительном финансировании реставрационных работ. «Проведение детального обследования, включая историко-архивное, перед началом работ требуется на всех ОКН, а значит, эти виды работ следует изначально включать в смету еще на стадии проектирования, что даст реалистичное понимание стоимости реализации проекта. Так, например, при реставрации военного госпиталя в Петергофе — памятника градостроительства и архитектуры регионального значения второй половины ХIХ века — пришлось выполнить повторное обследование».
Сложности с проведением демонтажных работ могут также возникнуть и на согласовании проектной документации, отмечает генеральный директор ООО «УК “СПРИНГАЛД”» Виталий Никифоровский. Демонтаж ОКН возможен исключительно при наличии на руках полного комплекта разрешительной документации, включая проект приспособления под современное использование, согласованный органами Министерства культуры РФ. Разработка и согласование такого проекта — крайне трудоемкое и затратное мероприятие, и сроки выполнения начинаются от полугода и могут растянуться на десятилетия — для примера можно взять Конюшенное ведомство. «Каждый демонтаж исторического объекта — событие уникальное, и ни один проект не похож на другой, универсального однотипного пакета проектной и разрешительной документации не существует. Нами за 15 лет осуществлено несколько десятков подобных проектов, и, полагаясь на наш опыт, мы можем сказать, что основная и главная сложность — это подготовка пакета проектно-разрешительной документации. Опыт последних лет показывает, что такое явление, как незаконные сносы исторических зданий, ушло в прошлое, и сейчас лидером в этой отрасли станет тот, кто сможет грамотно и законно работать с проектно-разрешительной документацией», — добавляет он.
Случаи из практики
По мнению генерального директора ГК «КрашМаш» Виктора Казакова, реконструкция исторических зданий и объектов культурного наследия — это всегда особая ответственность. Самое главное в таких работах — профессиональный подход и строгий контроль на каждом этапе. В портфолио «КрашМаш» накопилось уже немало сложных проектов по реконструкции исторических зданий с сохранением фасадных стен. Причем в зависимости от технического состояния объекта, его архитектурной ценности и требований органов охраны культурного наследия может быть принято решение о сохранении определенного количества фасадных стен. Каждый случай индивидуален и требует комплексной инженерной оценки.
«В нашей практике встречались проекты с сохранением как одной, так и всех четырех стен. Например, при реконструкции особняка в Потаповском переулке в Москве был реализован уникальный проект по сохранению всех фасадных стен здания 1915 года постройки. Это потребовало установки сложной системы металлических опор и постоянного мониторинга состояния стен. Большинство работ выполнялось с установкой удерживающих конструкций: контрфорсов, временных металлических каркасов для предотвращения обрушения фасадных стен на время демонтажа внутренних элементов объекта. Так, благодаря таким решениями нам удалось сохранить исторические фасады при реконструкции Чижевского подворья на Никольской улице недалеко от Кремля. В работе мы используем специализированное оборудование — малогабаритную технику, строительных роботов, алмазную резку. Такой подход позволяет минимизировать вибрации, пыль, риск повреждения фасадов и в итоге сохранить облик исторической Москвы», — отмечает глава ГК «КрашМаш».
По словам Максима Рота, в их практике одним из наиболее запоминающихся стал проект демонтажа здания Дома Басевича — видного образца петербургской истории, входящего в список «Сто памятников модерна в Санкт-Петербурге». Уникальность и сложность выполнения работ заключалась в том, что, несмотря на аварийное состояние здания, в соответствии с требованиями проектной документации необходимо сохранить часть фасада высотой в три этажа. Объем демонтажных работ превысил 42 тыс. куб. метров. Ограниченное пространство в центре города затрудняло работу крупногабаритной техники, требовались минимизация вибрационных воздействий на соседние здания, а также постоянный онлайн-мониторинг геотехнической ситуации. Использовался комбинированный метод демонтажа — механизированный и ручной — для бережного сохранения исторической части фасада.
Кроме того, были установлены удерживающие конструкции из металла, предотвращающие самопроизвольное разрушение здания и обеспечивающие сохранность фасада, усилен фундамента здания, проведен разбор аварийных конструкций и устройство свайного поля, подготовленного под новое строительство. «На примере этого проекта можно констатировать, что другие подобные требуют точности, внимания к деталям и грамотного подхода к каждому этапу работы, что, безусловно, важно для сохранения исторической застройки и обеспечения безопасности при проведении демонтажных работ», — подчеркнул директор «ИРОН».