Fans — Efficiency classification for fans — Part 2: Standard losses for drive components

This document establishes a classification for fan efficiency. It applies to all electric-motor-driven fan systems that utilize a specific combination of components as defined below: a) fan airflow performance determined in accordance with an accepted performance standard; b) polyphase induction motors with nominal motor efficiency specified in this document; NOTE 1 Other types of motors are explicitly excluded. c) pulse-width modulated variable frequency drives (VFDs) for use with single motors; NOTE 2 Single VFDs that service multiple, parallel fan motors are excluded. d) mechanical power transmissions that utilize V-belts, flat belts, cog belts or couplings.

Ventilateurs — Classification du rendement des ventilateurs — Partie 2: Détermination à charge partielle

Le présent document établit une classification du rendement des ventilateurs. Il s'applique à tous les systèmes de ventilation entraînés par un moteur électrique utilisant des combinaisons de composants spécifiques tels que définis ci-dessous: a) performance d'écoulement d'air du ventilateur déterminée conformément à une norme de rendement reconnue; b) moteurs à induction polyphasés avec un rendement nominal du moteur spécifié dans le présent document; NOTE 1 Les autres types de moteurs sont expressément exclus. c) entraînements à fréquence variable (EFV) à modulation de largeur d'impulsion destinés aux moteurs uniques; NOTE 2 Les entraînements uniques à fréquence variable qui alimentent les ventilateurs à moteurs multiples, parallèles, sont exclus. d) transmissions mécaniques de puissance utilisant des courroies trapézoïdales, des courroies plates, des courroies dentées, ou des accouplements.

General Information

Status
Published
Publication Date
19-Mar-2019
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
20-Mar-2019
Completion Date
20-Mar-2019
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ISO 12759-2:2019 - Fans -- Efficiency classification for fans
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ISO 12759-2:2019 - Ventilateurs -- Classification du rendement des ventilateurs
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 12759-2
First edition
2019-03
Fans — Efficiency classification for
fans —
Part 2:
Standard losses for drive components
Ventilateurs — Classification du rendement des ventilateurs —
Partie 2: Détermination à charge partielle
Reference number
ISO 12759-2:2019(E)
ISO 2019
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ISO 12759-2:2019(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2019

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address

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Fax: +41 22 749 09 47
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 12759-2:2019(E)
Contents  Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1  Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2  Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3  Terms, definitions and symbols ............................................................................................................................................................ 1

3.1 Terms and definitions ....................................................................................................................................................................... 1

3.2 Symbols ......................................................................................................................................................................................................... 2

4  Fan system efficiency calculations ..................................................................................................................................................... 3

4.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 3

4.2 Components ............................................................................................................................................................................................... 3

4.2.1 Fan ................................................................................................................................................................................................ 3

4.2.2 Power transmission....................................................................................................................................................... 3

4.2.3 Motor and controller .................................................................................................................................................... 4

4.3 System integration ............................................................................................................................................................................... 6

5  Reporting of results ........................................................................................................................................................................................... 6

Annex A (informative) Fan system power losses ...................................................................................................................................... 8

Annex B (informative) EPCA nominal motor efficiency (60 Hz motors) ......................................................................... 9

Annex C (informative) IEC 60034-30-1 nominal motor efficiency at 50 Hz ..............................................................10

Annex D (informative) Nominal motor efficiency according to Reference [7] for China .............................14

Annex E (normative) Horsepower rated polyphase induction motor performance constants

when fed from VFD ..........................................................................................................................................................................................15

Annex F (normative) Kilowatt rated polyphase induction motor performance constants

when fed from VFD ..........................................................................................................................................................................................16

Annex G (normative) Horsepower rated VFD performance constants ..........................................................................17

Annex H (normative) Kilowatt rated VFD performance constants ....................................................................................18

Annex I (normative) Polyphase induction motor performance constants (DOL, hp rated motors) 19

Annex J (normative) Polyphase induction motor performance constants (DOL, kW rated

motors) ........................................................................................................................................................................................................................20

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................21

© ISO 2019 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 12759-2:2019(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso

.org/iso/foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 117, Fans.

This first edition of ISO 12759-2, together with ISO 12759-1 and ISO 12759-3 to ISO 12759-6, cancels

and replaces ISO 12759:2010, which has been technically revised. It also incorporates the Amendment

ISO 12759:2010/Amd.1:2013.
A list of all parts in the ISO 12759 series can be found on the ISO website.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.
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ISO 12759-2:2019(E)
Introduction

This document provides a method to estimate the input power and overall efficiency of an extended

fan system.

An extended fan system is composed of a fan and an electric motor, but may also include a transmission

and a motor controller. While direct measurement of fan system performance is preferred, the

large number of fan system configurations often makes testing impractical. This document offers a

standardized method to estimate fan system performance by modelling commonly used components.

Calculations reported in accordance with this document offer fan users a tool to compare alternative

fan system configurations in a consistent and uniform manner.
© ISO 2019 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 12759-2:2019(E)
Fans — Efficiency classification for fans —
Part 2:
Standard losses for drive components
1  Scope

This document establishes a classification for fan efficiency. It applies to all electric-motor-driven fan

systems that utilize a specific combination of components as defined below:

a) fan airflow performance determined in accordance with an accepted performance standard;

b) polyphase induction motors with nominal motor efficiency specified in this document;

NOTE 1 Other types of motors are explicitly excluded.

c) pulse-width modulated variable frequency drives (VFDs) for use with single motors;

NOTE 2 Single VFDs that service multiple, parallel fan motors are excluded.

d) mechanical power transmissions that utilize V-belts, flat belts, cog belts or couplings.

2  Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 5801, Fans — Performance testing using standardized airways

ISO 13348, Industrial fans — Tolerances, methods of conversion and technical data presentation

ANSI/AMCA 230, Laboratory Methods of Testing Air Circulating Fans for Rating and Certification

ANSI/AMCA 260, Laboratory Methods of Testing Induced Flow Fans for Rating
3  Terms, definitions and symbols
3.1  Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1.1
fan system

fan product that includes all appurtenances, accessories, motors, drives and controllers necessary or

applied to the fan
© ISO 2019 – All rights reserved 1
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ISO 12759-2:2019(E)
3.1.2
V-belt transmission

drive belts having a substantially trapezoidal cross section that uses sheaves (pulleys) having smooth

contact surfaces

Note 1 to entry: Conventional V-belts have a constant cross section along their length, while notched V-belts (also

known as cogged V-belts) have slots running perpendicular to their length. The slots reduce bending resistance

and offer improved efficiency over conventional V-belts.
3.1.3
synchronous belt transmission

drive belts having a substantially rectangular cross section that contains teeth that engage

corresponding teeth on the sheaves (pulleys) resulting in no-slip power transmission

Note 1 to entry: These belts are sometimes called timing or toothed belts.
3.2  Symbols
Symbol Description Unit
η Transmission efficiency (see NOTE) dimensionless
η Motor efficiency dimensionless
η Motor controller efficiency dimensionless
η Overall static efficiency dimensionless
η Overall efficiency dimensionless
η Combined motor and motor control efficiency dimensionless
η Motor rated full load efficiency dimensionless
mrat
P Fan system input power kW
P Fan input power kW
P Fan output power kW
P Motor output power kW
P Motor rated output power (nameplate) kW
mrat
P Motor input power kW
P Motor controller input power kW
P Motor controller output power kW
P Motor controller rated output power kW
crat
P Transmission input power kW
P Transmission output power kW
L Motor load ratio dimensionless
L Motor controller load ratio dimensionless
N Fan speed 1/min
f Mains line frequency Hz
η Fan static efficiency dimensionless
η Fan efficiency dimensionless
n Number of poles in induction motor dimensionless

NOTE The symbol η , transmission efficiency, should not be confused with η, fan efficiency.

2 © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 12759-2:2019(E)
4  Fan system efficiency calculations
4.1  General

This clause describes the calculations required to estimate the extended fan system input power and

overall extended fan system efficiency. Calculations start with the fan performance and then progress

to each fan system component. See Annex A.
4.2  Components
4.2.1 Fan

Fan input power, P , is the starting point for the system calculation. Fan performance shall be

determined in accordance with an accepted performance standard such as ISO 5801, ANSI/AMCA 230 or

ANSI/AMCA 260. The fan laws and ISO 13348 shall be used to determine fan performance at operating

conditions other than those tested. For calculation of fan system input power (P ), performance

variables P and N shall be available for the desired fan operating point. To calculate the overall fan

system efficiency, η or η are also required.
4.2.2  Power transmission

The power transmission is a component of the fan system that transfers power from the motor to the

fan, often involving a speed change.
4.2.2.1  V-belt transmission
The efficiency of a V-belt transmission is calculated as
00, 5
 
η =09, 6
 
P +16, 4
 
4.2.2.2  Synchronous belt transmission
The efficiency of a synchronous belt transmission is calculated as
P <= 1 kW, η = 0,94
a T
1 kW < P < 5 kW, η = 0,01 P + 0,93
a T a
P = > 5 kW, η = 0,98
a T
4.2.2.3  Coupling
Efficiency of coupling can be assumed to be
— η = 0,98 for coupling with elastomeric or rubber drive;
— η = 0,99 for coupling with steel disc/diaphragm/spring drive.

Consult coupling manufacturer for fluid/powder/magnetic and other slip type couplings.

4.2.2.4  No power transmission

If there is no power transmission and the fan impeller is directly coupled to the motor, then

η = 1
© ISO 2019 – All rights reserved 3
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ISO 12759-2:2019(E)
4.2.3  Motor and controller

The following subclauses detail the calculations for various motor and motor/controller combinations.

Fan systems incorporating components other than those described are not covered by this document.

4.2.3.1  Regulated polyphase induction motors controlled by a VFD

Calculations presented are limited to certain regulated polyphase induction motors driven by pulse-

width modulated VFDs at the drive’s rated nameplate voltage.

The motor and component parameters P , n, f, the motor enclosure type and P shall be known.

mrat crat

The calculation combines both the motor and VFD efficiency into a single value. This is valid only if

the VFD is sized for the intended motor. VFDs with capacity greater than the motor rating are not

considered. It is assumed that the VFD is operating with a constant volts per hertz ratio for drive

frequencies less than line frequency, and at constant voltage above the line frequency. Other control

algorithms are not covered by this document.
The motor output power at the fan operating point is calculated by
P = P /η
mo a T
The combined motor and VFD efficiency is calculated as
 aL  dL 
m 2 c
η =η +cL + fL
  
mc mrat m c
bL+ eL+
 m  c 
where

η is the rated full load efficiency declared by the manufacturer on the rating plate (rated

mrat

efficiency) as defined in IEC 60034-30-1; some regions may require defined minimum effi-

ciencies such that η is, as a minimum, a regulated value (examples of regulated values

mrat

for the U.S., Europe and China can be found respectively in Annex B, Annex C and Annex D);

L is the motor load ratio calculated by L = P /P ;
m m mo mrat

a and b are coefficients obtained from Annex E or Annex F, depending on the applicable motor

configuration.
The coefficient c is calculated as
c=−1
b+1

The coefficients d, e and f are found in Annex G or Annex H, depending on the applicable VFD

configuration. The load ratio for the VFD is calculated by
L =
η P
mcrat
where P is the output capacity of the VFD.
crat

In situations where a single VFD is used to control several identical motors operating in parallel, the

load ratio for the VFD is replaced by
Ln= PP/ η
() ()
cm mo mcrat
where n is the number of motors controlled by the VFD.
4 © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 12759-2:2019(E)

The VFD and motor models used for this calculation are based on constant volts per hertz ratio

operation. In practice, other control settings are sometimes adopted to improve energy efficiency or to

better match VFD output to actual fan operating conditions. This document does not provide selection

guidance. Users shall ensure that selected components have sufficient capacity and are configured to

produce the desired results. The purpose is to provide a consistent calculation procedure for comparing

a pool of competing fan systems when actual test data are not available.
4.2.3.2  Regulated polyphase induction motors powered direct on line (DOL)

Calculations presented are limited to certain regulated polyphase induction motors directly driven

from the line voltage and line frequency at the motor’s rated nameplate voltage.
The motor parameters P , n, f, and the motor enclosure type shall be known.
mrat
The motor output power at the fan operating point is calculated by
P = P /η
mo a Τ
The motor efficiency is calculated by
 
m 2
η =η +cL
 
mmrat m
bL+
 m 
where

η is the rated full load efficiency declared by the manufacturer on the rating plate (rated effi-

mrat

ciency) as defined in IEC 60034-30-1; some regions may require defined minimum efficiencies

such that η is, as a minimum, a regulated value (examples of regulated values for the U.S.,

mrat
Europe and China can be found respectively in Annex B, Annex C and Annex D);
L is the motor load ratio calculated by
L = P /P  [0 < L < 1,5]
m mo mrat m

The coefficients a and b are obtained from Annex I or Annex J, depending on the applicable motor

configuration.
The coefficient c is calculated exactly as
c=−1
b+ 1

Calculations at motor load ratios greater than one are valid up to L = 1,5. Users shall ensure that

specific motors are capable of operation above the nameplate rating.
© ISO 2019 – All rights reserved 5
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ISO 12759-2:2019(E)
4.3  System integration

Overall fan system power input and efficiency are determined by combining results for the fan system

components. The fan system input power in kW for DOL motor operation is calculated by

P =
The fan system input power in kW for combined motor and VFD operation is ca
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 12759-2
Première édition
2019-03
Ventilateurs — Classification du
rendement des ventilateurs —
Partie 2:
Détermination à charge partielle
Fans — Efficiency classification for fans —
Part 2: Standard losses for drive components
Numéro de référence
ISO 12759-2:2019(F)
ISO 2019
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 12759-2:2019(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2019

Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
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Fax: +41 22 749 09 47
E-mail: copyright@iso.org
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Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 12759-2:2019(F)
Sommaire  Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1  Domaine d'application ................................................................................................................................................................................... 1

2  Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3  Termes, définitions et symboles .......................................................................................................................................................... 1

3.1 Termes et définitions ......................................................................................................................................................................... 1

3.2 Symboles ...................................................................................................................................................................................................... 2

4  Calculs de performance du système de ventilation .......................................................................................................... 3

4.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 3

4.2 Composants ............................................................................................................................................................................................... 3

4.2.1 Ventilateur ............................................................................................................................................................................. 3

4.2.2 Transmission de puissance ..................................................................................................................................... 3

4.2.3 Moteur et commande de moteur ....................................................................................................................... 4

4.3 Intégration du système .................................................................................................................................................................... 6

5  Consignation des résultats ......................................................................................................................................................................... 7

Annexe A (informative) Pertes de puissance du système de ventilation ........................................................................8

Annexe B (informative) Loi américaine Energy policy et conservation act (EPCA)

Rendement nominal d'un moteur (moteurs 60 Hz) ........................................................................................................ 9

Annexe C (informative) IEC 60034-30-1 rendement nominal d'un moteur à 50 Hz ........................................10

Annexe D (informative) Rendement nominal du moteur conformément à la Référence [7]

pour la Chine ..........................................................................................................................................................................................................14

Annexe E (normative) Constantes du rendement de la puissance en chevaux d'un moteur à

induction polyphasé lorsqu'il est alimenté par un EFV ............................................................................................15

Annexe F (normative) Constante du rendement de la puissance en kilowatts d'un moteur à

induction polyphasé lorsqu'il est alimenté par un EFV ............................................................................................16

Annexe G (normative) Constantes du rendement nominal de la puissance en chevaux d'un EFV ....17

Annexe H (normative) Constantes du rendement nominal d'un EFV en kilowatt ..............................................18

Annexe I (normative) Constantes du rendement d'un moteur à induction polyphasé (DOL,

moteur de puissance en hp) ..................................................................................................................................................................19

Annexe J (normative) Constantes du rendement d'un moteur à induction polyphasé (DOL,

moteur de puissance en kW) ................................................................................................................................................................20

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................21

© ISO 2019 – Tous droits réservés iii
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ISO 12759-2:2019(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/directives).

L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/iso/fr/avant -propos .html.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 117, Ventilateurs.

Cette première édition de l’ISO 12759-2, ainsi que l’ISO 12759-1 et les ISO 12759-3 et ISO 12759-6,

annule et remplace l’ISO 12759:2010, qui a fait l’objet d’une révision technique. Cette édition intègre

également l’Amendement ISO 12759:2010/Amd.1:2013.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 12759 se trouve sur le site Web de l’ISO.

Il convient d’adresser tout retour ou toute question concernant le présent document à l’organisme

national de normalisation de l’utilisateur. La liste complète de ces organismes est disponible sur www

.iso .org/members .html.
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 12759-2:2019(F)
Introduction

Le présent document fournit une méthode d'estimation de la puissance absorbée et du rendement

global d'un système de ventilation prolongée.

Un système de ventilation prolongée est composé d'un ventilateur et d'un moteur électrique, mais il

peut également comporter une transmission et une commande de moteur. Tandis que la mesure directe

des performances d'un système de ventilation est préférable, un grand nombre de configurations

de systèmes de ventilation rend souvent les essais irréalisables. Le présent document propose une

méthode normalisée d'estimation de la performance d'un système de ventilation en modélisant des

composants couramment utilisés. Les calculs réalisés conformément au présent document proposent

aux utilisateurs un outil pour comparer différentes configurations de systèmes de ventilation de

manière cohérente et uniformisée.
© ISO 2019 – Tous droits réservés v
---------------------- Page: 5 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 12759-2:2019(F)
Ventilateurs — Classification du rendement des
ventilateurs —
Partie 2:
Détermination à charge partielle
1  Domaine d'application

Le présent document établit une classification du rendement des ventilateurs. Il s’applique à tous les

systèmes de ventilation entraînés par un moteur électrique utilisant des combinaisons de composants

spécifiques tels que définis ci-dessous:

a) performance d'écoulement d'air du ventilateur déterminée conformément à une norme de

rendement reconnue;

b) moteurs à induction polyphasés avec un rendement nominal du moteur spécifié dans le présent

document;
NOTE 1 Les autres types de moteurs sont expressément exclus.

c) entraînements à fréquence variable (EFV) à modulation de largeur d'impulsion destinés aux

moteurs uniques;

NOTE 2 Les entraînements uniques à fréquence variable qui alimentent les ventilateurs à moteurs

multiples, parallèles, sont exclus.

d) transmissions mécaniques de puissance utilisant des courroies trapézoïdales, des courroies plates,

des courroies dentées, ou des accouplements.
2  Références normatives

Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des

exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les

références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels

amendements).
ISO 5801, Ventilateurs — Essais aérauliques sur circuits normalisés

ISO 13348, Ventilateurs industriels — Tolérances, méthodes de conversion et présentation des données

techniques

ANSI/AMCA 230, Laboratory Methods of Testing Air Circulating Fans for Rating and Certification

ANSI/AMCA 260, Laboratory Methods of Testing Induced Flow Fans for Rating
3  Termes, définitions et symboles
3.1  Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.

© ISO 2019 – Tous droits réservés 1
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ISO 12759-2:2019(F)

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https: //www .iso .org/obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/
3.1.1
système de ventilation

ventilateur qui comporte tous les accessoires, appartenances, moteurs, entraînements et commandes

nécessaires ou appliqués au ventilateur
3.1.2
transmission de courroie trapézoïdale

courroies d’entraînement ayant une section transversale sensiblement trapézoïdale qui utilise des

poulies ayant des surfaces de contact lisses

Note 1 à l'article: Les courroies trapézoïdales conventionnelles ont une section transversale constante sur toute

la longueur, tandis que les courroies trapézoïdales crantées (aussi appelées courroies trapézoïdales dentées) ont

des fentes perpendiculaires à leur longueur. Les fentes réduisent la résistance à la flexion et offrent un meilleur

rendement que les courroies trapézoïdales classiques.
3.1.3
transmission de courroie synchrone

courroies d'entraînement ayant une section transversale sensiblement rectangulaire contenant des

dents qui engagent les dents correspondantes sur les poulies afin de permettre une transmission de

puissance sans glissement

Note 1 à l'article: Ces courroies sont parfois appelées courroies de distribution ou courroies dentées.

3.2  Symboles
Symbole Description Unité
η Rendement de la transmission (voir NOTE) adimensionnel
η Rendement du moteur adimensionnel
η Rendement de la commande du moteur adimensionnel
η Rendement statique global adimensionnel
η Rendement global adimensionnel
η Rendement du moteur et de la commande du moteur combiné adimensionnel
η Rendement nominal du moteur à pleine charge adimensionnel
mrat
P Puissance absorbée par le système de ventilation kW
P Puissance absorbée par le ventilateur kW
P Puissance utile du ventilateur kW
P Puissance de sortie du moteur kW
P Puissance utile nominale du moteur (plaque signalétique) kW
mrat
P Puissance absorbée par le moteur kW
P Puissance absorbée de la commande du moteur kW
P Puissance utile de la commande du moteur kW
P Puissance utile nominale de la commande du moteur kW
crat
P Puissance absorbée par la transmission kW
P Puissance de sortie de la transmission kW
L Ratio de la charge moteur adimensionnel
L Ratio de la commande de charge moteur adimensionnel
N Vitesse du ventilateur 1/min
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ISO 12759-2:2019(F)
Symbole Description Unité
f Fréquence de ligne principale Hz
η Rendement statique du ventilateur adimensionnel
η Rendement du ventilateur adimensionnel
n Nombre de pôles sur un moteur à induction adimensionnel

NOTE Il convient de ne pas confondre le symbole η rendement de la transmission, avec η, rendement du

ventilateur.
4  Calculs de performance du système de ventilation
4.1 Généralités

Le présent article décrit les calculs requis pour estimer la puissance absorbée par un système de

ventilation prolongée et le rendement global du système de ventilation prolongée. Les calculs débutent

par la performance et sont ensuite réalisés pour chaque composant du système de ventilation. Voir

Annexe A.
4.2  Composants
4.2.1 Ventilateur

La puissance absorbée par le ventilateur, P , est le point de départ des calculs du système. La

performance du ventilateur doit être déterminée conformément à une norme de performance reconnue,

telle que l'ISO 5801, l’ ANSI/AMCA 230 ou l’ANSI/AMCA 260. Les lois en matière de ventilateurs et

l'ISO 13348 doivent être utilisées pour déterminer la performance du ventilateur dans des conditions

de fonctionnement autres que celles soumises à essai. Pour le calcul de la puissance absorbée par

le ventilateur, (P ), les variables de rendement P et N doivent être déterminées pour le point de

e a

fonctionnement du ventilateur. Pour calculer le rendement global du système de ventilation, η ou η est

également requis.
4.2.2  Transmission de puissance

La transmission de puissance est une composante du système de ventilation qui transmet la puissance

du moteur au ventilateur, entraînant souvent un changement de vitesse.
4.2.2.1  Transmission d'une courroie trapézoïdale

Le rendement de la transmission d'une courroie trapézoïdale est calculé comme suit

00, 5
 
η =09, 6
 
P +16, 4
 a 
4.2.2.2  Transmission d'une courroie synchrone
Le rendement de la transmission d’une courroie synchrone est calculé comme suit
P <= 1 kW, η = 0,94
a T
1 kW < P < 5 kW, η = 0,01 P + 0,93
a T a
P = > 5 kW, η = 0,98
a T
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ISO 12759-2:2019(F)
4.2.2.3  Accouplement
Le rendement d'un accouplement peut être présumé être
— η = 0,98 pour accouplement avec entraînement élastomère ou caoutchouc;

— η = 0,99 pour accouplement avec disque en acier / diaphragme / entraînement à ressort.

Consulter le fabricant d’accouplements pour les accouplements fluide/poudre/magnétiques et autres

types de d’accouplements à glissement.
4.2.2.4  Aucune transmission de puissance

S'il n'y a aucune transmission de puissance et que l’hélice du ventilateur est directement couplée au

moteur, alors
η = 1
4.2.3  Moteur et commande de moteur

Les paragraphes suivants détaillent les calculs des différentes combinaisons de moteur et moteur/

commande de moteur. Les systèmes de ventilation comportant des composants autres que ceux décrits

ne sont pas couverts par le présent document.

4.2.3.1  Moteurs à induction polyphasés régulés commandés par un entraînement à fréquence

variable (EFV)

Les calculs présentés sont limités à certains moteurs à induction polyphasés entraînés par des

mécanismes EFV à modulation de largeur d'impulsion à la tension nominale indiquée sur la plaque

signalétique de l'entraînement.

Les paramètres du moteur et des composants P , η, f, le type de carter du moteur et P doivent

mrat crat
être connus.

Le calcul combine le rendement du moteur et le rendement EFV en une seule valeur. Il n'est valide que

si l’EFV est dimensionné pour le moteur prévu. Les EFV ayant une capacité plus élevée que la puissance

du moteur ne sont pas pris en compte. Il est supposé que l'EFV fonctionne avec une puissance volt par

rapport hertzien constante pour les fréquences des entraînements inférieures à la fréquence de ligne,

et à une tension constante au-dessus de la fréquence de ligne. Les autres algorithmes de régulation ne

sont pas traités par le présent document.

La puissance de sortie du moteur au point de fonctionnement du ventilateur est calculée par

P = P /η
mo a T
Le rendement combiné du moteur et de l'EFV est calculé comme suit
 aL  dL 
m 2 c
η =η +cL + fL
  
mc mrat m c
bL+ eL+
 m  c 
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ISO 12759-2:2019(F)

η est le rendement nominal à pleine charge déclaré par le fabricant sur la plaque signalétique

mrat

(rendement nominal) tel que défini dans la norme IEC 60034-30-1; certaines régions peuvent

exiger des rendements minimaux définis de sorte que η est, au minimum, une valeur

mrat

réglementée (des exemples de valeurs réglementées pour les États-Unis, l'Europe et la Chine

se trouvent respectivement aux Annexes B, C et D);
L est le ratio de la charge moteur calculé par L = P /P ;
m m mo mrat

a et b sont les coefficients obtenus à partir de l’Annexe E ou l’Annexe F, en fonction de la configu-

ration du moteur applicable.
Le coefficient c est calculé comme suit
c=−1
b+ 1

Les coefficients d, e et f figurent à l'Annexe G, informative, ou l'Annexe H, selon la configuration de l'EFV

applicable. Le ratio de la charge pour l'EFV est calculé par
L =
η P
mcrat
où P est la capacité de puissance de l'EFV.
crat

Dans les situations où un seul EFV est utilisé pour commander plusieurs moteurs identiques

fonctionnant en parallèle, le rapport de charge de l’EFV est remplacé par
Ln= PP/ η
() ()
cm mo mcrat
où η est le nombre de moteurs contrôlés par l’EFV.

Les modèles d'EFV et de moteurs utilisés pour ces calculs se basent sur un fonctionnement à une

puissance votls par rapport hertzien constante. En pratique, d’autres paramètres de commande sont

parfois adoptés pour améliorer le rendement énergétique ou pour que la puissance de l'EFV corresponde

mieux aux conditions de fonctionnement du ventilateur. Le présent document ne fournit pas de ligne

directrice pour la sélection. Les utilisateurs doivent s'assurer que les composants sélectionnés aient une

capacité suffisante et soient configurés pour produire les résultats souhaités. L'objectif est de fournir

un mode opératoire de calcul cohérent pour comparer un ensemble de systèmes de ventilation lorsque

les données d'essais réelles ne sont pas déterminées.

4.2.3.2  Puissance de démarrage direct (DOL) de moteurs à induction polyphasés régulés

Les calculs présentés sont limités à certains moteurs à induction polyphasés entraînés directement

par la tension de ligne et la fréquence de ligne à la tension nominale indiquée sur la plaque signalétique

du moteur.

Les paramètres du moteur P , n, f, et le type de carter du moteur doivent être connus.

mrat

La puissance de sortie du moteur au point de fonctionnement du ventilateur est calculée par

P = P /η
mo a Τ
Le rendement du moteur est calculé par
 aL 
m 2
η =η +cL
 
mmrat m
bL+
 
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ISO 12759-2:2019(F)

η est le rendement nominal à pleine charge déclaré par le fabricant sur la plaque signalétique

mrat

(rendement nominal) tel que défini dans la norme IEC 60034-30-1; certaines régions peuvent

exiger des rendements minimaux définis de sorte que η est, au minimum, une valeur

mrat

réglementée (des exemples de valeurs réglementées pour les États-Unis, l'Europe et la Chine

se trouvent respectivement aux Annexes B, C et D);
L est le ratio de la charge moteur calculé par
L = P /P  [0 < L < 1,5]
m mo mrat m

Les coefficients a et b sont obtenus à l'Annexe I, ou l'Annexe J, selon la configuration du moteur applicable.

Le coefficient c est calculé exactement comme suit
c=−1
b+1

Les calculs aux ratios de la charge moteur plus élevés qu'un sont autorisés jusqu'à L = 1,5. Les

utilisateurs doivent s'assurer que les moteurs spécifiques soient capables de fonctionner au-dessus de

la puissance indiquée sur la plaque signalétique.
4.3  Intégration du système

La puissance absorbée et le rendement globaux du système de ventilation sont déterminés en combinant

les résultats des composants du système de ventilation. La puissance absorbée par le système de

ventilation, en kW pour le fonctionnement d'un moteur DOL, est calculée par
P =

La puissance absorbée par le système de ventilation, en kW pour le fonctionnement combiné d'un

moteur et d'un EFV, est calculée par
P =
Tmc

Le rendement global du système de ventilation (fil à air) pour le fonctionnement d'un moteur DOL, est

calculé par
η =ηη η
e Tm
η =ηη η
es sT m

Le rendement global du système de ventilation (fil à air) pour le fonctionnement combiné d'un moteur

et d'un EFV, est calculé par
η =ηη η
e Tmc
η =ηη η
es sT mc

Une mise à l'échelle de ces résultats au moyen des lois en matière de ventilateur n'est pas permise.

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ISO 12759-2:2019(F)
5  Consignation des résultats

La consignation de la puissance absorbée par le système de ventilation ou du rendement global du

système de ventilation doit comporter les informations suivantes:

a) rendement global du système de ventilation arrondi à l'entier le plus proche ou la puissance

absorbée par le système de ventilation;
b) point de fonctionnement du ventilateur:
1) écoulement;
2) pression du ventilateur ou pression statique du ventilateur;
3) puissance à l'arbre du ventilateur;
4) vitesse du ventilateur;
5) masse volumique à l'aspiration;
6) norme d'essai utilisée pour obtenir les points 1, 2, 3, 4, 5;
7) puissance électrique absorbée;

c) puissance du moteur indiquée sur la plaque signalétique, nombre de pôles (ou vitesse synchronisée),

enveloppe, type de moteur; rendement moteur à pleine charge;
d) ligne de fréquence de la puissance absorbée;
e) type de transmission;
f) puissance nominale de la commande du moteur.
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ISO 12759-2:2019(F)
Annexe A
(informative)
Pertes de puissance du système de ventilation
Légende
1 commande Puissance absorbée.
2 moteur Pertes de commande.
3 transmission Pertes du moteur.
4 ventilateur Pertes de transmission.
Pertes du ventilateur.
Puissance aéraulique du ventilateur.
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ISO 12759-2:2019(F)
Annexe B
(informative)
Loi américaine Energy policy et conservation act (EPCA)
Rendement nominal d'un moteur (moteurs 60 Hz)
Extrait de la Référence [9].
IC01 (ODP) IC411 (TEFC)
Puissance
nominale d’un  2 pôle 4 pôle 6 pôle 8 pôle 2 pôle 4 pôle 6 pôle 8 pôle
moteur (hp)
% % % % % % % %
1 77,0 85,5 82,5 75,5 77,0 85,5 82,5 75,5
1,5 84,0 86,5 86,5 77,0 84,0 86,5 87,5 78,5
2 85,5 86,5 87,5 86,5 85,5 86,5 88,5 84,0
3 85,5 89,5 88,5 87,5 86,5 89,5 89,5 85,5
5 86,5 89,5 89,5 88,5 88,5 89,5 89,5 86,5
7,5 88,5 91,0 90,2 89,5 89,5 91,7 91,0 86,5
10 89,5 91,7 91,7 90,2 90,2 91,7 91,0 89,5
15 90,2 93,0 91,7 90,2 91,0 92,4 91,7 89,5
20 91,0 93,0 92,4 91,0 91,0 93,0 91,7 90,2
25 91,7 93,6 93,0 91,0 91,7 93,6 93,0 90,2
30 91,7 94,1 93,6 91,7 91,7 93,6 93,0 91,7
40 92,4 94,1 94,1 91,7 92,4 94,1 94,1 91,7
50 93,0 94,5 94,1 92,4 93,0 94,5 94,1 92,4
60 93,6 95,0 94,5 93,0 93,6 95,0 94,5 92,4
75 93,6 95,0 94,5 94,1 93,6 95,4 94,5 93,6
100 93,6 95,4 95,0 94,1 94,1 95,4 95,0 93,6
125 94,1 95,4 95,0 94,1 95,0 95,4 95,0 94,1
150 94,1 95,8 95,4 94,1 95,0 95,8 95,8 94,1
200 95,0 95,8 95,4 94,1 95,4 96,2 95,8 94,5
250 95,0 95,8 95,8 95,0 95,8 96,2 95,8 95,0
300 95,4 95,8 95,8 95,8 96,2 95,8
350 95,4 95,8 95,8 95,8 96,2 95,8
400 95,8 95,8 95,8 96,2
450 96,2 96,2 95,8 96,2
500 96,2 96,2 95,8 96,2
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ISO 12759-2:2019(F)
Annexe C
(informative)
IEC 60034-30-1 rendement nominal d'un moteur à 50 Hz
C.1  IE1 et IE2 à 50 Hz
IE1 IE2
Puissance
nominale d’un  2 pôle 4 pôle 6 pôle 8 pôle 2 pôle 4 pôle 6 pôle 8 pôle
moteur (kW)
% % % % % % % %
1,1 75,0 75,0 72,9 66,5 79,6 81,4 78,1 70,8
1,5 77,2 77,2 75,2 70,2 81,3 82,8 79,8 74,1
2,2 79,7 79,7 77,7 74,2 83,2 84,3 81,8 77,6
3 81,5 81,5 79,7 77,0 84,6 85,5 83,3 80,0
4 83,1 83,1 81,4 79,2 85,8 86,6 84,6 81,9
5,5 84,7 84,7 83,1 81,4 87,0 87,7 86,0 83,8
7,5 86,0 86,0 84,7 83,1 88,1 88,7 87,2 85,3
11 87,6 87,6 86,4 85,0 89,4 89,8 88,7 86,9
15 88,7 88,7 87,7 86,2 90,3 90,6 89,7 88,0
18,5 89,3 89,3 88,6 86,9 90,9 91,2 90,4 88,6
22 89,9 89,9 89,2 87,4 91,3 91,6 90,9 89,1
30 90,7 90,7 90,2 88,3 92,0 92,3 91,7 89,8
37 91,2 91,2 90,8 88,8 92,5 92,7 92,2 90,3
45 91,7 91,7 91,4 89,2 92,9 93,1 92,7 90,7
55 92,1 92,1 91,9 89,7 93,2 93,5 93,1 91,0
75 92,7 92,7 92,6 90,3 93,8 94,0 93,7 91,6
90 93,0 93,0 92,9 90,7 94,1 94,2 94,0 91,9
110 93,3 93,3 93,3 91,1 94,3 94,5 94,3 92,3
132 93,5 93,5 93,5 91,5 94,6 94,7 94,6 92,6
160 93,8 93,8 93,8 91,9 94,8 94,9 94,8 93,0
200 – 1 000 94,0 94,0 94,0 92,5 95,0 95,1 95,0 93,5
10 © ISO 2019 – Tous droits réservés
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ISO 12759-2:2019(F)
C.2  IE3 et IE4 à 50 Hz
IE3 IE4
Puissance nominale
2 pôle 4 pôle 6 pôle 8 pôle 2 pôle 4 pôle 6 pôle 8 pôle
d’un moteur (kW)
% % % % % % % %
1,1 82,7 84,1 81,0 77,7 85,2 87,2 84,5 80,8
1,5 84,2 85,3 82,5 79,7 86,5 88,2 85,9 82,6
2,2 85,9 86,7 84,3 81,9 88,0 89,5 87,4 84,5
3 87,1 87,7 85,6 83,5 89,1 90,4 88,6 85,9
4 88,1 88,6 86,8 84,8 90,0 91,1 89,5 87,1
5,5 89,2 89,6 88,0 86,2 90,9 91,9 90,5 88,3
7,5 90,1 90,4 89,1 87,3 91,7 92,6 91,3 89,3
11 91,2 91,4 90,3 88,6 92,6 93,3 92,3 90,4
15 91,9 92,1 91,2 89,6 93,3 93,9 92,9 91,2
18,5 92,4 92,6 91,7 90,1 93,7 94,2 93,4 91,7
22 92,7 93,0 92,2 90,6 94,0 94,5 93,7 92,1
30 93,3 93,6 92,9 91,3 94,5 94,9 94,2 92,7
37 93,7 93,9 93,3 91,8 94,8 95,2 94,5 93,1
45 94,0 94,2 93,7 92,2 95,0 95,4 94,8 93,4
55 94,3 94,6 94,1 92,5 95,3 95,7 95,1 93,7
75 94,7 95,0 94,6 93,1 95,6 96,0 95,4 94,2
90 95,0 95,2 94,9 93,4 95,8 96,1 95,6 94,4
110 95,2 95,4 95,1 93,7 96,0 96,3 95,8 94,7
132 95,4 95,6 95,4 94,0 96,2 96,4 96,0 94,9
160 95,6 95,8 95,6 94,3 96,3 96,6 96,2 95,1
200 95,8 96,0 95,8 94,6 96,5 96,7 96,3 95,4
250 95,8 96,0 95,8 94,6 96,5 96,7 96,5 95,4
315 à 1 000 95,8 96,0 95,8 94,6 96,5 96,7 96,6 95,4
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ISO 12759-2:2019(F)
C.3  IE1 et IE2 à 60 Hz
IE1 IE2
Puissance nomi-
nale d’un moteur  2 pôle 4 pôle 6 pôle 8 pôle 2 pôle 4 pôle 6 pôle 8 pôle
(kW)
% % % % % % % %
1,1 78,5 79,0 75,0 73,5 82,5 84,0 85,5 75,5
1,5 81,0 81,5 77,0 77,0 840 84,0 86,5 82,5
2,2 81,5 83,0 78,5 78,0 85,5 87,5 87,5 84,0
3,7 84,5 85,0
...

Questions, Comments and Discussion

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