Энергоэффективное водоснабжение

Решения от компании «Грундфос» (Россия)

Представления о стандартах жизни отдельного человека и общества в нашей стране постепенно меняются. Меняются и подходы к созданию комфортной среды и всего, что необходимо для поддержания этой среды. Изменения затронули и такие привычные понятия, как электричество, свет, вода и тепло. Для потребителя стало очевидным, что энергетические ресурсы не могут быть бесплатными. Увеличение коммунальных платежей в той или иной форме неизбежно.

Большая часть систем водоснабжения городов построена следующим образом: на водозабор вода поступает из открытых источников (реки, озера) или из скважин на системы очистки и водоподготовки. Далее по сети трубопроводов подается группой насосов большой производительности к жилым кварталам. В малоэтажной застройке, если городская система хорошо сбалансирована, давления в сети вполне достаточно для гарантированного обеспечения водой всех потребителей.
В больших городах, где плотность застройки неравномерна и суточное потребление воды колеблется в разных районах города, необходима установка насосных станций повышения давления. Станции монтируются или в отдельных зданиях внутри жилого квартала (как правило, это ЦТП), или в подвальных помещениях жилых домов.

При постоянном давлении на входе в гидравлически сбалансированную систему водоснабжения каждый из потребителей этой системы обеспечивается водой в одинаковых (с точностью ±15–20%) количествах, независимо от местонахождения (этажа) потребителя в системе и числа задействованных точек водоразбора (количества открытых кранов с водой). На практике это означает наличие приемлемого напора на последних этажах жилых домов в вечернее время.
Гидравлическая балансировка достигается точным расчетом и установкой регулировочных клапанов.

Постоянное давление на входе можно обеспечить различными средствами.
Традиционная схема «1 рабочий + 1 резервный насосы» не учитывает изменение потребного расхода в течение суток. Насосы выбираются на максимально требуемый расход Q2 и напор H2 (см. график). В этом случае насос работает с максимальным КПД только в часы пикового водоразбора. При этом потребляемая электроэнергия равна N2

где напор H2 должен быть выражен в Па, расход в м3/с, а кпд в долях единицы.
При уменьшении потребного расхода происходит смещение рабочей точки по характеристике насоса в сторону излишнего напора H1 и меньшего кпд h1. Насос будет потреблять электроэнергию N1

Частотное регулирование позволяет в данной схеме снизить скорость вращения электродвигателя и перейти на расходно-напорную кривую, проходящую через точку Q1/H2. Что дает экономию электроэнергии, равную по величине

Но частотное регулирование в подобной схеме не позволяет работать с высоким КПД во всем диапазоне требуемых расходов.
Область высоких КПД (снижение не более 5% от максимально возможного) лежит в диапазоне 80–120% от рабочей точки насоса с максимальным КПД. При этом следует иметь в виду, что график хозпитьевого водоснабжения характеризуется крайне высокой степенью неравномерности – от нулевых расходов в ночные часы до максимальных значений в часы пик. При этом необходимо обеспечить максимальную эффективность во всем диапазоне расходов.

Современный подход заключается в использовании нескольких насосов со встроенными частотными преобразователями, установленными в параллель на едином основании. Стандартная станция состоит из 3 (2 рабочих + 1 резервный) или 4 (3 рабочих + 1 резервный) насосов.
Последний вариант наиболее предпочтителен, поскольку позволяет работать с максимальным КПД в диапазоне от 10 до 120% от требуемой максимальной производительности. За счет частотного регулирования всех насосов станции автоматически подстраиваются даже под очень большие колебания давления городской сети, что актуально практически для всех крупных городов России.
В нашем примере подобная схема дает экономию

Пример. В числовом выражении для жилого дома с максимальным потребным расходом 15 м3/ч и напором 60 м установки концерна Grundfos по сравнению с насосами ЦНС дают экономию электроэнергии около 1–2 кВт каждый час работы. Экономический эффект за год составляет величину порядка 8000...16 000 кВт/ч.
Мы рекомендуем использовать станции Grundfos Hydro Multi E на расходы от 0,5 до 45 м3/ч и уже хорошо знакомые нашим постоянным партнерам и заказчикам установки Hydro 2000 ME на большие расходы.

А. В. Старцев

ООО «ГРУНДФОС»
Представительство по Северо-Западу РФ
194044, СПб, Пироговская наб., д. 21
Бизнес-центр «Нобель»
Тел.: (812) 320-4944, 320-4939
ru