| 0 引言 自力式壓差控制閥能夠自動恒定被控環路的壓差且又不需外部動力，因而它在閉式水系統中的應用日漸受到關注。但是，壓差控制閥在我國出現的時間不長，如何正確應用尚有許多值得研究之處，本文針對其在閉式水系統中的應用進行一些探討。 1 壓差控制閥的工作原理 壓差控制閥分供水式結構和回水式結構，分別適于安裝在供水管和回水管上，二者不能互換。圖1所示為ZY47型自力式壓差控制閥的回水式結構及其安裝圖，導壓管連接在供水管上。圖1中所示壓差控制閥的控制壓差為P1－P2。對安裝在回水管上的壓差控制閥以感壓膜為對象進行受力分析，如圖2所示。感壓膜受力平衡時有： P1＝F+P2 即 △P＝P1－P2＝F。 式中： P1－導壓管與供水管連接點處的壓力，
P2－回水管上壓差閥的入口壓力，
F －彈簧彈力，F＝K△L，
K －彈性系數，
△L－彈簧壓縮量。 例如當供水壓力P1增加，該瞬間，回水壓力P3不變，網路的供回水壓差（P1－P3）增大，感壓膜帶動閥瓣下移，使此時閥門的阻力增大，（P2－P3）增大，即P2增大。新平衡態時有，△P''＝P1''－P2’＝K△L’。顯然，新的平衡工況下，△L''≠△L，所以△p''≠△p。但是，由于彈簧的預壓縮量較大，使閥芯的行程△L''－△L相對彈簧預壓縮量△L非常小，所以△L''近似與△L相等，則工況變化前后壓差△P與△P''近似相等。嚴格地講，不同開度下，平衡態的控制壓差是不同的，但通過對彈簧剛度、預壓縮量的選擇*可以將平衡態的控制壓差相對預設定值的偏離控制在較小范圍（如5%）之內。對供水式結構進行分析，壓差閥也能維持被控環路的壓差恒定。 壓差控制閥上有一個調節裝置，用來調節被控環路的壓差值。此調節裝置一經設定，無論是網路壓力出現波動，還是被控對象內部的阻力發生變化，壓差控制閥都將維持被控對象上的壓差恒定[1]。即同一口徑的壓差控制閥可以根據需要，在其控制范圍內選擇不同的控制壓差值進行設定。 2壓差控制閥在閉式水系統中的應用 2.1 壓差控制閥的作用 2.1.1吸收外擾的作用 由于壓差控制閥具有自動恒定被控環路壓差的功能，因而，無論系統壓力如何變化，也無論被控環路以外的支路如何調節，壓差控制閥都能維持被控環路的壓差恒定。由上述壓差控制閥工作原理的分析，可知外網壓力發生變化時，壓差控制閥通過調節自身的開度，吸收外界壓力變化，改變流體通過壓差控制閥的壓差以維持被控環路上的壓差恒定，從而隔離被控環路以外的壓力變化對被控環路造成的影響。 2.1.2削弱內擾的作用 對具有多個并聯支路的環路裝設ZY47型壓差控制閥，不但可以吸收外網的壓力波動，而且具有減弱被控環路內部各支路負載間的相互影響的功能。假設A－B是水系統中的一個環路，對環路A－B裝設壓差控制閥（見圖3a），則當環路的某個支路進行調節時，如1支路閥門關小，則節點C、B間環路內總阻力數增大，由于壓差控制閥能自動恒定被控環路壓差，施加于被控環路的壓差（Pc－PE）保持不變；由于環路內總阻力數增大，故環路內總流量減小。又由于支干管CD、BE的阻力數不變，所以支干管CD、BE上壓降減小，壓力曲線變緩，壓差△PDE增大；而支干管DF、EG阻力數沒變，所以管段DF、EG內流量增大，壓力曲線變陡。由于支路2和支路3沒有調節，阻力數不變，所以2、3支路呈一致等比失調，流量均增大（圖4a）。 如果該環路不設壓差控制閥，而是設置一般的手動調節閥（圖3b），則當1支路關小時，由于總阻力數增大，導致通過AB環路的總流量減小，AC、BE上的壓降減小，手動調節間上的壓降也減小，導致施加于被控環路的壓差（PC－PE）增大。由于干管CD的阻力數不變，而環路內總流量減小，所以壓差△PCD減小，壓差△PDE增大；支干管DF、EG的阻力數沒變，所以管段DF、EG內流量增加，壓力曲線變陡；支路2、3支路沒有調節，阻力數也不變，2、3支路流量也增大，呈一致等比失調（圖4b）。 從圖4明顯可以看出，當1支路關小時，設置壓差控制閥時D、E兩節點間壓差△PDE小于設置手動調節間時的△PDE，相應地2、3支路的流量變化受1支路的調節影響就小些。支路的調節幅度越大，這種差別就越明顯。即壓差控制閥可以減弱被控環路內部各支路負載間的相互影響。 2.2壓差控制閥的應用 2.2.1壓差控制閥的在閉式水系統中的設置 對于分戶熱計量的供熱系統，由于收費與用熱相結合，按規范規定[2]設計上就應更注重用戶的自主調節性，減少用戶支路間的調節干擾，滿足用戶對流量的需求。所以，宜在具有多支路的環路上安裝壓差控制閥（圖5）。 對各并聯支路為同程的水系統，由于各并聯支路的負載不可能*相同，即使同程也未必阻力相等。若裝設壓差控制閥，可以減少環路內各支路調節對其它支路的干擾，使同程系統的性能更好。所以，可以在同程的并聯環路處設置壓差控制閥（圖6）。 對于末端設置電動二通網的交流量空調水系統，為保證調節間具有較好的調節性能，宜采用壓差控制閥與電動二通閥＊裝設（圖7）。 一般在設計中，要求調節間的閥權度不低于0.3[3]。由于電動閥口徑規格的限制，往往找不到流通能力恰好符合要求的口徑的電動閥，而選用口徑偏小的達不到流量要求，一般選用流通能力大于要求的zui大流通能力的調節閥。這樣可能造成多數時間下，電動閥在較小的開度下工作，使電動問的工作流量特性嚴重偏離其理想流量特性，導致控制不，達不到控制要求。＊壓差控制閥可以吸收網路的壓力波動和負載的變化，保證電動間在接近全開時達到設計要求，同時又能恒定電動閥上的壓差，使其閥權度大于0.3，從而使電動閥的工作特性與理論特性接近，具有較好的調節性。 集中采暖系統建筑入口資用壓差過大時，除在具有并聯支路的環路處設置壓差控制閥外，建筑入口處也可以設壓差控制閥，消耗掉一部分剩余壓差，同時維持資用壓差的恒定，這是節流孔板代替不了的。 對于末端定水量的系統，可以在末端裝置處＊壓差控制閥，當無內擾時，能恒定末端水流量，其作用同流量控制閥。若定水量的末端包含多個支路，顯然壓差控制閥具有流量控制閥所不能的減弱內擾的作用，使系統更穩定。 2.2.2控制壓差值的確定 目前莊差控制閥的選用主要是依據廠家的資料，按照計算的zui大和zui小流量系數必須在壓差控制閥的流量系數范圍內的原則，盡量選擇口徑與管徑接近的壓差控制閥。 壓差控制閥的控制壓差是可以調節的。其設定值直接影響壓差控制閥在系統中應用的成功與否。如果壓差控制閥的設定值小于要求值，則不能滿足控制環路流量的要求，如果控制壓差設置得過大，又會造成系統資源和能量的浪費，有的還可能引起系統振蕩，所以控制壓差必須認真計算確定，提交給閥門安裝人員。 壓差控制閥設置于在有多個并聯支路的環路時，理論上，控制壓差值按照被控部分的調節閥開度滿足被控部分zui大流量要求時的總阻力損失之和來確定；如果因施工或其它原因造成管路或設備等與設計不同，會導致被控部分的阻力與所計算的阻力不相同，這種情況下建議測量出zui大流量時被控部分的實際壓差，并以此值作為被控環路的壓差值進行設定。 當資用壓差較大時，可以根據經濟比摩阻法進行水力計算，從而確定控制部分阻力損失，再乘以1.05～1.10的安全系數，并以此值作為控制壓差值。 當壓差控制閥＊電動二通閥設置時（圖7），應按閥門流通能力C選擇電動二通閥，C值可由（1）式計算。 （1） 計算C值時，△P＝0.5～0.7(Pg－Ph)(pa)[4]，Pg、Ph（pa）分別指環路的供回水壓差；w（m3/h）指通過末端的zui大水流量：ρs（g/cm3）指水的密度。假設所選電動閥的流通能力為C''，再應用公式（1），反算出△P值即為所需確定的控制壓差值。 當建筑入口和環路上同時設置有壓差控制閥時；建筑入口控制壓差仍按照zui不利環路的阻力損失進行計算，被控部分內環路壓差控制閥的壓降按照可能出現的zui大壓降取值。 3結束語 總之，在閉式水系統中應用壓差控制閥；可以起到吸收網路外擾，削弱被控部分內擾的作用。由于其結構和功能的特殊，在不同的應用場合，應根據使用要求、系統形式來確定壓差閥的設置位置，并計算、設定控制壓差值。由于本文也未能詳盡各種系統情況，壓差控制閥的應用值得我們今后進一步研究和探討。 參考文獻 1符永正，劉萬嶺，遲小光等.ZY47型自力式壓差控制閥的適用條件與選型[J].閥門，2002
2 采暖通風空氣調節設計規范GB500019－2002
3施俊良著.調節閥的選擇[M].中國建筑工業出版社，1986，12
4郎四維等譯.水力管網全面平衡技術[M].中國建筑工業出版社，1991，12 | 
