自力式流量

就消除其他支路流量干扰的能力而言，【自力式压差控制阀+电动调节阀】= 【定流量阀+电动调节阀】>【静态平衡阀+电动调节阀】。但是，现在空调系统 大多采用水泵变频技术，水泵的扬程通过变频基本恒定，不随流量的变化而变化。 因此，对于恒压变频水系统，消除其他支路流量干扰并不是各种平衡阀的主要功 能。
自力式流量/压差 控制阀的组合及应用
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为了提高热网的运行效率和保证供热质量，一般来说热网都装备不同类型 的调节控制设备。国内一些大型热网上装有计算机监控系统，它可以根据实际 运行状况，有效调节热网的运行参数，使热网高效可靠地运行，但其一次性投 资费用比较高。考虑到投资的因素，有些热网没有装计算机监控系统，而是在 适当的位臵装了平衡阀、自力式流量控制阀或自力式压差控制阀，在系统的实 际调节控制中发挥了一定的作用。随着热量计量收费体制的改革，为了节省取 暖费用，必须在每个散热器上装温控阀。温控阀在供暖运行中的不断调节使热 网流量不断变化，这样热网不再是定流量而成为变流量运行，而且热力公司无 法预知和控制流量的变化，流量调节的主动权掌握在用户手中。在这种装温控 阀、变流量运行的情况下，上述调节装臵的使用和定流量运行时有很大不同， 必须正确装设才能发挥作用。否则，会使系统达不到调节要求，有时还会起负 作用。

小结

就动态水力平衡性而言，【自力式压差控制阀+电动调节阀】>【静态水力平 衡阀+电动调节阀】》【定流量阀+电动调节阀】。【定流量阀+电动调节阀】由 于调节性很差，应用在变流量中是不合适的。 在变流量水系统中，水泵有一个额定水量，末端设备有一个最大需水量。水 泵随着末端的需水量随时调节流量，每台末端设备也随负荷变化调节流量。如果 选用定流量阀，这个“定”的流量只能是设备的最大需水量。所以确切地说，定 流量阀应该叫最大流量限制器。在小于最大流量时，这个阀门不但不起作用，而 且还对电动调节阀的调节性有干扰，起负作用。
动态水力平衡

对于变流量系统来说，除了必须达到静态水力平衡外，还必须较好地实现动 态水力平衡。即在系统运行过程中，各个末端设备的流量均能达到随瞬时负荷改 变的瞬时要求流量；而且各个末端设备的流量只随负荷的变化而变化，而不受其 他因素的影响。 动态水力平衡实际上包含两方面内容：一是要消除和屏蔽其他分支的流量变 化带来的干扰；二是支路自身流量根据负荷的变化有较好的调节性。

要彻底解决供热系统中的水力失调问题，必须在 供热管网中安装适宜的水力平衡阀，进行科学的 水力平衡调试。
自力式流量控制阀

该阀的特点是不需要外接动力，而是依靠流体的流动特性，当上游和 /或 下游的阻力在一定范围内发生变化时，保持该管段的流量基本不变。其构造原 理如图 “。阀芯上端与隔膜相连，阀芯下端与一拉簧相连。隔膜上部空间与下游 流体相通，隔膜下部空间与 上游流体相通。这样，阀芯受到3个作用力：隔膜向 上的推力(p1-p2)*A1；阀芯向下的推力(p1-p2)*A2；弹簧向下的拉力F，通过调 节弹簧底部的旋钮调整弹簧初始拉力F的大小，来确定阀门所要控制的流量。其 中p1为上游流体压力，p2为下游流体压力，A1为安装隔膜圆管的内横截面面积， A2为阀芯在阀座高度处的横截面面积，其值大小随阀芯的高度（即阀的开度） 不同而变化，如图2，a开度比b大，则a中的横截面面积A2比b中的横截面面积 A2小。当阀芯所受3个力满足(p1-p2)*A1= (p1-p2)*A2+F，即达到平衡后，阀门 开度就确定了。 图1

原因： (1)受热源设备的限制，供给的压力不足，或者因为系统的循环水量超过原设计 值，使循环水泵的供给压力下降，导致水力失调。 (2)管网设计不合理，或者管网堵塞造成系统的压力损失过大，超出了热源设备 所提供的压力，导致水力失调。 (3)热网失水严重，超过了补水设备的补水能力，系统因缺水而不能维持需要的 压力，导致水力失调。 (4)系统缺少合理分配水量的手段，为解决末端用户不热的问题而加大循环水量， 因而增加了管网的压力损失造成系统压力不足，导致水力失调。 (5)供热管网新接入热用户或停运部分热用户，全网阻力特性改变，导致水力失 调。 (6)热用户室内水力工况改变，比如随意增减散热器或开关阀门等，导致水力失 调。 (7)随意调整网路分支阀门或用户入口阀门，导致水力失调。
图2

当调节弹簧使通过阀门的流量达到所要求的值后，锁定弹簧。这时，若下游由于 某种原因阻力增大、造成流量暂时下降，则p2提高，（p1-p2）减小，（p1-p2） *A1向上推力减小而使阀芯下移即阀门开大，而阀芯下移使A2减小，则（p1-p2） *A2减小，阀芯下移又会使弹簧向下的拉力F减小。这样作用在阀芯上、下侧的力 都在减小，阀芯在新的位臵又达到平衡，使阀门达到新的开度。由于阀芯下移， 阀门开大，流量必定增大，使下游阻力增加造成的流量下降得到补偿，而使该支 路的流量基本保持不变。其它情况亦可推知。因此，这种阀门可以通过管道内压 力的变化自行调节开度，从而使流量基本保持不变。
静态平衡阀

从调节基本原理上看，平衡阀实际上就是一种手动调节阀。只不过它有开度 指示，并在阀门的上游、下游端各装一个测压孔，用来测量流体通过阀门的压降。 使用时，测得阀门压降和读出开度，即可算得通过阀门的流量。其作用相当于调 节阀和等效孔板流量仪的组合，使各个支路的流量分配达到要求。当总循环泵变 速运行时，各个支路的流量成等比例的变化，即各个支路的流量分配比例保持不 变。
水力失调

热水供热系统中各热用户的实际流量与设计流量之间的不一致性，称为该热 用户的水力失调，水利失调可以用热用户实际流量和设计流量的比值来衡量供热 系统水利失调的程度， 即x=Vs/Vg x为水力失调度；



Vs为热用户实际流量，m3／h；
Vg为热用户设计流量，m3／h。 当水力失调度等于1时，供热系统便处于热平衡状态；水力失调度偏离1越大， 供热系统水利失调越严重。
自身流量调节性

当自身负荷发生变化、需要根据负荷调节流量时，各种阀门组合流量调节过 程见表2。

由表2可知，就随负荷变化的自动调节能力而言，【自力式压差控制阀+电动 调节阀】>【静态平衡阀+电动调节阀】》【定流量阀+电动调节阀】。

由以上综合分析可以得出，【定流量阀+电动调节阀】组合其动态平 衡性是最差的，由于阀门流量的调节性能很差，将使系统的运行效果受 到很大影响，在工程实际中应避免这种组合。

静态水力平衡

静态水力平衡是指系统中所有末端设备的电动控制阀均处于全开的位臵，所 有动态水力平衡设备开度也都同定在设计参数位臵，这时，如果所有末端设备的 流量均能达到设计值，则可认为系统达到静态水力平衡。可见，在总水量能满足 的前提下，只要进行合理设定，使用静态水力平衡阀、定流量阀以及自力式压差 控制阀与电动调节阀组合都可以实现静态水力平衡。3种阀门组合在静态水力平 衡上没有明显区别。

图3
自力式压差、流量控制阀都是 利用压差的作用来调节阀门开 度，利用流体通过阀芯时压降 的变化来弥补管路阻力的变化， 从而在工况变化时能保持压差 或流量基本不变。
水力调节阀与电动调节阀组合的性能比较

如果在一个变流量水系统中的每个末端支路都设臵一个水力调节阀和电动调 节阀，其中，电动调节阀起到负荷调节的作用，水力调节阀起到水力调节保证电 动调节阀正常工作的作用。 下面从系统的静态水力平衡、动态水力平衡两个方面对3种水力调节阀与电 动调节阀组合的性能进行比较分析。
自力式压差控制阀

自力式压差控制阀与自力式流量控制阀的调节原理基本相似（见图3），只不过自 力式压差控制阀的压力反馈管是接在用户的回水管上，此时外网所提供的资用压头为 （p1-p3）,用户的实际资用压头成为（p2-p3）。自力式压差控制阀也是共同作用在阀 芯的3个力达到平衡后，即（p1-p3）*A1= （p1-p2）*A2+F后阀芯停留在某一位臵。 若自力式压差控制阀的上游即用户外的工况变化，如V1关小，则压差（p1-p3）必 然减小。如同在自力式流量控制阀调节原理中分析的一样，由于（p1-p3）的下降，导 致向上推力减小，阀门开大阀芯向下移动；在阀芯向下移动的同时（p1-p2）*A2+F则 减小，从而使阀门在新的位臵达到平衡。与未关V1前相比，阀门是开大了。阀门开大 意味着在阀芯上的压降（p1-p2）减小，从而使用户的资用压头（p2-p3）增大，即可 以保持用户的资用压头基本不变。同理可分析下游阻力发生变化的情况。
流量阀对实际工程节能运行的影响

在实际工程中，为了减小水泵的输配能耗，变水量系统的水泵的水循环量应 等于建筑的最大负荷除以供回水温差，而不是简单的末端设备所需水量之和。这 与定水量系统设计是不同的，因为当某一台或几台设备达到最大需水量时，其他 设备的负荷必定有所减小，省出来的水量供最大需水量设备使用。这是建筑使用 过程中的负荷变化情况所决定的。 空调系统中当冷源系统采用双泵或更多并联泵时，如果末端分支选用定流量 阀，当单泵运行时，其总水量只有定流量阀流量之和的一半，甚至更少。这时所 有的定流量阀都因为水量不足处于最大开度状态，近端的设备因为沿程阻力小， 水量是可以满足的；而远端的设备就处于亏水状态，各个支路的定流量阀起不到 流量平衡的作用。因此，当负荷减小了，只需运行一台机组时，为了避免水力失 调也得同时运行两台或多台循环泵，导致“大流量、小温差”运行，这是非常不 利于系统节能的。在现有运行的工程中，存在这种现象。