关于(EU) No 327/2011欧盟指令的分析探讨

陈锦新 胡雅洁

（珠海格力电器股份有限公司 广东珠海 519070）

关于(EU) No 327/2011欧盟指令的分析探讨

陈锦新 胡雅洁

（珠海格力电器股份有限公司 广东珠海 519070）

本文翻译并解读了(EU) No 327/2011欧盟指令的要求、适用范围、计算公式，并结合ISO 5801及GB/T 1236介绍了风机能效的测试方法及其对应的计算方法，供设计人员和认证检测人员参考。

欧盟指令；适用范围；计算方法；测试方法

风机是空调及其他家电产品的重要零部件，也可以单独组装成如风扇、通风机等产品，可以说风机在日常生活、工业生产等方面的应用越来越多。据欧盟统计，由电输入功率为125W至500kW的电机所驱动的风机占据了绝大部分的比例，其总耗电量为每年344TWh，按此趋势发展下去，在2020年将达到560TWh。到2020年通过设计来减少潜在的能源消耗，为每年34TWh，这相当于16Mt的CO2排放物。因此，由电输入功率为125W至500kW的电机所驱动的风机，其生态设计要求必须建立起来。

1 欧盟指令要求

根据 (EU) No 327/2011欧盟指令，2015年1月1日起，由输入功率为125W～500kW的电机所驱动的风机要满足表1的能效要求。

1.1 不适用此要求的产品里的风机

（1）此产品是由不大于3kW独立电机驱动的风机安装在通轴上，用于驱动主要功能。

（2）最大输入功率不大于3kW的洗衣机或洗衣产品。

（3）最大输入功率小于280W的抽风排气所用风机。

1.2 不适用此要求的风机

（1）专门设计用于欧洲委员会94/9/EC所规定的潜在爆炸性气体的风机。

（2）只在紧急情况短暂使用的风机，这些需要满足89/106/EC所规定的防火安全要求。

（3）专门设计用于：

（a）气温超过100度；如果电机置于气流之外且周围介质温度超过65度。

（b）年平均气温低于-40度。如果电机置于气流之外且周围介质温度低于-40度。

（c）供电电压大于10 0 0VAC或大于1500VDC。

（d）在有毒性，或高腐蚀性，或易燃环境，或有研磨材料的环境里。

（4）2015年1月1日前投放市场的风机，替换2013年1月1日前投放市场的整合在产品中的同一风机。除了属于(a)、(b)、(c)范畴内的风机，这类风机为专用目的而设计，这时必须用包装、产品信息、技术规格书应有清晰指示。

另外，在指令的背景概述里的第5条和第12条也有关于适用范围的描述。其中第5条规定了集合在其他产品上的而非单独投放市场的风机，只要其电输入功率达到125W至500kW的，都要满足(EU) No 327/2011欧盟指令的要求。而第12条规定了冷却小风机不在此要求范围内，即使其电输入功率达到了125W。

2 计算方法

根据 (EU) No 327/2011欧盟指令，风机能效的科学计算方法是气体能量与电机输入功率之比，这里风机气体能量是指气体体积流率与风机前后压差的乘积。这压力可能是静压或是全压，全压是指静态与动态压力之和，动态压力是根据测量方法和能效类别来确定的，具体见表2。

风机空气功率PU(S)(kW)是根据供应商选择的测量类别方法来计算的。如下所示：

（1）根据测试类别A来测量时，风机的静空气功率PUS通过PUS=q*PSfKPs；

（2）根据测试类别B来测量时，风机的空气功率PUS通过PUS=q*PfKp；

（3）根据测试类别C来测量时，风机的静空气功率PUS通过PUS=q*PSfKPs；

（4）根据测试类别D来测量时，风机的空气功率PUS通过PUS=q*PfKp。

式中：Kp是静空气功率的压缩系数；

Kps是全压空气功率的压缩系数；

q是进口风量；

Pf是风机全压；

Psf是风机静压。

3 测试方法

3.1 概述

从上述的计算方法中，可以看出，最主要是测量出风机最佳能效时的电机输入功率、风量、压力。中间变量如电机轴功率等，可根据需要进行测试（测出轴功率可算出风叶效率）。需要说明的是，上述测量数据都是要在标准大气压、标准温度、标准湿度下测量而得的，因此，在测试时必须把对应的气压、温度、湿度、空气密度测量出来，再对应所测的风量、压力换算为标准工况下的测量数据。

注：按IEC 60068-1中5.3规定的标准大气条件如下：温度15℃～35℃；相对温度25%～75%；气压86kPa～106kPa。

3.2 测试装置及方法

3.2.1 测试装置选择

根据实际使用情况，可在以下4种测试类别中选择类似的测试装置。

——测试类别A（“Measurement category A”）指具有自由进口和自由出口的测试方法。

——测试类别B（“Measurement category B”）指具有自由进口和管道出口的测试方法。

——测试类别C（“Measurement category C”）指具有管道进口和自由出口的测试方法。

——测试类别D（“Measurement category D”）指具有管道进口和管道出口的测试方法。

各种测试类别示意图如图1所示。测试方法则按ISO 5801，对应的国标为GB/T 1236。鉴于篇幅原因，不对各种方法进行详细说明，只以测试类别A为例。

对于A型装置，有两种通用试验风室装置。

（1）进口侧试验风室装置；

（2）出口侧试验风室装置。

其中，在进口风室装置的情况下，共有11种控制和测量流量的方法，详见GB/T 1236中的21～27，各种方法的装置图见GB/T 1236中的图70。

在出口侧试验室装置的情况下，共有两种方法，如图2所示。

3.2.2 测试数据计算

（1）通风机压力的计算

（a）通风机出口压力

马赫数Ma2和温度Θ2按GB/T 1236中14.4.3.1和图五确定，FM2按GB/T 1236中的14.5.1确定后，则：ηe是总效率。

表1 第二阶段2015年1月1日后风机最低能效设计要求

表2 欧盟风机能效指令的效率计算公式

PU(S）是指当风机处于其最佳能效点时，所测得的风机气体能量，根据3.3来确定。

Pe是指当风机处于其最佳能效点时，所测得的电机末端输入功率。

Ped是指当风机处于其最佳能效点时，所测得的变速驱动末端的输入功率。

Cc是指负载补偿因数，如下：

——当电机带变速驱动且Ped≥5kW时，Cc=1.04；

——当电机带变速驱动且Ped＜5kW时，Cc=-0.03ln(Ped）+1.088。

ηr是风机叶轮效率，根据PU(S）/Pa计算出来。其中：Pa是叶轮处于最佳效率点时的风机轴功率。

ηm是无论任何时候都符合(EC）NO 640/2009规则要求的电机名义效率。如果电机不在(EC）NO 640/2009规则的范围内，或如果电机不提供默认值，可通过下值来选取：

——如果推荐电机输入功率Pe是≥0.75kW，

ηm=0.000278*(X3）-0.019247*(X2）+0.104395*X+0.809761，式中，X=lg(Pe），Pe的定义见3.1(a）。

——如果推荐电机输入功率Pe是＜0.75kW，

ηm=0.1462*ln(Pe）+0.8381，Pe的定义见3.1(a），这里由风机制造厂家给出推荐值的电输入功率Pe应使风机可以达到其最佳能效点，同时应考虑传输系统中的适当损耗。

ηT是驱动装置的效率，选取以下默认值：

——如果是直接驱动时，ηT=1.0；

——如果传输系统是如1(9）所定义的低效率驱动系统，且

——Pa≥5kW，ηT=0.96，或

——1kW＜Pa≤5kW，ηT=0.0175* Pa+0.8725，或

——Pa＜1kW，ηT =0.89。

——如果传输系统是如1(10）所定义的高效率驱动系统，且

——Pa≥5kW，ηT=0.98，或

——1kW＜Pa≤5kW，ηT=0.01* Pa+0.93，或

——Pa＜1kW，ηT=0.94。

Cm是相同部件的修正因数，为0.9。

（b）通风机进口压力

（c）通风机压力

通风机静压PsFA和通风机压力PFA按下列表达式给出：

（2）容积流量的计算

在试验条件下，容积流量按下列表达式确定：

（3）通风机空气功率的计算

（a）通风机单位质量功和通风机空气功率

按照GB/T 1236中14.8.1的规定，通风机单位质量静功和通风机单位质量功按下列表达式求得：

通风机静空气功率和通风机空气功率按下式求得：

（b）通风机空气功率和压缩性修正系数的计算。按14.8.2的规定，得：

图1 测试装置

压缩性修正系数kp和kps可按两种等效的方法确定(见GB/T 1236中14.8.2.1)。

第一种方法：

（4）效率的计算

按照14.8.1，效率由下列表达式给出：

4 结束语

通过对欧盟指令的翻译、解读，让大家全面了解欧盟指令中关于风机的要求及其适用范围、效率计算方法；结合ISO 5801及GB/T 1236，介绍了用标准化风道测试风机能效的方法及其对应的计算方法。

Analyzed and discuss of (EU) No 327/2011 directive

CHEN Jinxin HU Yajie
(GREE Electric Appliance Incorporate of Zhuhai Zhuhai 519070)

This paper translation and interpretation the requirement, application scope, calculation of the (EU) No 327/2011 directive. And combined with ISO 5801 and GB/T 1236, this paper introduces the test method of fan efficiency and its corresponding calculation method, for the designer and certification conner reference.

Euro directive； Application scope； Calculation； Test method

图2 A型试验装置(出口侧试验风室)

附表：各公式中的符号定义