計(jì)量供熱系統(tǒng)在裝入溫控閥以后成為變流量系統(tǒng)，要采用合理的入口調(diào)控裝置才能發(fā)揮節(jié)能的作用，針對(duì)現(xiàn)有的戶內(nèi)系統(tǒng)選擇合理的設(shè)備。

一、前言

　　節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，是可持續(xù)發(fā)展的主題。我國(guó)城市供熱系統(tǒng)耗能巨大，能量有效利用率低。研究適合我國(guó)供熱特點(diǎn)和現(xiàn)狀的供熱系統(tǒng)和調(diào)節(jié)技術(shù)，已成為當(dāng)務(wù)之急。

　　隨著計(jì)量供熱的不斷推進(jìn)，我國(guó)的供熱系統(tǒng)正在不斷完善。為了保證供暖質(zhì)量，滿足舒適性要求，同時(shí)節(jié)約能源，在散熱器上安裝溫控閥，實(shí)現(xiàn)了供熱系統(tǒng)的自主調(diào)節(jié)，供熱系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)的變流量(抑或定流量)系統(tǒng)。為適應(yīng)熱網(wǎng)水力工況的變化和保證供熱質(zhì)量，系統(tǒng)中均應(yīng)配置正確的控制調(diào)節(jié)裝置才能發(fā)揮作用，否則，會(huì)使系統(tǒng)不僅達(dá)不到調(diào)節(jié)要求，有時(shí)還會(huì)起反作用。

二、平衡閥的工作原理

　　(一)靜態(tài)平衡閥

　　平衡閥實(shí)際上起一種初調(diào)節(jié)的作用。從調(diào)節(jié)基本原理上看，平衡閥實(shí)際上就是一種有開(kāi)度指示的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。在平衡閥的上游、下游端各裝一個(gè)測(cè)壓孔，用來(lái)測(cè)量流體通過(guò)閥門的壓降。使用時(shí)，測(cè)得閥門壓降和讀出開(kāi)度，即可算得通過(guò)閥門的流量。平衡閥初始調(diào)整時(shí)，是根據(jù)設(shè)計(jì)工況下各個(gè)管路的流量來(lái)調(diào)節(jié)的。當(dāng)全部平衡閥初始調(diào)整完成后，且在管路阻力系數(shù)不再發(fā)生變化的情況下，各管路的流量分配比例保持不變。

　　(二)自力式流量控制閥

　　不需要外接動(dòng)力，依靠流體流動(dòng)的特性，在上或下游的阻力在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化時(shí)，它可以通過(guò)管道內(nèi)壓力的變化自行調(diào)節(jié)開(kāi)度，從而使流量基本保持不變。是一種動(dòng)態(tài)平衡閥。

　　(三)自力式壓差控制閥

　　自力式壓差控制閥的特點(diǎn)與自力式流量控制閥類似，也是一種動(dòng)態(tài)平衡閥。它不需要外接動(dòng)力，僅依靠流體流動(dòng)的特性，在上或下游的阻力在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化時(shí)，它可以通過(guò)管道內(nèi)壓力的變化自行調(diào)節(jié)開(kāi)度，從而使流體通過(guò)閥心時(shí)壓降的變化來(lái)彌補(bǔ)管路阻力的變化，使用戶的入口壓差基本保持不變。

三、住宅建筑不同戶內(nèi)采暖系統(tǒng)形式平衡閥的選擇

　　在實(shí)施了熱計(jì)量以后，戶內(nèi)采暖系統(tǒng)通常可以分為兩類：一類是有共用立管且戶內(nèi)為雙管系統(tǒng)，另一類是帶跨越管的垂直單管系統(tǒng)或者是有共用立管且戶內(nèi)為帶跨越管的水平單管系統(tǒng)(如圖1、圖2)。在溫控閥調(diào)節(jié)后，這兩類系統(tǒng)對(duì)總流量的影響是不相同的。

圖1 水平雙管式系統(tǒng) 圖2 水平單管跨越式系統(tǒng)

　　(一)雙管系統(tǒng)

　　1、自力式流量控制閥

　　隨著室內(nèi)負(fù)荷的變化，溫控閥將隨之而自動(dòng)變化。這樣通過(guò)散熱器的流量也隨之變化，這就意味著熱網(wǎng)的流量隨時(shí)都在變化，應(yīng)選用動(dòng)態(tài)平衡閥。

　　自力式流量控制閥的功能是在工況發(fā)生變化時(shí)盡量保持該管路的流量不變。裝溫控閥后管路流量在不斷變化，顯然與自力式流量控制閥的作用相矛盾。如果在裝溫控閥的管路上再裝自力式流量控制閥，對(duì)溫控閥的調(diào)節(jié)作用有害而無(wú)一利。當(dāng)某一用戶室內(nèi)負(fù)荷減少時(shí)，溫控閥自動(dòng)關(guān)小，則相應(yīng)管路流量應(yīng)減少;但如果該管路有自力式流量控制閥，則自力式流量控制閥感知流量減少后會(huì)自動(dòng)開(kāi)大，從而使管路流量增加達(dá)到其保持管路流量不變的目的。這時(shí)管路流量的相對(duì)增大(實(shí)際是保持原流量不變)，又導(dǎo)致溫控閥的進(jìn)一步關(guān)小，如此形成循環(huán)，最后導(dǎo)致溫控閥關(guān)到最小，而室內(nèi)溫度仍可能高于要求，反之亦然。因此，裝溫控閥的有共用立管且戶內(nèi)為雙管的系統(tǒng)不能再裝自力式流量控制閥。

　　2、自力式壓差控制閥

　　自力式壓差控制閥和溫控閥相配合能夠很好地保證溫控閥正常發(fā)揮作用。圖2對(duì)應(yīng)的用戶負(fù)荷減少時(shí)其溫控閥關(guān)小，相對(duì)應(yīng)的管路流量減少，因此造成總流量減少，系統(tǒng)水壓圖發(fā)生變化。如圖2中的實(shí)線表示溫控閥沒(méi)有調(diào)整之前的水壓分布，△P為用戶所要求的資用壓頭;虛線表示溫控閥調(diào)整之后的水壓分布。由于總流量減少，干管上壓力損失也減少，外網(wǎng)給用戶處所提供的資用壓頭提高到△P'。如果用戶沒(méi)有裝自力式壓差控制閥，則由于外網(wǎng)提供的資用壓頭增大，溫控閥又會(huì)進(jìn)一步關(guān)小，如此反復(fù)形成正反饋，使溫控閥無(wú)法正常發(fā)揮其功能。但如果裝自力式壓差控制閥，自力式壓差控制閥可以根據(jù)壓差的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)關(guān)小，壓差控制閥消耗掉2倍的△P''，使外網(wǎng)提供給的用戶資用壓頭(△P'-2X△P'')基本保持不變，仍等于△P這樣就不會(huì)對(duì)溫控閥形成正反饋的影響。

圖3 水壓圖

　　(二)單管跨越式系統(tǒng)

　　帶跨越管的垂直單管系統(tǒng)，由于溫控閥的作用，使通過(guò)散熱器的流量隨室內(nèi)負(fù)荷變化而變化，一定比例的用戶調(diào)節(jié)將造成一同的流量變化再7%以內(nèi)變化，所以可以認(rèn)為單管跨越式系統(tǒng)為定流量系統(tǒng)。因此，此時(shí)熱網(wǎng)基上是在定流量運(yùn)行。

　　靜態(tài)平衡閥調(diào)節(jié)，實(shí)際上是初調(diào)節(jié)，即在調(diào)節(jié)完成后保持各支路流量的分配比例達(dá)到要求，但當(dāng)供熱網(wǎng)增加新用戶或原有用戶工況發(fā)生變化后，流量分配比例發(fā)生了變化，因此又需要進(jìn)行重新調(diào)整。同時(shí)，在調(diào)節(jié)過(guò)程中由于各個(gè)用戶之間的耦合關(guān)系，如把一個(gè)用戶流量調(diào)整到了設(shè)計(jì)要求值，但當(dāng)調(diào)節(jié)另一個(gè)用戶后，由于耦合作用，第一個(gè)用戶的流量又發(fā)生了變化，如耦合嚴(yán)重，還需要重新調(diào)整第一個(gè)用戶。因此，利用這種調(diào)節(jié)方法，在各個(gè)用戶耦合嚴(yán)重時(shí)一定要作好解耦處理。

　　1、自力式流量控制閥

　　自力式流量控制閥的作用不是保證流量分配比例，而是保證該閥門所負(fù)責(zé)的支路上流量保持不變。因此當(dāng)供熱網(wǎng)增加新用戶后，原有支路的流量受到影響后它可以自動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)適應(yīng)這種變化，從而保持該支路的流量不變，原有支路的自力式流量控制閥不需要重新進(jìn)行調(diào)整。

　　2、自力式壓差控制閥

　　自力式壓差控制閥與自力式流量控制閥類似，它能夠保證該閥門所負(fù)責(zé)的支路上壓差保持不變。因此當(dāng)供熱網(wǎng)增加新用戶后，原有支路的流量受到影響后它可以自動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)適應(yīng)這種變化。

　　對(duì)于單管跨越式系統(tǒng)，由于該系統(tǒng)可近似認(rèn)為是定流量系統(tǒng)，熱力入口安裝自力式流量控制閥和自力式壓差控制閥具有相同的效果，但是從現(xiàn)場(chǎng)安裝和操作以及設(shè)備的經(jīng)濟(jì)上考慮，安裝自力式流量控制閥比較適宜。