Продажа насосных станций водоснабжения для дома и дачи: расчет цены, производство

Вне зависимости от торговой марки/бренда, под которым осуществляется продажа насосных станций водоснабжения для дома и дачи или отдельных комплектующих насосных станций (насосные агрегаты, автоматика, накопительные резервуары и т.д.), а также целевого назначения (повысительная, очистки/обеззараживания воды) и ориентировочного использования (насосная станция для дома – многоквартирного или частного коттеджа, фермерского хозяйства, насосная станция для дачи, промышленного/коммерческого/муниципального объекта) выбор насосных станций водоснабжения и водоподготовки, как и насосных станций систем водоотведения (см. подробнее о водоподготовке здесь и в этой статье, о водоотведении в этом материале) должен осуществляться исключительно на базе проекта, позволяющего:

• согласовать технические аспекты эксплуатации насосных станций – соответствие напора и расхода насосной установки водопотреблению объекта с учетом особенностей водозабора (способности источника водозабора обеспечить проектное максимальное водопотребление, надежности системы энергообеспечения), а также соответствие насосной станции и локальной (автономной) системы водоснабжения (по оптимальному давлению воды на сантехнических приборах с учетом потерь давления в системе водоснабжения и возможных рисков нарушения безаварийной работы. По сути, осуществляется подбор насосной станции и/или ее комплектующих (числа и мощности насосных агрегатов, в том числе резервных, накопительных баков, регулирующей автоматики и пр.), способных обеспечить максимальную потребность объекта в воде в часы пикового водопотребления, но оптимальных для существующей (или проектной) системы локального (автономного) водоснабжения с ее гидравлическими особенностями (потери давления на запорно-регулирующей арматуре, в сегментах линии водопровода и т.д.) и техническим состоянием;

• определить экономическую целесообразность использования конкретной насосной установки определенного типа (нерегулируемой, регулируемой, в том числе частотно-регулируемой) и экономичность системы водоснабжения (водоснабжения и водоподготовки) в целом.

Справка: В правовом поле действующих стандартов, в том числе ГОСТ 17398-72 «Насосы. Термины и определения», формализующего терминологию насосного оборудования различного назначения, применения терминов «насосная станция» и/или «насосная станция для дома» и/или «насосная станция для дачи» юридически и технически некорректно, поскольку:

• насосная станция – это здание/сооружение (или комплекс зданий/сооружений) с насосно-силовой установкой/установками, трубопроводами, комплектующими, блоком/блоками управления, коммутацией с силовыми и сигнальными сетями, а также дополнительным оборудованием, обеспечивающим функциональность насосной станции и работу обслуживающего персонала;
• насос – приводная машина (механизм) для перекачки жидких (газовых или сыпучих) сред, в том числе насос для воды – приводной механизм для перекачки воды или водных растворов в системах водоснабжения, водоподготовки,водоотведения;
• насос с приводящим электрическим двигателем (а также дизельным или карбюраторным, гидро- пневмо двигателем или турбиной) – это насосный агрегат (при интеграции электродвигателя в конструкцию насоса для воды – электронасосный агрегат или (допустимо) электронасос;
• насосная установка – это насосный агрегат (электронасос), укомплектованный оборудованием, обеспечивающим его функциональность (накопительный резервуар, контрольные и регулирующие устройства, автоматика, связующие трубопроводы и т.д.).

Т.е. технически и юридически правильно вместо сленговых терминов «насосная станция» и/или «насосная станция для дома» и/или «насосная станция для дачи» использовать формализованные нормативно-правовыми актами термины насосная установка (для дома, для дачи) для систем водоснабжения, водоподготовки или водоотведения.

Важно: Экономическая целесообразность применения той или иной насосной установки в системах централизованного или автономного водоснабжения, водоподготовки и водоотведения, а также окупаемость насосной станции (насосной установки) определяется не только и не столько отпускной (потребительской) ценой, столько эксплуатационными затратами (на энергию, обслуживание, реновацию) и поэтому приоритетными критериями выбора насосных агрегатов и насосных установок должны быть надежность, энергосбережение и энергоэффективность.

Причем необходимо четко понимать концепции энергосбережения и энергетической эффективности, формализованные в нашей стране ГОСТ Р 51387-99 «Энергосбережение. Основные положения» (термины и определения в приложении А), а также ГОСТ Р 51749—2001 «Энергосбережение. Энергопотребляющее оборудование общепромышленного применения. Виды. Типы. Группы. Показатели энергетической эффективности. Идентификация», ГОСТ Р 51388-99 «Энергосбережение. Информирование потребителей об энергоэффективности изделий бытового и коммунального назначения», ГОСТ Р 51541-99 «Энергосбережение. Энергетическая эффективность. Состав показателей».

Упрощенно согласно ГОСТ Р 51387-99 энергосберегающее оборудование экономит топливно-энергетические ресурсы за счет снижения непроизводительного расхода, а также использования возобновляемых источников энергии. Показатели энергосбережения всегда качественные и относительные, а для конкретного энергопотребляющего изделия основаны на сравнении его энергопотребления с энергопотреблением изделия с аналогичными техническими характеристиками в период эксплуатации.

Так, насосные станции (насосные установки) с частотно-регулируемыми насосными агрегатами энергосберегающие в сравнении с каскадными насосными станциями (установками), регулируемыми с помощью коррекции диаметра рабочего колеса насоса, дроссельным регулированием, а тем более регулированием байпасом.

Справка: При необходимости снижения расхода насосной станции во время эксплуатации, например, на 20%:

• в нерегулируемой каскадной установке необходимо иметь для отключения один из электронасосов (или ступень многоступенчатого насосного агрегата), или же насосная станция будет продолжать работать с тем же потреблением энергии;
• при регулировании диаметром рабочего колеса (рабочих колес) насосного агрегата (агрегатов) возможно снижение до 67% от ее первоначального значения;

• при дроссельном регулировании произойдет снижение мощности до 94% от ее первоначального значения;

• при регулировании байпасом потребляемая мощность увеличится на 10% от ее первоначального значения;

• при регулировании скорости с помощью частотного преобразователя (частотно-регулируемые установки) потребляемая мощность насосной станции снизится до 65% от ее первоначального значения.

В то же время частотно-регулируемые энергосберегающие насосные станции для частного дома/для дачи и т.д. необязательно будут энергоэффективными, поскольку показатели энергетической эффективности и абсолютные, и относительные, но в сравнении с нормами для своего класса энергоэффективности.

Для насосов ГОСТ Р 51749—2001 в качестве показателя экономичности энергопотребления устанавливает КПД при номинальной нагрузке, т.е. отношение мощности насоса к мощности на приводном валу в процентах, что регламентировано и обеспечивается для 3 установленных классов экономичности энергопотребления требованиями профильных технических стандартов ГОСТ Р 54806-2011 «Насосы центробежные. Технические требования. Класс 1», ГОСТ Р 54805-2011 «Насосы центробежные. Технические требования. Класс II» и ГОСТ Р 54804-2011 Насосы центробежные. Технические требования. Класс III».

Вместе с тем требуемый для определения класса энергоэффективности насосного оборудования индекс энергоэффективности и метод его расчета не вошел в Приказ Минпромторга РФ от 29.04.2010 N 357 (ред. от 12.12.2011) «Об утверждении Правил определения производителями и импортерами класса энергетической эффективности товара и иной информации о его энергетической эффективности», а в морально устаревшем ГОСТ Р 51388-99 индексы энергоэффективности (Е1) и соответствующие им 7 классов энергоэффективности (А, В, С, D, Е, F, G) не соответствуют текущему состоянию норм регламентов и директив ЕС - Регламент 641/2009/EC (требования к экологическому проектированию автономных и интегрированных бессальниковых (герметичных согласно терминологии ГОСТ 17398-72) циркуляционных насосов), Регламент 640/2009/EC (требования к экологическому проектированию электродвигателей, в том числе для всех типов насосных агрегатов), Директива 2010/30/EU, определяющая требования к маркировке насосного оборудования.

Классы и индексы энергетической эффективности по ГОСТ Р 51388-99.

• Сегодня: согласно IEC 60034-30 в насосных агрегатах могут использоваться двигатели энергетической эффективности IE2 (High efficiency), IE3 (Premium efficiency) и IE4 (Super Premium Efficiency) (электродвигатели класса IE1 (Standard efficiency) запрещены к интеграции в насосные агрегаты с 16 июня 2011 года), причем в соответствии с требованиями Регламента Комиссии (EC) No 640/2009 от 22.07.2009 по реализации Директивы 2005/32/EC с 01.01.2015 все двигатели электронасосов класса IE2 должны быть частотно-регулируемыми, а двигатели мощности от 7.5 до 375 кВт быть не ниже класса IE3. С 01.01.2017 на территории ЕС будут выпускаться насосные агрегаты и установки с электродвигателями только класса энергоэффективности не ниже IE3 и очень ограниченное число оборудования с частотно-регулируемыми электродвигателями класса IE2;
• в соответствии с директивой 2005/32/EC EuP индекс энергетической эффективности EEI (отношение фактически потребляемой мощности к стандартной нормированной потребляемой мощности типового энергопотребляющего изделия) класса энергоэффективности А не может быть более 0.4.

Наряду с этим с 01.01.2013 автономные мокророторные герметичные циркуляционные насосные агрегаты и включающие их насосные установки не могут иметь индекс энергетической эффективности EEI более 0.27, а с 01.08.2015 насосные агрегаты и установки с гидравлической мощностью от 1 Вт до 2 500 Вт для систем отопления и/или вторичных цепей систем охлаждения должны иметь индекс энергоэффективности EEI не более 0,23, что соответствует введенным 2009/125/EC ErP/EuP энергетическим классам А+ и А++.

Важно: В России насосные станции для дома купить можно в торговых компаниях или специализированных профильных структурах, но предпочтение следует отдавать последним, поскольку именно там на профессиональном уровне может быть разработан проект водоснабжения и/или водоподготовки, гарантирующий минимальные эксплуатационные затраты при надежном обеспечении объекта питьевой и хозяйственно-бытовой водой.

Насосная станция для дома/для дачи, гармонизированная с водопотреблением и водозабором.

Станция водоснабжения для дома или насосная станция для дачи – по факту технически некорректные определения насосных агрегатов или насосных установок для водозабора, повышения давления или очистки/обеззараживания воды, причем, как в аспекте действующей терминологии, так и целевого назначения. Любая насосная станция (насосный агрегат или насосная установка) водоснабжения или водоподготовки теоретически может быть использована и в частном доме, и в многоквартирном здании или на промышленном/коммерческом объекте, но для коттеджей, частных домов, дач и малых фермерских хозяйств со сравнительно небольшими объемами водопотребления, а зачастую и с ограниченными возможностями водозабора (со скважин, колодцев) необходимы насосные агрегаты и/или насосные установки с определенными невысокими параметрами напора и расхода, что позволяет вывести насосное оборудование на оптимальный режим работы с максимальными КПД и минимальными рисками нарушения безаварийной работы. Поэтому насосная станция для дома/для дачи или небольшого частного фермерского хозяйства:

1. Подбирается по максимальному водопотреблению объекта. Для частных домов, дач, фермерских хозяйств с действующими системами водоснабжения для определения максимального водопотребления объекта в часы пиковых нагрузок оптимальным является определение графика водопотребления в течение суток, что позволит определить реальную нагрузку системы водоснабжения по расходу, выявить часы пиковых нагрузок и подобрать насосную станцию (насосный агрегат или насосную установку), возможности которой перекрывают потребности объекта в воде.

Вместе с тем, потребность в воде любого объекта не остается статичной в течение года и поэтому при проектировании для оценки водопотребления используются справочные данные методических документов и нормы расхода нормативно-правовых актов, а также формализованные в СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий» методики расчета водопотребления.

Справочные данные российского подразделения холдинга Grundfos
по водопотреблению различных сегментов частного владения.

Нормы расхода воды потребителями по СНиП 2.04.01-85.

Важно: По факту справочные данные и/или нормы расхода воды потребителями больше необходимы для согласования потребности объекта в воде и возможности водозабора (скважины, колодца или магистральной линии водопровода), что дает возможность подобрать комплектность насосной станции (число агрегатов или ступеней в агрегате, накопительный бак для демпфирования недостатка воды в скважине/колодце или давления в магистральной линии и пр.). Для правильного выбора рабочих параметров насосной станции для дома/для дачи или фермерского хозяйства на практике используют расчеты максимального секундного расхода воды в сети (на участке сети), выполняемые по методике СНиП 2.04.01-85 с использованием норм расхода воды санитарными приборами и с учетом вероятности действия санитарно-технических приборов.

Нормы расхода воды санитарными приборами по СНиП 2.04.01-85.

В целом СНиП 2.04.01-85 разрешает проводить расчет максимального секундного расхода воды по формуле q = 5·q₀α

Где:

α— коэффициент, определяемый согласно рекомендуемому приложе¬нию 4 СНиП 2.04.01-85 в зависимости от общего числа санитарных приборов N и вероятности их действия Р;

в соответствии с расходом и вероятностью действия каждого прибора (i) или принимая общий расход 0.3 л/сек.

Вероятность действия сантехнических приборов Р (при одинаковых водопотребителях в сети) определяют по формуле

где U – число потребителей, а N – число санитарных приборов (при неизвестном числе потребителей U принимают равным N).

Насосная станция для дома/для дачи или небольшого частного фермерского хозяйства подбирается по производительности источника водоснабжения и с учетом особенностей водозабора (глубины подъема воды, расстояния от источника до объекта, диаметра водозаборных и транспортирующих труб и пр.). Производительность источника становится важной при водозаборе из скважин (пробуренных, забивных, промывных – забитых с подмывом) и колодцев (выкопанных, пробуренных), где забор воды может быть ограничен естественной способностью водоотдачи пластов (уровней) подземных вод. В ряде ситуаций несоответствие производительности (дебета) источника водозабора и потребности в воде объекта удается решить интеграцией в насосную станцию (насосный агрегат или насосную установку) буферного накопительного бака.

Важно: Создание баланса между дебетом скважины/колодца и расходом в системе водоснабжения отнюдь не единственное назначение накопительных буферных баков, как правило, напорных со сжатым воздухом и системой контроля уровня объема воды. В целом:

• напорные баки используются для покрытия небольшой разницы между расходом в системе и производительностью источника;

• при значительном недостатке объема воды в источнике и больших расходах в систему водоснабжения интегрируются большие накопительные резервуары;

• напорные баки применяют для уменьшения числа пусков/останова насосных агрегатов/установок при частом использовании сантехнических приборов, которое приводит к износу насосного оборудования и нестабильности электрической сети (провалов напряжения из-за большой частоты значительных по величине пусковых токов).

По факту для систем водоснабжения частных домов/хозяйств с водозабором из любого источника (скважин, колодцев или магистральной линии) вместо типовой схемы прямого повышения давления (или водозабора с прямым транзитом воды к сантехническим приборам) лучше использовать схемы с разрывом струи в накопительном напорном баке, в том числе крышном резервуаре, что позволяет не только устранить разницу прихода и расхода воды, а также значительно уменьшить число пусков/останов насосных агрегатов, но и нивелировать риски гидравлических ударов при останове насоса, а также риски кавитации, обычно критические при падении давления на всасывающем патрубке из-за снижения уровня воды в источнике водозабора.

Справка по кавитации: Падение динамического уровня воды в скважине/колодце до критических значений при водозаборе с большим расходом вызывает падение давления на всасывающем патрубке насоса до уровня давления насыщенных паров жидкости, что приводит к выделению из воды растворенного газа в виде пузырьков (желтая точка на средней диаграмме ниже). В то же время при подаче воды на задней кромке лопаток рабочего колеса насоса давление возрастает и пузырьки «взрываются» (красная точка на средней диаграмме ниже), оказывая на рабочее колесо тепловое, электрохимическое и ударное воздействие, что вызывает повреждения в насосном агрегате и негативно влияет на подачу (ухудшает характеристики насоса).

Насосная станция для дома/для дачи или небольшого частного фермерского хозяйства подбирается по стойкости контактирующих с перекачиваемой средой деталей и узлов к коррозионным процессам. В зависимости от химического состава воды в источнике водозабора и рН среды, служащим определяющим индикатором агрессивности перекачиваемой жидкости, детали и узлы насосного агрегата подвергаются коррозии разного типа (общей электрохимической, питинговой, щелевой, межкристаллитной) и поэтому домашняя насосная станция или станция водоснабжения для дачи, фермерского хозяйства должна быть изготовлена из материалов, наиболее инертных к воде источника водоснабжения.

Насосная станция для дома/для дачи или небольшого частного фермерского хозяйства согласуется с существующей или проектной системой водоснабжения. Как правило, насосная станция для дачи это один насосный агрегат (одно или многоступенчатый электронасос для водозабора), насосная станция для дома – один насосный агрегат или насосная установка из двух последовательно или параллельно соединенных насосных агрегатов, насосная станция для фермерского хозяйства – насосная установка из двух и более насосных агрегатов, включая резервный электронасос и накопительный бак или резервуар, рассчитываемый на этапе проектирования. Вместе с тем, вне зависимости от числа насосных агрегатов, их типоразмеров и мощности в любой системе водоснабжения объекта их характеристики обязательно согласуются профильными специалистами с характеристиками самой системы, причем рабочая точка насосного агрегата или рабочая точка результирующей кривой двух и более электронасосов должна не только лежать в рабочем поле электронасосов, но и находиться в зоне максимальных КПД насосных агрегатов.

Важно: Основные принципы выбора насосной станции водоснабжения для дома, дачи, фермерского хозяйства аналогичны принципам выбора насосных станций водоподготовки, более детально описанных в этом материале. Вместе с тем, выбор типа насосной станции очистки и/или обеззараживания воды, а также способа очистки и/или метода дезинфекции должен осуществляться на основе анализа воды из источника водозабора (скважины, колодца, магистральной линии водоснабжения).

Оптимизация эксплуатационных затрат насосных станций.

Затраты на эксплуатацию насосных станций занимают превалирующий объем инвестиций в водоснабжении частного дома, дачи, фермерского хозяйства, по факту большая часть затрат уходит на оплату электроэнергии и может быть снижена:

• оптимизаций электропитания насосного агрегата/насосной установки. Насосные агрегаты с «однофазными» двигателями, запускаемыми с помощью сдвигающих фазу устройств, имеют низкий КПД и увеличивают риски перекоса фаз и провалов сетевого напряжения, что приводит к перегреву обмоток и снижению скорости вращения двигателя, а значит и ухудшению рабочих параметров насоса и КПД насосного агрегата. Поэтому при выборе насосной станции для дома, дачи, фермерского хозяйства и доступности на объекте трехфазной сети следует отдавать предпочтение насосным агрегатам или насосным станциям с трехфазными асинхронными двигателями, оборудованными защитой от короткого замыкания, критических токов нагрузки, пропадания фазы, а также интегрированными с реле уровня воды, обеспечивающим защиту от работы всухую.

Вместе с тем, для трехфазных двигателей важным является способ запуска - прямой пуск электродвигателя от сети (DOL), пуск переключением со звезды на треугольник (Y/Δ) или пуск через автотрансформатор. При прямом пуске от сети пусковые токи в 4-6 раз выше номинальных рабочих, а время пуска занимает около 5 циклов синусоиды, при пуске переключением со звезды на треугольник (Y/Δ) пусковые токи аналогичны прямому пуску, но потребляемая мощность возрастает в 1.5 раза. Пуск через автотрансформатор дает увеличение пускового тока в 2,5 раза в период одного цикла, время пуска аналогично пуску переключением со звезды на треугольник, а потребляемая мощность возрастает не более, чем в 2,5 раза, что делает этот способ пуска наиболее экономичным и безопасным для питающей сети;

• использованием динамического регулирования рабочих параметров насоса для обеспечения потребностей системы по расходу, но при максимально возможном КПД насосного агрегата. Любая система водоснабжения не является статичной – в эксплуатационный период меняются, как расход воды потребителями, так и характеристики самой системы. Поэтому насосная станция для дома, для дачи, а тем более насосная станция для фермерского хозяйства должна быть максимально гибкой и иметь динамичную, желательно автоматическую регулировку рабочих параметров в зависимости от текущего состояния системы, что позволит удерживать КПД насосного агрегата/насосной установки в диапазоне максимальных значений и снизить непроизводительные потери электроэнергии, а значит и затраты на энергоресурсы. Лучшими на текущий момент признаны частотно-регулируемые насосные агрегаты и насосные установки, поддерживающие высокий КПД при изменении параметров системы (слева на рисунке ниже) и более экономичные в сравнении с нерегулируемыми насосными агрегатами (справа на рисунке ниже).

Наиболее прогрессивные насосные агрегаты и установки оборудуются интеллектуальными системами управления, а также интегрируется через логически программируемые контроллеры в системы Умный дом и/или Intelligent Building, системы диспетчеризации АСУ ТП через IP каналы связи Ethernet или Industrial Ethernet стандартов IEEE 802.3/IEEE 802.3u по коммуникационным протоколам Modbus, BACnet, CAN, PLR, LON, DP, Ext. Off, Ext. Min., SBM, Ext. Off/SBM и т.д.

Справка: Интеграция управления насосными станциями в системы управления домом и/или сети Интернет (через LAN/WLAN сети/сегменты), а также сети 4G, 3G, EDGE позволяет осуществлять контроль и управление насосной станцией и системой водоснабжения в целом дистанционно и удаленно, в том числе с ПК, ноутбука, iPhone, iPod Touch, смартфонов или иных коммуникаторов. Причем в этой ситуации возможна интеграция водоснабжения с поливочными системами, системами заполнения и подогрева воды в джакузи, системами пожаротушения и т.д.

• применением в системах водоснабжения (или водоподготовки, водоотведения) энергосберегающих и энергоэффективных насосных установок (насосных агрегатов) классов энергетической эффективности А, А+, А++ с частотно-регулируемым двигателями класса энергоэффективности не ниже IE3 (Premium efficiency).

Важно: Энергосберегающие, а особенно энергоэффективные насосные станции для водоснабжения дома, дачи или фермерского хозяйства с управлением интеллектуального уровня, безусловно, более дорогие, чем типовые нерегулируемые насосные агрегаты и насосные установки. Однако существенная экономия затрат на энергоресурсы и значительное повышение долговечности и надежности всей системы водоснабжения делают такие насосные станции экономически целесообразными, причем сроки окупаемости энергоэффективных частотно-регулируемых насосных агрегатов и насосных установок с интеллектуальным управлением сравнимы со сроками окупаемости нерегулируемых насосных станций, отличающихся большими затратами на электроэнергию с момента ввода в эксплуатацию.