变风量文丘里阀

产品型号VAV 文丘里变风量阀
所属分类 实验室产品
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推荐 支持定制工况 10 项技术参数

产品概述

变风量文丘里阀简称 VAV 文丘里阀,是实验室变风量通风系统的核心控制设备,安装在通风柜排风支管上。它在文丘里阀体基础上增加了风量测量段、压差采样气管、控制器和电动执行器:内置测量段实时检测排风量,压差信号经采样气管传给控制器传感器,控制芯片将实测风量与目标风量比较后,命令执行器带动阀芯(叶片)转动改变开度,使排风量跟随通风柜视窗开度变化,始终维持视窗面风速恒定。

通风柜视窗上下推拉时,开口面积不断变化:定风量系统排风量不变,视窗关小后面风速升高、能耗浪费,视窗开大后面风速可能低于安全值。变风量文丘里阀通过视窗位移传感器或面风速控制模式,视窗开大时自动增大排风量、视窗关小时自动减小排风量,把面风速稳定在安全范围,既保证有害气体不逸出,又在视窗关闭时大幅减少排风量,节约空调新风和风机能耗,是现代化实验室通风控制的主流方案。

熙诚环保供应的变风量文丘里阀阀体采用防火阻燃材料,耐腐蚀,适用于酸碱排风环境;控制器支持位移控制和面风速控制模式,带风量显示、故障报警和楼宇通讯接口,执行器响应快、调节稳定,可与变频排风机、新风系统和实验室监控系统联动,实现通风柜排风的智能化和节能运行。

工作原理

变风量文丘里阀的工作过程是一个快速闭环控制。气流进入阀门后先经过内置风量测量段,测量段利用文丘里节流或多点测速产生与风量对应的压差,采样气管把压差信号传给控制器上的压差传感器,芯片根据压差计算出实时排风量。控制器同时接收通风柜视窗位移传感器信号或面风速设定,计算出当前视窗开度下所需的目标排风量。

当实测风量与目标风量不一致时,控制芯片输出指令驱动电动执行器,执行器带动阀芯或调节叶片转动,改变阀门流通面积:风量偏大则关小、偏小则开大,直到实测风量回到目标值。整个测量、比较和执行过程快速循环进行,操作人员移动视窗时排风量在很短时间内完成跟随,面风速保持恒定。文丘里阀体本身的流道特性使阀芯开度与风量对应关系稳定、抗管网压力波动能力强。防火阻燃阀体和耐腐测量元件长期接触酸碱排风不腐蚀、测量不漂移,保证控制精度和可靠性。

结构组成

变风量文丘里阀由文丘里阀体、可调阀芯或叶片、风量测量段、压差采样气管、控制器、电动执行器和接口组成。阀体为文丘里形圆筒,采用防火阻燃工程材料,耐酸碱腐蚀,两端圆形接口与风管连接;阀内阀芯由执行器驱动改变环形通道面积。

风量测量段设在阀内气流稳定区,通过采样气管连接到控制器的压差传感器;控制器集成芯片、显示屏、按键和通讯接口,安装在阀体上或邻近位置,接收视窗位移传感器、面风速传感器信号并输出执行器控制指令;电动执行器直接安装在阀轴上,带手动操作和位置反馈。系统配套还包括视窗位移传感器、面风速传感器(面风速控制模式)、声光报警面板和变频风机联动接口,多台 VAV 阀可经通讯总线接入实验室通风监控系统。

规格型号表

下表为变风量阀与定风量阀的控制对比,按通风系统形式选型。

项目变风量 VAV 阀定风量 CAV 阀
排风量随视窗开度变化恒定不变
面风速任意开度恒定固定开度合格
能耗视窗关闭时节能满风量运行
配置控制器执行器机械弹簧

产品特点

变风量文丘里阀闭环控风、安全节能,是现代实验室通风柜控制的核心装置,主要特点如下。

  • 实时测量排风量并闭环调节,面风速恒定
  • 视窗关闭自动降风量,显著节约新风能耗
  • 文丘里测量稳定,抗管网压力波动能力强
  • 响应速度快,移动视窗后快速跟随
  • 防火阻燃耐腐阀体,适应酸碱排风环境
  • 带风量显示、故障报警和通讯接口
  • 可与变频风机和楼宇自控系统联动
阀体材质 防火阻燃工程材料
控制方式 闭环变风量控制
测量元件 内置风量测量段
信号传输 压差采样气管
执行元件 电动执行器驱动阀芯
控制模式 位移 / 面风速模式
控制目标 恒定面风速
耐腐蚀性能 耐酸碱腐蚀
通讯接口 楼宇通讯可选
节能特性 视窗关闭降低风量

应用行业

  • 现代化化学实验室通风柜变风量控制
  • 制药研发和质检实验室 VAV 通风系统
  • 半导体和面板厂湿法区通风柜排风控制
  • 检测认证机构实验室节能通风改造
  • 高校科研楼通风柜集中变频排风系统
  • 医院病理科和疾控实验室安全通风
  • 对能耗和面风速安全要求高的实验室

典型工艺位置

变风量文丘里阀安装在每台变风量通风柜柜顶或排风支管上,位置尽量靠近通风柜排风口,阀前后保留直管段保证测量准确;视窗上安装位移传感器,通风柜面板安装面风速显示和报警装置。各 VAV 阀排风支管接入水平干管和集中排风机,多台阀的风量需求经通讯总线汇总后联动排风机变频,使风机风量随实际需求变化,实现系统级节能;新风系统同步变频维持房间压差和补风平衡。

施工时阀体按气流方向标识安装,采样气管连接正确且不漏气,执行器和控制器接线规范,传感器线缆避开强电干扰。调试阶段逐台标定阀门风量、设置面风速设定值,测试视窗全开、半开、关闭各位置下面风速稳定性和响应时间,再做多阀联动和风机变频联调,验证紧急排风(视窗全开报警)模式。投用后定期校验风量测量和传感器,确保面风速长期可靠。

通风柜排风量等于面风速乘以视窗开口面积。变风量阀通过视窗位移传感器实时获得视窗开度和开口面积,控制器按设定面风速计算所需排风量作为目标值;同时阀内测量段实时测得实际排风量,执行器根据两者偏差调节阀芯开度,使实际风量跟随目标风量。视窗开大、开口面积增大时阀门自动加风,视窗关小时自动减风,因此无论视窗停在什么位置,面风速都保持在设定的安全范围。
位移控制(也称视窗开度控制)根据视窗开度间接计算所需风量,响应快、成本较低,但它假设面风速只与视窗开度有关,不能补偿过滤器堵塞、风机老化等引起的风量变化。面风速控制在视窗处直接安装面风速传感器,按实测面风速闭环调节,控制更直接、安全性更高,但传感器位于污染区、需要定期清洁校验。高标准实验室可采用面风速控制,或位移控制加风量测量的组合方案,具体按安全等级和预算选择。
通风柜大部分时间视窗处于关闭或小开度状态,定风量系统无论视窗开度如何都按最大风量连续排风,排出的空气往往是经过空调处理的新风,能耗很高。变风量系统在视窗关闭时把排风量降到很低的维持风量,单柜排风量可大幅减少;多台通风柜的 VAV 阀汇总风量需求联动排风机和新风机变频,整个实验室空调通风能耗随之下降。通风柜数量越多、视窗关闭时间越长,节能收益越明显,通常可在数年内收回增加的投资。
文丘里式风量测量段流道稳定、压差值与风量对应关系明确,配合质量可靠的压差传感器,在正确安装和定期校验条件下测量精度能够满足面风速控制要求。测量漂移主要来自采样气管积尘或漏气、传感器长期使用老化、阀内被结晶或粉尘污染。腐蚀环境应选耐腐阀体和传感器,按周期检查采样管、清洁测量段、校验零点和量程,实验室装修粉尘阶段做好阀门保护,可以有效防止漂移。
安全设计要求 VAV 系统在断电或故障时进入安全状态:阀门通常设计为失电打开或保持最大排风量位置(故障安全型),保证通风柜继续以最大风量排风,宁可浪费能耗也不能让有害气体逸出;监控面板发出声光报警提示人员处理。选型时要明确执行器失电位置和报警逻辑,关键实验室可设应急排风按钮,按下后阀门全开、风机高速运行。定期演练故障报警和应急操作,不能让通风柜在阀门关闭状态下继续做发气实验。
末端每台通风柜配变风量文丘里阀、视窗位移传感器(或面风速传感器)、控制和显示报警面板;排风系统配变频排风机,新风系统配变频新风机和房间压差控制;多台阀门和风机通过控制器及通讯总线接入通风监控系统,实现风量汇总、变频联动、状态监视和报警记录。系统设计要统一考虑排风量与补风量平衡、实验室负压梯度、风机备用和应急电源。相比定风量系统,VAV 系统设备和调试要求更高,应由专业实验室通风工程商成套设计和调试。
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