鐘軍武

廣東省湛江市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)所 廣東湛江 524000

電風(fēng)扇能效等級(jí)主要是根據(jù)能效值設(shè)定，國(guó)家對(duì)此有相關(guān)規(guī)定，其中能效值等與實(shí)測(cè)風(fēng)量與電動(dòng)機(jī)輸入功率之間的比值。由于我國(guó)對(duì)此相關(guān)研究相對(duì)較少，能效值的獲得還沒(méi)有一個(gè)有效的方法，較多企業(yè)只有在測(cè)試階段進(jìn)行能效值的確定，若達(dá)不到要求就需要重新設(shè)計(jì)，這在較大程度上增加了產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本，這就需要采用一種有效的方法來(lái)獲得。

1 電風(fēng)扇能效檢測(cè)要求

本文對(duì)電風(fēng)扇能效值的確定主要通過(guò)GB/T13380-2007中的檢測(cè)方法，試驗(yàn)對(duì)象是一臺(tái)電容式電風(fēng)扇[1]。風(fēng)扇在自動(dòng)風(fēng)景中，使升降臺(tái)中的風(fēng)速儀與風(fēng)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(fēng)速儀在運(yùn)行的過(guò)程中能夠有效移動(dòng)來(lái)采集數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的傳輸，以此計(jì)算出能效值，整個(gè)數(shù)據(jù)的采集與計(jì)算均由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制與計(jì)算，不存在認(rèn)為干擾。

2 電風(fēng)扇能效值的工程計(jì)算方法的原理

電動(dòng)機(jī)在使用之前需要進(jìn)行有效的測(cè)試，企業(yè)才能夠得到有效的參數(shù)曲線，其中有轉(zhuǎn)速、扭矩曲線以及輸入功率等，但是較少對(duì)電風(fēng)扇扇葉進(jìn)行有效的研究，我國(guó)目前為止還沒(méi)有對(duì)扇葉提供有效的參數(shù)。這就需要提出構(gòu)建扇葉的相關(guān)概念，以此為能效值的工程計(jì)算提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

由能效值公式：能效值=實(shí)測(cè)風(fēng)量/電動(dòng)機(jī)輸入功率

可得，在對(duì)能效值計(jì)算過(guò)程中需要得到輸入功率與風(fēng)量數(shù)據(jù)，電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)期間均能夠提供電動(dòng)機(jī)輸入功率曲線，所以需要對(duì)電動(dòng)機(jī)工作中的轉(zhuǎn)速實(shí)施有效的確定，以此提供準(zhǔn)確的輸入功率。若在此期間能夠得到有效的扇葉的轉(zhuǎn)速-風(fēng)量曲線，只需要得到扇葉轉(zhuǎn)速即可，以此可有效得到風(fēng)扇工狀態(tài)下的扇葉轉(zhuǎn)速。

3 實(shí)驗(yàn)條件下的檢測(cè)結(jié)果

3.1 不確定計(jì)算

由表1顯示，是對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行重復(fù)測(cè)試得到的總風(fēng)量數(shù)據(jù)，以此求出平均值與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差[2]。

表1 電風(fēng)扇總風(fēng)量檢測(cè)數(shù)據(jù)

（1）A類評(píng)定。在試驗(yàn)的過(guò)中，一般情況下是進(jìn)行一次試驗(yàn)，因此在此基礎(chǔ)上根據(jù)重復(fù)測(cè)量得到的不確定度是：

（2）B類評(píng)定。此次試驗(yàn)采用的風(fēng)速儀主要是采用的是葉輪式風(fēng)速儀，其中風(fēng)量檢測(cè)不確定度由表2所示。

表2 風(fēng)速儀引入的風(fēng)量檢測(cè)不確定度

由表2可以看出，檢測(cè)點(diǎn)不同不確定度在較大程度上是相對(duì)較為獨(dú)立的，并且得到了音風(fēng)速儀引入所致的不確定度為0.888m3/min。

（3）標(biāo)準(zhǔn)不確度合成。標(biāo)準(zhǔn)不確定度一般情況下是通過(guò)不同方面形成，一方面是重復(fù)性測(cè)量，另一方面是風(fēng)速儀的使用，由于兩者之間的不確度保持相互獨(dú)立，因此總風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成結(jié)果是：

其中總風(fēng)量中相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為2.334%。

3.2 能效相對(duì)不確定度

4 出現(xiàn)的問(wèn)題以及改進(jìn)措施

由以上數(shù)據(jù)顯示，此種電風(fēng)扇不同級(jí)別能效值有一定的差異性，有數(shù)據(jù)顯示2級(jí)能效值與3級(jí)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(jí)能效值所占有比例相對(duì)較低，只有6%。若在此過(guò)程中依然采用此種方法，會(huì)在較大程度上提高不確定度，大大超出極差50%，最終導(dǎo)致測(cè)量的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大的誤判情況[3]。為此，需要針對(duì)此種情況進(jìn)行有效的改進(jìn)，可以通過(guò)下幾個(gè)方面對(duì)此實(shí)施采取改進(jìn)工作：（1）熱球式風(fēng)速儀在低風(fēng)速下的準(zhǔn)確度會(huì)大大高于葉輪式，因此在試驗(yàn)的過(guò)程中可以使用熱球式風(fēng)速儀實(shí)施測(cè)量試驗(yàn)，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(huì)對(duì)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(lái)控制位移，以此提高位移運(yùn)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?qū)κ覂?nèi)溫度進(jìn)行有效的控制，以此提高系統(tǒng)運(yùn)行的精確度，這在較大程度上可有效降低試驗(yàn)結(jié)果對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不必要的影響。

5 能效值工程計(jì)算舉例

電風(fēng)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(guó)GB/T13380-2007《交流電風(fēng)扇和調(diào)速器》方法獲得的扇葉轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速-風(fēng)量曲線。一般情況下企業(yè)在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)制造的過(guò)程中，能夠?yàn)榭蛻籼峁╇妱?dòng)機(jī)特性曲線圖，以供用戶使用[4]。

圖1 扇葉特性曲線

通過(guò)以上兩圖說(shuō)明計(jì)算過(guò)程：首先把兩圖合并，找出扇葉輸入轉(zhuǎn)矩曲線與輸出轉(zhuǎn)矩曲線兩者的交點(diǎn)，以此確定轉(zhuǎn)速，作為電風(fēng)扇工作過(guò)程中的正常轉(zhuǎn)速，由此可以看出，轉(zhuǎn)速為1050r/min，并在扇葉曲線中找到轉(zhuǎn)速為1050r/min的風(fēng)量值，為34m3/min，再找出轉(zhuǎn)速為1050r/min對(duì)應(yīng)的輸入功率值，為41W，最后進(jìn)行能效值的計(jì)算為0.829m3/(min?W)。若將兩曲線根據(jù)上述方法進(jìn)行計(jì)算，可得到電動(dòng)機(jī)與扇葉最優(yōu)組合，使能效值達(dá)到最為精確值。

6 能效值計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性的驗(yàn)證

對(duì)上述扇葉特性曲線與電動(dòng)機(jī)特性曲線計(jì)算結(jié)果進(jìn)行有效的驗(yàn)證，這就需要根據(jù)我國(guó)GB/T13380-2007《交流電風(fēng)扇和調(diào)速器》方法，對(duì)能效值結(jié)果進(jìn)行有效的檢驗(yàn)。通過(guò)對(duì)此進(jìn)行檢驗(yàn)，此款電風(fēng)扇的風(fēng)量值是34.8m3/min，實(shí)際輸入功率是41.4W，以此計(jì)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(jì)算方法得到的結(jié)果出現(xiàn)了一定的偏差，其中風(fēng)量相差2.3%、輸入功率相差1.0%，能效值相差1.4%。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)電風(fēng)扇能效值進(jìn)行分析的過(guò)程中，在一定程度上使測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)不確定度，這就需要對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)性進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)，不確定度極有可能超出極差范圍，使測(cè)量的結(jié)果出現(xiàn)不同程度的誤差。為此，需要對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)施有效的分析，對(duì)資源進(jìn)行有效的配置，以此提高檢測(cè)結(jié)果穩(wěn)定性。