對室內氣流的壓力、壓差、溫濕度、潔凈度等因素有著(zhù)嚴格要求的場(chǎng)所,如研究機構的生物化學(xué)實(shí)驗室、醫院的手術(shù)室、隔離病房、制藥廠(chǎng)的實(shí)驗動(dòng)物設施及生產(chǎn)區域等可以產(chǎn)生危害氣體的場(chǎng)所必須進(jìn)行風(fēng)險環(huán)境控制。必須嚴格持續地監測室內壓力、溫度、濕度、氣流、空氣潔凈度等因素,防止研發(fā)、生產(chǎn)、辦公等區域之間的交叉污染,提高安全性能、使風(fēng)險環(huán)境得到有效保護,同時(shí)使系統運行能耗達到合理水平。
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壓力無(wú)關(guān)閥與普通閥的區分標準
實(shí)驗室通風(fēng)系統的首要目標是保證操作人員的安全,通風(fēng)柜系統要捕捉和阻隔有害氣體,這就需要對通風(fēng)柜的面風(fēng)速進(jìn)行控制,首先過(guò)高或過(guò)低的面風(fēng)速都是不可以接受的,過(guò)低導致無(wú)法有效捕捉,過(guò)高導致擾流和渦流,也會(huì )使有害氣體溢出。一個(gè)有效的控制系統需要把可能出現的面風(fēng)速過(guò)高或過(guò)低的情況都能避免。公式:風(fēng)速 0.5米/S=排風(fēng)量/視窗口橫截面積
排風(fēng)柜的排風(fēng)量變化有兩種情形;
1、 合理變風(fēng)量(VAV)
視窗升高或降低時(shí),或者其它因素(如一個(gè)體型較大的人到達排風(fēng)柜窗口)導致使窗口橫截面積變化時(shí),閥就會(huì )關(guān)小或開(kāi)大來(lái)改變排風(fēng)量,以使排風(fēng)柜面風(fēng)速恒定不變;
2、 惡性變風(fēng)量(總管來(lái)的干擾)
視窗未動(dòng)或面風(fēng)速未要求變化時(shí), 總管中的風(fēng)壓變化也會(huì )向下干擾排風(fēng)柜頭頂的閥,如果此時(shí)的閥不能快速化解掉外界氣壓變化,就會(huì )使排風(fēng)柜的排風(fēng)量發(fā)生不該發(fā)生的變化,進(jìn)而影響此時(shí)本該穩定的面風(fēng)速;一個(gè)好 “閥” 能夠通過(guò)自身的調節能力去 “快速化解”掉外界氣壓變化導致的“惡性變風(fēng)量” ,它應該只在排風(fēng)柜面風(fēng)速要求變化時(shí)才主動(dòng)關(guān)小或開(kāi)大使排風(fēng)柜合理地變風(fēng)量,而不能受外界(總管)的壓力變化的影響,文丘里閥具有優(yōu)秀的壓力無(wú)關(guān)特性。
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文丘里閥與蝶閥的應用區別
1、 壓力無(wú)關(guān)特性:該變時(shí)才變,不該變時(shí)不變
在通風(fēng)柜運行過(guò)程中對通風(fēng)柜面風(fēng)速影響最大的因素就是通風(fēng)系統管網(wǎng)壓力,由于其它通風(fēng)柜或通風(fēng)設備的開(kāi)閉,或管網(wǎng)其它方面變化會(huì )導致通風(fēng)柜管路壓力發(fā)生變化,而這種變化是會(huì )經(jīng)常發(fā)生的。如果通風(fēng)柜系統采用普通蝶閥,將會(huì )導致通風(fēng)柜面風(fēng)速經(jīng)常發(fā)生變化,這對實(shí)驗室的安全是非常不利的,即使是采用風(fēng)速控制系統,也只是在面風(fēng)速改變之后才進(jìn)行調節,這將經(jīng)過(guò)一系列傳感、計算、調節、振蕩過(guò)程,而這時(shí)不安全的情況已經(jīng)發(fā)生,因為管網(wǎng)壓力變化隨時(shí)都可能發(fā)生,單純靠風(fēng)速控制系統將會(huì )導致面風(fēng)速控制緩慢及頻繁。采用文丘里閥的通風(fēng)柜控制系統則能很好解決系統管網(wǎng)壓力變化這一問(wèn)題, 文丘里閥能根據管網(wǎng)壓力變化自動(dòng)調整。這個(gè)過(guò)程是伴隨管網(wǎng)壓力變化同時(shí)發(fā)生,從而避免了由風(fēng)速控制系統來(lái)調節這一過(guò)程,實(shí)現了快速穩定的風(fēng)量控制。
2 、 快速地自我調節
在通風(fēng)柜調節門(mén)開(kāi)啟或關(guān)閉過(guò)程中會(huì )出現需要調節通風(fēng)柜排風(fēng)量的問(wèn)題,文丘里閥自身結構特點(diǎn)可以保證其快速的反應和調節時(shí)間,通常要達到其要求風(fēng)量,在使用同樣快速的執行機構的情況下,文丘里閥只需要執行器旋轉 10 或 20 度,而蝶閥則需要更大的角度。
3 、 文丘里閥的最大風(fēng)量和最小風(fēng)量比例為 20:1
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蝶閥使用者亡羊補牢的局限性
使用蝶閥的人往往采取如下一些補救措施,希望能夠盡量減少總管壓力波動(dòng)對其排風(fēng)柜的抽力造成的影響:
1 、 使用 VAV BOX,(蝶閥+皮托管+壓差傳感器+局部控制器) ,采用皮托管去測量風(fēng)量方式來(lái)自我調節,當通風(fēng)柜沒(méi)有動(dòng),風(fēng)量本不該變化時(shí),裝有蝶閥的 VAV BOX 用皮托管感知到總管壓力波動(dòng)造成的惡性風(fēng)量變化, 然后通過(guò)壓差傳感器將數據傳遞給小控制器,控制器調節執行器開(kāi)大或開(kāi)小,缺點(diǎn);動(dòng)作緩慢,需要測量、計算、調整過(guò)程。但這種方式最大的問(wèn)題就是風(fēng)量測量的皮托管直接暴露在含有灰塵和雜志的廢氣中,很快就會(huì )堵塞,精度隨即失去真實(shí)。VAV BOX 做得再好,其最大風(fēng)量和最小風(fēng)量也只有 10:1,其調節精度比文丘里閥小了一倍。
2、 使用所謂的變風(fēng)量蝶閥:
所謂的變風(fēng)量蝶閥就是在定風(fēng)量蝶閥上加了一個(gè)執行器即是:變風(fēng)量蝶閥=定風(fēng)量蝶閥+執行器;或=蝶閥+氣囊+執行器,以上產(chǎn)品雖然價(jià)格便宜,但是幾乎還是“壓力有關(guān)”,在使
用中仍然問(wèn)題多多:
A、 某些定風(fēng)量蝶閥其實(shí)根本定不住,風(fēng)量還是在隨管網(wǎng)壓力變化,有的定風(fēng)量閥倒是能定住,但該變時(shí)也無(wú)法變,這才是真正的定風(fēng)量閥。
B、 某些定風(fēng)量蝶閥漏風(fēng)嚴重,想關(guān)都關(guān)不住,原因是這些稱(chēng)為定風(fēng)量蝶閥的蝶閥里的氣囊不像彈簧那樣有固定的彈性系數,而葉片在轉動(dòng)過(guò)程中蝶閥的流量曲線(xiàn)也不是線(xiàn)性的,這樣在應用到變風(fēng)量通風(fēng)柜控制系統中時(shí),其精度無(wú)法保證。氣囊直接在氣流范圍內,當氣體中含有灰塵等雜質(zhì)時(shí)會(huì )發(fā)生堵塞,影響精度。尤其是在排放高溫或有機氣體時(shí),氣囊存在破損的可能。
C、 某些定風(fēng)量閥風(fēng)量小到 20%就無(wú)法再小了, 故最大風(fēng)量和最小風(fēng)量的調節比可能差到只有 5:1
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蝶閥不得不用的管道靜壓法(VFD)
采用普通蝶閥的系統可以采用保證管道靜壓的方式實(shí)現對管道壓力的控制,通過(guò)對管道靜壓測量、計算比較、控制風(fēng)機的方式實(shí)現系統管網(wǎng)壓力穩定,采用該方式的缺點(diǎn)是:
A、 精度不高,實(shí)施無(wú)法保證,對取壓點(diǎn)的選擇決定壓力的控制精度,但通常管網(wǎng)壓力在管道中很難找到合適的點(diǎn),尤其是在各個(gè)排風(fēng)設備阻力和管道阻力都存在差異的情況下無(wú)法找到合適的壓力設定值。
B、 反應緩慢,通過(guò)這種方式控制風(fēng)機是一個(gè)緩慢的過(guò)程,而實(shí)驗室排風(fēng)控制對速度要求很高,在這種情況下很難實(shí)現預期控制目標,仍然會(huì )出現以上所提到的情況。
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蝶閥能耗、維護費用不合理
采用蝶閥的系統控制精度低,風(fēng)量需求非線(xiàn)性,風(fēng)量過(guò)大風(fēng)機功率過(guò)大,風(fēng)量過(guò)小,不能滿(mǎn)足實(shí)際需求,造成能源的浪費,而風(fēng)量的流失同時(shí)會(huì )帶走空調冷量的流失,消耗能耗。蝶閥系統雖然初始投資少,但其相關(guān)聯(lián)動(dòng)部件容易堵塞、失靈,維護次數增加,費用增加。假性滿(mǎn)足狀況,有毒有害氣體沒(méi)能及時(shí)得到控制,實(shí)驗室人員生命安全受到威脅。其次;惡性風(fēng)量變化,管道噪音彈性起伏不定,實(shí)驗室環(huán)境受到影響。
來(lái)源:現代實(shí)驗室裝備網(wǎng)