文丘里阀与蝶阀在排风柜控制上的区别

文丘里阀与蝶阀在排风柜控制上的区别

当我们讨论广义上的蝶阀时，也包括蝶阀改装成的各种定风量蝶阀、变风量蝶阀（加了执行器的定风量阀）、变风量VAV 箱（ VAV BOX）等变化形式。

一．“压力无关阀”与“普通阀”的区分标准

实验室通风系统的首要目标是保证操作人员的安全，通风柜系统要捕捉和阻隔有害气体，这就需要对通风柜的面风速进行控制，首先过高或过低的面风速都是不可接受的，过低导致无法有效捕捉，过高导致扰流和涡流，也会使有害气体逸出。一个有效的控制系统需要把可能出现的面风速过高或过低的情况都能避免。

公式：风速0.5m/s ↓=

视窗口横截面积

排风量↓

排风柜的排风量变化有两种情形：

1．合理变风量（ VAV）：

在视窗升高或降低时，或者其它因素（如一个体型较大的人到达排风

柜窗口）导致使窗口横截面积变化时，“阀”就会“关小”或“开大”来改变排风量，以使“排风柜面风速”恒定不变；

2．恶性变风量（总管来的干扰）：

视窗未动或面风速未要求变化时，总管中的风压变化也会向下干扰排

风柜头顶的“阀”，如果此时的“阀”不能“快速化解”掉外界气压变化，

就会使排风柜的排风量发生“不该发生的变化”，进而影响此时本该稳

定的面风速；

结论：

一个好“阀”能够通过自身的调节能力去“快速化解”掉外界气压变化

导致的“恶性变风量”，它应该只在排风柜面风速要求变化（如：视窗

高度变化）时才主动“关小”或“开大”使排风柜合理地变风量，而不能

受外界（总管）的压力变化的影响。

这就是我们所提倡的“排风柜阀”应该具有优秀的“压力无关”性。

二．“文丘里阀”与“蝶阀”的应用区别

相对于蝶阀，文丘里阀的主要优点就在于“真正的压力无关”和“快速反应”两

点上：

（ 1）压力无关特性：“该变时才变，不该变时不变”

在通风柜运行过程中对通风柜面风速影响最大的因素就是通风系统管网压

力，由于其它通风柜或通风设备的开闭，或管网其它方面变化会导致通风柜

管路压力发生变化，而这种变化是会经常发生的。

如果通风柜系统采用普通蝶阀，将会导致通风柜面风速经常发生变化，这对

实验室的安全是非常不利的，即使是采用风速控制系统，也只是在面风速改

变之后才会进行调节，这将经过一系列传感、计算、调节、振荡过程，而这

时不安全的情况已经发生，因为管网压力变化随时都可能发生，单纯靠风速

控制系统将会导致面风速控制缓慢且频繁。

采用文丘里阀的通风柜控制系统则能很好解决系统管网压力变化这一问题，

文丘里阀能根据管网压力变化自动调整。这个过程是伴随管网压力变化同时

发生，从而避免了由风速控制系统来调节这一过程，实现了快速稳定的风量

控制。

（ 2）“快速”地自我调节

在通风柜调节门开启或关闭过程中会出现需要调节通风柜排风量的问题，FDE 文丘里阀自身结构特点可以保证其快速的反应和调节时间，通常要达到其要求风量，在使用同样快速的执行机构的情况下，FDE 文丘里阀只需要执行器旋转10 或20 度，而蝶阀则需要更大的角度。

（ 3）文丘里阀的最大风量和最小风量比例为： 20： 1

三．蝶阀使用者“亡羊补牢”的局限性

使用蝶阀的人往往采取如下一些补救措施，希望能够尽量减少总管压力波动对其排风柜的抽力造成的影响：

(1) 使用VAV BOX（有人又叫变风量调节箱） , 采用皮托管去测量风量方式来自我调节

把“ 蝶阀+ 皮托管+ 压差传感器+ 局部控制器” 装在一起，就做成了一个VAVBOX。

当通风柜没有动，风量本不该变化时，装有蝶阀的VAVBOX 用皮托管感

知到总管压力波动造成的恶性风量变化，然后通过压差传感器将数据传递

给小控制器，小控制器然后调节执行器，使之开大或关小，而小控制器属DDC 控制原理，主要缺点是动作缓慢，需要测量、计算、调整过程。

但这种方式最大的问题还是其用于风量测量的皮托管等直接暴露在含有

灰尘和杂志的废气中，很快就会堵塞，精度随即失去真实。

请看！为什么VAV BOX 不宜用在排风方向上?

答案：VAV BOX 装有皮托管等灰尘敏感性装置，很快就会因堵塞而失灵。

另外， VAV BOX 做得再好，其最大风量和最小风量比例也只有10： 1

也就是说调节精度比文丘里阀小了一倍

（ 2）使用所谓的“变风量蝶阀”：

所谓的“变风量蝶阀”其实就是在“定风量蝶阀”上加了一个执行器！

变风量蝶=（定风量蝶阀） +执行器

=（蝶阀+气囊） +执行器

而定风量阀是不适用于排风柜的，其装置上设置气囊来实现其在排风柜

不要求变风量时定风量的目的，下图是带气囊的定风量蝶阀内部原理

图，当空气压力增大时，气囊膨胀，推动前挡板，使通过蝶阀的气流截面积减少。

这种产品是某些国外的定风量阀制造商专门为中国消费者“定制”的便

宜货，尽管价格极其便宜，但是几乎还是“压力有关”，在使用中仍然问题多多：

某些“定风量蝶阀”其实根本“定”不住，风量还是在随管网压力变有的定风量阀倒是能定住，但该变时也无法变，那才是真正的定风量阀某些“定风量蝶阀”漏风严重，想关都关不住，原因是这些称为“定风量蝶阀”的蝶阀里的气囊不像弹簧那样有固定的弹性系数，而叶片在转动

过程中蝶阀的流量曲线也不是线性的，这样在应用到变风量通风柜控

制系统中时，其精度无法保证。气囊直接在气流范围内，当气体中含

有灰尘等杂质时会发生堵塞，影响精度。尤其是在排放高温或有机气

体时，气囊存在破损的可能。这类蝶阀在市场上投诉最多；

某些定风量阀风量小到20%就无法再小了，故最大风量和最小风量的