浅析多功能压差控制阀在供暖管网中的应用

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1、浅析多功能压差控制阀在供暖管网中的应用　　摘要:简单介绍了目前供暖管网中常用的几种阀门的作用和不足。阐述了多功能压差控制阀既支持热源处变流量调节，又适应末端用户自主调节的原理、调节方法以及在管网平衡中发挥的巨大作用，并通过实验对其主要功能进行了测试。关键词:水力平衡量调节多功能压差控制阀　　0引言　　供热管网的作用就是以较低的能耗将热源提供的热量按要求输配给热用户。管网的布置是否合理直接影响到系统的水力工况，近而影响末端的采暖效果。因此管网的水力平衡是获得良好供热效果的保障。对于既定的设计管网布局，其实际运

2、行工况往往与设计工况相去甚远，产生水力失调的现象，而作为热量的载体，热媒的水力失调势必导致热力失调。所以，对实际运行工况的调节是非常关键的环节。其中，实现管网水力平衡的一个重要手段就是安装阀门，通过调节阀门改变管网阻力分布，从而达到流量的合理分配。　　1.几种阀门的作用和不足　　手动平衡阀　　手动平衡阀是供热管网中一种普遍应用的阀门，一般安装在支路的入口处，通过调节其开度实现支路流量的调节。其优点在于一旦开度设定，各支路的阻抗比就随之固定，所以支路间的流量比例恒定。当热源处根据末端负荷变化进行量调节时，新工

3、况的流量仍以之前各支路的流量比例进行分配，各支路流量呈现一致等比变化的特点，不会出现水力失调的情况。但其缺点也十分的明显，首先，在进行管网水力初调节时，调节步骤繁琐，操作过程不易控制，通常采用的方法都需要至少两组人员反复沟通，同时进行多个支路的调节。另外，当管网接入新的热用户时，整个管网的阻抗会发生新的变化，造成流量重新分配，这要求对之前所有的手动平衡阀进行重新设置，可想而知工作量非常大，耗时耗力。对于管网系统较小，支路较少且无新增支路的情况下，手动平衡阀是适用的，而且在进行量调节时，能够保持水力的稳定性。

4、　　自力式流量控制阀　　自力式流量控制阀克服了手动平衡阀反复调节的难题。它根据各支路的设计流量锁定流量值，当干管中流量发生波动时，自力式流量调节阀通过自身调节使其通过流量维持恒定，即便引入新的热用户也不会对之前的用户产生影响，只需适当加大总流量即可。而且，进行管网调节步骤简单，只需根据各支路设计流量逐个设定，相互之间不会产生影响，当然不必反复调节。但它不支持量调节，当末端负荷减小，各用户所需流量也相应减小时，如果热源处也相应降低流量，就会行成“近端优势”现象，即靠近动力设备的部分自力式流量控制阀会不断增加开

5、度以维持原流量，而远端的自力式流量控制阀即使处于全开状态也无法满足流量需求，发生水力失调。由此看来，自力式流量控制阀能够恒定各支路的设计流量，避免相互间的干扰，实现水力平衡，但前提是系统中有足够的总流量，因此，它在管网的输送能耗方面的节能并不明显。根据其工作特点，热源处可以施行质调节的方式，从而在根本上减少热量的消耗。　　自力式压差控制阀　　随着按建筑面积收费方式弊端的显露，热计量理念深入人心。用户可根据自身需求自主调节流量，但同时管网的水力工况波动较大，会给管网的平稳运行造成很大影响。通过在用户端安装自力

6、式压差控制阀可以在很大程度上维持管网水力工况稳定。当用户自主调节流量时，其散热设备的局部阻力会产生相应的变化，散热设备进出口之间的压差也会发生改变，自力式压差控制阀可以改变阀门前后的压差来抵消用户的压差波动，维持用户端的压差恒定。安装在管网支路入口处，可以实现各支路间的自主调节而且避免相互干扰[1]。但这种阀门也不支持热源处的量调节。　　2.多功能压差控制阀　　虽然按热量计费的方式正在推行，但现实情况是有大量的供热系统，按计量收费设计、施工，热用户未安装热量表，或安装了热量表未按热计量收热费，用户没有自主调

7、节流量的需求，计量收费的系统方式中的变频泵无法实现节能运行，因此我们有必要设计一种新型平衡阀：在完全计量收费时，该阀能完全支持用户自主调节需求；而对当前大量未完全采取计量收费的供热系统，该阀能像手动平衡阀一样，支持热源主导变流量，各分支的流量变化一致等比。这就是本文涉及的多功能压差控制阀。　　基本结构　　多功能压差控制阀的结构如图1所示，主要由阀体、弹簧、阀杆、感压膜、调压装置、限位装置等组成。通过调压阀和阀塞定位杆来设置被控管路的压差。　　图1多功能压差控制阀结构图　　工作原理　　图2为多功能压差控制阀回

8、水安装示意图，其中A、B、C三个热用户为压差控制对象，供水压力为P1，阀前压力为P2，回水压力为P3，供回水压差为△P1-3，控制压差为△P1-2，阀门工作压差为△P2-3。阀门通过导压管与供水管连接。　　图2多功能压差控制阀回水安装示意图　　由于热水管网中，水的流动状态处于阻力平方区，流体的压力降与流量存在如下关系：　　式中△P——网路计算管段的压力降,Pa；　　S——网路计算管段的阻力数,Pa/(m3/h)2