Например, общее энергопотребление насосов для промышленных применений в странах Европейского союза составляет порядка 300 ТВт·ч в год — в основном речь идёт о водяных насосах, насосах систем отопления и процессных насосах. Обновлённая концепция FluidFuture от KSB позволяет реализовать потенциал энергосбережения в четыре этапа. Для анализа и оптимизации рассматриваем гидравлическую систему в целом и весь жизненный цикл оборудования. Концепция энергосбережения включает следующие этапы: аудит системы, расчёт параметров, ввод в эксплуатацию и обеспечение высокоэффективного режима работы.
Этап 1. Аудит системы
Предварительный аудит можно сделать с помощью мобильного приложения KSB Sonolyzer, которое выявит, находится ли рабочая точка в пределах или за пределами диапазона частичной нагрузки. Более детальный анализ профиля нагрузки становится доступным, если насос оснащён системой контроля параметров PumpMeter. Полученные результаты и рекомендации помогут предпринять первичные шаги по оптимизации работы насосных агрегатов и принять решение о целесообразности проведения подробного инструментального аудита системы с целью разработки последовательных действий для повышения её эффективности в целом. Для анализа энергоэффективности комплексных систем применяют устройство оперативной регистрации данных System Effizienz Service, которое рассматривает рабочие диапазоны насосов и их взаимодействие с системой, даёт детальную оценку рабочим диапазонам и эксплуатационным характеристикам. На основе полученных данных специалисты KSB составляют протокол с рекомендациями по оптимизации.
Этап 2. Расчёт параметров
Для обеспечения энергоэффективной и экономичной работы системы особую важность представляет комплексный расчёт параметров насосов, арматуры и трубопроводов. С этой целью отдельные компоненты гидравлической системы адаптируются к требованиям системы и идеально согласовываются друг с другом.
Для оптимального расчёта параметров насоса требуется определение структуры системы. На основе профиля нагрузки и геодезического напора мы определяем количество и режим эксплуатации задействованных насосов. За счёт адаптации напора к потребности с помощью системы частотного регулирования при наличии переменного профиля нагрузки достигается энергосбережение до 60 %.
В зависимости от структуры установки следующим шагом на этапе расчёта параметров будет подбор компонентов: насосов, арматуры, приводов и систем автоматизации. При подборе арматуры важно обращать внимание на оптимальные значения расхода и правильные размеры трубопровода. В расчёте энергоэффективной насосной системы особое место отводится параметризации трубопровода. При этом следует учитывать скорости потока, расширение трубопровода на выходе из насоса и правильный выбор материалов. Для оптимального определения размеров трубопровода необходимо найти экономический компромисс между потерями на трение в трубе и применяемым материалом.
Подбор привода и средств автоматизации также играет немаловажную роль в обеспечении энергоэффективной работы. KSB поставляет широкую линейку приводов класса IE2 (обязательно в комплекте с частотным преобразователем), IE3, IE4 и IE5.
Двигатель SuPremE — самый энергоэффективный синхронный реактивный электродвигатель, которым могут оснащаться любые насосы сухой установки с регулируемой частотой вращения. Он проявляет свои наилучшие качества при работе насоса в зоне частичных нагрузок, обладая столь же высокой энергоэффективностью, как и синхронные двигатели с постоянными магнитами (СДПМ). Среди преимуществ синхронного реактивного двигателя полное исключение риска размагничивания, меньшая инертная масса ротора и более высокий пусковой момент, более низкая рабочая температура и экологичность. Для достижения максимального энергосбережения при постоянном профиле нагрузки KSB рекомендует асинхронные двигатели класса энергоэффективности IE3 и IE4.
Что касается возможности применения двигателей класса IE2 номинальной мощностью более 7,5 кВт, в Евросоюзе предписан режим работы с частотным регулированием, за пределами ЕС возможно применение без него. При этом необходимо учесть, что даже в комплекте с частотным регулятором данный двигатель намного менее энергоэкономичен, чем синхронный реактивный двигатель, особенно при работе в зоне частичной нагрузки. Если речь идёт о мощностях свыше 45 кВт, двигатель IE2 в комплекте с системой частотного регулирования PumpDrive будет самым оптимальным решением.
Для того чтобы сделать наиболее правильный подбор оборудования для установки, компания KSB предлагает три варианта профессионального программного обеспечения для расчёта параметров насосов и трубопроводной арматуры: KSB EasySelect — комплексный инструмент подбора насосов и трубопроводной арматуры для любых применений. KSBase Building Consult — программа расчёта параметров насосов и трубопроводной арматуры для сегмента «Инженерное оборудование» для зданий содержит необходимую для проектирования инженерных систем информацию, поля характеристик, а также расчёты и тендерную документацию.
Helps PumpSelection — программное обеспечение KSB, разработанное специально для выполнения комплексных проектов в области водоотведения.
Этап 3. Компетентный ввод в эксплуатацию
Установка насоса — важный шаг в оптимизации системы. KSB оказывает услуги по шеф-монтажу и вводу в эксплуатацию насосного оборудования, а также гарантирует его безопасную и эффективную работу при последующей эксплуатации. Дополнительные полезные опции — это специальные функции продуктов KSB и программное обеспечение собственной разработки.
PumpMeter — интеллектуальный прибор контроля параметров обеспечивает «прозрачность» рабочей точки при установке насоса, попеременно отображает на дисплее значения для оптимальной индикации состояния, значительно упрощает монтаж насоса с частотным регулированием. PumpMeter устанавливается на заводе-изготовителе и конфигурируется под индивидуальные параметры насоса.
PumpDrive — система частотного регулирования выполняет ряд полезных функций при установке насоса, в том числе мониторинг рабочей точки и бессенсорную защиту от «сухого хода». С приложением My PumpDrive для смартфона возможно управлять системой PumpDrive через Bluetooth. Кроме того, обеспечивается доступ ко всей необходимой информации при установке насоса: управление и контроль всех важных параметров, управление базами данных, ручной режим, регулирование конечного и дифференциального давления.
Этап 4. Высокоэффективный режим работы
Максимальную экономию электроэнергии при эксплуатации обеспечивают высокоэффективные системы, состоящие из насосов, приводов, арматуры, а также средств автоматизации KSB. Для повышения эффективности систем компания KSB предлагает широкую линейку «умных» продуктов и услуг — начиная с мобильного приложения KSB Sonolyzer, которое определяет потенциал энергосбережения на основе шумов электродвигателя, интеллектуального прибора контроля параметров PumpMeter, и заканчивая новейшим решением для насосов с постоянной частотой вращения MyFlow Technology («умная» производительность насосов).
Интеллектуальные технологии автономно обеспечивают адаптацию производительности к потребности и, таким образом, гарантируют безопасную и оптимизированную эксплуатацию. Непрерывный мониторинг обеспечивает долговременную экономию затрат. Важный аспект эффективной эксплуатации — конструкция проточной части. В результате проведения исследований и разработок насосы KSB достигают очень высоких КПД. Компьютерное моделирование помогает понять и управлять гидравликой потока. Результат: низкое энергопотребление, высокий гидравлический КПД и высокая удельная мощность.
