正確認(ren)識和(he)選(xuan)用自(zi)力式(shi)水(shui)力(li)平衡(heng)控(kong)制閥

〔摘(zhai)要〕供熱(re)節能(neng)是(shi)壹(yi)個系統工程(cheng)，本文針(zhen)對市場上為(wei)解決供熱(re)系統(tong)中(zhong)水(shui)力(li)失調(tiao)而出(chu)現的各類(lei)自(zi)力式(shi)水(shui)力(li)平衡(heng)控(kong)制閥進(jin)行了(le)認(ren)真的分(fen)析，簡(jian)單介(jie)紹了(le)各類(lei)自(zi)力式(shi)控(kong)制(zhi)閥的工(gong)作原理、適用條(tiao)件(jian)、失效(xiao)原因，供同行(xing)參(can)考(kao)。

〔關鍵詞〕水(shui)力(li)失調(tiao)；自力(li)式(shi)水(shui)力(li)平衡(heng)控(kong)制閥；工(gong)作原理；選(xuan)用。

近(jin)幾年(nian)，隨著(zhe)供熱(re)規模(mo)的日(ri)益擴(kuo)大，供熱(re)半徑的不(bu)斷(duan)增加(jia)，系統(tong)中(zhong)水(shui)力(li)失調(tiao)的現(xian)象日(ri)趨嚴(yan)重，所謂水(shui)力(li)失調(tiao)即系(xi)統在實際運行(xing)時流經(jing)各用戶的水(shui)量與設計(ji)水(shui)量不符，導(dao)致(zhi)熱(re)力工(gong)況(kuang)與(yu)設計(ji)不(bu)符。

具(ju)體表(biao)現(xian)為(wei)熱（冷(leng)）源(yuan)近(jin)端(duan)的用戶室內(nei)溫(wen)度(du)過（低(di)），而遠端(duan)用戶室內(nei)溫(wen)度(du)過低(di)（高）。

為(wei)緩解水(shui)力(li)失調(tiao)的問題，使(shi)用戶達到滿意(yi)的效(xiao)果，傳統的做法是(shi)采用“大(da)流量、小溫(wen)差(cha)”運行(xing)，依(yi)靠(kao)增大(da)熱網(wang)管徑、增大(da)循環(huan)泵的流量，造成(cheng)能(neng)源(yuan)的極(ji)大(da)浪費，要*解決系(xi)統(tong)的水(shui)力(li)失調(tiao)問題，必(bi)須(xu)做好系統(tong)的調(tiao)節工作，zui簡(jian)單有效的辦(ban)法是(shi)在(zai)系(xi)統(tong)中(zhong)安(an)裝動(dong)態(tai)水(shui)力(li)平衡(heng)元(yuan)件，以實現(xian)供熱(re)（冷(leng)）系(xi)統(tong)的動(dong)態(tai)調(tiao)節。

各類(lei)自(zi)力式(shi)水(shui)力(li)平衡(heng)控(kong)制閥門(men)應運而生，目前(qian)供熱(re)系統(tong)中(zhong)比較(jiao)常(chang)用的主(zhu)要有自力(li)式(shi)流量控制(zhi)閥(fa)和自力(li)式(shi)壓(ya)差(cha)控制(zhi)閥(fa)。

自力(li)式(shi)流量控制(zhi)閥(fa)的工(gong)作原理

自(zi)力(li)式(shi)流量控制(zhi)閥(fa)是(shi)壹(yi)個雙(shuang)閥(fa)組(zu)合，即(ji)由(you)壹(yi)個手動(dong)調(tiao)節閥和壹(yi)個自動(dong)平衡(heng)閥(fa)組(zu)組(zu)成。

如圖(tu)1所示(shi)，手動(dong)調(tiao)節閥組(zu)的作用是(shi)設定流量，自動(dong)平衡(heng)閥(fa)組(zu)的作用是(shi)維持(chi)壓(ya)差(cha)△P=P2-P3恒(heng)定，對於手動(dong)調(tiao)節閥組(zu)來(lai)說(shuo)，流量G=KV(P>2-P3),式(shi)中(zhong)KV為(wei)手動(dong)調(tiao)節閥的流量系數(shu)，P2-P3為(wei)手動(dong)調(tiao)節閥兩側的壓(ya)差(cha)。

KV的大(da)小取(qu)決於手動(dong)調(tiao)節閥開度(du)，開度(du)固(gu)定，KV即為(wei)常數(shu)。那(na)麽(me)只要P2-P3不變(bian)，則流量G不變(bian)。而P2-P3的恒(heng)定是(shi)由(you)自動(dong)平衡(heng)閥(fa)組(zu)控制(zhi)的。

比如進(jin)出(chu)口(kou)壓(ya)差(cha)的P1-P3增大(da)，則通(tong)過感壓(ya)膜(mo)和彈(dan)簧(huang)的作用使(shi)用自(zi)動(dong)平衡(heng)閥(fa)組(zu)關小，從而(er)維持(chi)P2-P3的恒(heng)定；反(fan)之(zhi)P1-P3減(jian)小，則自(zi)動(dong)平衡(heng)閥(fa)組(zu)開大，從(cong)而(er)維持(chi)P2-P3的恒(heng)定；手動(dong)調(tiao)節閥組(zu)的每壹(yi)個開大對應壹(yi)個流量，開度(du)和流量的關系由(you)試驗臺試驗標(biao)定。

自力式(shi)流量控制(zhi)閥(fa)是(shi)壹(yi)種直觀(guan)簡(jian)便(bian)的流量調(tiao)節控制裝置，可直接根據(ju)設計(ji)來(lai)設定流量，閥門(men)可自動(dong)消除(chu)管線(xian)的剩余(yu)壓(ya)頭及壓(ya)力(li)波動(dong)對的流量影響(xiang)，系(xi)統壓力在(zai)壹(yi)定範圍內變(bian)化(hua)可以保(bao)持(chi)設定流量不變(bian)。

自力(li)式(shi)壓(ya)差(cha)控制(zhi)閥(fa)按(an)照(zhao)安(an)裝在供水(shui)管上(shang)或回(hui)水(shui)管上(shang)，分為(wei)供水(shui)式(shi)和(he)回(hui)水(shui)式(shi)，二(er)者不(bu)可互換使用。

圖(tu)2a為(wei)回(hui)水(shui)式(shi)結(jie)構示(shi)意圖(tu)。

圖(tu)2b為(wei)其(qi)安(an)裝位置示(shi)意圖(tu)。

圖(tu)中(zhong)P1為(wei)通(tong)過導壓(ya)管傳(chuan)至(zhi)感壓(ya)膜(mo)上部的外(wai)網供水(shui)壓(ya)力(li)，P2為(wei)被控(kong)環(huan)路(lu)的回(hui)水(shui)壓(ya)力(li)，P3為(wei)外網(wang)的回(hui)水(shui)壓(ya)力(li)。

當外網的供回(hui)水(shui)壓(ya)差(cha)P1-P3增大(da)，則感(gan)壓膜(mo)帶動(dong)閥(fa)瓣下移，使閥的阻(zu)力增大(da)，P2-P3增大(da)，從而(er)使P1-P2（即(ji)施加(jia)於被控(kong)環(huan)路(lu)的壓(ya)差(cha)）保(bao)持(chi)不(bu)變(bian)；反(fan)之(zhi)P1-P3減(jian)小，則感(gan)壓(ya)膜(mo)帶動(dong)閥(fa)瓣上移，使(shi)閥(fa)的阻(zu)力減(jian)小，P2-P3減(jian)小，從而(er)使(shi)P1-P3保(bao)持(chi)不(bu)變(bian)。

當被控(kong)環(huan)路(lu)內(nei)部的阻(zu)力發生改(gai)變(bian)，比如某(mou)壹(yi)支路(lu)關斷(duan)，則環(huan)路(lu)的總(zong)阻(zu)力增大(da)，P1-P2增大(da)，但隨(sui)之(zhi)感(gan)壓膜(mo)的受(shou)力平衡(heng)被打破，閥瓣下移，閥的阻(zu)力增大(da)，又(you)使(shi)P2-P3增大(da)，P2又(you)回(hui)升到原來(lai)的大(da)小，即P1-P2不(bu)變(bian)。

可見(jian)無論是(shi)外(wai)網(wang)壓(ya)力(li)出現波動(dong)，還是(shi)被控(kong)環(huan)路(lu)內(nei)部的阻(zu)力發生變(bian)化(hua)，自力(li)式(shi)壓(ya)差(cha)控制(zhi)閥(fa)均(jun)可維持(chi)施(shi)加(jia)於被控(kong)環(huan)路(lu)的壓(ya)差(cha)恒(heng)定。

兩種控(kong)制(zhi)閥的性能(neng)比較(jiao)及選(xuan)用

（壹(yi)）自力(li)式(shi)流量控制(zhi)閥(fa)的性能(neng)與(yu)應用

1、性能(neng)特(te)點(dian)

（1）自力式(shi)流量控制(zhi)閥(fa)的結(jie)構形(xing)式(shi)不(bu)分(fen)供水(shui)式(shi)和(he)回(hui)水(shui)式(shi)，可(ke)以根據(ju)工(gong)程(cheng)需要安(an)裝在供水(shui)管或(huo)回(hui)水(shui)管上(shang)；

（2）自力(li)式(shi)流量控制(zhi)閥(fa)控制的是(shi)它所控(kong)制(zhi)的系(xi)統的流量；

（3）自力(li)式(shi)流量控制(zhi)閥(fa)不支持(chi)它所控(kong)制(zhi)的系(xi)統內部的自(zi)主調(tiao)節，即被控(kong)系(xi)統(tong)內(nei)部自主調(tiao)節時，系統內部各分(fen)支(zhi)流量進行(xing)重新(xin)分(fen)配，但(dan)總(zong)流量仍保(bao)持(chi)不(bu)變(bian)；

（4）自力(li)式(shi)流量控制(zhi)閥(fa)可以在壹(yi)定範圍內吸(xi)收外(wai)網的壓(ya)力波動(dong)；

（5）自(zi)力式(shi)流量控制(zhi)閥(fa)能(neng)保(bao)證系(xi)統(tong)的水(shui)力(li)平衡(heng)，減(jian)少調(tiao)整的工(gong)作量，提高供熱(re)（冷(leng)）質(zhi)量；

2、設計(ji)與(yu)應用

在(zai)以下的分(fen)析中(zhong)，忽(hu)略了(le)壹(yi)些(xie)影響(xiang)較(jiao)小的因(yin)素(su)。

自(zi)力式(shi)流量控制(zhi)閥(fa)控制的是(shi)被控(kong)系(xi)統(tong)的流量，可以安(an)裝在供水(shui)管上(shang)，也(ye)可以安(an)裝在回(hui)水(shui)管上(shang)。

從實(shi)質上(shang)講(jiang)，自(zi)力(li)式(shi)流量控制(zhi)閥(fa)控制的是(shi)閥(fa)自(zi)身(shen)的流量，被控(kong)系(xi)統(tong)中(zhong)的各個用戶分配通(tong)過該(gai)閥的流量，閥自(zi)身(shen)的流量根據(ju)被控(kong)系(xi)統(tong)中(zhong)的各用戶的需求(qiu)確(que)定，壹(yi)旦(dan)閥的流量設定以後，當外網的壓(ya)力在壹(yi)定範圍內波動(dong)時，對被控(kong)系(xi)統(tong)的幹(gan)擾被流量控制(zhi)閥(fa)吸(xi)收，保(bao)證被控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)的流量不變(bian)，但當系統內部某用戶進行(xing)自(zi)主調(tiao)節時，自力式(shi)流量控制(zhi)閥(fa)仍然保(bao)持(chi)總(zong)流量不變(bian)，使總(zong)流量在被控(kong)系(xi)統(tong)內(nei)進行(xing)重新(xin)分(fen)配，其(qi)節能(neng)效(xiao)果(guo)不如壓(ya)差(cha)控制(zhi)閥(fa)。

註意(yi)事項：自力式(shi)流量控制(zhi)閥(fa)是(shi)壹(yi)個阻力元件(jian)，有zui小工作壓差(cha)的要求，壹(yi)般(ban)產(chan)品要求zui小工作壓差(cha)20Kpa，當安(an)裝在zui不利(li)環(huan)路上時，會(hui)造成(cheng)無效的壓(ya)力損失，在(zai)選(xuan)用時應適當進行考(kao)慮；系統(tong)能(neng)夠(gou)采用量調(tiao)節方式(shi)運(yun)行(xing)時，自力式(shi)流量控制(zhi)閥(fa)不支持(chi)該(gai)種調(tiao)節方式(shi)；自(zi)力(li)式(shi)流量控制(zhi)閥(fa)不支持(chi)被控(kong)系(xi)統(tong)內(nei)用戶的自(zi)主調(tiao)節。

（二）自力式(shi)壓(ya)差(cha)控制(zhi)閥(fa)的性能(neng)與(yu)應用

1、性能(neng)特(te)點(dian)

（1）自力式(shi)壓(ya)差(cha)控制(zhi)閥(fa)從結(jie)構上(shang)分(fen)為(wei)供水(shui)和(he)回(hui)水(shui)式(shi)，分(fen)別(bie)安(an)裝在供水(shui)和(he)回(hui)水(shui)管上(shang)，兩者不(bu)可互換；

（2）自力式(shi)壓(ya)差(cha)控制(zhi)閥(fa)控制(zhi)的是(shi)它所控(kong)制(zhi)的系(xi)統的壓(ya)差(cha)；

（3）自力(li)式(shi)壓(ya)差(cha)控制(zhi)閥(fa)支持(chi)它所控(kong)制(zhi)的系(xi)統內部的自(zi)主調(tiao)節；

（4）在壹(yi)定範圍內吸(xi)收外(wai)網的壓(ya)力波動(dong)；

（5）自(zi)力式(shi)壓(ya)差(cha)控制(zhi)法能(neng)保(bao)證系(xi)統(tong)的水(shui)力(li)平衡(heng)，減(jian)少調(tiao)整的工(gong)作量，提高供熱(re)（冷(leng)）質(zhi)量；

2、設計(ji)應用

在(zai)以下分析中(zhong)，忽(hu)略了(le)壹(yi)些(xie)影響(xiang)較(jiao)小的因(yin)素(su)

自(zi)力式(shi)壓(ya)差(cha)控制(zhi)閥(fa)控制(zhi)的是(shi)被控(kong)系(xi)統(tong)的供回(hui)水(shui)壓(ya)差(cha)，即設定△P=P2-P3=常數。

對每壹(yi)個用戶來(lai)說(shuo)，有對應的流量特性系數S，根據(ju)△P=SV2,當△P和S都是(shi)常(chang)數(shu)時，用戶的流量就是(shi)確(que)定值，當某個用戶進行(xing)自(zi)主調(tiao)整時，自力式(shi)壓(ya)差(cha)控制(zhi)閥(fa)就會(hui)有相(xiang)應的動(dong)作，也(ye)就是(shi)保(bao)持(chi)△P不(bu)變(bian)，其(qi)余(yu)用戶的S值(zhi)不變(bian)，也(ye)就不(bu)會(hui)發生(sheng)所控(kong)系(xi)統內(nei)的流量在分(fen)配；在(zai)外網(wang)供回(hui)水(shui)壓(ya)力(li)在(zai)壹(yi)定範圍內發生(sheng)波(bo)動(dong)時，自力式(shi)壓(ya)差(cha)控制(zhi)閥(fa)也(ye)會(hui)有相(xiang)應的動(dong)作，保(bao)證△P等於設定值，進而保(bao)證用戶按(an)設定流量運行(xing)。

註(zhu)意事項：自力式(shi)壓(ya)差(cha)控制(zhi)閥(fa)是(shi)壹(yi)個阻力元件(jian)，當安(an)裝在zui不利(li)環(huan)路上時，會(hui)造成(cheng)無效的壓(ya)力損失；設計(ji)時需根據(ju)在(zai)系統中(zhong)的位(wei)置當選(xuan)用供水(shui)式(shi)或(huo)回(hui)水(shui)式(shi)。

失效(xiao)的原因及現(xian)象

1、由(you)於自(zi)力式(shi)壓(ya)差(cha)控制(zhi)閥(fa)的供回(hui)水(shui)直接按(an)的導(dao)壓管很(hen)細，在(zai)管網(wang)水(shui)質(zhi)很(hen)差(cha)的情況(kuang)下，極(ji)易(yi)堵塞，不能(neng)夠(gou)采集(ji)有關信(xin)號，起(qi)不到調(tiao)節壓差(cha)的作用，導(dao)致(zhi)自(zi)力式(shi)壓(ya)差(cha)控制(zhi)閥(fa)動(dong)作失靈(ling)。

2、目前(qian)，大部分系統中(zhong)的水(shui)質(zhi)很(hen)差(cha)，各種(zhong)雜質及漂(piao)浮物(wu)很(hen)多(duo)，經(jing)常發(fa)生壓(ya)差(cha)閥的閥(fa)瓣被卡(ka)，無法進行(xing)調(tiao)節，造成閥後(hou)沒(mei)有流量或流量很(hen)小。

3、由(you)於自(zi)力式(shi)壓(ya)差(cha)控制(zhi)閥(fa)分供水(shui)式(shi)和(he)回(hui)水(shui)式(shi)兩種，對於安(an)裝於被控(kong)系(xi)統(tong)的供水(shui)管和(he)回(hui)水(shui)管上(shang)，兩者不(bu)可互換。由(you)於安(an)裝隊伍素(su)質(zhi)不高或工(gong)作責(ze)任(ren)心(xin)不強，將位置裝錯(cuo)造成自(zi)力式(shi)壓(ya)差(cha)控制(zhi)閥(fa)調(tiao)節失靈(ling)。

4、自(zi)力式(shi)壓(ya)差(cha)控制(zhi)閥(fa)內的膜(mo)片因(yin)橡(xiang)膠老(lao)化(hua)或工(gong)作責(ze)任(ren)心(xin)不強，將位置裝錯(cuo)造成自(zi)力式(shi)壓(ya)差(cha)控制(zhi)閥(fa)調(tiao)節適量。

5、由(you)於在(zai)供熱(re)系統(tong)的末(mo)端(duan)也(ye)普遍(bian)安(an)裝了(le)自(zi)力(li)式(shi)控(kong)制(zhi)閥，造成局部阻力增大(da)，導致(zhi)進(jin)戶流量減(jian)少，影響(xiang)用戶的供熱(re)效果(guo)。

無論是(shi)自(zi)力(li)式(shi)流量控制(zhi)閥(fa)還是(shi)自(zi)力(li)式(shi)壓(ya)差(cha)控制(zhi)閥(fa)，zui終控(kong)制的都(dou)是(shi)被控(kong)系(xi)統(tong)的流量，其(qi)目的是(shi)使(shi)系(xi)統(tong)達到水(shui)力(li)平衡(heng)，使(shi)每個客(ke)戶得(de)到所需要的流量，使被控(kong)系(xi)統(tong)有良好的熱(re)力工況(kuang)，特(te)別(bie)是(shi)在(zai)設計(ji)供回(hui)水(shui)溫(wen)差(cha)較(jiao)大(da)的情況(kuang)下，流量的變(bian)化(hua)對散熱量的影響(xiang)更為(wei)明(ming)顯。

自(zi)力(li)式(shi)流量控制(zhi)閥(fa)的流量值是(shi)在(zai)試驗臺上(shang)通(tong)過試驗標(biao)定的，在(zai)實際的應用過程(cheng)中(zhong)，當外界的條(tiao)件(jian)變(bian)化(hua)時，對流量存在較(jiao)大(da)的偏差(cha)，在實(shi)際(ji)的工(gong)作中(zhong)需要重新(xin)進(jin)行調(tiao)整，壹(yi)般(ban)采用超(chao)聲波(bo)流量計來(lai)進行(xing)，但是(shi)在(zai)閥(fa)門(men)井中(zhong).

因(yin)為(wei)安(an)裝尺寸的限(xian)制，超(chao)聲波(bo)流量計測出的流量會(hui)有壹(yi)定的誤(wu)差(cha)，操作也(ye)十(shi)分(fen)不(bu)便(bian)，需要的儀器(qi)和(he)專(zhuan)業(ye)的人員，有壹(yi)些(xie)規(gui)模(mo)較(jiao)小的公(gong)司不具備(bei)該(gai)能(neng)力(li)。

自(zi)力式(shi)壓(ya)差(cha)控制(zhi)閥(fa)控制(zhi)的是(shi)所控(kong)系(xi)統供回(hui)水(shui)壓(ya)差(cha)，針(zhen)對不同的用戶，內部阻力系數(shu)S值(zhi)不同，相(xiang)同的壓(ya)差(cha)的情況(kuang)下，會(hui)存在不(bu)同的流量，我們不(bu)借助(zhu)其(qi)它工具(ju)無法感知(zhi)其(qi)流量，特別(bie)是(shi)在(zai)大(da)型(xing)的系(xi)統中(zhong)，是(shi)根據(ju)經(jing)驗進(jin)行壓(ya)差(cha)的設定，所設壓(ya)差(cha)缺乏(fa)科學性。

針(zhen)對上述(shu)的情況(kuang)，壹(yi)種帶(dai)有流量顯示(shi)功(gong)能(neng)的流量控制(zhi)閥(fa)門(men)已投入市(shi)場，該(gai)產(chan)品除(chu)具(ju)有自力(li)式(shi)流量控制(zhi)閥(fa)的控(kong)制功(gong)能(neng)外(wai)，還具有流量測量及顯示(shi)功(gong)能(neng).

其(qi)顯示(shi)器(qi)與(yu)閥(fa)體分(fen)離，流量數據(ju)隨(sui)用隨(sui)取(qu)，顯示(shi)器(qi)全(quan)密封(feng)，具(ju)有防潮(chao)防水(shui)功(gong)能(neng)，流量測量機構(gou)裝(zhuang)有防堵(du)罩(zhao)，防止(zhi)雜物(wu)堵(du)塞流量傳感(gan)器(qi)，閥(fa)體內(nei)部的傳(chuan)感器(qi)上(shang)午(wu)電(dian)源(yuan)，顯示(shi)器(qi)不(bu)工(gong)作時自動(dong)休(xiu)眠，節能(neng)電(dian)能(neng)，電(dian)池(chi)設計(ji)壽(shou)命十(shi)年(nian)以上，不(bu)論顯示(shi)器(qi)工(gong)作與否，均(jun)不影響(xiang)閥(fa)門(men)的流量調(tiao)節控制功(gong)能(neng)。

流量顯示(shi)功(gong)能(neng)使(shi)閥(fa)門(men)工作情況(kuang)直觀(guan)，被控(kong)系(xi)統(tong)的流量壹(yi)目了(le)然(ran)，使(shi)復(fu)雜的工(gong)作簡(jian)單化(hua)，是(shi)供熱(re)領域具(ju)有很(hen)大發(fa)展前(qian)景的壹(yi)種產(chan)品，將會(hui)給供熱(re)（冷(leng)）節能(neng)工(gong)作提供很(hen)大的幫(bang)助(zhu)，產(chan)生(sheng)巨(ju)大(da)的經(jing)濟效益(yi)和(he)社會(hui)效益(yi)。