集中供热管网平衡阀设计规范

 水力失调和水力平衡问题，一直是集中供热系统运行中的不可忽视的问题。但对这两方面的问题进行深入的文献却很少。在此，作者对该问题谈几点个人看法，以供参考。ZL47F-16型自力式平衡阀，用于需要进行流量控制的水系统中，尤其适用于供热、空调等非腐蚀性液体介质的流量控制。运行前一次性调节，即可使系统流量自动恒定在要求的设定值。暖通中央空调系统的目标是在的能耗水平下提供需要的（舒适的）室内温度。为了达到这两个目标，系统可能采用了变频和自控技术。但是发挥这些设备功能的前提条件是水系统达到全面的平衡。即生产部分（冷水机组）、输配部分和末端设备部分的所有回路应该满足水力平衡的三个必要条件。

第一：所有的末端设备在设计工况下可以获得设计流量；

第二：电动调节控制阀的压差变化不能太大；

第三：生产侧的流量要大于等于分配侧的总流量。

全面水力平衡是中央空调系统实现正常功能的基础保障。全面水平衡包括冷水机组部分的平衡；输配部分的水力平衡以及末端设备的水力平衡。

01集中供热管网平衡阀设计规范水力失调的产生原因

      集中供热系统的水力失调包括静态水力失调和动态水力失调两种类型。
（1） 静态水力失调
      假定一个供热系统包括多个并联用户，每个用户所需流量可按其各自的热负荷 ，利用公式G=0.86*Q/Δt计算得到；而每个热用户的实际流量则是由各自的资用压力（差）Δp和各用户支路的实际阻抗值S确定的，可用公式G′=(ΔP/S)¹/²计算得到。
      实际工程中，由于各用户的资用压力（差）ΔP和各用户支路的阻抗值S并不都是匹配的，因而其通过的实际流量与根据热负荷计算出所需流量往往是不一致的。离热源近的用户可能会由于资用压力（差）ΔP偏大或阻抗值S相对偏小，实际流量大于所需流量；而离热源远的用户则可能出现相反的情况。这种由各用户的资用压力（差）ΔP和各用户支路的阻抗值S不匹配导致的、各用户实际通过的流量与实际需要的流量不一致的现象就是静态水力失调。

（2） 动态水力失调
      假定一个供热系统包括多个并联用户。调整某一用户支路上的阀门，与该用户并联的其它用户虽未进行调节，其流量也会或多或少地发生相应变化，从而使得用户通过的实际流量和需要的流量不一致，就是动态失调现象。
      造成动态失调的内在原因是，由于整个供热系统是一个相互连通的同一整体，任何一处的阀门开度变化（自动或手动），都会对该处的压力状态产生一个改变。这个改变会以压力波的形式以声速（压力波以声速传播，在水中1000m/s以上）向系统的其它各处传递，从而导致未进行阀门调节的并联用户的资用压力（差）ΔP和实际流量发生相应变化。

集中供热管网平衡阀设计规范特 点

1、能使系统流量自动平衡在要求的设定值；
2、能自动消除水系统中因各种因素引起的水力失调现象，保持用户所需流量，克服“冷热不均"，提高供热，空调的室温合格率；
3、能有效克服“大流量，小温差"的不良运行方式，提高系统能效，实现经济运行；
4、采用数字显示装置，直接设定手动调节阀开度确定流量，使用智能仪表一次性调试。

集中供热管网平衡阀设计规范工作原理

自力式平衡阀由自动调节阀瓣和手动调节阀瓣两部分组成。系统流体的工作压力为P1，手动调节阀瓣的前后压力分别为P2、P3。当手动调节阀瓣调到基本一位置时，即人为确定了“设定流量"，以及相对应的固定(P2-P3)值。当系统流量增大时，此时自动调节阀瓣自动关小，直到流量重新维持到设定流量，反之亦然。

集中供热管网平衡阀设计规范产品设计选型

1、一般在管网的分支点，热口，室内立管皆应设计、安装自力式平衡阀，以提高系统调节性能。
2、自力式平衡阀可安装在供水管上，也可安装在回水管上。当系统流体工作压力超过散热器允许工作压力时，为安全起见，自力式平衡阀宜安装在供水管上。
3、zui高使用温度100℃，公称压力1.6MPa。(温度>100℃以上的要定做)
4、适用压差范围：20-30KPa。当系统工作压差超过300KPa时，为防止产生噪音，应采取措施将多余的压差消耗掉。
5、选取用DN15~DN25口径的自力式平衡阀，须注明连接方式。

集中供热管网平衡阀设计规范主要外形尺寸及性能参数

集中供热管网平衡阀设计规范尺寸参数 法兰连接尺寸按GB4216

02集中供热管网平衡阀设计规范水力平衡措施
      虽然静态失调和动态失调产生的原因及存在的形式不同，但它们往往共存于同一个管网系统中，对系统的总体水力失调状况产生相互叠加的影响。因此，应采取相应措施予以消去。工程中采用以下水力平衡措施，可以较好解决集中供热系统静态失调和动态失调的问题。

（1） 集中供热管网平衡阀设计规范设置自力式动态
      静态失调和动态失调，虽然产生的原因不同，但在本质上是一致的，都是用户支路阻抗值S与作用在该用户的资用压力（差）ΔP不匹配造成的；解决措施在本质上也是一致的，都是通过改变用户支路阻抗值S，实现运行流量与所需流量相一致；而自力式的动态平衡阀，则能根据设定的流体参数，自动地调整自身的阀门的开度以改变支路的阻抗，从而克服静态失调和动态失调现象。
      因此，采用自力式的动态平衡阀，不仅可以解决动态失调，也能同时解决静态失调问题。而且，采用自力式动态平衡阀解决静态失调问题还有一个很重要的优点，是自力式动态平衡阀的平衡操作方法简单，只需在运行前对调节阀的运行参数进行设置，运行中无需进行其它操作，即可保证调节支路参数动态稳定；而静态平衡阀的平衡过程中，定量调节往往需要复杂的计算，定性调节则需要反复调节和测量，对技术人员素质有较高要求。
      采用自力式动态平衡阀同时解决静态失调和动态失调，一般情况下，对于定流量质调节系统，应采用；而对于以用户为主动的变流量系统，则应采用自力式的压差控制阀。在使用过程中，若出现自力式控制阀所在支路资用压力过高，导致其工作开度过小、过流量及工况不稳定等情况，则宜在该支路上串联以静态平衡阀消耗部分资用压力，从而保证自力式控制阀处于较稳定的开度调节区间。

（2） 集中供热管网平衡阀设计规范设置自力式压差阀+电动温控阀
      近今年来，集中供热系统的“智慧化”建设和改造得到了快速发展。电动温控阀作为一种“智慧化”过程中的水力平衡自动控制设备得到了较广泛应用。但从应用情况看，较多系统采用了“仅在用户端设置电动温控阀同时解决静态失调和动态失调”的不合理的平衡措施。这种设置方式的不合理性主要表现在以下两个方面:

      其一，在静态失调比较严重的情况下，常常会出现以下问题：近端用户由于资用压力过大，电动温控阀在小开度和关闭两种状态来回切换，导致电池耗电量剧增，执行器疲劳损坏，使用寿命缩短；中间用户电动温控阀调整幅度大，动作频率高（甚至始终处于动作状态）；而远端用户则由于资用压差过小，动态阀即使在大开度状态，也不能满足流量要求，因而导致调节功能失效。

      其二，目前采用的电动温控阀，多数是根据温度（室温或回水温度），以离散的数字变量进行控制的，属于典型的反馈自控模式。在这个过程中，某一阀门的开度变化，瞬间就会引起其他未调整用户的流量变化（压力波以声速传播，在水中1000m/s以上）;但由于传热过程具有滞后性，整个系统由流量引起的温度波动往往需要很长时间才能达到稳定（甚至数小时以上）。因此，由此引起的整个系统动态平衡调节过程，需要持续更长时间才能完成。这种情况下，很可能上次扰动引起的平衡过程尚未完成，而后续扰动可能又引起新的平衡过程，从而导致系统的电动温控阀始终处于调整或待调整的过程中。对于规模较大的管网，这种现象可能会更加明显。
      而采用“自力式压差阀+电动温控阀”的水力平衡方案，可避免上述问题的发生。同力自控阀门有限公司的一位技术人员曾跟我交流过这样一个例子：供热系统若只在用户支路设置电动温控阀，电动温控阀的动作频率大约在每小时10~12次以上；在该支路上加装自力式压差阀并其压差设定在合理的一定范围，则电动温控阀的动作频率可以降至每小时1~2次；而且，电动温控阀的开度区间也存在大幅度减小。显然，自力式压差阀为电动温控阀的正常、可靠、稳定工作创造良好的工作条件。自力式压差阀在此起两方面的作用，一是解决全 网的静态失调，二是解决用户外部动态因素引起的动态失调；电动温控阀则主要解决用户内部动态因素引起的动态失调。

（3）集中供热管网平衡阀设计规范设置静态平衡阀+电动温控阀
      采用“静态平衡阀+电动温控阀”的平衡方案，也可以在一定程度上缓和电动温控阀工作状态不稳定的问题。在该方案中，静态平衡阀应解决全部静态失调问题，电动温控阀则解决全部动态因素引起的失调问题。
      该方案与“自力式压差阀+电动温控阀”的水力平衡方案相比较而言，静态平衡阀的平衡调节过程较复杂，若不能解决静态失调，则静态失调中没有解决的部分则将由电动温控阀承担，从而可能导致电动温控阀动作频率提高和开度区间加大，进而导致寿命缩短和部件疲劳损坏等问题；同时，由于在该方案中，由用户外部因素的动态失调也是由电动温控阀承担的，因此也在一定程度上增加了电动温控阀工作状态的不稳定性。因此，该方案与第2种方案相比，第2种方案是更可取的水力平衡解决方案。

集中供热管网平衡阀设计规范安装图：

集中供热管网平衡阀设计规范安装与调试

1、安装方式：水平、垂直均可；
2、安装时要注意阀体外水流指示箭头，遵循方向安装；
3、安装前要*清除管道内的杂物，通水前必须*冲洗管道；
4、集中供热管网平衡阀设计规范流量调节方法：
(1)把测压小阀与智能仪表上的软管连接好；
(2)松开测压小阀的阀杆；
(3)用钥匙打锁销，使锁销从锁体中弹出；
(4)用活动扳手顺时针慢慢旋转阀杆；流量逐渐减小并在智能仪表上显示出来，直到达到设定值为止；
(5)左右微转阀杆，使数显窗口内的数字与窗口内数字与窗口对正；
(6)拔下钥匙，将锁销推进锁体，此时开度已被锁定。

03集中供热管网平衡阀设计规范结语
      在同一个集中供热管网中，静态水力失调和动态水力失调同时存在。“仅在用户末端设置电动温控阀同时解决静态失调和动态失调”的技术方案是不合理的。平衡方案须考虑平衡设施工作稳定性和使用寿命问题。