(EU)No 622/2012法规解读及EEI效率指数实例分析

胡佳立 黄天岐 朱俊磊 胡陈昊 郑诗瑶

（嘉兴威凯检测技术有限公司 嘉兴 314000）

引言

小型循环泵（以下简称循环泵）在家庭供暖领域的应用非常广泛，是供暖系统中最重要的组成部件之一。它需要全年不间断地运行，所以往往是一个家庭中最耗电的设备。由于欧盟市场供暖系统的普遍化，其综合的能源消耗量非常巨大。据统计，仅2020年循环泵及类似泵的耗能达到1 360 亿千瓦时[1]，至目前2023年其综合能耗可能突破1 500 亿千瓦时。在此情形下，自2013年起，欧盟能耗产品指令对循环泵的能效设立了新的要求。根据该指令规定，目前的A-G 能源标签计划将被能效指数（EEI）所替代，只有符合新的严苛要求的循环泵才能在欧盟使用。新的指令要求下：到2023年，欧盟将每年节省23 TWh 的能源，相当于2-3 个核电站每年的发电量。该指令对国内出口欧盟的循环泵生产商提出了较高的要求。目前较多企业对该效率指数EEI 的测试需求较大，但开展此类测试的机构较少。鉴于此，我们选取实际样品进行测试，并简单梳理测试流程，以期帮助企业满足该需求。

1 指令解读

欧盟于2012年7月11日正式发布(EU)No 622/2012法规，并于2013年1月1日起正式实施。相较于(EC)No641/2009 指令，新的法规对两类泵的生态设计要求做了规定：独立式循环泵和产品整合式循环泵。能效要求：独立式循环泵自2013年1月1日起，效率指数EEI≤ 0.27，自2015年8月1日起，效率指数EEI ≤0.23；产品整合式循环泵对效率指数不做要求。主要产品信息要求，独立式循环泵自2013年1月1日起应在循环泵的铭牌和技术文档上明确标示出EEI。产品整合式循环泵自2013年1月1日起只需要在循环泵替换产品中标示产品信息，自2015年8月1日起，应在循环泵的铭牌和技术文档上明确标示出EEI。本法规同时对以下两种情形进行了豁免：饮用水循环泵，依照(EU)No 622/2012 法规中的产品信息要求设计的除外；在2020年1月1日以前作为产品替换品的循环泵。此处产品指的是在2015年8月1日以前作为投放到市场上产品整合式循环泵。通过以上分析我们不难看出，欧盟市场对循环泵的能耗要求越来越高。虽然指令的发布实施至今日已经超过10年，但依然是国内广大涉及出口欧盟市场该类产品的企业产品设计的核心指导要求之一。我们依然需要学习并熟悉该指令要求。

2 实例分析

根据前述的指令解读，我们虽然明白了欧盟循环泵的能效指数的具体要求。但是企业在实际的设计生产过程中对其设计的产品，其是否达到该指令的要求，或者具体其指数为多少数值依然不甚明了，对具体的测试方法知之甚少。下面结合实际的样机，完成一个测试流程并计算出具体的EEI 指数，并对过程中一些影响因素进行分析。形成一个规范化方法总结以期对有此需求的企业提供技术帮助。

2.1 设备要求

测试样机型号：MAGNA3-32-120，参数：230 V，50 Hz，120 W，8.0 m3/h，F 级。测试需要一套完整的水泵测试系统，主要包含以下几个组成部分：操作台，管路，承压水箱，电源，流量计，电磁阀，功率计，压力传感器，加压装置等。

2.2 管路条件

根据EN 16297-1 的要求[2]，该测试对象为循环泵，其安装型式有比较明确的要求。我们将测试的基本管路条件用实例的形式进行简要说明：

测试系统管路必须为循环系统，以型号为：MAGNA3-32-120 的循环泵为例，根据说明书上的技术要求：其出入口管径要求为DN32，则图示D1=D2=32 mm，A 和B 点分别为进口和出口压力传感器布置点，其距离泵的进出口为2D=64 mm，E 为泵送介质流动方向，必须在大于出水管C 的2D=64 mm 处测量流量，回水管长度必须大于6D=192 mm。

同时，根据EN 16297-1 的要求，该测试管路内须有（2+0.5）bar 的内压。在管路系统的水箱部分需连接加压装置,在整个测试周期内需维持该压力值。

2.3 其他要求

根据标准EN 16297-1 的要求，完成上述的准备后，测试条件还需要满足以下条件：

1）试系统介质为清水，温度要求：（20±5）℃，水中无颗粒及气泡；

2）测试系统供电电压（230±2.3）V；

3）被测循环泵运行时长＞10 h。

2.4 测试过程及数据采集

整个测试过程主要分以下几个步骤进行：

2.4.1 首先参考使用说明书完成循环泵的安装，要求做到管路接合处密闭不能有滴漏现象。安装角度应符合泵实际使用的环境要求。

2.4.2 循环泵运行试验：运行时间不少于10 h，开始运行前需读取绕组冷态阻值。对循环泵关键部位如：外壳，轴，绕组等进行热电偶的布置。在运行试验过程中需记录循环泵的电参数如输入功率，电流，扬程，流量等。调节进水及出水口电磁阀，观察循环泵的流量及扬程。使泵的运行状态处于其额定工况范围内。同时，在运行过程中开启系统加压，让整个管路系统内压处于（2+0.5）bar 的压力值下，待运行时间满足10 h后，读取热态绕组阻值，计算绕组温升。其结果不能超过其绝缘等级要求：例如H 级温升≤125 K，F 级温升≤115 K[3]。

通过上表的计算结果可知，绕组温升符合其F 级绝缘要求，可以进行下一步试验。

表1 循环泵运行试验温升测试结果

图1 测试系统管路要求

2.4.3 关键数据采集：循环泵在运行不少于10 h 后，开始进行数据采集。具体分为以下几步：

1）将循环泵设置为最大速度/曲线模式，调节测试系统出口阀门，在泵工作范围内均匀的记录10 个工作点（电压U、电功率P1、流量Q、扬程H 等）数据，填入EEI测试计算表中，求取流量与扬程的3次方函数解析式。

*注：读取以上10 个工作点的过程需从满流量点到最小流量点依次递减，不能逆向读取。

计算表将自动拟合出三次曲线y=Ax3+Bx2+Cx+D，如表2所示。

表2 循环泵流量与扬程函数拟合结果

2）计算三次函数极值：该步骤为纯计算，借助计算机软件，将函数各项系数输入，自动绘制出函数曲线，求得极大值点为：x=5.1，y=33.2，将极大值点数据填入表格中，根据公式：f(Q)=Hfit(Q)*Q 计算出理论上的Q100%，H100%，同时计算出Phyd100%和Pref，其中Pref=1.7*Phyd+17*（1-EXP(-0.3*Phyd)），数据如表3所示。

表3 循环泵流量与扬程函数极大值求取结果

3）将泵设定为自适应控制/比例压力/智能模式，调节出口阀门直到流量为EEI 计算表中的Q100 %，Q75 %，Q50 %，Q25 %（其中Q 的容差为（-5 ～10）%），记录4 个流量工况稳定时的扬程Hmeas，电功率P1，meas。同时计算出H100%，H87.5%，H75%，H62.5%这4 个扬程点的参考值Href，数据如表4所示。

表4 循环泵自适应控制/比例压力/智能模式下流量与扬程测试结果

4）计算最终结果，该步骤也为纯计算：计算PL100%、PL75%、P150%、PL25%，其中如果Hmeas ＜Href，PL=Href/Hmeas*P1，meas 否则PL=P1，meas。计算PLavg=0.06*PL100%+0.15*PL75%+0.35*PL50%+0.44*PL25%。最后计算EEI=PLavg/Pref*0.49。得到最终的结果：0.225 8。

综上，全过程测试结束，得到该循环泵的EEI 值。

3 误差分析

通过上述试验过程分析，我们发现影响最终计算结果准确性的因数主要有以下2 点：

1）系统方面：①主要与测量仪器的精度有关，功率计的精度将直接影响循环泵输入功率读取结果的准确性，从而影响最终数据，因此在选择时尽可能选择高精度的功率计以减小误差。②流量计与电磁阀门方面，也对测试结果起到至关重要的影响，选取合适的流量计，尽量将泵的满流量点位于流量计的（50～100）%量程范围内。③电磁阀的反应需灵敏，调节步长应为全开度0.5 %以下。④管路方面需充分考虑管阻的影响，选取低管阻材料。⑤计算软件方面需提高3 次方拟合曲线的光滑性，以确保求得极大值点的准确性。

2）随机方面：①主要与测量方法、工况稳定性及测点选取有关。②在安装过程中，务必需做到全管路系统密闭无滴漏无泄压。③关键数据采集前，运行时间需充分，循环泵需处于热稳定状态。④在本文2.4.3 提到的试验步骤中需从满流量点依次递减，不可中途逆向。⑤每两个流量点之间间隔需均匀，全部流量点尽可能呈线性递减。

4 结语

本文对欧盟法规(EU) No 622/2012 进行了简要解读，同时结合实际样机做了一个实例分析，给出了完整的测试计算。相信对广大有此需求的企业能给到一些技术支持。同时，广大水泵生产商应通过各种途径及时了解与自身产品有关的国外产品认证的各类法规指令，重视产品的能效提升，提高自身产品的生态环境契合水平。最后还应该按照相关法律法规的要求将产品能效水平和相关信息按照正确的格式反映在产品标签上。