電風扇能效檢測方法分析

鐘軍武

廣東省湛江市質量計量監(jiān)督檢測所 廣東湛江 524000

電風扇能效等級主要是根據(jù)能效值設定，國家對此有相關規(guī)定，其中能效值等與實測風量與電動機輸入功率之間的比值。由于我國對此相關研究相對較少，能效值的獲得還沒有一個有效的方法，較多企業(yè)只有在測試階段進行能效值的確定，若達不到要求就需要重新設計，這在較大程度上增加了產(chǎn)品設計成本，這就需要采用一種有效的方法來獲得。

1 電風扇能效檢測要求

本文對電風扇能效值的確定主要通過GB/T13380-2007中的檢測方法，試驗對象是一臺電容式電風扇[1]。風扇在自動風景中，使升降臺中的風速儀與風扇葉片軸線保持在同一平面，并保證兩者距離在1.2m，在其期間風速儀在運行的過程中能夠有效移動來采集數(shù)據(jù)，同時對數(shù)據(jù)進行有效的傳輸，以此計算出能效值，整個數(shù)據(jù)的采集與計算均由計算機進行控制與計算，不存在認為干擾。

2 電風扇能效值的工程計算方法的原理

電動機在使用之前需要進行有效的測試，企業(yè)才能夠得到有效的參數(shù)曲線，其中有轉速、扭矩曲線以及輸入功率等，但是較少對電風扇扇葉進行有效的研究，我國目前為止還沒有對扇葉提供有效的參數(shù)。這就需要提出構建扇葉的相關概念，以此為能效值的工程計算提供準確的數(shù)據(jù)。

由能效值公式：能效值=實測風量/電動機輸入功率

可得，在對能效值計算過程中需要得到輸入功率與風量數(shù)據(jù)，電動機在生產(chǎn)期間均能夠提供電動機輸入功率曲線，所以需要對電動機工作中的轉速實施有效的確定，以此提供準確的輸入功率。若在此期間能夠得到有效的扇葉的轉速-風量曲線，只需要得到扇葉轉速即可，以此可有效得到風扇工狀態(tài)下的扇葉轉速。

3 實驗條件下的檢測結果

3.1 不確定計算

由表1顯示，是對風扇進行重復測試得到的總風量數(shù)據(jù)，以此求出平均值與試驗標準偏差[2]。

表1 電風扇總風量檢測數(shù)據(jù)

（1）A類評定。在試驗的過中，一般情況下是進行一次試驗，因此在此基礎上根據(jù)重復測量得到的不確定度是：

（2）B類評定。此次試驗采用的風速儀主要是采用的是葉輪式風速儀，其中風量檢測不確定度由表2所示。

表2 風速儀引入的風量檢測不確定度

由表2可以看出，檢測點不同不確定度在較大程度上是相對較為獨立的，并且得到了音風速儀引入所致的不確定度為0.888m3/min。

（3）標準不確度合成。標準不確定度一般情況下是通過不同方面形成，一方面是重復性測量，另一方面是風速儀的使用，由于兩者之間的不確度保持相互獨立，因此總風量標準不確定度合成結果是：

其中總風量中相對標準不確定度為2.334%。

3.2 能效相對不確定度

4 出現(xiàn)的問題以及改進措施

由以上數(shù)據(jù)顯示，此種電風扇不同級別能效值有一定的差異性，有數(shù)據(jù)顯示2級能效值與3級能效值相比極差是在0.06m3/min，其中有數(shù)據(jù)可以看出2級能效值所占有比例相對較低，只有6%。若在此過程中依然采用此種方法，會在較大程度上提高不確定度，大大超出極差50%，最終導致測量的結構出現(xiàn)較大的誤判情況[3]。為此，需要針對此種情況進行有效的改進，可以通過下幾個方面對此實施采取改進工作：（1）熱球式風速儀在低風速下的準確度會大大高于葉輪式，因此在試驗的過程中可以使用熱球式風速儀實施測量試驗，這在較大程度上可使數(shù)據(jù)具有較高的一致性；（2）一般情況下，位移會對不確定度產(chǎn)生一定的不利影響，因此能夠根據(jù)定位傳感器來控制位移，以此提高位移運行的精確度；（3）還可以使用室溫控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)能夠對室內溫度進行有效的控制，以此提高系統(tǒng)運行的精確度，這在較大程度上可有效降低試驗結果對環(huán)境產(chǎn)生不必要的影響。

5 能效值工程計算舉例

電風扇產(chǎn)品的扇葉特性曲線如圖1所示，扇葉特性曲線的繪制是根據(jù)我國GB/T13380-2007《交流電風扇和調速器》方法獲得的扇葉轉速-轉矩和轉速-風量曲線。一般情況下企業(yè)在進行電動機制造的過程中，能夠為客戶提供電動機特性曲線圖，以供用戶使用[4]。

圖1 扇葉特性曲線

通過以上兩圖說明計算過程：首先把兩圖合并，找出扇葉輸入轉矩曲線與輸出轉矩曲線兩者的交點，以此確定轉速，作為電風扇工作過程中的正常轉速，由此可以看出，轉速為1050r/min，并在扇葉曲線中找到轉速為1050r/min的風量值，為34m3/min，再找出轉速為1050r/min對應的輸入功率值，為41W，最后進行能效值的計算為0.829m3/(min?W)。若將兩曲線根據(jù)上述方法進行計算，可得到電動機與扇葉最優(yōu)組合，使能效值達到最為精確值。

6 能效值計算結果準確性的驗證

對上述扇葉特性曲線與電動機特性曲線計算結果進行有效的驗證，這就需要根據(jù)我國GB/T13380-2007《交流電風扇和調速器》方法，對能效值結果進行有效的檢驗。通過對此進行檢驗，此款電風扇的風量值是34.8m3/min，實際輸入功率是41.4W，以此計算出的能效值是0.841m3/(minW)。采用此種方法得到的能效值與能效值工程計算方法得到的結果出現(xiàn)了一定的偏差，其中風量相差2.3%、輸入功率相差1.0%，能效值相差1.4%。

7 結語

綜上所述，在對電風扇能效值進行分析的過程中，在一定程度上使測量結果出現(xiàn)不確定度，這就需要對檢測系統(tǒng)性進行嚴格的把關，不確定度極有可能超出極差范圍，使測量的結果出現(xiàn)不同程度的誤差。為此，需要對檢測系統(tǒng)實施有效的分析，對資源進行有效的配置，以此提高檢測結果穩(wěn)定性。