國外電風(fēng)扇風(fēng)量測試方法解讀

劉洪濤 吳畏

珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070

1 引言

電風(fēng)扇在人們?nèi)粘Ｉ?、工作中屬常見家電之一，電風(fēng)扇是通過電機(jī)驅(qū)動扇葉旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生氣流，達(dá)到通風(fēng)納涼效果，其風(fēng)量是電風(fēng)扇的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)之一，并且電風(fēng)扇能效高低與風(fēng)量有直接關(guān)系。我國作為電風(fēng)扇制造和出口大國，了解世界各國電風(fēng)扇標(biāo)準(zhǔn)，掌握電風(fēng)扇的風(fēng)量測試方法非常有必要，本文就IEC電風(fēng)扇標(biāo)準(zhǔn)及歐美、亞洲相關(guān)國家的電風(fēng)扇風(fēng)量測試方法進(jìn)行解讀。

2 IEC標(biāo)準(zhǔn)

IEC現(xiàn)行電風(fēng)扇標(biāo)準(zhǔn)IEC 60879:1986，風(fēng)量測試在20℃±5℃的環(huán)境溫度下進(jìn)行，各類電風(fēng)扇的測試方法如下：

2.1 吊扇、頂扇

試驗(yàn)艙如圖1所示，長：4.5m，寬：4.5m，高度：3m。

（1）風(fēng)速測定

測試前，風(fēng)扇在測試電壓條件下運(yùn)行2h。

風(fēng)速通過具有不超過100mm的內(nèi)徑的旋轉(zhuǎn)扇葉式風(fēng)速計(jì)來測量，風(fēng)速計(jì)的葉片平面與吊扇扇葉平面平行，其距離為1500mm，風(fēng)速計(jì)應(yīng)在一個水平面內(nèi)的四個半段對角線上移動。

風(fēng)速在四個半段對角線上測取，并從距離對角線中心（位于通過扇葉中心的垂直線上）40mm處開始測量，隨后以每80mm的增量逐點(diǎn)向各邊進(jìn)行，直至平均風(fēng)速降至9.0m/min為止。

（2）風(fēng)量計(jì)算

計(jì)算所得圓環(huán)平均風(fēng)速，乘以相應(yīng)圓環(huán)面積作為通過圓環(huán)的風(fēng)量，各圓環(huán)的風(fēng)量之和為總風(fēng)量。

任何圓環(huán)的平均風(fēng)速應(yīng)該是該圓環(huán)平均半徑處四個半段對角線上風(fēng)速讀數(shù)的平均值。

注：標(biāo)準(zhǔn)原文未給出計(jì)算公式。

2.2 落地扇、臺扇

落地扇試驗(yàn)艙大小：長度：6m，寬度：4.5m，高度：3m，試驗(yàn)艙儀器布置如圖2所示。

臺扇試驗(yàn)艙大?。洪L度：4.5m，寬度：4.5m，高度：3m，試驗(yàn)艙儀器布置如圖2所示。

落地扇扇葉中心距地板高度1.5m，扇葉前端距后壁至少1.2m，距側(cè)壁1.8m，距前壁4m。

臺扇扇葉中心距地板高度1.2m，扇葉前端距后壁至少1.2m，距側(cè)壁及前面墻壁至少1.8m。

（1）風(fēng)速測定

測試前，風(fēng)扇在測試電壓條件下運(yùn)行2h，電風(fēng)扇應(yīng)帶有網(wǎng)罩，搖頭機(jī)構(gòu)不工作。

風(fēng)速通過具有不超過100mm的內(nèi)徑的旋轉(zhuǎn)扇葉式風(fēng)速計(jì)來測量，風(fēng)速計(jì)在試驗(yàn)平面內(nèi)，沿著與扇葉軸線呈垂直相交的水平直線上，向左右兩個方向移動，試驗(yàn)平面與風(fēng)扇扇葉平面之間的距離應(yīng)等于風(fēng)扇扇葉大小的3倍。

從距離扇葉軸線20mm左右兩點(diǎn)處開始測試，以每40 mm的增量沿著水平直線逐點(diǎn)向兩邊移動，直到平均風(fēng)速降至24m/min為止。

（2）風(fēng)量計(jì)算

計(jì)算所得圓環(huán)平均風(fēng)速，乘以相應(yīng)圓環(huán)面積作為通過圓環(huán)的風(fēng)量，各圓環(huán)的風(fēng)量之和為總風(fēng)量。

任何圓環(huán)的平均風(fēng)速應(yīng)是該圓環(huán)平均半徑上左右兩個風(fēng)速讀數(shù)的平均值。

注：標(biāo)準(zhǔn)原文未給出計(jì)算公式，可參見國標(biāo)GB/T 13380-2007的計(jì)算方法。

3 歐洲國家

3.1 英國

英國現(xiàn)行電風(fēng)扇標(biāo)準(zhǔn)BS 5060:1987等同IEC 60879:1986，風(fēng)量測試方法與IEC標(biāo)準(zhǔn)相同。

3.2 俄羅斯

俄羅斯現(xiàn)行電風(fēng)扇標(biāo)準(zhǔn)GOST 7402-1984，風(fēng)量測試方法與IEC 60879:1986基本一致，差異如下：

（1）落地扇試驗(yàn)艙

試驗(yàn)艙大?。洪L度：10m，寬度：4.5m，高度：3m，試驗(yàn)艙儀器布置與圖2相類似。

落地扇扇葉前端距后墻至少1.2m，距側(cè)壁至少1.8m，距前面墻壁至少6m。

（2）風(fēng)量計(jì)算

風(fēng)量Q，單位：m3/min，計(jì)算公式：

圖1 中國吊扇、頂扇風(fēng)量試驗(yàn)艙

圖2 中國落地扇、臺扇試驗(yàn)艙儀器布置

其中：

m為測試次數(shù)；

Qi為第i次測量的風(fēng)量，計(jì)算如下：

其中：

Vc——中心圓風(fēng)速，m/s；

Sc——中心圓面積，m2；

N——圓環(huán)數(shù)；

Vk——第k個圓環(huán)的風(fēng)速，m/s；

Sk——第k個圓環(huán)的面積，m2。

注：中心圓半徑為40mm，第1個圓環(huán)為40mm至80mm的圓環(huán)（圓環(huán)寬度40mm，圓環(huán)半徑60mm）。

每臺風(fēng)扇至少測試5次，計(jì)算算術(shù)平均值作為風(fēng)量值。

4 亞洲國家

4.1 韓國

韓國現(xiàn)行電風(fēng)扇標(biāo)準(zhǔn)KS C 9301-2013中規(guī)定的風(fēng)量測試方法與IEC 60879:1986的差異如下：

（a）測量點(diǎn)從水平線上0點(diǎn)左右分別距離2.5cm處開始測量，后面每隔5cm增加測量點(diǎn)，試驗(yàn)儀器布置見圖3。

各測量點(diǎn)風(fēng)速測量時間不少于2min。

（b）風(fēng)量計(jì)算

圖4 風(fēng)速曲線

圖5 韓國吊扇試驗(yàn)艙儀器布置

圖6 巴西風(fēng)扇測量儀器

左右各測量點(diǎn)的平均風(fēng)速依次用V1，V2，V3……表示（單位：m/min），當(dāng)該測量點(diǎn)風(fēng)速Vn為前一個測量點(diǎn)風(fēng)速Vn-1的1/3時停止測量，風(fēng)速曲線見圖4。

從0～5cm，5～10cm，……的各區(qū)間的圓或環(huán)形狀的面積（單位：m2）分別作為，風(fēng)量（m3/min）為Q1=K1?V1，Q2=K2?V2，……，總風(fēng)量=Q=Q1+Q2+Q3+……。

（2）吊扇

（a）測量點(diǎn)從水平線上0點(diǎn)左右分別距離5cm處開始測量，后面每隔10cm增加測量點(diǎn)，試驗(yàn)儀器布置見圖5，在水平線上使用兩個風(fēng)速計(jì)測量風(fēng)速。

各測量點(diǎn)風(fēng)速測量時間不少于2min。

富陽全區(qū)范圍內(nèi)已建有57個地面區(qū)域自動氣象觀測站,全面開展陸地氣象要素觀測,但富春江綜合氣象水文要素觀測一直是一個空白。2015年富陽區(qū)氣象局響應(yīng)政府“五水共治”中心工作,為實(shí)現(xiàn)富陽氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警全覆蓋,為富春江航運(yùn)和運(yùn)動休閑等提供富春江氣象數(shù)據(jù)支撐,增強(qiáng)富春江氣象災(zāi)害的預(yù)測預(yù)警能力,建成了全省領(lǐng)先的氣象浮標(biāo)綜合觀測站,實(shí)時觀測江面溫濕度、雨量、風(fēng)向風(fēng)速、氣壓、水溫、流速8個氣象要素?cái)?shù)據(jù)。

（b）風(fēng)量計(jì)算

左右各測量點(diǎn)的平均風(fēng)速依次用V1，V2，V3……表示（單位：m/min），當(dāng)該測量點(diǎn)風(fēng)速Vn為前一個測量點(diǎn)風(fēng)速Vn-1的1/3時停止測量。

從0～10cm，10～20cm，……的各區(qū)間的圓或環(huán)形狀的面積（單位：m2）分別作為K1=πr12，K2=π(r22-r12)，……，風(fēng)量（m3/min）為Q1=K1?V1，Q2=K2?V2，……，總風(fēng)量=Q=Q1+Q2+Q3+……。

4.2 印度

印度現(xiàn)行電風(fēng)扇標(biāo)準(zhǔn)IS 1169-1967（落地扇）、IS 555-1979（臺扇）中規(guī)定的風(fēng)量測試方法與與IEC 60879:1986的差異如下：

（1）落地扇試驗(yàn)艙大?。洪L度：10m，寬度：4.5m，高度：3m，與俄羅斯落地扇風(fēng)量測試的試驗(yàn)艙相同，扇葉直徑小于等于400mm的落地扇風(fēng)量測試可以在臺扇的試驗(yàn)艙進(jìn)行。

注：臺扇試驗(yàn)艙大?。洪L度：4.5m，寬度：4.5m，高度：3m。

（2）風(fēng)速采用內(nèi)徑為70mm或100mm的風(fēng)速計(jì)測量；

（3）測試前，風(fēng)扇在額定電壓范圍內(nèi)的最高電壓條件下至少運(yùn)行1h。

4.3 其他國家

日本現(xiàn)行電風(fēng)扇標(biāo)準(zhǔn)JIS C 9809:1999、斯里蘭卡現(xiàn)行電風(fēng)扇標(biāo)準(zhǔn)SLS 814-1:1988、越南現(xiàn)行電風(fēng)扇標(biāo)準(zhǔn)TCVN 7827:2015中規(guī)定的風(fēng)量測試方法與IEC 60879:1986標(biāo)準(zhǔn)相同。

5 美洲國家

5.1 巴西

（1）普通風(fēng)扇

巴西第020/2012號INMETRO條例《臺扇、壁扇、落地扇和通風(fēng)器的合格評估要求》，規(guī)定了普通風(fēng)扇的風(fēng)量測試方法。

測量儀器見圖6，使用長3m，直徑0.6m的管道進(jìn)行測試，被測風(fēng)扇距管道一端0.15m，管道的另一端表面安裝8個風(fēng)速計(jì)，安裝位置見圖7。

風(fēng)量計(jì)算：

Vz=Var×0.2827

其中，

Vz—總風(fēng)量，m3/s；

Var—平均風(fēng)速，m/s。

（2）吊扇

巴西《全國節(jié)能標(biāo)識標(biāo)簽（ENCE）使用專項(xiàng)規(guī)范－住宅用途吊扇》，規(guī)定了吊扇的風(fēng)量測試方法。試驗(yàn)裝置見圖8，傳感器分布見圖9。

圓面積計(jì)算：

A1=(π×(r1/100)2)=(π×(5.08/100)2)=0.0081m2

A2=(π×(r2/100)2)–A1

=(π×(15.24/100)2)- 0.008103=0.0648m2

......

An=π[(rn/100)2-(rn-1/100)2]

風(fēng)量計(jì)算：

Vzs1=（(Vms1(AC)+Vms1(BD))/2）×A1

Vzs2,10=（(Vms2(AC)+Vms2(BD)+Vms10(AC)+Vms10(BD))/4）×A2

Vzs3,11=（(Vms3(AC)+Vms3(BD)+Vms11(AC)+Vms11(BD))/4）×A3

……

總風(fēng)量：

Vz=Vzs1+Vzs2,10+Vzs3,11+……

5.2 美國、加拿大

美國吊扇能源之星認(rèn)證測試方法及加拿大CSA C814-2010《吊扇能效》，規(guī)定了吊扇的風(fēng)量測試方法，試驗(yàn)裝置與圖8基本一致，風(fēng)量測試方法與巴西標(biāo)準(zhǔn)基本相同。

6 結(jié)束語

通過本文對世界各國電風(fēng)扇標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的風(fēng)量測試方法的解讀，并闡述了各國電風(fēng)扇風(fēng)量測試方法的差異。從具體差異看，歐洲及亞洲各國的電風(fēng)扇風(fēng)量測試方法基本相同，基本上是以IEC電風(fēng)扇標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)制定的，在試驗(yàn)艙大小、風(fēng)量計(jì)算方式等方面略有差異，美洲國家的電風(fēng)扇風(fēng)量測試方法與IEC標(biāo)準(zhǔn)、歐亞各國的標(biāo)準(zhǔn)有比較大的差異。

圖7 管道表面風(fēng)速計(jì)的位置

圖8 巴西吊扇試驗(yàn)裝置

圖9 傳感器分布