目前，泵機(jī)年耗電量占世界總年耗電量的比例不低于10%，并且在所有泵機(jī)中，約有三分之二的泵機(jī)每年多消耗了60%的電能。據(jù)全球泵機(jī)制造商格蘭富公司估計(jì)，如果每個(gè)企業(yè)均切換到高效泵機(jī)系統(tǒng)，則全球范圍內(nèi)每年可節(jié)省4%的總耗電量，換句話說，可節(jié)省的耗電量將相當(dāng)于十億人口的居民用電量。因此，通過開發(fā)更高效節(jié)能的電機(jī)來降低能源成本已經(jīng)成為了終端用戶、環(huán)境立法者、政府和制造商優(yōu)先考慮的事項(xiàng)之一。

　　在過去的十年中，泵機(jī)行業(yè)已經(jīng)投入大量努力來協(xié)調(diào)世界各地不同的測(cè)試和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以及隨后采用的泵機(jī)標(biāo)簽方案。在國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）同NEMA、CEMEP、IEEE和其他國(guó)際組織的共同努力下，這項(xiàng)工作促進(jìn)了兩大標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布：

　 　IEC60034-2-1（1.0版）：旋轉(zhuǎn)電機(jī)——第2-1部分：通過測(cè)試來確定損耗和效率的標(biāo)準(zhǔn)方法（2007年版不包括牽引車輛用電機(jī)），該部分描述了用于確定電機(jī)效率的方法。

　　 IEC60034-30：旋轉(zhuǎn)電機(jī)——第30部分（1.0版）：?jiǎn)嗡偃嗷\式-感應(yīng)電機(jī)的效率分級(jí)（IE標(biāo)準(zhǔn)），該部分定義了感應(yīng)電機(jī)的能源等級(jí)。

　  “目前存在兩種確定電機(jī)效率的方式，”格蘭富控股公司全球產(chǎn)品經(jīng)理Mikael Nedergaard說道，“一種是直接測(cè)試，主要通過在所供應(yīng)的電壓和電流的基礎(chǔ)上測(cè)量輸入功率以及在轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩基礎(chǔ)上測(cè)量輸出功率。另一種是間接方法，主要通過測(cè)量輸入功率，然后測(cè)量單個(gè)部件的損耗并將它們逐項(xiàng)相加，以計(jì)算總損耗。這種間接方法僅可用于三相電機(jī)?！?/span>

　　目前的標(biāo)準(zhǔn)

　　目前適用于單速三相籠式-感應(yīng)電機(jī)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)IEC60034-30定義了以下三種能效水平：

　　IE3—超高效率（相當(dāng)于NEMA標(biāo)準(zhǔn)超高效率等級(jí)）

　   IE2—高效率（相當(dāng)于NEMA標(biāo)準(zhǔn)高能效等級(jí)）

　   IE1—標(biāo)準(zhǔn)效率（相當(dāng)于以前的CEMEPEFF2能效等級(jí)）

　  2014年，一項(xiàng)新的IEC60034-30-1標(biāo)準(zhǔn)將定義第四種能效水平——IE4頂級(jí)效率。該標(biāo)準(zhǔn)將取代目前的IEC60034-30標(biāo)準(zhǔn)。

　“ I E 2 效率水平是由歐盟委員會(huì)耗能產(chǎn)品節(jié)能化設(shè)計(jì)指令（EcoDesignDirective）于2011年6月強(qiáng)制實(shí)施的，自2015年1月起，所有額定輸出為7.5-37.5kW的電機(jī)均不得低于IE3能效水平，如果配備了變速驅(qū)動(dòng)器，則必須達(dá)到IE2能效水平，”格蘭富全球產(chǎn)品專員RobertBork Hansen解釋道，“這些規(guī)定適用于連續(xù)運(yùn)行基礎(chǔ)上額定電壓為1,000V的2極/4極/6極單速三相感應(yīng)電機(jī)。（歡迎關(guān)注微信：泵友圈）值得注意的是，這些規(guī)定并不涉及那些專用于完全浸沒在液體中運(yùn)行的電機(jī)和/或者完全集成到產(chǎn)品中的電機(jī)，因?yàn)檫@些電機(jī)的能源性能無法獨(dú)立于產(chǎn)品測(cè)試出來?！?/span>

　　提出的問題

　　這里需要提出的問題是，配備有專用于浸沒在水中運(yùn)行的集成式電機(jī)的泵機(jī)（如污水泵）是否能夠描述為符合IE2或IE3效率水平。由于我們無法獨(dú)立于泵機(jī)對(duì)電機(jī)進(jìn)行測(cè)試，這主要是因?yàn)闆]有標(biāo)準(zhǔn)化連接和明確定義的冷卻系統(tǒng)，也沒有既定的測(cè)試方法，因此，答案肯定是“否定的”。

　　“從理論上講，測(cè)試污水泵中的電機(jī)效率應(yīng)當(dāng)相對(duì)簡(jiǎn)單、直接，因?yàn)殡姍C(jī)含有一個(gè)軸，我們可以對(duì)該軸進(jìn)行測(cè)試，以計(jì)算出轉(zhuǎn)矩和功率，”格蘭富區(qū)域項(xiàng)目經(jīng)理Leo Andersen說道，“然而，任何測(cè)試程序必須解決的問題在于冷卻和通風(fēng)以及使電機(jī)保持冷卻所需的功率。其他兩個(gè)可能導(dǎo)致電機(jī)軸功率輸出需求的因素是機(jī)械密封摩擦損耗和軸承摩擦損耗，這些損耗來源于角接觸軸承的使用。污水泵通常會(huì)使用雙機(jī)械密封裝置，以防止泵送的液體泄漏到電機(jī)中。”

　　Andersen說道：“另外還需要考慮安裝問題。例如，對(duì)于濕法安裝和干法安裝（采用相同的泵機(jī)）應(yīng)用而言，能源效率將所有不同?？偟膩碚f，鑒于系統(tǒng)中存在各種損耗，我們需要采用一種明確定義的測(cè)試方法，但要做到這一點(diǎn)，將涉及到建立一種能夠?qū)惭b完全復(fù)制出來的設(shè)施?！?/span>

　　來自格蘭富污水行業(yè)的客戶的大量實(shí)例證據(jù)表明，運(yùn)行可靠性和更高的效率是用戶最關(guān)心的問題。泵機(jī)安裝好之后，用戶普遍不想再次觸碰泵機(jī)；但同樣也作好了這樣的準(zhǔn)備，如果要使泵機(jī)故障減少，可能需要犧牲一定程度的能源效率。在污水行業(yè)，效率是一個(gè)影響所有泵機(jī)用戶的問題，并且當(dāng)泵機(jī)電機(jī)尺寸增加時(shí)，效率將會(huì)變得更加重要。格蘭富的目標(biāo)是為所有污水泵提供最高水平的總能效。

　　提供解決方案

　　由于無法聲稱配備了集成式電機(jī)的污水泵符合IE2或IE3能效水平，因此，格蘭富提供了一種其認(rèn)為能夠解決泵機(jī)和電機(jī)效率問題的解決方案。

　　現(xiàn)在，格蘭富SE1/SEV和SL1/SLV污水泵在泵機(jī)外殼內(nèi)集成了IE3電機(jī)的電氣元件，即轉(zhuǎn)子和定子。

　　“污水泵電機(jī)與傳統(tǒng)IE3電機(jī)的不同之處在于軸承和機(jī)械密封，并且無需上文描述的風(fēng)扇冷卻裝置，”Bork Hansen先生說道，“在濕法安裝中，由泵機(jī)浸沒其中的流體提供冷卻作用。格蘭富IE3電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子根據(jù)TEFC電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過了類型測(cè)試認(rèn)證，并且提供測(cè)量報(bào)告支持，因此，實(shí)際上，它是一款符合IE3能效標(biāo)準(zhǔn)的電機(jī)。然而，由于更改了軸承，并添加了機(jī)械軸密封以及冷卻方法，IE3電機(jī)能效水平符合性被否定了?！?/span>

　　泵機(jī)行業(yè)迄今為止仍未推出污水泵能效標(biāo)準(zhǔn)的主要原因可能在于，制造商、環(huán)境立法者和標(biāo)準(zhǔn)制定者將污水泵電機(jī)視為一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備，而不是一個(gè)集成到泵機(jī)中的設(shè)備，因此，他們很難定義電機(jī)的摩擦損耗和效率。

　　一些聲稱其生產(chǎn)的污水泵符合IE3能效標(biāo)準(zhǔn)的泵機(jī)制造商均犯有誤導(dǎo)咨詢者和終端用戶的過錯(cuò)。如果一份招標(biāo)文件指定污水泵必須符合IE3能效標(biāo)準(zhǔn)，那么，任何制造商均不可能供應(yīng)這樣的泵機(jī)，因?yàn)槟壳案静淮嬖谌魏侮P(guān)于配備有集成電機(jī)的污水泵效率定義的適用標(biāo)準(zhǔn)。

　　具體數(shù)值

　　采用來自IE3電機(jī)的電氣組件并將它們安裝在污水泵中的確提供了一些有關(guān)整個(gè)電機(jī)設(shè)備效率水平的信息，但并沒有提供任何具體數(shù)值，因?yàn)槲鬯弥械哪Σ翐p耗不同于標(biāo)準(zhǔn)泵機(jī)中的摩擦損耗，這些損耗沒有加以考慮。并且，這些信息也沒有涉及到任何有關(guān)水力性能方面的內(nèi)容，而這一方面卻可能存在提高效率的更大可能性。

　　“為了在泵機(jī)系統(tǒng)中獲取最高水平的效率，所選擇的泵機(jī)必須擁有一個(gè)BEP（最佳效率點(diǎn)），并且BEP應(yīng)當(dāng)與工作點(diǎn)形成最佳匹配，”Nedergaard先生說道，“BEP在很大程度上取決于泵機(jī)的特征，包括功率、流速和揚(yáng)程，它是泵機(jī)性能曲線上的一個(gè)點(diǎn)，能夠提供最高效的運(yùn)行。我們必須記住的一點(diǎn)是，如果泵機(jī)運(yùn)行偏離所設(shè)計(jì)的BEP，泵機(jī)效率將會(huì)大幅下降。”

　　格蘭富認(rèn)為，討論污水泵和電動(dòng)潛水泵時(shí)，泵機(jī)制造商、顧問和終端用戶需要解決ISO 9906: 2012‘回轉(zhuǎn)動(dòng)力泵性能驗(yàn)收測(cè)試’標(biāo)準(zhǔn)或者ANSI/HI11.6.2012‘回轉(zhuǎn)動(dòng)力潛水泵性能驗(yàn)收測(cè)試’標(biāo)準(zhǔn)中定義的泵機(jī)總體效率，而不是完全專注于電機(jī)效率。另外，泵機(jī)水力性能對(duì)于電機(jī)效率同樣重要，因?yàn)橥ㄟ^這個(gè)方面提高泵機(jī)效率的可能性更大。

　　在目前尚無相應(yīng)的泵機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)的情況下，泵機(jī)制造商和供應(yīng)商將不可避免地重視IE3連接。但這種局面正在開始改變，歐盟泵業(yè)協(xié)會(huì)（Europump）正在討論合適的泵機(jī)標(biāo)準(zhǔn)方案。制定合適的泵機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的推動(dòng)力不能僅僅來自于泵機(jī)制造商，同時(shí)還需要由政治家和監(jiān)管機(jī)構(gòu)來大力推動(dòng)。

　　“近年來，泵業(yè)行業(yè)為小型循環(huán)泵（如污水泵和潛水泵等）制定了相關(guān)能源標(biāo)準(zhǔn)，其中，電機(jī)和電機(jī)軸包含在單一的外殼內(nèi)，無法單獨(dú)進(jìn)行測(cè)試，”Nedergaard先生說道。

　　“ 該標(biāo)準(zhǔn)是由歐盟泵業(yè)協(xié)會(huì)（Europump）、泵機(jī)制造商行業(yè)協(xié)會(huì)和泵機(jī)制造商共同起草的，并獲得了歐盟的批準(zhǔn)，其包含七個(gè)節(jié)能等級(jí)。泵機(jī)的能效指數(shù)（EEI）是根據(jù)年度載荷曲線計(jì)算的，并根據(jù)能效水平為泵機(jī)貼上能效標(biāo)簽。推出能效標(biāo)簽后，終端用戶能夠?qū)Σ煌漠a(chǎn)品進(jìn)行比較，并為具體應(yīng)用選擇最合適的泵機(jī)或泵組?！?/span>

　　如果循環(huán)泵能夠做到這些，那么接下來，我們也可以為污水泵制定一項(xiàng)國(guó)際認(rèn)可的能源標(biāo)準(zhǔn)。由于污水處理行業(yè)正逐漸轉(zhuǎn)向規(guī)格更大、效率更高的處理裝置，這需要采用更大型的泵機(jī)，因此，能源成本將變得更加重要。泵機(jī)行業(yè)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)必須作出相應(yīng)的回應(yīng)，并投資制定一項(xiàng)能夠?yàn)榻K端用戶提供他們所需信息的測(cè)試機(jī)制。