MESURES ET CALCULS
1. Définitions aux fins de l'annexe II
1) Le «débit volumique» (q) est le volume de gaz qui passe par le ventilateur par unité de temps (en m3/s) et qui est calculé sur la base de la masse de gaz déplacée par le ventilateur (en kg/s) divisée par la densité de ce gaz à l'entrée du ventilateur (en kg/m3);
2) Le «facteur de compressibilité» est un nombre sans dimension qui décrit le niveau de compressibilité du flux de gaz au cours de l'essai et qui est calculé comme le rapport de l'effort mécanique exercé sur le gaz par le ventilateur et du même effort exercé sur un fluide incompressible au même débit massique, à la même densité à l'entrée et au même rapport de pression, compte tenu de la pression du ventilateur exprimée sous forme de la «pression totale» (kp) ou de la «pression statique» (kps);
3) kps est le coefficient de compressibilité pour le calcul de la puissance aéraulique statique du ventilateur;
4) kp est le coefficient de compressibilité pour le calcul de la puissance aéraulique totale du ventilateur;
5) «assemblage final» signifie l'assemblage, livré ou réalisé sur place, d'un ventilateur, qui contient tous les éléments pour convertir l'énergie électrique en énergie aéraulique, sans qu'il soit besoin d'ajouter aucune pièce ni élément;
6) «assemblage non final» signifie un assemblage de parties de ventilateur comportant au moins la turbine, qui nécessite l'apport d'un ou plusieurs composants externes pour être apte à convertir l'énergie électrique en énergie aéraulique de ventilation;
7) «entraînement direct» signifie un dispositif d'entraînement d'un ventilateur dans lequel la turbine est fixée à l'arbre moteur, soit directement, soit par l'intermédiaire d'une liaison coaxiale et dans lequel la vitesse de la turbine est identique à la vitesse de rotation du moteur;
8) «transmission» signifie un dispositif d'entraînement d'un ventilateur qui n'est pas un «entraînement direct» tel que défini précédemment. Ces dispositifs d'entraînement peuvent comporter des transmissions par courroie, boîte de vitesses ou friction;
9) «entraînement à faible rendement» signifie une transmission par une courroie dont la largeur est inférieure à trois fois sa hauteur ou par une autre forme de transmission qui n'est pas «un entraînement à haut rendement»;
10) «entraînement à haut rendement» signifie une transmission par une courroie dont la largeur est inférieure à trois fois sa hauteur, par une courroie crantée ou par roues dentées.
2. Méthode de mesure
Aux fins de la conformité et du contrôle de la conformité avec les exigences du présent règlement, les mesures et les calculs doivent être réalisés en utilisant une procédure de mesure fiable, précise et reproductible qui tient compte des méthodes de mesure généralement reconnues les plus récentes et dont les résultats sont réputés avoir une faible incertitude. Cette procédure comprend les méthodes figurant dans les documents dont le numéro de référence a été publié à cette fin dans le Journal officiel de l’Union européenne.
3. Méthode de calcul
La méthode de calcul du rendement énergétique d'un ventilateur donné est fondée sur le rapport de la puissance aéraulique à la puissance électrique à l'entrée du moteur, dans lequel la puissance aéraulique du ventilateur est le produit du débit volumique de gaz et de l'écart de pression de part et d'autre du ventilateur. La pression est soit la pression statique, soit la pression totale, qui est la somme des pressions statique et dynamique en fonction de la catégorie de mesure et de rendement.
3. 1 Lorsque le ventilateur est fourni sous forme d'un «assemblage final», mesurer la puissance aéraulique et la puissance électrique à l'entrée du ventilateur à son point de rendement énergétique optimal:
a) Lorsque le ventilateur ne comporte pas de variateur de vitesse, calculer le rendement global à l'aide de l'équation suivante:
ηe = Pu(s) / Pe
où:
ηe est le rendement global;
Pu(s) est la puissance aéraulique du ventilateur, déterminée conformément au point 3.3, lorsqu'il fonctionne à son point de rendement énergétique optimal;
Pe est la puissance mesurée au point d'entrée de l'alimentation secteur du moteur du ventilateur lorsque celui-ci fonctionne à son point de rendement énergétique optimal.
b) Lorsque le ventilateur comporte un variateur de vitesse, calculer le rendement global à l'aide de l'équation suivante:
ηe = (Pu(s) / Ped) · Cc
où:
ηe est le rendement global;
Pu(s) est la puissance aéraulique du ventilateur, déterminée conformément au point 3.3, lorsqu'il fonctionne à son point de rendement énergétique optimal;
Ped est la puissance mesurée au point d'entrée de l'alimentation secteur du variateur de vitesse du ventilateur lorsque celui-ci fonctionne à son point de rendement énergétique optimal.
Cc est un facteur de compensation de la charge partielle:
— pour un moteur avec variateur de vitesse et Ped ≥ 5 kW on a Cc = 1,04
— pour un moteur avec variateur de vitesse et Ped < 5 kW on a Cc = – 0,03 ln(Ped) + 1,088.
3. 2. Lorsque le ventilateur est fourni sous forme d'un «assemblage non final», le rendement global du ventilateur est calculé au point de rendement énergétique optimal de la turbine, à l'aide de l'équation suivante:
ηe = ηr · ηm · ηT · Cm · Cc
où:
ηe est le rendement global;
ηr est le rendement de la turbine du ventilateur selon Pu(s) / Pa
où:
Pu(s) est la puissance aéraulique du ventilateur déterminée au point de rendement énergétique optimal de la turbine conformément au point 3.3 ci-après;
Pa est la puissance à l'arbre au point de rendement énergétique optimal de la turbine;
ηm est le rendement nominal du moteur conformément au règlement (CE) no 640/2009 lorsqu'il s'applique. Si le moteur ne relève pas du règlement (CE) no 640/2009 ou si aucun moteur n'est fourni, une valeur ηm par défaut est calculée pour le moteur à l'aide des valeurs suivantes:
— si la puissance électrique recommandée à l'entrée «Pe» est ≥ 0,75 kW,
ηm = 0,000278*(x3) – 0,019247*(x2) + 0,104395*x + 0,809761
où x = Lg (Pe)
et Pe est tel que défini sous 3.1.(a);
— si la puissance électrique recommandée à l'entrée «Pe» est < 0,75 kW,
ηm = 0,1462*ln(Pe) + 0,8381
et Pe est tel que défini sous 3.1. a), où la puissance électrique à l'entrée Pe recommandée par le fabricant du ventilateur devrait être suffisante pour que le ventilateur atteigne son point de rendement énergétique optimal, compte tenu des pertes induites par les systèmes de transmission le cas échéant;
ηT est le rendement du dispositif d'entraînement pour lequel les valeurs par défaut suivantes doivent être utilisées:
— pour l'entraînement direct ηT = 1,0;
— si la transmission est à rendement faible tel que défini au point 1. 9) et
— Pa ≥ 5 kW, ηT = 0,96, ou
— 1 kW < Pa < 5 kW, ηT = 0,0175 * Pa + 0,8725, ou
— Pa < 1 kW, ηT = 0,89
— si la transmission est à rendement élevé tel que défini au point 1. 10) et
— Pa ≥ 5 kW, ηT = 0,98, ou
— 1 kW < Pa < 5 kW, ηT = 0,01 * Pa + 0,93, ou
— Pa < 1 kW, ηT = 0,94
Cm est le facteur de compensation destiné à tenir compte de l'adaptation des composants = 0,9;
Cc est un facteur de compensation de la charge partielle:
— pour un moteur sans variateur de vitesse Cc = 1,0
— pour un moteur avec variateur de vitesse et Ped ≥ 5 kW, on a: Cc = 1,04
— pour un moteur avec variateur de vitesse et Ped < 5 kW, on a: Cc = – 0,03 ln(Ped) + 1,088.
3. 3 La puissance aéraulique du ventilateur, Pu(s) (kW), est calculée en fonction de la méthode d'essai/catégorie de mesure choisie par le fournisseur:
a) Lorsque le ventilateur a été mesuré conformément à la catégorie de mesure A, la puissance aéraulique statique du ventilateur Pus est utilisée pour l'équation Pus = q · psf · kps;
b) Lorsque le ventilateur a été mesuré conformément à la catégorie de mesure B, la puissance aéraulique du ventilateur Pu est utilisée pour l'équation Pu = q · pf · kp;
c) Lorsque le ventilateur a été mesuré conformément à la catégorie de mesure C, la puissance aéraulique statique du ventilateur Pus est utilisée pour l'équation Pus = q · psf · kps;
d) Lorsque le ventilateur a été mesuré conformément à la catégorie de mesure D, la puissance aéraulique du ventilateur Pu est utilisée pour l'équation Pu = q · pf · kp.
4. Méthodologie de calcul du rendement énergétique cible
Le rendement énergétique cible est le rendement énergétique qu'un ventilateur d'un type donné doit atteindre pour satisfaire aux exigences fixées dans le présent règlement (exprimées en points de pourcentage entiers). Le rendement énergétique cible est calculée à l'aide des formules qui comprennent la puissance électrique à l'entrée Pe(d) et le niveau minimal de rendement tel que défini à l'annexe I. La gamme complète de puissance est couverte par deux formules: une pour les ventilateurs d'une puissance électrique à l'entrée de 0,125 kW jusques et y compris 10 kW et l'autre pour les ventilateurs au-dessus de 10 kW jusques et y compris 500 kW.
Il existe trois séries de types de ventilateurs pour lesquelles des formules de rendement énergétique sont développées afin de refléter les différentes caractéristiques des divers types de ventilateurs:
4. 1. Le rendement énergétique cible pour les ventilateurs axiaux, les ventilateurs centrifuges à aubes inclinées vers l'avant et les ventilateurs centrifuges à aubes radiales (à ventilateur axial intégré) est calculé à l'aide des équations suivantes:
| Gamme de puissance P de 0,125 kW à 10 kW | Gamme de puissance P de 10 kW à 500 kW
| ηcible = 2,74 · ln(P) – 6,33 + N | ηcible = 0,78 · ln(P) – 1,88 + N
où la puissance à l'entrée P est soit la puissance électrique à l'entrée Pe(d) et N est l'entier du niveau de rendement énergétique requis
4. 2. Le rendement énergétique cible pour les ventilateurs centrifuges à aubes inclinées vers l'arrière sans logement, les ventilateurs centrifuges à aubes inclinées vers l'arrière avec logement et les ventilateurs hélico-centrifuges est calculé à l'aide des équations suivantes:
| Gamme de puissance P de 0,125 kW à 10 kW | Gamme de puissance P de 10 kW à 500 kW
| Ηcible = 4,56 · ln(P) – 10,5 + N | Ηcible = 1,1 · ln(P) – 2,6 + N
où la puissance à l'entrée P est soit la puissance électrique à l'entrée Pe(d) et N est l'entier du niveau de rendement énergétique requis
4. 3. Le rendement énergétique cible pour les ventilateurs tangentiels est calculée à l'aide des équations suivantes:
| Gamme de puissance P de 0,125 kW à 10 kW | Gamme de puissance P de 10 kW à 500 kW
| Ηcible = 1,14 · ln(P) – 2,6 + N | Ηcible = N
où la puissance à l'entrée P est soit la puissance électrique à l'entrée Pe(d) et N est l'entier du niveau de rendement énergétique requis
5. Application du rendement énergétique cible
Le rendement global ηe du ventilateur calculé selon la méthode appropriée du point 3 de l'annexe II doit être égal ou supérieur à la valeur cible ηcible déterminée par le niveau de rendement pour satisfaire aux exigences minimales de rendement énergétique.