Відомо, що циркуляційні насоси мають невелике споживання електроенергії. Проте експлуатуються вони цілий рік, - і «набігає» чимало. Існують два способи зниження витрат: можна підвищити ККД насоса або шляхом електронного регулювання частоти обертання оптимізувати постійно мінливі потреби системи. Обидва вони знайшли застосування: в циркуляційних насосах з електронним регулюванням числа обертів, асинхронними і синхронними двигунами, з постійним магнітом.
Перевага насосів з електронним регулюванням числа обертів і асинхронними двигунами - в економії електроенергії при тривалій і надійної експлуатації в порівнянні з нерегульованими насосами, про це відомо давно. В системі опалення вони в автоматичному режимі відстежують зміну витрати теплоносія і потрібним чином коригують свою роботу, узгоджуючи потужність електродвигуна з параметрами навантаження системи. Незважаючи на те, що насос з вбудованою системою регулювання обійдеться споживачеві дорожче насоса без зазначеної системи, за весь термін служби загальні витрати на експлуатацію та технічне обслуговування у регульованого приладу виявляться нижче. Але такі насоси зазвичай мають асинхронний двигун, недоліки якого - значний пусковий струм і неможливість плавного зміни швидкості обертання, так як швидкість обертання магнітного поля залежить від частоти струму.
За технологічними та ціновим критеріям зниження споживаної потужності регульованих насосів з класичними асинхронними двигунами неможливо. Необхідність зниження витрат на електроенергію призвела до створення насосів з синхронними двигунами. Принципова відмінність синхронного двигуна від асинхронного - у виконанні ротора. У синхронного двигуна - це магніт, виконаний при відносно невеликих потужностях на базі постійного магніту. Оскільки різнойменні полюси магнітів притягуються, то обертове магнітне поле статора, яке можна інтерпретувати як обертовий магніт, захоплює за собою магнітний ротор, причому їх швидкості рівні. В асинхронних машинах швидкість обертання ротора дещо менше швидкості обертання поля. Це і пояснює назву таких двигунів.
Позитивні властивості синхронних двигунів з постійними магнітами - висока стабільність швидкості обертання в синхронному режимі, порівняно високі енергетичні показники, підвищена перевантажувальна здатність, велика питома потужність на одиницю маси, хороша синфазность обертання.
Основний недолік - складність пуску, при якому потрібно розкрутити ротор у бік обертання магнітного поля, створюваного статором. Саме тому переважна більшість синхронних двигунів запускаються як асинхронні, для чого забезпечуються пусковий обмоткою. У момент пуску двигун працює як асинхронний, а коли швидкість ротора наближається до швидкості обертання поля, ротор синхронізується, і далі вже двигун працює за цією схемою. Однак, на відміну від двигунів з електромагнітним спонуканням, постійні магніти на час пуску неможливо «відключити». Тому в процесі розгону магнітний потік від них індукує в обмотці статора ЕРС, під дією якої по обмотці через джерело протікає струм. Взаємодіючи з полем постійного магніту, він створює момент по своїй природі аналогічний асинхронному моменту, развиваемому пусковий обмоткою. Цей момент - не рушійний, а гальмуючий. При збільшенні гальмівного моменту, що діє на ротор, зменшується число оборотів, приводячи до збільшення ЕРС, що виникає в обмотці ротора, магнітного поля ротора, і крутного моменту при будь постійної швидкості обертання. Енергія, необхідна для приведення двигуна в дію, забезпечується за рахунок магнітів, встановлених в роторі, а не тільки за рахунок електроживлення.
Поряд з гарною якістю регулювання, синхронний двигун дозволяє получітьболее високий ККД, як при повній, так і частковій навантаженні. Принцип знайшов застосування в циркуляційних насосах з мокрим ротором Grundfos, Wilo, Сalpeda. Інноваційні методи, що включають в себе виробництво магнітів під високим тиском, лазерну зварювання і унікальний процес намагнічування, дозволили отримати необхідні результати. А застосування передової електроніки, повнофункціонального програмного забезпечення та сучасних
методів виробництва гарантують їх тривалий термін служби і високоефективну експлуатацію. Принцип їх роботи, влаштування і можливості розглянемо на насосах NC фірми Сalpeda. Це - технологія електронної комутації двигуна з ротором на постійних магнітах.
Двигун не блокується, так як:
- рабочіе характеристики синхронного двигуна дозволяють збільшувати зазор між ротором і камерою-статором, що в асинхронних двигунах неможливо без зниження ККД;
- ротор виконаний з кераміки і менш схильний до утворення вапнякових наростів, ніж традиційний металевий;
- Електроніка приладу в змозі визначити виникнення труднощів в обертанні двигуна: у такій ситуації електронний блок кілька разів «пробує» запустити двигун з піковим моментом обертання, на порядок більшим, ніж у традиційних двигунів;
- Запатентована «квадратна камера» виключає можливість зупинки ротора.
Є у таких насосів і інші плюси. Постійна швидкість двигуна дозволяє обмежити перепади тиску при зміні рівня втрат тиску. Крім того, робота насосів Сalpeda не залежить від температури і напруги в мережі. Традіціонниенасоси можуть працювати в даному режимі, але для цього використовується дуже складна і дорога електроніка. Надійна електроніка забезпечує режим роботи електронасоса з двигуном по класу нергоефектівності «А», а подвійна електрична ізоляція - максимальну безпеку. Низька робоча температура двігателяпозволяет використовувати матеріали, що забезпечують високу електроізоляцію, запобігаючи небезпека шкідливої електричної дисперсії, яка присутня у традиційних насосах. Підвищений ККД знижує споживання струму і, отже, зменшує витрату електроенергії. Отже, економія гарантована приблизно на 49% порівняно з традиційними насосами.