自力式調(diào)節(jié)閥是一個(gè)新的自力式調(diào)節(jié)閥類型。相對(duì)性于手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，它的特點(diǎn)是可以自動(dòng)調(diào)節(jié)；相對(duì)性于電動(dòng)蝶閥，它的特點(diǎn)是不用外界驅(qū)動(dòng)力。運(yùn)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，在閉試循環(huán)水系統(tǒng)（如開(kāi)水供熱系統(tǒng)、中央空調(diào)冷藏水系統(tǒng)軟件）中，恰當(dāng)應(yīng)用這類閘閥，可以很便捷地完成操作系統(tǒng)的總流量分派；可以完成操作系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡；可以大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)軟件的調(diào)節(jié)工作中；可以平穩(wěn)泵的運(yùn)行狀態(tài)等。因而，自力式調(diào)節(jié)閥在供暖空調(diào)設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用前景。因?yàn)檫@類閘閥在中國(guó)發(fā)生時(shí)長(zhǎng)不長(zhǎng)，因此對(duì)其適用標(biāo)準(zhǔn)還科學(xué)研究不足，文中試作一些剖析，算是參與對(duì)這個(gè)問(wèn)題的探討。
依照自力式調(diào)節(jié)閥的操縱參數(shù)可以分成四類：① 操縱網(wǎng)絡(luò)中某一一部分的總流量；② 操縱網(wǎng)絡(luò)中某一一部分的壓力差；③ 操縱熱交換器設(shè)備的出水量環(huán)境溫度；④ 操縱采暖或中央空調(diào)屋子的環(huán)境溫度。文中之前二種自力式調(diào)節(jié)閥為探討目標(biāo)。
2 自力式調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)特征和原理
2.1 自力式流量控制閥
自力式流量控制閥的功能是在閥的出入口壓力差變動(dòng)的情形下，保持根據(jù)閥體的總流量穩(wěn)定，進(jìn)而保持與之串接的控制目標(biāo)（如一個(gè)環(huán)城路、一個(gè)客戶、一臺(tái)機(jī)器設(shè)備等，相同）的總流量穩(wěn)定。自力式流量控制閥的名字較多，如自力式總流量靜態(tài)平衡閥、定流量閥、自平衡閥、動(dòng)態(tài)性總流量靜態(tài)平衡閥等。多種類型的自力式流量控制閥，構(gòu)造都各有不同，但原理類似。這兒以ZL47型自力式流量控制閥為例子，詳細(xì)介紹其構(gòu)造和原理。
圖1 ZL47自力式流量監(jiān)控結(jié)構(gòu)示意圖閥
ZL47型自力式流量控制閥從構(gòu)造上說(shuō)，是一個(gè)雙閥組成，即由一個(gè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥組和全自動(dòng)靜態(tài)平衡閥組構(gòu)成，如下圖1所顯示。手動(dòng)調(diào)節(jié)閥組的功能是設(shè)置總流量，全自動(dòng)靜態(tài)平衡閥的功能是保持總流量穩(wěn)定。
針對(duì)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥組而言，總流量，式中KV 為手動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥門的流量系數(shù)，P2- P3為手動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥口兩邊的壓力差。KV 的多少在于開(kāi)啟度，開(kāi)度固定不動(dòng)，KV 即是參量，那麼只需不會(huì)改變，則總流量C不會(huì)改變。而P2- P3的穩(wěn)定是由全自動(dòng)靜態(tài)平衡閥組操縱的。例如進(jìn)出口貿(mào)易壓力差P1- P3擴(kuò)大，則根據(jù)感壓膜和扭簧的功能使全自動(dòng)靜態(tài)平衡閥組調(diào)小，使P1- P2擴(kuò)大，進(jìn)而保持P2- P3的穩(wěn)定；相反P1- P3減少，則全自動(dòng)靜態(tài)平衡閥組放大，使P1- P2減少，保持P2- P3的穩(wěn)定。
手動(dòng)調(diào)節(jié)閥組的每一個(gè)開(kāi)啟度相匹配一個(gè)總流量，開(kāi)啟度和數(shù)據(jù)流量的關(guān)聯(lián)由實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)校準(zhǔn)，并裝有開(kāi)啟度的展現(xiàn)和鎖住設(shè)備。
2.2 自力式壓力差調(diào)壓閥
自力式壓力差調(diào)壓閥的功能是保持增加在被測(cè)目標(biāo)上的壓力差穩(wěn)定。這兒詳細(xì)介紹ZY47型自力式壓力差調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)特征和原理。
ZY47型自力式壓力差調(diào)壓閥依照組裝在供水管道或是回水管上，分成供電式構(gòu)造和智能回水式構(gòu)造，二者不能交換應(yīng)用。這類閘閥由油路板、雙單向節(jié)流閥座、活塞閥、感壓膜、扭簧及壓力差調(diào)節(jié)設(shè)備構(gòu)成。圖2a為智能回水式結(jié)構(gòu)示意圖，圖2b為其組裝部位平面圖。
（a）
（b）
圖2 ZY47型自力式壓力差調(diào)壓閥智能回水式構(gòu)造及組裝平面圖
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的供智能回水壓力差P1- P3擴(kuò)大，則感壓膜推動(dòng)活塞閥下沉，促使P2- P3擴(kuò)大，進(jìn)而保持P1- P2（增加于被測(cè)環(huán)城路的壓力差）穩(wěn)定；相反，P1- P3減少，則活塞閥移位，P2- P3減少，使P1- P2不會(huì)改變。
若P1- P3不變，而圖2b一樣的環(huán)城路內(nèi)部結(jié)構(gòu)摩擦阻力產(chǎn)生變化，例如某一支路分辨，則環(huán)城路的總摩擦阻力擴(kuò)大，在這個(gè)一瞬間P2減少，P1- P2擴(kuò)大；但隨著感壓膜的受力平衡被擺脫，活塞閥下沉，壓力差調(diào)壓閥的摩擦阻力擴(kuò)大，進(jìn)而P2又回暖到以前的尺寸，即P1- P2不會(huì)改變。由此可見(jiàn)，不論是網(wǎng)絡(luò)工作壓力發(fā)生起伏，或是被測(cè)目標(biāo)內(nèi)部結(jié)構(gòu)摩擦阻力產(chǎn)生變化，自力式壓力差調(diào)壓閥均可保持增加于控制目標(biāo)的壓力差穩(wěn)定。
♂3 系統(tǒng)軟件的運(yùn)作調(diào)整方法與自力式調(diào)節(jié)閥的挑選
（1）當(dāng)體系的運(yùn)作調(diào)整選用熱原積極開(kāi)展的集中化量調(diào)整（例如隨室外溫度的變動(dòng)而更改總流量）時(shí)，不可以選用自力式調(diào)節(jié)閥。由于這類調(diào)整是利用更改水流量完成的，因此調(diào)整時(shí)更改了操作系統(tǒng)的水力發(fā)電工作狀況，因此若選用自力式調(diào)節(jié)閥，必然導(dǎo)致有的閥能正常的工作中，但被測(cè)目標(biāo)總流量過(guò)大（超出這時(shí)的供熱量所相應(yīng)的總流量），有的閥開(kāi)全仍達(dá)不上總流量規(guī)定，有的閥因兩邊壓力差達(dá)不上運(yùn)行壓力差而無(wú)法正常的工作中，即重現(xiàn)總流量分派的錯(cuò)亂。顯而易見(jiàn)，因?yàn)樽粤κ秸{(diào)節(jié)閥的出現(xiàn)而產(chǎn)生了系統(tǒng)軟件集中化控制的不可完成。
這兒若選用手動(dòng)調(diào)節(jié)閥（例如靜態(tài)平衡閥），則系統(tǒng)軟件流量調(diào)整時(shí)，各環(huán)路、各客戶的總流量可以同占比調(diào)整，即系統(tǒng)軟件的聚集調(diào)整可以傳遞至每一個(gè)尾端設(shè)備。
?。?）當(dāng)體系的運(yùn)作調(diào)整為質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí)，可以選用自力式流量控制閥和自力式壓力差調(diào)壓閥，由于這類調(diào)整方法只更改供電環(huán)境溫度，而與操作系統(tǒng)的水力發(fā)電工作狀況不相干，即在沒(méi)有更改系統(tǒng)軟件的水力發(fā)電負(fù)荷的情形下，把調(diào)整傳做到每一個(gè)客戶和機(jī)器設(shè)備，選用自力式流量控制閥，可以消化吸收網(wǎng)絡(luò)的工作壓力起伏，保持被測(cè)負(fù)載載的總流量穩(wěn)定。選用自力式壓力差調(diào)壓閥可以消化吸收網(wǎng)絡(luò)的工作壓力起伏，及其擺脫內(nèi)擾（被測(cè)環(huán)城路內(nèi)部結(jié)構(gòu)的壓力轉(zhuǎn)變），以保持增加于被測(cè)環(huán)城路上的壓力差穩(wěn)定。
（3）當(dāng)系統(tǒng)軟件選用階段性更改總流量的質(zhì)調(diào)整時(shí)，盡管每一個(gè)環(huán)節(jié)總流量不會(huì)改變，但若選用自力式調(diào)節(jié)閥，每一個(gè)總流量環(huán)節(jié)要對(duì)操縱總流量或操縱壓力差開(kāi)展設(shè)置，給運(yùn)作管理方法產(chǎn)生較大不方便，因此不能選用。
4 被測(cè)目標(biāo)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整與自力式調(diào)節(jié)閥的挑選
4.1 有內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整
如下圖3所顯示，在一個(gè)環(huán)城路入口安置自力式流量控制閥，則環(huán)城路總流量穩(wěn)定，那麼環(huán)城路中的一個(gè)環(huán)路開(kāi)展總流量調(diào)整，其調(diào)節(jié)量必定所有遷移到別的環(huán)路上來(lái)。例如環(huán)路2關(guān)掉，則環(huán)路1和支路3的總流量擴(kuò)大，兩只路的總流量增加量即原環(huán)路2的總流量。顯而易見(jiàn)，安置自力式流量控制閥使各環(huán)路間發(fā)生比較大的調(diào)整影響；環(huán)城路的水力發(fā)電可靠性很差。
圖3 自力式壓力差調(diào)壓閥與電動(dòng)二通閥的搭配應(yīng)用
而若如下圖2b所顯示，在環(huán)城路入口安置自力式壓力差調(diào)壓閥，因?yàn)榭梢跃S持環(huán)城路的壓力差（即P1- P2）穩(wěn)定，將大大的變?nèi)醺鳝h(huán)路間的調(diào)整影響。假如環(huán)城路中干管的摩擦阻力相對(duì)性于環(huán)路的壓力可以略不計(jì)入，則可把主干管視作靜壓箱，各環(huán)路的調(diào)整互相不影響，即一個(gè)環(huán)路的總流量調(diào)整對(duì)此外環(huán)路的總流量不發(fā)生危害。事實(shí)上，因?yàn)楦晒苣Σ磷枇Φ拇嬗?，促使各環(huán)路間的調(diào)整影響難以避免，例如一個(gè)環(huán)路調(diào)小，其他環(huán)路的總流量均將水平差異的有所增加。但在設(shè)計(jì)方案科學(xué)合理的情形下，這類影響是薄弱的。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)針對(duì)被測(cè)環(huán)城路的主干管選用相對(duì)性比較大的管經(jīng)，且在主干管上不會(huì)再安置其他閘閥盡量減少管道的摩擦阻力，可以使各環(huán)路間的調(diào)整影響降至最少水平，使環(huán)城路具備不錯(cuò)的水力發(fā)電可靠性。
針對(duì)單獨(dú)立戶供熱計(jì)量的供熱系統(tǒng)，注重用熱調(diào)整的主體性，而又務(wù)必從設(shè)計(jì)上考慮到盡量緩解各客戶是的調(diào)整影響，因此宜選用自力式壓力差調(diào)壓閥。
4.2 無(wú)內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整
在被控制目標(biāo)無(wú)內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整時(shí)，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)摩擦阻力不會(huì)改變，因此壓力差穩(wěn)定必定總流量穩(wěn)定，因此安置自力式壓力差調(diào)壓閥和安置自力式流量控制閥，具備相同的實(shí)際效果，都能夠具有消化吸收網(wǎng)絡(luò)的工作壓力起伏，維持被測(cè)目標(biāo)總流量穩(wěn)定的功效。這樣的事情下，二者可以交換。
針對(duì)選用集中化質(zhì)調(diào)整的供熱系統(tǒng)，一個(gè)支道路上聯(lián)接好幾個(gè)客戶，毫無(wú)疑問(wèn)在環(huán)路入口可以安置自力式壓力差調(diào)壓閥。但假如各客戶的調(diào)整不是常常的、沒(méi)有規(guī)律性的及其相對(duì)性于環(huán)路的流量而言調(diào)整所形成的直接影響是輕度的，則還可以把環(huán)路的總流量視作穩(wěn)定，選用自力式流量控制閥。
針對(duì)二者均可選用的場(chǎng)所，強(qiáng)烈推薦選用自力式流量控制閥，由于流量控制閥可以立即設(shè)置和表明總流量，且不用聯(lián)接導(dǎo)壓管。
5 自力式壓力差調(diào)壓閥與電動(dòng)式二通調(diào)節(jié)閥門的搭配應(yīng)用
電動(dòng)式二通調(diào)節(jié)閥門的型號(hào)選擇應(yīng)遵循2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：①系統(tǒng)軟件為設(shè)計(jì)方案情況時(shí)，閘閥開(kāi)全的總流量稍超過(guò)設(shè)計(jì)方案總流量（有的參考文獻(xiàn)[1]覺(jué)得應(yīng)在開(kāi)啟度90%時(shí)為設(shè)計(jì)方案總流量）；②閥權(quán)度充足大，參考文獻(xiàn)[1]覺(jué)得不可以低于0.3，參考文獻(xiàn)[2]覺(jué)得不可以低于0.5。針對(duì)第①個(gè)標(biāo)準(zhǔn)通常無(wú)法達(dá)到，由于同一種電動(dòng)調(diào)節(jié)閥鄰近二種規(guī)格的商品流通工作能力（即全開(kāi)時(shí)的流量系數(shù)）大概相距60%，因此通常找不著商品流通工作能力正好符合規(guī)定的規(guī)格，而只能選稍大的規(guī)格。那麼針對(duì)規(guī)格稍大的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，一是很有可能導(dǎo)致較多的時(shí)長(zhǎng)閥在較小開(kāi)啟度乃至貼近于關(guān)掉的情況下工作中，使閥的操縱不穩(wěn)定和不精準(zhǔn)；二是開(kāi)全情況難以避免（例如開(kāi)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，及其大的干擾發(fā)生時(shí)），而開(kāi)全將使被測(cè)環(huán)城路發(fā)生過(guò)電流，與此同時(shí)使別的環(huán)城路總流量不夠。
針對(duì)這樣的事情，一個(gè)簡(jiǎn)便的解決方案是與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥串連一個(gè)靜態(tài)平衡閥，耗費(fèi)一部分壓力差，進(jìn)而使電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在貼近全開(kāi)時(shí)總流量為設(shè)計(jì)方案總流量。但那樣解決又很有可能使閥權(quán)渡過(guò)小，即不符第②個(gè)規(guī)定。如下圖4a所顯示，負(fù)荷（可以是一個(gè)環(huán)城路，一個(gè)客戶，一臺(tái)機(jī)器設(shè)備等）通道壓力差為80KPa，設(shè)計(jì)方案總流量為8.5T/h，設(shè)計(jì)方案負(fù)荷下負(fù)載的壓力損害為40KPa。則選定電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在設(shè)計(jì)方案負(fù)荷下的壓力降應(yīng)是40KPa，商品流通工作能力應(yīng)是：
（a） （b） （c）
圖4 自力式壓力差調(diào)壓閥與電動(dòng)二通閥的搭配應(yīng)用
依據(jù)參考文獻(xiàn)[1]中給定的ZAP型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的參數(shù)，ZAP-32B的商品流通工作能力為12，ZAP-40B的商品流通工作能力為20，因此只有選ZAP-40B，總流量特點(diǎn)按線形考慮到，則設(shè)計(jì)方案總流量相匹配的開(kāi)啟度僅有68%。如下圖4b所顯示，串連一個(gè)靜態(tài)平衡閥，使二通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在全開(kāi)時(shí)做到設(shè)計(jì)方案總流量（為了更好地剖析和估算的便捷，這兒姑且以全開(kāi)時(shí)做到設(shè)計(jì)方案總流量考慮到），則由：
算是得，這時(shí)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥壓力降為ΔP=18KPa，靜態(tài)平衡閥的損耗為80-40-18=28 KPa，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥權(quán)度為Pv=18/80=0.225，顯而易見(jiàn)閥權(quán)度過(guò)小。閥權(quán)渡過(guò)小將造成閥工作中時(shí)的壓力差變化范疇比較大，閥的工作特點(diǎn)比較嚴(yán)重偏移基礎(chǔ)理論特點(diǎn)，使操縱的精準(zhǔn)度下降。這時(shí)可如下圖4c所顯示，與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥串連安置一個(gè)自力式壓力差調(diào)壓閥（此圖是ZY47型壓力差調(diào)壓閥供電式構(gòu)造的銜接方式 ）。壓力差調(diào)壓閥既可以替代靜態(tài)平衡閥的功效，使電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在貼近全開(kāi)時(shí)做到設(shè)計(jì)方案總流量，又可以確保電動(dòng)調(diào)節(jié)閥上的壓穩(wěn)定，即閥權(quán)度貼近于1，閥的工作特點(diǎn)與基礎(chǔ)理論特點(diǎn)基本上符合，使電動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作中平穩(wěn)，操縱精準(zhǔn)。本例中仍按電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)全做到設(shè)計(jì)方案總流量考慮到，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的設(shè)置壓力差應(yīng)是18KPa。壓力差調(diào)壓閥可以確保電動(dòng)調(diào)節(jié)閥自始至終在這個(gè)壓力差下工作中，剩下壓力差、互聯(lián)網(wǎng)的工作壓力起伏及負(fù)荷的壓力降轉(zhuǎn)變，均由壓力差調(diào)壓閥消化吸收。
♂6 靜態(tài)平衡閥與自力式調(diào)節(jié)閥的搭配應(yīng)用
一般而言，安置了自力式調(diào)節(jié)閥的地區(qū)，不需再安置手動(dòng)式靜態(tài)平衡閥，但在如下所示二種狀況可以考慮到二者串連安置，相互配合應(yīng)用。
（1）每一種自力式調(diào)節(jié)閥都是有其可以正常的作業(yè)的壓力差范疇，超過(guò)這一范疇，就無(wú)法非常好充分發(fā)揮該有的作用，乃至不可以工作中。因此作為用以自力式調(diào)節(jié)閥的壓力差過(guò)大時(shí)，可串連一個(gè)靜態(tài)平衡閥，消化吸收一部分壓力差，以確保自力式調(diào)節(jié)閥的常規(guī)工作中。
（2）手動(dòng)式靜態(tài)平衡閥一個(gè)很重要的功用是可以開(kāi)展數(shù)據(jù)流量的測(cè)量（事實(shí)上是測(cè)壓力差，融合閥的特點(diǎn)算總流量），因此手動(dòng)式靜態(tài)平衡閥可以算是一個(gè)“確診”專用工具。因此對(duì)數(shù)據(jù)流量的準(zhǔn)確水平規(guī)定較高的系統(tǒng)軟件，為了更好地檢測(cè)被測(cè)目標(biāo)的總流量，檢測(cè)自力式調(diào)節(jié)閥的工作中能否正常的，進(jìn)而進(jìn)行對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)，可以與自力式調(diào)節(jié)閥串連一個(gè)靜態(tài)平衡閥。而且，靜態(tài)平衡閥的辨別和排水作用也是自力式調(diào)節(jié)閥所不具備的。
7 結(jié)果
?。?）針對(duì)質(zhì)調(diào)整系統(tǒng)軟件可依據(jù)穩(wěn)定總流量和穩(wěn)定壓力差的必須，采用自力式流量控制閥和自力式壓力差調(diào)壓閥。
（2）針對(duì)量調(diào)整的系統(tǒng)軟件，因運(yùn)作調(diào)整時(shí)更改了操作系統(tǒng)的水力發(fā)電式工作狀況，因此不可以選用自力式流量調(diào)節(jié)閥和自力式壓力差調(diào)壓閥。若選用手動(dòng)式靜態(tài)平衡閥，系統(tǒng)軟件流量轉(zhuǎn)變時(shí)，各環(huán)路、各客戶、各尾端設(shè)備的總流量同占比轉(zhuǎn)變，系統(tǒng)軟件的集中化量調(diào)整可以達(dá)到系統(tǒng)軟件負(fù)載轉(zhuǎn)變時(shí)對(duì)總流量分派的規(guī)定。
?。?）當(dāng)被測(cè)目標(biāo)有內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整時(shí)，安置自力式流量控制閥，將使控制目標(biāo)里面的各環(huán)路間發(fā)生比較大的調(diào)整影響。而安置自力式壓力差調(diào)壓閥，既可消化吸收網(wǎng)絡(luò)的工作壓力起伏、又可以使控制目標(biāo)內(nèi)部結(jié)構(gòu)各環(huán)路間的調(diào)整影響大大的變?nèi)?。因此被測(cè)目標(biāo)有內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整時(shí)，可安置自力式壓力差調(diào)壓閥，不能安置自力式流量控制閥。針對(duì)單獨(dú)立戶供熱計(jì)量的質(zhì)調(diào)整供熱系統(tǒng)，在一個(gè)向多家采暖的環(huán)路入口，宜安置自力式壓力差調(diào)壓閥。
?。?）被測(cè)目標(biāo)無(wú)內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整時(shí)，安置自力式流量控制閥和自力式壓力差調(diào)壓閥，具備同樣的實(shí)際效果，二者可以交換。當(dāng)二者均可選用時(shí)，強(qiáng)烈推薦選用自力式流量控制閥。
（5）自力式壓力差調(diào)壓閥可與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥相互配合應(yīng)用，以保持電動(dòng)調(diào)節(jié)閥上的壓力差穩(wěn)定，進(jìn)而使電動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作中平穩(wěn)，操縱精準(zhǔn)。
?。?）有時(shí)候靜態(tài)平衡閥與自力式調(diào)節(jié)閥可串連安置，相互配合應(yīng)用。
| 創(chuàng)作者： | 符永正 劉萬(wàn)嶺 遲小茂 |
論文參考文獻(xiàn)
1.施俊良，調(diào)節(jié)閥門的挑選，中國(guó)建筑業(yè)工業(yè)生產(chǎn)出版社出版，1986
2.Robert·Petitjean等著，郎四維，馮鐵栓譯，水力發(fā)電管道網(wǎng)全方位均衡技術(shù)性，中國(guó)建筑業(yè)工業(yè)生產(chǎn)出版社出版。1991
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