Fans — Efficiency classification for fans — Part 4: Driven fans at maximum operating speed

This document establishes a system for the classification of fan efficiency for all fan types driven by motors of nominal rating 0,125 kW and above. It applies to driven fans only, but not to the system (finished original equipment manufacturer's product, for example box fans and roof fans or ventilation system) in which they might be installed. This document describes a number of different procedures to classify the efficiency of a fan or to apply a minimum efficiency limit (MEL). Those procedures are described in: — ISO 12759-3; — this document (ISO 12759-4); — ISO 12759-5; — ISO 12759-6. There is no method described to compare these classifications and MEL's.

Ventilateurs — Classification du rendement des ventilateurs — Partie 4: Ventilateurs entraînés à vitesse maximale de fonctionnement

Le présent document établit un système de classification du rendement de tous les types de ventilateurs entraînés par des moteurs dont la puissance nominale est de 125 kW et au-delà. Il est applicable aux ventilateurs (entraînés) uniquement. Il n'est pas applicable au système dans lequel les ventilateurs sont installés (produits finis du fabricant d'équipement d'origine, par exemple, les ventilateurs en caisson, les ventilateurs de toiture ou le système de ventilation). Le présent document décrit un nombre de procédures variées permettant de classifier le rendement d'un ventilateur ou d'appliquer une limite de rendement minimale (MEL). Ces procédures sont décrites dans: — ISO 12759‑3; — le présent document (ISO 12759‑4); — ISO 12759‑5; — ISO 12759‑6. Il n'existe pas de méthode décrite permettant de comparer ces classifications et les MEL.

General Information

Status
Published
Publication Date
04-Nov-2019
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
05-Nov-2019
Completion Date
05-Nov-2019
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ISO 12759-4:2019 - Fans -- Efficiency classification for fans
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ISO 12759-4:2019 - Ventilateurs -- Classification du rendement des ventilateurs
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 12759-4
First edition
2019-10
Fans — Efficiency classification for
fans —
Part 4:
Driven fans at maximum operating
speed
Ventilateurs — Classification du rendement des ventilateurs —
Partie 4: Ventilateurs entraînés à vitesse maximale de fonctionnement
Reference number
ISO 12759-4:2019(E)
ISO 2019
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ISO 12759-4:2019(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

below or ISO’s member body in the country of the requester.
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CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
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Fax: +41 22 749 09 47
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 12759-4:2019(E)
Contents  Page

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

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

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

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

3  Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4  Symbols .......................................................................................................................................................................................................................... 5

5  General information ......................................................................................................................................................................................... 5

5.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 5

5.2 Use of installation categories ...................................................................................................................................................... 6

5.3 Efficiency calculation ......................................................................................................................................................................... 7

5.4 Tolerances ................................................................................................................................................................................................... 8

6  Ratings............................................................................................................................................................................................................................. 8

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 8

6.2 Driven fans .................................................................................................................................................................................................. 8

6.3 Axial, forward curved centrifugal, radial and mixed flow driven fan efficiency grades ........... 9

6.4 Centrifugal backward bladed fan with and without housing driven fan efficiency grades 11

6.5 Cross flow driven fan efficiency grades ..........................................................................................................................13

Annex A (normative) Examples of applying efficiency lines to driven fans ..............................................................15

Annex B (informative) Compensation factors ..........................................................................................................................................18

Annex C (informative) The variation of fan performance between installation categories ....................19

Annex D (informative) Selection of fans for best efficiency .......................................................................................................20

Annex E (informative) Explanatory note .......................................................................................................................................................23

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................25

© ISO 2019 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 12759-4:2019(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 12759-4, together with ISO 12759-1, ISO 12759-2, ISO 12759-3, ISO 12759-5

and 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.

1) Under preparation. Stage at the time of publication: ISO/DIS 12759-5:2019.
2) Under preparation. Stage at the time of publication: ISO/CD 12759-6:2019.
iv © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 12759-4:2019(E)
Introduction

The last decade has seen an escalation in the price and an increasing recognition of the finite life of

many of the fossil fuels currently used. There is also a belief by many that climatic change is due to

increasing levels of carbon dioxide in the atmosphere. This has led to many nations reviewing methods

of energy generation and usage.

To maintain economic growth there is therefore a need to promote energy efficiency. This requires

better selection of equipment by users and thus better design of this equipment by manufacturers.

Fans of all types are used for ventilation, air conditioning, process engineering – drying, pneumatic

conveying – combustion air supply and agriculture. Indeed, the energy use of fans has been calculated

to account for nearly 20 % of the global electricity usage.

The fan industry is global in nature, with a considerable degree of exporting and licensing. To ensure

that the definitive fan performance characteristics are common throughout the world, a series of

standards has been developed. It is the belief of the industry that there is now a need for minimum

efficiency standards to be recognised. To encourage their implementation, a classification system is

proposed which incorporates a series of efficiency bands. With improvements in technology and

manufacturing processes, the minimum efficiency levels could be reviewed and increased over time.

This document can be used by legislators or regulatory bodies for defining future energy-saving targets.

© ISO 2019 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 12759-4:2019(E)
Fans — Efficiency classification for fans —
Part 4:
Driven fans at maximum operating speed
1  Scope

This document establishes a system for the classification of fan efficiency for all fan types driven by

motors of nominal rating 0,125 kW and above. It applies to driven fans only, but not to the system

(finished original equipment manufacturer’s product, for example box fans and roof fans or ventilation

system) in which they might be installed. This document describes a number of different procedures

to classify the efficiency of a fan or to apply a minimum efficiency limit (MEL). Those procedures are

described in:
— ISO 12759-3;
— this document (ISO 12759-4);
— ISO 12759-5;
— ISO 12759-6.
There is no method described to compare these classifications and MEL’s.
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 5801:2017, Fans — Performance testing using standardized airways

ISO 13348:2007, Industrial fans — Tolerances, methods of conversion and technical data presentation

3  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
fan

rotary-bladed machine that receives mechanical energy and utilizes it by means of one or more

impellers fitted with blades to maintain a continuous flow of air or other gas passing through it and

whose work per unit mass does not normally exceed 25 kJ/kg

Note 1 to entry: Fans are defined according to their installation category, function, fluid path and operating

conditions (see ISO 13349).
[SOURCE: ISO 13349:2010, 3.1.1, — Notes to entry 1 and 3 were deleted.]
© ISO 2019 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 12759-4:2019(E)
3.2
fan size
nominal diameter of the impeller
3.3
drive

mechanism used to power the fan which includes the motor, belt, couplings, chains, transmission

and VFDs
EXAMPLE Transmission drive and motor drive.
3.4
driven fan

impeller fitted to or connected to a motor, with or without a drive mechanism, housing or means of

variable speed drive
Note 1 to entry: See Figure 1.
3.5
air
working fluid for tests with standardized airways shall be atmospheric air
[SOURCE: ISO 5801:2017, 3.1]
3.6
installation category A
installation with free inlet and free outlet with a partition

[SOURCE: ISO 13349:2010, 3.4.1, modified — References to ISO 5801 and ISO 5802 were deleted.]

3.7
installation category B
installation with free inlet and ducted outlet

[SOURCE: ISO 13349:2010, 3.4.2, modified — References to ISO 5801 and ISO 5802 were deleted.]

3.8
installation category C
installation with ducted inlet and free outlet

[SOURCE: ISO 13349:2010, 3.4.3, modified — References to ISO 5801 and ISO 5802 were deleted.]

3.9
installation category D
installation with ducted inlet and ducted outlet

[SOURCE: ISO 13349:2010, 3.4.4, modified — References to ISO 5801 and ISO 5802 were deleted.]

3.10
density at fan inlet

fluid density calculated from the absolute pressure and the static temperature at the fan inlet

3.11
fan pressure

difference between the stagnation pressure at the fan outlet and the stagnation pressure at the fan inlet

2 © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 12759-4:2019(E)
3.12
mass flow rate

mean value, over time, of the mass of air which passes through the specified airway cross-section per

unit of time
3.13
inlet volume flow rate

mass flow rate at the inlet divided by the corresponding mean value, over time, of the average density

at the inlet
3.14
fan work per unit mass
increase in mechanical energy per unit mass of fluid passing through the fan
3.15
compressibility coefficient

ratio of the mechanical work done by the fan on the air to the work that would be done on an

incompressible fluid with the same mass flow, inlet density and pressure ratio
3.16
fan air power

conventional output power which is the product of the mass flow rate and the fan work per unit mass,

or the product of the inlet volume flow rate, the compressibility coefficient and the fan pressure

3.17
fan static air power

conventional output power which is the product of the mass flow rate and the fan work per unit mass,

or the product of the inlet volume flow rate, the compressibility coefficient and the fan pressure

3.18
impeller power
mechanical power supplied to the fan impeller
[SOURCE: ISO 5801:2017, 3.45]
3.19
fan shaft power
mechanical power supplied to the fan shaft
[SOURCE: ISO 5801:2017, 3.46, modified — Note 1 to entry was deleted.]
3.20
motor output power
shaft power output of the motor or other prime mover
[SOURCE: ISO 5801:2017, 3.47]
© ISO 2019 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 12759-4:2019(E)
3.21
motor input power

electrical input power supplied at the terminals of an electric motor drive without a variable speed drive

[SOURCE: ISO 5801:2017, 3.48]
3.22
drive/control electrical input power
power supplied by electrical mains or equivalent energy supply to a motor system
3.23
fan impeller efficiency
fan air power divided by the impeller power

[SOURCE: ISO 5801:2017, 3.50, modified — References to quantities and formula deleted.]

3.24
fan shaft efficiency
fan air power divided by the fan shaft power

[SOURCE: ISO 5801:2017, 3.51, modified — References to quantities and formula deleted.]

3.25
overall efficiency for a fan without a variable speed drive

fan air power divided by the motor input power for the fan and motor without a variable speed drive

Note 1 to entry: The efficiency should be referred to the installation category, see Figure 2 and ISO 13349.

Note 2 to entry: For the purposes of this document efficiency should be expressed as a proportion of unity. To

obtain a percentage value multiply the efficiency result by 100.
Note 3 to entry: The motor input power as defined in 3.21.
3.26
overall efficiency for a fan with a variable speed drive

fan air power divided by the motor input power for the fan and motor combination with a variable

speed drive

Note 1 to entry: The efficiency should be referred to the installation category, see Figure 2 and ISO 13349.

Note 2 to entry: For the purposes of this document efficiency should be expressed as a proportion of unity. To

obtain a percentage value multiply the efficiency result by 100.
Note 3 to entry: The motor input power as defined in 3.22.
3.27
overall static efficiency for a fan without a variable speed drive

fan static air power divided by the motor input power for the fan and motor without a variable speed drive

3.28
overall static efficiency for a fan with a variable speed drive
esd

fan static air power divided by the motor input power for the fan and motor combination with a variable

speed drive
4 © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 12759-4:2019(E)
3.29
optimum efficiency
opt

maximum efficiency achieved on the fan air characteristic with all operational parameters, except the

air system resistance, being fixed
3.30
fan motor efficiency grade
FMEG
efficiency grade for a driven fan
Note 1 to entry: The definitions given in 3.25 to 3.28 shall apply.
4  Symbols
Symbol Term Unit
k compressibility coefficient
N grade number
P fan shaft power W
P motor input power W
P drive/control electrical input power W
P motor output power W
P impeller power W
P fan air power W
P fan static air power W
p atmospheric pressure Pa
p dynamic pressure at a point Pa
p fan pressure Pa
p fan static pressure Pa
p absolute stagnation pressure at a point Pa
q mass flow rate kg/s
q inlet volume flow rate m /s
W fan work per unit mass J/kg
η fan shaft efficiency Expressed as a decimal
η overall efficiency Expressed as a decimal
η overall efficiency for a fan with VSD Expressed as a decimal
η overall static efficiency Expressed as a decimal
η overall static efficiency for a fan with VSD Expressed as a decimal
esd
η optimum efficiency Expressed as a decimal
opt
η fan impeller efficiency Expressed as a decimal
ρ density at fan inlet kg/m

NOTE Efficiency in percent (%) divided by 100 equals the efficiency expressed as a decimal.

5  General information
5.1  General

Fans range from the purpose-built single fan to the series-produced certified ranges manufactured in

large quantities. A fan may be a motor attached to a drive system attached to an impeller within an

© ISO 2019 – All rights reserved 5
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ISO 12759-4:2019(E)

impeller casing, if so supplemented by a volume control such as a variable speed control or guide vanes

(driven fan), see Figure 1.

The variation in design has led to efficiency being defined in a number of ways to suit the demands of

the fan type and the market place.
Key
1 electrical input power P
2 variable speed device loss (heat)
3 motor losses (heat)
4 belt losses (heat)
5 bearing losses (heat)
6 impeller and casing aerodynamic losses (heat)
7 volume flow and pressure P (air power)
The variable speed device might or might not be fitted. See Clause 6.
Figure 1 — Example of a driven fan showing power losses
5.2  Use of installation categories

Fan efficiency ratings are frequently specific to each standardised installation category.

When a fan is designed for a single installation category, its rated efficiency grade shall refer to that

particular installation category, and this shall be clearly identified.

When a fan is suitable for use with different installation categories, the fan efficiency grade shall be

based on the efficiency ratings referring to the most suitable installation category.

To determine the operating point of the fan, four installation categories are considered, see Figure 2.

For details of the required test methods refer to the following subclauses of ISO 5801:

— category A installations – ISO 5801:2017, 6.1;
— category B installations – ISO 5801:2017, 6.2;
— category C installations – ISO 5801:2017, 6.3;
— category D installations – ISO 5801:2017, 6.4.
6 © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 12759-4:2019(E)

The standardised installation category used for rating the fan shall be clearly stated (see Annex C).

The motor input power and motor output power shall be measured or determined using methods given

in ISO 5801.
Installation category E is not included in this document.
Figure 2 — Installation categories
5.3  Efficiency calculation
See ISO 5801:2017, 15.2.

For driven fans, where the input power can be determined, the overall efficiency is given by Formula (1)

for fans without a variable speed drive and Formula (2) for fans with variable speed drives.

η =PP/ (1)
eu e
η =PP/ (2)
ed ued

The overall static efficiency can be calculated by substituting the static air power into Formulae (1) and

(2) so that the overall static efficiency is given by Formula (3) for fans without a variable speed drive

and Formula (4) for fans with variable speed drives.
η =
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 12759-4
Première édition
2019-10
Ventilateurs — Classification du
rendement des ventilateurs —
Partie 4:
Ventilateurs entraînés à vitesse
maximale de fonctionnement
Fans — Efficiency classification for fans —
Part 4: Driven fans at maximum operating speed
Numéro de référence
ISO 12759-4:2019(F)
ISO 2019
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 12759-4:2019(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
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CH-1214 Vernier, Genève
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Fax: +41 22 749 09 47
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 12759-4:2019(F)
Sommaire  Page

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

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

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

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

3  Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4  Symboles et unités .............................................................................................................................................................................................. 5

5  Informations générales ................................................................................................................................................................................. 6

5.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 6

5.2 Utilisation des catégories d’installation ............................................................................................................................ 7

5.3 Calcul du rendement .......................................................................................................................................................................... 8

5.4 Tolérances ................................................................................................................................................................................................... 9

6  Classification ............................................................................................................................................................................................................ 9

6.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 9

6.2 Ventilateurs entraînés ....................................................................................................................................................................... 9

6.3 Classe de rendement des ventilateurs entraînés hélico-centrifuges, radiaux, axiaux

et à pales courbées vers l’avant .............................................................................................................................................10

6.4 Classe de rendement des ventilateurs entraînés centrifuges à pales courbées vers

l’arrière avec ou sans enveloppe .................. .........................................................................................................................12

6.5 Classes de rendement des ventilateurs entraînés tangentiels ....................................................................14

Annexe A (normative) Exemples d'application de lignes de rendement aux ventilateurs

entraînés ....................................................................................................................................................................................................................16

Annexe B (informative) Facteurs de compensation ...........................................................................................................................19

Annexe C (informative) Variation de la performance d'un ventilateur en fonction

des catégories d'installation .................................................................................................................................................................20

Annexe D (informative) Choix des ventilateurs pour un meilleur rendement ......................................................21

Annexe E (informative) Note explicative .......................................................................................................................................................24

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................26

© ISO 2019 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 12759-4:2019(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 www .iso .org/ avant -propos.

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

Cette première édition de l’ISO 12759-4, ainsi que les ISO 12759-1, ISO 12759-2, ISO 12759-3,

1) 2)

ISO 12759-5 et ISO 12759-6 , annule et remplace l’ISO 12759:2010, qui a fait l’objet d’une révision

technique. Elle incorpore 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 que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.

1) En cours de préparation. Stade au moment de la publication: ISO/DIS 12759-5:2019.

2) En cours de préparation. Stade au moment de la publication: ISO/CD 12759-6:2019.

iv © ISO 2019 – Tous droits réservés
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ISO 12759-4:2019(F)
Introduction

Au cours des dix dernières années, on a assisté à une escalade des prix, et à une prise de conscience

accrue des ressources limitées que constituent de nombreux combustibles fossiles actuellement utilisés.

On pense également que le changement climatique est dû à une augmentation du niveau de dioxyde

de carbone dans l'atmosphère. Tout cela a conduit de nombreuses nations à revoir leurs méthodes de

production et d'utilisation de l'énergie.

Afin de maintenir la croissance économique, il est donc nécessaire de promouvoir l'efficacité

énergétique. Cela implique que les utilisateurs choisissent mieux leurs équipements, mais également

que les fabricants en améliorent la conception.

Des ventilateurs de tous types sont utilisés pour la ventilation, la climatisation, l’ingénierie des procédés

(séchage, transport pneumatique), l'alimentation en air de combustion, et l’agriculture. En fait, des

calculs ont montré que la consommation d'énergie par les ventilateurs représentait près de 20 % de la

consommation mondiale d’électricité.

L'industrie des ventilateurs est mondiale, avec un pourcentage important d'exportations et de

concessions de licences. Afin de garantir que les caractéristiques de la performance définitive des

ventilateurs sont les mêmes dans le monde entier, une série de normes a été élaborée. Ce secteur

industriel pense qu'il est désormais nécessaire de prendre en considération les normes de rendement

minimal. Afin d'encourager leur mise en œuvre, un système de classification, constitué d'une série de

plages de rendement, est proposé. En fonction des améliorations des technologies et des procédés de

fabrication, les classes de rendement minimal pourront être révisées et augmentées par la suite.

Le présent document peut être utilisé par les législateurs ou les autorités réglementaires dans le but de

définir les objectifs d’avenir en matière d’économie d’énergie.
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NORME INTERNATIONALE ISO 12759-4:2019(F)
Ventilateurs — Classification du rendement des
ventilateurs —
Partie 4:
Ventilateurs entraînés à vitesse maximale de
fonctionnement
1  Domaine d'application

Le présent document établit un système de classification du rendement de tous les types de ventilateurs

entraînés par des moteurs dont la puissance nominale est de 125 kW et au-delà. Il est applicable aux

ventilateurs (entraînés) uniquement. Il n’est pas applicable au système dans lequel les ventilateurs sont

installés (produits finis du fabricant d’équipement d’origine, par exemple, les ventilateurs en caisson,

les ventilateurs de toiture ou le système de ventilation). Le présent document décrit un nombre de

procédures variées permettant de classifier le rendement d’un ventilateur ou d’appliquer une limite de

rendement minimale (MEL). Ces procédures sont décrites dans:
— ISO 12759-3;
— le présent document (ISO 12759-4);
— ISO 12759-5;
— ISO 12759-6.

Il n’existe pas de méthode décrite permettant de comparer ces classifications et les MEL.

2  Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils 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 5801:2017, Ventilateurs — Essais aérauliques sur circuits normalisés

ISO 13348:2007, Ventilateurs industriels — Tolérances, méthodes de conversion et présentation des

données techniques
3  Termes et définitions

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

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/
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ISO 12759-4:2019(F)
3.1
ventilateur

turbomachine qui reçoit de l'énergie mécanique et l'utilise à l'aide d'une ou plusieurs roues à aubes de

manière à entretenir un écoulement continu d'air ou d'un autre gaz qui le traverse et dont le travail

massique ne dépasse pas normalement 25 kJ/kg

Note 1 à l'article: Les ventilateurs sont définis en fonction de leur catégorie d'installation, de leur fonction, de la

trajectoire du fluide et des conditions de fonctionnement (voir l'ISO 13349).

[SOURCE: ISO 13349:2010, 3.1.1, — Les Notes à l’article 1 et 3 ont été supprimées.]

3.2
taille de ventilateur
diamètre nominal de la roue
3.3
entraînement

mécanisme utilisé pour entraîner le ventilateur, qui inclue le moteur, la courroie, les accouplements, les

chaînes, la transmission et les VFD
EXEMPLE Entraînement par transmission et entraînement moteur.
3.4
ventilateur entraîné

roue installée sur ou reliée à un moteur, avec ou sans un système d'entraînement, une enveloppe ou un

variateur de vitesse
Note 1 à l'article: Voir la Figure 1.
3.5
air

dans le cas d’essais sur circuits aérauliques normalisés, le fluide utilisé doit être l’air atmosphérique

[SOURCE: ISO 5801:2017, 3.1]
3.6
catégorie d'installation A
installation à aspiration libre et refoulement libre avec une paroi

[SOURCE: ISO 13349:2010, 3.4.1, modifiée — Les références aux ISO 5801 et ISO 5802 ont été

supprimées.]
3.7
catégorie d'installation B
installation à aspiration libre et refoulement en conduit

[SOURCE: ISO 13349:2010, 3.4.2, modifiée — Les références aux ISO 5801 et ISO 5802 ont été

supprimées.]
3.8
catégorie d'installation C
installation à aspiration en conduit et refoulement libre

[SOURCE: ISO 13349:2010, 3.4.3, modifiée — Les références aux ISO 5801 et ISO 5802 ont été

supprimées.]
3.9
catégorie d'installation D
installation à aspiration en conduit et refoulement en conduit

[SOURCE: ISO 13349:2010, 3.4.4, modifiée — Les références aux ISO 5801 et ISO 5802 ont été

supprimées.]
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ISO 12759-4:2019(F)
3.10
masse volumique à l'aspiration

masse volumique du fluide calculée à partir de la pression absolue et de la température statique à

l’aspiration
3.11
pression du ventilateur

différence entre la pression de stagnation au refoulement et la pression de stagnation à l'aspiration

3.12
débit-masse

valeur moyenne, dans le temps, de la masse d'air qui traverse une section droite d'un conduit spécifiée,

par unité de temps
3.13
débit-volume à l'aspiration

quotient du débit-masse à l'aspiration par la valeur moyenne correspondante, dans le temps, de la masse

volumique moyenne à l'aspiration
3.14
travail massique du ventilateur

accroissement de l'énergie mécanique par unité de masse du fluide traversant le ventilateur

3.15
coefficient de compressibilité

quotient du travail mécanique fourni par le ventilateur par le travail mécanique qui serait fourni à un

fluide incompressible de même débit-masse, de même masse volumique à l'aspiration et de même taux

de compression
3.16
puissance aéraulique du ventilateur

puissance utile conventionnelle égale au produit du débit-masse par le travail massique du ventilateur,

ou au produit du débit-volume à l'aspiration par le coefficient de compressibilité et la pression du

ventilateur
3.17
puissance aéraulique statique du ventilateur

puissance utile conventionnelle égale au produit du débit-masse par le travail massique statique

du ventilateur, ou au produit du débit-volume à l'aspiration par le coefficient de compressibilité et la

pression statique du ventilateur
3.18
puissance à la roue du ventilateur
puissance mécanique fournie à la roue du ventilateur
[SOURCE: ISO 5801:2017, 3.45]
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ISO 12759-4:2019(F)
3.19
puissance à l'arbre du ventilateur
puissance fournie à l'arbre du moteur ou de tout autre moyen d'entraînement
[SOURCE: ISO 5801:2017, 3.46, modifiée — La Note 1 à l’article a été supprimée.]
3.20
puissance de sortie du moteur
puissance fournie à l’arbre du moteur ou de tout autre moyen d’entraînement
[SOURCE: ISO 5801:2017, 3.47]
3.21
puissance absorbée par le moteur

puissance électrique fournie au terminal d’un ventilateur entraîné par un moteur sans entraînement à

vitesse variable
[SOURCE: ISO 5801:2017, 3.48]
3.22
puissance électrique absorbée par l'entraînement/la commande

puissance fournie par le biais de réseaux électriques ou par une alimentation en énergie équivalente à

un système moteur
3.23
rendement à la roue du ventilateur

quotient de la puissance aéraulique du ventilateur par la puissance à la roue du ventilateur

[SOURCE: ISO 5801:2017, 3.50, modifiée — Les références aux quantités et formules ont été supprimées.]

3.24
rendement à l'arbre du ventilateur

quotient de la puissance aéraulique du ventilateur par la puissance à l'arbre du ventilateur

[SOURCE: ISO 5801:2017, 3.51, modifiée — Les références aux quantités et formules ont été supprimées.]

3.25
rendement global pour un ventilateur sans entraînement à vitesse variable

quotient de la puissance aéraulique du ventilateur par la puissance absorbée par le ventilateur et le

moteur sans un variateur de vitesse

Note 1 à l'article: Il convient que le rendement fasse référence à la catégorie d’installation, voir la Figure 2 et

l’ISO 13349.

Note 2 à l'article: Pour les besoins du présent document, il convient que le rendement soit exprimé en fraction

d'unité. Pour obtenir une valeur en pourcentage, multiplier le rendement obtenu par 100.

Note 3 à l'article: La puissance absorbée du moteur telle que définie au 3.21.
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ISO 12759-4:2019(F)
3.26
rendement global pour un ventilateur avec entraînement à vitesse variable

quotient de la puissance aéraulique du ventilateur par la puissance absorbée par l’ensemble ventilateur

et moteur avec un entraînement à vitesse variable

Note 1 à l'article: Il convient que le rendement fasse référence à la catégorie d’installation, voir la Figure 2 et

l’ISO 13349.

Note 2 à l'article: Pour les besoins du présent document, il convient que le rendement soit exprimé en fraction

d'unité. Pour obtenir une valeur en pourcentage, multiplier le rendement obtenu par 100.

Note 3 à l'article: La puissance absorbée du moteur telle que définie au 3.22.
3.27

rendement statique global pour un ventilateur sans entraînement à vitesse variable

quotient de la puissance aéraulique du ventilateur par la puissance absorbée par le ventilateur et le

moteur sans entraînement à vitesse variable
3.28

rendement statique global pour un ventilateur avec un entraînement à vitesse variable

esd

quotient de la puissance aéraulique statique du ventilateur par la puissance absorbée du moteur par

l’ensemble ventilateur et moteur avec un entraînement à vitesse variable
3.29
rendement optimal
opt

rendement maximal obtenu sur la caractéristique aéraulique du ventilateur, tous les paramètres

opérationnels, sauf la résistance du circuit d'air, étant fixes
3.30
classe de rendement du ventilateur entraîné
FMEG
classe de rendement d'un ventilateur avec son système d'entraînement
Note 1 à l'article: Les définitions données de 3.25 à 3.28 doivent s’appliquer.
4  Symboles et unités
Symbole Terme Unité
k coefficient de compressibilité
N numéro de classe
P puissant à l’arbre du ventilateur W
P puissance absorbée par le moteur W
P puissance électrique absorbée par l'entraîne- W
ment/la commande
P puissance fournie à l’arbre du moteur ou de tout W
autre moyen d’entraînement
P puissance à la roue du ventilateur W
P puissance aéraulique du ventilateur W
P puissance aéraulique statique du ventilateur W
p pression atmosphérique Pa
p pression dynamique en un point Pa
p pression du ventilateur Pa
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ISO 12759-4:2019(F)
Symbole Terme Unité
p pression statique du ventilateur Pa
p pression de stagnation absolue en un point Pa
q débit-masse kg/s
q débit-volume à l'aspiration m /s
W travail massique du ventilateur J/kg
η rendement à l'arbre du ventilateur Exprimé sous la forme d’un nombre décimal
η rendement global Exprimé sous la forme d’un nombre décimal

η rendement global pour un ventilateur à vitesse Exprimé sous la forme d’un nombre décimal

variable
η rendement statique global Exprimé sous la forme d’un nombre décimal

η rendement statique global pour un ventilateur Exprimé sous la forme d’un nombre décimal

esd
avec un entraînement à vitesse variable
η rendement optimal Exprimé sous la forme d’un nombre décimal
opt
η rendement à la roue du ventilateur Exprimé sous la forme d’un nombre décimal
ρ masse volumique à l’aspiration kg/m

NOTE Le rendement exprimé sous la forme d’un nombre décimal est égal au rendement exprimé en

pourcentage (%) divisé par 100.
5  Informations générales
5.1 Généralités

Il existe plusieurs types de ventilateurs, du ventilateur fabriqué à l'unité pour un besoin précis aux

gammes de ventilateurs certifiées produites en série et en grandes quantités. Un ventilateur peut être

une roue reliée à un moteur par un système de transmission et placée dans une enveloppe, auquel cas

un dispositif de réglage du débit est prévu, par exemple un variateur de vitesse ou des pales directrices

(motoventilateur) voir Figure 1.

Du fait des différences de conception, le rendement est défini de nombreuses manières afin d'adapter la

réponse au type de ventilateur et à la demande du marché.
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ISO 12759-4:2019(F)
Légende
1 puissance électrique absorbée P
2 pertes dans le dispositif de variation de vitesse (chaleur)
3 pertes dans le moteur (chaleur)
4 pertes dans la courroie (chaleur)
5 pertes dans les roulements (chaleur)
6 pertes aérodynamiques dans la roue et l'enveloppe (chaleur)
7 débit-volume et pression P (puissance aéraulique)
Le dispositif variateur de vitesse peut être installé. Voir l'Article 6.
Figure 1 — Exemple de ventilateur entraîné montrant des pertes de puissance
5.2  Utilisation des catégories d’installation

Les classes de rendement des ventilateurs sont souvent spécifiques de chaque catégorie d'installation

normalisée.

Lorsqu'un ventilateur est conçu pour une seule catégorie d'installation, sa classe de rendement nominal

doit faire référence à la catégorie d'installation d'essai concernée et cela doit être clairement indiqué.

Lorsqu'un ventilateur peut être utilisé selon plusieurs catégories d'installation, sa classe de rendement

doit être fondée sur le rendement correspondant à la catégorie d'installation la plus appropriée.

Pour déterminer le point de fonctionnement du ventilateur, quatre catégories d'installation sont

considérées, voir la Figure 2. Pour plus d'informations sur les méthodes d'essai requises, se référer aux

paragraphes suivants de l'ISO 5801:
— Installations de catégorie A — ISO 5801:2017, 6.1;
— Installations de catégorie B — ISO 5801:2017, 6.2;
— Installations de catégorie C — ISO 5801:2017, 6.3;
— Installations de catégorie D — ISO 5801:2017, 6.4.

La catégorie d'installation normalisée utilisée pour la classification du ventilateur doit être clairement

indiquée (voir l'Annexe C).
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ISO 12759-4:2019(F)

La puissance absorbée par le moteur et la puissance à l'arbre du moteur peuvent être mesurées ou

déterminées à l'aide des méthodes fournies dans l'ISO 5801.
La catégorie d'installation E n'est pas incluse dans le présent document.
Figure 2 — Catégories d'installation
5.3  Calcul du rendement
Voir l'ISO 5801:2017, 15.2.

Pour les ventilateurs entraînés, lorsque la puissance absorbée peut être déterminée, le rendement

global est défini par les Formules (1) pour les ventilateurs sans entraînement à vitesse variable et (2)

pour les ventilateurs avec entraînement à vitesse variable.
η =PP/ (1)
eu e
η =PP/ (2)
ed ued

Le rendement global peut être calculé en substituant la puissance aéraulique statique dans les

Formules (1) et (2) de manière que le rendement statique global soit obtenu par les Formules (3) pour

les ventilateurs sans entraînement à vitesse variable et (4) pour les ventilateurs avec entraînement à

vitesse variable.
η =PP/ (3)
es us e
η =PP/ (4)
esdused
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ISO 12759-4:2019(F)
5.4  Tolérances

À chaque étape du cycle de conception et de fabrication du ventilateur, incluant la transposition des

performances déterminées sur prototype ou par calcul, la fabrication et les essais d'un ventilateur

fabriqué à l'unité, des incertitudes apparaissent et des tolérances admises doivent être appliquées.

Tout essai de performance d'un ventilateur comporte un risque d'erreur et la plage dans laquelle ce type

d'erreurs peut être supposé se trouver est définie numériquement comme étant l'incertitude de mesure.

En outre, la performance vraie du ventilateur (si elle peut être vérifiée) diffère de celle d'un autre

ventilateur identique en raison des variations inévitables au cours de la fabrication. La plage attendue

de ce type de variation de fabrication doit être ajoutée à l'incertitude de mesure pour déterminer la

tolérance minimale requise pour une spécification de performance.

Pour les besoins du présent document, les tolérances données dans l’ISO 13348:2007, Articles 5 et 6,

doivent s'appliquer.
6  Classification
6.1 Généralités

Étant donné les différents types de ventilateurs et d'options d'entraînement existants, le rendement

doit être calculé de plusieurs manières. Pour les besoins de cette classification, le rendement des

ventilateurs entraînés a été défini en fonction de la puissance absorbée par le moteur.

Le texte suivant fournit des lignes directrices sur les niveaux de rendement optimal (point de meilleur

rendement) réalisables avec les différents types de ventilateurs traités dans le présent document.

Les niveaux minimaux requis s'appuient sur un accord entre les autorités réglementaires et les

représentants des fabricants, ou sur la réglementation locale si elle existe.

La classe de rendement d'un ventilateur repose sur ses caractéristiques de performance à une vitesse

de rotation maximale admissible afin d'obtenir le point de meilleur rendement.

Les Annexes D et E fournissent davantage d’informations relatives au rendement des ventilateurs.

6.2 Ventilateurs entraînés

Les classes de rendement des ventilateurs entraînés sont illustrées aux Figures 3, 4 et 5, la variation

du rendement optimal et des classes de rendement du motoventilateur (FMEG) étant représentée en

fonction de la puissance absorbée et du type de ventilateur.

Lorsqu'un dispositif de réglage du débit est nécessaire, un variateur de vitesse est la meilleure option,

car il s'agit de la méthode la plus efficace pour effectuer un réglage à des points de fonctionnement

différents. D'autres dispositifs de réglage du débit, tels que les pales directrices ou les vannes de

régulation sont moins efficaces.

La FMEG (par exemple, FMEG55) d’un ventilateur a son point de rendement maximal à pleine vitesse doit

correspondre à la valeur calculée conformément à l'Annexe A, pour la puissance absorbée pertinente.

Les courbes de FMEG sont fondées sur l'ensemble roue et moteur. Si un dispositif de réglage est utilisé,

les données de rendement peuvent être corrigées par les valeurs de correction pour les commandes

indiquées dans l'Annexe B, Tableau B.1.
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ISO 12759-4:2019(F)

6.3  Classe de rendement des ventilateurs entraînés hélico-centrifuges, radiaux, axiaux

et à pales courbées vers l’avant
Légende
P puissance absorbée par le moteur (kW)
η rendement optimal (point de rendement maximal) (%)
opt

Figure 3 — Classes de rendement des ventilateurs entraînés hélico-centrifuges, radiaux, axiaux

et à pales
...

Questions, Comments and Discussion

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