压差旁通阀压差值再设定的理论计算
阀口压差计算公式
阀口压差计算公式在流体控制系统中，阀门是一种常用的控制装置，用于调节流体的流量和压力。
阀门的性能参数之一就是阀口压差，它是指阀门两侧的压力差。
阀口压差的大小直接影响着阀门的控制精度和稳定性。
因此，准确计算阀口压差对于流体控制系统的设计和运行至关重要。
阀口压差计算公式是用来计算阀门两侧压力差的数学表达式。
在实际工程中，通常会根据流体的性质、流速、阀门类型等因素来选择合适的计算公式。
常见的阀口压差计算公式有伯努利方程、流量方程、雷诺数方程等。
下面我们就来分别介绍这些计算公式的应用。
1. 伯努利方程。
伯努利方程是描述流体运动的基本方程之一，它可以用来计算流体在管道中的压力、速度和高度等参数。
在阀门两侧，根据伯努利方程可以得到如下的阀口压差计算公式：ΔP = 0.5 ρ (V2^2 V1^2)。
其中，ΔP表示阀口压差，ρ表示流体的密度，V1和V2分别表示阀门两侧的流体速度。
根据这个公式，我们可以看到阀口压差与流体速度的平方成正比，这也说明了为什么在流速较大的情况下，阀口压差会更大。
2. 流量方程。
流量方程是描述流体流动的基本方程之一，它可以用来计算流体在管道中的流量。
在阀门两侧，根据流量方程可以得到如下的阀口压差计算公式：ΔP = 4 f L ρ (V^2 / D)。
其中，ΔP表示阀口压差，f表示阻力系数，L表示管道长度，ρ表示流体的密度，V表示流体速度，D表示管道直径。
根据这个公式，我们可以看到阀口压差与管道长度、流体速度的平方、管道直径的倒数成正比，这也说明了为什么在管道长度较长、流速较大、管道直径较小的情况下，阀口压差会更大。
3. 雷诺数方程。
雷诺数是描述流体流动状态的无量纲参数，它可以用来判断流体的流动特性。
在阀门两侧，根据雷诺数方程可以得到如下的阀口压差计算公式：ΔP = 2 ρ V^2 (L / D) (f / Re)。
其中，ΔP表示阀口压差，ρ表示流体的密度，V表示流体速度，L表示管道长度，D表示管道直径，f表示阻力系数，Re表示雷诺数。
供热系统中的压差及其计算
供热系统中的压差及其计算在供热工程中，压差与阻力在大多数情况下是同义词，流体以一定的流量在一定压力情况下，流经一个水力元件、一段管段之后，其流量是不变的，其压力是有所降低的，称为压力损失，这种压力损失程度可以使用压力仪表测量出来，叫做压力差，简称压差。
单位是帕，代号Ｐa。
同样，流体以一定的流量在一定压力情况下，流经一个水力元件、一段管段之后，水力元件或管段不能使流体的流量减少，但对流体的流动会产生一定的摩擦力，这种摩擦力就叫做阻力。
单位也是帕，代号Pa。
在供热工程中，压力、压差、阻力之间的单位换算不需要十分精确，为了应用上的方便采用约等于的方式：1Mpa=10Kg/Cm2=100m/H2O=1000Kpa=1000000ＰaMpa：兆帕。
Kg/Cm2：公斤力每平方厘米，俗称公斤。
m/H2O：米水柱，俗称米。
Kpa：千帕。
Pa：帕。
用来计量压差的工具是压力表、压差表，在读取压力表的压力时，为了读取数据的准确，一定要使眼睛的压力表的中心对齐，同时务必注意要将压力表的压力数值加上它所处的位置高度，否则，读取的压力数据是不准确的。
在供热现场，尤其是一些中小型供热单位，经常看到一些热力公司职工填写的生产运行报表上、自动控制的显示仪表上，出现供水压力低于回水压力的现象，其实这是由于供水压力的压力表、测压点在高点上，而回水压力的压力表、测量点在低处，都是由于没有计算地势位差而产生的结果。
如果两个压力表在同一高度，在计算压差时，则可以不考虑压力表的高度差。
市场上销售的普通压力表不能满足供热的数字量化管理的要求，集中供热应该使用量程6公斤或10公斤、精度达到1米或更高精度的压力表，特殊位置还要使用具有耐震功能的高精度压力表。
供热系统中的压差主要的有以下几个：循环泵进出口压差、锅炉进出口压差、供热外网供回水压差、除污器进出口压差、热用户进出口压差。
循环泵进出口压差循环水泵的进出口都应安装有压力表，这里应安装抗震型高精度压力表。
压差旁通阀的选择计算
压差旁通阀的选择计算为保证空调冷冻水系统中冷水机组的流量基本恒定；冷冻水泵运行工况稳定，一般采用的方法是：负荷侧设计为变流量，控制末端设备的水流量，即采用电动二通阀作为末端设备的调节装置以控制流入末端设备的冷冻水流量。
在冷源侧设置压差旁通控制装置以保证冷源部分冷冻水流量保持恒定，但是在实际工程中，由于设计人员往往忽视了调节阀选择计算的重要性，在设计过程中，一般只是简单的在冷水机组与用户侧设置了旁通管，其旁通管管径的确定以及旁通调节阀的选择未经详细计算，这样做在实际运行中冷水机组流量的稳定性往往与设计有较大差距，旁通装置一般无法达到预期的效果，为将来的运行管理带来了不必要的麻烦，本文就压差调节阀的选择计算方法并结合实际工程作一简要分析。
一压差调节装置的工作原理压差调节装置由压差控制器、电动执行机构、调节阀、测压管以及旁通管道等组成，其工作原理是压差控制器通过测压管对空调系统的供回水管的压差进行检测，根据其结果与设定压差值的比较，输出控制信号由电动执行机构通过控制阀杆的行程或转角改变调节阀的开度，从而控制供水管与回水管之间旁通管道的冷冻水流量，最终保证系统的压差恒定在设定的压差值。
当系统运行压差高于设定压差时，压差控制器输出信号，使电动调节阀打开或开度加大，旁通管路水量增加，使系统压差趋于设定值；当系统压差低于设定压差时，电动调节阀开度减小，旁通流量减小，使系统压差维持在设定值。
二选择调节阀应考虑的因素调节阀的口径是选择计算时最重要的因素之一，调节阀选型如果太小，在最大负荷时可能不能提供足够的流量，如果太大又可能经常处于小开度状态，调节阀的开启度过小会导致阀塞的频繁振荡和过渡磨损，并且系统不稳定而且增加了工程造价。
通过计算得到的调节阀应在10％－90％的开启度区间进行调节,同时还应避免使用低于10％。
另外，安装调节阀时还要考虑其阀门能力PV(即调节阀全开时阀门上的压差占管段总压差的比例)，从调节阀压降情况来分析，选择调节阀时必须结合调节阀的前后配管情况，当PV值小于0.3时，线性流量特性的调节阀的流量特性曲线会严重偏离理想流量特性，近似快开特性，不适宜阀门的调节。
压差旁通阀的选择计算
压差旁通阀的选择计算
1.流体性质：流体的性质对压差旁通阀的选择有重要影响。
如液体的
粘度、温度、压力等参数会影响阀门的材质选择和密封设计；气体的压缩
因子、流体速度等参数会影响阀门的流量特性和噪音产生。
2.流量要求：根据使用场景和流体的需求，选择合适的阀门口径和流
量范围。
大流量要求需要选择大口径的阀门，而小流量要求则可以选择小
口径的阀门。
3.压差范围：根据需要控制的压差范围选择阀门的设定压差范围。
一
般来说，压差旁通阀的设定压差范围一般为0.1-1.0MPa。
4.阀门类型：根据使用场景和控制要求选择合适的阀门类型。
常见的
压差旁通阀有直通式、旁通式和角式等。
5.材质选择：根据流体性质和工作环境选择合适的阀门材质。
常见的
材质有不锈钢、铸铁、铜、塑料等。
6.控制方式：根据需要选择手动控制、电动控制、气动控制等方式。
手动控制适用于小流量、低压差的场景；电动控制适用于大流量、高压差
的场景；气动控制适用于需要远程控制或自动控制的场景。
7.压损：在选择压差旁通阀时，需要考虑阀门的压损情况。
通过计算
阀门的压损系数，可以评估阀门在不同流量下的压力损失情况，从而选择
合适的阀门。
综上所述，选择合适的压差旁通阀需要综合考虑流体性质、流量要求、压差范围、阀门类型、材质选择、控制方式和压损情况等因素。
只有根据
实际情况进行综合分析和计算，才能选择到最合适的压差旁通阀。
中央空调压差旁通阀的介绍及作用
压差旁通阀电动压差旁通阀压差旁通阀分自力式压差旁通阀和电动压差旁通阀2种。
电动压差旁通阀是通过控制压差旁通阀的开度控制冷冻水的旁通流量，从而使供回水干管两端的压差恒定。
广泛应用于中央空调集分水器之间,热力泵供回水之间,可有效保持设备不被损坏。
电动压差旁通阀常用于气体或液体系统，控制气体或液体管路与回路之间的压差。
把电动压差旁通阀安装在系统水泵附件的旁通管路中，当系统压差增大而超过控制阀设定值时，阀门则进而开大，使更多的水流经旁通阀，从而使系统压差减小。
相反，压差的减小导致阀门开度减小从而使系统压差增加。
自力式压差旁通阀旁通阀又名自力式旁通压差阀，自力式自身压差控制阀自力式自身压差控制阀（旁通式-C）在控制范围内自动阀塞为关闭状态，阀门两端压差超过预设值，阀塞即自动打开。
并在感压膜的作用下自动调节开度，保持阀门两端压差相对恒定，依靠自身的压差工作，不需任何外来动力，性能可靠。
性能特点：自力式自身压差控制阀为电动压差控制阀替代产品。
其优点是无需外动力，靠系统本身压力工作，有效的提高了运行安全系数，比传统电动压差控制阀更为安全可靠，解决了电动压差控制阀对电的信赖和电路出现问题造成机组损伤的机率，并且自力式自身压差控制阀便于安装，节省费用。
自力式自身压差控制阀的用途：自力式自身压差控制阀应用于冷（热）源机组的保护。
安装于集、分水器之间旁通管上，当用户侧部此经过，以保证机组流量不小于限制值。
自力式自身压差控制阀应用于集中供热系统中以保证某处散热设备不超压或不倒空。
比如某系统高低差较大，且不分高低区系统，这时如按高处定压，低处散热设备可能压爆；如按低处定压，高处倒空。
这种情况如热源在低外可在进入高区分支水管加增压泵，回水管加压差阀使高区压力经过提升后，由阀门再降到低区回水压力；如热源在高处可进入低区供水管加装压差阀，回水加增压泵，使通过阀门压力降低的循环水能回到系统中。
空调系统中旁通阀的作用和原理：空调系统的的压差旁通阀是用在冷水机组的集水器与分水器之间的主管道上的，其原理是通过压差控制器感测集水器与分水器两端水压力，然后根据测试到的压力计算出差值，再由压差控制器根据计算出的差值与预先设定值进行比较决定输出方式，以控制阀门是增加开度或减少开度，从而来调节水量，以达到平衡主机系统的水压力的目的。
中央空调冷冻水系统压差旁通阀的选型与计算
中央空调冷冻水系统压差旁通阀的选型与计算为保证中央空调冷冻水系统中冷水机组的流量基本恒定；冷冻水泵运行工况稳定，一般采用的方法是：负荷侧设计为变流量，控制末端设备的水流量，即采用电动二通阀作为末端设备的调节装置以控制流入末端设备的冷冻水流量。
在冷源侧设置压差旁通控制装置以保证冷源部分冷冻水流量保持恒定，但是在实际工作中，由于设计人员往往忽视了调节阀选择计算的重要性，在设计过程中，一般只是简单的在冷水机组与用户侧设置了旁通阀，其旁通管管径的确定以及旁通调节阀的选择未经详细计算，这样做在实际运行中冷水机组流量的稳定性往往与设计有较大差距，旁通装置一般无法达到预期的效果，为讲来的运行管理带来了不必要的麻烦，本文就压差旁通调节阀的选型计算方法结合实际工程做一简要分析和说明。
01、压差旁通调节装置的工作原理压差调节装置由压差控制器、电动执行机构、调节阀、测压管以及旁通管道等组成，其工作原理是压差控制器通过通过测压管对中央空调系统的供回水管的压差进行检测，根据其结果与设定压差值的比较，输出控制信号由电动执行机构通过控制阀杆的行程或转角改变调节阀的开度，从而控制供水管与回水管之间旁通管道的冷冻水流量，最终保证系统的压差恒定在设定的压差值。
当系统运行压差高于设定压差时，压差控制器输出信号，使电动调节阀打开或开度加大，旁通管路水量增加，使系统压差趋于设定值；当系统压差低于设定压差时，电动调节阀开度减小，旁通流量减小，使系统压差维持在设定值。
02、选择旁通调节阀应考虑的因素调节阀的口径是选择计算时最重要的因素之一，调节阀选型如果太小，在最大负荷时可能不能提供足够的流量，如果太大又可能经常处于小开度状态，调节阀的开启度过小会导致阀塞的频繁振荡和过渡磨损，并且系统不稳定而且增加了工程造价。
通过计算得到的调节阀应在10％－90％的开启度区间进行调节，同时还应避免使用低于10％。
另外，安装调节阀时还要考虑其阀门能力PV（即调节阀全开时阀门上的压差占管段总压差的比例），从调节阀压降情况来分析，选择调节阀时必须结合调节阀的前后配管情况，当PV值小于0.3时，线性流量特性的调节阀的流量特性曲线会严重偏离理想流量特性，近似快开特性，不适宜阀门的调节。
压差旁通阀的选择计算
四 调节阀选型实例ﻫﻫ 某写字楼共十二层,建筑面积约为11０００平米,层高3．6米,采用一台约克螺杆冷水机组，制冷量为1122ＫW。ﻫ
（1）压差的确定ﻫﻫ 经水力计算,系统在最小负荷（旁通管处于最大负荷)情况下总阻力损失Ｈ约为2３5ＫＰａ在系统冷冻水供回水主干管处设置压差旁通控制装置，旁通管处冷源侧水管道阻力损失为80KPa,末端最不利环路阻力损失为1５5 KPａ。ﻫﻫ (２)通调节阀水量计算:ﻫ
经过计算知,该空调系统在其最小支路循环时，其负荷为最小负荷，约为总负荷的35%,利用公式(1) Ｇ=（Q-Ｑmｉn)*3.6／CP*⊿T，算得所需旁通得最大流量为125．4m３/h，再由最不利环路压差１55 KＰa。ﻫ
ﻫ 压差旁通调节装置示意图如下：ﻫﻫﻫﻫ （1)确定调节阀压差值(⊿P）
如上图所示,作用在调节阀上的压差值就是Ｅ和F之间的压差值,由于Ｃ-D旁通管路与经过末端用户的D-U-C管路的阻力相当，所以E－F之间的压差值应等于D-U-Ｃ管路压差(指末端用户最不利环路压差)减去C-Ｅ管段和F-Ｄ管段的压差值。ﻫﻫ (2)计算调节阀需要旁通的最大和最小流量
调节阀的口径是选择计算时最重要的因素之一，调节阀选型如果太小,在最大负荷时可能不能提供足够的流量，如果太大又可能经常处于小开度状态，调节阀的开启度过小会导致阀塞的频繁振荡和过渡磨损,并且系统不稳定而且增加了工程造价。
ﻫ 通过计算得到的调节阀应在10%－9０％的开启度区间进行调节,同时还应避免使用低于１0%。ﻫ
西尔瓦克800X压差平衡（旁通）阀说明书
800X压差平衡（旁通）阀说明书产品简介本公司生产的压差（旁通）阀主要应用于空调系统供／回水之间，保证供／回水之间的压差于一固定值，提高系统能量的利用率，降低噪音，以及防止过大压差对系统设备的损坏，800X压差平衡（旁通）阀优越于其他平衡阀的地方在于它没有执行机构。
完全靠介质自身的压力差来达到平衡系统的功能，节约能源及安装空间，是一种智能型阀门。
该阀由主阀、压差向导阀、针形阀、球阀、微型过滤器等组成。
如下图所示。
主要零件与材料序名称材料序号名称材料号1螺塞碳钢10压力表组合件2阀体铸铁、铸钢、不锈钢11吊环碳钢3阀杆2Cr1312球阀铜合金4螺母不锈钢13压簧50CrVA 5密封圈橡胶14压差向导阀铜合金6阀盘碳钢15螺柱、螺母不锈钢7膜片压板铸铁、碳钢16针形阀铜合金8橡胶膜片丁腈橡胶１７压力表组合件9阀盖铸铁、铸钢、不锈钢１８微型过滤器不锈钢部分产品主要结构尺寸（模具更改恕不另行通知）DN L PN10PN16PN25Z-ΦdD D1D2D D1D2D D1D2PN10PN1.6PN25502051651251001651251001651251004-184-184-18 652161851451201851451201851451204-184-188-18 802402001601352001601352001601358-188-188-18 1002802201801552201801552351901608-188-188-22 1253302502101852502101852702201888-188-188-26 1503602852402102852402103002502188-228-228-26 2004203402952653402952653603102788-2212-2212-26 25050039535032040535532042537033212-2212-2612-30 30053044540036846041037548543039012-2212-2616-30 35062050546042852047043655549044816-2216-2616-32 40070056551548258052348562055050516-2616-3016-36 45074561556553264058554567060055520-2620-3020-36 50081067062058571565060873066061020-2620-3420-36 60092078072568584084077084577071820-3020-3620-41工作原理：当主阀进出口间压差变化时，接管A与接管B间压差发生变化，此压差通过接管作用于导阀膜片两侧，改变导阀的开度。
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压差旁通阀压差值再设定的理论计算
摘要：对压差旁通阀的压差值进行了理论计算，计算结果表明在部分主机运行时，其压差值不需要再设定。
关键词：压差旁通阀；压差值；理论计算
Abstract: the by-pass to differential pressure of the pressure differential calculation theory, the calculation results show that in some parts of the host is running, th e pressure differential don’t need to set.
Keywords:pressure differential bypass valve; Pressure differential; Theoretical calculation
一、引言
参考文献[1]明确提出冷、热压差旁通阀宜分开设置，若要冬、夏共用，则压差控制器应能便于进行冬季控制值的再设定。
由此可见，由于冬夏季流量的变化以及流体密度的变化导致了压差旁通阀两端压差设定值的变化，从而需要按照季节来重新设定压差值。
那么对于多台冷水机组并联运行的实际情况，当只有部分机组投入运行时，其流量也发生了变化，那么其压差值是否需要重新设定呢？在现实中不同的人会有不同的看法。
本文拟对这一情况进行理论分析。
在实际工程中，主机一般为2~4台，本文就2台主机1台运行、3台主机2台或1台运行、4台主机3台、2台或1台运行等六种情况进行理论计算及分析。
二、计算模型的建立与分析
空调系统的原理图如下所示。
为简化模型，图示中只画了2台主机，3台或者4台主机时只需要增加主机数量就行，原理没有变化。
另外为了简化计算，采用了主机与水泵一一对应的接管方法。
三、设计状态时的理论分析
假设在设计状态时系统总流量为G，水泵扬程为H。
每一个主机与水泵支路的阻力系数为S0，A、B两点间的并联总阻力为SAB，管段AC、BD的总阻力系数为S1，管段CE、DF的总阻力系数为S2，末端的总阻力系数为SM，设计状态下E、F两点的控制压差为△P。
按照参考文献2的结果，为简化计算，假设E点靠近C点，F点靠近D点。
在实际工程中这一点也很容易实现。
因而S2 的取值为0。
在设计流量时，旁通量为零，则有如下表达式：
H = △P + （S1+SAB）×G2 ( 1 )
其中
△P = SM×G2
SAB = S0/4[由（SAB）-0.5=（S0）-0.5+（S0）-0.5推出]
四、单机满负荷运行时的理论分析
随着末端冷负荷的逐步减小，末端阀门逐渐关小或关闭，末端系统阻力变大，设此时末端总阻力系数为SM′，假设水泵在理想水力工况下并联运行，则单台主机满负荷运行时，系统总流量为G/2，水泵扬程为H。
其他管段阻力系数不变。
并设此时E、F两点的控制压差为△P′。
单台机组满负荷运行时，旁通量也应为零，则有如下表达式：
H = △P ′+（S1+SAB）×（G/2）2(2 )
其中
△P′ = SM′×（G/2）2
SAB = S0
五、计算结果及其分析
由表达式（1）减去表达式（2），可以得到:
SM′ = 4SM +3 S1从而有：
△P′ = △P +3 S1（G/2）2
由于在实际工程中S1很难做到为零，所以有：△P′＞△P
这就意味着，如果不重新设定压差旁通阀的压差值，则在单台机组满负荷运行时，旁通管中会有旁通流量产生，即末端的实际水流量会小于末端所需要的水流量。
按照公式G2 =△P/SM可以算出此时末端的实际流量GS为：
GS = （△P/ SM′）0.5= [△P/（4SM +3 S1）]0.5
=（G/2）×[4△P/（4△P+3 S1×G2）]0.5 (3 )
显然GS小于G/2，其值与管段AC、BD的总阻力系数S1有关，或者说和管段AC、BD的总阻力与末端的总阻力的比有关。
可见，如想减小这种影响，就应尽量减小S1的值，即尽量把压差旁通阀安装在靠近主机和水泵的地方。
当主机数量为3或4台时，进行类似的计算，结果如表1~2：
表1：不同主机数量时的SM′值
那么如果不重新设定压差值，这种影响会有多大？是否一定需要重新设定？
若假设主机的数量是m，运行的主机数量是n，从上述结果可以观察到，
△P′-△P = （m2-n2）S1 G2/m2。
可见其差值永远小于S1 G2。
由于该差值越大，旁通量越大，为简化计算，不论是哪一种情况，都取S1 G2 作为该差值。
假设部分机组满负荷运行时的理论流量为GL，通过末端的实际流量为GS，由式（3）有：
GS = GL×[△P/（△P+ S1×G2）]0.5
在实际工程中，根据水管的长度和项目的具体情况，△P的值会有所不同，如果水管的比摩阻满足参考文献1 的要求的话，△P的值大约在12~25mH2O之间，而S1×G2 的值则比较小，大约在0.2~1mH2O之间。
于是[△P/（△P+ S1×G2）]0.5的值大约在0.996~0.961之间。
根据表冷器的实际静特性曲线可知，在水的流量大于90%设计流量时，换热量的变化值小于2%。
由此可见，在部分主机运行时，即使不重新设定压差旁通阀的压差值，流量的减少对末端表冷器的换热量的影响是很小的，在实际工程中可以忽略不计。
六、结论
本文对部分主机满负荷运行时压差旁通阀的压差值进行了理论计算，结果表明，其压差值大于设计状态下的压差值，如不重新设定，会产生一定的旁通流量，
但是这部分流量所占总流量的比例不大，对末端盘管换热量的影响也更小，在实际工程中完全可以忽略不计，因而可以认为，在上述情况下，压差旁通阀的压差值不需要重新设定。
参考文献
[1]建设部工程质量安全监督与行业发展司，中国建筑标准设计研究所，编. 全国民用建筑工程设计技术措施（暖通空调•动力）. 北京：中国计划出版社，2003
[2]潘云钢. 高层民用建筑空调设计. 北京：中国建筑工业出版社，2002
[3]贺平，孙刚，编. 供热工程. 北京：中国建筑工业出版社，1993
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。