Аннотация. Показано, что совершенствование методов расчета влажностного режима ограждающих конструкций открывает широкие возможности создания энергоэффективных, экологически безопасных и экономичных наружных ограждений, формирующих комфортную среду в помещениях зданий. Выполнен экспресс-анализ влагозащитных свойств многослойной стеновой конструкции с лицевым кирпичным слоем для влажной климатической зоны. Расчет произведен для двух вариантов конструктивного исполнения ограждения: с невентилируемой и вентилируемой воздушной прослойкой. Анализ годового баланса влаги показывает, что систематического влагонакопления в конструкции с невентилируемой воздушной прослойкой в течение года не происходит, однако в период влагонакопления отмечается прирост влаги в конструкции. Устройство вентилируемой воздушной прослойки полностью исключает влагонакопление, что позволяет улучшить влажностный режим наружной стены.
Защита от влаги — актуальная проблема строительства и архитектуры [1–5]. Переувлажнение строительных ограждающих конструкций приводит к ухудшению их эксплуатационных свойств. Прежде всего снижаются теплозащитные свойства, что объясняется ростом теплопроводности строительных материалов с увеличением влажности. Накопление влаги на внутренней поверхности теплозащитной оболочки здания приводит к ухудшению микроклимата в помещениях, что связано с ростом плесневых грибов, являющихся источником аллергических заболеваний. Кроме того, влажные строительные материалы в составе ограждающей конструкции быстро разрушаются от коррозии, недостаточной морозостойкости и влагостойкости, биологических процессов, тем самым снижая долговечность конструкций. Поэтому при проектировании зданий необходимо предусматривать мероприятия и разрабатывать конструктивные решения, предотвращающие чрезмерное увеличение влажности [6–10].
Рис. 1. Влага в ограждающих конструкциях
Различают следующие виды влаги в ограждающих конструкциях: строительную, грунтовую, метеорологическую (атмосферную), эксплуатационную, гигроскопическую (сорбционную) и конденсационную (рис. 1). Наибольшую опасность для ограждающих конструкций в процессе их эксплуатации представляет конденсационное увлажнение. Оно возникает при термической конденсации водяного пара на внутренней поверхности или в толще конструкции.
Требования по защите от переувлажнения ограждающих конструкций содержатся в СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий». Оценку влагозащитных свойств конструкции производят по предельно допустимому состоянию увлажнения на основе определения плоскости максимального увлажнения, относительно которой, используя уравнения баланса влаги, выполняют проверку необходимости устройства дополнительной пароизоляции в конструкции.
В СП 345.1325800.2017 «Здания жилые и общественные. Правила проектирования тепловой защиты» предложен упрощенный способ определения плоскости максимального увлажнения. Координату плоскости максимального увлажнения определяют по температуре в этой плоскости в зависимости от климатического и конструкционного факторов. Разделение факторов на климатический, зависящий от параметров микроклимата помещения и наружного климата, и конструкционный, зависящий от теплофизических свойств материалов и теплотехнических свойств ограждающей конструкции, повышает качество проектирования зданий. Однако недостаточная ясность алгоритма нахождения плоскости максимального увлажнения в конструкции сдерживает широкое применение этого метода на практике [11, 12].
Главным недостатком указанных выше норм является отсутствие возможности оценки влагонакопления в ограждающих конструкциях по месяцам в годовом цикле, что затрудняет детальный анализ влажности [13, 14].
В целях совершенствования российской нормативной базы и повышения качества проектирования зданий авторским коллективом [15] разработаны предложения по корректировке раздела «Защита от переувлажнения ограждающих конструкций» СП 50.13330.2012. Указанные предложения содержат принципиальные основы оценки влагозащитных свойств ограждающих конструкций по предельно допустимому состоянию увлажнения в годовом цикле и гармонизированы с международным стандартом ISO 13788 Hygrothermal performance of building components and building elements — Internal surface temperature to avoid critical surface humidity and interstitial condensation — Calculation methods. В отличие от метода расчета влагозащитных свойств, принятого в российских нормах, предлагаемый экспресс-метод позволяет выполнить анализ динамики влагонакопления в конструкции в годовом цикле. По сравнению с международным стандартом ISO 13788 этот метод дает более точную оценку влажностного режима современных многослойных ограждающих конструкций с повышенным уровнем теплозащиты.
Расчет влажностного режима ограждающих конструкций выполняют в следующей последовательности.
По профилям парциального давления водяного пара и давления насыщенного водяного пара определяют плоскость конденсации влаги в ограждающей конструкции в наиболее холодный месяц года.
По разности удельных потоков влаги — приходящего к плоскости конденсации и уходящего от нее — определяют приращение количества влаги в плоскости конденсации в течение каждого месяца. Положительное приращение означает накопление влаги в конструкции, отрицательное приращение — испарение влаги из конструкции.
Путем суммирования локальных приращений влаги определяют количество влаги, накопленной в ограждении с начала расчета.
По годовому балансу влаги оценивают влажностный режим и влагозащитные свойства ограждения.
Экспресс-анализ влагозащитных свойств ограждающих конструкций в годовом цикле эксплуатации является приближенным, но вместе с тем позволяет ответить на два принципиальных вопроса:
Будет ли в ограждении накапливаться влага? Отсутствие плоскости конденсации в конструкции в наиболее холодный месяц года гарантированно указывает на отсутствие влагонакопления в течение всего года.
Возможно ли переувлажнение материалов конструкции. Переувлажнение материалов конструкции отсутствует в том случае, если максимальное количество влаги в плоскости конденсации в период влагонакопления не превышает требуемых значений.
Ответы на указанные вопросы позволяют обоснованно выбрать конструктивное решение с требуемыми влагозащитными свойствами.
Ниже выполнен анализ влагозащитных свойств ограждающих конструкций, широко применяемых в практике гражданского строительства.
Объектом исследования является многослойная наружная стеновая конструкция с лицевым кирпичным слоем. С целью оценки влияния конструктивного решения наружных стен на их влажностный режим расчет выполнен для двух вариантов конструктивного исполнения ограждения:
с невентилируемой воздушной прослойкой (вариант 1);
с вентилируемой воздушной прослойкой (вариант 2).
Указанные варианты конструктивного решения наружных стен приведены на рис. 2.
Рис. 2. Расчетные схемы наружной стены (а — по варианту 1; б — по варианту 2): 1 — внутренняя штукатурка; 2 — внутренний слой кирпичной кладки; 3 — теплоизоляция; 4 — воздушная прослойка; 5 — лицевой кирпичный слой
Расчет выполнен для жилого помещения, влажностный режим помещения — нормальный.
Климатический пункт — Санкт-Петербург, влажная зона (рис. 3).
Расчетные условия эксплуатации ограждающей конструкции — Б.
Расчетная оценка влажностного режима основана на определении максимального количества влаги в зоне конденсации в годовом цикле. Подробное описание конструкций приведено в [15].
Рис. 3. Годовой ход температуры (а) и относительной влажности (б) наружного воздуха в г. Санкт-Петербурге (трехчасовые фактические значения [16])
На основе имеющихся климатических данных (рис. 3) определены среднемесячные значения параметров, использованные в расчете.
Исходными данными для расчета являются:
параметры наружного климата (среднемесячные значения температуры и относительной влажности наружного воздуха);
параметры микроклимата в помещении (среднемесячные значения температуры и относительной влажности внутреннего воздуха);
теплотехнические показатели материалов ограждающей конструкции;
граничные условия.
Параметры наружного климата и микроклимата в помещении приведены в табл. 1.
Таблица 1. Параметры наружного климата и микроклимата в помещении
Месяц
Параметры наружного климата
Параметры микроклимата в помещении
температура, °С
относительная влажность
температура, °С
относительная влажность
Январь
-6,6
0,86
20,0
0,33
Февраль
-6,3
0,84
20,0
0,34
Март
-1,5
0,78
20,0
0,39
Апрель
4,5
0,73
20,0
0,45
Май
10,9
0,66
20,5
0,51
Июнь
15,7
0,68
22,9
0,56
Июль
18,3
0,71
24,2
0,58
Август
16,7
0,77
23,4
0,57
Сентябрь
11,4
0,81
20,7
0,51
Октябрь
5,7
0,84
20,0
0,46
Ноябрь
0,2
0,87
20,0
0,40
Декабрь
–3,9
0,88
20,0
0,36
Расчетные теплотехнические характеристики материалов ограждающей конструкции приведены в табл. 2.
Таблица 2. Расчетные теплотехнические характеристики материалов слоев
Номер слоя
Материал слоя
Теплопроводность, Вт/(м×К)
Паропроницаемость, мг/(м×ч×Па)
1
Раствор сложный
0,87
0,098
2
Кладка из пустотелого камня
0,35
0,14
3
Плиты теплоизоляционные
0,039
0,389
4
Воздушная прослойка
—
—
5
Кладка из пустотелого кирпича
0,55
0,13
Граничные условия включают в себя сопротивления тепло- и влагообмену у внутренней и наружной поверхностей ограждающей конструкции [15].
За начало расчета принят октябрь.
Результаты расчета показывают, что в конструкции с невентилируемой воздушной прослойкой образуется плоскость конденсации влаги в наиболее холодный месяц года. Плоскость конденсации влаги расположена на стыке невентилируемого воздушного зазора и наружного слоя кирпичной кладки. Координата этой плоскости x = 0,43 м.
Результаты расчета влажностного режима наружной стены в годовом цикле приведены на рис. 4.
Рис. 4. Влажностный режим наружной стены с невентилируемой воздушной прослойкой в годовом цикле
Анализ полученных результатов показывает, что в период с ноября по март в конструкции с невентилируемой воздушной прослойкой происходит влагонакопление. Максимальное приращение влаги в конструкции за месяц отмечается в январе (0,05 кг/м2), максимальное количество влаги с начала расчета — в марте (0,151 кг/м2). Анализ годового баланса влаги показывает, что систематического влагонакопления в конструкции в течение года не происходит. Однако в период влагонакопления отмечается прирост влаги в конструкции.
В конструкции наружной стены с вентилируемой воздушной прослойкой конденсация влаги в наиболее холодный месяц года отсутствует. Влагонакопление в течение года также отсутствует. Таким образом, устройство вентилируемой воздушной прослойки позволяет улучшить влажностный режим наружной стены.
Заключение
Выполнен экспресс-анализ влагозащитных свойств многослойной стеновой конструкции с лицевым кирпичным слоем для влажной климатической зоны. Расчет влагонакопления в годовом цикле произведен для двух вариантов конструктивного исполнения ограждения: с невентилируемой и вентилируемой воздушной прослойкой. Анализ годового баланса влаги показывает, что систематического влагонакопления в конструкции с невентилируемой воздушной прослойкой в течение года не происходит, однако в период влагонакопления отмечается прирост влаги в конструкции. Устройство вентилируемой воздушной прослойки полностью исключает влагонакопление, что позволяет улучшить влажностный режим наружной стены.
Литература
1. Ананьев А. И. Долговечность наружных стен зданий, облицованных керамическими материалами // АВОК: Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика. 2019. № 5. С. 52–57.
2. Гагарин В. Г., Козлов В. В., Зубарев К. П. Анализ расположения зоны наибольшего увлажнения в ограждающих конструкциях с различной толщиной теплоизоляционного слоя // Жилищное строительство. 2016. № 6. С. 8–12.
3. Корниенко С. В., Ватин Н. И., Горшков А. С., Ольшевский В. Я., Пестряков И. И. Эксплуатационная влажность автоклавного газобетона в стеновых конструкциях // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2018. № 8 (71). С. 22–40.
4. Chung W. J., Lim J. -H. Cooling operation guidelines of thermally activated building system considering the condensation risk in hot and humid climate // Energy and Buildings. 2019. No. 193. Pp. 226–239.
5. Мусорина Т. А., Наумова Е. А., Шонина Е. В., Петриченко М. Р., Куколев М. И. Теплотехнические свойства энергоэффективного материала на основе растительной добавки (сухой борщевик) // Вестник МГСУ. 2019. Т. 14. № 12. С. 1555–1571.
6. Bondi P., Stefanizzi P. Hygro-thermal performance of hollow bricks and current standards // Energy and Buildings. 2001. No. 33 (7). Pp. 731–736.
7. Pavlík Z., Černý R. Experimental assessment of hygrothermal performance of an interior thermal insulation system using a laboratory technique simulating on-site conditions // Energy and Buildings. 2008. No. 40 (5). Pp. 673–678.
8. Корниенко С. В., Ватин Н. И., Горшков А. С. Оценка влажностного режима стен с фасадными теплоизоляционными композиционными системами // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2016. № 6 (45). С. 34–54.
9. Arslan O., Kose R. Thermoeconomic optimization of insulation thickness considering condensed vapor in buildings // Energy and Buildings. 2006. No. 38 (12). Pp. 1400–1408.
10. Немова Д. В., Ватин Н. И., Петриченко М. Р., Корниенко С. В., Горшков А. С. Воздушный режим трехслойной стеновой конструкции // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2016. № 6 (45). С. 102–114.
11. Куприянов В. Н. Совершенствование метода расчета по защите от переувлажнения ограждающих конструкций // Жилищное строительство. 2017. № 5. С. 38–43.
12. Перехоженцев А. Г. О необходимости корректировки СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» // АВОК: Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика. 2017. № 8. С. 54–57.
13. Корниенко С. В. Предложения по корректировке СП 50.13330.2012 в части защиты от переувлажнения ограждающих конструкций // Жилищное строительство. 2015. № 7. С. 31–34.
14. Sovetnikov D. O., Baranova D. V., Borodinecs A., Korniyenko S. V. Technical problems in churches in different climatic conditions // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2018. № 1 (64). С. 20–35.
15. Корниенко С. В., Ватин Н. И., Петриченко М. Р., Горшков А. С. Оценка влажностного режима многослойной стеновой конструкции в годовом цикле // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2015. № 6. С. 19–33.
16. Погода и климат [сайт]. URL: http:// http://pogodaiklimat.ru (дата обращения: 16.01.2020).
Монтаж инженерных коммуникаций, в том числе систем тепло-, холодо- и водоснабжения, — один из наиболее сложных этапов капитального строительства. Как показывает практика, до завершения работ «доживает» менее 50% подрядчиков. За этими цифрами — целый комплекс проблем, обусловленных как ошибками в планировании, так и низким качеством проектирования и монтажа инженерных систем.
Часто можно видеть, как проект теплового пункта или холодильного центра выполняет одна компания, его монтаж начинает другая, а заканчивает третья. Порой эта цепочка еще длиннее. Результат — срыв сроков сдачи объекта, работа подрядчика «в ноль» или «в минус», хозяйственные споры с заказчиком и масса проблем при последующей эксплуатации. Может показаться, что от самих подрядчиков здесь зависит немногое, ведь они являются заложниками ситуации и мало на что могут повлиять. Однако опыт компании «ОМП-Инжиниринг» показывает, что разорвать порочный круг можно, но для этого необходимо полностью переосмыслить подходы к проектированию и монтажу.
Факторы риска при организации работ
Проблемы, которые ведут к срыву сроков и снижению рентабельности подрядных работ, возникают не одномоментно: они накапливаются в течение всего периода реализации проекта. В их числе следует выделить наиболее существенные:
Низкое качество проектирования и некомплектность рабочей документации. Прежде всего это отсутствие монтажного проекта. Нередко проектирование осуществляется без должного учета особенностей конфигурации инженерных помещений, удобства монтажа и последующей эксплуатации оборудования. Точность позиционирования элементов системы также часто оставляет желать лучшего, а 3D-модель если и присутствует, то является схематичной. Зачастую весь проект или отдельные элементы системы приходится «подгонять» уже по месту, причем делает это прораб монтажной бригады. В результате сроки монтажа увеличиваются, а его качество снижается.
Задержки предоставления строительной готовности под монтаж. При традиционном подходе к организации работ подрядчик не может повлиять на этот фактор и вынужден ждать. Ожидание часто сопряжено с простоем и ведет к росту производственных затрат. При этом, несмотря на простои по вине смежников, заказчик нередко требует завершить монтаж вовремя. Например, если необходимо сдать объект к определенной дате (чемпионат по футболу, визит официального лица, начало учебного года и т. п.) или к началу отопительного сезона.
Задержка поставок оборудования (насосы, теплообменники и пр.), в том числе в результате финансовых трудностей у заказчика. В подобной ситуации монтажные работы могут быть приостановлены на неопределенный срок с теми же последствиями, что и в случае задержки стройготовности.
Низкое качество планирования сроков производства монтажных работ, отсутствие нормирования.
Сумма перечисленных проблем становится причиной резкого увеличения трудоемкости проекта на завершающем этапе его реализации. На площадке возникают «авралы», которые либо ведут к срыву установленных сроков, либо преодолеваются путем различных нарушений технологии и регламентов производства работ, в ущерб их качеству.
График изменения трудоемкости во времени при традиционном способе организации монтажных работ
«В своей практике мы пересмотрели организацию проектных работ, отказались от применения традиционных для отечественных проектировщиков программных средств и перешли к конструированию с использованием системы машиностроительного проектирования SOLID WORKS. Важно, что в нашем случае этим занимается инженер-конструктор, а не прораб «на коленке». При этом, конечно, учитываются не только технические требования к системе, но и особенности ее пространственной 3D-компоновки для обеспечения эффективности, удобства монтажа и эксплуатации в условиях конкретного объекта».
Качество проектирования — необходимое условие успешной и своевременной реализации проекта. Здесь хороший пример подают европейские компании, которые зачастую тратят на проработку проекта и рабочей документации куда больше времени, чем на строительство.
Такой подход не просто обеспечивает значительно более высокую степень детализации и точности (до миллиметров), но и позволяет получить из 3D-модели чертежи отдельных деталей и узлов, которые необходимы для их производства в заводских условиях. Кроме того, рабочая документация в обязательном порядке содержит сборочные схемы и монтажный проект, включающий все необходимые металлоконструкции, опоры, монтажные инструкции и пр. и обеспечивающий 100%-ную собираемость системы на объекте.
«Фактически монтажные работы начинаются сразу после утверждения проектной документации, независимо от того, на какой стадии строительства находится сам объект. В период ожидания поставки оборудования и стройготовности площадки работа идет в цеху. За счет распараллеливания процессов риски срыва сроков реализации проекта существенно снижаются».
Высокое качество проектирования и проработки рабочей документации позволяет не просто сократить время и повысить качество монтажа, но и перенести значительную часть операций с объекта в производственный цех. Благодаря этому сегодня большую часть сборочно-сварочных операций (в частности, трубное производство и практически весь объем сварочных работ в диапазоне диаметров до 600 мм) «ОМП-Инжиниринг» выполняет не на стройплощадке, а на собственном производстве.
Сейчас на производстве компании в подмосковной Ивантеевке используется промышленное оборудование ведущих мировых производителей: системы плазменной резки труб, сварочное оборудование и монтажные столы, трубогибочные станки, покрасочно-сушильные камеры и пр. На очереди — роботизация сварочного производства. Есть и собственные разработки, например, универсальная оснастка и фланцевые кондукторы, которые позволяют унифицировать все процессы технологического цикла компании. Благодаря этому изготовление любых элементов сводится к стандартизированному набору операций, выполняемых в соответствии с технологической картой и нормированных по времени. Такой подход позволяет гарантировать высокое качество отдельных узлов, собираемость конструкции и своевременное завершение работ.
Готовые элементы трубопроводов и сварные соединения проходят ВИК-контроль (его осуществляют аттестованные НАКС технологи) и промежуточные гидравлические испытания на опрессовочном стенде собственной разработки компании. Еще раз холодильный центр или тепловой пункт, как и положено, будет опрессован уже в сборе, на объекте. Кроме того, производится выборочный УЗК- либо рентген-контроль отдельных узлов в аттестованной лаборатории.
График изменения трудоемкости во времени при использовании технологии оптимизации монтажных процессов
Алексей Панафидин:
«На сегодняшний день степень заводской готовности наших решений составляет 60–80%. После завершения роботизации сварочных операций этот показатель станет еще выше. На объекте остается выполнить минимум работ, фактически — собрать по инструкции конструктор из готовых элементов. Отсутствие сложного монтажа и сварки позволяет сделать это за минимальное время. Поэтому проблемы сроков у нас нет. Даже если поставки элементов системы от других производителей задерживаются, благодаря высокой точности производства мы можем использовать вместо них временные макеты и не допускаем простоев».
Эффективность и контроль
Как показала практика, помимо технологических преимуществ оптимизация монтажных процессов приносит и экономическую выгоду ввиду существенного снижения уровня рисков.
При этом заказчик имеет возможность контролировать процесс с момента начала проектирования. Действующая на предприятии система оперативно-календарного планирования на базе облачного решения Fieldwire протоколирует результаты работы на каждом этапе производства и позволяет дистанционно контролировать реализацию проекта, вносить замечания и устранять недочеты в режиме реального времени.
В условиях кризиса строительной отрасли и растущего дефицита оборотных средств оптимизация монтажных процессов становится одним из факторов снижения рисков при одновременном повышении качества и сокращении сроков выполнения монтажных работ.
Прошлый год закончился для российского подразделения WOLF более чем продуктивно. В 2019 году основной вектор был направлен на территориальное развитие, и компания вполне справилась с этой задачей. По промышленной вентиляции у WOLFRussia важнейшие объекты от Иркутска до Калининграда, по отоплению — мощный проект в Армении, куда идут поставки именно через российское представительство.
«Молл Балтии»: погрузка оборудования WOLF
Максим Гончаров, генеральный директор ООО «Вольф Энергосберегающие системы», направление HVAC: «Калининград стал для нас знаковым регионом с проектом «Молл Балтии» группы компаний «Гамма Инвест Групп», куда мы поставили порядка 80 вентиляционных климатических установок. Многофункциональный центр «Молл Балтии» — крупнейший торговый объект в Калининградском регионе, общей площадью 55 000 квадратных метров, откроется весной 2020 года. Мы надеемся, что в этом центре благодаря вентиляционным установкам WOLF будет комфортно находиться посетителям многочисленных магазинов, фудкортов и крупнейшего семейного парка развлечений.
WOLF в крупных строительных объектах Центральной России — это уже традиция. Достаточно интересным в этом плане стал новый современный завод компании FUCHS по производству смазочных и сопутствующих материалов в Калужской области. С точки зрения технического решения он необычен тем, что завод имеет 2 корпуса — производственный и лабораторный, и для обоих цехов разные требования по климату. Соответственно, на один проект были поставлены и вентиляционные установки со встроенными теплогенераторами в комплекте с газовыми горелками WEISHAUPT — для производственной части, и установки со специальными требованиями — для химической лаборатории, оснащенной высокотехнологичным оборудованием, осуществляющей сложную систему контроля качества при производстве и эксплуатации продуктов компании.
Проект в Иркутске — это бассейн в школе. Для WOLF, поставляющей установки для бассейнов далеко не первый год, это достаточно стандартный объект в плане технического решения, необычным для нас является сама школа. «Умная школа» — новейший образовательный проект, инициированный Тиной Канделаки, в котором учатся дети с разными стартовыми возможностями. Образовательная программа этой школы аккумулирует методики инклюзивного образования, социальной адаптации, психолого-педагогического и медицинского сопровождения. Мы рады, что можем пригодиться своим опытом установки климатической техники для бассейнов в гигиеническом исполнении там, где это особенно важно. Спасибо нашим партнерам в Иркутске за такую возможность. За детьми будущее — а WOLF заботится о своем будущем сегодня!»
«Фукс Ойл Калуга»
Эльвира Богданова, генеральный директор ООО «Вольф Энергосберегающие системы», направление Heat: «Отопление обычно хвастается реализованными штуками, но и проектные продажи у нас в этом году были внушительные. Один из крупнейших проектов, в котором нам удалось поучаствовать, — реконструкция отеля «Двин» в центре Еревана (Армения) с нашим партнером SanTech. Новый отель будет в два раза больше старого, он будет занимать площадь 78 000 квадратных метров, будет 5-звездочным, с автостоянкой на 400 автомобилей, ресторанами с кухнями мира, пятью бассейнами, ночным клубом и салонами красоты. Своей оснащенностью и новаторством отель будет конкурировать с лучшими отелями мира, и мы гордимся, что WOLF поучаствовал в этом значимом для Армении проекте газовыми конденсационными котлами MGK-2-1000 в количестве десяти штук. При общей мощности котельной в 10 мВт эти котлы имеют небольшой вес и габариты, что позволит реализовать в этом проекте крышную котельную. Это значительно сократит потери тепла, сэкономит место, решит ряд эстетических и юридических моментов и значительно повысит энергоэффективность установок. Оборудование уже поставлено, открытие отеля состоится в 2020 году».
«Фукс Ойл Калуга»: поставка оборудования
Стоит отметить также, что на недавно прошедшей выставке AquaTherm-2020 WOLF получил почетную награду Международной отраслевой Премии AquaTherm Moscow Awards 2020 в номинации «Энергоэффективность и энергосбережение», выступив с экосистемой WOLF, одновременное использование которой в одном доме приводит к максимальной энергоэффективности, — отопительный газовый конденсационный котел, гелиосистема, бытовая вентиляция и единый модуль управления WOLF. Экспертный совет премии отметил отсутствие другого подобного комплексного продукта на рынке.
Радиальные колеса барабанного типа с лопатками, загнутыми вперед, имеют принципиально различающиеся характеристики при их размещении в спиральном корпусе и в свободном состоянии [1]. Обратное влияние спирального корпуса на течение в колесе отмечалось всегда [1, 2]. Однако и в [1, 2], и в более ранних работах его влияние на работу колес ограничено случаем прямого функционального назначения корпуса.
Анализ экспериментальных работ [3] привел к выводу, что спиральный корпус не только собирает массовый расход и преобразовывает динамическое давление. Он прямо воздействует на формирование потока в колесе с лопатками, загнутыми вперед, упорядочивая аэродинамическую структуру в межлопаточных каналах колеса. Именно этим обеспечивается многократное повышение аэродинамических характеристик вентиляторов с колесами барабанного типа с лопатками, загнутыми вперед.
Объяснение феномену, данное в [3], показалось нам недостаточным. Поэтому возникла необходимость к нему вернуться.
1. Факт радикального упорядочения течения в колесе типа Ц14-46 при установке его в спиральный корпус выводит задачу за рамки традиционных представлений о воздействии «здесь и сейчас» и не позволяет называть тривиальным принуждение, которое оказывает спиральный корпус на течение в колесе. Сильное влияние вверх по потоку аэродинамических структур, расположенных за колесом, а также действие положительной обратной связи [3] наводят на мысль о принадлежности феномена к явлениям самоорганизации.
Эта область знаний об эволюции природных объектов и процессов называется синергетикой [4] (см. главу 2, «Синергетика как новая парадигма»). Объектами синергетики являются открытые неравновесные системы. В общем случае такая система представляет собой выделенную область пространства, заполненную некоей средой. Система контактирует с внешним окружением, имеет источники и стоки различных субстанций (массы, вещества, импульса, энергии и т. д.), обменивается субстанциями с внешним окружением. Все процессы в системе можно обозначить одним понятием — перенос субстанций — даже для таких усложненных случаев, как фазовые переходы и химические реакции. Субстанция переносится самопроизвольно от источника к стоку или, предельно упрощая, из области, где ее «много», в область, где ее «мало», из области высокого потенциала в область низкого.
Пока плотности потоков переносимых субстанций малы, сам перенос носит диффузионный характер (теплопроводность, молекулярная вязкость и т. д.). Система считается локально квазиравновесной. Потоковые структуры в таких системах имеют монотонно изменяющиеся параметры. Применительно к ним используют термин «организация», поскольку монотонная структура принудительно и однозначно организована линейными законами переноса субстанций и граничными условиями.
Возрастание интенсивности источников и стоков повышает плотности потоков субстанций — система удаляется от равновесия, однако до поры до времени изменения остаются количественными, новых качеств не возникает. Лишь начиная с некоторого критического момента монотонные потоковые структуры теряют устойчивость и разрушаются. На их месте самопроизвольно возникает новый вид порядка, обеспечивающий перенос субстанций с потоками более высокой плотности. В этой перестройке отсутствуют какие-либо механизмы принуждения и целеполагания, она совершается за счет внутренних стимулов сложной нелинейной системы и обозначается термином «самоорганизация» [4]. Примерами могут служить в теплопереносе ячейки Бенара, в химии — реакции Белоусова — Жаботинского, в гидродинамике — вихри Тейлора, дорожки Кармана и переход от ламинарного течения к турбулентному.
Современные представления о роли самоорганизации в эволюции получили развитие не только в части возможности сверхбыстрого протекания процессов, за которым стоит нелинейная положительная обратная связь. Главное, получил обоснование дуализм эволюции, заключающийся в неразрывной связи энтропийных процессов, направленных к равновесию в соответствии со вторым началом термодинамики (организация), и антиэнтропийных процессов, направленных к неравновесности (самоорганизация) [5]. Завершая короткий экскурс в вопросы синергетики, отметим, что ее возможности сегодня сделали реальностью материалистические объяснения многих парадоксальных явлений, например, даже таких, как будущее организует настоящее [4].
2. Вентилятор перемещает массу из области пониженного давления в область повышенного. В отличие от описанной системы для организации такого движения требуется затрата механической энергии. Система допускает в своем составе источники любого вида энергии, в том числе кинетической. Передача энергии среде есть процесс, приводящий к появлению макроскопических движений среды, или, попросту, течений. Это переводит рассмотрение в область гидродинамических систем. Простая разность давлений на границах системы приведет к течению жидкости (потоку массы) в направлении уменьшения давления. Направленное введение в систему кинетической энергии может обратить течение жидкости в сторону повышения давления.
Тангенциальные напряжения (на стенках и между спутными течениями) формируют в системе потоковые структуры с диффузионным переносом импульса в пограничных слоях (каналах) или в свободных слоях сдвига. Потеря устойчивости этих структур в соответствующих системах порождает не только упомянутые вихри Тейлора, дорожку Кармана, но и турбулентность, т. е. переход к самопроизвольному хаотическому движению жидкости в макромасштабе с последующей полной диссипацией энергии.
3. В нашем случае передача энергии воздуху осуществляется радиальным колесом барабанного типа с лопатками, загнутыми вперед, с гидравлически короткими межлопаточными каналами. Действие массовых (центробежных) и поверхностных сил формирует протекающий через колесо поток, который в случае свободного колеса почти целиком заворачивает назад в межлопаточные каналы, образуя циркуляционные зоны [3]. Лишь малая часть этого потока выходит из колеса в свободное пространство, формируя расход и избыточное статическое давление. Свободные колеса Ц14-46 можно уподобить перемешивающим устройствам, создающим интенсивное принудительное перемешивание среды. Движение заполняет внутреннее пространство колеса, выходит в его наружную окрестность и поддерживается введением в поток механической энергии с практически полной ее диссипацией (95%). Свободное колесо типа Ц14-46 превращается в гидродинамический нагреватель [1].
Среда, заполняющая свободное колесо и протекающая через него, хаотизирована не только на микроуровне, но и в движениях на макроуровне. Последние поддерживаются непрерывным введением в поток кинетической энергии и приобретают сугубо специфический характер искусственной турбулизации.
В естественном турбулентном движении структура пульсаций есть результат наложения движений различных масштабов: от самых крупных, порядка размеров системы, до самых мелких, в которых существенной становится вязкость жидкости. Такая структура соответствует представлению о развитой турбулентности [6]. При этом центральным моментом становится переход энергии от турбулентных пульсаций (вихрей) с большими масштабами к пульсациям с меньшими масштабами практически без диссипации. Собственно диссипация, т. е. переход кинетической энергии в тепло, происходит в самых мелкомасштабных (вязкостных) пульсациях.
Модель развитой естественной турбулентности [6] была успешно использована в перемешивающих устройствах для обоснования зависимостей тепло- и массопереноса [7]. Это означает, что в пространстве масштабовискусственно турбулизированной жидкости также возникает непрерывный поток энергии от крупно- к мелкомасштабным пульсациям. В физическом пространстве между каналами лопаточной решетки и внутри них на фоне всеобщего хаотического пульсационного движения будут просматриваться рециркуляции массы с незначительными отслоениями и протоками за пределы колеса. Гипотетически эти протоки можно рассматривать как результат случайных возмущений потока энергии в пространстве масштабов. Из них складывается расход свободного колеса. Чем сильнее возмущения в пространстве масштабов, тем выше уровень порядка в физическом пространстве и больше расход через колесо. В пределе полное подавление макроскопического хаоса восстанавливает структуру течения в колесе в спиральном корпусе.
Таким образом, гипотетически полная потоковая структура свободного колеса представляет собой сопряженные потоки двух субстанций: кинетической энергии в пространстве масштабов и массы в физическом пространстве через межлопаточные каналы колеса.
4. Обычно рассматривают раздельно два крайних случая: свободное колесо и вентилятор. Вместо этого зададим открытую неравновесную систему в виде радиального колеса, вращающегося в пространстве с варьируемым ограждением, в котором имеется регулируемый выход воздуха наружу. Выбрасываемый колесом поток воздуха создает в пространстве за колесом вращающееся кольцевое течение (крутку). Ограждение может быть удаленным от колеса настолько, что колесо остается свободным. В этом случае кольцевое течение принимает форму относительно вялой раскручивающейся веерной струи. Приближение ограждения к колесу с постепенным приданием ограждению спиралевидной формы переформировывает свободный поток из колеса, усиливая крутку.
По мере приближения ограждения к колесу скорость и масштаб крутки нарастают. Предельная конфигурация ограждения — спиральный корпус — завершает перестройку кольцевого течения в потенциальный вихреисточник. Это течение подтверждено измерениями на выходе из колеса в спиральном корпусе [1]. Его ядро занимает около 70% ширины колеса вблизи заднего диска. Величина тангенциальной составляющей скорости c̄2u лежит в диапазоне от 1,6 до 2,1 при коэффициентах расхода φ = 0,35 – 0,7. В области оставшихся 30% ширины колеса (у переднего диска) возникают возвратные течения, особенно при малых расходах. По измерениям [8] тангенциальная скорость ядра потока в спиральном корпусе составляет c̄3u = 1,2 – 1,5.
По отношению к течению внутри колеса вращающийся поток за колесом можно рассматривать как внешний независимый фактор системы, оказывающий кольцевое тангенциальное воздействие на структуру течения в колесе. Внешний организующий фактор определяет положение системы на термодинамической ветви, т. е. степень удаления системы от термодинамического равновесия и приближения ее к режиму с критической плотностью потока переносимой субстанции. В нашей системе, как было сказано, одной из сопряженных переносимых субстанций является проток массы через колесо, из которого формируется охватывающая колесо крутка. Малейшая активизация крутки, обусловленная приближением ограждения и связанная, в первую очередь, с увеличением угла выхода потока из колеса в относительном движении, посылает вверх по потоку (в межлопаточные каналы) информацию о возникшем несоответствии имеющего место в колесе течения требованиям локализованной ниже по потоку крутки. В связи с этим можно говорить о приходе системообразующей информациииз «будущего» в структуру, «живущую сейчас» внутри колеса.
Применительно к явлениям гидродинамики в этом утверждении нет ничего из ряда вон выходящего. Когда масштабы наблюдаемого позволяют одномоментно охватить все, что происходит ниже по течению и выше по течению, возникает очевидная аналогия с ходом времени. Появляется «настоящее» — структура, расположенная в данном месте, «прошлое» — структура выше по течению и «будущее» — то, что ниже, дальше, потом. Моделирование взаимодействия «будущего» с «настоящим» — отдельная задача синергетики, имеющая материалистическое толкование [4]. Здесь речь будет идти только о гидродинамической интерпретации такого взаимодействия.
5. На основе организующего фактора определяют так называемый управляющий параметр. В гидродинамике это, большей частью, число Рейнольдса, в свободной конвекции — число Релея. По достижении критического значения параметра потоковая структура теряет устойчивость, флуктуации разрастаются, и система переходит на другую ветвь развития. Управляющий параметр нашей неравновесной системы связан с кольцевым тангенциальным воздействием, в частности, со степенью опережения кольцевой круткой вращения колеса. Можно принять в качестве управляющего параметра коэффициент тангенциальной скорости на выходе из колеса c̄2u и рассматривать тангенциальное воздействие в режимах превышения тангенциальной проекцией линейной скорости вращения колеса c̄2u ≥ 1. Существует некоторое критическое значение (c̄2u)кр, при котором потоковая структура свободного колеса станет неустойчивой и начнется выстраивание порядка.
Флуктуации потоковой структуры на основе молярного переноса, по всей видимости,
представляют собой локальные случайно возникающие нарушения в пространстве масштабов, оборачивающиеся в физическом пространстве очагами регулярных движений. В свободном колесе таковыми можно считать беспорядочные выбросы воздуха, образующие в среднем расход колеса. Устойчивость потоковой структуры к флуктуациям обеспечивается у свободного колеса стабилизирующим воздействием относительно вялой быстро раскручивающейся веерной струи с управляющим параметром не более единицы. Даже небольшая активизация крутки на выходе из колеса (увеличение управляющего параметра c̄2u) усилит флуктуации, т. е. увеличит их частоту, продолжительность и объем областей регулярного движения в колесе. Внутри них начнут развиваться элементы структурированного течения в межлопаточных каналах, которые приведут к росту расхода и дополнительному увеличению управляющего параметра c̄2u.
6. Наиболее частый случай взаимодействия «будущего» и «настоящего» — это распространение вверх по потоку информации-импульсов давления, которые переформировывают набегающий поток, готовя его к контакту, например, с расположенным впереди обтекаемым телом или перетеканием в канал другой формы и направления. Такого рода влияние будущего на течение в колесе вентилятора наглядно демонстрируется системой «колесо — ограждение» на основе одномерной симметричной модели течения в колесе и в корпусе без потерь [1, 2].
Обычно по заданному углу выхода потока из колеса (абсолютной скорости) α20 определяют требуемые размеры спирального корпуса: раскрытие обечайки А̄ = А/D2, ширину корпуса В̄ = В/D2. Обратим логику задачи. При заданных размерах корпуса и реализации в нем течения типа вихреисточника будем искать требуемый угол выхода потока из колеса. Расчетная зависимость имеет тот же вид, что и для прямой задачи [1, 2]:
tg α20 = (1/2π) (В̄ / b̄2) ln (1 + 2А̄). (1)
При выводе выражения (1) геометрия колеса не оговаривалась. Было лишь обозначено, что на выходе из колеса имеют место составляющие скорости с2r и c2u, связанные с углом выхода потока равенством
c2u = с2r сtg α20, (2)
которое с учетом (1) становится характеристикой спирального корпуса. Поэтому (1) справедливо для любого колеса. Смысл его состоит в том, что в колесе (т. е. в «настоящем») должна установиться такая структура, которая независимо от угла выхода лопатки β2 обеспечит угол выхода потока, требуемый сложившимся в заданном корпусе течением (т. е. «будущим», поскольку корпус расположен по потоку ниже колеса). Режим с этим углом выхода называют режимом согласованной работы колеса и корпуса (можно перефразировать в «режим согласованного c будущим настоящего»). Показано [1, 2], что при идеальной характеристике свободного колеса, имеющей вид
c̄2u = 1 – c̄2r ctg β2, (3)
коэффициент радиальной скорости для реализации режима согласованной работы должен равняться
c̄c2r = (ctg β2 + ctg α20) -1. (4)
Выражение (4) получается как пересечение характеристики корпуса (2) с характеристикой колеса (3) в координатах c̄2u, c̄2r. Таким образом, для режима согласованного взаимодействия «настоящего» с «будущим» необходима «самоподгонка настоящего», которая протекает в рамках предсказуемости в соответствии с (3), является очевидным результатом принуждения по (1) и поэтому не имеет отношения к самоорганизации.
Подобных примеров в технике много. У тех же вентиляторов рабочая точка определяется пересечением характеристики вентилятора и характеристики сети. Применительно к нашей гидродинамической аналогии хода времени вентилятор — объект «настоящего». Сеть, независимо от расположения ее относительно вентилятора, есть объект «будущего», поскольку требования сети первичны по отношению к возможностям вентилятора и его реакции. Здесь «будущее» (сеть) точно так же принуждает «настоящее» (вентилятор) занять детерминированную рабочую точку.
7. Характеристики свободных колес барабанного типа не описываются выражением (3), и поэтому рассмотренное выше согласование не имеет места. Для описания взаимодействия колеса со спиральным корпусом требуется моделирование перестройки течения в колесе. Покажем, как можно моделировать данную ситуацию на основе тех же выражений (1) — (4) с идеализированным одномерным течением. Для этого расширим систему «колесо — ограждение» возможностью варьировать геометрию колеса, в частности, изменять угол выхода лопаток β2* (звездочкой отмечена варьируемость угла). Этим достигается возможность приближенно моделировать происходящее в реальном колесе отклонение угла выхода потока в относительном движении от угла выхода лопатки β2 через угол β2*. В целом можно наблюдать самоперестройку всей структуры от свободного колеса до колеса внутри спирального корпуса. При этом ограждение всегда остается в форме спирального корпуса, и при любых размерах в нем развивается течение типа вихреисточника. Ситуация свободного колеса приближенно моделируется ограждением с большой величиной раскрытия, например, А̄ >10.
Перенесем рассмотрение в поле характеристик в координатах c̄2u, c̄2r на рис. 1. Прямые, исходящие из точки (1,0), — характеристики радиальных колес, имеющих углы выхода β2* в диапазоне от 150 до 1650. Лучи, проведенные из начала координат, — характеристики спиральных корпусов с углами входа α20 от 60 до 300 и соответствующими им раскрытиями А̄ от 0,47 до 18,3 (далее всюду принято В̄ / b̄2 = 1).
Относительно характеристик колес следует оговориться. В [1, 2] под выражением вида (3) подразумевается характеристика свободного колеса. Для колес с лопатками, загнутыми назад (β2* < 900), это справедливо, поскольку их реальные характеристики мало отличаются от ситуации расположения в спиральном корпусе. Для колес с лопатками, загнутыми вперед (β2* > 900), характеристики свободных колес не имеют ничего общего с видом (3). Поэтому их условные изображения на рис. 1 следует понимать для ситуации расположения колес внутри спирального корпуса. Поле возможных режимов с положительным статическим давлением на рис. 1 ограничено линией полуокружности с радиусом c̄2r = 1, на которой коэффициент статического давления равен нулю, что соответствует условию
(c̄2r)max ≤ sin β*2. (5)
Все точки пересечения характеристик одного семейства с другим внутри границы (5) есть режимы согласованной работы колеса с корпусом (4).
Рассмотрим вначале процесс удаления ограждения от колеса. Выберем в качестве исходного варианта точку Е1 для колеса с β2 = 1650 в спиральном корпусе с раскрытием А̄ = 0,47 (α20 = 60). Для моделирования перевода колеса в свободное состояние начнем увеличивать раскрытие корпуса, принимая во внимание требование варьируемого вихреисточника к изменению положения согласованного режима внутри области (5). Понятно, что с ростом А̄ точка Е начнет перемещаться вниз по некоторой траектории, уменьшая угол β*2. Зададим условие вариации, например, в виде постоянной относительной аэродинамической мощности системы
N̄a = (c̄2u) (c̄2r) = const. (6)
В исходной точке N̄a (Е1)= 0,277. Траектория постоянной мощности с этим значением изображена на рис. 1 пунктирной линией. Она достигает минимального угла в области колес с лопатками, загнутыми назад (ориентировочно при β*2 = 500 , А̄ ≈ 267 и α20 ≈ 450), — точка Е2, что соответствует очень сильному отклонению потока от β2 = 1650 в относительном движении. Поскольку в реальном свободном колесе Ц14-46 такое отклонение достигает угла 900 [3], логично прервать траекторию в точке Е3 ее пересечения с характеристикой колеса при β*2 = 900.
Можно интерпретировать этот результат следующим образом. Перенос колеса с углом β2 =1650 из согласованного спирального корпуса (точка Е1) в практически свободное пространство, в котором влияние вихреисточника исчезающе мало (точка Е3, величина раскрытия около 2,8), резко уменьшает управляющий параметр c̄2u от 1,65 до 1. А это изменяет требования к формированию выходящего из колеса потока в сторону упрощения структуры путем увеличения угла выхода абсолютной скорости α20 до 16,50 в точке Е3. В рамках разрешенной нашей системой трансформации такое увеличения угла α20 становится возможным только при значительном уменьшении угла выхода лопатки β*2 (или угла относительной скорости).
Полученный результат демонстрирует хорошее качественное совпадение с реальной ситуацией в части угловых параметров. Однако идеальная модель одномерного движения без потерь, да еще при условии неизменной аэродинамической мощности, не допускает полного качественного совпадения с реальностью. Так, угол 900 в реальном свободном колесе сформирован не трансформированными лопатками колеса, а отрывными циркуляционными зонами, угнездившимися в каналах круговой решетки. Расход (c̄2r) в идеальной модели при перемещении к точке Е3 не уменьшается, а увеличивается. И хотя последнее обстоятельство не так далеко от истины, в рамках данной модели невозможно отразить возникающую в свободном колесе мощную рециркуляцию масс и затрачиваемую на это энергию (потери) с многократным уменьшением полезной аэродинамической мощности. Поэтому главный результат моделирования — это перестройка течения в колесе с изменением угла выхода потока.
В конечном счете нас интересует траектория обращенного движения точки Е от почти свободного колеса до его нормального размещения в спиральном корпусе. Соблюдение условия (6) гарантирует идентичность траектории Е3 – Е1 с увеличением управляющего параметра c̄2u и угла выхода β*2. Обращенная трансформация структуры потока в колесе, названная выше «самоперестройкой» и опирающаяся на трансформацию круговой решетки, может рассматриваться как упрощенный аналог самоорганизации под действием внешнего фактора — интенсивности крутки охватывающего колесо потока. Термин «самоорганизация» используется здесь с оговоркой, поскольку описанная самоперестройка — результат жесткого модельного детерминизма. При этом рост формального в данном случае управляющего параметра c̄2u напрямую связан с уменьшением величины раскрытия корпуса А̄.
8. Информация из «будущего» диссипативной системы — это, в конечном счете, отрицание возможности существования в «настоящем» монотонных потоковых структур. Как это происходит?
Под действием внешнего организующего фактора возрастающая плотность потоков субстанций в существующих структурах достигает критического значения. С дальнейшим усилением воздействия возникает рассогласование между требуемым результатом переноса субстанций и реально проходящим на пределе возможного потоком. Допуская некоторую образность выражений, можно уподобить диссипативную систему конструкции «сеть — насос» и говорить о «вакууме будущего» из-за доведенной до предела «сети настоящего». Рассогласование между требуемым и предельно возможным есть один из тех внутренних стимулов сложной нелинейной системы, который ставит вопрос о радикальном изменении характеристики «сети настоящего», т. е. видоизменении самой сети. Он и включает механизм случайных возмущений. Малые возмущения перестают рассасываться, нарастают и переходят в нелинейную стадию развития, полностью деформируя потоковую структуру. На ее месте без какого-либо принуждения самопроизвольно формируется новая «сеть», соответствующая «вакууму будущего» и позволяющая реализовать перенос с бóльшими плотностями.
Факт радикального влияния «будущего» на «настоящее» не является чем-то уникальным. В синергетике формирование ячеек Бенара есть не что иное, как реагирование жидкой среды на «требование» пропускать поток тепла более высокой плотности от горячего источника к холодному. Здесь и свершается «будущее» в рамках заданной системы — диссипация тепловой энергии в холодном источнике.
Движение тела в жидкой среде — один из наиболее ярких примеров гидродинамики. В масштабах движущегося тела жидкость считается сплошной средой (реальная дискретность на микроуровне). Однако в передней критической точке тела сплошность среды нарушается. Завихренные телом слои жидкости разъединяются и растекаются. После отрыва слоев от тела и перехода в свободное состояние из них формируются макроскопические жидкие структуры (вихревые зоны), в которых происходит перенос массы, импульса и энергии, направленный на придание вихревым движениям такого вида, при котором, по возможности, быстрее рассеивались бы квазинарушения сплошности. С возрастанием интенсивности таких нарушений (при больших числах Рейнольдса) движение жидкости за телом принимает автоколебательный характер: образуется шахматная вихревая дорожка Кармана. «Настоящее» частиц жидкости с той или с другой стороны движущегося тела определяется «будущим» в виде периодического воздействия образующихся и отрывающихся вихрей за телом и изменения циркуляции на нем.
Важнейшим аспектом практически всех случаев самоорганизации систем является повышение масштаба кажущейся дискретности среды. Сплошная среда заполняется немонотонными макроструктурами: вихрями Кармана, ячейками Бенара, в турбулентности — каскадом вихрей с убывающим масштабом.
Упорядочение течения в межлопаточных каналах колес барабанного типа демонстрирует такой же эффект повышения уровня дискретности среды. Масштабы геометрические, временные, импульса и кинетической энергии струй, истекающих из межлопаточного пространства, значительно превышают соответствующие аналоги вихревых образований свободного колеса.
9. Поступление информации из будущего включает, в нашем случае, положительную обратную связь между структурами в межлопаточных каналах и наружным вихреисточником. Посыл в колесо структурирующей информации приводит к росту порядка (увеличению расхода, уменьшению угла выхода потока в относительном движении), а это, в свою очередь, способствует дальнейшему формированию вихреисточника и усилению его тангенциального воздействия. Возвращаясь к образным толкованиям, вихреисточник, как инициатор «вакуума будущего», изменяет характеристику «сети настоящего», увеличивая ее пропускную способность. Этим подпитывается интенсивность вихреисточника и неослабевающий «вакуум будущего». Положительная обратная связь помогает совершить эту метаморфозу в ускоренном режиме. Поэтому переход к ограждению типа спирального корпуса практически скачком преобразовывает течение в колесе к виду, обеспечивающему характеристику типа (2) и режим согласованной работы колеса и корпуса в смысле выполнения условий (1) и (4).
10. Рассмотренные здесь аспекты феномена колес барабанного типа дают ясное понимание невозможности воспроизвести феномен без течения типа вихреисточника, охватывающего снаружи колесо и имеющего тангенциальную скорость, превышающую скорость вращения колеса. Оказалось, что в отсутствие спирального корпуса никакие конструктивные ухищрения не способствуют сколько-нибудь заметному приближению к характеристикам стандартного вентилятора. Размещение колеса с лопатками, загнутыми вперед, в прямоугольном или круглом корпусе (опыты автора) по аналогии с прямоточными радиальными вентиляторами [9] имеет нулевой эффект. Установка в той же конструкции вокруг колеса четырех спиральных лопастей (опыты автора) ничего не добавляет к предыдущему результату. В варианте с вращающимся вместе с колесом радиальным безлопаточным диффузором — продолжением колеса [1] намечается небольшое улучшение характеристики. Однако и этот результат далек от колеса в спиральном корпусе. Возможно, вращение отделенного от колеса диффузора с частотой, большей частоты вращения колеса, могло бы добавить упорядочение течения в колесе и повысить характеристику. Однако конструктивное усложнение варианта не сможет оправдать предполагаемый результат.
ВЫВОДЫ
Феномен радиальных колес барабанного типа, состоящий в разительном отличии характеристик свободного колеса и колеса в спиральном корпусе, имеет прямое отношение к явлениям самоорганизации. Скачкообразная трансформация структуры потока в колесе с таким же скачкообразным ростом характеристик при переносе колеса в спиральный корпус есть результат упорядочения, лишенный прямого принуждения заданной геометрией колеса и действующими силами. Один из главных стимулов — это информация, распространяющаяся вверх по потоку из внешнего к колесу пространства и способствующая поддержанию упорядоченного течения в межлопаточных каналах. Генератором стимулирующей информации является развитое течение типа вихреисточника, охватывающее снаружи колесо и имеющее тангенциальную скорость, превышающую скорость вращения колеса. Именно по этой причине никакие
конфигурации окружающего колесо пространства, не создающие потока, вращающегося быстрее колеса, не могут воспроизвести феномен. В отсутствие спирального корпуса этому могут лишь частично способствовать конструкции типа вращающегося диффузора.
Литература
1. Соломахова Т. С. Радиальные вентиляторы: Аэродинамика и акустика/Т. С. Соломахова; Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Е. Жуковского. — М.: Наука, 2015. — 460 с.
2. Соломахова Т. С. К расчету спирального корпуса центробежного вентилятора // Промышленная аэродинамика. Выпуск 2 (34). 1987. — М.: Оборонгиз, с. 77–85.
3. Марр Ю. Н. О взаимодействии радиального колеса с лопатками, загнутыми вперед, со спиральным корпусом. Инженерные системы — АВОК — Северо-Запад. № 3. 2019. С. 10–14.
4. Князева Е. Н., Курдюмов С. П. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. — М.: Наука, 1994. — 236 с.
5. Руденко А. П. Самоорганизация и синергетика. АНО «Центр междисциплинарных исследований» (ЦМИ) [Электронный ресурс]. Режим доступа: Сайт С. П. Курдюмова. (дата обращения 15.01.2020).
6. Ландау Л. Д., Лифшиц В. М. Гидродинамика. Теоретическая физика. Т.VI. — М.: Наука. 1988. — 736 с.
7. Барабаш В. М., Брагинский Л. Н. Об оценке интенсивности тепло- и массообмена в потоках с искусственной турбулизацией. — ИФЖ, 1981, т. ХL, № 1, с. 16–18.
8. Коваленко В. М. О работе спиральных кожухов центробежных вентиляторов // Промышленная аэродинамика. Выпуск № 17. Вентиляторы. — М.: Оборонгиз. 1960.
9. Караджи В. Г., Московко Ю. Г. Вентиляционное оборудование. Технические рекомендации для проектировщиков и монтажников. — М.: АВОК-ПРЕСС, 2010. — 432 с.
10 марта 2020 года в ЦВК «Экспоцентр», в Москве, в рамках выставки «Мир Климата» прошел XVIII Международный конгресс «Энергоэффективность. XXI век. Архитектура. Инженерия. Цифровизация. Экология».
По традиции модератором главного события деловой программы форума – пленарной сессии на тему «Энергоэффективность при реализации нацпроектов: нормативное регулирование, технологическое обеспечение и международный опыт» — стал президент Ассоциации «АВОК СЕВЕРО-ЗАПАД» Александр Гримитлин.
— Нельзя повысить комфорт и санитарную безопасность, не применяя энергоэффективные технологии и экологически чистые материалы, — констатировал Александр Гримитлин, открывая восемнадцатый конгресс. — Нельзя сохранить окружающую среду, не используя эффективные современные фильтрационные и инженерные системы. Все эти задачи необходимо решать в комплексе.
Поэтому, как было отмечено в дальнейшей дискуссии, а также в связи с переходом в цифровой формат, изменением нормативно-технической и правовой баз, внедрением энергосберегающих технологий и экологичных материалов повышается роль проектировщиков. С докладом на эту тему выступил на форуме президент НОПРИЗ, народный архитектор, академик Михаил Посохин.
— Действительно, многое в энергосбережении зданий зависит от проектировщиков и архитекторов, от скорости внедрения BIM-технологий, так как именно они позволяют сегодня просчитать сценарии на всех этапах жизненного цикла объектов, — заявил Михаил Посохин. – Но нельзя забывать о том, что многое в энергосбережении зависит и от технологий, применяемых при реализации проекта.
Этот тезис поддержал, выступая на конгрессе, вице-президент НОСТРОЙ Антон Мороз.
— Проектировщики сегодня применяют и закладывают современные технологии и энергосберегающие материалы, — обратил внимание участников конгресса Антон Мороз. – Но в реальности мы получаем объекты с невысоким классом энергоэффективности. Это проблема не только экономическая. Сегодня есть заказчики, готовые вкладываться в технологии. Есть нормативные нестыковки.
Тему нормотворчества, а также реализацию процесса «регуляторной гильотины», затронул далее на пленарной сессии председатель секции энергосбережение Экспертного совета по жилищной политике и ЖКХ Государственной Думы, первый вице-президент Международной ассоциации фондов жилищного строительства и ипотечного кредитования Валерий Казейкин. Он также представил ряд практических примеров внедрения энергоэффективных технологий в современных условиях.
Примерами из практики наполнил свое выступление на конгрессе и вице-президент НОЭ Леонид Питерский.
Интерес у участников дискуссии вызвал доклад директора Национального центра энергоэффективности Министерства экономического развития РФ Екатерины Кваши о развитии сферы энергосбережения и энергоэффективности в России.
Как уже говорилось выше, BIM – технологии и создание информационной модели для современного проектировщика уже перестали быть экзотическими терминами.
Но прогресс не стоит на месте и сегодня в наш обиход входят уже такие понятия как математическое, или CFD, моделирование и энергомоделирование.
Это современные инструменты, используемые для проверки проектных инженерных решений на их соответствие функциональным задачам.
О CFD и энергомоделировании на ранних стадиях проектирования зданий рассказали заместитель руководителя инженерной мастерской ООО «Проектное бюро АПЕКС» Дмитрий Климов и руководитель группы математического моделирования этого проектного бюро Эмиль Султанов.
Завершилась дискуссия совместным докладом инженера-архитектора агентства проектного консалтинга «Содействие» Татьяны Яцюк и д.т.н., профессора Московского энергетического института Ильдара Султангузина об отражении цифровизации в строительной отрасли и новых возможностях для энергосбережения, а также для эффективного и разумного использования энергии.
Далее деловую работу конгресса продолжили секции: «Энергоэффективные технологии в строительстве» и «Способы снижения энергопотребления системами ОВК».
Ведущими первой из них стали д.т.н, научный руководитель группы компаний «ИНСОЛАР» Григорий Васильев и д.т.н, и.о. зав. кафедрой «Архитектура зданий и сооружений», профессор кафедры «Урбанистика и теория архитектуры» ФГБОУ ВО «ВолгГТУ» Сергей Корниенко.
К участию в дискуссии были приглашены директор ООО НПП «Донские Технологии» Владимир Паршуков, руководитель отдела научно-технического сопровождения ОАО «ИНСОЛАР-ИНВЕСТ» Игорь Юрченко, исполнительный директор «ОМП-Инжиниринг» Алексей Панафидин, инженер-эколог ОАО «ИНСОЛАР-ИНВЕСТ» Марина Колесова, генеральный директор ООО «Зеленый Офис», руководитель «Лаборатории и клуба зеленых офисов» Екатерина Кузнецова, руководитель направления «Энергоэффективность зданий» ООО «ТЕХНОНИКОЛЬ Строительные Системы» Станислав Щеглов, директор по развитию ООО «НЕОСАН ЭНЕРДЖИ РУС» Дмитрий Капко, к.т.н., доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции «НИУ МГСУ» Сергей Тихомиров и директор ООО «Новатор Плюс» Игорь Ли.
В рамках мероприятия участники обсудили умное энергоэффективное, энергосберегающее, экологически чистое домостроение, комбинированное использование грунта, атмосферного воздуха и вентиляционных выбросов как источника низкопотенциальной тепловой энергии для ТСТ ГВС МКД, монтаж инженерных систем в эпоху «индустрии 4.0» (холодильные центры, тепловые пункты), влияние социальных факторов на требуемый уровень влагозащиты ограждающих конструкций, районирование территорий РФ по эффективности теплонасосных систем для горячего водоснабжения и кондиционирования МКД, а также инновационные технологии для повышения энергоэффективности объекта процессов управления строительством объектов.
В завершение работы секции была рассмотрена оценка размера тепловых потерь энергии через конструкции МКД, заглубленные в грунт, анализ получаемого экономического эффекта, перспективы применения при строительстве в России солнечных электростанций и корректировка инженерной методики расчета площади поверхности плоских солнечных коллекторов для нужд ГВС общественных зданий на основе экспериментальных данных г. Ростова-на-Дону.
В рамках второй секции участники и гости конгресса обсудили способы снижения энергопотребления системами отопления, вентиляции и кондиционирования.
Со-модераторами дискуссии, по традиции, выступили к.т.н, председатель подкомитета НОСТРОЙ по инженерным системам, председатель Союза «ИСЗС-Монтаж» Алексей Бусахин и д.т.н., профессор, вице-президент, координатор НОПРИЗ по СЗФО, президент АС «АВОК СЕВЕРО-ЗАПАД» Александр Гримитлин.
В ходе дискуссии были обсуждены применение вентиляционного оборудования VENTART и AIRONE для исполнения Федерального закона № 384-ФЗ и СП 60.13330.2016 в многоквартирных зданиях, обеспечение энергоэффективности на практике с помощью энергетического клапана BELIMO, итоги и перспективы развития рынка ОВК, практические результаты применения BIM-технологий в проектировании объектов различного назначения, показатели энергетической, экологической и экономической эффективности систем холодоснабжения и вопросы вентиляции многоквартирных жилых домов.
В работе секции приняли участие генеральный директор ООО «Вентарт Групп» Роман Миронов, директор по продажам и маркетингу «Сервоприводы БЕЛИМО Руссия» Евгений Абрамов, генеральный директор маркетингового агентства «Литвинчук-Маркетинг» Георгий Литвинчук, генеральный директор ООО «ВАК-ИНЖИНИРИНГ» Евгений Болотов, к.т.н., главный специалист АО «ЦНИИПРОМЗДАНИЙ» Андрей Стронгин, к.т.н. профессор кафедры теплогазоснабжения и вентиляции «НИУ МГСУ» Елена Малявина и преподаватель кафедры теплогазоснабжения и вентиляции «НИУ МГСУ» Каминат Агаханова.
В завершение работы секции к.т.н., член ТК 061, советник по научным разработкам ООО «ИННОВЕНТ» Юрий Московко рассказал об аэродинамической эффективности в новых российских стандартах по вентоборудованию.
В ходе конгресса «Энергоэффективность. XXI век. Архитектура. Инженерия. Цифровизация. Экология» также прошло обсуждение актуализированных профессиональных стандартов:
Начало 2020 года ознаменовалось тем, что во исполнение пунктов 3 и 5 Плана мероприятий («дорожная карта») по реализации механизма «регуляторной гильотины», утвержденного Правительством Российской Федерации от 29 мая 2019 г. № 4714п-П36, Минстроем России подготовлены предложения по внесению изменений в нормативные правовые акты, предусматривающие, в том числе, признание с 1 января 2021 года утратившими силу следующих актов в сфере энергосбережения и повышения энергетической эффективности:
— Постановление Правительства Российской Федерации от 25 января 2011 г. № 18 «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов»;
— Постановление Правительства Российской Федерации от 9 декабря 2013 г. № 1129 «О внесении изменений в требования к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов»;
— Приказ Минстроя России от 17 ноября 2017 г. № 1550/пр «Об утверждении Требований энергетической эффективности зданий, строений, сооружений».
В последнее время широко обсуждается такое понятие как «альтернативная котельная» (далее — «альткотельная»), которая утверждена Постановлением Правительства РФ и представляет новый метод расчета тарифов на тепло, когда цена для потребителей определяется не по методу «затраты плюс», а в рамках свободного ценообразования, ограниченного предельной планкой. Утверждается, что переход на «альткотельную», по мнению теплоснабжающих организаций, позволит модернизировать и улучшить систему теплоснабжения городов. Можно ли говорить о снижении оплат для населения на основании этого утверждения? Вот пример: с 1 января 2020 года при использовании «альткотельной» рост по Ульяновску составит 2,6%. И в чем здесь энергоэффективность и энергосбережение?
Одновременно Минстроем России предложено внести изменения в Федеральный закон от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», в соответствии с которыми Правительством Российской Федерации должны быть утверждены Требования энергетической эффективности в отношении зданий, строений, сооружений. Необходимо отметить, что отмена вышеуказанных Постановлений Правительства и Приказа Минстроя РФ неблагоприятно скажется на проведении мероприятий по повышению энергоэффективности зданий и сооружений, а также на достижении целевых показателей по снижению энергоемкости ВВП России за счет технологического фактора, установленных распоряжением Правительства Российской Федерации от 19 апреля 2018 г. № 703-р. Именно поэтому профессиональное сообщество во главе с Некоммерческим партнерством «Национальное объединение саморегулируемых организаций в области энергетического обследования» (НОЭ) совместно с Ассоциацией инженеров по вентиляции, отоплению, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике «АВОК СЕВЕРО-ЗАПАД» выступили с обращением о готовности оказать максимальное содействие в подготовке предложений по разработке нового акта Правительства Российской Федерации, устанавливающего Требования энергетической эффективности в отношении зданий, строений и сооружений, взяв при этом за основу положения Постановления № 18 ПП РФ и Приказа № 1550/пр. Минстроя РФ, а также правоприменительную практику указанных актов.
Одновременно с этой инициативой профессиональное сообщество во главе с Ассоциацией «Национальное объединение производителей строительных материалов, изделий и конструкций» (НОПСМ), НОЭ и «АВОК СЕВЕРО-ЗАПАД» обратились в Правительство России с предложением об обязательном включении показателя энергетической эффективности зданий, строений, сооружений в проект Стратегии развития строительной отрасли до 2030 года, подготовленной Минстроем России. Это будет реальным практическим шагом по выполнению ратифицированного в соответствии с Постановлением Правительства от 21 сентября 2019г №1228 Парижского соглашения об ограничении выбросов парниковых газов.
В целях фиксации в реальном времени фактических показателей энергопотребления и надежности систем теплоснабжения Минстрой России совместно с НП «Российское теплоснабжение» с января 2020 года начинают пилотные проекты в городах Оренбургской области и Республике Марий Эл по мониторингу надежности и оценки эффективности функционирования систем теплоснабжения. Мониторинг позволит фиксировать в режиме реального времени фактические показатели энергоэффективности и надежности систем теплоснабжения, анализировать и оценивать системы теплоснабжения поселений и городских округов органами региональной и муниципальной власти. Полученные данные будут использованы для последующего принятия технологически и экономически эффективных инвестиционных решений по модернизации систем теплоснабжения, которые будут разделены на высоконадежные, надежные, малонадежные и ненадежные.
Основные положения этих новых документов и промежуточные итоги пилотных проектов будут обсуждены 10 марта 2020 года в рамках Международного конгресса «Энергоэффективность. XXI век. Архитектура. Инженерия. Цифровизация. Экология» (Москва, ЦВК «Экспофорум», Краснопресненская наб., д. 14) и 29–31 мая 2020 года на VI Всероссийском форуме «Энергоэффективная Россия» на теплоходе «Санкт-Петербург», (Москва — Тверь — Москва).
На этом же конгрессе и форуме будут представлены высокоэнергоэффективные технологии, позволяющие обеспечить величину коэффициента преобразования электрической энергии в тепловую более единицы. К таким устройствам относятся две большие группы отопительных приборов, Первая группа — это различные типы кавитационных теплогенераторов, вторая — различные тепловые насосы.
Впервые кавитационный теплогенератор собрал Джозеф Ранк в 1934 году. В советское время первенство в создании вихревого нагревателя, позволяющего быстро разогревать воду, принадлежало профессору Куйбышевского авиационного института А. П. Меркулову. В дальнейшем к аналогичным исследованиям подключились немецкие, японские и американские ученые (Eugene Iove, Water-Fueled Kinetic Furnace Enters the New Energy e. Infinite Energy, v.4, issue 19, 1998) которые показали, что коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую в этих устройствах находится в пределах 1,2–3,0 и более единиц, а коэффициент полезного действия по преобразованию электрической энергии в электрическую составляет 0,98. Список наиболее известных инновационных проектов на тему «Гидродинамические теплогенераторы» защищен 40 патентами. Основная задача кавитационного теплогенератора — образование кавитационных пузырьков (кавитонов), от количества и размеров которых зависит интенсивность нагрева воды. В современной практике существует несколько видов таких теплогенераторов, отличающихся принципом выработки пузырьков в жидкости. Наиболее распространенными являются четыре вида.
Роторные теплогенераторы — представляют агрегаты, в которых используются центробежные насосы с усовершенствованной конструкцией. В качестве статора здесь применяется насосный корпус, куда устанавливается входная и выходная труба. Главным рабочим элементом в них выступает камера, где размещается подвижный ротор, он работает по принципу колеса. Одним из первых эффективных моделей кавитационных преобразователей был генератор Григгса, в котором использовался дисковый ротор с несквозными отверстиями на поверхности. Число отверстий в установке зависит от используемой роторной частоты вращения. Статор в тепловом генераторе выполнен в виде цилиндра, который запаян с двух концов, где непосредственно вращается ротор. Существующий зазор между статором и ротором равняется примерно 1,5 мм. Отверстия в роторе необходимы для того, чтобы в жидкости, трущейся о поверхности цилиндра, появлялись завихрения с целью создания кавитационных полостей. Нагревание жидкости обеспечивается физико-химическими процессами, происходящими внутри кавитонов. Роторные теплогенераторы выпускаются и поставляются десятками предприятий в России (Москва, Санкт-Петербург, Краснодар, Ростов‑на-Дону, Ковров, Тула, Ижевск и др.) — Госкорпорацией «Ростех», НПП «ЭкоЭнергоМаш», НПО «Термовихрь», ФГУП «СПЛАВ», ОАО «ЗиД», компаниями «Экотепло», «Тепло XXI века», «Бюро Инновационных Технологий», «НПО «Климат-Контроль», «Группа ГМС», «СтройМашОпт», «ТТС» и другими. В Республике Беларусь в рамках Государственной научно-технической программы (ГНТП) прошли специальные испытания гидродинамические теплогенераторы «ЮРЛЕ» производства компании «ЮРЛЕ-К» и ОАО «Завод Промбурвод». Эти генераторы, имеющие коэффициент преобразования энергии в пределах 1,2–3, выпускаются также на Украине (Донецк, Харьков, Киев), в Казахстане, Молдове и других государствах.
Трубчатые и вихревыетеплогенераторы — осуществляют образование кавитационных пузырьков благодаря продольному расположению камер с высоким и низким давлением и трубок. Подача воды на рабочий орган осуществляется гидродинамическим насосом, который создает механическое усилие жидкости в трубах, сужающихся по длине, или за счет установки нескольких сопел Лаваля. В сопле давление жидкости значительно возрастает, а при ее переходе в более широкую полость давление значительно снижается и начинается образование кавитационных пузырьков. Благодаря физико-химическим процессам, проходящим внутри пузырьков, выделяется тепловая энергия. Производство указанных теплогенераторов осуществляют российские НПП «Альтернативные технологии энергетики и коммуникации», ООО «Нотека-С», НПП «Ангстрем», ООО УК «ОРБИ», ОАО «Завод КОММАШ», компания ООО «ЮСМАР» (Молдова) и другие. За прошедшие 20 лет изобретателями вихревых теплогенераторов получено порядка 50 патентов.
Ультразвуковые теплогенераторы — неоднородность жидкости с образованием кавитонов в таких теплогенераторах создается за счет звуковых колебаний низкой частоты. Впервые этот процесс описали в 1934 году немецкие ученые Н. Френцель и Х. Шультес. Они обнаружили, что звуковые волны вызывают образование, расширение и сжатие газовых пузырьков, а размеры пузырьков меняются от нескольких десятков до нескольких микрон. В результате содержащийся в пузырьках газ приобретает высокую температуру. Данные типы устройств имеют камеру-резонатор, настроенную на определенную частоту звуковых колебаний. Вибрация пластины создает волновой эффект внутри жидкости, который достигает стенок камеры-резонатора и отражается. При возвратном движении волны встречаются с прямыми колебаниями и создают гидродинамическую кавитацию с образованием тепла.
Молекулярный теплогенератор АТП «ТермаРОН» — на этом устройстве, разработанном компанией ООО «ЭкоМИРТ», необходимо остановиться особо, поскольку он, как и вышеперечисленные теплогенераторы, полностью экологичен и не выделяет в окружающую среду никаких вредных веществ во время работы, но обладает более высоким коэффициентом преобразования электрической энергии в тепловую, имеет небольшие габариты и поэтому может применяться для обогрева как небольших помещений (до 60 м2), так и крупных потребителей и, что самое главное, работает бесшумно и может устанавливаться в эксплуатируемом помещении.
Общий вид АТП ТермаРОН
Первый образец молекулярного реактора был смонтирован и испытан 2008 году вИнституте строительства и жилищно-коммунального хозяйства ГАСИС Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» в рамках Лаборатории энергосберегающих технологий. При его эксплуатации было отмечено, что при воздействии электрического тока на воду были зафиксированы положительные результаты и на 1 кВт затраченной электрической энергии было получено 1,5–2,0 кВт тепловой энергии. В 2009–2012 гг. в рамках технопарка Академии ВЭГУ (г. Сочи) было разработано следующее поколение однофазных, двухфазных и трехфазных молекулярных теплогенераторов с включением в процесс теплогенерации новых факторов, а именно: электролиза, кавитации, резонанса и синергии указанных процессов. При этом были зафиксированы новые положительные результаты по генерации тепловой энергии, и на 1 кВт затраченной электрической энергии было получено уже 2,5–3,0 кВт тепловой энергии. 15 июня 2012 года был зарегистрирован патент на полезную модель РФ № 123119 «Устройство для производства тепловой энергии», в которой нагрев текучей среды обеспечивался объемными волновыми отражателями (резонаторами) параболического типа, установленными внутри корпуса теплогенератора и связанными со средствами настройки их колебаний, отличающиеся тем, что в трубопровод подачи теплоносителя в теплогенератор введен ускоритель-активатор в форме сопла Лаваля, который не имеет механических движущих частей, при этом между упомянутым ускорителем-активатором и входным патрубком корпуса теплогенератора смонтирован тангенциальный завихритель. Значительное повышение степени активации теплоносителя в корпусе теплогенератора достигнуто в результате совместного воздействия на него специально сконфигурированного матричного магнитного поля, организованного с использованием секционированных сверхсильных магнитов NeFeB и кавитатора. В работе молекулярного котла АТП-ТермаРОН электричество выполняет лишь функцию катализатора процессов, реализуемых внутри котла. В 2012 году были изготовлены, смонтированы и налажены 3-фазные комплексы АТМ-СОЧИ (прототип АТП-ТермаРОН) на многоквартирных многоэтажных домах в г. Адлер, ул. Ленина, д.146 (6 этажей), и МКД г. Адлер, ул. Каспийская, д. 40 (5 этажей). В течение 2015–2018 гг. фирмой ООО «ЭкоМИРТ» было осуществлено создание технологического испытательного стенда на объекте по адресу: г. Москва, ш. Энтузиастов, д. 10/2.
Технологический испытательный стенд на объекте по адресу: г. Москва, ш. Энтузиастов, д. 10/2
В июле 2015 года фирмой ООО «ЭкоМИРТ» было получено свидетельство № 15-561 на результат интеллектуальной деятельности — секрет производства (ноу-хау) — автономный тепловой пункт модульного типа АТП-ТермаРОН, охраняемый в режиме коммерческой тайны.
Автономный тепловой пункт модульного типа АТП-ТермаРОН
Выполнено полное конструктивное переформатирование молекулярных тепловых генераторов АТП-ТермаРОН применительно к условиям потребительского рынка. Была разработана линейка однофазных, двухфазных и трехфазных молекулярных теплогенераторов тепловой мощностью от 3 до 60 кВт. Испытания нового поколения АТП-ТермаРОН на технологическом испытательном стенде показали, что за период работы с 24 марта по 6 апреля 2017 года (250 часов работы с учетом технологического перерыва на выходные дни) АТП-МиниТермаРОН потребил 282 кВт/ч электрической энергии, при этом объем генерации тепловой энергии составил 872 кВт/ч. Таким образом, коэффициент генерации тепловой энергии за наблюдаемый период составил 872/282 = 3,09.
В 2018 годуфирмой ООО «ЭкоМИРТ» была разработана и успешно реализована система воздушного отопления объектов гражданского и промышленного назначения АТП-ТермаРОН/В. Объект находится в торговом центре по адресу: г. Москва, ул. Дружниковская, д. 11А, 2 этажа, площадь отапливаемых помещений 540 м2. АТП-ТермаРОН/В обеспечивает объект теплом без водяных труб и батарей отопления, приносит прохладу в помещения без комнатных сплит-систем, обеспечивает приток свежего воздуха без форточек.
Система воздушного отопления АТП-ТермаРОН/В
В 2018–2019 гг. фирмой ООО «ЭкоМИРТ» была разработана и подготовлена к промышленным испытаниям гибридная система отопления и горячего водоснабжения объектов АТП-ТермаРОН/ГС,сочетающая базовый модуль АТП-ТермаРОН с гелиосистемой, преобразующей энергию солнца в тепло.
Гибридная система отопления и горячего водоснабжения объектов АТП-ТермаРОН/ГС
Гелиосистема для отопления — это не автономная система, а дополнение к существующей, основной. Система отопления должна на 100% перекрывать потребности в тепловой мощности без использования солнечной энергии. То есть солнечные коллекторы можно рассматривать как дополнительный источник нагрева, как дополнительный котел в системе отопления, который работает в солнечную погоду.
В настоящее время АТП-ТермаРОН полностью соответствует требованиям Федерального закона № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» и относится к высокому классу энергоэффективности «А». АТП-ТермаРОН изготавливается в соответствии с ТУ 485972-002-18522064-2017 и требованиями ГОСТ 2.601-2013, отвечает требованиям пожарной безопасности, установленным в Законе РФ № 123-ФЗ и Приказе МЧС РФ № 91. При работе АТП-ТермаРОН полностью отсутствуют выбросы в атмосферу от продуктов сгорания, не возникает ни одного вида негативных излучений — микроволнового, радиационного, полевого. АТП-ТермаРОН отвечает требованиям СанПиН 2.1.4.2496-09 в части Гигиенических требований к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения, обеспечения эпидемиологической безопасности, безвредности химического состава, а также благоприятных органолептических свойств горячей воды, используемой для хозяйственно-бытовых нужд. АТП-ТермаРОН является надежным, высокоэффективным, экологически безопасным источником тепловой энергии и горячей воды для целей отопления и горячего водоснабжения, работающим с высоким уровнем автоматизации в дискретном режиме.
Эти характеристики АТП-ТермаРОН позволили обеспечить его успешное применение для отопления индивидуальных и многоэтажных домов, таунхаусов, школ, детских садов, офисов, гостиниц, торговых центров, производственных и иных помещений по всей территории России от Калининграда до Якутии. Величина коэффициента преобразования электрической энергии в тепловую колеблется на разных объектах в диапазоне от 2,3 до 4,6 единицы, что в среднем составляет 3,45, а коэффициент полезного действия самой установки по преобразованию электрической энергии в тепловую составляет 0,98. Поэтому с термодинамической точки зрения более правильно в данном случае использовать термин «коэффициент преобразования энергии» вместо КПД установки. Именно этот коэффициент преобразования энергии используется для оценки эффективности тепловых насосов. Он трактуется как отношение теплопроизводительности теплового насоса к его энергозатратам, которое зависит от разницы температур в испарителе и конденсаторе и находится в различных конструкция в интервале от 2,5 до 3 и даже выше, т. е. на 1 Вт затраченной электроэнергии тепловой насос производит от 2,5 до 3 Вт тепловой. Такой высокий коэффициент преобразования энергии ни у кого не вызывает сомнений, поскольку дополнительная энергия в тепловых насосах образуется из низкопотенциального тепла земли, воды или воздуха. Откуда же берется дополнительная тепловая энергия в кавитационных теплогенераторах? Тем более что они серийно производятся во многих странах (Германия, Япония, США, Россия, Беларусь, Казахстан, Молдова и другие), сотнями различных компаний, имеют различный механизм действия (роторные, трубчатые, вихревые, ультразвуковые и молекулярные), но всех их объединяет процесс кавитации воды и дополнительное выделение от 1,5 до 3 и более кВт тепловой энергии.
Учитывая, что этот вопрос служит поводом постоянной дискуссии, то в данной статье впервые дается описание внутренних процессов, происходящих при воздействии на воду электрического тока внутри АТП «ТермаРОН». К этим процессам относятся ставшие уже классическими и полностью соответствующими законам термодинамики электролиз, кавитация, резонанс и синергия указанных процессов. Рассмотрим последовательно каждый из вышеуказанных процессов.
Электролиз. Ещев 1777 году Антуан Лавуазье на заседании французской Академии наук доказал, что вода состоит из водорода и кислорода. Сложность состояла в том, что воду до того считали не соединением, а элементом. Даже в нормальных условиях часть молекул воды постоянно диссоциирует на ионы, то есть одна молекула теряет протон, а другая присоединяет его, в результате чего получаются соединения ОН— и Н3О+ соответственно. Интенсивность разложения воды существенно возрастает при воздействии на нее электрического тока. Впервые процесс электролиза — разложения воды при пропускании через нее электрического тока с образованием микропузырьков, содержащих молекулярный водород и кислород, описал в 1834 году Майкл Фарадей. Возникающие при гидролизе радикалы (-Н, -ОН, -НОз) и молекулярные ионы (НзО, -НзО) способны вызывать различные химические превращения молекул воды с выделением дополнительной энергии. Источниками этой энергии служат две равноценные связи O-H в молекуле воды. При последовательном их разрыве энергия первой разрываемой из них составляет 116 ккал, второй — 104 ккал. В расчетах принято брать среднее значение 110 ккал. Следует отметить, что особенностью работы АТП «ТермаРОН» является точечный гидролиз воды, локализованный в зоне образования и роста кавитационных пузырьков. Образующихся при этом радикалов и молекулярных ионов достаточно для того, чтобы проникнуть в каждый кавитационный пузырек и вступить в реакцию с молекулой воды и газами.
Кавитация (от лат. cavitas — пустота) — физический процесс образования и последующего схлопывания в жидкости пузырьков, заполненных паром или газом. Термин был введен 1894 году британским инженером Р. Фрудом. Вода в природе не является однородной и чистой средой, в 1 л воды при температуре 20 °С растворяется приблизительно 665 мл углекислого газа. В результате возникающих в АТП «ТермаРОН» волново-резонансных процессов, вызванных действием знакопеременного электромагнитного поля с частотой 50 Гц в воде, возникают волны разряжения и сжатия. В фазе разряжения давление в жидкости падает, газы, растворенные в ней, и пар данной жидкости вскипают. Образуются микропузырьки размером 1–3 мкм (кавитоны). Чтобы в жидкости образовались микрополости разряжения, необходимо раздвинуть ее соседние молекулы на расстояние не менее удвоенной длины промежутка между ними. Далее сила атмосферного давления и давления разряжения в кавитационном пузыре уравниваются. Эта фаза называется точкой равновесия, ее продолжительность исчисляется миллисекундами. Затем в фазе сжатия под действием повышенного давления и сил поверхностного натяжения давление внутри пузырьков начинает превышать равновесные значения и происходит интенсивное схлопывание образовавшихся полостей. В развитой кавитационной области количество кавитационных пузырьков превышает количество зародышей примерно в тысячу раз. Это объясняется тем, что процесс возникновения кавитационных пузырьков является цепной реакцией. В момент схлопывания давление и температура газа достигают значительных величин (по данным научных исследований, до 100 МПа и 1000 °С). Подробное математическое описание процесса образования, развития и схлопывания кавитационного пузырьков дано в статье («Кавитация». Промтов М. А., доктор технических наук, профессор заведующий кафедрой «Машины и аппараты химических производств» Тамбовского государственного технического университета, http://assets.utinlab.ru/uploads/ru/articles/Kavitac.pdf.
Синергия процессов электролиза, кавитации и резонанса заключается в том, что в АТП «ТермаРОН» в результате волново-резонансных, молекулярно-кластерных и ионизационных процессовв образующуюся квитанционную полость диффундируют не только пары воды и растворенных в ней газов, но и возникающие при гидролизе чрезвычайно химически активные радикалы и молекулярные ионы, способные вызывать различные химические превращения молекул воды путем передачи ей энергии электронного возбуждения с образованием перекиси водорода, озона и других соединений. Подтверждением этому служат проведенные в 2019 году исследования химиков из США и Южной Кореи под руководством Ричарда Заре (Richard Zare) из Стэнфордского университета, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences Production of hydrogen peroxide enabled by microdroplets — Sep 24, 2019 (https://www.pnas.org/content/116/39/19294), которые обнаружили, что перекись водорода H2O2 без дополнительных физических воздействий, при нормальном атмосферном давлении, может самопроизвольно образовываться на пленочной поверхности небольших водяных капель размером от 1 до 20 микрон (эквивалентно диаметру кавитонов), что противоречит распространенному мнению о стабильности и химической инертности воды. Более того, концентрация перекиси возрастала с уменьшением диаметра капель. По мнению авторов, данное исследование может лечь в основу новых знаний относительно химического и физического состава воды, а также новых способов получения перекиси водорода и энергии в результате ее распада. Учитывая, что при кавитации образуются миллионы микропузырьков, то площадь их активной поверхности, на которой происходит образование молекул перекиси водорода, озона и других соединений, может достигать значительных величин. Интенсивность этих реакций по образованию перекиси водорода в воде может существенно возрастать при использовании электричества. Окислительные свойства перекиси водорода, впервые полученной французским химиком Луи Жаком Тенаром в 1818 году, основаны на сравнительно легком отщеплении одного из атомов кислорода. Перекись водорода — сильный окислитель, склонный к самопроизвольному разложению на воду и кислород с выделением значительного количества тепла. Скорость разложения перекиси водорода возрастает с увеличением концентрации. В общем виде формула экзотермической реакции разложения перекиси водорода выглядит следующим образом: 2 Н2О2 = 2 Н2О + О2 + 23 ккал. Следует отметить, что с повышением концентрации перекиси водорода температура воды может достигать более значительных величин. Выделение тепла при распадеперекиси водорода подробно исследовал в1933 году немецкий инженер Гельмут Вальтер. Он установил, что при распадеперекиси водорода концентрацией 75% выделяющегося тепла достаточно для превращения всей образующейся воды в перегретый пар. При разложении всего одного килограмма 90%-ной перекиси водорода выделяется 1700 литров пара, нагретого до 740 °С. При разложении одного кубического сантиметра 100%-ной жидкой перекиси водорода на кислород и воду происходит значительное саморазогревание, вся вода переходит в парообразное состояние, а полученная смесь газообразных кислородных и водяных молекул достигает температуры 950°, образующийся при этом пар может вращать турбины Это свойство перекиси водорода активно использовалось в жидкостных реактивных двигателях в ракетах «Фау-1» и «Фау-2», а затем в двигателях американских ракет «Редстоун», «Викинг», «Юпитер» и других. («Катализ и ингибирование химических реакций». Под редакцией доктора химических наук профессора А. М. Рубинштейна; Москва, Мир,1966. 507 с.)
Вторым веществом, дающим тепло при распаде в кавитационном пузырьке, является озон. Растворимость озона в воде значительно больше, чем растворимость кислорода — 100 объемов воды при 0° растворяют 49 объемов озона. При обыкновенной температуре озон довольно устойчив, но при нагревании легко разлагается, снова превращаясь в кислород. Распад озона является также экзотермической реакцией, сопровождающейся выделением тепла, из каждых двух молекул озона получаются три молекулы кислорода: 2 О3 = З О2 + 68 ккал.
В связи с этим становится не удивительным процесс нагревания воды при электролизе, кавитации и резонансе, а также при их синергетическом взаимодействии в молекулярном АТП «ТермаРОН». В этом процессе электричество выполняет лишь функцию катализатора и ретранслятора процессов, реализуемых внутри котла. Под воздействием электрического тока возникает локальный гидролиз воды с образованием радикалов (-Н, -ОН, -НОз) и молекулярных ионов (НзО, -НзО). Параллельно в результате кавитации образуются, развиваются и затем схлопываются в воде миллионы микропузырьков размером 1–3 мкм (кавитонов), заполненных паром или газом и имеющих значительную поверхностно активную площадь. Вода в АТП «ТермаРОН» при этом меняет цвет и из прозрачной превращается в белую или темно-бурую в зависимости от состава содержащихся в растворе солей. В результате синергетического эффекта радикалы и молекулярные ионы, имеющие высокую химическую активность, также проникают в кавитоны и вызывают превращение молекул воды в перекись водорода, озон и другие соединения. При схлопывании кавитонов происходит экзотермический распад перекиси водорода 2 Н2О2 = 2 Н2О + О2 + 23 ккал и озона 2 О3 = З О2 + 68 ккал с выделением дополнительной тепловой энергии. В результате в молекулярном АТП «ТермаРОН» постепенно повышается температура воды до заданных автоматикой значений, равных 60–70 градусам. Этого достаточно для отопления и горячего водоснабжения зданий через теплообменники. Следует отметить, что синергетический эффект продолжает действовать и после отключения молекулярного реактора от электрической сети, в результате чего температура воды еще некоторое время продолжает увеличиваться.
В целом синергетический эффект обеспечивает доказанный на практике коэффициент использования электрической энергии (генерации тепловой энергии) в разных природно-климатических условиях на различных проектах в диапазоне от 2,3 до 4,6 единицы, что в среднем составляет 3,45. При этом коэффициент полезного действия по преобразованию электрической энергии в тепловую составляет 0,98. Все физико-химические процессы в АТП «ТермаРОН» протекают при давлении не более чем одна атмосфера.
В настоящее время совместно с ГБУВО МО «Университетом Дубна» ведется детальное исследование вышеописанных процессов в рамках лаборатории инновационных технологий в области автономной теплоэнергетики и ресурсосберегающих технологий. В состав этой лаборатории входит и не имеющий аналогов в мире Тепловой пункт «ТермаРОН». За создание этой лаборатории и раскрытие принципов получения дополнительной энергии от гидролиза и кавитации воды ГБУВО МО «Университет Дубна» и ООО «ЭкоМИРТ» в декабре 2019 года награждены почетными дипломами Международной премии «Малая энергетика — большие достижения». В связи с вышеизложенным приглашаем к сотрудничеству заинтересованных специалистов в АТП «ТермаРОН» для различных объектов жилой, социальной, общественной, коммерческой и других сфер деятельности, а также к проведению совместных испытаний АТП «ТермаРОН» в различных условиях его применения.
В завершение обсуждения актуальных вопросов энергосбережения и энергоэффективности с точки зрения восприятия для населения считаем, что описанная система АТП «ТермаРОН» является альтернативной комплексной системой автономного отопления, горячего водоснабжения и кондиционирования,которая действительно будет поддержана населением, поскольку на стадии эксплуатации уже сейчас наблюдается двух- трехкратное снижение платежей за тепло и ГВС, а также полностью исключены аварийные ситуации на изношенных тепловых сетях.
Милые, дорогие, прекрасные! Список эпитетов бесконечен, как бесконечна в этом мире любовь.
Очаровательные женщины!
Поздравляем вас с первым весенним праздником – 8 Марта!
Оставайтесь любящими и любимыми, ослепительными и блистательными. Помните, что вы несете в мир таинство продолжения жизни и без вас он опустеет.
Пусть в ваших домах всегда горит теплый семейный очаг, пусть каждый день привносит в вашу жизнь радость и счастье, пусть в вашем сердце всегда царит весна!
Любви, красоты и молодости!
Член Ассоциации «АВОК СЕВЕРО-ЗАПАД» — концерн «Грундфос» — выводит на рынок преобразователи частоты нового поколения GRUNDFOS CUE, которые полностью заменят предыдущую линейку CUE. Обновлённые модели обладают расширенным функционалом и отличаются простотой и удобством монтажа.
GRUNDFOS CUE – преобразователи частоты, которые служат для эффективного регулирования скорости вращения насосов GRUNDFOS. Основными сферами применения GRUNDFOS CUE являются водоотведение, водозабор, системы орошения, повышения давления, вентиляции и кондиционирования, а также опреснения воды.
«Преобразователи обновлённой серии обладают целым рядом функций, недоступных для предыдущих моделей. Например, они могут работают не только с асинхронными электродвигателями. С помощью новых CUE можно управлять синхронными реактивными двигателями, а также синхронными двигателями с постоянными магнитами. Кроме того, в новые модели добавлена функция каскадного управления несколькими электродвигателями с CUE, что не было доступно в предыдущей версии преобразователей частоты. Она позволяет построить полноценную систему локального управления несколькими насосами без участия внешнего контроллера, аналогично GRUNDFOS Hydro Multi-E», – говорит Василий Абросимов, главный специалист по системам автоматизации «Грундфос».
Панель управления устройств стала более информативной – например, расширены возможности индикации состояния и добавлена кнопка «Избранное» для перехода в меню со всеми основными параметрами. Ещё одна полезная функция новых CUE – поддержание перепада давления с помощью двух датчиков давления вместо одного датчика перепада давления, как было в предыдущих версиях.
Преобразователи частоты GRUNDFOS CUE доступны в исполнении с функцией безопасного отключения крутящего момента (Safe Torque Off, STO). Она аппаратно отключает подачу напряжения на выходные клеммы преобразователя частоты, и насос прекращает работу. Подача питания на двигатель прекращается, при этом сохраняется питание цепей управления самого преобразователя частоты.
Предыдущая версия CUE снимается с производства и более недоступна для заказа.
2 марта 2020 года из печати вышел первый в этом году номер журнала «Инженерные системы».
Отметим, что издание сменило дизайн, и теперь с названиями некоторых статей можно ознакомиться прямо на обложке.
Рубрикатор журнала не изменился, и в новом номере читатели найдут статьи по вентиляции, кондиционированию, водо-, газо- и теплоснабжению, энергосбережению, а также анонсы и отчеты о профильных и отраслевых событиях.
Первыми обновленное издание увидят участники и гости конгресса «Энергоэффективность. XXI век. Архитектура. Инженерия. Цифровизация. Экология», который состоится 10 марта 2020 года в ЦВК «Экспоцентр». Кстати в номере размещен отчет о предыдущем форуме.
Кроме этого, поскольку номер вышел в преддверии конгресса, на страницах журнала несколько материалов посвящено теме энергосбережения. Это статья Валерия Казейкина, Владимира Толстолугова и Валерия Петрова «Энергоэффективность в 2020 году. Новые нормативные акты и новые высокоэффективные технологии», статья Вадима Ливчака «Какова фактическая эенргоэффективность жилищного фонда города Москвы и тенденции ее повышения в 2020 году», а также коллектива авторов «Продление ресурса эксплуатации и повышение энергоэффективности систем водоснабжения и водоотведения».
Уверены, интерес у читателей вызовут и материалы наших постоянных авторов: «Еще раз о феномене радиального колеса типа Ц14-16» Юрия Марра, «Экспресс-оценка влагозащиты стен» Сергея Корниенко и «Изменение энергозатрат насосов в зависимости от значений физического внутреннего диаметра трубопроводов из напорных полиэтиленовых труб» Олега Продоуса и Льва Терехова.
Бытовой дренажный насос — незаменимый помощник в каждом хозяйстве. Особенно весной, которая, помимо обычных забот об отводе бытовых стоков и излишков воды из сада и с огорода, приносит с собой паводок и дожди. Но как не ошибиться с выбором насоса? Внешне они похожи друг на друга, однако на деле различаются многим — от производительности до условий эксплуатации.
Помощник дачника
Далеко не всем нужны высокопроизводительные дренажные насосы, способные перекачивать десятки кубометров в час. Например, у многих дачников запросы куда скромнее: осушить подтопленный подвал, погреб или гараж, лужу или яму во дворе, опорожнить бассейн, подать воду из пруда или накопительной ёмкости на грядки и т. п.
Для этих и других подобных нужд хорошо подойдёт лёгкий и компактный насос GRUNDFOS Unilift KPC 300A или GRUNDFOS Unilift KPC 600A от члена Ассоциации «АВОК СЕВЕРО-ЗАПАД» — концерна GRUNDFOS. Бюджетная, но надёжная и неприхотливая в эксплуатации модель выполнена в облегчённом корпусе из прочного композитного материала, из него же сделаны всасывающий сетчатый фильтр и рабочее колесо. Благодаря этому насос имеет небольшой вес и не боится коррозии. При этом герметичный кожух его двигателя и рабочий вал изготовлены из нержавеющей стали.
Использовать Unilift KPC можно как стационарно, так и ситуативно, по необходимости перенося с места на место и погружая на глубину до семи метров в довольно узкие (до 40 см) колодцы и скважины. Включение и отключение происходит автоматически, с помощью поплавкового выключателя. KPC 300А позволяет откачивать воду до уровня 85 мм, KPC 600A — до отметки 175 мм. Насос нужно устанавливать вертикально либо с небольшим (до 15°) наклоном и нельзя применять для отвода загрязнённых стоков, содержащих включения размером более 10 мм: листву, мусор, гравий, комья земли и т. п.
Его производительности (до 17 м3/час у старшей модели) достаточно для решения большинства задач небольшого хозяйства, в частности, для ликвидации последствий локальных подтоплений и отвода бытовых стоков (за исключением стоков от туалета), а напора до 10 м при необходимости хватит даже для полива сада и огорода.
Универсальное решение
Более совершенные дренажные насосы GRUNDFOS Unilift CC несколько отличаются по рабочим параметрам и массе от Unilift KPC: максимальный вес первых составляет 6,8 кг, а вторых — 4 кг. Вместе с тем они схожи по материалу изготовления и одинаково компактны.
Unilift CC имеют гораздо более широкий функционал, а значит, и сферу применения. Одна из главных особенностей серии — изготовленное из нержавеющей стали съёмное основание с сетчатым фильтром. Будучи установленным на плоском полу, Unilift CC со снятым фильтром способен откачать воду до уровня 3 мм, после чего её остатки легко удалить обычной тряпкой. Это позволяет использовать насос для осушения хозяйственных или жилых помещений, душевых, санузлов и т. д.
Для удобства применения Unilift CC оснащён двумя выходными патрубками — вертикальным и горизонтальным, расположенным у основания. Пользователь может выбрать любой из них, закрыв другой заглушкой. Встроенный в ручку насоса воздухоотводчик позволяет откачивать воду с содержанием воздуха. Обратный клапан препятствует сливу воды из напорного трубопровода назад в резервуар или приямок. Помимо обратного клапана, в комплект поставки входят насадка-переходник на несколько размеров (3/4”, 1”, 1¼”) и колено на 90°. При необходимости насос может в течение нескольких минут откачивать горячую (до 70 °C) воду.
Ещё одно отличие модели — способность работать не только в наклонном, но и в горизонтальном положении, то есть на боку. Благодаря этому насос можно применять для откачки воды из труднодоступных мест, например из-под различных построек, из дренажных труб и т. п.
Стойкий боец
В отличие от своих «младших братьев» насосы серии GRUNDFOS Unilift KP полностью изготовлены из нержавеющей стали, что делает их особенно износостойкими. Благодаря этому, а также охлаждению двигателя перекачиваемой жидкостью, использованию сдвоенных уплотнений рабочего вала и графитовых подшипников с жидкостной смазкой насосы можно эксплуатировать в более сложных условиях и без технического обслуживания.
Например, они подойдут для систем дренажа подтопляемых фундаментов домов, построенных в местности с высоким уровнем грунтовых или паводковых вод. Можно использовать Unilift KP и для таких задач, как отвод осветлённых стоков из небольших септиков, дренажных колодцев и пр. При необходимости насос поможет осушить котлован строящегося дома.
Высокая износостойкость позволяет в течение ограниченного времени применять Unilift KP даже для ликвидации аварий в системах отопления.
Рабочие лошадки
Дренажные насосы GRUNDFOS серий KPC, CC и KP позволяют решить большинство повседневных задач в небольших и средних домовладениях. Однако порой требуется более высокая производительность и способность отводить стоки с содержанием значительного количества механических включений, таких как песок, комья земли, листва и пр. Например, когда речь идёт об использовании в системах дренажа на больших приусадебных участках или в фермерских хозяйствах, а также о ликвидации последствий паводков, которые в последние годы становятся всё более обильными.
В подобных случаях имеет смысл выбрать более производительное оборудование серии GRUNDFOS Unilift AP. Эта линейка включает насосы с мощным одно- или трёхфазным электродвигателем, способные создавать напор до 17 м и перекачивать до 35 м3/ч жидкости в час. Вся серия выпускается в корпусах из нержавеющей стали и почти не требует технического обслуживания в процессе эксплуатации.
Помимо высокой производительности, дренажные насосы Unilift AP отличаются способностью откачивать воду с высоким уровнем загрязнения. В зависимости от модели они могут справляться с механическими включениями размером от 12 до 50 мм. Это необходимо при дренаже ливневых стоков, откачке паводковых вод, осушении естественных водоёмов и строительных котлованов и в других подобных случаях.
Каждому домовладельцу периодически приходится сталкиваться с задачами, для решения которых нужен дренажный насос. При правильном выборе он станет не только средством спасения в непредвиденных обстоятельствах, но и незаменимым помощником в быту.
