1、專家論壇動態平衡閥及其在暖通空調工程中的應用（機械工業部設計研究院 李著萱）隨著我國國民經濟的高速發展，城市的建筑建設規模越來越大，人們對室內環境的要求也越來越高。尤其是建設在黃金地帶的商業建筑，如何能提高有效的商用面積率：保證空調系統的使用和運行并不由此而增加能耗？是暖通專業及建筑開發商共同關注的問題。1暖通空調設計中水力系統的現狀無論是空調或采暖工程中，由于條件的制約及不可能完全采用同程系統。而異程系統在實際的設計中，為了保證系統最不利環路末端的資用壓頭，所有其他空調采暖設備末端的資用壓頭往往大于設計工況的需要值，特別是在規模大建筑功能復雜的工程中，異程管線長，末端設備的阻力差異大及空調末

2、端啟停差異大的系統，在靠近冷熱源位置的資用壓頭余量過大，往往出現流量分配偏離設計狀態，導致其系統水力失調。流量的偏差會產生冷熱源近端的空調太涼或采暖不熱的現象。不但不能保證使用的功能，還造成了能源上的浪費。2解決水利失調的辦法21加節流孔板在熱力入口或空調靠近冷源環路的部分管段上增加節流孔板。采用這種辦法解決水力失調的前提是：水系統阻力計算準確、熱力或空調末端流量不能發生變化。因此在末端流量變化時仍會造成水力失調及能源上的浪費。22安裝手動調節閥對大型空調系統而言，采用手動調節閥調節過程復雜，手動調節前端閥門，后端流量會受影響。后端調整流量，前端流量又會變化。因此調節費時費力；對于復雜系統，要

3、求調節閥門的工程師經驗豐富。并且一旦系統壓力或負荷發生變化仍需要重新調整水力系統。23安裝動態流量平衡閥熱力入口或空調設備末端的設計流量確定后，根據流量及閥門處的壓力變化范圍選定動態平衡閥，安上設置好的閥門既可使用。只要閥門處的壓差變化在閥門的設計壓力范圍內，無需任何人為的調節。3動態平衡閥的特點31動態平衡閥的工作原理：通過改變平衡閥的閥芯的過流面積來適應閥門前后的變化，從而達到控制流量的目的。動態平衡閥是一個局部阻力可以變化的節流元件，對于不可壓縮的流體其簡化流量的方程為：Q=KA（P）?式中：Q通過平衡閥的流量；K閥門開度的流量系數；A閥芯的過流面積 P閥門進出口壓差由于在閥門的開度不變

4、的前提下，K值的變化可忽略，因此閥門的流量要保持恒定應控制A（P）?不變。而平衡閥由可變過流面積的閥膽和高精度（±5%）的彈簧及支撐裝置構成。彈簧受壓差的作用自動控制閥膽上過流面積的大小，從而使通過閥門的流量恒定。32閥門的工作過程：當平衡閥前后壓差小于最小啟動壓差是彈簧未被壓縮，流通面積最大。當閥門前后壓差在工作范圍時閥膽壓縮彈簧，進入工作狀態，水流通過閥膽兩邊的圓孔和幾何型的通道流過；由于閥膽在運動，兩邊幾何流型的通道也因此變化閥體的流通面積不斷變化，在這一壓差范圍內水流流量基本保持恒定。當平衡閥前后壓差超越工作范圍是，閥膽完全壓縮彈簧，水流只從閥膽兩邊的圓孔流過，此時閥膽變成了

5、固定的調節器，流量與壓差成正比，隨壓差的增大而增大。動態平衡閥具有在一定的壓力范圍內限制空調末端設備的最大流量、自動恒定流量的特點，在大工型、復雜、空調采暖負荷不恒定的工程中，簡化了系統調試過成，并縮短了調試時間。特別是在異程水系統中使用平衡閥，可以容易實現水力工況平衡、滿足設計環境溫度的要求，并且在空調系統的運行中末端設備可以不受其他末端的啟停干擾。4動態平衡閥在實際工程中的應用41區域供暖熱力入口處采用動態平衡閥，保證系統所需流量。室內采暖系統，溫控閥保證每個散熱器通過所需流量，動態平衡閥保證各立管流量恒定，解決水平失調。42空調系統大型集中空調系統中，在空調設備（空氣處理機及風機盤管）末

6、端設置平衡閥，通過三通（或兩通）電動閥保證設備所需流量，平衡閥實現水力工況調節。在冷熱源，冷卻塔、水泵等處當設計管線受限時。用平衡閥來避免負荷偏載，保證設備的正常運行。5空調系統設計動態平衡閥反感因該注意的問題51動態平衡閥只起水力平衡的作用，不能用于負荷調節由于對動態平衡閥的誤解，容易認為平衡閥也能平衡空調或采暖負荷，用平衡閥取代電動三通閥或兩通閥。但隨著維護結構負荷或室內負荷（人員、設備、照明等）的動態變化，要求空調設備提供的水量也動態變化，才能如人所愿既能保證室內溫度的要求、又起到了節省的作用。在大型空調系統中，空調設備設置了平衡閥后；各個設備的啟停不會干擾影響其他設備的水流量，平衡閥起

7、到了水力平衡的作用；而電動三通或兩通閥節流，能夠調節環境負荷所需數量。 目前，帶電動自控制功能的動態平衡閥已經面市，按負荷需求動態平衡空調系統實行節能就更容易實現了。因此采用帶電動自控功能的動態平衡閥，可以將水力平衡與負荷調節合二為一，并直接用電腦控制設定流量，還簡化了安裝及便于安裝在狹小的空間內。52動態平衡閥不應該多極設置在空調設置中，手動調節閥是多極設計的。而按照這一方法多極設置動態平衡閥設計概念是不對的。其理由是：如果下級的一個或多個設備關閉電動閥，而上級平衡閥扔保持流量不變，則會造成下級未關閉的設備流量增加，不但加大了水流噪聲，還會影響使用功能，并且也增加了不必要的經濟投資。53空調

8、設計中應根據冬夏供回水溫差水量合理設置動態平衡閥在四管制空調系統中用兩個平衡閥是可以滿足冬季及夏季不同的水量要求的，當冬、夏季節空調供熱、冷水溫差不同時，水流量差異很大，因此在兩管制水系統中則應根據冬、夏季不同流量的要求設置平衡閥：方法一，設置可變流量型動態平衡閥，冬夏換季時轉換閥門。方法二，設置兩個平衡閥，閥1按冬季流量選擇閥門，閥2按夏、冬季最大水量之差選擇閥門，冬季閥1，夏季開兩個閥，用兩個閥門實現空調設備的四管制功能。方法三，采用帶自控裝置的動態平衡閥通過電腦設置流量。否則，由于冬季夏季空調水流量不同，而簡單在空調末端上設置固定流量的動態平衡閥是不可能滿足兩個季節的水量平衡的。6動態平

9、衡閥工程設計實例61工程簡介座落在北京繁華的王俯井商業街的新東安市場，是由北京東安集團與香港新鴻基房地產發展有限公司合資興建的工程，占地面積約21400m2。工程建設規模龐大，建筑平面分為A、B、C、D四個區，其中A、B、C區為新東安市場部分；D區為動城區回遷部分。地下三層，地上六層，裙房之上的寫字樓為十一層 （圖1 新東安市場平面分區示意圖）新東安市場冷凍機房總負荷為10450RT（約36750KW）。空調水由地下三層冷凍房引至地下二層。為了減小非商用面積。水系統為下供下回雙管異程式系統。從地下二層至各區的20個空調水管井。風機盤管水系統根據建筑負荷特點分為內區，外區兩個環路。內區只供冷凍水

10、，外區冬季供熱水。根據氣候及室內符合情況，通過樓宇自控系統在地下二層按豎井電動切換控制外區雙溫水的冷、熱水開關。62空調設計的平衡閥方案對于冷凍機組和冷凍泵來說，為了避免由于各種因素造成的負荷偏載發生，在冷凍機和定水流量的二次泵出口上安裝了平衡閥。由于新東安市場建筑平面大，并且業主及建筑師要求“黃金之地”有效商用面積率高，因此設備用房和管井面積小，并其位置也很不利，這樣對縱向達108m，橫向跨越270m的管路系統來說，管路的阻力平衡和系統調試的困難是相當大的。為了解決水系統“管線長，難平衡”的困難，設計過程中擬訂了兩套平衡方案。 方案一：多極設置普通水管井間安裝平衡閥 在主管線與20個暖通水管

11、井間安裝平衡閥 在豎井出口位置安裝平衡閥 在每個空調箱上安裝平衡閥 在每個租戶的出水口上安裝平衡閥方案二：使用動態平衡閥 在末端裝置風機盤管上安裝平衡閥 在末端裝置空調箱上安裝平衡閥經過經濟比較，最終采納的平衡閥方案是空調箱末端安裝平衡閥及自控閥零售和內區寫字樓兩或三個風機盤管合用一個平衡閥及自控閥，外區寫字樓每個風機盤管自用一個平衡閥及自控閥。63平衡閥應用總結 長管線異程大系統多級安裝普通平衡閥價格高于末端設備一級動態平衡閥。 在末端裝置上安裝動態平衡閥，維修時影響的范圍小，并各租戶空調設備啟停的影響。 動態平衡閥自帶過濾器，避免了水系統管路中的污垢對自控閥門的損傷。 由于動態平衡閥在某一

12、段壓力范圍內的誤差只有±5%，其些設備的開或關對其他設備的流量幾乎沒有影響，保證了末端裝置水流量的穩定性。新東安市場工程是政府關注的工程，工期緊；隨著市場的變化也引起了工程設計的多次變化。因此工程等不及調試就馬上開業，雖然調試工作仍未全面進行，但由于使用了動態平衡閥，空調面積達18萬平方米的異程水系統，“不調即用”的確使業主受益。整個新東安市場建筑功能比較復雜，內含寫、，計算機網絡中心、商場、零售店鋪、餐飲、電影院等，其建筑平面復雜、變化多端。其建筑功能也不可能相對集中。業主要求設計要作到動態適應市場的變化以不變應萬變，因此空調負荷的性質多變、各區、各類的空調最大負荷時刻也不相同。然

13、而正式采用了正確的設計方案和這種不受其他空調末端啟停干擾的動態平衡閥，動態保持各開啟末端的流量，使這個龐大的異程空調水系統的安全正常運行得到保證。至今為止尚未發現由于水力失調而引起的“租戶投訴”，從目前情況看來，新東安市場工程中使用動態平衡閥是成功的。近年來北京地區在空調系統和供熱系統中采用了一些流量和壓差控制閥，取得了較好的效果，由于種類較多、性能各異，設計者選用有一定的困難。本文產品樣本、廠家的介紹以一些參考資料，結合工程中遇到的問題，作一些初步的分析，希望有助于正確選用調控閥門。關鍵詞 調節 控制 平衡閥 流量控制閥 壓差控制閥供暖系統和空調水系統均存在水力不平衡而引起的運行工況失調問題

14、，因此水系統的初調節和運行中的調節控制成為十分重要的問題。由于各種水系統本身的特性和需求的不同，需要采用各種不同構造、不同性能的水力平衡閥門來實現流量的調控。目前，在工程中用到的有平衡閥、流量限制閥（亦稱動態流量平衡閥、流量限制器、自力式平衡閥等）、壓差控制閥、恒定流量控制閥。只有正確選擇合理的調節閥門，才能使流量調控達到預期的效果。筆者收集了這類閥門的樣本及資料，下面將這些閥門的構造、特性和使用范圍做粗線的介紹。各廠家生產的閥門稱謂不同，目前尚無統一的名稱，下面為了敘述方便，將以控制壓差為目標的稱謂壓差控制閥。1 平衡閥（靜態）該閥的外形見圖1-a,平衡閥是一種調節閥，調節性能好，一般接近線

15、性特性或部分等百分比特性，見圖1-b.平衡閥需要人工設定開度，實際上是一個局部阻力系數可以人工改變的阻力元件，平衡閥閥芯前后有兩個測壓孔，可用來測量壓力、壓差和流量。平衡閥用在系統的初次調節，可安裝在每幢樓的采暖入口或并聯支路上。調試時必須采用職能儀表與閥門的兩個測孔相連，通過智能儀表和計算機軟件計算確定每一平衡閥的開度。調節方法有很多種，調節速度和調節精度等各不相同。無論采用哪種方法，都要求在每一并聯支路上均安裝平衡閥，不能只在管路阻力偏小的支路上安裝，否則職能儀表無法測出每一支路的壓差或流量，平衡閥職能起到手動調節的作用。系統初調節完成后，各平衡閥的開度被固定，其局部阻 力系 數被固定，如

16、果系統為定流量系統，則系統始終處于平衡狀態。當系統增加或減少用戶時，必須用智能儀表重新測試并確定各閥門開度，達到新的流量平衡狀態。平衡閥用于變流量系統時，職能起到阻力元件作用，即在系統初次調節時能起到調節流量平衡的作用，尤其在管路水力計算中，用改變管徑難于平衡時，有平衡閥可以解決問題。但在運行中，由于工況不斷變化，此閥不能隨時變化，不能起到動態平衡作用。為了區分方便，可以稱此閥為靜態平衡閥，而不能稱為流量或壓差控制閥。2 流量控制閥經常稱為動態流量控制閥，根據性能可分為下面兩種：21固定流量型根據作用原理不同，此閥分為兩種：21.1 調節過流面積型此閥廠家稱為動態平衡閥，閥的外型見圖2.1.1

17、-a,當系統內有的用戶閥門進行調節時，管網中壓力發生變化，引起其他用戶流量發生變化，采用此種閥門后，流量可以保持不變。其工作原理是，作用在該控制閥前后的壓差發生變化后，通過彈簧的作用，使閥膽移動，水流通過閥膽兩邊圓孔和幾何通道的面積改變，以保持流量不變，此種閥門相當于一個局部阻力隨時改變的節流元件。水為不可壓縮流體，通過閥的水流量公式如下：G=K·FP式中 G流量平衡閥的流量：K與開度有關的系數，當達到某一開度以上時，K值近似不變；F閥芯的過流面積；P閥門的進出口壓力差。從式中可見，要保持G不變，只需保證FP不變即可，從2.1.1-c2中可見，P增大時，閥膽向內移動，見小了閥的開度，

18、F值變小。根據壓差的不同，彈簧能自動控制閥膽上過流面積不同，保持FP不變，從而使G不變。大流量的閥門內置若干個閥膽同時起作用。閥的流量特性可用圖2.1.1-b表示。當PPmin時，閥膽處于靜止狀態（圖2.1.1-c1）彈簧沒有被壓縮，閥芯過流面積最大，閥膽如一個固定的節流元件，流量與壓差成正比。當PminPmax時，閥膽隨時隨壓差變化而移動（見圖2.1.1-c2）,彈簧被壓縮程度隨時改變，過流面積也隨時改變，局部阻力在變化。流量恒定在G。當PPmax時，閥膽完全壓縮（見圖2.1.1-c3）彈簧過流面積最小，閥膽又成為固定的節流元件，流量與壓差成正比。該閥的正常工作范圍在Pmin和Pmax之間，

19、即在G=G。這一段的壓差內。212過流面頰不變型（控制壓差）此閥經常稱為限流閥，限制流量不超過最大流量，見圖2.1.2-a,系統在壓差變化時，通過彈簧、薄膜的作用，依靠閥芯2的調節，維持節流圈7前后壓差（P2-P3）始終不變，節流圈面積F是固定的。因此FP始終不變，流量G也不變。該閥的簡化原理見圖2.1.2-b該閥的調節特性曲線見圖2.1.2-c,G/1/h當壓差（P1-P3）Pmin后，流量可控制在給定的數值內，當外界變化時，流量不會超過設計流量，起到了限制流量的作用，因此也稱為限流閥。固定流量的動態平衡閥可以在定流量系統中使用，與靜態平衡閥相比，其優點是不需要對系統進行初次調節，只需根據每

20、個入口或支路的設計流量選擇相同流量的動態平衡閥（工作壓差在閥的要求的范圍內）安裝完即可。在運行中能進行動態調節，使流量始終保持要求的設計流量。缺點是每個閥（或閥膽）的流量是固定的，適應性差。22可現場設定流量型221采用可設定流量的閥膽此閥廠家也稱為動態平衡閥，與固定流量型原理相同，只是不同流量無需更換閥膽，而采用調節工具，在現場設定閥膽的流量值，即對額定壓差條件下的過流面積F進行不同設定，以得到不同的只有當系統改變使用情況，需要改變支路等設計流量時，用現場設定流量型更為方便，改變一下設定值即可，而固定型不行。2.3流量控制閥的特性為保持流量恒定，不超過設計流量值，因此適用于定流量系統，如傳統

21、的供暖系統，由于用戶沒有任何調節手段，各支路平衡后，永遠在設計流量下運行。另外采用三通調節閥的供暖單管系統，采用電動三通調節閥的空調雙管系統，水環熱泵水路系統均為定流量系統，因此都可采用流量控制閥。在定流量的供暖系統中采用可現場設定流量的流量控制閥已經在一些工程中取得了很好的效果。就設計工作量而言，采用這種閥門時，水系統的平衡計算將變得簡便，不必反復調整管徑以取得平衡，但并不意味著可以不進行水力計算，首先選擇水泵必須計算最不利環路的阻力，另外選擇平衡閥和流量控制閥時，必須計算工作壓差。有利條件是這些閥門的工作壓差范圍均相當大，因此不必作仔細的計算，從而減輕了工作量。下面分析冷熱源設備的情況。空

22、調水系統冷源側的流量，即通過制冷機的蒸發器和冷凝器的流量均要求恒定，在供熱系統中通過每臺鍋爐的流量也需基本恒定。在以上這些設備的支路上均可以采用固定流量型和可現場設定型動態平衡閥。其主要目的是為了防止電機過載而被燒壞。以2臺水泵并聯運行為例，見圖2.3.1。當2臺水泵并聯運行時，總流量為G總，每臺水泵的流量為G1，揚程為a。當只有1臺水泵運行時，水泵流量為G2，揚程為b。G2流量下水泵功率較G1流量下運行的水泵功率所增加，嚴重時會燒壞電機（國產水泵經常配置較大功率電機，很少燒壞電機），功率增大多少與水泵特性曲線和管網的特性曲線均有關。上述情況是在負荷側和冷熱源側均為定流量系統，系統阻力特性不變

23、，即曲線1不變的情況下分析的。當2臺制冷機運行，改為2臺制冷機和1臺水泵運行時，停用制冷機水路將被關斷，這時雖然負荷側阻力特性不變；但冷源側水路阻力特性系數已經增大，曲線1會變陡。水泵的工作點將向左移動，會接近原工作點，可能有不會引起電機較大的過載。當然在冷源設備支路上裝設動態平衡閥后，每臺設備的流量可維持不變，肯定不會超載，保護了電機。232變流量系統在供暖系統中采用散熱器溫控閥的雙管系統為變流量，在空調水系統中，采用電動兩通閥控制風機盤管在空氣處理機組時，為變流量系統。變流量系統的調節閥通過不斷調節通過設備的水流量來適應負荷的變化，改變流量是調節的目標，如果采用前述恒定流量的動態平衡閥往往

24、是不合適的，下面分集中情況來說明。2221風機盤管支路上安裝安裝方式見圖。風機盤管的電動兩通閥通常采用開關型，具有雙為控制的特點，因此風機盤管的控制實際是開啟的和關閉時間的控制，流量大時開啟時間會縮短，關閉時間會延長。由于整個系統設有壓差控制閥，因此流量變化偏離設計流量的幅度不會很大，控制質量不會多差，不裝動態平衡閥，一般也沒有問題。安裝動態平衡閥后，在設計工況下可保證每臺風機盤管的設計流量。在運行中，有些風機盤管關閉時，必然會影響其他運行中風機盤管流量的變化。當風機盤管的電動閥開啟時，由于動態平衡閥的作用，該風機盤管的流量可恒定在設計流量，起到了限流的作用；當風機盤管電動閥關閉

25、時，平衡閥則對此臺風機盤管流量不起作用，而其他在使用中的風機盤管的流量將受到限制，因此采用動態平衡閥是可以的。如果每臺風機盤管均設置了動態平衡閥，則系統的個支路就不必在設，在水流動的路程上只需設一次。2322連接多臺風機盤管的支路上安裝安裝方式見圖。由于在支路上安裝了動態平衡閥，該支路的總流量始終維持在設計流量，雖然可以抵擋其他支路對該支路的影響，但是由于每臺風機盤管負擔著各房間的負荷，當有些房間的電動兩通閥關閉時，由于總流量維持不變，勢必會造成未關的風機盤管流量超過設計流量，這是不希望發生的。而且，變流量目的是為了節能，有了定流量的閥門的壓差起很大的變化時，可能會出現閥的正常工

26、作壓差范圍，使動態平衡閥成為一個阻力元件而不起作用，因此在支路上不適合裝動態平衡閥。2323在空氣處理機組水路上安裝安裝方式見圖-a,安裝動態平衡閥在初調節時可以起到平衡作用（當全樓綜合最大負荷的總流量小于全部設備最大流量之合時，不起作用）。在運行中，對于某空調機組支路，由于電動閥進行比例積分調節，閥門一般處在開始狀態，假如工作在土-b中G1流量下，動態平衡閥工作在點1。根據符合下降的需要，電動閥將關小，本應減小水流量至G2，但由于動態平衡閥要保持G1流量，該閥會開大，結果是電動閥繼續關小，動態平衡閥不斷開大，直到動態平衡閥工作在最小的壓差Pmin以下，變成一個阻力

27、元件為止，工作點移到2，流量為G2，上述工程中動態平衡閥對電動閥的控制有所妨礙。當其他支路電動閥動作，影響該支路壓差增大時，電動閥動作前，動態平衡閥可能使流量回到設計流量G1，但調節指令需將流量穩定在G2，此時仍需電動閥繼續關小，使動態平衡閥又回到Pmin以下，仍工作在點2。在此，動態平衡閥起到吸收部分多余壓頭的阻力元件作用。總體來說，在空氣處理機組支路上不宜裝設上述動態平衡閥，而應采用下面介紹的第3.2節或第4節中的控制閥。3 電動閥與動態平衡閥合為一體型31電動閥為兩通開關閥該閥用在風機盤管和水環路熱泵機組等末端設備上，將中所述風機盤管機組支路上的電動兩整個系統設有壓差控制閥

28、，因此流量變化偏離設計流量的幅度不會很大，控制質量不會多差，不裝動態平衡閥，一般也沒有問題。安裝動態平衡閥后，在設計工況下可保證每臺風機盤管的設計流量。在運行中，有些風機盤管關閉時，必然會影響其他運行中風機盤管流量的變化。當風機盤管的電動閥開啟時，由于動態平衡閥的作用，該風機盤管的流量可恒定在設計流量，起到了限流的作用；當風機盤管電動閥關閉時，平衡閥則對此臺風機盤管流量不起作用，而其他在使用中的風機盤管的流量將受到限制，因此采用動態平衡閥是可以的。如果每臺風機盤管均設置了動態平衡閥，則系統的個支路就不必在設，在水流動的路程上只需設一次。2322連接多臺風機盤管的支路上安裝安裝方式見圖2.3.2

29、.2。由于在支路上安裝了動態平衡閥，該支路的總流量始終維持在設計流量，雖然可以抵擋其他支路對該支路的影響，但是由于每臺風機盤管負擔著各房間的負荷，當有些房間的電動兩通閥關閉時，由于總流量維持不變，勢必會造成未關的風機盤管流量超過設計流量，這是不希望發生的。而且，變流量目的是為了節能，有了定流量的閥門的壓差起很大的變化時，可能會出現閥的正常工作壓差范圍，使動態平衡閥成為一個阻力元件而不起作用，因此在支路上不適合裝動態平衡閥。2323在空氣處理機組水路上安裝安裝方式見圖-a,安裝動態平衡閥在初調節時可以起到平衡作用（當全樓綜合最大負荷的總流量小于全部設備最大流量之合時，不起作用）。在

30、運行中，對于某空調機組支路，由于電動閥進行比例積分調節，閥門一般處在開始狀態，假如工作在土-b中G1流量下，動態平衡閥工作在點1。根據符合下降的需要，電動閥將關小，本應減小水流量至G2，但由于動態平衡閥要保持G1流量，該閥會開大，結果是電動閥繼續關小，動態平衡閥不斷開大，直到動態平衡閥工作在最小的壓差Pmin以下，變成一個阻力元件為止，工作點移到2，流量為G2，上述工程中動態平衡閥對電動閥的控制有所妨礙。當其他支路電動閥動作，影響該支路壓差增大時，電動閥動作前，動態平衡閥可能使流量回到設計流量G1，但調節指令需將流量穩定在G2，此時仍需電動閥繼續關小，使動態平衡閥又回到Pmin以

31、下，仍工作在點2。在此，動態平衡閥起到吸收部分多余壓頭的阻力元件作用。總體來說，在空氣處理機組支路上不宜裝設上述動態平衡閥，而應采用下面介紹的第3.2節或第4節中的控制閥。3 電動閥與動態平衡閥合為一體型31電動閥為兩通開關閥該閥用在風機盤管和水環路熱泵機組等末端設備上，將中所述風機盤管機組支路上的電動兩通閥與動態平衡閥合為一體，其作用與兩閥分開時是相同的，流量只能事先設定某一值。此閥外型尺寸小，占安裝位置小，價格比購買兩只閥略便宜。外型見圖3.該閥可用在空氣處理機組水路上，也可用在集中采暖系統中。該閥是電動兩通比例積分調節閥與動態平衡閥的組合，自控系統指令使電動閥進行調節，停留

32、在某一開度，相當于隨時設定流量，動態平衡閥保持此流量不變。當指令改變時，電動閥又進行調節，隨之調節到新的流量值，平衡閥又保持此流量不變，這樣可不受外界影響，保持該機組要求的流量，使系統調節比較穩定。32電動閥為兩通比例積分型該閥的外型見圖3.2-a，簡化原理見3.2-b。該閥可用在空氣處理機組水路上，也可用在集中采暖系統中。該閥是電動兩通比例積分調節閥與動態平衡閥的組合，自控系統指令使電動閥進行調節，停留在某一開度，相當于隨時設定流量，動態平衡閥保持此流量不變。當指令改變時，電動閥又進行調節，隨之調節到新的流量值，平衡閥又保持此流量不變，這樣可不受外界影響，保持該機組要求的流量，使系統調節比較

33、穩定。4 壓差控制閥在變流量系統中，由于系統中各設備調節閥均為兩通閥，用調節水流量來適應負荷的變化，如前所述，一般不應采用定流量閥，即前述的流量控制閥。為了保證各設備調節閥的正常工作，必須保證調節閥前后的壓差控制在正常工作的范圍內。因此需要采用壓差控制閥。實際上流量控制閥中往往是先控制壓差，進而達到控制流量的目的。而壓差控制閥目標就是控制壓差，比流量控制閥更簡單一些。該閥的安裝方式見圖4-1、圖4-2，其工作原理是（見圖4-1），當壓差（PA-PB）升高時，閥門關小，閥門阻力增大P2升高，使用戶側（P1-P2）保持恒定。圖4-2為壓差調節閥安裝在供水管上吸收供水管上的多余壓頭。圖4-3是為了保

34、持電動閥的壓差恒定。在集中供暖系統中，如果熱力站負擔的面積比較大，管外管線長，各供暖入口的資用壓頭差別大。這種變流量系統的供暖入口往往需設壓差控制閥。設定控制閥的壓差值時，一方面要考慮系統平衡要求，滿足用戶所需的壓頭，同時要考慮被保護調節閥的需要，如散熱器溫控閥，工作壓力不能超過某規定值，防止壓差過大無法正常工作，并會產生噪聲。當入口所需壓差在溫控閥的最大工作壓差范圍內時，責建筑物內的每個散熱器溫控閥均會在最大工作壓差以下工作，可以保證其正常穩定工作；如果入口壓差必須超出溫控閥的最大壓差時，可以根據變流量工況分析確定，是否在每組立管上安裝壓差控制閥。自力式差壓調節器的調節特性曲線見圖4-4，即

35、流量在一定范圍內變化時，壓差是恒定的5 多功能平衡閥由一對閥門組成，一只閥安裝在供水管上，具有測量和開關功能，另一只閥安裝在回水管上，具有流量調節功能（靜態平衡閥）和開關功能，外型如圖5-1所示。當在回水閥上增加一個隔膜裝置時，就成為動態平衡閥，可用在定流量系統上，作為限流量器使用，外型如圖5-2所示。當在回水閥上增加一個隔膜裝置，將供、回水閥連接起來時，見圖5-3，次對閥門就起到恒定壓差的作用，可用于變流量系統。6 恒定流量控制閥當壓差控制器并聯安裝在環路中時，如圖6-1所示。作用發生了變化，其作用與空調系統一次泵變流量系統中的電動壓差旁通閥是相同的，只是此閥為自力式閥門。當用戶側為變流量系

36、統時，例如用戶內為雙管系統，散熱器安裝溫控閥，當用戶側很多閥關小時，（P1-P2）會增大，壓差控制閥隨之開大，使旁通閥流量增加，保持水泵流量不變，使流經加熱器的輪流量基本恒定，因此稱為恒定流量控制閥，即與流量限制器的作用相反，后者是控制流量不超過最大需求量，前者是控制流量不低于最小的需求量.綜上所述，無論流量控制閥。壓差控制閥或恒定流量控制閥，基本都是控制壓差恒定，只是壓差取值點位置不同，取值點之間管路上的設置不同，產生的結果就不同。將原理圖6-2集中對比一下，就可以一目了然了。地址：北京市朝陽區大郊亭4號院3排24號 郵編：100022電話87702925 傳真：

37機13701067991Copyright © 2004 PINGHENG.Com All Rights Reserved熱網調節設備和熱計量方式的選用狄洪發 王智超 付林摘要本文論述了熱網裝配溫控閥前后系統運行特性的變化以及不同室內系統配置不同的熱計量方式，指出了與溫控閥合理的控制設備，對設計和改造具有指導意義。關鍵詞：溫控閥 自力式控制閥 熱量表為了提高熱網的運行效率和保證供熱質量，一般來說熱網都裝備不同類型的調節控制設施。國內一些大型熱網上裝有計算機監控系統，它可以根據實際運行狀況，有效調節熱網的運行，但其一次性投資比

38、較高。因此，有些熱網考慮到投資的因素，或者是較小的熱網沒有裝計算機監控系統，而是在適當的位置裝了平衡閥自力式流量控制閥、或自力式壓差控制閥，在系統的實際調節控制中發揮了一定的有效作用。便隨著熱量計量收費體制的改革，為了用戶節省取暖費用，必須在每個散熱器上裝溫控閥。在供暖運行中用戶的溫控閥不斷調節，熱網流量不斷變化。這樣熱網不在是定流量而成為變流量運行。在這種裝溫控閥、變流量運行的情況下，上述調節裝置的使用和定流量運行時有很大不同，必須正確裝設才能發揮作用。否則，會使系統達不到調節要求，有時還會起負作用。 1未裝溫控閥定流量運行系統的調節控制這里所說的定流量運行是指在整個采暖季內熱網的流量都保持

39、不變。1. 1直連網一般來說，直連網以熱力站為界為分主網和支網兩部分，從熱源到熱力站為主網，從熱力站到熱用戶為支網。主網應配備微機控制，這樣可以保證供熱質量，同時又降低運行費用。但當投資受限或熱網較小、熱網規模比較穩定時，也可不用微機控制，而采用比較簡單的、在下面支網中所敘述的調節方法。1.1.1自力式流量控制閥在各個支路上或熱力入口安裝自力式流量控制閥，調整該控制閥的設定旋鈕，使其流量指示達到設計流量的要求。這樣，在運行時各支路的流量基本可以達到設計要求。1.1.2平衡閥在各個支路上或熱入口安裝平衡閥，按照平衡閥的調節方法，根據支路的設計流量，調節平衡閥的開度使其流量達到設計要求。1.1.3

40、自力式壓差控制閥在各個支路上或熱力入口安裝自力式壓差控制閥，調整該壓差控制閥的設定，使其壓差指示值達到設計資用壓頭的要求。一般來說，設計流量與實際所要求的流量比較接近，因此使用自力式流量控制閥、平衡閥比較合理；而資用壓頭不僅與設計流量有關，而且與管路阻力系數有關，但支路的實際阻力系數可能與設計值相差較大，這樣即使把實際壓差調節到了設計資用壓頭，有可能由于阻力系數的差異造成實際流量達不到設計流量，從而造成冷熱不均勻。1.1.4調節方式的比較對于全供暖季都采用一個固定流量的供熱網而言，上幾中調節方式均可以使用。平衡閥調節實際上就是初調節，既在調節完后保持各支路流量的分配達到要求。擔當供熱網增加新用

41、戶或原由用戶工況發生變化后，流量分配比例發生了變化，因此又需要進行重新調整；同時在調節過程中由于各個用戶之間的耦合關系，因此其比較適用于 合關系不太嚴重的熱網。自力式流量控制閥和自力式壓差控制閥與平衡閥的調節原理不同，它的作用不是保證流量分配比例，而是保證該閥門所負責的支路的流量（壓差）保持不變。因此當供熱網增加新用戶后，原有支路的流量受到影響后它可以自動調節來適應這種變化，從而保持該支路的流量不變，原有支路的自力式流量（壓差）控制閥不需要重新進行調整。1 2間連網與混連網從控制角度看，混連網和間連網的區別在于熱力站對二次網供水溫度的控制方法不同。對于間連網和混連網，調節該熱力站一次網的閥門來

42、控制二次網的供水溫度，但間連網是調節二次網循環水泵的流量來控制二次網的供水流量，而混連網是調節混水泵的流量來控制的。在間連網或混連網的一次網中，每一個熱力站想當于一個熱用戶，因此一次網相當于一個直連網，則上述直連網的調節方法也適用；對于二次網，熱力站相當于熱源，二次網相當于一個直連網，則上述直連網的調節方法也完全適用。因此，直連網的調節方法可以推廣到間連網和混連網。2 未裝溫控閥分階段變流量運行系統的調節控制分階段變流量是把整個采暖分為幾個階段，在每個階段內流量保持不變，但叢某一階段過度到另一階段時，流量發生改變。從上節所述可以看出，只要對直連網的調節論述可以看出，只要對直連網的調節論述清楚，

43、間連網、混連網的調節就可以舉一反三推知。因此，這里僅以直連網為例進行分析。2 1自力式控制閥在這種運行模式下，自力式流量控制閥就不適用。因為自力式流量控制閥的設定流量一般都為系統的設計工況流量，其適用于在整個供暖季熱網流量都保持不變的運行模式。當運行工況不在設計工況流量時，自力式流量控制閥的自動調節功能就會發揮作用，使該路的流量盡量接近設計工況流量。例如在供暖初期和末期小流量如為設計流量75%運行時，各個用戶的流量也應變小到75%。在靠近熱源的用戶，其自力式流量控制閥感應到實際流量（100%），則自力式流量控制閥會自動開大，使流量盡量接近設定流量。因此，近端用戶的實際流量大于所需而過熱，遠端流

44、量必然小于所需而過冷。當然，在嚴寒期流量為100%時，自力式流量控制閥保證各個用戶的流量達到要求，從而使所有用戶供熱均勻。自力式壓差控制閥的調節特性與自力式流量控制閥相同，因此在這種運行模式下會發生同樣的情況。也就是說，在這種運行模式下自力式壓差控制閥也不適用。3 2平衡閥平衡閥非常適合這種運行模式。因為一當平衡閥調節完畢，其本身并不具有如自力式流量、壓差控制閥根據工況變化進行自調節的功能。因此，當總流量發生變化時，平衡閥可以保持各個用戶流量等比例的變化。例如，總流量為設計流量75%時，分配到各用戶的流量也為75%。因此，在這種運行模式下平衡閥可以保證在每個階段內流量分配都達到使用要求。3 裝

45、溫控閥后系統的調節控制在實施按熱量計量收費后，室內系統可以分為兩類：一類是有共用立管且戶內為雙管系統，另一類是帶跨越管的垂直單管系統或者是有共用立管且戶內為帶跨的水平單管系統。在溫控閥調節后，這兩類系統對總流量的影響是不同的。41有共用立管且戶內為雙管系統隨著室內負荷的變化，溫控閥將隨之而自動變化。這樣通過散熱器的流量也隨之變化，這就意味著熱網的流量隨時都在變化。311 熱入口控制閥為自力式流量控制閥自力式流量控制閥的功能是在工況發生變化時盡量保持該管路的流量不變。裝溫控閥后管路流量在主動不斷變化，顯然與自力式流量控制閥的作用相矛盾。例如，室內負荷減少時溫控閥自動關小，相應管路流量應減少；但如果該管路有自力式流量控制閥，則自力式流量控制閥感知流量減少后會自動開大，從而管路流量增加達到其保持管路流量不變的目的。這時管路流量的相對增大（實際是保持原流量不變），又導致溫控閥的進一步關小，如此形成循環，最后導致溫控閥關到最小，而室內溫度仍可能高于要求，反之依然。因此，裝溫控閥的有共用立管且戶內為雙管的系統不能裝自力式流量控制閥。312熱力入口控制閥為平衡閥平衡閥實際上起一種初調節的作用。當全部平衡閥初始調整完成后、且在管路阻力系數不再發生變化的情況下，各管路的流量分配比例保持不變。當管路阻力系數變化后，則流量分配比例也隨之發生變化。