Щоб запобігти загрозі «блекауту» при роботі циркуляційних насосів 24/7 в системах опалення та водопостачання потрібно їх підключати від пристроїв безперебійного живлення з акумуляторами. При цьому вибір циркуляційних насосів повинен здійснюватися з точки зору їх енергоефективності, оскільки зменшення споживання енергії насосу підвищує термін його роботи від акумуляторних батарей в рази
В сучасних системах індивідуального опалення, де є один, або декілька генераторів теплоти, майже завжди з`являється потреба використовувати додаткові циркуляційні насоси. На об`єктах встановлюється мінімум 2 – 3 насоси. Це насос рециркуляції гарячої води та насоси по контурам опалення, тобто для теплої підлоги і радіаторів. Наприклад, для двох-чотирьохповерхової будівлі встановлюються два-три насоси тільки для теплих підлог і два-три насоси для радіаторного опалення, якщо масштаби будівлі великі.
Оскільки сучасні системи опалення є енергозалежними, то в моменти, коли відключається основна електоромережа, система працювати не буде.
Як відомо, генератор має свої специфічні режими роботи: 4 – 5 год працює, 1,5 – 2 години відпочиває, тому він підходить для роботи системи опалення з перервами 1,5 – 2 години, а не 24/7. Крім цього, він дуже шумний в експлуатації, що є особливо відчутним при його цілодобовій роботі. Тому в таких системах влаштування пристроїв безперебійного живлення з акумуляторами – це найкращий варіант.
Порівняння конструкції звичайного та енергоефективного насосів для системи опалення
Розглянемо порівняльні конструктивні характеристики звичайного та енергоефективного насосу, на прикладі застосування насосу Alpha1 L від Grundfos.
В першу чергу варто звернути увагу на корпус гідвавлічної частини. Вона може виготовлятися як з чавуну, так і з нержавіючої сталі, в залежності від моделі насосу. При цьому особливих відмінностей в конструкції гідравдіки як звичайного, так і енергоефективного насосу немає. Ротор насосу разом із робочим колесом сильно відрізняється.
В конструкціїї енергоефективних насосів Alpha використовується синхронний двигун з постіними магнітами і вбудований перетворювач частоти.Ротор асинхронного двигуна звичайного насосу не має магнітів, і магнітне поле постійно потрібно наводити за рахунок вихрових струмів, створюваних зовнішнім обертовим полем. Саме ця конструктивна відмінність зумовлює різницю в енергоефективності насосів і, відповідно, у споживанні електроенергії.
Друга відмінність звичайного насосу від енергоефективного – це робоче колесо. В звичайних насосах вимоги до геометрії робочих коліс були не такими високими, як у випадку із енергоефективними насосами, оскільки сучасні синхронні двигуни мають досить високі швидкості обертання і це призводить до зменшення діаметру робочого колеса і вимагає високої якості обробки поверхонь та їх геометрії.
Третя частина – стакан статора. Він практично однаковий як у випадку зі звичайним насосом, так і у випадку з енергоефективним. Головні відмінності ховаються в конструкції статора. У випадку зі звичайними насосами, статор являє собою частину однофазного асинхронного двигуна з одним конденсатором, який потрібен для того, щоб забезпечити обертове магнітне поле. У випадку з енергоефективним насосом, статор виконується з трьома парами полюсів для забезпечення обертового магнітного поля.
Для забезпечення управління частотою обертання ротора у сучасних енергоефективних насосів обов`язковим компонентом є плата керування, в складі якої є як елементи частотного регулювання обертів, так і елементи, які вимірюють поточні параметри, такі як споживана потужність та продуктивність насосу.
Якщо замінити звичайний насос на енергоефективний в роботі системи опалення приватного будинку теж будуть відчутні зміни.
При заміні звичайного насосу UPS на енергоефективний насос Alpha1L від Grundfos з аналогічними характеристиками по продуктивності, можна спостерігати в 4 рази менше споживання, ніж споживання звичайного насосу. Враховуючи, що в приватному будинку від одного акумулятора живиться, наприклад і газовий котел, і холодильник, і сам насос, то тривалість роботи цієї системи збільшиться майже вдвічі.
Стрес-експерименти при роботі енергоефективних насосів
Для визначення діапазону напруг при роботі енергоефективних насосів з частотним регулюванням був проведений стрес-тест. В результаті проведення стрес-тесту було визначено, що діапазон напруги, при якому насоси Alpha1L, Alpha2, і Alpha3 працюють, дуже схожий до того діапазону в якому працюють насоси SCALA2 та насоси серії SQE від Grundfos. Робота насоса забезпечується при напрузі вище від 160 В змінного струму зі зниженою продуктивністю. Якщо напруга падає нижче ніж 190 В змінного струму, подається попередження про низьку напругу через сигнал ШІМ. Якщо напруга падає нижче ніж 150 В змінного струму, насос зупиняється, і відображається аварійний сигнал.
Відео. Робота насосної станції SCALA2
Плата на вході напругу перетворює в постійний струм, а далі з постійного перетворює у змінний струм тієї частоти і тих параметрів, які потрібні для живлення двигуна.
Відео. Робота системи опалення без електроенергії
Частотний циркуляційний насос не сильно вибагливий до форми напруги, яка формується на виході з інвертора. Оскільки в експериментах була можливість приєднати його як до інвертора з чистим синусом, так і до автомобільного інвертора, який на виході видавав трапецію, при чому навіть з нестабільною частотою. При цьому ніяких проблем в роботі насосу не було помічено, навіть при підключенні його до автомобільного інвертора без втрати як продуктивності, так і напору.
Найчастіше для побудови автономних систем електропостачання на основі акумулятора та пристрою безперебійного живлення використовують свинцово-кислотні акумулятори з рідким, або гелеподібним електролітом. У таких акумуляторів є дві величини, які характеризують їхні властивості – це напруга та ємність. Якщо взяти звичайний неенергоефективний насос потужністю 40 Вт, то він буде працювати 6 год (враховуючи той факт, що зі стандартного аккумулятора 12В 65А*г можна без деградації пластин забрати лише 30% потужності). Якщо замість цього насосу встановити енергоефективний, який в тих самих умовах, виконуючи ту саму роботу, буде споживати лише, скажімо, 8 Вт енергії, тоді тривалість роботи від того ж самого акумулятора в тих самих умовах становитиме аж 30 год. Тому час роботи неенергоефективного циркуляційного насосу може бути в 5 разів меншим, ніж при роботі енергоефективного насосу при тих самих умовах.
Застосування енергоефективних насосів з частотним регулюванням
На об`єктах часто використовують насоси Alpha1L, Alpha2, і Alpha3. За допомогою Alpha3 та Alpha2 з рідером можливо відбалансувати радіаторну систему опалення, або теплі підлоги. Також в Alpha2 і Alpha3 є індикація споживання. Наприклад, коли замовник спостерігає он-лайн за споживанням насосу, це справляє на нього позитивне враження. Також в Alpha2 і Alpha3 є можливість індикації продуктивності. В рамках наукової роботи були проведені лабораторні дослідження того, наскільки точно Alpha2 вимірює продуктивність. Останній експеримент показав, що по лічильнику витрата була 385 л/год, а Alpha2 показав витрату 0,4 м3/год..
Відео. Балансування «теплої підлоги» водяної енергоефективним насосом
Розуміння того, яка витрата зараз є в тому контурі, де стоїть насос, це ще один хороший показник який можна використати для того щоб зрозуміти, чи контур збалансований правильно, чи неправильно. Якщо система повністю відбалансована, то енергоефективний насос починає споживати ще менше, до того, ніж система була невідбалансована.
Особливості монтажу та експлуатації енергоефективних циркуляційних насосів для опалення
Дані циркуляційні насоси обов`язково повинні монтуватися в приміщенні. Вал повинен бути розміщений горизонтально, а кабельний роз`єм - дивитися вниз. В систему повинен встановлюватися дишламатор. В період, коли система опалення не працює, рекомендується переведення даного типу насоса в режим «літо».
У відгуках з об`єктів, виникало питання роботи насосу в період простою. Якщо насос не працює тривалий проміжок часу, то може мати місце механічне блокування валу, оскільки в конструкції існують невеликі зазори, а в системах опалення є шлам. Для таких випадків, в насосах Alpha2 і Alpha3 є функція «режим літо». Натисканням на кнопку можна перевести насос в літній режим і в таких умовах він час від часу провертає вал і не дає йому «закиснути». В насосі Alpha1L є механічний гвинт, за допомогою якого можна розблокувати вал.
Висновки
Отже, при підготовці до можливих блекаутів потрібно звернути увагу не тільки на споживання електроенергії побутовими приладами, але й на насоси, які працюють 24/7 в системах опалення та водопостачання. При встановленні енергоефективних насосів, термін їх роботи від акумуляторних батарей зростає в рази. Також розумні насоси працюють від будь-яких пристроїв безперебійного живлення довше.
Замінивши всі насоси систем на енергоефективні за межами блекаутів можна суттєво скоротити платежі за електроенергію, яку вони використовують для своєї роботи.
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!
Переглянуто: 3 385
