自力式壓差控制閥和自力式流量平衡閥

在供熱和空調(diào)系統(tǒng)中常出現(xiàn)冷熱不均，部分用戶室溫不達標，主要原因是水力工況不平衡，即各個熱用戶的水流量分配不合理，解決這個問題只有靠平衡閥來完成。

    供熱系統(tǒng)在傳統(tǒng)的供熱體制下是一種平均分配的供熱模式，這種供熱模式一般采取定流量的質調(diào)節(jié)。晉城市熱網(wǎng)采取的就是這種供熱模式，在這種供熱模式指導下，在每個熱用戶的系統(tǒng)所有入口全部安裝了自力式流量平衡閥，但在安裝和使用中存在一些問題。

    以臨汾華松閥門有限公司生產(chǎn)的自力式流量平衡閥和自力式壓差控制閥為例，簡要說明它的原理和應用。

      1 自力式流量平衡閥

      1.1 工作原理

    當介質進入主閥時，進口壓力為P1，手動節(jié)流閥的前后壓力分別為P2和P3，當節(jié)流閥開啟到某一位置時，即人為確定了“定流量”，以及相對應的固定值（P2-P3），當系統(tǒng)流量增大時，（P2-P3）的實際值超過了允許的給定值，此時，主閥、閥芯自動關小，直至流量重新維持到設定流量，反之亦然。

      1.2缺點

    產(chǎn)品一般要求*小工作壓差為20kPa。如果安裝在*不利回路上，勢必要求循環(huán)泵多增加2m水拄的工作揚程。晉城市普便安裝自力式流量平衡閥的做法是錯誤的，應采取離換熱站（或直供低溫水的鍋爐房）近的樓安裝，如果用戶離換熱站距離大于供熱半徑的80%時就不宜安裝這種自力式流量平衡閥。

      1.3 安裝位置

    熱網(wǎng)近端流量過大，遠端流量過小，近端資用壓頭大于用戶需壓頭，必須用閥門消耗富余壓頭，即閥門壓頭=富余壓頭=資用壓頭-需用壓頭。

    圖1（a）為熱用戶平衡閥門安裝位置及各壓力點，如果用戶供水管安裝平衡閥調(diào)網(wǎng)，則P3近似等于P4，P2壓力線見圖1（b），近乎平行P4。如果用戶回水管安裝平衡閥凋網(wǎng)，則P2近似等于P1，P3壓力線近乎平行P1。戶內(nèi)實際供水壓力為P2，回水壓力為P3，如果壓力過低會倒空，壓力過高會導致鑄鐵暖汽片超壓。因此，晉城市平衡閥全部裝于回水管的做法是錯誤的。正確的做法是：對地勢比較低的建筑可裝在供水管上，消耗壓頭后保證戶內(nèi)不超標，在地勢比較高的建筑可裝在回水管上，以保證戶內(nèi)不倒空。在供熱半徑很大，外網(wǎng)供回水壓差很大時，應該在入戶供水管安裝自力式流量平衡閥，在地形高差不超過10m的建筑群的分支回水管上安裝手動的平衡閥。這里自力式流量平衡閥負責控制分配流量，手動平衡閥調(diào)整壓力，使閥前壓力達到0.25MPa的滿水運行工況。

      1.4 供熱運行

    近年來，晉城熱網(wǎng)循環(huán)泵普便配備了變頻器，在氣溫變化時，質量并調(diào)既溫度和流量同時調(diào)整。這種采用室外溫度單一參數(shù)控制熱源循環(huán)泵的轉速，實現(xiàn)變流量運行的模式稱作熱源主動變流量。這種情況下，當系統(tǒng)流量變小時，近端用戶回路自力式流量平衡閥動作，維持流量不變，而遠端用戶回路流量將嚴重不足，這也是晉城市熱網(wǎng)供熱效果不好的原因。

    在熱源主動變流量這種情況下，自力式平衡閥不能保證水力工況平衡。如果熱網(wǎng)總流量變?yōu)樵瓉淼?5%時，要求各個熱用戶的流量也變?yōu)樵瓉淼?5%，自力式平衡閥完不成這個任務，只有靠手動平衡閥的調(diào)整等量凋節(jié)系統(tǒng)流量，實現(xiàn)水力工況平衡。但是，隨著供熱體制改革的深入，分戶控制分戶熱計量的推廣，未來的模式是用戶的熱量需求將隨時變化，熱負荷和循環(huán)流量取決于用戶的需求，又可稱作用戶主動變流量。這種模式下，熱用戶的流量隨時會發(fā)生變化，當用戶系統(tǒng)溫控閥關小，用戶系統(tǒng)流量變小，為保持原流量不變，自力式流量平衡閥會開大閥門，一直到全部打開為止。當用戶系統(tǒng)溫控閥開大、用戶系統(tǒng)流量變大時，為保持原流量不變，自力式流量平衡閥會關小閥門，一直到完全關閉。也只有自力式流量平衡閥失效，用戶的流量要求才能實現(xiàn)，自力式流*平衡閥在這里只是一個限流閥，只起限定*大流*的作用。

      2 自力式壓差控制閥取代自力式流量平衡閥

    自力式壓差控制閥與自力式流量平衡閥同屬于變流量-定流量裝置，其區(qū)別在于自力式流量控制閥的變流量裝置在閥門本體上，而自力式壓差控制閥的變流量裝置在閥門“用戶”內(nèi)。

      2.1 自力式壓差控制閥的工作原理

    當網(wǎng)路的供水壓力P1增大時，被控回路的供水壓力P2瞬時增大，隨之感壓膜的受力平衡被打破，閥瓣向關閉方向移動，閥的阻力增大，P2又恢復到原來的大小，即P2-P3不變，反之亦然。當網(wǎng)路的回水壓力P3增大時，隨之感壓膜的受力平衡被打破，閥瓣向開肩方向移動，閥的阻力減小，P2增大，P2-P3恢復不變，反之亦然。當被控環(huán)路內(nèi)部的阻力發(fā)生改變，比如某一支路關斷，環(huán)路的總阻力增大，在這個瞬間P2增大，P2-P3增大，隨之感壓膜的受力平衡被打破，閥瓣向關閉方向移動，閥的阻力增大，P2又恢復到原來的大小，即P2-P3不變，可見，無論是網(wǎng)路壓力出現(xiàn)波動，還是被控環(huán)路內(nèi)部的阻力發(fā)生變化，均可確保被控環(huán)路的壓差恒定。

      2.2 自力式壓差控制閥的特點

    自力式壓差控制閥分為定壓薦型和可調(diào)壓型兩種，可以作閥前壓力調(diào)節(jié)、閥后壓力調(diào)節(jié)及壓差調(diào)節(jié)。

     △P=SG2

     P為供回水壓差為，S為為戶內(nèi)阻力系數(shù)，G為戶內(nèi)設計流量。

    通過控制戶內(nèi)回水壓差控制流量，用這種辦法控制流量，必須依靠便攜式流量測試儀確定，優(yōu)點是對于遠端用戶不會增加消耗壓頭。

      2.3 安裝位置

    自力式壓差控制閥用作用戶系統(tǒng)壓差調(diào)節(jié)時，可以安裝在供水上，也可安裝在回水上。兩種安裝壓差閥結構不同，不可以互換，但可直接安在電動閥前控制電動閥前后壓差。安裝方法有3種：

     **，裝在每棟建筑物的總入口上；
     **，裝在每棟建筑物的分入口上，住宅樓裝每個單元的入口；
     第三，裝在每戶或每層的入口。

     第三種方法造價*高，**種方法造價*低，一般認為**種方法比較合適。

      2.4 自力式壓差控制閥的作用

    安裝自力式壓差控制閥后，自力式壓差控制閥消耗系統(tǒng)的富余壓頭可以隔絕用戶間流量變化互相干擾作用，被控系統(tǒng)可在水壓作用下，自動消除管網(wǎng)的富余壓頭及壓力波動引起的流量變化，有助于穩(wěn)定系統(tǒng)的運行工況。自力式壓差控制閥可以解決高低建筑直連和地形高低產(chǎn)生的壓力差問題。

    在供熱系統(tǒng)初啟動和嚴寒時，用戶的用熱需求可能超過系統(tǒng)的供熱能力，自力式壓差控制器可以限制近端用戶保證遠端用戶供熱的效果，這些性能支持“用戶”的主動變流量。自力式壓差控制閥可以和溫控閥很好地配合使用，滿足分戶計量供熱的變流量。

      3 結語

    綜上所述，在計量收費改革的大形勢下，準備計量收費的熱用戶系統(tǒng)均應采用自力式壓力控制器，以避免安裝熱量表后重新更換閥門。