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».

Замкнуть цикл

Эффективное внедрение переработанных материалов в строительство возможно только при усилении нормативной базы и создании стимулов для участников рынка.

Использование переработанных ресурсов в строительстве становится важнейшим инструментом для достижения экологической ответственности и повышения эффективности отрасли. В настоящее время в первом чтении принят законопроект, регулирующий сферу обращения с отходами строительства, капитального ремонта, сноса объектов капитального строительства и благоустройства территорий. Ко второму (основному) чтению в него должны быть внесены предложения, которые давно ждут региональные чиновники, строители, представители демонтажных компаний.

О необходимости стандартизации, усиления регуляции обращения с отходами строительства, вовлечения их в новый оборот говорили на ПМЭФ-2025 в рамках сессии «Экономика замкнутого цикла в сфере строительства». По словам участников мероприятия, реализация этих мер играет ключевую роль для развития всей национальной экономики и достижения экологической устойчивости.

Бизнесу и людям

Модератор сессии генеральный директор Национального Альянса по вопросам социальной и экологической ответственности, корпоративного управления и устойчивого развития Андрей Шаронов отметил, что сфера строительства остается одной из самых перспективных с точки зрения потенциала роста в области устойчивого развития. Однако тема экологической ответственности и обращения с отходами не пользуется широкой популярностью в отрасли. При этом, по разным оценкам, глобальный строительный сектор отвечает за 25–35% выбросов парниковых газов и образует значительную долю отходов как от первичного, так и от вторичного строительства.

Генеральный директор ПАО ГК «Самолет» Анна Акиньшина сообщила, что у них — одних из немногих на рынке — принята Стратегия по устойчивому развитию. Она предполагает переход к экономике замкнутого цикла в строительстве, требует осознанного потребления и бережливого производства. В частности, поставлена цель использовать не менее 30% арматуры из вторичного сырья.

Важен, подчеркнула девелопер, не только переход компаний на экологические стандарты, но их восприятие обычными людьми, иначе мы рискуем недополучить тот результат, который действительно важен и необходим. «У нас есть жилые дома, где мы стараемся вводить практики сортировки мусора и правильной переработки отходов. Однако зачастую сталкиваемся с непониманием со стороны жителей: зачем им это делать и какую пользу это приносит? Необходимо разъяснять людям значимость зеленой повестки, вдохновлять их на осознанное отношение к окружающей среде».

Формирование отрасли по переработке строительных отходов в России, отметил генеральный директор строительной компании 360 Construction Сергей Ястребов, — это необходимость, продиктованная не только экономическими, но и экологическими условиями. К сожалению, сегодня многие компании утилизируют отходы ненадлежащим образом. Это обусловлено целым рядом факторов, в том числе слабой инфраструктурой, отсутствием стандартов на переработку и невысокой мотивацией бизнеса. «К примеру, в Санкт-Петербурге отсутствуют площадки по переработке строительных отходов. Компании вывозят отходы на полигоны Ленинградской области, что значительно увеличивает стоимость утилизации. Экопромышленный парк, включающий несколько технически оснащенных производственных площадок, непосредственно в городе радикально изменит ситуацию. Во-первых, таким образом будут созданы экономически привлекательные условия для бизнеса, а во-вторых, органы государственной власти будут владеть достоверной информацией об объемах строительных отходов», — подчеркнул он.

Скорректировать подходы

По словам председателя наблюдательного совета Национального альянса по вопросам устойчивого развития Ирины Бахтиной, действительно, одной из текущих проблем является недостаток нормативно закрепленных метрик, которые бы позволяли объективно оценивать участие компаний в экономике замкнутого цикла и их успешность в этом направлении. Без четких критериев сложно понять, насколько эффективно внедряются технологии, обеспечивающие замкнутый цикл производства.

«В частности, необходимо расширение федерального проекта “Экономика замкнутого цикла” за пределы обращения с твердыми коммунальными отходами. Мы очень надеемся, что национальный ESG-альянс сможет договориться с ППК РЭО — оператором этого проекта — о внедрении эффективных мер регуляции. Бюджетные средства уже выделены, и осталось лишь немного скорректировать подходы, чтобы превратить отходы в ценные ресурсы, например в качественные строительные материалы», — полагает эксперт.

Партнер компании Kept Игорь Коротецкий считает важным стимулирование бизнеса, который готов заниматься переработкой и вовлечением во вторую жизнь строительных отходов: «Нужно обратиться к опыту стран Европы. Их комплексные системы включают в себя не только институциональные инструменты и законодательство, но и разнообразные механизмы стимулирования. В рамках зеленой повестки особое внимание уделялось формированию экономических стимулов — таких как KPI, процентные ставки, зеленое финансирование и другие инструменты, которые помогают двигать отрасль в нужном направлении».

Схожая позиция по повестке сессии была у директора подразделения «Устойчивое развитие и международное сотрудничество» в АО «ДОМ.РФ» Марины Слуцкой. Она отметила, что потенциал вовлечения ресурсов в строительный комплекс очень значителен. Пока в настоящее время в регулировании отсутствует четкое разделение строительных и промышленных отходов. Ко второму чтению готовится законопроект, который предусматривает выделение этих категорий. На базе ДОМ.РФ, сообщила Марина Слуцкая, можно запустить механизм льготного финансирования для двух направлений. Первое — развитие производства, которое перерабатывает отходы в строительные материалы, чтобы увеличить их долю на рынке. Второе — стимулирование застройщиков, использующих материалы вторичной переработки, что может быть закреплено в соответствующих нормативных документах.