20 | 07 | 2019
Новости рынка:

F.A.Q. о котлах и отоплении

Grundfos Magna1 и Magna3: зачем насосы становятся «умнее»?

Дата добавления:
04.03.2019
Хиты:
158
Рейтинг:
 
Голосовать:
Хорошо - Плохо

Ответ

К. Семаков

Насосы оснащаются средствами коммуникаций и интеллектуальными программами, которые «самонастраивают», контролируют и оптимизируют их работу. Что это – маркетинговый ход или необходимость, опирающаяся на возможности современных технологий? Попробуем разобраться

В прошлом номере журнала рассматривался вопрос о том, как с помощью смартфона и «продвинутого» насоса выполнить гидравлическую балансировку системы («Балансировка системы отопления с помощью насоса», журнал «AWTherm », №5-2018). В качестве примера приводился порядок действий по балансировке системы с насосом Grundfos ALPHA2 со встроенным расходомером, оснащенным коммуникатором ALPHA Reader и программой GO Balance, которую можно записать на любой смартфон. Такая «интеллектуальная» доводка насоса, основное назначение которого перекачивать теплоноситель в системах отопления, ГВС или охлаждения, имеет практическую полезность, экономит время и уберегает от ошибок при балансировке системы. Кроме того, правильная балансировка в итоге экономит расход теплоносителя.

Инженерная мысль движется дальше, и насосы продолжают «умнеть». Для чего это делается?

Механическая часть современных насосов, применяемые материалы, технология производства практически достигли своего потолка. Дальнейшее повышение эффективности видится в оптимизации выполняемых насосом функций. Причем насос один, а его способы и режимы применения – разные, т. е. и режим оптимальной работы тоже разный. Простота настройки и легкость последующего контроля работы – крайне важные эксплуатационные характеристики насоса.

Насос с удаленным управлением

Предположим, что перед Вами стоит задача установить надежный, экономичный насос, которым нужно управлять извне и удаленно, причем в ручном или автоматическом режиме. Это востребовано в системах диспетчеризации подачи воды и/или теплоносителя. Например, в системах с погодозависимым управлением нужно периодически включать или отключать питающие насосы. Для этого такой насос нужно подключить к внешним системам управления, таким, как программируемый контроллер, установленный в одном помещении с насосом, или к системе диспетчеризации инженерного оборудования здания, осуществляющей дистанционное управление и контроль. При этом насос не должен обладать особой универсальностью (это отразится на его цене), но при этом он должен быть максимально энергосберегающим и иметь достаточно широкий набор режимов оптимальной работы.

Изображение grundfos magna1 Рис. 1. Насос Grundfos MAGNA1 с управлением с цифровым входом и релейным выходом

Как сочетание этих противоречивых функций решается инженерами с помощью современных решений, рассмотрим на примере обновленного насоса Grundfos MAGNA1 (см. рис. 1).

Данный насос оснащен цифровым управляющим входом и релейным выходом аварийной сигнализации, чтобы его можно было легко подсоединять к внешним контроллерам или системам дистанционного управления.

В электронике насоса MAGNA1 применено беспотенциальное реле с нормально замкнутыми контактами. В случае неисправности контакты реле размыкаются. Таким образом, формируется сигнал, который идентифицируется системой диспетчеризации как разрыв цепи. Встроенный цифровой вход применяется для внешнего запуска/остановки насоса от внешнего входного сигнала. Например, если в системе осуществляется погодозависимое управление, то при изменении температуры внешней среды насос остановится. Насосы MAGNA1 поддерживают подключение к приложению Grundfos GO через ИК порт для одинарных насосов и через радиоканал для сдвоенных насосов. Мобильное приложение Grundfos GO можно скачать бесплатно в AppStore и GooglePlay. Через него можно считать и идентифицировать тип ошибки и характер аварии, а также создавать и отправлять отчеты о состоянии насоса. Индикатор Grundfos Eye обеспечивает удобную индикацию работы/выбранного режима управления насоса и его исправность.

Насос MAGNA1 обеспечивает 9 режимов с оптимальной работой для разного применения:

  • Пропорционального регулирования давления (3 настройки).
  • Постоянного регулирования давления (3 настройки).
  • Работы по постоянной кривой (3 настройки).

Широкий модельный ряд имеет большое число типоразмеров, охватывающий большинство случаев применения одинарных и сдвоенных насосов, покрывая широкий диапазон рабочих характеристик, см. рис. 2. Насос может создавать напор макс. до 18 м и подачу до макс. 70 м3/ч. Кроме того, все одинарные насосы доступны в исполнении PN16.

Изображение насосы grundfos magna1 Рис. 2. Модельный ряд насосов Grundfos MAGNA1

Сдвоенные насосы MAGNA1 в основном предназначены для резервирования. Они объединены в пару при поставке. Головные части насоса чередуются для распределения нагрузки по времени, что увеличивает их общий срок службы.

Каждый из насосов обеспечивает требуемую подачу по-отдельности и может быть резервным или главным, что предотвращает простой при поломке одного из насосов. Индикатор Grundfos Eye светится зеленым (см. рис. 1), показывая, что соединение между частями исправно. Если соединение между головными частями насоса прервано, на панели управления появляется предупреждение. В приложении Grundfos GO также можно настроить передачу предупреждения через релейный выход, что можно использовать для проводного соединения с системой диспетчеризации.

Такая относительно простая схема электронного управления, задействованная в Grundfos MAGNA1, тем не менее, обеспечивает достаточно широкий ряд положительных особенностей и функциональных возможностей, см. табл. 1.

Таблица 1. Что обеспечивает насос с удаленным управлением Grundfos MAGNA1Изображение насос grundfos

Интеллектуальный адаптивный насос

Простого решения, как показано выше, бывает достаточно для реализации относительно несложных задач. Однако, если нужны:

  • совместимость с любой системой и низкие эксплуатационные затраты во время всего срока службы;
  • минимизация затрат на электроэнергию;
  • экономия времени и усилий при монтаже и настройке;
  • сокращение инвестиционных расходов и полный контроль над системой.

Это простое решение далеко не оптимально.

Безусловно, сложную систему с автоматическим управлением большим количеством переменных параметров можно реализовать, применив схему с централизованным решающим устройством. Для этого нужно обвешать все управляющие и исполнительные механизмы огромным числом разнообразных датчиков, обеспечить их питанием, «обвязать» линиями коммуникации и перевести данные, поступающие от них, в единый формат. А затем решать задачу оптимального управления из единого центра, направляя команды, опять же, в «понятном» для разных устройств формате. Система становится громоздкой и ненадежной, то есть в итоге – неуправляемой. Малейший разрыв связи или питания приводит к сбоям во всей системе.

Проблема, когда «центр» перегружен, а оттого неэффективен, решается с помощью иерархических систем управления. В них все функции управления и оптимизации ветвей системы максимально передаются на нижние уровни, которые самостоятельно решают задачи своего функционирования, подчиняясь, тем не менее, единому алгоритму и целевой функции, задаваемой из центра.

Нынешние инженерные системы здания достаточно сложны и требуют высокой надежности в сочетании с экономичностью. Чтобы обеспечить иерархический принцип схемно-технического решения и «самостоятельность» на его «низовых уровнях, нужны т. н. «интеллектуальные» исполнительные устройства. Такие, например, как высокоэффективные циркуляционные «умные» насосы Grundfos серии MAGNA3, см. рис. 3.

Изображение насосы grundfos magna3 Рис. 3. Одинарный и сдвоенный регулируемые насосы Grundfos серии MAGNA3

Насосы серии MAGNA3 имеют усовершенствованные адаптивные режимы управления, предназначенные для работы в составе оптимизированной системы диспетчеризации здания.

Насос оснащен регулируемым электродвигателем с ротором на постоянных неодимовых магнитах. Кроме того, из-за наличия встроенныхконтрольно-измерительных функций упрощается вся система в целом – можно сократить количество балансировочных клапанов и упростить процесс настройки системы отопления; охлаждения и кондиционирования воздуха;горячего водоснабжения а также работы в составе теплонасосной системы или системы отопления на солнечной энергии.

Функциональные и надежные малошумные насосы серии MAGNA3, не требующие постоянного технического обслуживания, оснащены целым рядом разных режимов управления, традиционных для современного циркуляционного насоса, однако наличие «умных» режимов – AUTOADAPT и FLOWADAPT – выделяют насосы MAGNA3 из общей массы. Кроме того, имеется функция ограничения расхода FLOWLIMIT и автоматическое понижение температуры на ночной период.

Заводские настройки насоса автоматически включают насос MAGNA3 в режим AUTOADAPT, в котором насос автоматически проанализирует систему отопления, сам найдет оптимальные рабочие точки и продолжит регулировать свою работу в зависимости от требуемых изменений. Это обеспечивает минимальное энергопотребление, см. рис. 4, превышающее требования EuroPump.

Изображение насос magna Рис. 4. Уровень энергосбережения, обеспечиваемый насосами Grundfos серии MAGNA3

Насос MAGNA3 оснащен встроенной функцией учета тепловой энергии и функцией ограничения расхода FLOWLIMIT, заменяющей дроссельный клапан. Функция FLOWLIMIT и режим управления FLOWADAPT позволяют задавать максимальное ограничение расхода для насоса. Насос MAGNA3 непрерывно отслеживает изменение расхода и позволяет не допустить его превышения сверх заданного значения. Это позволяет обойтись без дросселирования потока, что улучшает общую энергоэффективность системы.

Самостоятельно отслеживая ограничения по расходу в системе, насос будет регулировать подачу по установленному значению, что значительно сокращает энергозатраты и повышает энергоэффективность, экономя до 75% энергии по сравнению с типовым циркуляционным насосом (см. рис. 4).

Регулируемый насос с экономичным частотноуправляемым двигателем Grundfos Bluefux®и электронным блоком управления оснащен устройством учета тепловой энергии с погрешностью от +/-1% до +/-10% в зависимости от рабочей точки, которое может отслеживать распределение и потребление тепловой энергии системы в целях предотвращения перерасхода энергии в результате нарушения баланса системы.

Модельный ряд насосов серии MAGNA3 включает более 100 моделей одинарных и сдвоенных циркуляционных насосов в исполнении из чугуна и стали. Максимальный напор насосов – до 18 м, а расход до 70 м3/ч. Диапазон температур (все модели): температура жидкости: от минус 10 до +110 °C; температура окружающей среды: от 0 до +40 °C.

Насос серии MAGNA3 оснащен системой беспроводной связи, что позволяет подсоединять его к другому насосу. Встроенная программамастер позволяет быстро и легко установить соединение с параллельным связанным насосом. Таким образом, теперь можно управлять двумя насосами совместно в каскадном, переменном режиме или режиме резервирования без использования дополнительных модулей или внешних систем управления.

Цветной TFT-дисплей (на тонкопленочных транзисторах) для удобной и простой настройки насоса обеспечивает простое, интуитивно понятное управление оборудованием, контроль состояния насоса, быстрый доступ к журналам предупреждений, аварий и рабочих режимов насоса.

Кроме того, имеется визуальная индикация состояния насоса: рабочий режим. предупреждение или тревога. При интеграции насосов в систему диспетчеризации могут быть добавлены коммуникационные модули со стандартами шин связи: LON, PROFBUS, MODBUS, SMS/GSM/GPRS и BACnet, а также GENIbus.

Дополнительное настраиваемое реле и аналоговый вход позво ляют улучшить контроль системы и оптимизировать регулировку работы насосов. С этой целью насос оснащается одним аналоговым входом (0-10 В/4-20 мА) для подключения внешних датчиков перепада давления, температуры, учета тепловой энергии или внешнего установленного значения; двумя релейными выходами с возможностью настройки режима сигнализации, режима готовности или режима работы; тремя цифровыми входами для внешнего запуска/остановки, назначения макс. и мин. характеристик системы.

ПО для работы насоса позволяет вести рабочий журнал 3D Work Log и регистрировать график рабочей точки по времени Duty Point Over Time, что делает оптимизацию простой и точной. Благодаря этим двум новым функциям можно получить подробную информацию о работе насоса со дня его установки, а также данные об условиях его эксплуатации, как, например, о температуре и расходе электроэнергии. На основе этих данных при необходимости можно легко подобрать насос для замены существующего, усовершенствовать план оптимизации или выполнить устранение неполадок.

Особенности рабочих режимов, которые обеспечивает насос MAGNA3 показаны на рис. 5.

Изображение грундфос циркуляционный Рис. 5. Режимы работы насосов Grundfos серии MAGNA3

В циркуляционных системах используется режим пропорционального регулирования давления. Насос постоянно приспосабливается к меняющейся потребности в расходе.

Функция AUTOADAPT постоянно корректирует кривую изменения пропорционального давления и автоматически регулирует наиболее эффективное значение, при этом не снижая показатели комфорта. Данная функция предустановлена на заводе, и в 80% случаев исключает необходимость какой-либо ручной настройки системы ОВК. FLOWADAPT – это комбинация функций AUTOADAPT и FLOWLIMIT. В этом режиме насос MAGNA3 постоянно отслеживает скорость потока, контролируя, чтобы она не превышала необходимого значения. Это позволяет избежать установки отдельного балансировочного клапана.

Режим постоянного давления используется в системах с переменным расходом с предельно малыми потерями давления, а также в системах, где потери давления в трубе зависят от статического напора.

Режим с постоянной температурой используется в системах с переменным расходом, где необходимо поддержание постоянной температуры жидкости в точке, определенной пользователем. Насос сам регулирует расход, то есть внешний контроллер для регулирования температуры становится излишним. Режим постоянной характеристики используется, когда необходимо поддерживать и постоянный расход, и постоянный напор. Насос сам настраивается на необходимую рабочую точку, поэтому отпадает необходимость в дроссельных клапанах после насоса, которые традиционно используются в подобной ситуации.

Все эти и другие свойства насосов Grundfos серии MAGNA3 показательно демонстрируют, зачем «умнеют» насосы. С помощью такой самоадаптивной автоматики «низового» уровня, можно простыми методами построить сложную многоуровневую энергоэффективную и энергосберегающую инженерную систему, интегрированную в систему «умный дом». Это сэкономит как эксплуатационные расходы, так и за счет упрощения всей системы уменьшит ее стоимость и повысит общую надежность.

Больше важных статей и новостей в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь!

Категория

Комментарии  

 
0 #1 hydrologo 04.03.2019 10:44
Пожалуйста подробнее про внешний цифровой сигнал управления! Как называется? Что за сигнал?
Цитировать | Сообщить модератору
 
Поиск ответов
На правах рекламы
Лента новостей
Комментарии
  • Дмитрий Сергеевич 3 недели назад
    Купил квартиру в новострое ЖК Панорама Днепр (95 м2) стояк отопления ...

    Подробнее...

     
  • Ирина Захарова 2 месяца назад
    ортопедический. При такой посадке прямая кишка располагается ...

    Подробнее...