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».

Системе «Умного дома» добавили искусственного интеллекта

В Санкт-Петербурге представили отечественную систему нового поколения для управления зданиями на основе искусственного интеллекта. Одной из отличительных особенностей российской разработки является многофункциональность, адаптированность к сторонним программным комплексам и интеграция в федеральные системы, такие как «Умный город».

Системы «Умного дома» крайне востребованы у обычных жителей, об этом свидетельствует исследование ВЦИОМ. «Среди тех, кто уже приобрели жилье в новостройке или только планируют покупку, 85% хотят, чтобы в квартире были установлены устройства умного дома, а 89% ожидают наличие таких решений в самом доме и на придомовой территории. Это подчеркивает: для покупателя новостроек наличие умных систем становится не просто желательным, а практически обязательным элементом комфортного жилья», — указывается в июльском исследовании.

В Санкт-Петербурге, как и в других крупных городах, наблюдается повышенный спрос на системы «Умного дома» в новых жилых комплексах. Застройщики все чаще включают базовые системы «Умного дома» в проекты для стимулирования продаж. В то же время рынок умных домов в Санкт-Петербурге все еще не является полностью зрелым, и многие потребители испытывают трудности с выбором и настройкой оборудования. Это привело к тому, что сложился совершенно новый сегмент для бизнеса — настройка и интеграция различных программ и систем в рамках одного объекта недвижимости.

По мнению специалистов, истинный признак умного дома — это не только включение света при помощи умных голосовых ассистентов. Умный дом — это сложная многоуровневая система управления, анализа, прогнозирования потребления энергоресурсов и предотвращение аварий.

Российское комплексное решение EKF Connect Building создано для интеллектуального управления зданиями, объединяя лучшие возможности платформ Connect Home и Connect Industry, которые являются собственными программными разработками компании «Электрорешения» — представителя бренда EKF в России.

«Рынок диктует новые условия: покупатели и арендаторы коммерческой недвижимости хотят не просто комфорта, безопасности, а главное — экономии ресурсов. Управляющие компании также требуют от инженерных систем эффективности. EKF Connect Building — это комплексная система, превращающая каждый объект в технологичный экономичный актив», — говорит Александр Разумовский, директор по продукту EKF Connect Building компании «Электрорешения» (бренд EKF).

Главным образом EKF Connect Building автоматизирует управление инженерными системами зданий, помогая управляющим компаниям оптимизировать обслуживание. Решение обеспечивает непрерывный мониторинг рабочих параметров, что позволяет своевременно проводить профилактику и предотвращать аварийные ситуации. Система фиксирует отклонения и предупреждает о возможных сбоях. Все вместе — это минимизация дорогостоящих ремонтов, простоев арендных площадей, страховых случаев и репутационных рисков для девелопера.

Главный козырь — ИИ-аналитика. Система выявляет скрытые потери, неоптимальные режимы работы, прогнозирует потребление. Результат: снижение затрат на энергию до 30%, продление срока службы оборудования, обоснованный план технического обслуживания. Облачная архитектура позволяет управлять зданием или сетью объектов через веб-интерфейс или приложение с любого устройства. При этом системные модули можно добавлять по мере необходимости: безопасность, учет ресурсов, умные счетчики, интеграция с другими системами. Все это без остановки работы здания. Система адаптируется под уникальные требования объекта — будь это жилой комплекс премиум-класса или логистический комплекс. Не менее важно, что система соответствует требованиям к цифровизации объектов (ФЗ-522 «Умный город», ESG-принципы).

«Внедрение EKF Connect Building упрощает согласования, демонстрирует инновационность проекта и готовность объекта к современным стандартам управления, что ценится регуляторами и инвесторами», – резюмирует Александр Разумовский.

Компания «Электрорешения» (бренд EKF) — это один из крупнейших российских электротехнических производителей с более чем 20-летним стажем, развитой инфраструктурой, сервисом и экспертизой в цифровых технологиях.

На протяжении многих лет «Электрорешения» (бренд EKF) обеспечивает полный цикл: консультации на этапе проектирования, помощь в интеграции с существующими инженерными системами, поставка необходимого оборудования, монтаж и настройка, в том числе ПО, а также обучение персонала.