美國SUN液壓平衡閥的性能用途

性能用途

1、手動平衡閥

手動平衡閥具有造價低，元件使用壽命長等優點，對支路不多的小型管網也可方便進行水力工況平衡。對于熱源主動變量管網只能采用手動平衡閥，因為只有手動平衡閥才能保證流量的一致等比變化，而一切自力式平衡閥都不能保證熱源主動流量運行。如前述大型直聯管網手動平衡閥可用于壓力工況的調整。 [2] 

1.1手動平衡閥的特性曲線

1）截止閥特性曲線

2）線性特性閥實際工作曲線（閥權度0.2）

3）線性特性

4）等百分比特性曲線

閥門特性曲線決定了閥門的調節性能，如截止閥的流量曲線，如果認為95%—100%之間的流量變化是沒有意義的，那么開度從0—5%即實現了流量的全程變化，這樣的閥門是不能作為水力工況平衡調節使用的。

由于閥門理論特性曲線是在定壓差下測試，而實際工況只要閥權度不為1則閥門在小開度下閥前后壓差大，大開度時閥前后壓差小，導至閥dG/dC值在小開度變大，在大開度時變小，使閥門實際工作曲線向快開方向偏移，閥權越小其偏移越大，對于直線特性的閥門由于實際性能的偏移會導致閥門的有效調節的開度空間變小，因此閥門的理論性曲線以下弦弧如等百分比特性為好。等百分比（對數）特性曲線閥門，在閥權度0.3—0.5時實際工作曲線可能接近直線特性。

1.2閥門的汽蝕振動

通常閥門在小開度情況下閥口的流速過高，在閥后會形成旺盛紊流的蝸旋區，蝸旋區核心壓力很低，該處壓力低于水溫對應的飽和壓力時水蒸汽的閃發會導致氣水擊現象：嚴重的噪章，閥門及管道的振動，閥門、管道、管支架的破壞。

防止這種事故的發生應首先在閥門流道設計上考慮閥塞和閥座在小開度時形成狹長的節流流道，約束旺盛紊流蝸旋的形成；其次選用閥門時盡量加大閥權度，以避免閥門在小開度下運行。另外，在不牽涉壓力工況問題時盡量將平衡閥安裝在水溫較低的回水上。

2、自力式流量控制閥

2.1自力式控制閥工作原理

（1）孔板流量計——導閥——主閥原理。主閥前設置一個流量孔板，導閥感測、比較孔板前后壓力差，如壓力差大于設定壓差，意味著流量超過設定流量，導閥控制主閥做關閥動作。如感測壓差小于設定壓差，則意味著流量小于設定流量，導閥控制主閥開閥動作。導閥上的設定壓差可調，調大調小設定壓差，可以調大調小設定流量。

由于孔板流量計的流量壓差對應關系受到前流態影響極重，如果要求流量精度達到10%，則必須閥前有10d以上的直管段，而這一點工程實際中極難保障。另外這種閥出廠后的流量可調范圍很小，在保持流量精度的前提下，流量可調比不會超過2：1。

（2）“Kv·=常數”原理，自由彈簧和感壓膜構成閥門開關動力系統△P/S=εL

S—感膜工作面積，ε—彈簧的胡克系數，L—閥行程

由此可知閥門的每一個行程位置決定△P值的大小，如果閥行程位的Kv與 成反比，則G=Kv· 是恒定值。這一原理的閥初做成流量不可調的流量限制器，生產的流量可調式一種是做成多管通道，通過堵管調整設定流量；另一種是用一手動閥改變自力閥Kv與行程的關系，但這種辦法很難保證Kv與 在每一調整位置的反比關系，造成調整位的流量控制精度不高。另外有的產品用波紋管制作感壓膜和自由彈簧的一體化產品，由于不銹鋼波紋管處在流動死區，在水中氯離子含量較高時，極易產生腐蝕。

（3）自力式壓差控制閥與手動調節閥閥組原理。這種原理是國產流量控制閥廣泛采用的。手動調節閥的每一個開度位置對應一個Kv值，由自力式壓差控制閥控制手動調節閥前的壓差不變，則G=Kv· 不變，改變流量時只需調整手動調節閥的Kv值。

這種閥的流量控制精度決定于壓差控制閥精度，壓差

△P=N/S

N——彈簧力

S——感壓膜工作面積

彈簧力在自力閥的行程內會有變化，但使

H/△L=1/10

H——自力閥大位移行程

△L——彈簧的預壓縮量

則△P的變化僅為±5%，流量精度可達3%。

這咱自力式流量控制閥的缺點在于閥門有小工作壓差的要求，一般產品要求小工作壓差20KPa，如果安裝在不利回路上，勢必要求循環泵多增加2米水柱的工作揚程，所以應采取近端安裝，遠端不安的辦法。用戶離熱源距離大于供熱半徑的80%時就不宜安裝這種自力式流量控制閥。

（4）用自力式壓差控制閥直接控制流量

戶內阻力系數S，在平均供熱的前提下是不變值，戶內設計流量G，△P=SG2,通過控制戶內供回水壓差，一樣可以控制循環流量，調節控制壓差就可調節循環流量。用這種辦法調控流量，只是必須借助便攜式流量測試儀器如超聲波流量計。這種方式對于遠端用戶，閥門不會增加消耗壓頭。

2.2自力式流量控制閥的適用性

自力式流量控制閥在大型管網上應用可以使流量分配工作變得簡單便捷。尤其多熱源管網，熱源切換運行時不會對用戶流量產生影響。

但對于變流量運行的管網不可采用自力式流量控制閥。在熱源主動變流量的情況下，近端回路維持流量不變，而遠端回路流量會嚴重不足。在熱用戶主動變流量的情況下，用戶主動調小流量時，自力式流量控制閥會開大閥門，盡量維護原流量，直到全開失效為止。用戶主動調大流量時，自力式流量控制閥會關小閥門，直到全閉失效為止。亦即只有自力式流量控制閥失效，用戶主動的流量要求才能實現。

3、自力式壓差控制閥

3.1自力式壓差控制閥的應用意義

（1）自力式壓差控制閥消耗系統的富裕壓頭。

（2）自力式壓差控制閥起到隔絕用戶間流量變化互相干擾作用。

這兩項功能有的業內人士認為散熱器上的溫控閥可以起作用，實際上如果讓溫控制閥產生這樣的作用必然導致溫控閥在小開度下工作，甚至于在振動工況下工作。這對溫控閥是十分不利的，溫控閥初希望的作用于利用自由熱量，我們很多業內人士對其寄予的希望過大了。

（3）自力式壓差控制閥起到隔絕用戶流量變化互相干擾作用。

1、原工作點

2、用戶主動調整流量后形成的工作點

3、循環水泵變速——壓差閥動作形成工作點

4、循環水泵變速無壓差閥作用的工作點

（4）對于電動控制的自動控制系統，隔絕各并聯支路間調節的干擾，避免自控系統的多余動作提高自控系統穩定性、可靠性。

（5）起到特殊工況的限流作用。在起動供熱和特殊嚴寒工況下用戶的供熱需求會超出熱源的供熱能力，自力式壓差控制閥會有效的限制近端流量使遠端用戶達到預定的采暖效果。

3.2自力式壓差控制閥選用參數。

（1）壓差可調性

一般情況下設計上很難準確計算戶內阻力，而戶內阻力（在設計流量下）可能在0.01—0.03MPa間變化，因此自力式壓差可調比至少應為1：3以上。

（2）流量系數Kv的大值和小值

大流量系數是閥門全開的流量系數；小流量系數為閥門全關位的漏過流量系數。這兩閥門參數對閥門的應用選型是至關重要的，閥門供應商必須實測并公開這兩個參數。

大流量系數應能保證小富裕壓頭下達到設計流量；小流量系數應能保證大富裕壓頭下達到調節工況可能的小流量值。

（3）壓差控制精度，應達到10%以保證流量精度達到5%。

3.3在分戶控制未安裝熱量表的情況下，自力式壓差控制閥同樣會起到定流量分配作用。其調節方法只需調節控制壓差流量達到設計流量。與自力式流量控制閥一樣各分支流量調整互不干擾使流量調節可一次完成。

因此，在大多數實施分戶控制的準備計量收費的工程中，也應采用自力式壓差控制閥。在未計量收費前壓差閥同樣可以平衡分配流量，避免在計量表安裝時，重新換閥門