平衡阀压差计算（平衡阀知识学习）

一. 为什么选用平衡阀？

末端装置的散热量一般与水量呈非线性特性关系，末端装置的这种非线性可以用具有相反特性的控制阀来补偿。这形成一个系统（阀门＋末端装置），使得散热量与阀门开度呈线性关系，因而也与控制信号呈线性关系。但是，阀门特性是依据阀门两端处于恒定差压下得到的，然而差压会随水量改变而变化，因此造成实际特性的偏离。由此，末端装置的散热量往往与阀门开度多多少少地呈非线性关系，非线性程度取决于阀门的特性选择以及该阀门的阀权度。如果非线性程度严重，那么在中等负荷及小负荷时就难以控制，因为此时微小的流量变化会引起较大散热量变化。如果环路处于水量过大状态，控制会变得很差。在低于设计负荷工况时控制阀只能工作在接近关闭的位置，这就导致控制不稳定及不精确。流量过大是有效控制的头号障碍，危害性不仅在于流量过大环路中控制阀门将会因大部分时间运行在接近关闭位置而引起震荡，而且部分环路流量过大会使其他环路流量不足，以至不能提供设计出力。因此，应该不惜代价避免流量过大。平衡阀及管路平衡对所有控制回路均是必须的，这样才能实现稳定及精确控制。

冷（热）源

保持热（冷）源机组的流量在制造商规定的限度内可以使设备免受损坏，但是这并不能保证良好运行，获得满意的室内热环境，以及低耗能。如果流量低于机组设计流量，那就达不到装机容量。在负荷超过某一规定值（该值取决于实际流量占设计流量的百分数），安全装置将使机组停止运行，这样，在负荷高于这一值时，能提供的出力将低于所需的功率。甚至装机容量在几倍于设计负荷的情况下，仍会出现不能提供足够的出力。有这问题的系统中，投入运行机组台数多余实际需要的台数，其中一部分机组会长时间地重复地开启、然后很快停止，这导致生产效率低及能耗高的结局。如果某一机组内流量超过设计值，那么会使其他机组流量偏低，导致上述问题发生。如果机组流量符合设计流量，但输配系统流量过大，那么采暖场合供水温度会降低，而空调场合供水温度会升高，同样达不道设计功率。为确保良好运行，无论如何必须避免流量过大或者过小现象。为了能够测量流量，以及调整流量至设计值，合理恰当的办法是在每台机组处安设平衡阀。平衡阀不仅用于调整流量至设计值，同时也可检验热（冷）源侧水量与输配系统侧水量的协调性。

机组处安装平衡阀有如下优点：

（1）可以容易地检测及纠正问题。

（2）可以检测锅炉及冷水机组的水量，且使之保持在制造厂商规定的范围内，免使机组受损失。

（3）可以调整锅炉及冷水机组分别达到设计流量值，使得在各种负荷时投入运行的机组台数最少，及机组开启或停止的次数为最少。

（4）可以调整（冷）热源侧与输配侧水量协调，以确定始终提供所需功率。

输配系统

水泵扬程应该按系统的最远不利环路获得设计流量来选定。但是这会使其余所有末端装置处差压过高，从而造成流量分配不均匀。平衡是达到正确流量分配的一个简单的办法。其原理是采用平衡阀来消除有利环路的剩余压差，以在所有环路中达到设计流量。消除流量过大，意味着控制阀在中等及小负荷时，不会以接近关闭的位置运行，这样就不会产生不稳定的控制及室温波动。消除流量过小意味着全部末端装置在任何运行工况下能提供出它们的设计出力。流量分配均匀将减少室温间的差异幅度，这是因为整个建筑中的温度较为一致。这不仅大大地提高了舒适度，同时还可以在建筑中居民不会有抱怨前提下，降低采暖系统平均室温，提高空调系统平均室温，从而大大节省能量。平衡的得益如下：

（1）不同房间的室温差异幅度减少，提高了舒适度。

（2）在没有居民抱怨情况下，平均室温在采暖时可降低，在空调时可提高，从而减少了能耗。

（3）系统趋于一致及单一，使得集中控制器能够有效的进行控制，并可对整幢建筑应用同一条控制曲线。

（4）区域控制器，或者恒温阀能有效地进行控制。这是因为它们处于理想的或接近理想的工作状态下运行，没有室温波动，提高了舒适度。

因此在每一条干管、立管、支管及末端装置处安设平衡阀是至关重要的。一旦安设了平衡阀后，便能测量及调整流量，并有一个非常方便的工具，去查找及解决系统中的问题。

末端装置的特性

用于水力系统所有形式的末端装置具有一个共同点，即当一次环路侧供水温度恒定时，放热量与水量呈非线性关系。如图所示上凸型曲线适用于空气盘管、采暖散热器、对流器及辐射地板采暖以及空气盘管

以设计百分数表示的末端装置散热量取决于如下因素：

1．不同负荷下，一次、二次环路水的对数平均温差。

换热系数，它根据下述因素而变化，如流动模式（层流或絮流），以及盘管表面凝结水。

2．控制阀的特性

当阀门两端保持恒定压差时，阀门开度与相应水量的关系定义为控制阀的静态特性。阀门开度及水量均以相应最大值的百分数表示。对于线性特性的阀门，水量与开度呈比例关系。在小负荷及中负荷时，由于散热量比水量敏感的多，一个很小的控制信号的变化，会引起一个很大的散热量变化，导致控制回路不稳定。我们的目标是使末端装置的输出与控制阀开度呈线性关系。这样，散热量与控制器的信号呈比例关系，使得控制回路稳定性不取决于负荷，从而使比例带可以设定成最小值。为了达到这个目标，我们需要一种阀，它可以补偿盘管的非线性特性。如果盘管在20%设计流量时散热量为50%，那么我们的目标便是当阀门开度50%时提供20%流量，这样就做到阀门开度50%，盘管散热量也为50%。

3．控制阀的过流

为了达到稳定及精确控制，必须满足下述三个要求：

1 所有控制阀均具有系统设计者所计算的Kvs值。
2 所有水泵应该提供准确的水泵扬程。
3 在系统设计者选用的控制阀及水泵情况下，所有末端装置的压降要精确的符合设计值。

水泵

由于型号的原因，供选用水泵的流量可能与要求值相差10~40%。为了确保足够的流量，通常水泵选用得比要求流量高10%，有时高达25%。空气盘管，散热器及其它末段装置：这些设备也只能根据市场上供货选用。实际上，没人会选用型号偏小的空气盘管。问题不仅仅在于设备本身的偏大，事实上对一个系统来说设备的偏大程度在相当宽的范围内变化，实际中有利环路末端装置中水量往往高出设计水量0%至200%。这意味着：

1 即使输配系统确实平衡了，许多控制阀仍在他们运行范围的一个较小区段运行。尺寸偏大得越多，运行的区段越小。

2 由制造厂家所确定的阀门特性，会由于该控制阀在系统中的阀权度值而有较大程度或较小程度的偏离。阀权度越小，阀门特性的偏离越大，使得控制越差。

输配系统

建筑内室温不均匀，室温持续波动，流量分配不均造成区域控制器以下两个大问题，这时居民来说是个头疼的问题。

１ 建筑中室温不一致。因为某些末端装置流量过高，单这以其他末装置流量偏低为代价。

２ 流量偏高环路在中等及小负荷时室温处于波动状态，因为流量偏高迫使控制阀处于接近关闭位置工作。

平衡及能耗

1 使得可能降低采暖时建筑中的平均室温，提高空调时的平均室温。

2 使得控制器能够有效地工作。

3 降低水泵能耗。

二. 平衡阀选择计算

平衡阀在设计时的选择计算包括两部分内容，首先是流量特性的选择，其次是平衡阀口径选择。

１、流量特性的选择，在供热系统中，平衡阀一般装在干线的分支点，用户的热入口处，以极热源的分、集水器和热力站中的流量控制（包括调节阀和电动阀）。当热负荷变化时，常常需要依靠平衡阀的调节改变流量，配合供水温度的变化，使散热器的散热量适应热负荷的要求。换热器最理想的换热特性，　（包括热交换器、散热器）应对相对换热量与平衡阀相对开度成线性关系，亦即保证在调节过程中，平衡阀和换热器的综合放大系数维持不变，换热器（特别是散热器）的热特性在小流量时换热量变化大；在大流量时换热量变化小。也就是在小流量时放大系数大；大流量时放大系数小，为保持总放大系数不变，平衡阀的流量特性应该是小流量时放大系数小；大流量时放大系数大。

（1） 平衡阀的阻力应为系统总阻力的10%至30%之间，平衡阀应参照水压图进行；

（2） 在选择平衡阀时，对于同口径的平衡阀，应该优先选用阻力较大的；

（3） 在选择平衡阀时，为了增加平衡阀阻力占系统总阻力的百分比，可适当选择比管道直径较小口径的平衡阀。

２、平衡阀口径的选择计算

平衡阀流量系数Kv的计算公式：

式中：W流量：t/h；Ｑ流量单位：m；△P压差单位：Pa；ρ水的密度：g/cm。

在一般的供热系统中平衡阀前后压降在3KPa（未端用户）到300KPa（近端用户）之间，通过平衡阀厂家提供的不同口径的流量系数Kv用3KPa的最不利压降，△P代入公式即算出该口径平衡阀的最小可通流量（在全开时）若其值等于、大于设计流量，则该口径平衡阀选择合适。

３、经验选型比管路的口径小1—2号。

为了提高平衡阀调节精度，节省投资，一般要求所选阀门的设计开度在60~90%之间。建议：根据Kv值在开度75%地方选定阀门

对于自力式流量控制阀：一般要求所选阀门流量为设计流量的105%以适应±5%的阀门误差。检查系统的最大和最小压差是不是在阀门的压差控制范围内。通常自力式流量控制阀与管道尺寸相等。

对于自力式压差控制阀：一般要求所选阀门流量在自力式压差控制阀的范围内，保证自力式压差控制阀的最小启动压差就可以了。

对于限流止回阀：在系统设计和施工中水泵运行一定要通过调节泵出口阀，让其工作在额定范围内。在大多数水系统循环泵和水箱多数在一个水平面上，使用中循环泵的实际扬程只是循环管道和水泵水循环部分的流动阻力。一般小于水泵的额定扬程，从泵的曲线可看出这种情况泵就会处于过流量状态，使水泵和所配电机过负荷。对循环管道和水泵内水循环过度出刷，这样不仅功率消耗大而且影响循环管道和水泵的寿命。这样我们在水泵压出口装上限流止回阀保证水泵在高效区域运行。即安全又节约。空调的集中冷源，不论冷冻水还是冷却水系统常用多台泵并联。而在实际运行时，大部分时间为部分负荷运行，有时只需开一台水泵。这时系统摩阻大大下降，水量上涨常会导致泵的电动机超载。轻则跳闸，重则烧坏电机，影响制冷系统正常运行。例如：当两台泵并联工作时，如果一台泵停止运行，另一台泵流量会超过总流量的50%，有时可达80%。因此，建议在设计并联泵时应在每台泵的出水口上配备流量的限定装置，通常采用流量控制阀，可自动稳定流量。本超市提供限流止回阀，具备限流 止回功能。并能满足单台泵运行的需要。建议大家使用。

一般选型与泵的口径相同，而且此阀是可以调节的，配有止回功能。

三. 动态流量平衡阀性能

在空调及采暖系统中，作为输配能量的水循环系统的水力平衡是非常重要的。一个平衡的水力系统是满足用户需求、节约运行能耗的基础。

在空调及采暖系统中，冷（热）媒由闭式管路系统输配到各用户。对于一个设计优良的管网系统，各用户在末端控制阀（电控阀、温控阀等）的开度为100%时应该均能获得设计水量，而各用户在末端控制阀的开度改变时既可得到所需的流量又互不干扰。这样的水系统是一个水力平衡的系统，否则就是水力不平衡系统，水力不平衡又称水力失调。

水力失调一般分为静态失调和动态失调两种。所谓静态失调又称为稳态失调。即系统中，各用户在设计状态下，实际流量与设计流量不符。这种水力失调是根本性的，如不加以解决，影响始终存在。对于定流量系统，这种失调现象可用静态平衡阀或动态平衡阀来解决，区别在于前者需用仪表进行调节，而后者不需要。所谓动态失调又称为稳定性失调。即系统中，当一些用户的水流量改变（关闭或调节）时，会引起系统的阻力分布发生变化，从而导致其他用户的流量随着改变。这种水力失调是随机变化的、动态的。这种失调现象静态平衡阀无法解决，只能用动态平衡阀来解决。

例如：某大厦为六层楼，如未安装动态流量平衡阀，则水系统在实际运行中会动态失调。在空调供冷季节，第一～二层房间会太冷，三～四层房间刚好达到设计舒适温度，五～六层房间则太热。反之，在采暖季节，第一～二层房间会太热，三～四层房间刚好达到设计舒适温度，五～六层房间则太冷。安装动态流量平衡阀后，不管是一～六层房间全都使用还是只有部份房间在使用空调，所有房间均可达到设计温度。

关于平衡阀的运用

一、平衡阀

平衡阀正确地理解应为水力工况平衡用阀。从这一观念出发一切用于水力工况平衡的阀门如调节阀、减压阀、自力式流量控制阀、自力式压差控制阀都应看成水力工况平衡用阀——平衡阀。而市场上称为平衡阀的产品，仅是附加了流量测试功能的一种手动调节阀。

　　静态平衡阀是指手动调节阀或手动平衡阀。动态平衡阀是指自力式流量控制阀和自力式压差控制阀。自力式流量控制阀也曾称作自力式流量控制器、自力式平衡阀。自力式压差控制阀在北欧也称为Automotic Balamce Valve即自动平衡阀。

二、水力工况和水力工况平衡

　　一般地说供热、空调的管网都是闭路循环的管网，其水力工况是指系统各点的压力，各管段的流量、压差。由公式△P=SG2

　　△P——压差或称阻力损失

　　S——管段或系统的阻力系数

　　G——管段或系统的流量

　　可知，流量和压力是相关参数，流量和压力的调控互为手段和目的。减压手段是减少上游管路的流量；减少流量也必湎是减少管路前点的压力或增加管路后点的压力。流量变化必然导致压力的变化；S值不变的系统，压差的变化必然起因于流量的改变。因此说没有一咱不影响压力的流量控制阀，也没有一种不影响流量的压力控制阀。

　　水力工况平衡是指流理的合理分配。在供热和空调管网中，水是热载体介质，水流量的合理分配是热力工况平衡的基础。以供热系统为例，设计者在进行水力工况计算时在各分支流量为设计值的假想情况下进行的。由于管材及最高流速成的限制，设计上实现水力平衡几乎是不可能的。这样势必造成近端阻力系数不能达到设计理想状态，形成近端流量过大，远程流量不足的失调现象。

　　由于水力工况设计成了一个设计水压图，而实际运行时这一水压图必须由阀门平衡调节而形成。用阀门调节水力工况的过程是建立合理水压图的过程，在设计合理的情况下，这两个水压图会会合得很好。

由于运行水力工况是水泵的工作曲线与外网特性曲线交点形成的。

　　对于外网特性曲线△P=SG2，由于并联的近端支路S值会小于设计值，造成总S值远小于设计值，循环水泵在小扬程大流量工况下运行，使水泵在大轴功率，低效率点运行。严重时可能出现轴功率大于电机铭牌功率，电机超额定电流，直至烧电机事故发生。

　　调网的过程就是用平衡阀增加近端阻力，使近端支路S值增大至设计值，总S值增大至设计值。使远近流量分配均匀合理，循环水泵在设计工况下运行，达到节热、节电，提高供热质量的目的。

　　运行岗们工作者常对一些水力工况失衡现象形成误解：

　　（1）水泵出力不足，水泵实际扬程小于铭牌扬程，导致辞末端过不去水。

　　 实际上是由于近端支线阻力小、流量大，造成远程流量小，水泵工作点偏移在大流量、小扬程、低效率的工作点。

　　（2）锅炉或换热器阻力大，所有锅炉或换热器厂商标称阻力都远小于实际阻力。

　　实际上总循环水量的加大必然导致辞锅炉换热器等阻力加大。水流量增大40%，阻力增加100%。

　　（3）锅炉出力不足

　　实际上流量加大后供回水温差不可能更大。当然煤质和风系统不正常也可能造成锅炉出力问题。

三、调网水压图分析和平衡阀的安装位置

　　调网的过程是利用平衡阀使各分支达到合理流量的过程。近端资用压头大于用户需用压头必然导致流量过大。必须用阀门消耗富裕压头富裕压头=资用压头-需用压头

图二示意用户阀门及各压力点，如果用户供水管安装平衡阀调网，则P3近似等于P4，P2压力线如图三所示，近乎平行P4。如果用户回水管安装平衡阀调网，则P2近似等于P1，P3压力线近乎平行P1。

　　户内实际供水压力为P2，回水压力为P3。如果压力过低会导致运行倒空，压力过高导致耐压等级较低的组件（如散热器）的压力破坏。

　　因此对地形高差大的管网应按上述因素考虑平衡阀的安装位置。即在地形低洼处楼群平衡阀宜安装于供水，以保证户内不起压；在地形较高位置平衡阀宜安装于回水，以保证用户不倒空。

　　对于大型直联管网，如电厂凝汽供热管网，供热半径很大，外网供回水压差很大，因此对平衡阀安装位置应作特殊考虑。

　　烟台某电厂凝汽供管网外网供回水压差52米水柱，考虑散热器耐压能力，末端回水压力设定为0.35MPa（35米水柱），前端回水压力仅为0.1MPa（10米水柱），而前端供水压力高达0.62MPa（62米水柱），如果平衡阀安装在回水管上，被控用户的回水压力P3可能接近0.6MPa，必将造成散热器的压力破坏；如果平衡阀安装于供水管上，近端用户的供水压力P2只有十几米水柱必然导致运行倒空。因此从设计上应采取供回水都安装平衡阀的方案，形成图四的水压图。

　　具体作法是入户口供水管安装自力式流量控制阀，在地形高差不超出10米的建筑群的分支回水管上安装手动的平衡阀。这里自力式流量控制阀负责控制分配流量；手动平衡阀调整压力，使阀前压力达到0.25MPa的满水运行工况。自力式流量控制阀只依据流量大小“肓目”控制压力，如果安装回水管上，不待手动调整压力，已经出现压力破坏事故。自力阀安装在供水未手动调整压力时，可能出现运行倒空而影响供热效果，不可能发生事故。

四、用户主动变流量和热源主动变流量的概念

　　对于供热系统在传统的供热体制下是一种平均分配的供热模式，这种供热模式一般采取定流量的质调节供热方式。也有少数大型管网出于节约运行电能的目的，采取质量并调方式。但在平均代热的前提下，流理的变化仅决定于室外气温变化，因此其控制方式，仅考虑采用室外温度单一参数控制热源循环泵的转速，实现变流量运行。这种变流量运可定义为热源主动变流量方式。

　　在热计量收费的运行方式下，供热负荷及循环水流量的变化取决于用户需求，系统总循环流量的变化决定于用户的变化，这种变流量机制可定义为用户主动变流量方式。

　　有一些业内人士提出计量收费的室内系统采用水平跨越管式系统，企图沿用定流量方式运行，这里估且不论水平跨越是否可实现流量运行，单就定流量运行方式浪费运行电能这一项就应予以废止。

　　这种计量收费流量控制方案，以下述方案为最佳可行方案：取3—5个末端供回水压差信号为热循环流量的控制信号，当全部压差信号都大于设定值时循环水泵降低转速，当任意一个压差小于设定值时，循环水泵增加转速。

五、平衡阀的性能与用途

1、手动平衡阀

　　手动平衡阀具有造价低，组件使用权用寿命长等优点，对支路不多的小型管网也可方便进行水力工况平衡。对于热源主动变量管网只能采用手动平衡阀，因为只有手动平衡阀才能保证流量的一致等比变化，而一切自力式平衡阀都不能保证热源主动流量运行。如前述大型直联管网手动平衡阀可用于压力工况的调整。

1.1手动平衡阀的特性曲线

1）截止阀特性曲线

2）线性特性阀实际工作曲线（阀权度0.2）

3）线性特性

4）等百分比特性曲线

　　阀门特性曲线决定了阀门的调节性能，如截止阀的流量曲线，如果认为95%—100%之间的流量变化是没有意义的，那么开度从0—5%即实现了流量的全程变化，这样的阀门是不能作为水力工况平衡调节使用的。

　　由于阀门理论特性曲线是在定压差下测试，而实际工况只要阀权度不为1则阀门在小开度下阀前后压差大，大开度时阀前后压差小，导至阀dG/dC值在小开度变大，在大开度时变小，使阀门实际工作曲线向快开方向偏移，阀权越小其偏移越大，对于直线特性的阀门由于实际性能的偏移会导致阀门的有效调节的开度空间变小，因此阀门的理论性曲线以下弦弧如等百分比特性为好。等百分比（对数）特性曲线阀门，在阀权度0.3—0.5时实际工作曲线可能接近直线特性。

1.2阀门的汽蚀振动

　　通常阀门在小开度情况下阀口的流速过高，在阀后会形成旺盛紊流的蜗旋区，蜗旋区核心压力很低，该处压力低于水温对应的饱和压力时水蒸汽的闪发会导致气水击现象：严重的噪章，阀门及管道的振动，阀门、管道、管支架的破坏。

　　防止这种事故的发生应首先在阀门流道设计上考虑阀塞和阀座在小开度时形成狭长的节流流道，约束旺盛紊流蜗旋的形成；其次选用阀门时尽量加大阀权度，以避免阀门在小开度下运行。另外，在不牵涉压力工况问题时尽量将平衡阀安装在水温较低的回水上。

2、自力式流量控制阀

2.1自力式控制阀工作原理

　　（1）孔板流量计——导阀——主阀原理。主阀前设置一个流量孔板，导阀感测、比较孔板前后压力差，如压力差大于设定压差，意味着流量超过设定流量，导阀控制主阀做关阀动作。如感测压差小于设定压差，则意味着流量小于设定流量，导阀控制主阀开阀动作。导阀上的设定压差可调，调大调小设定压差，可以调大调小设定流量。

　　由于孔板流量计的流量压差对应关系受到前流态影响极重，如果要求流量精度达到10%，则必须阀前有10d以上的直管段，而这一点工程实际中极难保障。另外这种阀出厂后的流量可调范围很小，在保持流量精度的前提下，流量可调比不会超过2：1。

　　（2）“Kv·=常数”原理，自由弹簧和感压膜构成阀门开关动力系统△P/S=εL

　　S—感膜工作面积，ε—弹簧的胡克系数，L—阀行程

　　由此可知阀门的每一个行程位置决定△P值的大小，如果阀行程位的Kv与成反比，则G=Kv·是恒定值。这一原理的阀最初做成流量不可调的流量限制器，近年生产的流量可调式一种是做成多管通道，通过堵管调整设定流量；另一种是用一手动阀改变自力阀Kv与行程的关系，但这种办法很难保证Kv与在每一调整位置的反比关系，造成调整位的流量控制精度不高。另外有的产品用波纹管制作感压膜和自由弹簧的一体化产品，由于不锈钢波纹管处在流动死区，在水中氯离子含量较高时，极易产生腐蚀。

　　（3）自力式压差控制阀与手动调节阀阀组原理。这种原理是现在国产流量控制阀最广泛采用的。手动调节阀的每一个开度位置对应一个Kv值，由自力式压差控制阀控制手动调节阀前的压差不变，则G=Kv·不变，改变流量时只需调整手动调节阀的Kv值。

　　这种阀的流量控制精度决定于压差控制阀精度，压差

　　△P=N/S

　　N——弹簧力

　　S——感压膜工作面积

　　弹簧力在自力阀的行程内会有变化，但使

　　H/△L=1/10

　　H——自力阀最大位移行程

　　△L——弹簧的预压缩量

　　则△P的变化仅为±5%，流量精度可达3%。

　　这咱自力式流量控制阀的缺点在于阀门有最小工作压差的要求，一般产品要求最小工作压差20KPa，如果安装在最不利回路上，势必要求循环泵多增加2米水柱的工作扬程，所以应采取近端安装，远程不安的办法。用户离热源距离大于供热半径的80%时就不宜安装这种自力式流量控制阀。

　　（4）用自力式压差控制阀直接控制流量

　　户内阻力系数S，在平均供热的前提下是不变值，户内设计流量G，△P=SG2,通过控制户内供回水压差，一样可以控制循环流量，调节控制压差就可调节循环流量。用这种办法调控流量，只是必须借助携带型流量测试仪器如超声波流量计。这种方式对于远程用户，阀门不会增加消耗压头。

2.2自力式流量控制阀的适用性

　　自力式流量控制阀在大型管网上应用可以使流量分配工作变得简单便捷。尤其多热源管网，热源切换运行时不会对用户流量产生影响。

　　但对于变流量运行的管网不可采用自力式流量控制阀。在热源主动变流量的情况下，近端回路维持流量不变，而远程回路流量会严重不足。在热用户主动变流量的情况下，用户主动调小流量时，自力式流量控制阀会开大阀门，尽量维护原流量，直到全开失效为止。用户主动调大流量时，自力式流量控制阀会关小阀门，直到全闭失效为止。亦即只有自力式流量控制阀失效，用户主动的流量要求才能实现。

3、自力式压差控制阀

3.1自力式压差控制阀的应用意义

（1）自力式压差控制阀消耗系统的富裕压头。

　　（2）自力式压差控制阀起到隔绝用户间流量变化互相干扰作用。

　　这两项功能有的业内人士认为散热器上的温控阀可以起作用，实际上如果让温控制阀产生这样的作用必然导致温控阀在小开度下工作，甚至于在振动工况下工作。这对温控阀是十分不利的，温控阀最初希望的作用仅限于利用自由热量，我们很多业内人士对其寄予的希望过大了。

　　（3）自力式压差控制阀起到隔绝用户流量变化互相干扰作用。

1、原工作点

2、用户主动调整流量后形成的工作点

3、循环水泵变速——压差阀动作形成工作点

4、循环水泵变速无压差阀作用的工作点

　　（4）对于电动控制的自动控制系统，隔绝各并联支路间调节的干扰，避免自控系统的多余动作提高自控系统稳定性、可靠性。

　　（5）起到特殊工况的限流作用。在起动供热和特殊严寒工况下用户的供热需求会超出热源的供热能力，自力式压差控制阀会有效的限制近端流量使远程用户达到预定的采暖效果。

3.2自力式压差控制阀选用参数。

　　（1）压差可调性

　　一般情况下设计上很难准确计算户内阻力，而户内阻力（在设计流量下）可能在0.01—0.03MPa间变化，因此自力式压差可调比至少应为1：3以上。

　　（2）流量系数Kv的最大值和最小值

　　最大流量系数是阀门全开的流量系数；最小流量系数为阀门全关位的漏过流量系数。这两阀门参数对阀门的应用选型是至关重要的，阀门供货商必须实测并公开这两个参数。

　　最大流量系数应能保证最小富裕压头下达到设计流量；最小流量系数应能保证最大富裕压头下达到调节工况可能的最小流量值。

　　（3）压差控制精度，应达到10%以保证流量精度达到5%。

3.3在分户控制未安装热量表的情况下，自力式压差控制阀同样会起到定流量分配作用。其调节方法只需调节控制压差流量达到设计流量。与自力式流量控制阀一样各分支流量调整互不干扰使流量调节可一次完成。

　　因此，在大多数实施分户控制的准备计量收费的工程中，也应采用自力式压差控制阀。在未计量收费前压差阀同样可以平衡分配流量，避免在计量表安装时，重新换阀门。

平衡阀应用在空调水系统中需要注意的问题

[提要] 介绍平衡阀的特点和用于空调水系统中需要注意的问题，与其它调节阀相比，平衡阀有较完备的功能和良好的调节性能。

[关键词] 平衡阀；水系统；流量；耐压

[中图分类号]TV832．2 4

[文献标识码]B

[文章编号]1007—9467(2o02)o2—0050—02

一 引言

当前中央空调水系统大多为两管制，冬夏两用。为了便于水系统的阻力平衡，设计人员一般都尽可能采用同程序水系统；但在实际工程中由于一些条件的限制，设计人员也会设计一些异程序水系统。另外，尽管各系统环路采用同程序水系统，但各系统环路之间也存在着严重的阻力不平衡。为了改善空调水系统的调节功能，用性能良好的调节阀门取带现在仍被广泛采用的闸阀、截止阀、蝶阀等目前平衡阀因其较完备的功能和良好的调节性能，正在越来越受重视和欢迎。

二、平衡阀的特点

与其它阀门相比，平衡阀主要有以下特点：

(1)直线型流量特性，即在阀门前后压差不变情况下，流量与开度大体上成线性关系；

(2)有精确的开度指示；

(3)有开度锁定装置，非管理人员不能随便改变开度；

(4)阀体上有两上测压小孔，用软管与智能仪表连接，可方便地显示阀门前后的压差及流经阀门的流量。尽管平衡阀具有很多优点，但它在空调水系统的应用还存在不少问题。如果这些问题解决不好，平衡阀的特点并不能充分显现出来。

三、应用在空调水系统中应注意的问题

1．选型问题

有些设计人员在选用平衡阀时，为图方便，往往按配管管径直接确定阀门公称直径(《实用供暖

空调设计手册》一书也是这样要求的)，其实这并不是最佳选择。平衡阀与闸阀、截止阀、蝶阀不同，为了保证调节精度，保证和充分发挥其调节作用，应使所选择的平衡阀在满足设计流量和压差的情况下，开度控制在60％ 一90％之间，这样既可满足设计流量的需求，又有一定的调节余量。因此，所选平衡阀的公称直径不一定等于配管管径。

2．设计施工说明问题

在实际的工程设计中，很少有设计人员把平衡阀需要消耗的压差及通过该平衡阀的流量在设计施工说明中给出，这给系统的调节带来难度，也使平衡阀的优点没有得到发挥。如果在施工说明中给出了与某平衡阀有关的参数，这样就可以对整个系统的调节提供有利的条件。另外，在设计开度下，测量出的实际流量并不一定等于设计流量，可以根据实际测定的流量，再开大或关小平衡阀，实行微调，一直达到满意的设计流量值。

3．各分区空调水系统主管道安装平衡阀应注意问题几个空调水系统往往根据空调负荷的特点分成几个小区，每个区由一个水系统环路组成。尽管各分区的水系统环路可能采用同程序系统，但各环路之间仍然存在阻力不平衡问题，这就必须在接至集水器的各环路回水于管上安装平衡阀，通过实际测量的回水温度对各环路进行水流量的调节，使得各个环路都在设计流量下运行。当然平衡阀也可安装在分水器的各供水干管上，其前提条件是平衡阀的承压能力要满足设计要求。由于冬夏两季的负荷特点不同，送回水温度要求不同，冬夏两季各个分区水系统的流量比例发生了变化，各分区水系统要重新平衡，因此在选择各分区水系统的主要平衡阀时要充分考虑冬夏两季的情况，确定一个最佳公称直径的平衡阀，以保证冬夏两季平衡阀的调节精度。

4．平衡阀安装问题

为使流径平衡阀前后的水流量稳定，保证测量精度，平衡阀应安装在直管段上，即平衡阀前后各应有5倍和2倍管径长的直管管段。若平衡阀设在水泵的出El管段上，阀前则需有10倍管径长的直管段。施工人员在搬运和安装平衡阀时，要注意轻拿轻放，以防止阀门或测压d,：fL被撞坏。施工技术人员必须提醒施工人员注意平衡阀的安装位置和安装方向，并把平衡阀手柄和测压d,：fL调整在便于操作的位置上。在整个空调水系统调试完毕后，必须做好平衡阀的保温。平衡阀进行调整完后，管网系统正常运行过程中，不要随意变动平衡阀的开度，特别是不要变动定位锁定装置。在维修某一环路时，可将该环路的平衡阀关到零位。修复后在开到原来锁定的位置。

在每次调整定位后，要把平衡阀保温好。采用平衡阀来维修管道系统的平衡，会更快捷、直观、精确，从而使整个系统处在最佳工况下运行，减少能源浪费，降低运行费用。所以安装平衡阀有其节能性。

5．耐压问题

空调水系统采用的平衡阀公称压力一般为16kg／cm2．强度试验压力一般为公称压力的1．5倍，即验压力为24kg／cm2：严密性试验试验压力应为公称压力，即16kg／cm2。

三．结束语

只有努力提高平衡阀的质量，降低造低，并通过合理的设计选型，正确的安装调试，才能确保各环路中实际流量和设计流量相一致，使整个空调系统处在最佳工况下运行，减少能源消耗，降低运行费用，提高整个空调水系统的可靠性。

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