中美风机能源效率分级标准对比

发布时间：2024-12-11 17:45

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中美风机能源效率分级标准对比

摘要：随着世界能源短缺状况的加剧和推广应用低碳节能产品的呼声越来越大，国内外陆续开展风机最低效率或能效等级标准的研究。美国AMCA制订了通风机能效等级标准，我国早在2005年就已颁布《通风机能效限定值及节能评价值》标准，2009年该标准又修订为《通风机
能效限定值与能效等级》标准。无疑，能源效率标准的研究对推动通风机产品的进步和降低碳排放将起到十分重要的推动作用。

0 引言
风机在各种不同的应用领域得到应用，如通风和空调系统、工艺处理、干燥、气体输送、助燃系统、农业、电子设备冷却等。据统计，风机能耗占世界能耗近20%，在中国，风机拖动系统消耗的电力约占全国电力消费总量的10.4%，年耗电量约为810亿Kw1·h 。随着世界能源短缺状况的加剧和推广应用低碳节能产品的呼声越来越大，国内外陆续开展风机能效等级标准的研究。
我国早在2005年就已颁布《通风机能效限定值及节能评价值》标准，2009年又修订为《通风机能效限定值与能效等级》标准。美国AMCA组织于2010年2月19日审批通过了《EnergyEfficiency Classification for Fans》，标准号为AMCA205-10，2012年该标准进行了修订并同时获得美国标准ANSI/AMCA 205-12。
本文从标准的适用范围到效率分级划分方法对上述两个标准进行了对比，以便取长补短，在下次GB19761修订时,借鉴国外先进的标准,实现与国外先进标准的接轨,使我国通风机能效标准更科学和具有可操作性，推动国家发展改革委关于节能产品惠民工程高效节能通风*基金项目：国家重点基础研究发展计划推广实施细则的贯彻执行。
1 标准适用范围对比
ANSI/AMCA205标准适用于叶轮直径大于等于125mm，轴功率大于等于750W的由电机驱动的所有类型风机的分级。所述风机可以是专门制造的单台风机，也可以是大批量制造的系列风机。该标准不适用于风机系统和循环风机的分级。
GB19761标准只约定了风机应用场合如适用于一般用途的离心式和轴流式通风机、工业蒸汽锅炉用离心引风机、电站锅炉离心送风机和引风机、电站轴流式通风机、空调离心式通风机。结构形式进行了范围约定，可以看出与美国标准存在明显的差异。
2 效率定义对比
ANSI/AMCA205针对无驱动装置的风机的风机效率、不考虑驱动装置时直接驱动风机的风机效率和考虑驱动装置时风机的总风机效率三种情况下的效率进行了定义或描述。

无驱动装置的风机效率
ηsh=H0/Hsh
考虑驱动装置时风机的总效率
ηdc=H0/Hdc
不考虑驱动装置时直接驱动的风机效率
ηi=H0/Hi
GB19761并未给出通风机效率的定义，而是直接给出了通风机效率的计算公式和通风机机组效率的计算公式,如公式(4)和(5）。
ηr=qvsg1PFKp/10Pr

ηe=qvsg1PFKp/10e
可以看出，AMCA标准的方式更规范，也是国外标准普遍采用的方式。
3 效率分级对比
ANSI/AMCA205给出了FEG和FMEG两种效率分级方式。FEG 和 FMEG 分级是独立的不同指标，用于不同用途。其中FEG用于风机效率等级的分级，FMEG用于风机电机效率等级即风机与驱动装置的特定组合后总效率的分级。
GB19761 标准给出了离心式通风机、轴流式通风机和采用外转子电动机驱动的空调离心通风机等三类风机效率分级方式。其中离心式通风机按照压力系数、比转速和机号大小的不同进行效率等级的划分。轴流式通风机按照轮毂比和机号大小，进行了能效等级的划分。采用外转子电动机驱动的空调离心通风机是按照整机效率进行等级划分的。
ANSI/AMCA205和GB19761标准对于效率等级的定义都是基于风机最高效率。同一风机采用不同的测试装置类别（如进气、出气或联合测试方式）进行性能测试，可能会产生不同峰值效率。因此，在ANSI/AMCA205标准中对此进行了规定：如果风机可用于多种应用类别，使用其中最高的峰值效率进行分级，但应注明测定峰值效率时所用的测试装置类别。GB19761标准并未对此进行说明，与GB/T 1236-2000标准第18.3条款即“按本标准规定的通风机性能的所有资料还要说明它们对应的装置型式”的要求不相符。
ANSI/AMCA205 根据统计、分析，形成效率等级划分的计算公式，从而将不同尺寸下的效率等级绘制成曲线，横坐标为风机叶轮大小，纵坐标为风机效率等级，见图 1。而 GB19761标准给出了基于不同叶型、压力系数、比转速及机号大小，以数据表格形式给出能效等级，为了更直观、清楚的描述 GB19761 能效等级的划分，本文将板型叶片，不同机号的效率等级用曲线的方式给出，见图 2~图 4。

4 GB19761 与 ANSI/AMCA205 标准差异
我国现行通风机能效等级标准GB 19761与 ANSI/AMCA205标准在通风机能效等级划分方法上截然不同，主要存在以下差异：
1）ANSI/AMCA205 标准在通风机能效分级时，并未对通风机的叶片型式做出区分；GB19761 针对压力系数在离心通风机的叶片型式作出了规定如翼型和板型。
2）ANSI/AMCA205 标准给出通风机 FEG50 至 FEG90 共 11 个能效分级，并采用了曲线描述。无论风机具体类型及叶片具体什么型式，全部都是基于风机尺寸来分级的。因此，在考核时更为简单。其出发点就是推荐使用高效产品，无论其是何结构和型式。而 GB19761 的分
级是基于压力系数、比转速和风机尺寸以及叶片型式进行的，且分级采用的是数据表，连续性不好，在每档数据之间的风机，很难其判别其究竟属于哪个等级区域，标准又未说明是否可以进行插值计算。
3）ANSI/AMCA205 标准同时给出了无驱动装置风机和有驱动装置风机的能效等级，而 GB19761 除了空调用离心通风机给出了有驱动装置时的能效等级，其它通风机只给出了无驱动装置通风机的能效等级。
4）ANSI/AMCA205 标准指出能效等级应明确标明风机的安装方式，而 GB19761 未作规定。
5）GB19761 与 ANSI/AMCA205 从两个标准效率等级划分的方法上可以明显看出制订标准的初衷是不同的。前者是想通过标准的实施，淘汰效率低的产品，其具有强制性。后者只是对风机效率等级进行评估，只有在 FEG50 至 FEG90 之间的风机产品才可粘贴相应的能源效率
标识，完全具有市场行为，用户可以根据需要的选择不同等级的产品，其不具有强制性。
6）从两个标准效率等级划分方法和定义中还可以看出若同一规格风机其效率在两等级之间，GB19761采用的下靠原则，确定其能源效率等级，如压力系数为0.6，风机效率为75%的板型叶片10号风机，按照GB19761标准的规定，该风机的能效等级为3级；而ANSI/AMCA205
是通过风机峰值效率与上下能源效率等级对应的峰值效率间的相互关系来确定，如叶轮直径为500的风机，峰值效率为73%，其能源效率等级为FEG80，而不是FEG75。

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