МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

ГОСТ

33660—2015 (ISO 12759: 2010)

ВЕНТИЛЯТОРЫ

Классификация по эффективности

(ISO 12759:2010, MOD)

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения,обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Техническим комитетом по стандартизации Российской Федерации ТК 061 «Вентиляция и кондиционирование», Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» (ВНИИНМАШ) на основе собственного аутентичного перевода на русский язык англоязычной версии международного стандарта, указанного в пункте 5

2    ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии Российской Федерации

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации по переписке (протокол от 10 декабря 2015 г. № 48)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004—97 Код страны по МК (ИСО 3166) 004—97 Сокращенное наименование национального органа по стандартизации Азербайджан AZ Азстандарт Армения AM Минэкономики Республики Армения Беларусь BY Госстандарт Республики Беларусь Киргизия KG Кыргызстандарт Россия RU Росстандарт Таджикистан TJ Т аджи кета н да рт

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 мая 2015 г. № 404-ст межгосударственный стандарт введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2017 г.

5    Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ISO 12759:2010 «Вентиляторы. Классификация по эффективности» («Fans — Efficiency classification», MOD). При этом дополнительные слова (фразы, ссылки), включенные в текст стандарта для учета потребностей национальных экономик стран, указанных выше, и/или особенностей межгосударственной стандартизации, выделены полужирным курсивом, а объяснение причин их использования приведено в сносках.

Ссылки на международные стандарты заменены в разделе «Нормативные ссылки» и тексте стандарта ссылками на соответствующие идентичные и модифицированные межгосударственные стандарты.

Информация о замене ссылок приведена в дополнительном приложении ДА.

Международный стандарт разработан техническим комитетом по стандартизации ISO/TC 117 «Вентиляторы» Международной организации по стандартизации (ISO).

Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, и международные стандарты, на которые даны ссылки, имеются в национальном органе по стандартизации указанных выше государств

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Окончание таблицы 1

Обозначение, принятое в Описание Размерность международном стандарте настоящем стандарте Pd2 — Динамическое давление на выходе из вентилятора Па Pf Pv Полное давление вентилятора Па Psf Psv Статическое давление вентилятора Па Р sg р* Абсолютное давление торможения в точке Па Ят Ят Массовый расход кг/с Ч|/1 Q Входной объемный расход м3/с W т — Работа вентилятора на единицу массы Дж/кг Яа — КПД вентилятора на валу В долях единицы ЯЬ — КПД подшипников вентилятора В долях единицы Яс — КПД частотного преобразователя В долях единицы Яе Яv Полный КПД вентилятора без привода В долях единицы Яес1 — Полный КПД вентилятора с приводом В долях единицы Яев Я5у Статический КПД вентилятора без привода В долях единицы — Статический КПД вентилятора с приводом В долях единицы Ят — КПД двигателя В долях единицы Яор1 — Максимальный КПД В долях единицы Яг — КПД рабочего колеса вентилятора В долях единицы Ят — КПД передачи В долях единицы Pi Р Средняя плотность на входе кг/м3

Примечание — КПД, выраженный в долях единицы, умноженный на 100, равен КПД в процентах (%).

5 Стенды для испытаний вентилятора, КПД и допустимые погрешности

5.1    Общие положения

Вентиляторы бывают как специального назначения, так и серийно выпускаемой в больших объемах сертифицированной продукцией. Вентилятором может считаться рабочее колесо на валу как без привода (то есть вентилятор с открытым валом) (см. рисунок 1), так и с присоединенным двигателем. В этом случае он может быть снабжен регулятором мощности, таким как частотный преобразователь, или входным направляющим аппаратом (то есть вентилятор с управлением) (см. рисунок 2).

Поскольку различные типы вентиляторов отличны по своей конструкции, эффективность определяют несколькими различными способами в зависимости от типа вентилятора и условий рынка.

5.2    Применение испытательных стендов различного типа

Оценки эффективности вентилятора зачастую различны для испытательных стендов каждого

типа.

В случае если вентилятор спроектирован для испытательного стенда определенного типа, оценка класса его эффективности должна быть отнесена именно к этому типу. При этом такую информацию четко указывают.

6

ГОСТ 33660-2015

Если вентилятор подходит для испытаний в стендах различных типов, следует основываться на оценке эффективности, относящейся к наиболее подходящему типу. При этом такую информацию четко указывают.

Для определения рабочего режима вентилятора применяют испытательные стенды четырех типов (см. рисунок 3).

Примечания

1    Для получения дополнительной информации по методике испытаний см. соответствующие положения ГОСТ 10921 и [3].

2    В [3] принято следующее обозначение испытательных стендов:

a)    испытательный стенд типа А. См. [3], раздел 30;

b)    испытательный стенд типа В. См. [3], раздел 31;

c)    испытательный стенд типа С. См. [3], раздел 32;

d)    испытательный стенд типа D. См. [3], раздел 33.

Тип испытательного стенда, используемый для оценки эффективности вентилятора, должен быть четко указан (см. приложение С).

Входная и выходная мощности двигателя могут быть измерены или определены, используя методы, указанные в [3]. Испытательный стенд типа Е не включен в настоящий стандарт.

а) Тип А    Ь)ТипВ    с)    Тип    С    d)TnnD Рисунок 3 — Типы испытательных стендов

5.3 Расчет КПД

5.3.1    Полезная мощность вентилятора и его КПД рассчитывают, исходя из работы вентилятора на единицу массы в соответствии с [3], пункт 14.8.1.

5.3.2    Для вентилятора с открытым валом без учета потерь в подшипниках КПД определяют по формуле (1):

Р„

Я=~ ■    (1)

'г

5.3.3    Для вентилятора с открытым валом с учетом потерь в подшипниках КПД определяют по формуле (2):

Р_и

¹1а=—■    (2)

'а

5.3.4    Для вентилятора с приводом, который не включает в себя преобразователь частоты, в котором может быть определена входная мощность, КПД определяют по формулам (3) или (4):

Че=~,    (3)

'е

■4--JT-    (4)

'е

5.3.5    Для вентилятора с приводом, включающим в себя преобразователь частоты, в котором может быть определена входная мощность, КПД определяют по формулам (5) и (6):

iW=C_c~,    (5)

•oW

7

Л_в£,=С_с-^.    (6)

'ed

Примечание — Использование полного или статического давления определяет оценку эффективности в соответствии с испытательным стендом определенного типа.

5.4 Погрешности измерений

Наибольшие ошибки и принятая точность измерений должны быть учтены на каждой стадии проектирования и изготовления вентилятора, включая пересчет данных с модели или расчет, производство и испытания образца.

Любые испытания вентилятора по определению аэродинамических характеристик приводят к возникновению ошибок измерений. Погрешность измерений численно определяется как диапазон значений, в котором, как ожидается, будут лежать данные ошибки. Кроме того, реальные характеристики вентиляторов (если есть возможность их определить) могут отличаться для различных вентиляторов из серии за счет незначительных расхождений в производстве. Ожидаемый диапазон этих отличий должен быть добавлен к погрешностям измерений для определения минимальных допусков, требуемых для выполнения заданных характеристик.

Допуски характеристик для единично выпускаемых и серийных несертифицированных вентиляторов приведены в [4], раздел 5, а для серийных сертифицированных вентиляторов — в [4], раздел 6.

6 Классификация

6.1    Общие положения

Из-за различий в типах вентиляторов и вариантов приводов КПД для них определяют по-разному. Для присвоения оценки эффективности (FEG или FMEG) было принято определять КПД для вентиляторов с открытым валом — в зависимости от размера, а для вентиляторов с приводом — по величине входной мощности. При этом не следует сравнивать их показатель эффективности.

В случае если необходимо перевести КПД вентилятора с открытым валом к аналогичному для вентилятора с приводом, используют график на рисунке 4. В этом случае КПД двигателя должен определяться, исходя из испытаний с динамометром или по калиброванным двигателям с известной характеристикой согласно [2]*.

В настоящем разделе приведено описание оптимальных уровней КПД (режим максимального КПД), достижимых рассматриваемыми в настоящем стандарте типами вентиляторов. Минимально приемлемые уровни зависят от договоренности между представителями заказчика и изготовителя или от местного законодательства, в случае если таковое существует.

Класс эффективности вентилятора определяют по его характеристике при максимальной безопасной частоте вращения для получения режима оптимального КПД.

6.2    Вентиляторы с открытым валом

Зависимость FEG от размера вентилятора показана на рисунке 4. В то время как КПД вентилятора зависит от рабочего режима, оценка эффективности основана на оптимальном (максимальном) КПД вентилятора, характеризующем его эффективность.

Вентилятор имеет определенный показатель эффективности (например, FEG85) при соблюдении следующих условий: если его максимальный КПД при наибольшей частоте вращения выше, чем ближайшее меньшее значение показателя эффективности (то есть FEG80), рассчитанное в соответствии с приложением А, и если он равен или меньше, чем значение на кривой для номинального показателя эффективности (то есть FEG85).

Например, вентилятор имеет определенный показатель эффективности (FEG85), если его максимальный КПД при наибольшей частоте вращения ниже кривой, соответствующей этой оценке эффективности, но выше следующей, более низкой кривой (то есть FEG80).

В Российской Федерации действует ГОСТ Р МЭК 60034-2-1.

ГОСТ 33660-2015

riopf — оптимальный (максимальный) КПД вентилятора, %; D — диаметр вентилятора, мм Рисунок 4 — FEG для вентиляторов с открытым валом

Показатели эффективности для вентилятора с открытым валом приведены в таблице 2. Объяснение того, каким образом определяют FEG, приведено в примечаниях к таблице 2. Определенному размеру вентилятора присваивают определенный показатель FEG в случае, если его оптимальный (максимальный) КПД равен или менее значения эффективности в строке, соответствующей этому FEG, и выше, чем значение эффективности в следующем ниже ряду.

Для определения показателя эффективности вентилятора с открытым валом в случае его использования с приводом следует использовать приложение В. Как говорилось ранее, никакого прямого сравнения между этим методом оценки эффективности и методом, описанным в 6.3, проводить не следует.

9

ГОСТ 33660-2015

6.3 Вентиляторы с приводом

6.3.1 Общие положения

Графики определения показателя эффективности для вентилятора с приводом показаны на рисунках 6, 7 и 8; на них изображено изменение оптимального (максимального) КПД и показателя FMEG в зависимости от входной мощности и типа вентилятора.

Для определения показателя эффективности необходимо определить значение FMEG по заданной входной мощности и номинальному уровню оценки эффективности (например, FMEG55 - N_G = 55) в соответствии с приложением F (см. 6.3.2, 6.3.3 и 6.3.4). Вентилятор имеет определенный показатель эффективности FMEG (например, FMEG55) в случае, если его максимальный (оптимальный) КПД при полной частоте вращения выше или равен, чем рассчитанное значение. Любая линия эффективности может быть интерполирована по линиям, представленным на рисунках 6, 7 и 8.

Для регулирования режима работы вентилятора наиболее подходящим способом является применение частотного преобразователя, так как этот способ наиболее эффективен для настройки на различные рабочие режимы. Другие способы изменения режима работы, такие как входной направляющий аппарат и спрямляющий аппарат, являются менее эффективными.

В случае если вентиляторы при установке в системе работают при пониженной нагрузке (относительно расчетной), наиболее эффективным способом достижения требуемых параметров является изменение частоты вращения.

Таблица 3 — Корректирующий коэффициент для вентиляторов с частотным преобразователем

Входная электрическая мощность двигателя/системы управления, Ped Поправочный коэффициент, Сс < 5 кВт -0,03 • HPed) + 1,088 > 5 кВт 1,04

Кривые FMEG основаны на совместной работе рабочего колеса и двигателя. В случае если используют встроенный элемент регулирования, эффективность может быть скорректирована с помощью поправочного коэффициента для систем управления, представленного в таблице 3 и на рисунке 5. Это предназначено для того, чтобы уравнять системы с изменяемой и фиксированной частотой вращения, так как применение этих систем позволяет экономить энергию.

Примечание — Встроенный — спроектированный как неотделимая часть более крупного элемента и являющийся важной и неизменной частью элемента.

Рвс — входная электрическая мощность системы управления, кВт; С0 — поправочный коэффициент Рисунок 5 — Поправочный коэффициент для вентиляторов с изменяемой частотой вращения

11

ГОСТ 33660-2015

6.3.2 Определение показателей эффективности для осевых вентиляторов и радиальных вентиляторов с радиально оканчивающимися или загнутыми вперед лопатками, имеющими привод

Графики на рисунке 6 и значения, приведенные в таблице 4, получены, исходя из формул (7), (8), (9) и (10).

а) Для входной мощности менее или равной 10 кВт 1) вентилятор и двигатель:

4opt = 2-74 1п(Р_е)- 6,33 + N_g,    (7)

2) вентилятор, двигатель и привод:

TV = 2,74 ln(P_ed)- 6,33 + N_g.    (8)

Рвс — 38Д8ННЭЯ ВХ0ДН8Я МОЩНОСТЬ, кВт; — оптимальный (максимальный) КПД, % Рисунок 6 — Показатели эффективности для осевых вентиляторов и радиальных вентиляторов с радиально оканчивающимися и загнутыми вперед лопатками, имеющих привод

Ь) Для входной мощности более 10 кВт 1) вентилятор и двигатель:

Но/* = 0,78 1п(Р_е)- 1,88 + N_g,    (9)

2) вентилятор, двигатель и привод:

TV = 0,78 ln(P_ed)- 1,88 + N_g,    (10)

где N_g — класс эффективности FMEG (целое число), например, N_G = 40 для FMEG40.

12

Таблица 4 — Показатели эффективности для осевых вентиляторов и радиальных вентиляторов с радиально оканчивающимися и загнутыми вперед лопатками, имеющих привод

Входная мощность, кВт 0,125 0,3 1,0 2,5 5 8 10 20 60 160 300 375 500 Показатель эффективности Оптимальный (максимальный) КПД, % FMEG21 15,0 17,4 20,7 23,2 25,1 26,4 27,0 27,5 28,3 29,1 29,6 29,7 30,0 FMEG3'\ 19,0 21,4 24,7 27,2 29,1 30,4 31,0 31,5 32,3 33,1 33,6 33,7 34,0 FMEG35 23,0 25,4 28,7 31,2 33,1 34,4 35,0 35,5 36,3 37,1 37,6 37,7 38,0 FMEG39 27,0 29,4 32,7 35,2 37,1 38,4 39,0 39,5 40,3 41,1 41,6 41,7 42,0 FMEG42 30,0 32,4 35,7 38,2 40,1 41,4 42,0 42,5 43,3 44,1 44,6 44,7 45,0 FMEG4Q 34,0 36,4 39,7 42,2 44,1 45,4 46,0 46,5 47,3 48,1 48,6 48,7 49,0 FMEG50 38,0 40,4 43,7 46,2 48,1 49,4 50,0 50,5 51,3 52,1 52,6 52,7 53,0 FMEG53 41,0 43,4 46,7 49,2 51,1 52,4 53,0 53,5 54,3 55,1 55,6 55,7 56,0 FMEG55 43,0 45,4 48,7 51,2 53,1 54,4 55,0 55,5 56,3 57,1 57,6 57,7 58,0 FMEG58 46,0 48,4 51,7 54,2 56,1 57,4 58,0 58,5 59,3 60,1 60,6 60,7 61,0 FMEG60 48,0 50,4 53,7 56,2 58,1 59,4 60,0 60,5 61,3 62,1 62,6 62,7 63,0 FMEGQ2 50,0 52,4 55,7 58,2 60,1 61,4 62,0 62,5 63,3 64,1 64,6 64,7 65,0 FMEGQ4 52,0 54,4 57,7 60,2 62,1 63,4 64,0 64,5 65,3 66,1 66,6 66,7 67,0 FMEG66 54,0 56,4 59,7 62,2 64,1 65,4 66,0 66,5 67,3 68,1 68,6 68,7 69,0

6.3.3 Определение показателей эффективности для радиальных вентиляторов с загнутыми назад лопатками (с или без корпуса) и диагональных вентиляторов, имеющих привод

Графики на рисунке 7 и значения, приведенные в таблице 5, получены, исходя из формул (11), (12), (13) и (14).

a)    Для входной мощности менее или равной 10 кВт

1)    вентилятор и двигатель:

_Vf = 4,56ln(P_e)-10,5 + A/_G,    (11)

2)    вентилятор, двигатель и привод:

_Vf = 4,56ln(P_ed)-10,5 + A/_G,    (12)

b)    Для входной мощности более 10 кВт

1)    вентилятор и двигатель:

_Vf=1,1 ln(P_e)-2,6 + A/_G,    (13)

2)    вентилятор, двигатель и привод:

V^⁼¹’^1ln(^Ped)-²’^{6 + A/}G>    04)

где N_g — класс эффективности FMEG (целое число), например, N_G = 40 для FMEG40.

13

Реd — заданная входная мощность, кВт, — оптимальный (максимальный) КПД, % Рисунок 7 — Показатель эффективности радиальных вентиляторов с загнутыми назад лопатками (с или без корпуса) и диагональных вентиляторов, имеющих привод

Таблица 5 — Показатели эффективности радиальных вентиляторов с загнутыми назад лопатками (с или без корпуса) и диагональных вентиляторов, имеющих привод

Входная мощность, кВт 0,125 0,3 1,0 2,5 5 8 10 20 60 160 300 375 500 Показатель эффективности Оптимальный (максимальный) КПД, % FMEG35 15,0 19,0 24,5 28,7 31,8 34,0 35,0 35,7 36,9 38,0 38,7 38,9 39,2 FMEG39 19,0 23,0 28,5 32,7 35,8 38,0 39,0 39,7 40,9 42,0 42,7 42,9 43,2 FMEGA2 22,0 26,0 31,5 35,7 38,8 41,0 42,0 42,7 43,9 45,0 45,7 45,9 46,2 FMEGAQ 26,0 30,0 35,5 39,7 42,8 45,0 46,0 46,7 47,9 49,0 49,7 49,9 50,2 FMEG50 30,0 34,0 39,5 43,7 46,8 49,0 50,0 50,7 51,9 53,0 53,7 53,9 54,2 FMEG53 33,0 37,0 42,5 46,7 49,8 52,0 53,0 53,7 54,9 56,0 56,7 56,9 57,2 FMEG55 35,0 39,0 44,5 48,7 51,8 54,0 55,0 55,7 56,9 58,0 58,7 58,9 59,2 FMEG58 38,0 42,0 47,5 51,7 54,8 57,0 58,0 58,7 59,9 61,0 61,7 61,9 62,2 FMEG60 40,0 44,0 49,5 53,7 56,8 59,0 60,0 60,7 61,9 63,0 63,7 63,9 64,2 FMEGQ2 42,0 46,0 51,5 55,7 58,8 61,0 62,0 62,7 63,9 65,0 65,7 65,9 66,2 FMEGQA 44,0 48,0 53,5 57,7 60,8 63,0 64,0 64,7 65,9 67,0 67,7 67,9 68,2

Окончание таблицы 5

Входная мощность, кВт 0,125 0,3 1,0 2,5 5 8 10 20 60 160 300 375 500 Показатель эффективности Оптимальный (максимальный) КПД, % FMEG 66 46,0 50,0 55,5 59,7 62,8 65,0 66,0 66,7 67,9 69,0 69,7 69,9 70,2 FMEG 68 48,0 52,0 57,5 61,7 64,8 67,0 68,0 68,7 69,9 71,0 71,7 71,9 72,2 FMEG 70 50,0 54,0 59,5 63,7 66,8 69,0 70,0 70,7 71,9 73,0 73,7 73,9 74,2 FMEG 72 52,0 56,0 61,5 65,7 68,8 71,0 72,0 72,7 73,9 75,0 75,7 75,9 76,2 FMEG1A 54,0 58,0 63,5 67,7 70,8 73,0 74,0 74,7 75,9 77,0 77,7 77,9 78,2 FMEG 76 56,0 60,0 65,5 69,7 72,8 75,0 76,0 76,7 77,9 79,0 79,7 79,9 80,2

6.3.4 Определение показателей эффективности для диаметральных вентиляторов, имеющих привод

Графики на рисунке 8 и значения, приведенные в таблице 6, получены, исходя из формул (15), (16) и (17).

a)    Для входной мощности менее или равной 10 кВт

1)    вентилятор и двигатель:

ц_ор( = 1,14 1п(Р_е)- 2,6 + N_g,    (15)

2)    вентилятор, двигатель и привод:

_4opt='lM^\n(P_ed)-2,6 ₊ N_G,    (16)

b)    Для входной мощности более 10 кВт: вентилятор и двигатель, а также вентилятор, двигатель и привод:

4opt^=NG’

где N_g — класс эффективности FMEG (целое число), например, N_G= 10 для FMEG10.

15

ГОСТ 33660-2015

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ, 2016

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Реd — ЗЭДЭННЭЯ ВХОДНЭЯ МОЩНОСТЬ, кВт; — оптимальный (максимальный) КПД, % Рисунок 8 — Показатели эффективности диаметральных вентиляторов, имеющих привод

Таблица 6 — Показатели эффективности диаметральных вентиляторов, имеющих привод

Входная мощность, кВт 0,125 0,3 0,5 0,8 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 8,0 10 16 22 Показатель эффективности Оптимальный (максимальный) КПД, % FMEG08 3,0 4,0 4,6 5,1 5,4 6,2 6,7 7,0 7,2 7,8 8,0 8,0 8,0 EMEG11 6,0 7,0 7,6 8,1 8,4 9,2 9,7 10,0 10,2 10,8 11,0 11,0 11,0 FMEGU 9,0 10,0 10,6 11,1 11,4 12,2 12,7 13,0 13,2 13,8 14,0 14,0 14,0 F/WEG19 14,0 15,0 15,6 16,1 16,4 17,2 17,7 18,0 18,2 18,8 19,0 19,0 19,0 FMEG23 18,0 19,0 19,6 20,1 20,4 21,2 21,7 22,0 22,2 22,8 23,0 23,0 23,0 FMEG28 23,0 24,0 24,6 25,1 25,4 26,2 26,7 27,0 27,2 27,8 28,0 28,0 28,0 FMEG32 27,0 28,0 28,6 29,1 29,4 30,2 30,7 31,0 31,2 31,8 32,0 32,0 32,0

Содержание

1    Область применения..................................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................................1

3    Термины и определения...............................................................2

3.1    Вентиляторы. Общие положения....................................................2

3.2    Виды стендов для испытаний по типу расположения воздуховодов........................3

3.3    Вентиляторы. Определения, относящиеся к расчетам...................................3

3.4    Определения, относящиеся к эффективности вентилятора...............................4

3.5    Показатели энергоэффективности...................................................5

4    Обозначения и сокращения............................................................5

5    Стенды для испытаний вентилятора, КПД и допустимые погрешности.........................6

5.1    Общие положения................................................................6

5.2    Применение испытательных стендов различного типа ..................................6

5.3    Расчет КПД......................................................................7

5.4    Погрешности измерений...........................................................8

6    Классификация......................................................................8

6.1    Общие положения................................................................8

6.2    Вентиляторы с открытым валом.....................................................8

6.3    Вентиляторы с приводом..........................................................11

Приложение А (обязательное) Показатели энергоэффективности вентиляторов

с открытым валом.......................................................17

Приложение В (обязательное) Методы вычисления КПД элементов привода....................18

Приложение С (справочное) Отличия в характеристиках вентиляторов в зависимости

от типа испытательного стенда.............................................22

Приложение D (справочное) Вычисление входной мощности на рабочем режиме

для вентиляторов с приводом..............................................23

Приложение Е (справочное) Выбор вентилятора с максимальным КПД.........................29

Приложение F (справочное) Определение класса эффективности вентилятора с приводом........31

Приложение G (справочное) Пояснение терминов..........................................33

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве

ссылочных в примененном международном стандарте........................34

Библиография........................................................................35

IV

ГОСТ 33660-2015

Введение

Последнее десятилетие показало не только увеличение цен на топливо, но и все более широкое признание того, что ресурсы многих ископаемых его видов находятся на исходе. Существует также мнение, что изменение климата происходит из-за увеличения в атмосфере уровня углекислого газа. Все это заставило многие страны пересмотреть методы вырабатывания и использования энергии.

Таким образом, в целях поддержания экономического роста существует необходимость повышения энергоэффективности. Для этого требуется, чтобы изготовители улучшали проектируемое оборудование, а потребители более требовательно подходили к его выбору.

Сфера использования вентиляторов различных типов огромна. Их применяют в вентиляционных системах, системах кондиционирования воздуха, в различных технологических процессах (сушка, пневмотранспорт), в подаче воздуха для горения, в сельском хозяйстве и т. д. Более того, было установлено, что они потребляют примерно 20 % всей вырабатываемой в мире электроэнергии.

Вентиляционная промышленность также имеет широкую сферу деятельности с большой долей экспорта и лицензирования. Для того чтобы убедиться, что характеристики определенного вентилятора одинаковы по всему миру, были разработаны международные стандарты. Для правильного подбора оборудования следует знать хотя бы минимум стандартов по энергоэффективности. Для их внедрения была разработана классификация, которая включает в себя набор диапазонов эффективности. С развитием технологии и производственных процессов минимальные уровни эффективности могут быть со временем пересмотрены и увеличены.

Международный стандарт может использоваться членами законодательных органов или регулятивными органами для определения будущих целей экономии энергии.

V

ГОСТ 33660-2015 (ISO 12759: 2010)

СТАНДАРТ

Дата введения — 2017—07—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает классификацию по эффективности для вентиляторов всех типов с приводом от электродвигателей мощностью от 0,125 до 500 кВт. Настоящий стандарт распространяется на вентиляторы с открытым валом (без привода) и с приводом, а также на вентиляторы, входящие в состав изделия. При этом вентилятор, который входит в состав изделия, следует испытывать отдельно.

Настоящий стандарт не распространяется на:

a)    вентиляторы, предназначенные для систем противодымной вентиляции;

b)    вентиляторы для осуществления производственных процессов;

c)    вентиляторы, применяемые в автомобилях, поездах и самолетах;

d)    вентиляторы для потенциально взрывоопасных сред;

e)    переносные вентиляторы и воздушные завесы;

f)    струйные вентиляторы, используемые на автомобильных стоянках и при вентиляции туннелей.

Примечание — См. приложение G.

Настоящий стандарт рекомендуется использовать совместно с ГОСТ 31961*.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 10921-90 Вентиляторы радиальные и осевые. Методы аэродинамических испытаний

ГОСТ 31961—2012* Вентиляторы промышленные. Показатели энергоэффективности

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

ГОСТ 31961 содержит положения, которые дополняют настоящий стандарт.

Издание официальное

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    Вентиляторы. Общие положения

3.1.1    вентилятор (fan): Вращающаяся лопаточная машина, которая получает механическую энергию и совершает работу над газом, обычно не превышающую 25 кДж/кг, посредством одного или нескольких рабочих колес с лопатками, вызывая таким образом непрерывное течение газа через нее.

Примечания

1    Вентиляторы разделяют по типу установки, назначению, движению газообразной среды и условиям эксплуатации.

2    См. [1], пункт 3.1.1.

3.1.2    размер вентилятора D (fan size): Максимальное значение диаметра рабочего колеса по внешним кромкам лопаток, которое является основой конструкции вентилятора.

3.1.3    привод (drive): Устройство, используемое для приведения в действие вентилятора, включающее в себя двигатель, механическую трансмиссию и систему управления.

Примечания

1    Примерами механической трансмиссии являются ременный привод, соединительные муфты.

2    Примерами системы управления являются частотный преобразователь, электронный коммутатор.

3.1.4    вентилятор с открытым валом (bare shaft fan): Вентилятор без привода, оборудования и аксессуаров (принадлежностей) (см. рисунок 1).

Примечание — См. [1], пункт3.1.2.

Рисунок 1 — Пример радиального вентилятора с открытым валом

3.1.5    вентилятор с приводом (driven fan): Вентилятор с одним или несколькими рабочими колесами, оснащенный двигателем или подключенный к нему, с или без приводного механизма, с корпусом и средством изменения частоты вращения (см. рисунок 2).

Примечание — См. [1], пункт3.1.3.

3.1.6    воздух (air): Сокращение для выражения: «воздух или другой газ».

Примечание — См. [1], подраздел 3.2.

3.1.7    стандартный воздух (standard air): Атмосферный воздух плотностью 1,2 кг/м¹.

Примечания

1    Атмосферный воздух при температуре 16 °С, давлении 100 ООО Па и относительной влажности 65 % имеет плотность 1,2 кг/м¹, но эти условия не являются частью определения.

2    См. [1], подраздел 3.3.

2

ГОСТ 33660-2015

Ped— входная электрическая мощность на приводе или системе управления; Ри — полезная мощность вентилятора (объемный расход, умноженный на полное давление); а — потери в устройстве регулирования частоты вращения (тепло)*; Ь — потери в двигателе (тепло); с — потери в ременной передаче (тепло); d — потери в подшипниках (тепло); е — аэродинамические потери в рабочем колесе и корпусе (тепло)

Рисунок 2 — Пример, показывающий потери мощности при работе вентилятора

3.2 Виды стендов для испытаний по типу расположения воздуховодов

Примечание — См. рисунок 3 и [1].

3.2.1    стенд типа A (installation category А): Испытательный стенд, соответствующий компоновке вентилятора: свободный вход и выход.

3.2.2    стенд типа В (installation category В): Испытательный стенд, соответствующий компоновке вентилятора: свободный вход и выход в нагнетательный трубопровод.

3.2.3    стенд типа С (installation category С): Испытательный стенд, соответствующий компоновке вентилятора: вход из всасывающего трубопровода и свободный выход.

3.2.4    стенд типа D (installation category D): Испытательный стенд, соответствующий компоновке вентилятора: вход из всасывающего трубопровода и выход в нагнетательный трубопровод.

3.3 Вентиляторы. Определения, относящиеся к расчетам

3.3.1    средняя плотность на входе в вентилятор p₁ (average density at fan inlet): Плотность газообразной среды, рассчитываемая по абсолютному давлению и статической температуре.

3.3.2    атмосферное давление р_а (atmospheric pressure): Давление, измеренное в системе покоя по отношению к окружающему воздуху относительно абсолютного нуля.

3.3.3    полное давление вентилятора p_f (fan pressure): Разница между давлениями торможения на выходе из вентилятора и на входе в него.

3.3.4    статическое давление вентилятора p_sf (fan static pressure): разность между полным давлением вентилятора и динамическим давлением в выходном сечении вентилятора с поправкой на число Маха.

3.3.5    абсолютное давление торможения в точке p_sg (absolute stagnation pressure at a point): Абсолютное давление, которое было бы измерено в точке потока, если бы газ был переведен в состояние покоя в результате адиабатического процесса.

3.3.6    динамическое давление в точке p_d (conventional dynamic pressure at a point): Давление, рассчитываемое по величине скорости и плотности воздуха в точке. ^{2 1}

3.3.7    динамическое давление на выходе из вентилятора р_л (fan dynamic pressure at the fan

outlet): динамическое давление на выходе из вентилятора, рассчитываемое по величине массового расхода, средней плотности газа на выходе и площади выхода.

3.3.8    массовый расход q_m (mass flow rate): среднее по времени значение массы воздуха, проходящего через воздушный тракт, с указанным поперечным сечением в единицу времени.

3.3.9    входной объемный расход (inlet volume flow rate): Отношение массового расхода к средней по времени плотности на входе.

3.3.10    работа вентилятора на единицу массы W_m (fan work per unit mass): Увеличение механической энергии на единицу массы среды, проходящей через вентилятор.

3.3.11    коэффициент сжимаемости к_р (compressibility coefficient): Отношение механической работы вентилятора к работе, которая была бы произведена над несжимаемой жидкостью при тех же значениях массового расхода, входной плотности и степени повышения давления.

3.3.12    полезная мощность вентилятора по полному давлению Р_и (fan air power): Полезная мощность, равная произведению массового расхода и полной работы вентилятора на единицу массы или равная произведению объемного расхода на входе, коэффициента сжатия и полного давления вентилятора.

3.3.13    полезная мощность вентилятора по статическому давлению P_us (fan static air power): Полезная мощность, которая является произведением массового расхода и статической работы вентилятора на единицу массы или равная произведению объемного расхода на входе, коэффициента сжатия и статического давления вентилятора.

3.3.14    мощность на валу рабочего колеса P_r (impeller power): Механическая мощность, подведенная к валу рабочего колеса вентилятора.

Примечание — Этот термин применим к рабочим колесам, имеющим непосредственный привод как без корпуса (например, вентилятор со свободно вращающимся колесом), так и помещенных в корпус.

3.3.15    номинальная мощность двигателя P_N (nominal motor power): Номинальная выходная мощность электродвигателя.

3.3.16    мощность на валу вентилятора Р_а (fan shaft power): Механическая мощность, подведенная к валу вентилятора.

3.3.17    выходная мощность двигателя P_Q (motor output power): Выходная мощность на валу двигателя или другого привода.

3.3.18    входная мощность двигателя Р_е (motor input power): Электрическая мощность, подводимая к двигателю вентилятора.

3.3.19    входная электрическая мощность на приводе или системе управлении P_ed (drive/ control electrical input power): Электрическая мощность, подаваемая на привод двигателя или на систему управления.

3.4 Определения, относящиеся к эффективности вентилятора

3.4.1    КПД лопаточной системы п_г (fan impeller efficiency): Отношение полезной мощности вентилятора по полному давлению к мощности на валу рабочего колеса (Р_г).

3.4.2    КПД вентилятора п_а (f^an shaft efficiency): Отношение полезной мощности вентилятора по полному давлению к мощности на валу вентилятора (Р_а).

3.4.3    полный КПД п_е (overall efficiency): Отношение полезной мощности вентилятора по полному давлению к входной мощности, подведенной к вентилятору и двигателю.

3.4.4    статический КПД n_es (overall static efficiency): Отношение полезной мощности по статическому давлению вентилятора к входной мощности, подведенной к вентилятору и двигателю.

3.4.5    полный КПД вентилятора с приводом ried (overall efficiency drive): Отношение полезной мощности вентилятора по полному давлению к входной совокупной мощности электродвигателя и вентилятора, включая потери в трансмиссии и/или управлении частотой вращения.

3.4.6    статический КПД вентилятора с приводом n_eSd (^overaH static efficiency drive): Отношение полезной мощности вентилятора по статическому давлению к входной совокупной мощности электродвигателя и вентилятора, включая потери в трансмиссии и/или управлении частотой вращения.

Примечания

1    Эффективность может быть отнесена к определенному типу стенда (см. рисунок 3 и [1]).

2    КПД может быть выражен в долях единицы. Для перевода в проценты необходимо умножить на 100.

4

ГОСТ 33660-2015

3.4.7    оптимальный КПД п_ор( (optimum efficiency): Максимальный полный КПД, достигаемый на аэродинамической характеристике вентилятора, при всех неизменных рабочих параметрах, кроме сопротивления сети (см. ГОСТ 10921).

3.4.8    поправочный коэффициент С_с (compensation factor): Коэффициент, используемый при определении КПД вентиляторов, снабженных частотными преобразователями (см. рисунок 5).

3.5 Показатели энергоэффективности

3.5.1    показатель энергоэффективности вентилятора, FEG (fan efficiency grade): Показатель эффективности для вентилятора с открытым валом.

Примечание — Могут использоваться определения из 3.4.1 и 3.4.2.

3.5.2    показатель энергоэффективности вентилятора с двигателем, FMEG (fan motor efficiency grade): Показатель эффективности вентилятора с приводом.

Примечание — Могут использоваться определения из 3.4.3, 3.4.4, 3.4.5 и 3.4.6.

3.5.3    Класс энергоэффективности N_G (grade number): Целое значение FMEG.

4 Обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применены обозначения, приведенные в таблице 1.

Таблица 1 — Обозначения и размерности

Обозначение, принятое в Описание Размерность международном стандарте настоящем стандарте кР S Коэффициент сжимаемости — NG — Класс энергоэффективности FMEG — Сс — Поправочный коэффициент для учета экономии энергии при частичной нагрузке — Ст — Поправочный коэффициент для учета неточностей при изготовлении элементов вентилятора — D D Диаметр рабочего колеса по концам лопаток (размер вентилятора) ММ Ра N Мощность на валу вентилятора Вт Рь — Потери мощности в подшипниках Вт Ре Nc Входная мощность двигателя Вт Ped — Входная электрическая мощность на приводе или на системе управления Вт Pn — Номинальная мощность двигателя Вт Ро — Выходная мощность двигателя Вт рг — Мощность на валу рабочего колеса Вт Psf — Характерная мощность вентилятора кВт/(м3/с) или Вт/(л/с) Ри Nv Полезная мощность вентилятора по полному давлению Вт Pus NSv Полезная мощность вентилятора по статическому давлению Вт Ра Ра Атмосферное давление Па Pd Pd Динамическое давление в точке Па

1

2

* Частотный преобразователь может быть как установлен, так и нет (см. раздел 6).