2023年2月17日-18日，中国节能协会主办的HAPE2023热泵与空调配件配套采购成功举办，会议期间，举行了“热泵舒适系统技术论坛”，威乐（中国）水泵系统有限公司高级技术工程师 饶灏儒分享以《高效智能水泵，助力热泵系统整体能效提升》主题报告。以下为精彩的发言内容：
威乐（中国）水泵系统有限公司
高级技术工程师 饶灏儒
大家好！我是威乐中国配套业务技术支持饶灏儒。今天给大家分享一下威乐高效水泵解决方案助力热泵行业绿色发展的话题。我分享的主题分成4个部分。首先介绍一下威乐集团、其次是看一下热泵市场的一些情况、接下来看一下威乐集团针对热泵市场的高效智能解决方案、以及最后的威乐水泵一个实测案例的分享。
威乐公司是一家家族企业，成立于1872年。去年刚好是威乐集团的150年华诞。1928年威乐集团推出了全世界第一台暖通循环增压泵。也是在这一年，公司的名称正式变更为了WILO。WILO这个名字是由威乐第2代和第3代继承人前两个字母共同组成的。1972年威乐建立了第1家海外子公司，开启了全球化的进程。1995年威乐正式进入中国市场。2021年德国多特蒙德总部智能工厂WiloPark的建成开启了智能生产与服务的新时代。
威乐集团是全球领先的优质水泵和水泵系统供应商，其产品广泛应用于商用楼宇，民用建筑、市政水务、工业以及配套业务。
威乐中国以研发和推广适合中国用户需求的产品和解决方案为己任，致力于推动中国早日实现双碳目标，其高效节能的水泵解决方案全面涵盖热泵空调，数据中心和绿色能源等领域。
威乐总部位于德国多特蒙德，历经150年的发展，威乐集团在全球90多个国家和地区，拥有16个研发及生产基地和70多个销售分公司，并在近年建造4座智能工厂。2021年总部 WiloPark 在德国多特蒙德落成，其他三座分别在美国，印度和中国。
威乐公司1995年进入中国，历经20余年的发展，目前正在常州建设智能工厂，全国有15家分公司及代表处，员工近1,000人。威乐公司在中国有超过400家经销商，销售网络覆盖到全国所有的省份和地区。威乐中国的总部、研发中心设在北京。威乐每年在中国生产销售超过一百万台水泵。
威乐常州生产基地项目于2020年底正式签约，预计于今年正式投产。威乐常州工厂采用工业4.0标准建造，拥有国际最先进的湿转子水泵生产线，同时常州基地还将包含威乐亚太物流中心，所生产和仓储的产品将广泛服务于威乐的新兴市场区域。
威乐在其150年的历史中，创造过很多世界第一，1928年威乐提供了全球第一台暖通循环增压泵，尤其是进入21世纪以来，威乐先后推出了多款高效变频水泵，Para/Para Maxo系列产品就是其中优秀的代表。
威乐水泵配套业务已经被威乐集团作为全球战略业务单元。我们可以从水泵性能，特殊接口，多种材质等多方面为客户提供定制化解决方案。威乐实验室可以进行全面的水泵检测，而且还可以提供整机的噪声、震动、水力性能、EMC电磁兼容等测试。我们建立了完整的整机测试的数据库，为客户伙伴提供全方位的建议。我们的目标是，成为客户最信赖的水泵定制方案供应商。
欧洲在既有的能源法律法规的基础上，增加了一揽子的绿色能源修订法案：包含能源税，刺激政策等；过去几年欧洲一直在努力减少石化燃料的消耗，尤其是去年的俄乌冲突以来，进一步减少了欧洲对石化能源的依赖，其中最重要的一点就是加速转向热泵技术。欧盟的目标是：每年增长2百万台，到2030年存量达到3千万台。
我们再看一下中国市场的情况，为了配合中国碳达峰和碳中和的排放愿景，中国政府、各部委、各地方政府发布了多项关于实施碳达峰的通知。如何减少碳排放？随着电力能源中的可再生能源比例逐渐增高，发展电气化的节能设备，来满足人们日常冷暖需求，这些无疑都指向了热泵技术。在过去的5年时间里，空气源热泵有较大的市场增长。热泵两联供市场，无论是上水下水，还是天氟地水在过去5年年复合增长率在30%以上。
国内两联供的两种主要形式：上水下水，和天氟地水。上水下水机组，夏天输送冷水，通过风机盘管制冷；冬天输送热水，通过地板辐射制热。天氟地水技术是由多联机技术推广而来，在室内有水力模块，夏天通过冷媒制冷；冬天，通过水泵输送热水，通过地板辐射制热。据统计，目前，水泵能耗占两联供系统能耗的20%以上，对此，威乐有什么节能的产品适用于两联供系统呢？
我们接下来看一下威乐高效智能水泵在热泵系统中的解决方案。威乐拥有高效变频水泵Para/para Maxo系列的产品，可以满足家用热泵需求。水泵扬程可以到11米，流量可以到6方。它具有定速，变压差，定压差的一键式控制功能，也具有IPWM通信方式，通过调节方波的占空比，控制水泵的转速，还具有Lin总线、Modbus总线等通讯功能，把更多的数据传输给主机系统。
我们先来做一个小小的实验。一台定速水泵在户式系统中运行，当冷量或者热量需求下降时，末端阀门会进行关闭，水泵的工作点由Q1变成Q2，流量减少，扬程增加。这样会导致两个问题：噪声升高，和不必要的能源浪费。
如果把定速水泵更换成变频水泵，水泵可以根据水路系统的水阻分布情况，选择定压差模式或者变压差模式，实现在负荷发生变化时，水泵处于最佳的运行状态，达到最大的节能效果。
威乐的Para /Para Maxo产品采用的是永磁同步电机：电机由整流功率器件驱动；转子是由永磁体构成，散热量非常小，并且没有转差率；而且永磁同步电机的效率高，有更宽的运行范围，对比异步电动机在部分负荷下更节能。
蒙特利尔议定书基加利修订案约定了 未来冷媒的发展方向：ODP为0（对臭氧层消耗潜值），GWP值较低（全球变暖潜值）。目前国内主要的家用水机制冷剂为R22、R410a。R22的ODP>0，将于2030年基本淘汰。而R410a的GWP值为2000多。替代冷媒R32和R290都是ODP值为0，GWP值较低的环保冷媒。但是他们都具有可燃性，所以给家用热泵的整机带来了新的挑战。
威乐提供的Para / Para Maxo 系列产品，可以应用于可燃性制冷剂R32，R290的场景中。R290是可以从液化气中提取的丙烷，具有非常强的可燃性，达到了A3的可燃等级。大家都知道，在变频水泵PCB板上有多种电子元器件，如果出现火花，将会对泄露的可燃性冷媒产生潜在的爆炸风险。威乐的Para / Para Maxo R水泵已经通过欧洲相关机构的评估，通过对电子开关元器件的封装，避免了潜在的风险。
Para /Para Maxo系列的产品拥有PWM的方波通信方式，可以把水泵的流量以及失效的状态反馈给主机。如果需要更多的反馈，则可以采用LIN总线或者Modus总线的通信方式，通过报文的形式把更多的水泵信息：例如转速，功率，失效模式等反馈给主机，主机系统通过算法进行预测，可以把相关的信息显示到终端用户手机的App上。
从2022年的1月开始，在中国节能协会热泵专业委员会的领导下，和同济大学等多个单位，对无锡终端用户热泵系统进行了实测的研究，在不改变终端用户舒适性的前提下，我们看一下水泵的能耗变化：用户原装两联供采用的是定速离心泵，其能耗占系统能耗的21.7%；通过用威乐高效变频水泵Para Maxo 11替换定速离心泵后，其能耗占比降到6.9%；投资回报期约9个月。是什么原因导致的能耗有如此大的降幅呢？首先，两联供出厂配置水泵，保险系数过大，基准能耗过高；其次是，威乐高效变频泵Para MAXO 11在低流量时 变速控制；以及他采用的是永磁同步电机，在部分负荷下效率更高。如果主机与水泵联动控制，如使用水泵PWM控制，在部分负荷和停机工况下水泵能耗可进一步降低。大家都知道，提高系统COP指数1%对于主机已经非常难，但是通过改变输水的水泵，则可以轻松来实现。其具有巨大的节能潜力，这个点往往是我们主机厂商所忽略的。根据协会提供给我们的行业数据，有一个惊人的发现：我国的空气源热泵主机配套高效变频水泵的比例只有7%。而这7%基本上是出口市场。而对应的欧洲的热泵是100%的采用高效变频水泵。
最后做一个小结：无论是欧洲市场还是中国市场，热泵发展如火如荼。威乐的Para/Para Maxo系列的产品通过流量调节，采用永磁同步电机技术，大幅降低水泵在系统中的能耗。并且适用于R32和R290的主机系统。如果通过PWM等总线控制方式，还有进一步的节能空间，同时也使终端使用更智能化。Para/Para Maxo有自动排气功能，提升了安装调试速度。有多样化的泵壳选择，使客户系统最优匹配。他有更低的噪声，使终端用户的环境更舒适。还具有防卡死功能，使客户终端系统可靠性更高。威乐可以提供测试平台的支持，可以助力客户提升研发速度。
看完威乐（中国）水泵系统有限公司高级技术工程师 饶灏儒的精彩分享，大家对热泵行业的现状与前景有何感触？欢迎评论区留言。此外，大家也可以点击 “阅读原文”，继续浏览《热泵在线》发布的原文内容。
