國外電風扇風量測試方法解讀

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

電風扇在人們日常生活、工作中屬常見家電之一，電風扇是通過電機驅動扇葉旋轉產生氣流，達到通風納涼效果，其風量是電風扇的一項重要性能指標之一，并且電風扇能效高低與風量有直接關系。我國作為電風扇制造和出口大國，了解世界各國電風扇標準，掌握電風扇的風量測試方法非常有必要，本文就IEC電風扇標準及歐美、亞洲相關國家的電風扇風量測試方法進行解讀。

2 IEC標準

IEC現行電風扇標準IEC 60879:1986，風量測試在20℃±5℃的環境溫度下進行，各類電風扇的測試方法如下：

2.1 吊扇、頂扇

試驗艙如圖1所示，長：4.5m，寬：4.5m，高度：3m。

（1）風速測定

測試前，風扇在測試電壓條件下運行2h。

風速通過具有不超過100mm的內徑的旋轉扇葉式風速計來測量，風速計的葉片平面與吊扇扇葉平面平行，其距離為1500mm，風速計應在一個水平面內的四個半段對角線上移動。

風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的增量逐點向各邊進行，直至平均風速降至9.0m/min為止。

（2）風量計算

計算所得圓環平均風速，乘以相應圓環面積作為通過圓環的風量，各圓環的風量之和為總風量。

任何圓環的平均風速應該是該圓環平均半徑處四個半段對角線上風速讀數的平均值。

注：標準原文未給出計算公式。

2.2 落地扇、臺扇

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

臺扇試驗艙大小：長度：4.5m，寬度：4.5m，高度：3m，試驗艙儀器布置如圖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，距側壁及前面墻壁至少1.8m。

（1）風速測定

測試前，風扇在測試電壓條件下運行2h，電風扇應帶有網罩，搖頭機構不工作。

風速通過具有不超過100mm的內徑的旋轉扇葉式風速計來測量，風速計在試驗平面內，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，試驗平面與風扇扇葉平面之間的距離應等于風扇扇葉大小的3倍。

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

（2）風量計算

計算所得圓環平均風速，乘以相應圓環面積作為通過圓環的風量，各圓環的風量之和為總風量。

任何圓環的平均風速應是該圓環平均半徑上左右兩個風速讀數的平均值。

注：標準原文未給出計算公式，可參見國標GB/T 13380-2007的計算方法。

3 歐洲國家

3.1 英國

英國現行電風扇標準BS 5060:1987等同IEC 60879:1986，風量測試方法與IEC標準相同。

3.2 俄羅斯

俄羅斯現行電風扇標準GOST 7402-1984，風量測試方法與IEC 60879:1986基本一致，差異如下：

（1）落地扇試驗艙

試驗艙大小：長度：10m，寬度：4.5m，高度：3m，試驗艙儀器布置與圖2相類似。

落地扇扇葉前端距后墻至少1.2m，距側壁至少1.8m，距前面墻壁至少6m。

（2）風量計算

風量Q，單位：m3/min，計算公式：

圖1 中國吊扇、頂扇風量試驗艙

圖2 中國落地扇、臺扇試驗艙儀器布置

其中：

m為測試次數；

Qi為第i次測量的風量，計算如下：

其中：

Vc——中心圓風速，m/s；

Sc——中心圓面積，m2；

N——圓環數；

Vk——第k個圓環的風速，m/s；

Sk——第k個圓環的面積，m2。

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

每臺風扇至少測試5次，計算算術平均值作為風量值。

4 亞洲國家

4.1 韓國

韓國現行電風扇標準KS C 9301-2013中規定的風量測試方法與IEC 60879:1986的差異如下：

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

各測量點風速測量時間不少于2min。

（b）風量計算

圖4 風速曲線

圖5 韓國吊扇試驗艙儀器布置

圖6 巴西風扇測量儀器

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

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

（2）吊扇

（a）測量點從水平線上0點左右分別距離5cm處開始測量，后面每隔10cm增加測量點，試驗儀器布置見圖5，在水平線上使用兩個風速計測量風速。

各測量點風速測量時間不少于2min。

富陽全區范圍內已建有57個地面區域自動氣象觀測站,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年富陽區氣象局響應政府“五水共治”中心工作,為實現富陽氣象災害監測預警全覆蓋,為富春江航運和運動休閑等提供富春江氣象數據支撐,增強富春江氣象災害的預測預警能力,建成了全省領先的氣象浮標綜合觀測站,實時觀測江面溫濕度、雨量、風向風速、氣壓、水溫、流速8個氣象要素數據。

（b）風量計算

左右各測量點的平均風速依次用V1，V2，V3……表示（單位：m/min），當該測量點風速Vn為前一個測量點風速Vn-1的1/3時停止測量。

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

4.2 印度

印度現行電風扇標準IS 1169-1967（落地扇）、IS 555-1979（臺扇）中規定的風量測試方法與與IEC 60879:1986的差異如下：

（1）落地扇試驗艙大小：長度：10m，寬度：4.5m，高度：3m，與俄羅斯落地扇風量測試的試驗艙相同，扇葉直徑小于等于400mm的落地扇風量測試可以在臺扇的試驗艙進行。

注：臺扇試驗艙大小：長度：4.5m，寬度：4.5m，高度：3m。

（2）風速采用內徑為70mm或100mm的風速計測量；

（3）測試前，風扇在額定電壓范圍內的最高電壓條件下至少運行1h。

4.3 其他國家

日本現行電風扇標準JIS C 9809:1999、斯里蘭卡現行電風扇標準SLS 814-1:1988、越南現行電風扇標準TCVN 7827:2015中規定的風量測試方法與IEC 60879:1986標準相同。

5 美洲國家

5.1 巴西

（1）普通風扇

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

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

風量計算：

Vz=Var×0.2827

其中，

Vz—總風量，m3/s；

Var—平均風速，m/s。

（2）吊扇

巴西《全國節能標識標簽（ENCE）使用專項規范－住宅用途吊扇》，規定了吊扇的風量測試方法。試驗裝置見圖8，傳感器分布見圖9。

圓面積計算：

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]

風量計算：

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

……

總風量：

Vz=Vzs1+Vzs2,10+Vzs3,11+……

5.2 美國、加拿大

美國吊扇能源之星認證測試方法及加拿大CSA C814-2010《吊扇能效》，規定了吊扇的風量測試方法，試驗裝置與圖8基本一致，風量測試方法與巴西標準基本相同。

6 結束語

通過本文對世界各國電風扇標準中規定的風量測試方法的解讀，并闡述了各國電風扇風量測試方法的差異。從具體差異看，歐洲及亞洲各國的電風扇風量測試方法基本相同，基本上是以IEC電風扇標準為基礎制定的，在試驗艙大小、風量計算方式等方面略有差異，美洲國家的電風扇風量測試方法與IEC標準、歐亞各國的標準有比較大的差異。

圖7 管道表面風速計的位置

圖8 巴西吊扇試驗裝置

圖9 傳感器分布