• Текст документа
  • Статус
Оглавление
Поиск в тексте
Действующий


ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016)

     
     
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Энергетическая эффективность

НАСОСЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ДЛЯ ВОДЫ

Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

Energy effectiveness. Centrifugal pumps for water. Evaluation of the minimal required efficiency and index of energy effectiveness



МКС 23.080

Дата введения 2018-01-01

Предисловие


Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Российской ассоциацией производителей насосов (РАПН) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 245 "Насосы"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 27 сентября 2016 г. N 91-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по
МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Армения

AM

Минэкономики Республики Армения

Беларусь

BY

Госстандарт Республики Беларусь

Киргизия

KG

Кыргызстандарт

Россия

RU

Росстандарт

Таджикистан

TJ

Таджикстандарт

Узбекистан

UZ

Узстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 2 июня 2017 г. N 491-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2018 г.

5 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к европейскому стандарту EN 16480:2016* "Насосы - Минимальный требуемый КПД центробежных насосов для воды" ("Pumps - Minimum required efficiency of rotodynamic water pumps", MOD) путем переноса в библиографию из раздела 2 ряда ссылок на международные и европейские стандарты, не принятые в системе ГОСТ, и удаления приложения ZA, смысловая информация которого перенесена во введение. Прочие модификации в тексте стандарта выделены курсивом.
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым здесь и далее по тексту, можно получить, перейдя по ссылке на сайт http://shop.cntd.ru. - Примечание изготовителя базы данных.


Наименование настоящего стандарта изменено по отношению к наименованию указанного европейского стандарта в соответствии с устоявшейся в отечественной практике терминологией.

Европейский стандарт разработан техническим комитетом по стандартизации CEN ТС 197 "Насосы" Европейского комитета по стандартизации (CEN).

Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, и международных стандартов, на которые даны ссылки, имеются в Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии.

Сведения о соответствии ссылочных межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в применяемом международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение


Европейский стандарт EN 16480 подготовлен техническим комитетом CEN ТС 197 "Насосы" в соответствии с мандатом, выданным Европейской комиссией и Европейской ассоциацией свободной торговли на разработку нормативного документа, подтверждающего соответствие продукции обязательным требованиям Директивы 2009/125/ЕС (устанавливает правила определения обязательных требований в отношении продукции, потребляющей энергию) и Регламента ЕС 547/2012 (устанавливает обязательные требования, предъявляемые непосредственно к центробежным насосам, перекачивающим воду).

Настоящий стандарт разработан в связи с подготовкой Евразийской экономической комиссией технического регламента Евразийского союза ТР ЕАЭС "О требованиях к энергетической эффективности электрических энергопотребляющих устройств", основанного на вышеперечисленных европейских документах, в обеспечение его требований, предъявляемых в отношении наиболее распространенных типов центробежных насосов, перекачивающих воду.

1 Область применения


Настоящий стандарт устанавливает методы определения и подтверждения значения индекса энергетической эффективности отдельных групп центробежных насосов, используемых для перекачивания чистой воды (включая те, которые являются компонентами другого оборудования), с проточной частью, выполненной из любых материалов, со следующими ограничениями:

По техническим характеристикам:

- рабочее давление в корпусе до 16 атм (консольные насосы);

- рабочее давление в корпусе до 25 атм (многоступенчатые насосы);

- диапазон рабочей температуры перекачиваемой воды от минус 10°С до +120°С.

По конструктивным типам:

- консольные и линейные насосы (с расчетным давлением в корпусе до 16 атм);

- вертикальные многоступенчатые насосы (с расчетным давлением в корпусе до 25 атм);

- погружные скважинные многоступенчатые (при работе на воде с температурой от 0°С до 90°С);

- насосы специальных конструкций (см. 5.5.4).

Подробное описание групп насосов и их технических параметров, подпадающих под действие настоящего стандарта, приведено в приложении А.

Примечание - Большинство насосов, подпадающих под действие настоящего стандарта, представляют собой продукцию массового производства. Насосы больших размеров, характеристики которых близки к граничным значениям указанных диапазонов применения, имеют более низкие объемы выпуска.


Схема применения настоящего стандарта представлена на рисунке 1.


Рисунок 1 - Схема применения настоящего стандарта

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности


Рисунок 1 - Схема применения настоящего стандарта

2 Нормативные ссылки


В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий межгосударственный стандарт:

ГОСТ ISO 9906-2015 Насосы динамические. Методы испытаний. Классы точности 1, 2 и З

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов (классификаторов) на территории государства по соответствующему указателю стандартов (и классификаторов), составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

3.1 Общие положения


В настоящем стандарте используются величины, определения, буквенные обозначения и единицы измерения, используемые в ГОСТ ISO 9906, а также те, которые приводятся в подразделе 3.2. В отличие от ГОСТ ISO 9906 подраздел 3.2 содержит специальные определения терминов наряду со связанными с ними буквенными обозначениями, которые приведены в [1].

В таблице 1 представлен перечень буквенных обозначений физических величин, используемых в настоящем стандарте. В таблице 2 представлен список подстрочных индексов с расшифровкой значения. Используемые в настоящем стандарте определения и буквенные обозначения физических величин в большинстве своем соответствуют использованным в ГОСТ ISO 9906. Физические величины, определения и буквенные обозначения, используемые в ГОСТ ISO 9906, но не являющиеся необходимыми для использования в настоящем стандарте, не входят в подраздел 3.2 и таблицы 1 и 2, в то время как перечисленные структурные элементы настоящего стандарта содержат некоторые величины, определения и буквенные обозначения, не используемые в ГОСТ ISO 9906.

В настоящем стандарте размерность физических величин, входящих во все формулы, приведена в соответствии с Международной системой единиц измерения СИ.

3.2 Определения физических величин

3.2.1 число Рейнольдса: Безразмерное число, определяющее характер течения жидкости и гидравлические потери.

Примечание - Число Рейнольдса вычисляется по формуле

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, (3.1)


где DГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности - внешний диаметр рабочего колеса, м;

и - окружная скорость на диаметре DГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, м/с;

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности - кинематическая вязкость перекачиваемой жидкости, мГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности/с.

3.2.2 объемная подача: Объем жидкости, нагнетаемый насосом в трубопровод из напорного патрубка в единицу времени.

Примечания

1 Центробежному насосу присущи следующие виды потерь подачи:

- на обеспечение работоспособности разгрузочного устройства от осевых сил;

- на охлаждение собственных подшипников;

- на систему обеспечения работоспособности уплотнений различного типа.

2 Внутренние утечки в насосе не должны учитываться при определении значения объемной подачи. Использование части расхода жидкости через насос на такие цели, как охлаждение подшипников двигателя, охлаждение редуктора (подшипников, масляного радиатора) и т.д., наоборот, должно учитываться при определении значения объемной подачи.

3 Какой из перечисленных типов расхода и каким образом должен быть принят во внимание, зависит от расположения точки забора такого расхода и зоны измерения расхода основного потока.

3.2.3 входная мощность двигателя: Мощность, потребляемая приводным двигателем насоса.

3.2.4 КПД насоса: Отношение полезной (гидравлической) мощности насоса к мощности, подведенной к его валу.

Примечание - КПД насоса определяется по формуле

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, (3.2)


где Р - мощность на валу насоса, Вт;

РГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности - полезная (гидравлическая) мощность насоса, Вт.


3.2.5 КПД двигателя: Отношение мощности на валу насоса к входной мощности двигателя.

Примечание - КПД двигателя определяется по формуле

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, (3.3)

где РГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности - мощность на входе двигателя, Вт.

3.2.6 КПД агрегата: Отношение полезной (гидравлической) мощности насоса к входной мощности двигателя.

Примечание - КПД агрегата определяется по формуле

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, (3.4)


3.2.7 коэффициент быстроходности; Размерное число, характеризующее тип рабочего колеса (радиальное, диагональное, осевое) динамических насосов.

Примечания

1 Коэффициент быстроходности определяется по формулеГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности
________________
ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности В отечественном насосостроении коэффициент быстроходности принято вычислять с дополнительным множителем 3,65 в числителе дроби, представленной в формуле (3.5).

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, (3.5)


где nГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности - частота вращения вала насоса, об/мин;

QГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности - объемная подача (мГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности/с) в точке достижения максимального КПД;

НГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности - напор насоса (м) в точке достижения максимального КПД.

2 Для многоступенчатых насосов НГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности - напор ступени, который получается после деления общего напора насоса в точке максимального КПД на число ступеней - i.

3.2.8 минимальный индекс энергоэффективности; MEI: Безразмерная величина, которая определяет минимальные уровни КПД насоса, достижение которых на соответствующих подачах определяет соответствие насоса предъявляемым требованиям энергоэффективности.

3.3 Буквенные обозначения, единицы измерения и индексы


В таблице 1 перечислены буквенные обозначения и единицы измерения применяемых физических величин, параметров и численных характеристик.


Таблица 1 - Применяемые буквенные обозначения и единицы измерения

Обозначение

Величины

Единица
измерения

А

Площадь

мГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

С

Константа

-

D

Диаметр

м

е

Погрешность измерения (относительная величина)

-

f

Частота

cГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, Гц

g

Ускорение свободного падения

м/сГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

Н

Общий напор насоса

м

k

Количество считываний показаний приборов или выборок (партий) насосов

-

т

Масса

кг

М

Количество насосов в выборке (партии)

-

n

Частота вращения

сГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, минГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

N

Количество считываний показаний приборов

-

nГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

Коэффициент быстроходности насоса

минГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

p

Давление

Па

p

Вероятность

-

Р

Мощность

ватт

Q

Объемная подача

мГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

s

Средняя квадратическая погрешность результатов измерений в выборке

Соответствует
размерности
физической
величины

t

Фактор допустимого отклонения (относительная величина)

-

t

Время

с

t

Квантиль распределения Стьюдента

-

Т

Крутящий момент

H·м

и

Окружная скорость

м/с

U

Средняя скорость

м/с

U

Электрическое напряжение

В

v

Локальная скорость

м/с

V

Объем

мГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

x

Любая физическая величина

Соответствует
размерности
физической
величины

y

Любая физическая величина

Соответствует
размерности
физической
величины

z

Высота над эталонной или базовой плоскостью

м

z

Количество изготовленных насосов

-

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

КПД

-

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

Температура

°C

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

Кинематическая вязкость

мГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

Плотность

кг/мГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

Угловая скорость

рад/с

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

Среднее квадратическое отклонение выборки

Соответствует
размерности
физической
величины


Список применяемых сокращений в отношении типов насосов, подпадающих под действие настоящего стандарта, приведен в приложении Б.

В таблице 2 представлены применяемые подстрочные индексы с расшифровкой значения.


Таблица 2 - Применяемые подстрочные индексы

Обозначение

Значение

1

вход

2

выход

abs

абсолютный

amb

окружающее (окружающей среды), барометрическое

annual

ежегодный

curve

на соответствующей характеристике

ВЕР

в точке максимального КПД

dr

двигатель

D

дата

exp

вычисленная экспериментальным путем величина

gr

комбинированный, агрегатный

G

гарантированный

h

гидравлический

Н

общий напор насоса

i

числовой индекс

j

числовой индекс

imp

рабочее колесо

man

производство

max

максимальный допустимый

mean

среднее значение типоразмера насоса

min, requ

требуемый минимум

N

Номинальный

OL

перегрузка

pd

определенный заранее

P

мощность

PL

недогрузка

Q

объемная подача

r

случайный

s

конкретный, систематический

sync

синхронный

tot

общий

true

фактическое значение

T

крутящий момент

t

преобразованный

u

полезный

v

пар (давление)

x

в количестве х

у %

для вероятности в у %

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

КПД

3.4 Общие определения

3.4.1 Оценка соответствия

В настоящем стандарте описаны критерии, которые должны выполняться при проведении оценки соответствия типоразмера насоса определенному значению минимального индекса энергоэффективности (MEI). Иначе говоря, производитель насоса должен доказать с помощью соответствующих методов оценки то, что его насосное оборудование имеет значения КПД на определенных подачах не ниже тех, которые определяются в настоящем стандарте. Как правило, эти значения сравниваются со средними значениями, полученными в результате испытания ряда насосов данного типоразмера с неподрезанным рабочим колесом.

Осредненные значения КПД, полученные в результате испытаний, и их доверительные интервалы должны сравниваться с номинальными величинами минимально необходимого КПД. Полученные значения зависят от параметров (см. раздел 4), значения которых частично также являются результатами испытаний и могут быть определены только в рамках диапазона допустимых отклонений. Поэтому так называемые специфические пороговые значения КПД определяются и используются в рамках процедуры подтверждения соответствия только для сравнения с осредненными значениями КПД, полученными в результате проведения испытаний.

3.4.2 Подтверждение соответствия

После выполнения производителем оценки энергоэффективности типоразмера насоса на основании выполнения описанных в настоящем стандарте критериев независимая организация может проверить результат этой оценки. В этом случае испытания и подтверждение полученных в результате испытаний значений должны быть выполнены согласно разделу 7. Решение должно быть принято согласно процедуре, описанной в разделе 6.

3.4.3 Независимая организация

Организации, назначенные согласно решению уполномоченных органов ответственными за соблюдение выполнения установленных норм по энергоэффективности, должны осуществлять проверку обоснованности указанных производителями значений минимального индекса энергоэффективности (MEI). Эти организации, как правило, называются независимыми, какова бы ни была их организационно-правовая форма.

3.4.4 Минимальный индекс энергоэффективности (MEI)

Минимальный индекс энергоэффективности (MEI) является средством определения параметров энергоэффективности типоразмера насоса. Чем выше величина минимального индекса энергоэффективности (MEI), тем выше КПД типоразмера и тем ниже его энергопотребление. Верхний предел величин минимального индекса энергоэффективности (MEI), как правило, известен из общедоступных источников информации и зависит только от физических и технологических ограничений. (Для получения более подробной информации см. 4.5 и приложение В.)

3.4.5 Номинальная величина минимально необходимого КПД

В настоящем стандарте определены критерии, которым должен соответствовать определенный типоразмер насоса, для случая подтверждения соответствия указанному значению минимального индекса энергоэффективности (MEI). Критерии основаны на номинальных значениях минимально необходимого КПД, которые определены в разделе 4 настоящего стандарта. Эти номинальные значения зависят от определенных осредненных параметров типоразмера насоса (номинальная частота вращения вала, подача в точке максимального КПД и коэффициента быстроходности) и минимального индекса энергоэффективности (MEI) и сравниваются со средним измеренным КПД типоразмера. Для одного типоразмера различные номинальные значения минимально необходимого КПД определяются не только в точке максимального КПД, но и на режимах, соответствующих недогрузке и перегрузке по подаче.

3.4.6 Специфические пороговые значения КПД

Специфические пороговые значения КПД (ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности) рассчитываются из значения минимально необходимого КПД путем вычитания значения полного допустимого отклонения.

3.4.7 Типоразмер насоса

Насосы одного и того же типа, выпускаемые одним и тем же производителем, обычно подразделяются на определенное число типоразмеров. Каждый типоразмер характеризуется определенными параметрами (например, номинальный диаметр напорного фланца и номинальный диаметр рабочего колеса с односторонним всасыванием для многоступенчатых насосов, номинальный внешний диаметр корпуса многоступенчатых погружных насосов). На полях рабочих характеристик, приводимых в каталогах производителя, каждый типоразмер охватывает определенный диапазон величин Q и Н. Насос одного типоразмера может работать в любой точке соответствующего поля за счет адаптации своей рабочей характеристики Н=f(Q) с помощью подрезки рабочего колеса, т.е. подрезая внешний диаметр рабочего колеса до соответствующего размера. Верхняя граница поля рабочих характеристик соответствует напорной характеристике насоса данного типоразмера с полным (неподрезанным) диаметром рабочего колеса.

3.4.8 Полный диаметр рабочего колеса

Максимальный внешний диаметр рабочего колеса, для которого в каталогах производителя для соответствующего типоразмера приведены технические характеристики, называется полным диаметром рабочего колеса.

В случае, когда рабочее колесо имеет выходную кромку, не параллельную оси вращения, в качестве полного диаметра рассматривается среднее арифметическое максимальных внешних диаметров по покрывному и корневому диску рабочего колеса. Напорная характеристика, полученная для полного диаметра, определяет верхнюю границу поля рабочей характеристики соответствующего типоразмера насоса. Осредненные значения рабочих параметров насосов одного типоразмера с неподрезанным рабочим колесом, как правило, принимаются и используются в качестве действительных значений. Поэтому в рамках применения настоящего стандарта насосы, выбранные в качестве тестовой партии из числа насосов одного типоразмера, должны быть испытаны с соответствующим данному типоразмеру полным диаметром.

3.4.9 Рабочая точка максимального КПД

Для отдельно взятого центробежного насоса, работающего с постоянной частотой вращения или приводимого в действие электродвигателем при условии поддержания постоянной частоты тока, существует одна специфическая величина подачи Q, при которой КПД насоса достигает максимального значения. Эта точка называется точкой максимального КПД. Соответствующие характеристики (например, подача Q, напор насоса Н, КПД ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности) в этой точке обозначаются подстрочным индексом ВЕР.

3.4.10 Режим недогрузки

Для отдельно взятого центробежного насоса, работающего с постоянной частотой вращения или приводимого в действие электродвигателем при условии поддержания постоянной частоты тока, диапазон точек на рабочей характеристике, при котором ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, называется режимом недогрузки. В настоящем стандарте рабочие параметры насоса при его работе в указанном диапазоне обозначены подстрочным индексом PL.

3.4.11 Режим перегрузки

Для отдельно взятого центробежного насоса, работающего с постоянной частотой вращения или приводимого в действие электродвигателем при условии поддержания постоянной частоты тока, диапазон точек на рабочей характеристике, при котором ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, называется режимом перегрузки. В настоящем стандарте рабочие параметры насоса при его работе в указанном диапазоне обозначены подстрочным индексом OL. Такое обозначение эксплуатационного режима не означает, что двигатель или вал перегружены. Насос по-прежнему работает в допустимых условиях.

3.4.12 Коэффициент быстроходности

Коэффициент быстроходности отдельно взятого насоса или средняя быстроходность типоразмера насоса является величиной, которая характеризует форму рабочего колеса (радиальное, диагональное, осевое) насоса или типоразмера насосов. Численная величина быстроходности насоса определяется формулой, приведенной в 3.2.7, с использованием специальных единиц для указанных в этой формуле величин. Как описано в разделе 4, коэффициент быстроходности - один из параметров, от которых зависят номинальные величины минимально необходимого КПД.

3.4.13 Средние значения гидравлических характеристик типоразмера насосов

Предполагается, что насосы одного типоразмера, подпадающего под действие настоящего стандарта, изготавливаются производителем в достаточно большом объеме (за исключением насосов с более высокой входной мощностью). Типоразмер насосов, который должен быть определен согласно требованиям настоящего стандарта, состоит из общего количества насосов, которые когда-либо были изготовлены соответствующим производителем в течение определенного периода времени или находятся на стадии изготовления.

Гидравлические параметры насоса, особенно КПД, которые используются для оценки энергоэффективности его типоразмера, должны рассматриваться и использоваться в настоящем стандарте в качестве среднего арифметического соответствующих параметров всех насосов одного типоразмера с неподрезанным рабочим колесом.

Осреднение значений рабочих параметров необходимо из-за того, что они демонстрируют определенный разброс в пределах типоразмера, который является результатом отклонений в геометрии проточной части отдельно взятого насоса.

В случае большого количества насосов и в связи со случайным характером обусловленного производственными процессами разброса можно полагать, что отдельные показатели гидравлических параметров насосов одного типоразмера демонстрируют нормальное (Гауссово) распределение (см. рисунок 5 и приложение С). В этом случае среднее значение гидравлического параметра является величиной, которая соответствует кривой максимального нормального (Гауссова) распределения, и поэтому имеет самую высокую вероятность.

В случае с большим количеством насосов одного типоразмера (и даже для насосов одного типоразмера с полным наружным диаметром рабочего колеса) фактически невозможно проверить все насосы типоразмера. Поэтому могут быть определены только средние величины соответствующих гидравлических параметров - на основании испытаний определенной тестовой партии (выборки) насосов соответствующего типоразмера - для приближения к определенному доверительному интервалу.

3.4.14 Арифметически усредненные значения выборки

Оценка определенного типоразмера насосов требует определения средних значений соответствующих гидравлических параметров этого типоразмера с достаточной степенью вероятности. Кроме того, процедура подтверждения (см. описание в разделе 6) может потребовать усреднения гидравлических параметров, определенных испытаниями на примере нескольких конкретных насосов. С этой целью проводятся испытания выборки из М насосов, в результате которых определяются арифметически усредненные значения одного и того же гидравлического параметра для каждого из протестированных насосов. Это означает, что отдельные значения должны быть суммированы и полученная сумма затем должна быть разделена на количество насосов в выборке - М. При проведении оценки эта арифметически усредненная величина выборки насосов будет иметь отклонение от фактической средней величины типоразмера, но при этом последний будет ограничен доверительным интервалом вокруг арифметически усредненной величины с определенной вероятностью. Ширина доверительного интервала и вероятность нахождения в нем фактической средней величины зависят от числа М насосов в выборке и от средней квадратической погрешности измерения среднего значения параметра для каждого насоса из данной выборки (см. приложение D).

3.4.15 Арифметически усредненное значение измеренной величины

При измерении важных для технических характеристик насосов величин некоторые случайные колебания значений измеренных величин неизбежны по различным причинам. Поэтому номер N показаний измерений должен быть взят приблизительно в том же самом эксплуатационном режиме (вращательная скорость, схема сопротивления, входное давление, температура воды). При использовании электронных преобразователей и системы получения и накопления данных эта выборка может легко быть выполнена с помощью процедуры тестовой выборки. Из тестовых измерительных показаний одной и той же арифметически усредненной величины это значение может быть вычислено путем прибавления всех тестовых показаний и деления суммы на число N показаний. Фактическая средняя величина показаний (но не непосредственно физической величины из-за оставшейся систематической погрешности инструмента) будет приближена к доверительному интервалу вокруг арифметически усредненной величины измеренного значения с определенной вероятностью. Широта доверительного интервала и вероятности, фактическое среднее значение которого находится в пределах этого доверительного интервала, зависит от номера N показаний и от стандартных отклонений отдельных показаний (см. приложение D).

3.4.16 Доверительный интервал

Доверительный интервал для физической величины представляет собой диапазон значений этой величины, к которой приближено с определенной вероятностью фактическое, но неизвестное значение величины. Применяя математическую статистику, доверительный интервал может быть определен на основании результатов, полученных на примере тестовой партии ограниченного количества насосов (см. приложение Г).

3.4.17 Стандартное отклонение

Если значения физической величины совокупности (например, число насосов определенного типоразмера) демонстрируют статистическое распределение согласно нормальному (Гауссову) распределению, то форма этого распределения может быть описана стандартным отклонением индивидуальных величин. Стандартное отклонение k величин совокупности равно квадратному корню из суммы возведенных в квадрат отклонений индивидуальных величин от их арифметических средних значений, деленной на k-1. Стандартное отклонение дает информацию о широте доверительного интервала, в рамках которого с определенной вероятностью может быть приближено каждое отдельное значение. Например, доверительный интервал для вероятности 95% имеет приблизительно двойную широту от стандартного отклонения (точнее в 1,96 раза стандартного отклонения) на обеих сторонах, деленную на квадратный корень из количества измерений (для большого числа измерений) арифметически усредненной величины тестовой партии насосов (см. приложение D).

3.4.18 Погрешности измерений

Принимая во внимание неизбежность сопутствующих всем измерительным приборам и процессам ошибок, фактическая величина физического значения никогда не может быть точно определена с помощью измерений. Все ошибки измерения могут быть разделены на случайные и систематические и уменьшены с помощью различных методов, но при этом они никогда не исчезнут полностью. Чем меньше ошибки измерений, тем выше точность получаемого результата. Максимально возможная разница, на которую отличается с определенной вероятностью результат измерения от фактической величины измеряемого значения, называется погрешностью измерения, которая может иметь абсолютное значение (с единицей измеренного значения) или относительное значение (выраженное главным образом в %), относящиеся к измеренной величине значения.

3.4.19 Разброс

Присутствующие в процессе случайные эффекты, такие, например, как произведенные насосы одного типоразмера или неоднократное измерение одинаковых физических значений, будут приводить к незначительным различиям индивидуальных пропускных способностей процесса, таких как, например, размеры и гидравлические технические характеристики отдельных насосов или отдельные показания измерительных инструментов физических значений соответственно. Отклонения отдельных величин от фактической средней величины или от арифметически усредненной величины называются разбросом. С высокой степенью вероятности разброс имеет ограниченный диапазон. Широта этого диапазона представляет собой косвенный способ измерения для влияющих на результат процесса случайных эффектов.

3.4.20 Допускаемые отклонения

Как правило, применяемое к физической величине допускаемое отклонение определяется как максимальное допускаемое отклонение результата производства или процесса измерения от точного или фактического значения. В случае производственных процессов из-за неизбежных погрешностей, используемых в производстве инструментов, машин и методов, произведенная продукция никогда не будет иметь определенной на этапе проектирования точной, идеальной геометрии.

Производственные допуски, применяемые к геометрическим размерам продукта, определяют максимально допускаемое отклонение фактической геометрии (следующее из производственного процесса) от идеальной геометрии.

Величина геометрических производственных допусков является частью процесса проектирования и должна быть проверена с помощью мер по обеспечению гарантии качества. Для продукции, которая произведена в больших количествах на основе идентичного чертежа (товары массового производства), производственные погрешности приведут к разбросу соответствующих геометрических размеров.

Допустимые геометрические отклонения приближаются к допустимому диапазону этого разброса. В случае серийно выпускаемых насосов разброс геометрических размеров приведет к соответствующему разбросу значений гидравлических параметров и характеристик.

В настоящем стандарте гидравлические производственные допуски серийно выпускаемых насосов определяют диапазон, в пределах которого относящиеся к квалификации рабочие характеристики могут отклониться от средних величин соответствующего типоразмера (это особенно касается насосов с полным диаметром рабочего колеса).

Если будут точно известны соответствующие рабочие характеристики отдельно взятого насоса данного типоразмера, то соответствующие средние величины не будут отклоняться от этих величин более, чем на гидравлический производственный допуск.

4 Минимально необходимые значения КПД и минимальный индекс энергоэффективности (MEI)

4.1 Концепция определения энергоэффективности насоса


Для достижения цели энергосбережения путем замены менее энергосберегающих насосов аналогами, которые соответствуют критериям минимально необходимой энергоэффективности, два важных аспекта должны быть приняты во внимание:

1) минимально необходимые величины ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности должны соответствовать средним значениям КПД насосов соответствующих типоразмеров, выпускаемых серийно или массово. Следовательно, эти средние величины должны быть определены соответствующими методами и затем сравнены с основанными на общих физических взаимосвязях минимальными требуемыми величинами (см. приложение В), а также на статистической оценке существующих насосов, отвечающих современному уровню развития техники, уровню качества проектирования и изготовления (см. 4.2 и 4.3);

2) для экономии энергопотребления важна не только величина ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, но и значение КПД на режимах недогрузки и перегрузки. Это объясняется двумя причинами:

- производственная программа насосов определенного типа из экономических соображений подразделяется у производителей на определенное число различных типоразмеров, каждый из которых охватывает определенный диапазон подачи Q и напора Н. Это приводит к тому, что не всегда удается подобрать подходящий типоразмер насоса, характеристика которого имела бы максимальное значение КПД на режиме, указанном заказчиком;

- выбор наилучшего варианта типоразмера для данного применения чаще всего приводит к тому, что точка производительности будет находиться вне расчетного режима, т.е. речь идет о недогрузке или перегрузке по подаче насоса выбранного типоразмера. (Более детальная информация приведена в приложении В.)

Даже если точка максимального КПД типоразмера насоса будет точно соответствовать необходимой эксплуатационной точке, насос будет нормально эксплуатироваться в рабочем диапазоне, а не только в одной эксплуатационной точке. Это может происходить из-за изменений или варьирования гидравлического сопротивления системы (вызванное меняющимся требованием к расходу системы или долговременным эффектом, таким как, например, внутренние отложения в трубопроводе) или, в случае параллельной эксплуатации насосов, по причине переменных условий эксплуатации, когда в работе задействовано разное количество насосов.

Таким образом, оптимальный выбор типоразмера насосов относительно требований энергоэффективности основывается на соответствии двум критериям - А и Б.

Критерий А - требование минимального КПД в точке максимального КПД типоразмера насоса:

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности. (4.1)


Критерий Б - минимальное требование КПД в режимах недогрузки и перегрузки типоразмера насоса по подаче:

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, (4.2)


ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности. (4.3)


В настоящем стандарте эксплуатационные точки, соответствующие режимам недогрузки (PL) и перегрузки (OL) по подаче, определены как ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности.

Все величины КПД в вышеуказанных критериях являются средними показателями типоразмера насоса с неподрезанным наружным диаметром рабочего колеса.

В идеале средняя по типоразмеру характеристика КПД должна иметь максимально высокие значения КПД в широком диапазоне подач для выполнения квалификационных критериев.

Эти два критерия представлены на характеристике КПД насоса (см. рисунок 2). Для прохождения процедуры оценки соответствия критериям энергоэффективности характеристика КПД насоса соответствующего типоразмера должна обойти все контрольные точки сверху.


Рисунок 2 - Концепция определения энергоэффективности

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности


Рисунок 2 - Концепция определения энергоэффективности

4.2 Математическое представление минимально необходимого значения КПД


Величины минимально необходимого КПД для типоразмеров насоса, отвечающих квалификационным критериям А и Б, основаны на научных исследованиях достижимого КПД центробежных насосов [3]ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, [4] и [5], а также на оценке статистических данных, полученных в результате нескольких направленных европейским производителям насосов в 2007 году опросов.
________________

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности См. приложение А, таблицу А.2.


Полученные данные включают в себя все типы насосов в рамках настоящего стандарта. Быстроходность nГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности насосов, образующих базу данных диапазонов от 6 до 110,5 минГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности и диапазон подач в точке максимального КПД QГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, составляет от 1,8 до 1200 мГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности/ч.

Для соблюдения общей физической зависимости средних достигнутых величин КПД по основным параметрам (см. приложение В) собранные данные были расположены согласно формуле ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности для каждого типоразмера насоса и номинальной частоты вращения в пределах диапазона.

Данная корреляция описана математической формулой (4.4). Вид формулы основан на предыдущих исследованиях [3]. Различные шаги, которые предпринимались от получения данных для их количественного описания по формуле ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, более подробно представлены в итоговом отчете [7].

Формула, описывающая зависимость ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности представлена следующим образом:

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности (4.4)


где ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности - значение КПД в точке максимального КПД, %;

nГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности - частота вращения вала насоса, минГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности;

QГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности - подача в точке максимального КПД;

С - константа, зависящая от минимального индекса энергоэффективности (MEI) (определение значения С описано в 4.4), %.

Рассчитанный по формуле (4.4) результат должен быть округлен до первой цифры после десятичной запятой.

Математический диапазон обоснованности формулы выражается:

6 минГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективностиГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности120 минГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности,

2 мГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективностиГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности1000 мГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности/ч.


Физический диапазон обоснованности формулы выражается

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности.

Примечания

1 Ограничение физического диапазона обоснованности до максимальной величины ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности следует из того факта, что гидравлические и механические потери в коммерчески разработанных и произведенных центробежных насосах не могут опуститься ниже более низкого предела.

2 Дальнейшее снижение потерь потребовало бы применения специальных мер в проектировании и изготовлении, которые могли бы привести к недопустимым усилиям и затратам и/или были бы несовместимы с другими эксплуатационными требованиями насоса, такими как, например, хорошая кавитационная характеристика, низкие уровни шума и вибрации (см. [2]-[5] для получения дополнительной информации).


Основываясь на предположении об отсутствии других ограничений, формула (4.4) действительна для всех типов насосов в рамках настоящего стандарта, касающегося оборудования для перекачивания чистой холодной воды. В случае с многоступенчатыми насосами это действительно для минимального числа ступеней в количестве трех, в случае с погружными многоступенчатыми насосами - для минимального числа ступеней в количестве девяти. Как правило, данная формула действительна для полного диаметра рабочего колеса типоразмера насоса.

Величины КПД относятся только к производительности насоса, не касаясь общей производительности даже в случае спаренных насосных агрегатов (насос-двигатель).

4.3 Минимальный КПД при недогрузке и перегрузке


В работе [7] предоставленные изготовителями данные о насосе были также оценены для режимов недогрузки (0,75QГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности) и перегрузки (1,1QГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности).

Коэффициенты недогрузки и перегрузки, определенные формулами

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, (4.5)


были рассчитаны для каждого типоразмера насосов. Средние величины этих коэффициентов были рассчитаны как ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности и ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности для всех типоразмеров насосов в хорошем приближении.

Используя представленную в 4.2 для ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности формулу, минимальные требования КПД для выбранных эксплуатационных точек при недогрузке или перегрузке имеют следующие значения:

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, (4.6)


ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности. (4.7)

4.4 Минимальный индекс энергоэффективности (MEI)


При изменении параметра С в формуле (4.4) получаемые характеристики ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности при постоянной величине QГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности смещаются вверх (см. рисунок 3 в качестве примера). С выбранной для каждого типа насоса величиной С и частотой вращения в пределах рассматриваемого диапазона существующие насосы распределяются в процентном отношении на те, которые соответствуют минимальным требованиям по КПД (в соответствии с критериями А и Б), и на те, которые не выполняют эти требования, и поэтому будут заменены на рынке насосами, входящими в первую группу. Количественное выражение квалификационных критериев (обозначенное величиной С) на рынке и энергосберегающий эффект характеризуются понятием минимального индекса энергоэффективности (MEI). В соответствии со статистической оценкой [7] минимальный индекс энергоэффективности (MEI) был рассчитан таким образом, что умноженная на 100 его величина указывает на процент существующих типоразмеров насосов, которые не соответствуют квалификационным критериям А и Б для соответствующей величины С. Для получения этих результатов полученные от производителей насосов данные по каждому насосу были взяты в качестве типичных для общего количества насосов соответствующего типоразмера с полным диаметром рабочего колеса.

Минимальный индекс энергоэффективности (MEI) является мерой качества типоразмера насоса относительно КПД. При более низком пределе MEI=0 соответствующие показатели КПД типоразмеров насоса могут быть достигнуты на низком уровне проектирования и изготовления. Для величин MEI>0,7 соответствующие показатели КПД типоразмеров насоса могут быть достигнуты только при совершенно специальном гидравлическом проектировании, которое направлено только на высокий КПД и не соответствует другим гидравлическим параметрам, таким как, например, хорошая кавитационная характеристика, и дополнительно - при применении чрезвычайных мер в проектировании механических конструкций и производстве. В связи с этим превышающие 0,7 величины минимального индекса энергоэффективности (MEI) фактически недостижимы для большинства серийно выпускаемых насосов.

Примечание - Квалификация типоразмера насосов для определенной величины минимального индекса энергоэффективности (MEI) основана на насосах этого типоразмера с рабочими колесами полного диаметра. Тем не менее величина минимального индекса энергоэффективности (MEI) также может быть применима для всех насосов этого типоразмера с диаметрами рабочего колеса в пределах охватываемого типоразмером диапазона. Во многих случаях насосы одного и того же типоразмера будут работать с подрезанными рабочими колесами, т.е. с диаметрами рабочего колеса меньшего диаметра, чем полный диаметр для этого типоразмера. При этом КПД снизится, но процесс энергосбережения по-прежнему будет происходить как с уменьшением диаметра рабочего колеса, так и с уменьшением мощности.


В отношении вопроса энергосбережения:

- ежегодное энергопотребление пользователями насосов будет самым низким при использовании насосов с самыми высокими величинами MEI;

- общая потребляемая насосами в Европе энергия будет сокращена с более высокими заданными, например, законодательством величинами минимального индекса энергоэффективности (MEI).

Примечание - Максимальный эффект от снижения энергопотребления при использовании насосов с высоким минимальным индексом энергоэффективности (MEI) будет достигнут только в том случае, если насосы будут тщательным образом отобраны для требуемых функций (см. приложение В).


В таблице 3 представлены значения параметра С в зависимости от типов насосов, номинальной частоты вращения и значений минимального индекса энергоэффективности (MEI).


Таблица 3 - Значения константы С в зависимости от значения MEI, типа насоса и его частоты вращения

Тип насоса, nГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

Минимальный индекс энергоэффективности (MEI)

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

К, 1450 минГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

132,58

130,68

129,35

128,07

126,97

126,10

124,85

К, 2900 минГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

135,60

133,43

131,61

130,27

129,18

128,12

127,06

КМ, 1450 минГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

132,74

131,20

129,77

128,46

127,38

126,57

125,46

КМ, 2900 минГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

135,93

133,82

132,23

130,77

129,86

128,80

127,75

КМЛ, 1450 минГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

136,67

134,60

133,44

132,30

131,00

130,32

128,98

КМЛ, 2900 минГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

139,45

136,53

134,91

133,69

132,65

131,34

129,83

МС, 2900 минГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

138,19

135,41

134,89

133,95

133,43

131,87

130,37

ПМС, 2900 минГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

134,31

132,43

130,94

128,79

127,27

125,22

123,84


Примеры значений КПД, вытекающие из вычислений по формуле (4.4) для некоторых величин минимального индекса энергоэффективности, представлены на рисунках 3 и 4.

Рисунок 3 - Зависимости КПД от n(s), полученные для консольного насоса (тип К) с частотой вращения вала n(N)=2900 мин_(-1), MEI=0,7 и различными значениями Q(ВЕР)

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности


Рисунок 3 - Зависимости КПД от nГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, полученные для консольного насоса (тип К) с частотой вращения вала ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности минГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, MEI=0,7 и различными значениями QГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

Рисунок 4 - Зависимости КПД от n(s), полученные для консольного насоса (тип К) с частотой вращения вала n(N)=2900 мин_(-1), подачей Q(ВЕР)=32 куб.м./ч и различными значениями MEI

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности


Рисунок 4 - Зависимости КПД от nГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, полученные для консольного насоса (тип К) с частотой вращения вала ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности минГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, подачей ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности мГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности/ч и различными значениями MEI


Для выбора величины минимального индекса энергоэффективности (MEI) в пределах квалификационной процедуры выполняют следующие действия:

1) величина минимального индекса энергоэффективности (MEI) может быть выбрана (и подтверждена процедурой квалификации) производителем насосов с целью указания качества типоразмера насоса относительно КПД;

2) минимальные значения минимального индекса энергоэффективности (MEI) должны быть определены на законодательном, правительственном уровнях или в рамках постановлений ЕАЭС для условий принятия продукции на рынке с целью снижения общего энергопотребления.

В рамках проведения квалификационной процедуры или работ по проверке типоразмера насосов величин QГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности и nГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, от которых зависит ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, должны быть в свою очередь определены опытным путем на испытательной партии насосов, поскольку они априори не известны и не следуют из результатов испытаний в качестве точных или правильных значений. На определение QГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности и nГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективностипо результатам испытаний на опытной партии насосов влияют производственные допуски в пределах типоразмера (см. приложение В) и погрешности измерения (см. раздел 5).

Поэтому величины QГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности и nГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности могут быть определены только с приближением к соответствующим допускам или доверительным интервалам. Во время вычисления ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности с помощью формулы (4.4) погрешности QГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности и nГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности трансформируются в результат. В настоящем стандарте вычисленная с помощью формулы (4.4) ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности величина, использующая в качестве ввода измеренные (и - в случае, если опытная партия насосов М>1 - арифметически усредненные) величины QГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности и nГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, называется номинальной величиной минимального необходимого КПД. Объединенное влияние производственных допусков в пределах типоразмера и погрешностей измерения принимается во внимание во время применения общих минусовых допусков на номинальной величине минимального необходимого КПД - ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности. Величины, получаемые после применения минусовых допусков по величинам ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, называются частными пороговыми величинами и используются в определенных настоящим стандартом процедурах квалификации и проверки для сравнения с фактическими значениями КПД насосов рассматриваемого типоразмера.

Примечание - Применение общего минусового допуска на номинальных величинах минимального необходимого КПД находится в тесном соответствии с применением общего допустимого отклонения на гарантируемых величинах гидравлических значений в соответствии с описанным в ГОСТ ISO 9906 методом. Различие заключается в том, что в настоящем межгосударственном стандарте величины, на которые распространяется общее допускаемое отклонение, являются результатом испытаний, в то время как в случае ГОСТ ISO 9906 они определяются в тексте контракта.

5 Определение КПД испытательного насоса

5.1 Общие положения


Этот раздел определяет параметры промышленных испытаний и оценок случайным образом выбранных из типоразмера испытательных насосов, которые выполнены:

- независимыми организациями (например, в рамках наблюдения за рынком) с целью проверки указанной производителем величины минимального индекса энергоэффективности (MEI);

- производителем в том случае, если он принял решение квалифицировать этот типоразмер в отношении определенной величины минимального индекса энергоэффективности (MEI) при использовании этих испытаний и оценок.

Подобные испытания и оценки их результатов должны предоставлять необходимую информацию о фактических значениях параметров испытываемых насосов, необходимых для описанной в разделе 6 процедуры определения значения MEI или для описанной в разделе 7 процедуры оценки соответствия указанного значения MEI. Эти значения включают:

1) расход в точке максимального КПД QГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, от которой могут быть получены значения расхода QГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности и QГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности при указанных значениях недогрузки и перегрузки (см. 4.1) соответственно;

2) максимальный КПД ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности при QГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности и величины КПД ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности и ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности при соответствующих значениях расхода QГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности и QГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности;

3) коэффициент быстроходности nГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности, который необходим для определения минимальных необходимых значений КПД (см. 4.2-4.4).

Относительно требований к испытательным установкам и измерительному оборудованию должен быть применен ГОСТ ISO 9906.

5.2 Процесс испытаний


Проведение испытаний должно проводиться в соответствии с ГОСТ ISO 9906, ступень 2В. Исключение для входной мощности в 10 кВт и ниже (см. ГОСТ ISO 9906, 4.4.2) не должно рассматриваться.

1. Испытания должны выполняться на испытательных стендах производителя или в лабораториях в соответствии с методами и определенными в ГОСТ ISO 9906 испытательными процессами.

2. Характеристики насоса должны сниматься между входным и нагнетательным фланцами насоса.

Условия, необходимые для гарантирования удовлетворительных измерений технических характеристик, определены в 5.3.

Примечания

1 Точным образом измеренные характеристики насоса в данной конкретной испытательной ситуации не могут быть приняты в качестве соответствующего точного признака их характеристик в другой испытательной ситуации.

2 Рекомендации и общее руководство, касающиеся необходимых для удовлетворительных измерений подач и напоров подходящих размеров трубопроводов, приведены в А.3 ГОСТ ISO 9906 и, в случае необходимости, могут использоваться вместе с межгосударственными стандартами по измерению расходов в закрытых трубопроводах на предмет различных методов (см. А.1 ГОСТ ISO 9906).


В соответствии с разъяснениями, приведенными в А.1.4 ГОСТ ISO 9906, необходимая для определения КПД насоса входная пропускная мощность насоса может быть экспериментальным образом определена с помощью:

- измерений вращательной скорости и вращающего момента;

- или измерений электроэнергии.

В случае определения входной мощности взятых из типоразмера испытательных насосов с помощью измерений электроэнергии должен использоваться указанный в А.1.4.3 ГОСТ ISO 9906 калиброванный электродвигатель, который эксплуатируется только при условии, когда с достаточной точностью известна мощность двигателя.

В случае испытания насоса с встроенным электродвигателем (касается насосов типа КМЛ или ПМС) в рамках процедуры проверки должна быть соответствующим способом рассчитана зависящая от нагрузки двигателя мощность, например через предоставляемую производителем информацию или в результате разборки испытательного насоса и калибровки двигателя, указанным в А.1.4.3 ГОСТ ISO 9906.

Для типоразмеров производимых и реализуемых изготовителем многоступенчатых насосов с различным числом ступеней испытания на тестовых насосах, которые должны быть репрезентативными (относительно КПД) для типоразмера, необходимо выполнить на моделях насосов с минимальным количеством в 3 ступени для (непогружных) многоступенчатых насосов (МС) и с минимальным количеством в 9 ступеней для погружных многоступенчатых насосов (ПМС).

Выбранные из типоразмера испытательные насосы должны иметь рабочее колесо с полным диаметром соответствующего типоразмера насосов.

Примечание - Изменение насоса данного типоразмера путем подрезки диаметра рабочего колеса снизит КПД насоса в сравнении с КПД того же самого типоразмера насоса с полным диаметром.


Полный комплект отчетов в печатном или электронном виде должен храниться, по меньшей мере, пять лет, но, как правило, этот срок определяется в соответствии с предписаниями внутригосударственных законодательных актов.

Результаты испытаний должны быть обобщены в отчете. Дальнейшие указания, касающиеся содержания испытательного отчета и испытательных листов соответствующего насоса, приведены в приложении F ГОСТ ISO 9906.

5.3 Условия проведения испытаний


Испытания должны проводиться на чистой холодной воде. Параметры чистой холодной воды определяются в соответствии с данными таблицы 4.

Примечание - Эксплуатационные параметры насоса существенным образом изменяются в зависимости от природы перекачиваемой жидкости. Невозможно сформулировать общие правила, посредством которых результаты измеренных на чистой холодной воде эксплуатационных параметров, могут быть преобразованы для прогнозирования параметров при работе с имеющей другие свойства водой (температура, содержание твердых частиц или газа) или другими жидкостями.


Таблица 4 - Параметры чистой холодной воды

Характеристика

Единица измерения

Максимальный показатель

Температура

°С

40

Кинематическая вязкость

мГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

1,5·10ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

Плотность

кг/мГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

1050

Содержание свободных твердых частиц

Доступ к полной версии этого документа ограничен

Текст документа вы можете получить на ваш адрес электронной почты, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

Что вы получите:

После завершения процесса оплаты вы получите доступ к полному тексту документа, возможность сохранить его в формате .pdf, а также копию документа на свой e-mail. На мобильный телефон придет подтверждение оплаты.

При возникновении проблем свяжитесь с нами по адресу uwt@kodeks.ru

ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

Название документа: ГОСТ 33970-2016 (EN 16480:2016) Энергетическая эффективность. Насосы центробежные для воды. Определение минимально необходимых значений коэффициента полезного действия и индекса энергетической эффективности

Номер документа: 33970-2016

Вид документа: ГОСТ

Принявший орган: Росстандарт

Статус: Действующий

Опубликован: Официальное издание. М.: Стандартинформ, 2017 год
Дата принятия: 02 июня 2017

Дата начала действия: 01 января 2018
Информация о данном документе содержится в профессиональных справочных системах «Кодекс» и «Техэксперт»
Узнать больше о системах