- Впервые установлено, что базовым (эталонным) значением максимальной энергоэффективности, необходимым для определения потенциала энергосбережения насосных установок систем ВиВ, является теоретический минимум целевой функции минимизации затрат энергии, который может быть достигнут в том случае, если напор в диктующей точке водопроводной системы или на выходе из насосной установки (для систем водоотведения) на всем диапазоне изменения подачи будет минимально допустимым, а отклонения КПД от своего максимального значения равны нулю.
- Впервые введено новое понятие «виртуальный насос» и созданы математические модели виртуальных и реальных насосных установок, работающих с постоянной и переменной частотой вращения рабочих колес. Разработка математической модели виртуального насосного агрегата открывает принципиально новые возможности для исследования энергоэффективности работы сложных гидродинамических систем «резервуар - насосная установка - трубопроводная система».
- Разработана принципиально новая методика определения оптимальных параметров насосных установок, обеспечивающих их максимальную энергоэффективность для заданных технологических условий. Выбор параметров насоса осуществляется путем решения оптимизационной задачи минимизации затрат энергии на всех возможных режимах его работы, с вычислением параметров наиболее эффективного виртуального насоса. Затем по полученным параметрам виртуального насоса подбирается реальный насос, параметры которого наиболее близки к виртуальному.
- Впервые разработана методика определения области возможных режимов работы насосного агрегата с регулируемым приводом и учетом имеющихся ограничений при его эксплуатации: помпажу, кавитации, КПД, мощности электродвигателя привода, максимальному и минимальному значениям частоты вращения рабочего колеса. Определение границ области допустимых режимов обеспечивает возможность исследования совместимости характеристик насосных агрегатов при оценке целесообразности и эффективности включения их в совместную работу.
- Впервые путем сканирования области возможных режимов работы насосов получены дифференциальные характеристики и для ряда насосных агрегатов отечественного и зарубежного производства. Исследование характера поведения полученных зависимостей обеспечивает возможность выбора оптимизационного метода для решения задач, связанных с оптимальным распределением нагрузки между насосными агрегатами при их совместной (параллельной или последовательной) работе.
- Впервые для группы параллельно подключенных агрегатов, имеющих различные характеристики и работающих с переменной нагрузкой, решена задача одновременной оптимизации состава и режимов их работы с использованием специальной матрицы возможных состояний агрегатов. Для оценки надежности и достоверности полученных результатов задача минимизации затрат энергии была решена двумя различными оптимизационными методами: неопределенных множителей Лагранжа и проекций антиградиента (т.к. определялся минимум энергетического функционала).
2.Николаев В.Г. Способ регулировки работы системы лопастных наг-нетателей при переменной нагрузке. Патент 2230938 РФ. // Бюллетень. Изобретения. Полезные модели, 2004, № 17, ч.2.
3. Николаев В.Г. Анализ энергоэффективности различных способов управления насосными установками с регулируемым приводом. // Водоснабже-ние и санитарная техника, № 11, ч. 2, 2006, с. 6-16.
4.Николаев В.Г. Энергосберегающие методы выбора оптимальных параметров лопастных нагнетателей и способа управления ими в нестационар-ных технологических процессах. // Вестник Московского агроинженерного государственного университета им. В.П. Горячкина, № 3, 2007, с. 36-49.
5. Николаев В.Г. Энергосберегающие методы управления группой лопастных насосов при переменной нагрузке. // Экология и промышленность России, март, №3, 2008, с. 40-44.
6.Николаев В.Г. Способы повышения энергоэффективности управле-ния насосными установками сооружений биологической очистки сточных вод. // Экология и промышленность России, январь, №1, 2008, с. 21-23.
7.Николаев В.Г. Энергосберегающие методы выбора оптимального числа, параметров и способов управления группами лопастных насосов в системах водоснабжения АПК. // Вестник Московского агроинженерного госу-дарственного университета им. В.П. Горячкина, № 1, 2008, с. 25-36.
8.Николаев В.Г. Влияние выбора способа управления лопастным насосом на определение его оптимальных параметров при переменной нагруз-ке. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, № 5, 2008, с. 23-30.
9.Николаев В.Г. Энергосберегающие способы управления режимами работы группы лопастных насосов, работающих параллельно. // Приборы и си-стемы. Управление, контроль, диагностика, № 6, 2008, с. 17-25.
10. Николаев В.Г. Энергосберегающие способы управления группой лопастных насосов с регулируемым электроприводом. // Техника в сельском хозяйстве, № 3, 2008, с. 18-21.
11. Николаев В.Г. Управление группой насосов с регулируемым приводом при переменной нагрузке. // Мелиорация и водное хозяйство, № 2, 2008, с. 10-14.
12. Николаев В.Г. Выбор оптимальных параметров насосного оборудования и способов управления им. // Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 1, 2008, с. 43-46.
13. Николаев В.Г. Управление режимами работы группы лопастных насосов. // Водоснабжение и санитарная техника, № 5, 2008, с. 9-16.
14. Николаев В.Г. Энергоэффективные способы выбора параметров и управления лопастными насосами при переменной нагрузке. // Технология нефти и газа, №5, 2008, с.40-43.
15. Николаев В.Г. Энергосберегающие способы управления режимами работы группы параллельно включённых лопастных насосов. // Гидротехни-ческое строительство, №7, 2009, с. 50 – 56.
16. Николаев В.Г. Исследование энергоэффективности работы обору-дования насосных станций. // Гидротехническое строительство, №9, 2009, с. 39 – 45.
17. Николаев В.Г. Влияние характеристик насосов на энергопотребле-ние канализационных насосных станций и качество очистки сточных вод. // Водоснабжение и санитарная техника, №10, ч.2, 2009, с. 3 – 10.