Автор: Энергоэффективность, или энергетическая эффективность — характеристики, отражающие отношение полезного эффекта от использования энергетических ресурсов к затратам энергетических ресурсов, произведённым в целях получения такого эффекта, применительно к продукции, технологическому процессу, юридическому лицу, индивидуальному предпринимателю [1, 2].
Мерой энергоэффективности является либо реальное, либо расчётное количество тепловой и электрической энергии, требуемое для удовлетворения различных потребностей при стандартной эксплуатации здания. Снижение энергопотребления зданий осуществляется как за счёт повышения теплозащитных свойств ограждающих конструкций, так и применением инженерных решений по оптимизации затрат на потребление энергии. Одним из таких инженерных решений является применение энергоэффективного насосного оборудования.
Энергоэффективность насосного оборудования может достигаться двумя способами: первый уменьшение затрат электроэнергии путем повышения КПД насоса; второй это использование электродвигателей с электронной регулировкой частоты вращения, что позволяет экономить как электрическую так и тепловую энергию.
Среди оборудования выпускаемого концерном Wilo SE есть насосы, в которых энергоэффективность достигается как с помощью увеличения КПД, так и с применением электронной регулировки частоты вращения электродвигателя. А в последних поколениях насосов Wilo (Stratos-Есо, Stratos-Giga, Helix-Excel) для повышения энергоэффективности используются оба способа.
Если с принципом экономией электроэнергии при увеличении КПД насоса все относительно понятно (при увеличении КПД для перекачивания одного и того же объема жидкости требуется затратить меньше энергии), то на вопросе экономии электрической и тепловой энергии при электронной регулировке частоты вращения остановимся подробнее.
В качестве примера рассмотрим систему отопления. Для поддержания требуемой температуры в помещении необходимо пропустить через отопительные приборы определённое количество теплоносителя. Причём, чем холоднее на улице и чем больше разница температур на улице и в помещении, тем большее количество теплоносителя необходимо пропустить и, наоборот, при потеплении нужно меньшее количество теплоносителя, проходящего через систему отопления.
При регулировке системы отопления дросселированием (например, при помощи радиаторных кранов с термостатическими регулирующими элементами) и использовании циркуляционного нерегулируемого насоса с постоянной скоростью вращения электродвигателя при закрытии кранов количество теплоносителя, протекающего через радиаторы, уменьшится, что приведёт к уменьшению температуры в помещении. Но, даже при полностью закрытых радиаторных кранах, насос будет прогонять теплоноситель через трубопроводы (байпасы) отопительной системы. При этом температура в помещении (за счёт теплоотдачи трубопроводов) все равно может превышать необходимую, и потребители будут регулировать температуру, но уже при помощи форточек. По факту мы будем иметь перерасход как электрической, так и тепловой энергии и об энергоэффективности, в этом случае говорить не приходится. Кроме того сопротивление системы возрастёт, рабочая точка насоса сместится влево, увеличится давление на выходе из насоса, а это далеко не лучшим образом может сказаться на ресурсе как насоса, так и арматуры отопительной системы.
Применение в данной ситуации насосов с электронной регулировкой частоты вращения электродвигателя позволяет экономить энергию более эффективно. При способе регулирования Ар-c (постоянный перепад давления) электроника поддерживает создаваемый насосом перепад давления на заданном уровне. Это позволяет значительно уменьшить потребляемую электроэнергию. Например, минимальная мощность, с которой работает насос Wilo-Stгatos-PICO, составляет всего 3 Вт. При способе регулирования Ар-v (переменный перепад давления) экономия будет еще выше. Например, минимальная мощность, с которой работает насос Wilo-Stгatos-PICO, составляет всего 3 Вт, а экономия энергии может достигать 90%, по сравнению с нерегулируемыми насосами.
Сравним ежегодное потребление электроэнергии (кВт/год) стандартным и высокоэффективным циркуляционными насосами (DN30), работающими с неравномерной нагрузкой, изображённое на приведённой ниже диаграмме.
- 2% (110 часов) при 100% (полная нагрузка);
- 25% (1375 часов) при 65% (частичная нагрузка);
- 40% (2200 часов) при 30% (небольшая нагрузка);
- 33% (1815 часов) в экономичном режиме.
Список литературы
- Энергоэффективность современного насосного оборудования [Электронный ресурс]. URL: https://dc-гegion.гu/eneгgoeffektivnost-sovгemennogo-nasosnogo-oborudovaniya (дата обращения: 17.11.2021)
- Энергоэффективное насосное оборудование Wilo для различных систем. [Электронный ресурс]. URL: www.wNo.nj. (дата обращения: 17.11.2021)
Ахтямова А.Н. (студент гр.ТГВбд-41) руковод. Ямлеева Э.У. (к.т.н., доцент)
Источник: Новые технологии в теплоснабжении и строительстве: сборник работ студентов — сотрудников научно-исследовательской лаборатории «Теплоэнергетические системы и установки». Выпуск 20 [Электронный ресурс]. — Электронные данные. Ульяновск : УлГТУ, 2022. — 131 с.
