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».
Будущее металлического мостостроения
Все чаще в России строители выбирают металл для возведения мостов, путепроводов и пешеходных переправ. Так, сейчас в Новосибирске специалисты возводят масштабное искусственное сооружение длиной 5,6 километра через реку Обь в створе улицы Ипподромной из стали марки 10ХСНД-2. Этот же материал мостовики применили в прошлом году в столице при строительстве 322-метровой переправы через реку Москву в составе Юго-Восточной хорды. О развитии данного направления шла речь на конференции «Металлическое мостостроение. Задачи. Преимущества. Перспективы» в рамках 8-й международной специализированной выставки «Металлоконструкции-2023».
Атмосферостойкая сталь
Технологии в производстве стали и стальных конструкций не стоят на месте. Так, все чаще мостовики используют атмосферостойкий металл для пролетных сооружений, которые ни в момент строительства, ни в будущем не требуют лакокрасочного покрытия. Например, говорит директор по продажам АО «Мостостройиндустрия» Андрей Комаристов, такой подход использован при возведении путепровода через Центральную кольцевую автодорогу (ЦКАД) и на нескольких других объектах компании. Выбирают атмосферостойкую сталь и специалисты ГК «Трансстройпроект» при работе над своими проектами, например, для модульных переправ через малые реки.
Впрочем, мостовики не отказываются и от традиционных способов защиты в виде краски или цинка.
Расширение сортамента
Тем временем в отрасли продолжаются активные дискуссии о расширении сортамента стали для применения в мостостроении. Напомним, новый межгосударственный стандарт ГОСТ 6713-2021 предлагает при строительстве стальных конструкций железнодорожных, автодорожных, совмещенных, городских и пешеходных мостовых сооружений использовать прокат категории 2 и 3 в термомеханическом обработанном состоянии после контролируемой прокатки, в том числе с ускоренным охлаждением, отжига, отпуска, нормализующей прокатки и закалки с прокатного нагрева. Кроме того, в документе говорится о применении стали нового класса прочности 14ХГНДЦ-С390, введении бора для микролегирования 10ХСНД и расширении сортамента толстолистового проката с 40 до 110 мм. Авторы документа полагают, что эти преобразования позволят покрыть дефицит материала, который, по данным Минпромторга, оценивается в 100 000 тонн.
Еще в прошлом году новый стандарт встретил критику со стороны мостостроителей, так как указанные в документе виды стали не прошли соответствующих испытаний при возведении искусственных сооружений. Тем не менее документ отменял советский ГОСТ 6713-91 и массово применяемый в Российской Федерации при производстве металла для мостов и путепроводов ГОСТ Р 55374-2012.
Министерство транспорта Российской Федерации прислушалось к опасениям мостовиков и отложило введение в действие нового стандарта, пока его авторы из ЦНИИТС не проведут соответствующих испытаний. В июле прошлого года комплексная программа по исследованию разных видов обработки и проката по образцам была утверждена и запущена. Первые результаты данной работы озвучили в рамках конференции «Металлическое мостостроение. Задачи. Преимущества. Перспективы».
«Программа предусматривала несколько этапов: испытания самого чистого металла, сварных соединений, высокопрочных болтов и выносливости. И если на все эти моменты мы отвечаем "да", то даем добро, — заявил заместитель генерального директора по научной работе АО "ЦНИИТС" Юрий Новак. — Хочу сразу сказать, что все образцы прошли испытания с честью, замечаний нет, то есть дорога опытному строительству и проектированию открыта».
В общей сложности специалисты ЦНИИТС испытали 600 образцов, используя листы толщиной 16, 32 и 40 мм. При этом выявилась зависимость: чем толще лист, тем выше его свойства. Не обошли стороной и технологический процесс контролируемой прокатки. Надо отметить, что это материал не новый и попытки применения его в мостах осуществлялись, хотя и не были использованы. При этом такая сталь находит широкое применение в зарубежных практиках мостостроения и промышленно-гражданском строительстве.
Впрочем, металлургические заводы пока не спешат запускать массовое производство новых видов стали для мостостроения. По словам Юрия Новака, этого следует ожидать после того, как результаты исследований утвердят специалисты Минтранса России и дадут старт следующему этапу опытного внедрения в строительстве и проектировании.
В ответ на это представители «Уральской Стали» предложили продолжить испытания и бессрочно продлить действие массово применяемого в Российской Федерации ГОСТа Р 55374-2012. «Результаты испытаний не позволяют с уверенностью гарантировать надежность и долговечность мостовых металлоконструкций, изготовленных из проката по новому ГОСТу. В связи с этим необходимо провести углубленные металловедческие исследования проката в термомеханически обработанном состоянии с привлечением профильных научно-исследовательских институтов, полноценную работу по разработке технологии производства, сварки и изготовления мостовых металлоконструкций из новых толщин от 51 до 110 мм во всех состояниях поставки, а также расширенные испытания сварных соединений из стали марки 14ХГНДЦ с углеродным эквивалентом 54%», — отметил специалист технической дирекции ООО УК «Уральская Сталь» Дмитрий Нижельский.
К обсуждениям подключились и специалисты АО «Объединенная металлургическая компания» (ОМК), которые также предоставили для исследований нового ГОСТа 1022 образца общей массой 20 тонн. Главный специалист ОМК Артем Кравченко предложил в новом стандарте уточнить требования к листовому прокату из стали 10ХСНД при любом состоянии поставки (нормализация, закалка с отпуском, контролируемая прокатка с ускоренным охлаждением) в части химического состава по содержанию серы, ниобия, ванадия, молибдена и бора, а также предельных показателей испытаний на растяжение, ударный изгиб, неметаллические включения, ультразвуковой контроль и твердость по Бринеллю, которая на данный момент не оговорена.
Пока дискуссии и исследования продолжаются, в России по-прежнему действует старый ГОСТ Р 55374-2012, восстановленный в действии до 1 января 2024 года. Именно его металлурги, заводы по производству стальных конструкций и проектировщики используют для возведения новых искусственных сооружений.
С заботой о качестве лифта
Министерство строительства России выступило с предложением переписать правила работы на рынке производства, монтажа и сервисного обслуживания лифтов, создав Единый центр компетенций. Предполагается, что новая структура будет разрабатывать стандарты для всех участников индустрии, проводить мониторинг и квалификационный отбор монтажных и сервисных компаний. Инициативу детально обсудили на Всероссийской конференции для проектировщиков и застройщиков «Новейшие разработки лифтов и подъемного оборудования» в рамках Russian Elevator Week, состоявшейся в Москве 7–9 июня 2023 года.
Импортозамещение в деталях
Чуть больше года назад часть иностранных компаний покинула лифтовый рынок Российской Федерации, отказавшись поставлять оборудование и комплектующие. Практически одновременно с этим застройщики получили официальное разрешение заменять продукцию марок KONE, OTIS, KLEEMANN, прописанную в проектах, на отечественные аналоги. Специально для этого Минстрой России создал каталог импортозамещения.
Сегодня в перечне ведомства содержится 22 предложения для замены лифтового оборудования. Значительную часть списка (13 образцов) составляет продукция Карачаровского механического завода. Также представлены Meteor Lift, MEL, челябинский Witchel, а не так давно список пополнил и китайский Diao. Начальник отдела ресурсного обеспечения строительства Департамента ценообразования и ресурсного обеспечения строительства Минстроя России Елена Чеканова акцентировала внимание на том, что ведомство делает все возможное для того, чтобы предоставить заказчикам и проектировщикам больший выбор. Так, в ближайшее время каталог могут пополнить образцы техники из Казахстана, Объединенных Арабских Эмиратов и других дружественных стран.
Однако на данный момент открытым остается вопрос о ремонте установленных ранее импортных образцов и замене комплектующих, поставка которых в Россию больше не осуществляется. Минстрой предлагает следующий выход: наладить выпуск необходимых деталей в России, провести испытания и оформить заключение об их равнозначности по требованиям безопасности. По словам начальника отдела мониторинга социально-экономического развития регионов по вопросам градостроительной деятельности Департамента комплексного развития территорий Минстроя РФ Светланы Евсеенковой, такую работу может проводить создаваемый Единый государственный центр компетенций в области лифтостроения на собственной материально-технической базе.
Новые стандарты для участников индустрии
В целом предлагается дать новому центру компетенций достаточно широкие полномочия: от проведения сертификации оборудования и разработки единых стандартов работы для всех участников индустрии вплоть до проведения квалификационного отбора монтажных и сервисных компаний. «Деятельность по монтажу и ремонтно-сервисному обслуживанию лифтов на территории Российской Федерации осуществляют более 1000 организаций, имеющих соответствующие разрешительные документы, — заявила Светлана Васильевна. — И все мы хорошо понимаем, что в это число добропорядочных и ответственных организаций входят и так называемые "гаражные монтажники", то есть компании, имеющие разрешения, зачастую приобретенные через сайты в интернете и выполняющие сборку лифтов сторонних производителей из низкокачественных комплектующих». Исходя из этого, Минстрой предлагает повысить требования к качеству и усилить контроль за процессами на всем жизненном цикле подъемно-транспортного оборудования в рамках работы новой структуры, но никоим образом не отменяя действующей системы органов госсертификации.
Впрочем, детали концепции еще находятся в проработке, и представители Минстроя пригласили экспертов от профессионального сообщества подключиться к данной работе. В частности, помощь требуется в составлении критериев качества как самой продукции, так и оказанной услуги. Среди озвученных: параметры опыта работы, наличие материально-технической базы и инженерно-технических ресурсов, а также квалифицированного персонала. «Концепция является эскизной и требует проработки по каждому из предложенных направлений. В связи с этим приглашаем к участию профессиональное сообщество, чтобы с учетом накопленного опыта и знаний Минстрой России вместе с Минпромторгом мог создать данную структуру, которая будет способствовать тому, чтобы на рынке остались только соответствующие требованию специализированные организации, поставляющие на российский рынок высококачественное и безопасное лифтовое оборудование», — обратилась к собравшимся Светлана Евсеенкова.
От лица участников конференции исполнительный директор Национального лифтового союза, генеральный директор Ассоциации «Российское лифтовое объединение» Петр Харламов пообещал подключиться к работе, обратив внимание, что вопросы повышения уровня квалификации и так находятся на достаточно высоком уровне, а вся продукция уже сейчас проходит этапы сертификации. «А по мониторингу — да. Несмотря на то, что мы ведем свою статистику по смонтированным лифтам, стоит осуществлять более глубокий мониторинг, который можно было бы осуществлять вместе с Минстроем, — отметил Петр Геннадьевич. — В части отбора строительно-монтажных организаций нужна совместная работа, поэтому обязательно приглашайте на совещания, мы готовы в этой работе участвовать со своими предложениями, которые мы, со своей стороны, считаем очень действенными».
Мнение профессионального сообщества
К обсуждению подключились производители. «Вопрос качества на всех жизненных циклах лифта: проектирование, производство, монтаж и техническое обслуживание — крайне важен как с точки зрения конкурентной борьбы на рынке, так и с точки зрения безопасности для пользователей. Это самое главное. К сожалению, мы напрямую можем влиять только на внутренние процессы, такие как: проектирование, закупка компонентов и производство, но не имеем возможности полнообъемно контролировать качество монтажных и пусконаладочных работ — а этот фактор является основополагающим для долговечной и безотказной работы лифтового оборудования, — говорит технический директор ПАО "Карачаровский механический завод" Дмитрий Кожакин. — Мы стараемся максимально адаптировать свой продукт под существующие реалии монтажной сферы: конструктивное исполнение лифтов минимизирует возможные ошибки при монтаже, а сопроводительная документация, руководства и инструкции содержат наглядные 3D-иллюстрации. Прописанные требования (при их выполнении) на выходе позволяют получить качественный и безопасный лифт. Также остро стоит вопрос технического обслуживания. Зачастую за одним электромехаником закрепляется большое количество технически сложных подъемных устройств, а в таких условиях качество обслуживания обеспечить очень трудно». При этом на самом заводе действует многоуровневая система оценка качества, которая затрагивает как существующие процессы, так и проверку материалов и комплектующих, применяемых в производстве. Руководством предприятия на постоянной основе проводится мониторинг существующих процессов, на основании которого осуществляется анализ и поиск «узких» мест, а по результатам вносятся коррективы в существующие процессы или создаются новые. С точки зрения работы с конструктивом лифта или его составными частями ситуация аналогичная. Понимая, что значительная часть комплектующих сегодня — это покупная номенклатура (в т. ч. импортная), завод разработал методику оценки поставщиков и их предотбор. Это позволяет эффективно управлять процессом закупок и поиском наилучших компонентов. Особенно эффективно показала себя эта система в связи с существующей геополитической обстановкой, когда в одночасье европейский рынок стал недоступен. Завод ни на один день не остановил свое производство, а перераспределил закупочную деятельность на иные регионы, в том числе по программе импортозамещения. В подтверждение этих слов на выставке Карачаровский механический завод представил свою новейшую разработку — модельный ряд лифтов ONIX грузоподъемностью до 1600 кг, со скоростью движения до 2,5 м/с, с оригинальным дизайном в черном глянцевом цвете со светодиодным освещением потолка, переходящим на боковые панели. Также на экспозиции можно было увидеть обзорный лифт, который производится с применением трехслойного закаленного стекла и обладает новейшей системой защиты от неконтролируемого движения.
Продолжает тему заместитель генерального директора ЗАО «Предприятие ПАРНАС» Ольга Егоренко: «За последнее десятилетие качество отечественных лифтов в целом, пожалуй, улучшилось, и это радует. Добросовестные производители, наши коллеги — лифтовые заводы — относятся к качеству более чем серьезно. Но, к сожалению, даже самый качественный и технологичный лифт можно "убить" некачественным монтажом, а лифт эконом-сегмента при умелом ответственном подходе будет исправно работать весь свой срок. Кстати, срок эксплуатации лифта — 25 лет! Понятно, что только качественное оборудование, хорошо смонтированное и вовремя обслуживаемое, такой срок выдержит. Часто заказчики не обращают внимания, указан ли этот срок в сертификате лифта, стараются только купить подешевле, а потом начинаются проблемы… Монтаж и сервис, к сожалению, часто оставляют желать лучшего, а претензии от владельцев на неработающий лифт в первую очередь направляются изготовителю. Здесь проблема комплексная, помимо качества самого оборудования и монтажа, большой вопрос касается качества строительных работ при возведении лифтовых шахт, а также плохо выполняется консервация лифта, когда объект еще не введен: здесь и вода в шахтах, и лед, и раствором заляпанные двери, огромный слой пыли. В последнее время заводы более внимательно стали относиться к качеству монтажа и обслуживания. Так, мы проводим обучающие мастер-классы на территории завода, консультируем, подсказываем, иногда и наказываем, к сожалению. Для ПАРНАСА качество — основа всего. Наша внутренняя система оценки качества базируется на постоянном многоступенчатом контроле, без этого никак. Техническое законодательство РФ, конечно, несовершенно, но на сегодняшний день вполне применимо и достаточно для базовой работы. При этом требования должны исполняться неукоснительно, без исключений и поблажек, а здесь, к сожалению, много прорех. Думаю, что именно контроль и жесткое регулирование должны быть основой и для Минстроя. При этом не нужно "охоты на ведьм", нужна системность подходов».
Обсуждение новых стандартов работы для участников лифтовой индустрии только началось, поэтому пока сложно сказать, в каком виде и в какие сроки чиновники могут их ввести в действие. На данный момент известно лишь о том, что дальнейшие дискуссии продолжатся на площадке профильных министерств.