Агрегаты Wilo как яркие представители экономичного насосного оборудования
Агрегаты Wilo как яркие представители экономичного насосного оборудования
В условиях возрастающих требований к энергоемкому оборудованию и необходимости экономии энергоресурсов и защиты окружающей среды актуально использование экономичного насосного оборудования, разработкой и внедрением которого заняты специалисты концерна WilO AG.
Одним из важнейших направлений развития практически всех отраслей промышленности становится разработка и внедрение энергосберегающих технологий и оборудования, поскольку проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов и защиты окружающей среды в последние десятилетия обострились.
Насосы и насосные станции традиционно относятся к энергоемкому оборудованию: доля потребления электроэнергии насосами достигает 30% от общего объема энергии, потребляемой всеми инженерными системами здания и технологическими линиями в промышленности. Поэтому задача создания и внедрения более экономичного насосного оборудования становится в последнее время все более актуальной.
Электронное регулирование насосов
Одним из путей, позволяющих снизить энергопотребление насосного оборудования, является регулирование рабочей мощности насоса в зависимости от изменения внешних условий.
Регулирование мощности насоса — это оптимизация рабочих параметров (согласование количества перекачиваемого объема тепло-хладоносителя с потребностью в нем с изменением гидравлического сопротивления системы в данный момент времени), экономия (снижение потребляемой мощности и эксплуатационных расходов, особенно в случаях частичной либо слабой нагрузки, например, в ночное время; практика показывает, что 80% своего рабочего времени насос может работать с неполной нагрузкой), экологичность (уменьшение выбросов, возникающих при добыче угля, производстве электроэнергии на ТЭЦ), комфорт (устранение гидравлических шумов в трубопроводной и запорной арматуре).
Так как современные стандартные насосы малой и средней мощности являются двух-, трех- или четырехскоростными, то простейшим способом изменения частоты вращения двигателя является метод регулирования "вручную", с помощью переключения числа обмоток двигателя.
Например, можно по желанию снизить мощность насоса в ночное время или на время отпуска. Но говорить о кардинальном решении технико-экономических и экологических проблем в этом случае не приходится.
Не каждый хозяин будет вечером перед сном заходить в котельную и уменьшать скорость насоса (не забывая при этом с утра переключить насос в режим основной нагрузки). А именно в небольших домах наиболее велика доля энергопотребления циркуляционных насосов, ведь они работают по 24 часа в течение всего отопительного периода.
Сегодня все более широкое применение получает автоматическое регулирование частоты вращения двигателя насоса, реализуемое либо ступенчатым изменением числа оборотов двигателя посредством контакторов или реле, либо бесступенчатым регулированием числа оборотов двигателя насоса за счет изменения частоты тока.
Наиболее современными на сегодняшний день являются принципы плавного бесступенчатого регулирования работы насосных агрегатов в зависимости от конкретных требований системы.
Бесступенчатое регулирование дает такие преимущества, как возможность оптимально подстраивать рабочие параметры насоса под гидравлические характеристики системы в каждый момент времени (это позволяет избежать чрезмерного завышения параметров выбираемого насоса), а также встроенная система управления оптимально соответствует данному типу электродвигателя. Благодаря этим качествам становится реальным снижение энергопотребления насоса до 50%.
Наиболее совершенный метод управления работой насосов — преобразование частоты тока. Впервые он был реально внедрен в 1988 г. в области насосной техники инженерами концерна WilO.
Теоретически он основан на простой математической зависимости, существующей между частотой вращения двигателя и основными рабочими характеристиками насоса — объемным расходом (Q), перепадом давления (напором) на насосе (Н) и мощностью на валу электродвигателя Р2:
Как видно из формул, наблюдается линейная, квадратичная и кубическая зависимость соответственно подачи, напора и потребляемой мощности от частоты вращения.
Реализуется этот принцип следующим образом. В рабочее колесо насоса встроены индуктивные сенсорные элементы. При помощи этих датчиков измеряется точное число оборотов двигателя. Датчики тока и напряжения, встроенные в обмотку статора, определяют точные значения тока (I) и напряжения (U) в данный момент времени. Температурные датчики обеспечивают тепловую защиту двигателя и электронного блока.
Микрокомпьютер, который встроен в насос, действует на основе теории математического подобия физических явлений. Имеется в виду, что UхI = kQхH, где k — коэффициент подобия, определяющий точные значения Q и H в данный момент времени. Так вычисляется точка рабочего поля насоса, которая соответствует гидравлическим характеристикам насоса в данный момент времени.
Микрокомпьютер сравнивает действительные значения с заранее заданными величинами, после чего производится корректировка рабочей точки насоса за счет увеличения или уменьшения частоты вращения вала.
Подобный метод управления применяется концерном WilO не только в циркуляционных насосах, но и в насосах для систем водоснабжения и повышения давления. Это особенно актуально для систем хозяйственно-питьевого водоснабжения жилых и общественных зданий повышенной комфортности. Для поддержания постоянного давления независимо от водоразбора используются насосные установки, оснащенные насосами с плавным регулированием частоты вращения двигателя.
Двукратное увеличение эффективности
Следующим прогрессивным скачком в развитии насосной техники стало появление насоса WilO-Stratos. Высокоэффективный насос с синхронным двигателем на постоянных магнитах, который в сравнении со стандартными насосами потребляет меньше энергии (экономия достигает 80%), теперь изготавливается также в сдвоенном исполнении WilО-Stratos-D.
Использование насосов "в сдвоенной упаковке" особенно актуально в средних и больших системах отопления и кондиционирования, где эти насосы обеспечивают надежность и безопасность работы, а также минимизацию энергетических затрат. Дело в том, что насос с электронным управлением самостоятельно подстраивается под конкретные требования системы в каждый момент времени.
Включение насоса пиковой нагрузки также происходит автоматически, притом в рабочей точке, а не с превышением заданных параметров. В этом случае два насоса, работающих с меньшей скоростью, потребляют энергии меньше, чем одиночный насос с большой частотой вращения мотора. При работе в режиме резервирования происходит автоматическая смена насосов и равномерное распределение загрузки между ними.
Вот дополнительный плюс высокоэффективных насосов WilО-Stratos: при частичной загрузке они имеют самый высокий КПД среди всех существующих регулируемых насосов. Область рабочих температур перекачиваемых сред, при которых возможно использование насоса WilО-Stratos, исключительна для регулируемых насосов с мокрым ротором: от -10°С до +110°C.
Сегодня это единственный насос с двигателем на постоянных магнитах, который можно применять не только в системах отопления, но и в системах кондиционирования воздуха. Максимальный напор насоса достигает 13 м, максимальная производительность — 44 м3/ч. Используемый IR-монитор позволяет производить дистанционное управление и контроль функционирования насоса, как пульт дистанционного управления телевизора. С помощью дополнительного разъема насос можно подключить к центральной системе автоматизации здания.
Кроме того, высокоэффективные насосы WilО-Stratos очень удобны в монтаже и эксплуатации — модуль управления может располагаться как вертикально, так и горизонтально, клеммная коробка имеет фронтальный доступ, а большой жидкокристаллический дисплей информирует о текущем рабочем состоянии насоса.
Все перечисленные функциональные особенности насоса в совокупности с максимальной экономией энергии отмечены многочисленными премиями. Насос WilО-Stratos получил "Почетный приз за дизайн продукта" земли Северный Рейн-Вестфалия, интернациональную Дизайн-премию земли Баден-Вюртемберг, а также специальный приз агентства по эффективности земли Северный Рейн-Вестфалия.
В условиях возрастающих требований к энергоемкому оборудованию и необходимости экономии энергоресурсов и защиты окружающей среды актуально использование экономичного насосного оборудования, разработкой и внедрением которого заняты специалисты концерна WilO AG.
Одним из важнейших направлений развития практически всех отраслей промышленности становится разработка и внедрение энергосберегающих технологий и оборудования, поскольку проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов и защиты окружающей среды в последние десятилетия обострились.
Насосы и насосные станции традиционно относятся к энергоемкому оборудованию: доля потребления электроэнергии насосами достигает 30% от общего объема энергии, потребляемой всеми инженерными системами здания и технологическими линиями в промышленности. Поэтому задача создания и внедрения более экономичного насосного оборудования становится в последнее время все более актуальной.
Электронное регулирование насосов
Одним из путей, позволяющих снизить энергопотребление насосного оборудования, является регулирование рабочей мощности насоса в зависимости от изменения внешних условий.
Регулирование мощности насоса — это оптимизация рабочих параметров (согласование количества перекачиваемого объема тепло-хладоносителя с потребностью в нем с изменением гидравлического сопротивления системы в данный момент времени), экономия (снижение потребляемой мощности и эксплуатационных расходов, особенно в случаях частичной либо слабой нагрузки, например, в ночное время; практика показывает, что 80% своего рабочего времени насос может работать с неполной нагрузкой), экологичность (уменьшение выбросов, возникающих при добыче угля, производстве электроэнергии на ТЭЦ), комфорт (устранение гидравлических шумов в трубопроводной и запорной арматуре).
Так как современные стандартные насосы малой и средней мощности являются двух-, трех- или четырехскоростными, то простейшим способом изменения частоты вращения двигателя является метод регулирования "вручную", с помощью переключения числа обмоток двигателя.
Например, можно по желанию снизить мощность насоса в ночное время или на время отпуска. Но говорить о кардинальном решении технико-экономических и экологических проблем в этом случае не приходится.
Не каждый хозяин будет вечером перед сном заходить в котельную и уменьшать скорость насоса (не забывая при этом с утра переключить насос в режим основной нагрузки). А именно в небольших домах наиболее велика доля энергопотребления циркуляционных насосов, ведь они работают по 24 часа в течение всего отопительного периода.
Сегодня все более широкое применение получает автоматическое регулирование частоты вращения двигателя насоса, реализуемое либо ступенчатым изменением числа оборотов двигателя посредством контакторов или реле, либо бесступенчатым регулированием числа оборотов двигателя насоса за счет изменения частоты тока.
Наиболее современными на сегодняшний день являются принципы плавного бесступенчатого регулирования работы насосных агрегатов в зависимости от конкретных требований системы.
Бесступенчатое регулирование дает такие преимущества, как возможность оптимально подстраивать рабочие параметры насоса под гидравлические характеристики системы в каждый момент времени (это позволяет избежать чрезмерного завышения параметров выбираемого насоса), а также встроенная система управления оптимально соответствует данному типу электродвигателя. Благодаря этим качествам становится реальным снижение энергопотребления насоса до 50%.
Наиболее совершенный метод управления работой насосов — преобразование частоты тока. Впервые он был реально внедрен в 1988 г. в области насосной техники инженерами концерна WilO.
Теоретически он основан на простой математической зависимости, существующей между частотой вращения двигателя и основными рабочими характеристиками насоса — объемным расходом (Q), перепадом давления (напором) на насосе (Н) и мощностью на валу электродвигателя Р2:
Как видно из формул, наблюдается линейная, квадратичная и кубическая зависимость соответственно подачи, напора и потребляемой мощности от частоты вращения.
Реализуется этот принцип следующим образом. В рабочее колесо насоса встроены индуктивные сенсорные элементы. При помощи этих датчиков измеряется точное число оборотов двигателя. Датчики тока и напряжения, встроенные в обмотку статора, определяют точные значения тока (I) и напряжения (U) в данный момент времени. Температурные датчики обеспечивают тепловую защиту двигателя и электронного блока.
Микрокомпьютер, который встроен в насос, действует на основе теории математического подобия физических явлений. Имеется в виду, что UхI = kQхH, где k — коэффициент подобия, определяющий точные значения Q и H в данный момент времени. Так вычисляется точка рабочего поля насоса, которая соответствует гидравлическим характеристикам насоса в данный момент времени.
Микрокомпьютер сравнивает действительные значения с заранее заданными величинами, после чего производится корректировка рабочей точки насоса за счет увеличения или уменьшения частоты вращения вала.
Подобный метод управления применяется концерном WilO не только в циркуляционных насосах, но и в насосах для систем водоснабжения и повышения давления. Это особенно актуально для систем хозяйственно-питьевого водоснабжения жилых и общественных зданий повышенной комфортности. Для поддержания постоянного давления независимо от водоразбора используются насосные установки, оснащенные насосами с плавным регулированием частоты вращения двигателя.
Двукратное увеличение эффективности
Следующим прогрессивным скачком в развитии насосной техники стало появление насоса WilO-Stratos. Высокоэффективный насос с синхронным двигателем на постоянных магнитах, который в сравнении со стандартными насосами потребляет меньше энергии (экономия достигает 80%), теперь изготавливается также в сдвоенном исполнении WilО-Stratos-D.
Использование насосов "в сдвоенной упаковке" особенно актуально в средних и больших системах отопления и кондиционирования, где эти насосы обеспечивают надежность и безопасность работы, а также минимизацию энергетических затрат. Дело в том, что насос с электронным управлением самостоятельно подстраивается под конкретные требования системы в каждый момент времени.
Включение насоса пиковой нагрузки также происходит автоматически, притом в рабочей точке, а не с превышением заданных параметров. В этом случае два насоса, работающих с меньшей скоростью, потребляют энергии меньше, чем одиночный насос с большой частотой вращения мотора. При работе в режиме резервирования происходит автоматическая смена насосов и равномерное распределение загрузки между ними.
Вот дополнительный плюс высокоэффективных насосов WilО-Stratos: при частичной загрузке они имеют самый высокий КПД среди всех существующих регулируемых насосов. Область рабочих температур перекачиваемых сред, при которых возможно использование насоса WilО-Stratos, исключительна для регулируемых насосов с мокрым ротором: от -10°С до +110°C.
Сегодня это единственный насос с двигателем на постоянных магнитах, который можно применять не только в системах отопления, но и в системах кондиционирования воздуха. Максимальный напор насоса достигает 13 м, максимальная производительность — 44 м3/ч. Используемый IR-монитор позволяет производить дистанционное управление и контроль функционирования насоса, как пульт дистанционного управления телевизора. С помощью дополнительного разъема насос можно подключить к центральной системе автоматизации здания.
Кроме того, высокоэффективные насосы WilО-Stratos очень удобны в монтаже и эксплуатации — модуль управления может располагаться как вертикально, так и горизонтально, клеммная коробка имеет фронтальный доступ, а большой жидкокристаллический дисплей информирует о текущем рабочем состоянии насоса.
Все перечисленные функциональные особенности насоса в совокупности с максимальной экономией энергии отмечены многочисленными премиями. Насос WilО-Stratos получил "Почетный приз за дизайн продукта" земли Северный Рейн-Вестфалия, интернациональную Дизайн-премию земли Баден-Вюртемберг, а также специальный приз агентства по эффективности земли Северный Рейн-Вестфалия.
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 17 за 2004 год в рубрике инженерное оборудование
