浅谈压差控制阀在分户计量双管供暖系统中的应用

1、浅谈压差控制阀在分户计量双管供暖系统中的应用内容来源自网络摘要本文对压差控制阀在分户计量双管供暖系统中的3个应用方案进行了分析，给出了各方案的选择原则，并指出分户计量双管供暖系统在设计工况下进行水力计算时，自然作用压头可以不予考虑，户内和户外系统应采用异程式摘要本文对压差控制阀在分户计量双管供暖系统中的3个应用方案进行了分析，给出了各方案的选择原则，并指出分户计量双管供暖系统在设计工况下进行水力计算时，自然作用压头可以不予考虑，户内和户外系统应采用异程式。关键词压差控制阀分户热计量双管供暖系统应用一、概述在分户计量双管供暖系统中，为充分利用家用电器、灯光和人体等自由热量，通常是在每一组散热器上

2、安装预设定型温控阀，因此整个系统是变流量运行，作用在温控阀上的压差随着流量的改变而发生变化。当其实际压差较大温控阀就可能产生噪音，尤其是在房间热负荷较小时，温控阀会频繁开关，产生振荡。振荡除引起不必要的磨损外，还导致回水温度升高，并影响系统中的其它温控阀，因此在一个设计良好的分户计量双管供暖系统中，一方面应使用系统中每个温控阀的热权度总是大于等于1，另一方面温控阀上所随的实际压差还应该保持在它的答应范围内。压差控制阀也称为自力式压差控制阀，在变流量系统中，它通过感应供热管道系统中两点的压力，可以使被控环路的压差保持恒定，保证被控环路中调节阀门的正常工作，那么在分户计量双管供暖系统设计时，控制阀

3、应如何布置呢？通常有以下三个方案：a.压差控制阀仅在设在建筑物供暖引入口，控制供暖引入口的压差为定值。b.在下供下回式双管系统中，压差控制阀设在每组共用立管的起始端，控制立管的压差为定值。c.压差控制阀设在每一户的引入口，控制户内系统的压差为定值。目前，在实际设计中，这3个方案应如何选择，争议颇多，仅就保证温控阀平稳工作而言，方案1最差，但其初投资最少；方案3最好，但其初投资最高；方案2介于方案1和3之间。下面就针对这3个方案进行一些分析，希望为工程人员设计时，方案的选择提供一些有益的建议。另外应说明的是：本文所讨论的双管供暖系统是指户内、户外都为双管的系统。二、方案分析1方案1：压差控制阀仅

4、设在建筑物的供暖引入口由于是双管系统，因此以户为单位，供暖系统内各户之间是并联关系。每一用户户引入口作用压差PS可以由下式计算：PS=P1+P2-P3式中：P1-建筑物供暖引入口压差控制阀控制压差；P2-所计算用户随的自然作用压头；P3-从供暖引入口压差控制阀的压差控制点到所计算用户户引入口之间供回水管路的阻力损失。式中各参数的讨论建筑物供暖引入口压差控制阀控制压差P1在系统运行过程中，P1是定值，它取决于设计工况下，供暖系统最不利环路中，从供暖引入口压差控制点到最末端用户户引入口之间供回水管路的阻力损失，最末端用户户内系统的总阻力损失以及最末端用户所随的自然作用压头。根据式有：用户所随的自然

5、作用压头P2P2取决于用户所处的楼层以及供回水立管中供回水温度。在系统的运行过程中，P2是一个不断变化的量，因此在设计工况下，根据式计算户引入口作用压差PS时，其自然作用压头P2应取最小值。因为假如取值较大，那么根据式所计算的户引入口作用压差PS就较大，在根据PS设计户内系统时，其管道和温控阀的阻力损失就可能较大，当实际的自然作用压头P2小于所选定值时，户引入口作用压差PS就会低于设计值，导致温控阀上的实际压差小于设计值，此时，温控阀即使全开，散热器所提供的热量仍不足以维持设计室温，所以在设计工况下，自然作用压头P2应取最小值。这样，在实际运行时，自然作用压头P2总是大于等于最小值，因此能保证

6、温控阀的热权度总是大于等于1，房间温度总是能达到设计值。不过，由于自然作用压头P2的影响因素较多，要确定每一用户的最小值通常都很困难，因此为便于设计，在设计工况下计算户引入口作用压差PS时，自然作用压头P2可以不考虑。从供暖引入口压差控制阀的压差控制点到所计算用户户引入口之间供回水管路的阻力损失P3在变流量系统中，供回水管路的阻力损失P3是一变量，它取决于管路中的流量以及管路的长度。在设计工况下，其值最大，当管路中的流量趋近于零时，P3也趋近于零。同一供暖系统当采用同程式时，其P3一般比采用异程式更大，因此根据式可知；各用户由P3所引起的PS波动，同程式比率经异程式系统更大，由此可见，设计时应

7、选择异程式系统。户引入口作用压差PS对于双管系统，在散热器热负荷一定的情况下，当户引入口作用压差PS大于设计值时，由于散热器上温控阀的调节作用，户内系统各管段的流量会保持不变，因此各管段的阻力损失也不变，户引入口作用压差PS的增加值会等量地作用在户内系统每一个温控阀上。由此可见，在系统设计时，只要保证运行过程中，户引入口作用压差PS总是大于等于设计工况下户内系统总阻力损失，就可以保证在任何情况下，温控阀上的实际压差总是大于等于设计工况下的设计值，因此温控阀的热权度总是大于等于1，用户随时能获得设计所要求的室温。那么应如何设计才能使户引入口作用压差PS总是大于等于设计工况下户内系统总阻力损失呢？

8、根据前面的分析可知：在设计工况下进行设计时，自然作用压头可以不考虑，管路的阻力损失P3为最大。而在实际运行过程中，由于存在自然作用压头，管路的阻力损失P3又较小，故根据式可知：运行过程中，户引入口作用压差总是大于等于设计工况下的户引入口作用压差，因此在设计工况下，只要使户引入口作用压差大于等于户内系统的总阻力损失，那么运行过程中，户引入口作用压差就总是大于等于设计工况下户内系统的总阻力损失。而这一点在设计工况下进行水力计算时，可以很轻易做到。另外，由于户引入口作用压差PS的波动反映了户内系统每个温控阀上作用压差的波动，因此只要控制户引入口的作用压差PS的最大值，就能够保证运行过程中温控阀不超过

9、它的最大工作压差。根据文献【34】可知：在设计工况下，户内系统包括热表和锁闭调节阀的阻力一般不应超过30kPa，因此在运行过程，只要控制PS的最大值不超过30kPa，就能保证温控阀的正常工作。方案1分析的小结通过前面的分析可知：为保证运行过程中，温控阀上的实际作用压差不超过其正常工作最大压差，用户引入口的最大作用压差不超过30kPa，因此根据式有：PS=P1+P2-P3kPa从上式可知：当P3=0时，户引入口的作用压差PS最大，故根据上式有：P130-P2kPa上式中，对于自然作用压头P2，在设计工况下，各用户所随的值最大，并且其最大值可以由下式计算：P2=gHkPa式中：H-上供下回式双管系

10、统中，为建筑物的高度；下供上回式双管系统中，为建筑物的高度减去建筑物顶层的层高，m。h、g-设计工况下，供回水温度所对应的水的密度，kg/m3。故有P130-gH/1000kPa因此，当仅在供暖引入口设压差控制阀时，其控制压差必须小于等于30-gH/1000kPa，才能保证系统运行过程中，温控阀上的作用压差能够小于其正常工作的最大压差。另外，由于设计工况下进行水力计算时，不考虑自然作用压头，故根据式有：由此可见，只有当设计工况下最不利环路的阻力损失小于30-gH/1000kPa时，才可以采用方案1。2方案2：在每组共用立管上设压差控制阀本方案只适应于供下回式双管系统。参照前面对式各参数的分析，

11、方案2在设计工况下进行水力计算时，其自然作用压头同样可以不考虑，因此压差控制阀的控制压差P1等于共用立管上最不利环路在设计工况下的阻力损失，其中为为立管上压差控制点到户引入口之间供回水管路的阻力损失，另外，为保证共用立管上各用户在运行过程中户引入口作用压差PS不超过30kPa，P1同样应小于等于30-gHh-g）/1000kPa，当P1大于该值时，就不应采用方案2。3方案3：在每户引入口设压差控制阀对于大型的供暖系统，当无法采用方案1和2时，就应采用本方案。其压差控制阀的控制压差P1等于户内系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失，其中包括户用热表和锁闭调节阀的阻力，P1应小于等于30kPa【3

12、4】。此时，各共用立管上只需设截止阀或闸阀，起关闭作用。在本方案中，由于压差控制阀的调节作用，在系统的运行过程中，自然作用压头和系统流量的变化，不会对户内系统温控阀的工作产生影响。不过，为了在运行过程中保证压差控制阀的正常工作，其资用压差应始终大于等于其设计压差。压差控制阀的设计压差应等于设计工况下其本身的阻力与其控制压差之和，因此在设计工况下进行户外共用立管和供回水干管的水力计算时，自然作用压头可作为安全裕量，不予考虑。因为假如要考虑自然作用压头，一方面会使水力计算更复杂，另一方面自然作用压头不恰当的取值，会导致运行过程中，压差控制阀的资用压差小于其设计压差，有可能导致压差控制阀即使全开，通

13、过的流量也不能满足用户要求。另外在设计时应注重的是：供暖系统中所使用的压差控制阀一般都有最大工作压差限制，当作用在阀上的实际压差超过其最大工作压差时，阀就会被压坏，因此在使用方案2和3时，假如运行过程中，室外管网在供暖引入口的资用压差会超过供暖系统中所使用压差控制阀的最大工作压差时，就必须在供暖引入口设其它型号的压差控制阀，控制整个供暖系统的压差。此时，该压差控制阀的控制压差应等于供暖系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失。4户内和户外系统形式对于户内系统，根据前面对供回水管路阻力损失P3分析的相同理由，为减少运行过程中，温控阀作用压差的波动范围，应选择异程式系统。对于方案2和3的户外系统，也

14、建议采用异程式系统。因为同一供暖系统，当采用异程式时，其系统的总阻力损失一般要比采用同程式更小。这样，可以减小供暖系统引入口所需要的资用压头。三、结论分户计量双管供暖系统在设计工况下进行水力计算时，其自然作用压头可以不考虑，户内和户外系统应采用异程式。选用方案1时，其压差控制阀的控制压差P1应等于供暖系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失，并且P1应小于等于30-gHh-g）/1000kPa。选用方案2时，其压差控制阀的控制压差P1应等于立管上最不利环路在设计工况下的总阻力损失，并且P1也应小于等于30-gHh-g）/1000kPa。方案3适应于大型供暖系统，其压差控制阀的控制压差P1应等于户

15、内系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失，并且包括户用热表和锁闭调节阀的阻力，P1应小于等于30kPa。参考文献1戈特磨擦勒，雷纳特奥贝尔，编著，供暖控制技术，北京：中国建材工业出版社，19982贺平，孙刚，编著，供热工程，北京：中国建材工业出版社，1993采购前阀门选型的步骤和依据：在流体管道系统中，阀门是控制元件，其主要作用是隔离设备和管道系统、调节流量、防止回流、调节和排泄压力。由于管道系统选择最适合的阀门显得非常重要，所以，了解阀门的特性及选择阀门的步骤和依据也变得至关重要起来。阀门行业到目前为止，已能生产种类齐全的闸阀、截止阀、节流阀、旋塞阀、球阀、电动阀、隔膜阀、止回阀、安全阀、减

16、压阀、蒸汽疏水阀和紧急切断阀等12大类、3000多个型号、4000多个规格的阀门产品；最高工作压力为600MPa，最大公称通径达5350mm，最高工作温度为1200，最低工作温度为-196，适用介质为水、蒸汽、油品、天然气、强腐蚀性介质（如浓硝酸、中浓度硫酸等）、易燃介质（如笨、乙烯等）、有毒介质（如硫化氢）、易爆介质及带放射性介质（金属钠、-回路纯水等）。阀门承压件材质铸铜、铸铁、球墨铸铁、高硅铸铁、铸钢、锻钢、高、低合金钢、不锈耐酸钢、哈氏合金、因科镍尔、蒙乃尔合金、双相不锈钢、钛合金等。并且能够生产各种电动、气动、液动阀门驱动装置。面对如此众多的阀门品种和如此复杂的各种工况，要选择管道系

17、统最适合安装的阀门产品，我以为，首先应了解阀门的特性；其次应掌握选择阀门的步骤和依据；再者应遵循选择阀门的原则。1阀门的特性一般有两种，使用特性和结构特性。使用特性：它确定了阀门的主要使用性能和使用范围，属于阀门使用特性的有：阀门的类别（闭路阀门、调节阀门、安全阀门等）；产品类型（闸阀、截止阀、蝶阀、球阀等）；阀门主要零件（阀体、阀盖、阀杆、阀瓣、密封面）的材料；阀门传动方式等。结构特性：它确定了阀门的安装、维修、保养等方法的一些结构特性，属于结构特性的有：阀门的结构长度和总体高度、与管道的连接形式（法兰连接、螺纹连接、夹箍连接、外螺纹连接、焊接端连接等）；密封面的形式（镶圈、螺纹圈、堆焊、喷

18、焊、阀体本体）；阀杆结构形式（旋转杆、升降杆）等。2选择阀门的步骤和依据大体如下：选择步骤明确阀门在设备或装置中的用途，确定阀门的工作条件：适用介质、工作压力、工作温度等等。确定与阀门连接管道的公称通径和连接方式：法兰、螺纹、焊接等。确定操作阀门的方式：手动、电动、电磁、气动或液动、电气联动或电液联动等。根据管线输送的介质、工作压力、工作温度确定所选阀门的壳体和内件的材料：灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、碳素钢、合金钢、不锈耐酸钢、铜合金等。确定阀门的型式：闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、节流阀、安全阀、减压阀、蒸汽疏水阀、等。确定阀门的参数：对于自动阀门，根据不同需要先确定允许流阻、排放能力、背压等，

19、再确定管道的公称通径和阀座孔的直径。确定所选用阀门的几何参数：结构长度、法兰连接形式及尺寸、开启和关闭后阀门高度方向的尺寸、连接的螺栓孔尺寸和数量、整个阀门外型尺寸等。利用现有的资料：阀门产品目录、阀门产品样本等选择适当的阀门产品。选择阀门的依据在了解掌握选择阀门步骤的同时，还应进一步了解选择阀门的依据。所选用阀门的用途、使用工况条件和操纵控制方式。工作介质的性质：工作压力、工作温度、腐蚀性能，是否含有固体颗粒，介质是否有毒，是否是易燃、易爆介质，介质的黏度等等。对阀门流体特性的要求：流阻、排放能力、流量特性、密封等级等等。安装尺寸和外形尺寸要求：公称通径、与管道的连接方式和连接尺寸、外形尺寸

20、或重量限制等。对阀门产品的可靠性、使用寿命和电动装置的防爆性能等的附加要求。（在选定参数时应注意：如果阀门要用于控制目的，必须确定如下额外参数：操作方法、最大和最小流量要求、正常流动的压力降、关闭时的压力降、阀门的最大和最小进口压力。）根据上述选择阀门的依据和步骤，合理、正确地选择阀门时还必须对各种类型阀门的内部结构进行详细了解，以便能对优先选用的阀门做出正确的抉择。管道的最终控制是阀门。阀门启闭件控制着介质在管道内的流束方式，阀门流道的形状使阀门具备一定的流量特性，在选择管道系统最适合安装的阀门时必须考虑到这一点。如下为选择阀门应遵循的原则：截止和开放介质用的阀门流道为直通式的阀门，其流阻较小，通常选择作为截止和开放介质用的阀门。向下闭合式阀门（截止阀、柱塞阀）由于其流道曲折，流阻比其他阀门高，故较少选用。在允许有较高流阻的场合，可选用闭合式阀门。控制流量用的阀门通常选择易于调节流量的阀门作为控制流量用。向下闭合式阀门（如截止阀）适于这一用途，因为它的阀座尺寸与关闭件的行程之间成正比关系。旋转式阀门（旋塞阀、蝶阀、球阀）和挠曲阀体式阀门（夹紧阀、隔膜阀）也可用于节流控制，但通常只能在有限的阀门口径范围内适用。闸阀是以圆盘形闸板对圆形阀座