通风机性能测试标准AMCA210-07与GB/T 1236-2000及ISO5801∶2007对比初探

江 杨/江苏中联风能机械股份有限公司

通风机性能测试标准AMCA210-07与GB/T 1236-2000及ISO5801∶2007对比初探

江 杨/江苏中联风能机械股份有限公司

0 引言

在全世界范围内，目前通风机性能测试所涉及的标准体系主要有两个。

1）ISO国际标准化组织体系，一般简称ISO体系；国际标准化组织（ISO）是由各国标准化团体（ISO成员团体）组成的世界性的联合会，制定国际标准工作通常由ISO的技术委员会完成。

2）AMCA（国际空气运动与控制协会）与ASHRA（美国采暖、制冷和空调工程师学会组）体系，一般简称AMCA体系；AMCA是一个国际性、非盈利第三方认证的行业自律组织，致力于风机、百叶、风阀和其他空气处理设备性能的认证工作，其成员包括了目前世界上大多数主流生产厂家。AMCA能够提供独立于买卖方之外的第三方检测认证。除此之外，它还制定了行业内很多重要的、基础性的标准。

上述两大体系中关于通风机性能测试标准有很多，本文所讨论的仅为在实验室中进行通风机性能额定值检测的相关内容，相应所涉及的ISO体系标准为ISO 5801工业通风机用标准化风道进行性能测试，中国现行国家标准GB/T1236-2000工业通风机用标准化风道进行性能试验[1](以下简称GB/T1236）等效于ISO5801: 1997版，它是以ISO技术报告ISO/ TR8428、德国标准化学会标准DIN 24163-2、英国标准学会标准BS848-1、法国标准协会标准NFX10-200与E51-100:1983、AMCA/ASHRAE标准210为蓝本的基础上进行相应标准汇总与编制。目前最新版本为ISO 5801：2007[2]（以下简称ISO 5801），但GB/T 1236标准目前还未完成相应升版，因此本文同时GB/T 1236与ISO 5801纳入探讨范围。从标准执行方面上讲，GB/T 1236标准目前没有国家层面的强制实施与规范执行监督体系，标准的执行更多还是依赖于检测单位自身。

相应AMAC体系所涉及的标准为ANSI/ AMCA210-07通风机额定性能试验的实验室方法[3]（以下称AMCA210）。AMCA体系标准执行是以AMCA学会严格监督为实施细则，因此经过AMCA认证的风机及实验室得到全世界范围内的公认。

下文将以AMCA210为基准，将其与GB/T 1236及ISO 5801从测试装置种类、安装类型限制、公用部件形状、温度测点等方面进行对比分析。

1 测试装置种类

1.1 AMCA210装置种类及流量测定方法

较之前的版本（AMCA210-99[4]），AMCA210有了如下变化：1）增加了测试风室泄漏的检验方法；2）引进了星形整流器；3）精确了压力换算过程中in.wg（英寸水柱）到Pa的转换，对采用英制单位的公式中常量修正有重要意义；4）增加了气流稳流装置的有效性检验要求[5]。

在AMCA210标准中，允许的测试装置共十六种，其中风管法5种，风室法11种，允许的流量测定方法有管道内皮托静压管、管道内文丘里喷管、风室末端文丘里喷管、风室内多喷嘴共4种，下文将以AMCA210标准所列的装置结构为基准，分别与GB/ T1236及ISO5801进行分析对比说明，具体装置结构组成对比详见表1。

表1 以AMCA 210标准为基准的三种标准装置结构组成对比表[3]

1.2 GB/T 1236装置种类及流量测定方法

GB/T 1236中允许的测量装置有37种之多，其中风管法18种，风室法19种，允许的流量测定方法有进口文丘里喷管（分ISO型与标准型）、锥形进口、90°弧型进口喷嘴、进口孔板（分带角测孔和壁测孔）、出口孔板（壁测孔）、管道内孔板（分D和D/2测孔和带角测孔）、管道内文丘里喷管（分ISO型与标准型）、管道内皮托静压管、风室末端文丘里喷管、风室内多喷嘴及风室末端文丘里喷管共15种。

上述测量装置及流量测定方法中：各种孔板、ISO文丘里喷管、90°弧形进口喷嘴、锥形进口在AMCA 210中均未见。主要原因有三方面。

1）所测风机类型有限，比如：孔板自身阻力过大，只能测定静压较高的风机；

2）部件加工精度要求过高而不具备广泛推广性，如：大尺寸的进口90°弧形喷嘴与锥形进口加工精度很难得到满足，导致后期计算时流量系数很难取准；

3）将类似装置进行优化合并处理，比如：ISO文丘里喷管与标准文丘里喷管相差不大，但结构却有不同，实无必要共同存在，因此进行了简化合并。

由表1可以看出GB/T 1236中能与AMCA210对应上的装置类型只有10种。

1.3 ISO 5801装置种类及流量测定方法

ISO 5801允许的装置类型总共26种，其中风管法14种，风室法12种；允许的流量测定方法有锥形进口、进口孔板（壁测孔）、出口孔板（壁测孔）、管道内孔板（分D和D/2测孔和带角测孔）、管道内皮托静压管及风室内多喷嘴共7种。

上述测量装置及流量测定方法与GB/T 1236比较：进口孔板（角测孔）、各种文丘里喷管和90°弧形进口喷嘴都被取消。主要原因与前文中1.2中的对比类似，但是还保留了少量的孔板装置。

从表1可以看出ISO 5801能与AMCA 210对应上的装置类型只有4种。

2 安装类型限制

众所周知，按风机在实测管网系统中安装位置不一样，共分为四种安装方式。

A——自由进口，自由出口；

B——自由进口，管道出口；

C——管道进口，自由出口；

D——管道进口，管道出口；

在实际通风机测试中，这四种安装方式所对应的测试装置并不唯一。B型出气风室或风管可以通过各种进、出口短管的减少或加装而变成A型或D型测试装置，很多C型进气风室或风管也可通过各种进、出口短管的减少或加装而变成A型或D型测试装置，但B型与C型不能进行简单转换，但国内已有相关专利通过风室中辅助风机的安装位置的变化及多喷嘴正/反向安装达到B型与C型风室装置的转换。

规范的A，B，C，D四种安装方式之间的关系和转换在上述三份标准中均有描述与图示，但在清晰程度中却各不一样，导致在实际使用中有时很难做出正确选择。

2.1 AMCA 210标准装置选择方法

AMCA 210第9页“5.1.2选择指南”中明确指出下表2为选择正确装置方法。

表2 AMCA 210标准装置选择指南表

NS为不适用于具有明显涡流的风机；Y为适用于所有的风机类型。

备注：

a）可安装一个模拟的进口管道；

b）不得使用辅助喇叭形进口或出口管道；

c）可使用短排气管或短进气道（具体要求如下）；

短排气管：一个短的排气管，可以用来模拟安装在B型和D型装置中，但长度须在2～3倍风机出口直径之间，该排气管截面积与风机出口面积误差不超过1%，并与风机出口形状一致。

短进气道：一个喇叭形进口和一个直径与风机进口直径相同的进气管可以安装在风机进口用以风机模拟进气管道。喇叭形进口和进气管应该与风机进风口连接，并且是相同的尺寸和形状。（作者注：此处对喇叭形进口形状、长度及进气管的长度没有规定）。

d）不允许使用排气管。

表4及其备注非常清晰地规定了16种基本测试装置在A，B，C，D四种不同安装类型中的使用方法。

2.2 GB/T 1236及ISO 5801装置选择方法

而GB/T 12360及ISO 5801中却没有如表2所示简单明了的描述，相关装置的转换与特殊规定都是在前后相互断开的很多章节内容中进行描述，让阅读者很难进行简单的进行选择和判断。例如：相当多风机在实际使用中均属于D型安装，而测试人员在按GB/T 1236标准进行装置选择时，常会出现因风机过大而无法采用完整的进、出口装置情况，常利用C型装置在风机出口加装模拟短管来实现，标准中对此部分内容的相关规定如下。

2.2.1 GB/T 1236对出口短管加装规定

相关内容在GB/T 1236中相关内容共出现四处，分别是：

标准第5页“ISO引言b)公用部分”；第16页“5概述”；第84页“30.2f)特殊情况中有如下内容：对于大型通风机（出口直径超过800mm）采用D型装置进行试验，在出口侧的用包括整流器标准化公用风道下进行试验可能有困难。有些情况下，有关各方应协商一下，通风机的性能可采用在出口侧加上如图1中a）、b）所述长度为L的风管的装置测量。

标准第148～149页“图76”中的e)、f)、g)中有相关内容。

1）图76 e）中所引用“图75C型试验装置（进口侧试验风室）”a）～d）中所示的90°弧进口喷嘴流量测定、皮托静压管流量测定、管道内文丘里喷管流量测定、风室中多喷嘴流量测定（仅用无出口涡流的通风机）。

2）图76 f）中所引用“图74C型试验装置（进口侧试验管道）”c）中所示的带有壁测孔的进口孔板流量测定。

3）图76 g）中所引用“图74C型试验装置（进口侧试验管道）”g）中所示的皮托静压管流量测定（仅用于有关双方达成协议的大型通风机）。

以上四种装置可在风机出口加装2～3倍直径长度的模拟短管。

2.2.2 ISO 5801对出口管道加装规定

相关内容在ISO 5801中共出现四处，分别是：

标准第8页“介绍b）公用部分”、第20页“概述”、第101页“28.2.5短管”中有如下内容：对于大型通风机（出口直径超过800mm）采用D型装置进行试验，采用在带整流器的出气侧标准化公用管道下进行试验可能有困难。在些情况下，有关各方应协商一下，在出口侧有与风机出口的面积相等用长度符合公式1)规定的管道进行通风机性能测试。

标准第183～84页“图46”中的e）、f）、g）中有相关内容。

1）图46 e）中所引用图45C型试验装置（进口侧试验风室）a）～b）中所示的“皮托静压管流量测定与风室中多喷嘴流量测定”（仅用无出口涡流的通风机）。

2）图46 f）中所引用图“44C型试验装置（进口侧试验管道）”b）中所示的“带有壁测孔的进口孔板流量测定”。

3）图46 g）中所引用“图44C型试验装置（进口侧试验管道）”f）中所示的皮托静压管流量测定（仅用于有关双方达成协议的大型通风机）。

以上四种装置可在风机出口加装2～3倍直径长度的模拟短管。

综上所述：在GB/T 1236及ISO 5801中关于用C型测试装置通过在风机出口加装短管而进行D型试验，所适用的C型装置类型是有限的，例如：常用的锥形进口流量测定进气管道就不在许可的范围内，允许的C型管道仅限于“带有壁测孔的进口孔板流量测定及皮托静压管流量测定”两种，至于其它C型管道为何不允许使用，这应该是标准编制者在多年实际使用中发现无法全部适用而规定。

再看AMCA 210，该标准允许的C型进气管道仅有该标准中图16所示的管道内皮托静压管流量测定一种，而从前文表4中得知该标准中图16的C型试验可以通过加装短排气管或短进气道进行D型试验，在这一点上，三项标准是统一的。

因此AMCA 210在装置的实际使用中更利于操作者选定。

3 公用部件形状

3.1多喷嘴

GB/T 1236及ISO 5801对于风室中多喷嘴的椭圆弧采取了近似画法（长轴半径等于喷嘴喉部直径d，短轴半径等于0.667d）。

AMCA 210对多喷嘴形状要求基本一样，只是对长度L尺寸多了+/-0.005D公差要求（此处D为喷嘴喉部直径），但在第25页“图4B椭圆喷嘴的三段近似圆弧”中给出了精确的椭圆画法，如图2所示。

由此看出AMCA喷嘴与GB/T 1236及ISO 5801喷嘴形状不一样，因此最终根据流量压差计算得到的流量也可能会有所不一样。

3.2皮托静压管

表3 三种标准允许的皮托静压管类型对比表

由表3可以看出，GB/T 1236及ISO 5801与AMCA 210相同的皮托静压管类型只有AMCA型（球面皮托静压管）这一种。

注：ISO 5801标准中图24皮托管类型a）AMCA型中，皮托管的头部尺寸标注有误，正确标注应该为：皮托管外径应标注为φd，皮托管内径应标注为φ0.4d，而图中这两个尺寸却标反了（如下图3所示）。

3.3管壁压力测孔

由表4可以看出:GB/T 1236及ISO 5801对测孔要求相同，对测孔直径没做硬性规定。而AMC A210却明确指出了测孔直径不能大于3mm（AMCA 210-99推荐壁测孔直径首选2mm，最大为3mm），同时高度也不一样。

表4 三种标准中管壁压力测孔尺寸对比表

虽然通常认为垂直于流动边界的无限小直角边缘小孔能准确测出静压，但孔径越小加工越困难且容易被微小颗粒堵塞，很明显AMCA 210的规定更符合实际情况，一般可将壁测孔直径选为2mm。

3.4总压管

AMCA 210在4.2.4中给出了总压管结构用于进气风室的总压（滞止压力）测量，具体结构如下图4所示。

而在GB/T 1236与ISO 5801进气风室中对总压（滞止压力）的测量装置没有规定，通常是利用皮托静压管。

4 温度测点

在风机性能测试过程中，温、湿度采集对最终进行额定值的换算很重要。对于低压力通风机，由于气体压缩性系数K会有影响，AMCA 210相对GB/T 1236与ISO 5801来说，温度测点增加了很多，如表5所示。

从表5可以看出：在与AMCA210相对应的装置中，GB/T1236与ISO5801中温度测点均明显偏少。

表5 三种标准对装置中温度测点的要求

其实这也是影响最终测试精度的一个因素。为提高测试精度，完全可以在原有装置中通过加装温度计、增加采集通道并改进计算软件来实现，这部分改进工作量并不大。

5 结束语

由上文可知：AMCA 210无论在装置使用规定、装置类型简化、公用部件形状、测点布置要求上均明显优于GB/T 1236与ISO 5801。国内现有按GB/T 1236建立的实验室不能简单的直接采用AMCA 210标准进行相应测试。虽然三种标准规定的理论测量精度均为5%，但在同一安装类型下，由于公用部件及测点的不同，最终的结果会在不同标准中体现出的误差可能会超出5%。遗憾的是目前还未能查到相应的对比试验文献纪录，根据相关实践经验，AMCA 210测试结果如用GB/T 1236标准进行衡量,它的误差精度将达到3.5%左右。也就是说，在条件许可的前提下，采用AMCA 210标准的测试装置能测得比GB/T 1236及ISO 5801更好的测试精度，同时也更便于测试者进行快速有效的装置的选择使用。

但从标准的认可程度上，AMCA体系中用于认证的程序文件——AMCA 211-05《额定值认证程序风机空气性能产品定值手册》中有如下描述：“8.3.1一般要求：一台风机或一系列相似风机的空气性能额定值应通过测试加以测定，测试时应采用相同的标准化风道，并遵照ANSI/AMCA标准210/ASHRAE 51、ISO 5801或AMCA出版物111“实验室认可程序”中认可的其他测试标准。”

从标准总体认可上，AMCA是认可ISO 5801（GB/T 1236）的测试结果，毕竟很多行业并不需要太过精确的测量精度。

但当前“一种风机在三种标准的同一类安装型类型下的测量”以及“一种风机在同一标准、同一安装类型下，不同公用部件、测量点”时的实际测量结果差别对比研究还很缺乏，原因是目前国内现有通过AMCA实验室认证的通风机性能实验室还较少，同时ISO 5801标准目前在国内还未实施，所以要进行该对比试验的难度非常大。

但为适应越来越多的国际贸易以及技术进步需要，如核电HVAC系统风机较多采用了ASME（美国机械工程师学会）AG-1《核电站空气和气体的处理规程》标准，该标准认可的通风机实验室测试标准只有AMCA 210，但目前国内企业还未能真正执行，因此在后期风机实验室建设中还需要更多的参考AMCA 210，以便尽快与国际国内企业实验室接轨，同时更希望国内相应标准能尽快升版以及通过更多的AMCA实验室认证，这样就会极大促进我国通风机性能测试水平的提高，也进一步向国际最先进的水平看齐，以整体提高我国通风机产品的质量水平。

[1]全国风机标准化技术委员会.GB/T 1236-2000工业通风机用标准化风道进行性能试验[S].

[2]Industrial fans-Performance testing using standardized airways[S]. ISO 5801:2007(E).2007.

[3]Laboratory Methods of Testing Fans for Certified Aerodynamic Performance Rating.ANSI/AMCA 210-07 ANSI/ASHRAE 51-07 [S].2007.

[4]Laboratory Methods of Testing Fans for Aerodynamic Performance Rating.ANSI/AMCA 210-99ANSI/ASHRAE 51-99[S].1999.

[5]苗再奎,谢军龙,柴宏生,等.风机性能测试标准AMCA210-07与GB/T 1236-2000的对比分析[C].2011湖北暖通空调制冷及热能动力学术年会,2011.

：对ANSI/AMCA 210-07通风机额定性能试验的实验室方法及GB/T1236-2000工业通风机用标准化风道进行性能测试及ISO 5801:2007工业通风机用标准化风道进行性能测试三种标准在测试装置种类、测试装置选择方法、公用部件、温度测点等方面进行了对比，通过差异互补，对实际测试中遇到的相关问题起到一定的参考作用。认为AMCA210标准具有比GB/T1236及ISO 5801更好的测试精度，同时更便于测试者使用。

测试装置；公用部件形状；温度测点；容差；对比；AMCA；ISO；标准；通风机；性能测试

ComparisonoftheFanPerformance TestingStandardsAMCA210-07,GB/T 1236-2000andISO5801:2007

JiangYang/JiangsuZhongLianWindPower Mechanism.Inc

testingdevice;common component;temperaturemeasuringpoint; contrast;AMCA;ISO;Standard;fan; performancetesting

TH43;TK05

B

1006-8155（2016）06-0070-07

10.16492/j.fjjs.2016.06.0016

2015-10-08江苏南通226153

Abstract:Inthispaper,thethreestandards "ANSI/AMCA210-07FanRated PerformanceExperimentalLaboratory Method","GB/T1236-2000IndustrialFan PerformanceTestingUsingStandardized Duct"and"ISO5801:2007IndustrialFan PerformanceTestingUsingStandardizedAir" arecomparedwithrespecttothetesting devicesanditschoosingmethod,andthe commoncomponentandtemperaturetesting points.ThetechnicalregulationsintheAMCA 210-07standardarefoundtobemore reasonableandaccurate.Forthefan performancetesting,sometechnical regulationsareunclearfortheGB/T 1236-2000andISO5801:2007standards, whichcausedthetestingresultstobedifferent forthesametestingdeviceandtodependon thestandardused.