Реформа жилищно-коммунального хозяйства немыслима без мероприятий по энергосбережению. Одним из таких мероприятий является правильный выбор насосного оборудования, позволяющий экономить электроэнергию, а также уменьшить расходование горячей и холодной воды.

Каким же требованиям должны удовлетворять энергосберегающие насосы? Их четыре:

1) высокий КПД;

2) стабильность КПД при эксплуатации;

3) минимальный запас по напору насоса;

4) регулирование частоты вращения.

Высокое значение КПД насоса закладывается на стадии проектирования при разработке профилей его проточной части. Разработка экономичных профилей - весьма наукоемкий и дорогостоящий процесс. Не все производители насосов имеют возможность его выполнить и используют профили, не обеспечивающие достаточно высокий гидравлический КПД насоса. Вместе с тем наличие современных профилей само по себе не обеспечивает высокий КПД насоса. Профили необходимо изготовить с достаточной степенью точности. Отклонения фактического профиля от заданного сведут на нет все усилия по его разработке. Если к тому же поверхности проточной части недостаточно гладкие, ожидать высокого значения КПД насоса не приходится.

Сегодня на российском рынке представлены фирмы GRUNDFOS, DDP, EBARA, ESPA, FLUGT, KOLMEKS, KSB, LFP, NOCCHI, WILO и др. Общепризнанным лидером в технологии производства насосов является фирма GRUNDFOS.

Анализ развития предложений на рынке насосов показывает, что рост конкуренции предприятий, изготавливающих насосы, увеличение серийности и повышение требований к экономичности насосов позволили перейти на более сложные технологические процессы.

Ведущие производители насосов в целях улучшения качества поверхностей каналов используют для изготовления рабочих колес высококачественное чугунное литье, пластмассы или изготавливают их методом штампования из нержавеющих сталей. При этом используются дорогостоящие технологии, окупающиеся только при крупносерийном и массовом производстве.

Улучшение конструкций, направленное на повышение КПД, за последние десятилетия развивалось по следующим направлениям:

• применение типов насосов, имеющих благоприятные значения коэффициента быстроходности для заданных условий;
• общее улучшение конструкции всех типов насосов с гидравлической точки зрения, достигаемое, во-первых, обеспечением лучшей обтекаемости рабочих органов насоса и, во-вторых, установлением оптимальных пропорций различных каналов насоса, или отношения скоростей, для получения максимального КПД на требуемом режиме;
• важным фактором, способствующим повышению КПД и сохранению его высокого значения при длительной эксплуатации насоса, является недопущение кавитации, достигаемое путем соответствующего улучшения конструкции насоса и предотвращения коррозии за счет применения соответствующих материалов.

Основной причиной изменения КПД насоса в процессе эксплуатации является коррозия поверхностей его проточной части. Известный американский специалист по центробежным насосам А. И. Степанов в книге "Центробежные и осевые насосы". (М.: Изд-во машиностроительной литературы, 1960) приводит следующие данные по влиянию качества поверхностей проточной части насоса:

• после окраски чугунного корпуса, имеющего шероховатую поверхность, дисковое трение уменьшилось на 16-20%;
• в результате полирования диска потери уменьшаются на 13-20%;
• при сильно заржавленных чугунных дисках потери мощности на 30% больше, чем в случае, если диски заново обточены.

Ведущие производители насосов в целях обеспечения сохранности КПД для изготовления рабочих колес используют нержавеющую сталь, бронзу, пластмассу или чугун с повышенной коррозионной стойкостью. Для корпусных деталей, как правило, применяется чугун с шаровидным графитом. Из этих материалов наибольшую коррозионную стойкость имеет нержавеющая сталь. Рабочее колесо из такой стали может работать десятки лет без следов коррозии и нарушения качества поверхностей.

Сильное влияние на КПД насоса оказывает расход жидкости через насос (подача насоса). Так, при нулевой подаче КПД насоса равен нулю, вся энергия расходуется на перемешивание жидкости в насосе, при увеличении подачи КПД насоса увеличивается, достигает максимального значения при подаче насоса, называемой оптимальной, и при дальнейшем увеличении подачи уменьшается. Если эксплуатационное значение подачи не совпадает с оптимальной подачей насоса, насос имеет КПД ниже возможного. При значительном отклонении подачи насоса от оптимума КПД насоса может уменьшиться на 15-20% и более.

Известно, что системы тепло- и водоснабжения не поддаются стандартизации по расходу воды и требуемому напору и в каждом конкретном случае имеют свое индивидуальное сочетание расхода и напора, поэтому требуется большое разнообразие насосов, чтобы обеспечить максимальное значение КПД на эксплуатационном режиме. Несмотря на то что ведущие производители стремятся к расширению своей номенклатуры, обеспечить все разнообразие потребностей насосами одной фирмы не удается, а использовать на одном объекте насосы разных фирм неудобно по причинам усложнения обслуживания и проблемы в обеспечении запасными частями. В результате приходится выбирать насос из ограниченного ряда с некоторым запасом по напору и отклонением от оптимальной подачи. Все это приводит к повышенному расходу электроэнергии, а также к увеличению расхода горячей и холодной воды.

В системах водоснабжения ситуация осложняется тем, что потребление воды в течение суток значительно изменяется, достигая максимума в утренние и вечерние часы и уменьшаясь практически до нуля в ночное время. На эти колебания накладываются изменения давления в городской сети, что приводит к значительному изменению требуемого напора и подачи насоса. При этом, если в системе используется насос с постоянной частотой вращения, избыточный напор насоса, возникающий при минимальном потреблении воды и максимальном давлении в городской сети, приводит к перерасходу электроэнергии и повышенному давлению в трубопроводах, а значит, к увеличению утечек воды и порой к порыву трубопровода. Для согласования характеристик насоса и системы при переменных режимах потребления воды в настоящее время передовые фирмы широко используют изменение частоты вращения насоса с помощью электронного преобразователя частоты.