IEC 60879舒适风扇和调速器的性能测试方法新旧版标准差异简介

陈启彩 陈灿坤 岳泓宇

（威凯检测技术有限公司 广州 510663）

引言

IEC 60879电风扇性能标准第一版1986年发布以来，已经经过了30多年，产品不断更新换代，标准已不能适应新产品发展，同时在实施标准过程发现风量测量值的重现性有待进一步提高。

几年前笔者参与IEC 60879新版标准修订工作，了解到经过委员会草案CD（Committee Draft）、委员会投票草案CDV（Committee Draft for Vote）和最终国际标准草案FDIS（Final Draft International Standard）等流程，IEC 60879:2019标准[1]于2019年5月发布，取消并替代了IEC 60879:1986版本[2]。

本次IEC 60879:2019标准换版主要内容体现在更新不同类型风扇定义，解决传统风扇风量测试中可重现性不高的问题，同时填补原标准无法测量无叶风扇、柱式扇等新类型风扇风量的空白，为评价电风扇性能提供更客观的、可操作的测试方法。

1 新旧版标准主要差异

1.1 标准名称差异

新版标准名称为：Comfort fans and regulators for household and purposes-Methods for measuring performance（家用和类似用途舒适风扇和调速器的性能测试方法），代替了旧版标准的名称：Performance and construction of electric circulating fans and regulars（电风扇和调速器的性能测试方法和结构要求）。

标准名称变更，与风扇的命名更贴切，明确了新版标准只规定的性能测试方法，并不规定指标参数的限值和结构要求，与IEC性能测试方法标准体系保持一致。

1.2 标准范围差异

新版标准范围新增加了无叶风扇、柱式扇、转页扇、壁扇等新类型的风扇，并规定了风扇的功率必须小于125 W。

1.3 术语和定义的差异

新版标准增加了舒适风扇、传统风扇、柱式扇 、无叶风扇、壁扇、转页扇等风扇类型的定义，对风扇按产品的特点重新分类，进一步细分了风扇的类型，便于产品性能的测量，新增的定义详见表1。

表1 新版标准增加术语和定义

1.4 传统风扇风量测试方法的差异

1）风量测试由2个风速表变为4个风速表

新版标准在测试过程上，有一处非常重要的变化：采用4个风速表采集风速数据，即测试平面由原来2个水平风速表的基础上在垂直方向增加2个风速表，4个集样点数据代表同一圆环上的风速。测试示意图和实物如图1。

图1 4个风速表测试风量

试验时，风速表从距离测试平面中心位置20 mm左右/上下共计4点处开始测量，以每40 mm增量沿着水平垂直逐点向4个方向移动，直到测得平均风速低于24 m/min时停止测试。

原来的2个风速表改为4个风速表，提高了台扇、壁扇、台地扇、落地扇、顶扇和转页扇的风量测试的可重现性和稳定性，系统地减少了风量的偏差。

2）4.5 m测试房间和6 m测试房间的差异

新旧版标准测试房间的要求，见表2。

由表2可见，新版标准房间的尺寸：长×宽×高是选择4 500 mm×4 500 mm×3 000 mm还是6 000 mm×4 500 mm×3 000 mm，取决于扇叶的直径。扇叶越大，电风扇吹出来的风量也越大，如果在较大的房间测试，风速表受到墙壁回风等影响越小，测得风量结果越准确。反之，如果不区分被测电风扇的风量，一概用“小测试房间”，则在测试较大风量的电风扇时，风速表受到墙壁回风影响较大，测得风量结果就不够准确。

表2 新旧版标准测试房间要求对比

1.5 增加无叶风扇风量的测试方法

早期的电风扇以机械式台扇、落地扇为主，产品形式单一，品种也不多。近年由于市场需求的增加和产品技术水平的不断提高，电风扇开始进入高速发展期，出现了许多新产品和新功能。例如，无叶风扇没有传统风扇的“扇叶”，而是由电机驱动隐藏在器具内的叶轮，使空气加压并从缝隙中喷出的风扇。由于出风原理不同，风场分布很大不同，导致依据旧版标准测试风量时，测试方法明显不适用于新产品。新版标准提出了无叶风扇的风量测试方法，填补了无叶风扇性能测试的空白。

无叶风扇的测试原理是将总输出风量看成是物无数个正方形40 mm×40 mm，每个风速表在正方形的中心点测得风速代表的该正方形的风速，如图2所示。每个单独风速乘以每个正方形面积的总和即为无叶风扇的总的输出风量，见公式（1）。

式中：

Q—通过正方形的风量，单位为立方米每分（m3/min）；

Ui—每个风速表的读数，单位为米每分（m/min）；

A—正方形的面积，单位为平方米（m2）；

N—风速超过24 m/min的正方形的个数。

1.6 待机功率的测量

新版标准增加了电风扇待机功率的测量项目，依据IEC 62301 Household electrical appliances-Measurement of standby power标准[3]测试。

2.新版标准测试方法特性研究与数据分析

2.1 4个风速表和2个风速表的差异

试验选取常见的PP材质扇叶和ABS材质扇叶进行验证，并在不同的测试房间（4.5 m和6 m）以及不同的环境温度（20 ℃和30 ℃）下对同意样品进行了多次测试,试验结果见表3和表4。

由表3中数据可知，在4.5 m房间内用4个风速表采样测试时，20 ℃环境下对同一样品共进行的12次测试中最大最小风量的极差仅为3.05 m3/min，小于2个风速表测试时的5.02 m3/min。30 ℃环境下12次测试中最大最小风量的极差为3.77 m3/min，也远远小于2个风速表测试时的7.24 m3/min。

表3 PP扇叶测试结果（规格：400 mm） 风量单位：m3/min

由表4中数据可知，在4.5 m房间内用4个风速表采样测试时，20 ℃环境下对同一样品共进行的12次测试中最大最小风量的极差仅为2.43 m3/min,小于2个风速表测试时的4.95 m3/min。30 ℃环境下12次测试中最大最小风量的极差为1.88 m3/min，也远远小于2个风速表测试时的6.64 m3/min。

表4 ABS扇叶测试结果（规格：400 mm） 风量单位：m3/min

为了确认不同规格风扇2个风速表和4个风速表的差异性，对250 mm、300 mm、350 mm、400 mm、450 mm分别进行了验证。

对扇叶直径为250 mm电风扇进行2个风速表和4个风速表测试，分别测试5次。测试结果显示，2个风速表风量测试结果与平均值的最大偏差为2 %，4个风速表风量测试结果与平均值的最大偏差为1.4 %，如表5和图3所示。

表5 250 mm电风扇测试数据

图3 250 mm电风扇测试数据

对扇叶直径为300 mm电风扇进行2个风速表和4个风速表测试，分别测试5次。测试结果显示，2个风速表风量测试结果与平均值的最大偏差为3.7 %，4个风速表风量测试结果与平均值的最大偏差为0.9 %，如表6和图4所示。

图4 300 mm电风扇测试数据

表6 300 mm电风扇测试数据

对扇叶直径为350 mm电风扇进行2个风速表和4个风速表测试，分别测试5次。测试结果显示，2个风速表风量测试结果与平均值的最大偏差为8.0 %，4个风速表风量测试结果与平均值的最大偏差为5.7 %，如表7和图5所示。

图5 350 mm电风扇测试数据

表7 350 mm电风扇测试数据

对扇叶直径为400 mm电风扇进行2个风速表和4个风速表测试，分别测试5次。测试结果显示，2个风速表风量测试结果与平均值的最大偏差为7.5 %，4个风速表风量测试结果与平均值的最大偏差为6.1 %，如表8和图6所示。

图6 400 mm电风扇测试数据

表8 400 mm电风扇测试数据

对扇叶直径为450 mm电风扇进行2个风速表和4个风速表测试，分别测试5次。测试结果显示，2个风速表风量测试结果与平均值的最大偏差为4.6 %，4个风速表风量测试结果与平均值的最大偏差为1.0 %，如表9和图7所示。

图7 450 mm电风扇测试数据

表9 450 mm电风扇测试数据

从表5～9、图3～7可知，在不同规格的风扇2个风速表和4个风速表的风量测试中，4个风速表的风量稳定性均比2个风速表的好，重复性更高，很好解决了不同实验室之间测试风量差异较大，或者同一试验人员测试同一台样品，所用设备相同，但测试结果差异较大等问题。

2.2 4.5 m测试房间和6 m测试房间的差异

在旧版标准中，落地扇产品不管扇叶直径多少，都必须在房间尺寸长×宽×高=6 000 mm×4 500 mm×3 000 mm进行测试，而新版标准是根据扇叶直径的大小选择房间尺寸，扇叶直径或等效扇叶直径（无叶风扇）小于或等于400 mm的电风扇，房间的长度为4 500 mm，扇叶直径或等效扇叶直径（无叶风扇）大于400 mm的电风扇，房间的长度为6 000 mm；宽度：4 500 mm；高度：3 000 mm。为了验证房间长4.5 m测试房间和长6 m测试房间的差异，我们选取了400 mm的落地扇，分别在两个房间下测试，观测风量测试结果的稳定性，测试结果如表10、表11所示。

表10 400 mm落地扇不同尺寸测试房间试验结果

由表10数据可知，在4.5m房间内用2个风速表采样测试时，进行的10次测试中最大最小风量的极差为4.1 m3/min，小于4.5 m房间内测试时的6.2 m3/min。

由表11中数据可知，在4.5m房间内用2个风速表采样测试时，进行的10次测试中最大最小风量的极差为4.5 m3/min，小于4.5m房间内测试时的6.5 m3/min。

结合表10、表11的数据可知，对于400 mm规格的风扇而言，在4.5m房间内的风量测试结果重复性和稳定性要好于6 m测试房间，且实际使用中，400 mm及以下规格的风扇通常使用在4.5 m以下的空间内，所以新版标准明确400 mm及以下规格的落地扇和台扇等在4.5m以下的房间内进行风量测试更科学、合理。

3 结论

IEC 60879:2019 Comfort fans and regulators for household and purposes-Methods for measuring performance（家用和类似用途舒适风扇和调速器的性能测试方法）标准除了范围增加无叶风扇、塔扇的风量测试方法外，最大的变化来自于传统风量由“2个风速表”变为“4个风速表”。

通过大量实验室测试数据，新版标准很好的解决了无叶风扇无法测量性能，传统风扇风量测试，结果重现性不高、稳定性不好等问题。

对于电风扇制造商来说，除了考虑外观和功能个性化，使用人性化（如蓝牙远程遥控和轻触式开停机）外，也要关注节能舒适（如使用直流电机和无级调速）等重要因素。

随着小家电产品的进一步发展，国家政策鼓励产业升级，消费市场对优质产品的需求也是逐年上升，因此，更高效更低耗的“绿色”电风扇才能满足人民对美好生活的要求。总体上，功能和技术创新，追求节能和舒适，是电风扇行业未来的发展方向。