电机制造商努力满足炉扇标准| 2018-04-30

作为消费品节能计划的一部分，美国能源部为美国家庭日常使用的许多电器制定了能效标准。在2014年之前，美国能源部已经有几十年没有发布任何新的节能炉具法规，也没有任何针对住宅用炉具风扇的联邦节能标准。2014年，这一切都改变了，美国能源部宣布了国家能效标准，规定了将于2019年7月3日生效的加热炉风扇的最大风扇能量等级(FER)。FER是每分钟移动一立方英尺空气所需的电量(瓦特/cfm)。

这项新的电炉风扇标准是能源部的第一个标准，到目前为止，能源部一直在监管基于系统的暖通空调机组的性能，而不是单个组件的能源效率。作为整个系统分析的一部分，炉子已经进行了气体效率(AFUE)和电效率(SEER)测试。

这项任务的目标是在30年内将熔炉的能耗降低约40%，相当于5000亿千瓦时，相当于大约4700万美国家庭的年用电量。这将在未来30年为消费者节省290亿美元。此外，新标准节省的能源将转化为同期二氧化碳排放量减少约1.8亿吨。

这些要求往往导致制造商开发创新技术和产品，这家也不例外。让我们来看看住宅炉行业，看看先进的工程技术是如何驱动新型风扇电机的。

制造商和合规

为了符合新标准，制造商一直在重新设计目前不符合规定的产品。权衡可行性、可承受性和可靠性将是汽车制造商面临的最大挑战。

国际能源署的一项研究表明，电动机消耗了全球45%的电力。电动机将继续是监管的重点，但最近的对话集中在系统效率上。甚至炉膛风机的调节也是系统效率标准的一部分，如将风机和柜体设计因素纳入FER。

有了许多新设计的ecm，制造商比以往更容易安装或诊断任何问题。

家用锅炉和风扇

电扇每年耗电约1,000千瓦时，几乎占美国普通家庭总用电量的10%。火炉是家庭中能耗最大的电器之一。电风扇在家里循环冷热空气，一年的耗电量是典型的新型冰箱的两倍多。

今天的许多家用炉都使用永久分体式电容器(PSC)电机。然而，在这一要求下，电炉制造商正在重新设计电炉，现在使用电子换向电机(ECM)，这代表了鼓风机电机效率的进步，节省了大量能源，并改善了整体系统性能的各个方面。

ECM电机有很多优点:与开/关PSC电机不同，电炉ECM电机可以在0到100%输出范围内运行;电机的输出可以通过控制器的信号进行调整，或永久地通过编程，以在炉膛的每个周期内推进一个速度范围;根据产量的不同，ECM的效率在65 - 75%之间。另一方面，PSC电机的效率只有45%左右。由于电炉ECM电机在大部分时间内运行周期较长，输出功率较低，加热和冷却更加一致，房间避免了开/关PSC鼓风机常见的温度峰值和下降。

此外，ecm还提供了软启动功能，减少了使用PSC电机时常见的“叮当”启动噪音。嗡嗡声和速度过渡噪声也大大降低了使用ECM电机。ECM改装的电机在恒定的风扇转速下运行，成本低得多，使业主使用这作为默认。效率是一个显著的优势，在运行模式下平均减少25%的瓦数，在恒定风扇模式下减少74%。

承包商

绝大多数现有的家用炉使用效率相对较低的PSC电机。重要的是要记住，任何时候更换风机电机，必须检查加热和冷却的运行，以确保它符合OEM的规格，和新的DOE标准，与新的电机安装。

通常情况下，承包商在使用新技术时犹豫不决。新设计的暖通空调系统包括更高水平的电子和系统集成，必须由承包商在现场提供支持。增加的复杂性需要更多的培训，以确保设备能够有效地维护和维护。

有了许多新设计的ecm，制造商比以往更容易安装或诊断任何问题。而且，由于新加热炉将包括ecm，技术人员需要了解该技术，以便对设备进行维修。

虽然美国能源部的新标准并不要求业主签订合同来改装PSC电机，但为了帮助降低能源成本和消耗，安装一个高效率的ECM风扇电机是有意义的。

尖端技术

制造商现在正将高效率与智能控制直接集成到电机中。这项技术使技术人员能够使用他们的手机接收实时维护警报和诊断信息，并进行远程编程。

一些最创新的电机技术集成了近场通信(NFC)，这使得编程甚至不需要为电机供电。具体来说，NFC是一种让手机或类似设备与物体近距离互动的方式。它在设备之间提供无线连接，不依赖Wi-Fi、3G或LT，允许发送和接收通信。

一些新的ECM电机的附加产品功能包括无传感器的正弦驱动器，有助于降低噪音水平。发动机的设计更短，这减少了气流的限制，辐条转子提高了可靠性。制造商还在设计这些电机的重量更轻，这降低了熔炉公司的运输成本。

对于高端炉，暖通空调制造商正在将一体化鼓风机电机系统集成到他们的设备中。该一体化系统将高效鼓风机外壳、轴向通量和变速ECM技术结合为一体，创新组装;提供更高的效率，改善的气流和更低的维护成本。此外，这种革命性的系统比同类系统平均少输出2-3 dB。

这些最新的创新使得设备制造商能够创造出更先进、更可靠、更容易维护的强制空气系统。一些系统，利用最新的电机，有更少的设置步骤，因为电机实现真正的即插即用的自我识别软件和用户界面，可以控制系统，设置和故障排除。

人们对帮助房主维护和管理家庭能源使用的联网产品的兴趣和增长，一直是这些创新产品和尖端技术的推动力。有了更智能的系统和更先进的技术，消费者是赢家。而且，当升级到一个新的炉子时，选择一个具有节能电机的型号可以节省持续运行风扇电机所需的20 - 50%的能源。

结论

美国能源部的节能标准为制造商提供了一个机会，在整个行业实施最佳、最具成本效益和最可靠的解决方案。根据美国能源情报署(U.S. Energy Information Agency)的数据，在一个典型的办公室或家庭中，供暖和制冷占能源消耗的48%。通过教育消费者安装新炉子或用尖端和节能ECM电机改装过时的PSC风扇电机，房主可以在降低能源消耗和减少碳足迹方面产生巨大影响。

随着消费者越来越希望追求可持续的做法和降低能源成本，有许多简单而负担得起的策略。正如本文所述，一种策略是采用创新技术，如新型ECM电机，在不牺牲舒适性的前提下降低能耗。