下载文档原格式
探讨供热管网水力平衡的调节措施作者：董海来源：《科学导报·学术》2020年第17期摘;要：水力失调是集中供热管网运行中普遍存在的问题，这个问题的严重性不仅对企业的利益造成一定的损害，还造成资源的利用率降低、环境污染的加重。
对于一个城市的供热系统而言，热网的管理水平的高低，对供热工作的稳定以及经济运行有重大影响，是确保用户室温符合要求的关键。
关键词：供热管网;水力平衡;调节方法供热管网关系到国计民生，随着国家对节能减排的控制，全面提高管网经济性、安全性和可靠性，改善供热质量，是供热行业所面临的重要课题。
文章主要对供热管网水力平衡调节方法进行探讨和分析。
1供热管网水力失调问题及原因水力工况失调是供热管网普遍存在的现象，如何克服水力失调，实现供热管网的水力平衡，提高管网的经济性、安全性和可靠性，改善供热质量，是供热行业所面临的问题。
造成水力失调的主要因素较多，最为主要的有如下几个方面：1.1设计与实际不符。
有一些工程在设计之初考虑较为周全，从工程设计角度看，不存在失调的问题，整体设计是依据当地水力学理论计算得出的，相关数据截取符合用量需要，但是，在实际施工过程中，相应使用的管材直径、质量、标准却千差万别，设计与施工不符，影响到了水力流量，导致失调情况发生;1.2施工质量影响。
有一些区域施工时，受各方面条件限制，无法全面铺开，在施工条件不利的情况下，强行施工，导致一些管路不符合建设标准，走向不合理、埋设有问题，影响了水力供应效果，供热管网在实际运行中不能达到水力的平衡;1.3新增用户影响。
有一些热网建设进行设计时，其用户总量不准确，设计偏小，管网建成后在用户基数增加的情况下，使原有水力平衡受到一定破坏，满足不了区域人口需要;1.4管网维护不当。
热管网在长期使用后，没有得到良好维护，一些管网堵塞，导致了管网水力流量变慢，热量跟不上，出现水力不平衡现象。
2平衡阀和自力式流量控制阀为了解决供热管网水力失调问题，在实际应用中，常常会使用平衡阀和自力式流量控制阀来进行控制，可以有效改变水力供应稳定性。
平衡阀，静态平衡阀及动态平衡阀基本工作原理介绍暖通空调系统一、暖通空调系统常见的几种水力平衡设备：暖通空调系统常见的水力平衡设备主要有用于消除静态水力失调、实现静态水力平衡的静态水力平衡阀和用于消除动态水力失调、实现动态水力平衡的动态压差平衡阀、动态流量平衡阀、动态平衡电动开关阀、"动态压差平衡阀与电动调节阀组合"以及一体式动态平衡电动调节阀等。
1、静态平衡阀：静态平衡阀是消除暖通空调水系统静态水力失调、实现静态水力平衡的主要设备。
静态平衡阀实质上是一个具有明确的"流量-压差-开度"关系、清晰可调的开度指示以及良好调节特性的阻尼调节元件。
在暖通空调水系统中，静态平衡阀保证的不是系统中单个管道的流量值，它要维持的是在系统初调试时，通过静态平衡阀的调节作用，使系统中各个管路的流量比值与设计流量的比值一致，这样当系统的总流量等于设计总流量时，各个末端设备及管道的流量也同时达到设计流量。
静态平衡阀主要应用于系统分集水器、分支管道以及末端设备处。
2、动态压差平衡阀：动态压差平衡阀是消除暖通空调系统动态水力失调、实现动态平衡的主要设备之一。
动态压差平衡阀具有关键点定压差功能，它通过阀门内部的自力式机构，能自动地将系统两个关键点之间的压差恒定在设定压差值。
基于全面水力平衡系统对分系统定压、分级定压以及设备定压的要求，动态压差平衡阀广泛地应用在系统主管、分支管道以及各种末端设备处。
3、动态流量平衡阀：动态流量平衡阀是消除系统动态水力失调的设备之一。
动态流量平衡阀实质是在一定的压差范围内维持管道的流量始终不变，流量值的大小可以根据系统要求进行定制，因此它又叫做"定流量平衡阀"。
动态流量平衡阀主要应用于水力系统中要求保持流量不变的管道，如冷水机组冷冻、冷却水管以及采用变风量调节系统制冷供热量的末端设备管道处。
4、动态平衡电动开关阀：动态平衡电动开关阀是暖通空调水系统消除动态水力失调、实现动态平衡的主要设备之一。
常见流量调节阀的种类1、平衡阀平衡阀分手动平衡阀和自力式平衡阀。
无论手动平衡阀还是自力式平衡阀，它们的作用都是使供热系统的近端增加阻力，限制实际运行流量不要超过设计流量；换句话说，其作用就是克服供热系统近端的多余资用压头，使电动调节阀或温控阀能在一个许可的资用压头下工作。
因此，手动平衡阀和自力式平衡阀，它们都是温控阀或电动调节阀的辅助流量调节装置，但又是非常重要的，如果选型不当，或设计不合理，电动调节阀或温控阀都不能很好工作。
1.1、手动平衡阀手动平衡阀是一次性手动调节的，不能够自动地随系统工况变化而变化阻力系数，所以称静态平衡阀。
手动平衡阀作用的对象是阻力，能够起到手动可调孔板的作用，来平衡管网系统的阻力，达到各个环路的阻力平衡的作用。
能够解决系统的稳态失调问题：当运行工况不同于设计工况时，循环水量多于或小于设计工况，由于平衡阀平衡的是系统阻力，能够将新的水量按照设计计算的比例平衡的分配，使各个支路的流量将同时按比例增减，仍然满足当前负荷下所对应的流量要求1.2、自力式平衡阀自力式平衡阀则可在没有外接电源的情况下，自动实现系统的流量平衡。
自力式平衡阀是通过保持孔板(固定孔径)前后压差一定而实现流量限定的，因此，也可称定流量阀。
定流量阀作用对象是流量，能够锁定流经阀门的水量，而不是针对阻力的平衡。
他能够解决系统的动态失调问题：为了保持单台制冷机、锅炉、冷却塔、换热器这些设备的高效率运行，就需要控制这些设备流量固定于额定值；从系统末端来看，为了避免动态调节的相互影响，也需要在末端装置或分支处限制流量。
2、温控阀用户室内的温度控制是通过散热器恒温控制阀来实现的。
散热器恒温控制阀是由恒温控制器、流量调节阀以及一对连接件组成，其中恒温控制器的核心部件是传感器单元，即温包。
温包可以感应周围环境温度的变化而产生体积变化，带动调节阀阀芯产生位移，进而调节散热器的水量来改变散热器的散热量。
恒温阀设定温度可以人为调节，恒温阀会按设定要求自动控制和调节散热器的水量，从而来达到控制室内温度的目的。
平衡阀在流量调节中的应用平衡阀分手动平衡阀和自力式平衡阀。
无论手动平衡阀还是自力式平衡阀，它们的作用都是使供热系统的近端增加阻力，限制实际运行流量不要超过设计流量；换句话说，其作用就是克服供热系统近端的多余资用压头，使电动调节阀或温控阀能在一个许可的资用压头下工作。
因此，手动平衡阀和自力式平衡阀，它们都是温控阀或电动调节阀的辅助流量调节装置，但又是非常重要的，如果选型不当，或设计不合理，电动调节阀或温控阀都不能很好工作。
1、手动平衡阀1.1 手动平衡阀的工作原理手动平衡阀是一次性手动调节的，不能够自动地随系统工况变化而变化阻力系数，所以称静态平衡阀。
手动平衡阀作用的对象是阻力，能够起到手动可调孔板的作用，来平衡管网系统的阻力，达到各个环路的阻力平衡的作用。
能够解决系统的稳态失调问题：当运行工况不同于设计工况时，循环水量多于或小于设计工况，由于平衡阀平衡的是系统阻力，能够将新的水量按照设计计算的比例平衡的分配，使各个支路的流量将同时按比例增减，仍然满足当前负荷下所对应的流量要求1.2 手动平衡阀的选型与设计中应注意的问题(2)(1)阀门特性曲线决定了阀门的调节性能，如截止阀的流量曲线，如果认为95％～100％之间的流量变化是没有意义的，那么开度从0～5％即实现了流量的全程变化，这样的阀门是不能作为水利工况平衡调节使用的。
由于阀门理论特性曲线实在顶压差下测定的，而实际工况只要阀权度不为1则阀门在小开度线阀门前后压差大，大开度是阀前后压差小，导致阀dG/dC值在小开度变大，在大开度时变小，使阀门实际工作曲线向快开方向偏移，阀权度越小其偏移越大，对于直线特性的阀门由于实际性能的偏移会导致阀门的有效调节的得开度空间变小，因此阀门的理论性曲线以下弦弧如等百分比特性为好。
等百分比特性曲线阀门，在阀权度0.3～0.5时实际工作曲线可能接近直线特性。
(2)通常阀门在小开度情况下阀门的流速过高，在阀后会形成旺盛紊流的涡旋区，涡旋区和新压力很低，该处压力低于水温对应的饱和压力时水蒸气的闪发挥导致汽水击现象：严重的噪音，阀门及管道的振动，阀门、管道、管支架的破坏。
平衡阀的作用和工作原理
平衡阀是一种流体调节装置，广泛应用于供水系统、空调系统、暖通系统等领域。
平衡阀的作用主要是在系统中实现流体的动态平衡，确保系统各个支路中流体的流量分配均匀，避免出现某些支路流量过大或过小的情况，从而提高系统的工作效率，减少能耗。
平衡阀的工作原理
1.阀芯调节: 平衡阀通过调节阀芯的开度来控制流体的流量。
阀芯的开
度与阀座之间的间隙大小决定了流体通过阀体的通道的面积，从而影响流量大小。
2.差压调节: 平衡阀通过感应流体通过阀体时的压力差，根据压力差的
大小来调节阀芯的开度，从而实现流量的动态平衡。
3.流体力学原理: 平衡阀利用流体力学原理，通过改变流道的形状或流
动的方向，调节流体的速度和压力，以达到流量的平衡分配。
平衡阀的主要作用
1.确保系统运行稳定: 平衡阀能够保证系统内各个支路的流量均衡，避
免产生过载或低负荷的情况，确保系统的运行稳定。
2.节能减排: 通过平衡阀调节系统流量，可以避免一些供水管路中流量
过大造成的能量浪费，降低系统的运行成本，实现节能减排的目的。
3.延长设备寿命: 平衡阀可以减少系统中的冲击、振动，保护设备不受
过载工作的影响，延长设备的使用寿命。
4.提高系统的控制精度: 平衡阀的调节范围较宽，可以更准确地控制系
统的流量和温度，提高系统的控制精度。
综上所述，平衡阀在供水系统、空调系统等领域具有重要的作用，通过调节流量，保持系统的平衡运行，节约能源，延长设备寿命，提高系统控制精度。
它的工作原理主要是通过阀芯调节、差压调节和流体力学原理来实现流量的平衡分配。
静态水利失调，动态水力失调的概念及解决方案据河北同力公司多年研究，静态平衡阀主要用于定流量系统中，用于调节系统的静态水力失调问题；而动态平衡阀则是用于管网变流量系统中！1.什么是静态水力失调？静态水力失调是指空调系统由最初的设计、材料设备的选用及连接安装等环节的因素，不可避免地导致系统在实际使用过程中个终端的流量与设计要求流量值在一定程度上不一致，从而产生水力失调，并潜于系统中。
2.什么是动态水力失调？动态水力失调则是指由于在空调系统运行过程中用户的使用状态发生变化（如设备的开关及阀门的开度变化），引起管道流量变化及压力的不规则波动，影响到其他用户终端的流量偏离要求流量而产生水力失调。
系统的这种动态水力失调不是系统本身所固有的，它是变化的是在系统运行过程中产生的。
静态水力失调的解决方法：一般在定流量系统中，由于其末端设备大都无须通过改变流体流量来进行系统调节，所以它只存在静态水力失调，解决途径只需在相关部位安装静态水力平衡阀既可！动态水力失调的解决方法：在变流量系统中，是由于管道系统中各分支管路的流量随设备的开停以及外界环境负荷变化引起的，通过增设动态平衡阀，可以在安装处产生屏蔽作用，从而避免了各终端设备的流量的相互干扰。
通常在暖通空调系统中，静态水力失调和动态水力失调会同时存在。
静态平衡阀应用于：采暖空调集水器回水（进水）主管及总管；采暖垂直主管回水（进水）管、水平支管回水（进水）管；空调水平回水（进水）支管及各回水（进水）分支管道的分支管。
动态平衡阀主要用于：制冷机冷冻水、冷却水进水管（回水管）、锅炉热水进水管（回水管）、换热器二次水进水管（回水管）、风机盘管进水管（回水管）、采用电动开关阀或变风量调温的空调箱进水管（回水管）、供热水平单管分户设环进水管（回水管）。
各种常见阀门的原理、分类及区别在生产过程中，为了使介质的压力、流量等参数符合工艺流程的要求，需要安装调节机构对上述参数进行调节。
调节机构的主要工作原理，是靠改变阀门阀瓣与阀瓣与阀座间的流通面积，达到调节上述参数的目的。
属于这类阀门的统称为控制阀一、闸阀、截止阀、蝶阀、球阀各自简述1、闸阀是指关闭件（闸板）沿通道轴线垂直移动的阀门，在管路上主要作为切断介质用，即全开或全关使用，一般不用做调节流量使用，它可以适用低温低压也可以适用高温高压，并可根据阀门的不同材质适用不同的介质。
在各类阀中，闸阀是应用最广泛的一种。
闸阀通常使用于不需要经常启闭，而且保持闸板全开或全闭的工况。
不适用于作为调节或节流使用。
全开时水流直线通过，水流阻力小，宜在管径大于50mm的管道上采用，但水中若有杂质落入筏座易产生磨损和漏水。
2、截止阀是指关闭件（阀瓣）沿阀座中心线移动的阀门，由于该阀的阀杆开启或关闭行程相对较短，而且具有非常可靠的切断功能，又由于阀座通口的变化与阀瓣行程成正比，也非常适用于对流量的调节。
截止阀是化工生产中使用最广的一种截断类阀门，是利用阀杆升降带动与之相连的圆形阀盘（阀头），改变阀盘与阀座间距离达到控制阀门的起闭。
流线式截止阀美标式截止阀特点：截止阀上部有手轮、阀杆，中部有螺纹和填料涵密封段，小型阀门阀。
截止阀主要用于开或者关，但是备有特制形式的柱塞或特殊的套环，也可用于调节流量。
其关闭严密，但水流阻力较大，因局部阻力系数与管径成正比，故只适用于管径小于等于50mm 的管道上。
闸阀和截止阀是阀门的不同型号，其阀芯结构不同，但闸阀不属于截止阀。
两种阀门的区别在于启闭件相对于阀座的移动方向不同。
闸阀的启闭件为闸板，由阀杆带动阀板做升降运动的阀门称为闸阀。
截止阀启闭件为阀瓣，由阀杆带动，沿阀座轴线做升降运动3、蝶阀是用圆盘式启闭件往复回转90°左右来开启、关闭和调节流体通道的一种阀门。
是利用一可饶轴旋转的圆盘来控制管路的启闭，转角大小反映了阀门的开启程度。
平衡阀的作用和工作原理
平衡阀是一种起到流量控制作用的阀门，它是在控制流量过程中扮演重要角色的一种流体动力学仪表，平衡阀的主要作用是控制流量的大小。
在实际的应用中，平衡阀也被称为流量控制阀，它可以根据流量的变化来调节水流量，以便维持水系统的稳定性。
平衡阀主要用于工业管道系统、蒸汽系统及其他管道系统中，也可以用于其他流体应用。
平衡阀的工作原理主要是通过调节阀门内的压力差来控制流量
的大小，当控制压力改变时，流量也会随之而变化。
平衡阀控制压力的范围一般介于0到60 PSI之间，可以满足实际应用中不同场景需求。
平衡阀通常由驱动装置、压力补偿装置和活塞组成，当通过驱动装置调节活塞位置并通过压力补偿装置调节内外压力差时，流量也会随之改变。
此外，平衡阀也可以多路控制控制流量，这样就可以更有效地维持管道系统的稳定性。
在实际生活中，平衡阀的应用非常广泛，它可以用于控制汽车燃油泵的供油量、水箱的补水量以及其他管道系统的流量控制等。
此外，平衡阀也常用于电梯的控制系统中，用于控制电梯的运行速度。
总的来说，平衡阀是一种重要的流体动力学仪表，它主要用于控制流量的大小，可以有效地维持管道运转系统的稳定性。
它具有极高的精度和可靠性，可以适用于多种场景，满足各种控制要求，为各种行业提供重要的控制支持。
第25卷 第5期湖 南 大 学 学 报V o1.25,N o.5 1998年10月JOU RNAL O F HUNAN UN I V ER S IT Y O ct.1998供热空调水系统阀门的种类和选用Ξ易志芳 何 勰3 张国强 陈在康(湖南大学环境工程系,中国长沙,410082) 摘 要 介绍了供热空调水系统常用阀门的种类、典型构造、工作原理及技术特点,给出了实现工程设计中水系统阀门选择的参考意见,为集成化暖通空调CAD软件中阀门专家系统的设立和智能化的实现提供了必要的理论依据Λ关键词 供热空调,水系统,阀门,集成化,CAD,专家系统分类号 TH134Catego ry and Choo sing of V alves fo r H eating andA ir2Conditi on ing W ater P i pe SystemY i Zh ifang H e X ie Zhang Guoqiang Chen Zaikang(D ep t of Environm ental Engineering,H unan U niv,410082,Changsha,P R Ch ina) Abstract T h is paper in troduces the catego ry,w o rk ing p rinci p le,structu re and techn ical perfo r m ance of valves fo r heating and air2conditi on ing w ater p i pe system,p ro2 viding necessary theo retical basis fo r the bu ilding of exp ert system and realizing of in tel2 ligence in the choo sing of valves in in tegrated HVA C CAD softw are.Key words heating and air2conditi on ing,w ater p i pe system,valve,in tegrated, CAD,exp ert system在供热空调水系统中,由于阀门种类和品种繁多,功能各异等特点,要求设计者充分了解各类阀门的性能并作出正确选择Λ以人工智能的应用为标志,以集成化开发环境、计算与绘图一体化为特点的第三代暖通空调CAD软件,针对阀门选择的特点,必须提供丰富的知识库和资料库,并引入专家系统的智能判断,以提高阀门选用的智能化程度Λ因此,如何正确、合理、经济地选择阀门,成为工程设计人员、用户乃至软件开发者共同关心的问题Λ1 水系统阀门的种类、构造和特点在供热空调水系统中,阀门被广泛应用于控制水的压力、流量和流向Λ供热空调水系统中常用的阀门按阀体结构形式和功能可分为闸阀、蝶阀、截止阀、球阀、旋塞阀、止回阀、Ξ:19981015.,,28,.减压阀、安全阀、疏水阀、平衡阀等类Λ按照驱动方式分为手动、电动、液动、气动等四种方式Λ按照公称压力分高压、中压、低压三类Λ供热空调水系统中常用的大都为低压或中压阀门,以手动为主Λ阀门的型号根据阀门种类、驱动方式、阀体结构、密封或衬里材料、公称压力、阀体材料等,分别用汉语拼音及数字表示Λ各阀门型号含义按机械工业部标准JB 308275规定[1]Λ供热空调水系统常用阀门的工作原理及特点如下:1.1 闸 阀闸阀是指关闭件(闸板)沿介质通道轴线的垂直方向移动的阀门,典型构造见图1[2],图1 闸阀在管道上主要作为切断介质用Λ其优点是流阻系数小,启、闭所需力矩较小,介质流向不受限制Λ缺点是结构尺寸大,启、闭时间长,密封面易损伤,结构复杂Λ闸阀有各种不同的结构形式,主要区别是所采用的密封元件结构形式不同,由此常把闸阀分成不同类型,最常见的形式是平行式和楔式闸阀;根据阀杆的结构,还可分成明杆和暗杆闸阀Λ1.2 蝶 阀其名称来源于翼状结构的蝶板Λ在阀体的圆柱形通道内,图2 蝶阀圆盘形蝶板绕着其轴线旋转,只需回转90°即可开闭阀门,蝶阀的典型构造如图2[2],在管道上它主要作切断和节流用Λ当蝶阀用作切断时,多用弹性密封,材料选橡胶、塑料等;当用作节流时,多用金属硬密封Λ其优点是体积小,重量轻,结构简单,启闭迅速,调节和密封性能良好,流体阻力和操作力矩较小[3]Λ蝶阀按结构可分为杠杆式(双摇杆)、中心对称门式、偏置板式和斜板式Λ中心对称门式(对夹式)的流阻较小,但其上下轴端处亦为密封面的一部分,易磨损而导致泄漏,适用于公称通径DN <800mm 的蝶阀Λ偏置板式则克服了这一弱点,但流阻较大,适用于DN ≥800mm 的蝶阀Λ杠杆式蝶阀由于结构原因,不宜用于压力较高的水介质Λ斜板式蝶阀因其结构及工艺复杂,工程上使用较少Λ蝶阀的结构和原理使之特点适合于大直径管道Λ蝶阀有立式和卧式两种,如果不受安装空间及位置的限制,大口径蝶阀应选择卧式[4]Λ1.3 截止阀指关闭体(阀瓣)沿阀座中心线移动的阀门Λ它在管道中一般只作切断用,而不用于节流,其典型构造如图3[2]Λ截止阀使用广泛,但由于开启和关闭力矩较大,结构长度较长,通常公称通径都限制在DN 250mm 以下Λ它的优点是结构简单,密封性好,制造维修方便,耐磨,开启高度比闸阀小得多Λ缺点是压力损失大Λ截止阀种类很多,按照结构一般分为直通式、角式和直流式Λ直通式的压力损失较小Λ角式在制冷系统中较多采用,会产生压力降,最大优点是安装在管路系统的拐角处,既节约90°弯头,又便于操作Λ直流式若阀体制成分开式,是截止阀中流阻最小的Λ阀杆也有明021 湖 南 大 学 学 报 1998年杆、暗杆之分,低压小通径的截止阀通常采用暗杆结构Λ密封面有两种形式,即平面和锥图3 截止阀面Λ平密封面具有擦伤小,易研磨之特点;锥形密封面易擦伤,但结构紧凑[3]Λ1.4 球 阀球阀是由旋塞阀演变而来的,启闭件为一个球体Λ利用球体绕阀杆的轴线旋转,实现开启、关闭的目的Λ其典型构造如图4[2],它在管道上主要用于切断、分配和改变介质流向Λ其特点是流体阻力最小,其阻力系数与同长度的管段相等,启闭快,密封可靠,结构紧凑,易于操作和维修,故而广泛应用于许多场合Λ图4 球阀球阀按球体的结构形式可分为三种:浮动球球阀、固定球球阀和弹性球球阀Λ浮动球球阀结构简单,密封性能良好,由于球所承受的工作介质载荷全部传给了出口端阀座密封圈,故而这种结构只适用于中、低压场合Λ其缺点是组装困难,制作精度要求高,同时操作力矩也较大Λ固定球球阀适用于高压和大口径的管道Λ它通常都设有活动阀座密封圈,在介质压力的作用下,产生位移,使密封圈紧紧压在球体上,从而保证阀门的密封性能Λ弹性球球阀适用于高温、高压介质Λ在球体上开有弹性槽,这种结构在开启和关闭时可以减少两密封面间的磨擦,同时也降低了操作力矩Λ图5 旋塞阀1.5 旋塞阀是关闭件(塞子)绕阀体中腔轴线旋转实现开启和关闭的一种阀门,其典型构造如图5[2]Λ它主要用于切断、分配和改变介质流动方向Λ旋塞阀的重要特性是它易于适应多通道结构,以致一个阀可以获得两个、三个甚至四个不同的流道Λ这样可简化管道系统的设计,减少阀门用量以及设备需要的一些连接配件Λ旋塞阀的种类很多,一般可分为:紧定式、填料式和自封式三种Λ紧定式旋塞阀不带填料,塞子与塞体密封面的密封依靠拧紧塞下面的螺母实现,一般用于PN ≤0.6M Pa 的场合Λ填料式旋塞阀塞体内带有填料,通过压紧填料来实现塞子和塞体密封面的密封Λ这样密封性能好,大量用于公称压力PN >1.0M Pa 的场合Λ塞体下面的螺钉可起到塞子和塞体配合松紧的调节作用Λ自封式旋塞阀中塞子与塞体间的密封,主要依靠介质本身的压力来实现,多用于空气介质Λ自封式结构下面的弹簧可以起到预紧和压紧的作用Λ1.6 止回阀又称逆流阀、逆止阀、背压阀和单向阀Λ是用来防止管道和设备中介质倒流的一种阀门,它靠管路中介质的流动产生的力而自动开启和关闭,其典型构造如图6[2]Λ止回阀的结构通常以阀瓣的动作形式来区分,主要有升降式和旋启式Λ升降式止回阀121 第5期 易志芳等:供热空调水系统阀门的种类和选用 图6 止回阀又分立式和卧式,卧式只能安装在水平管道上用,其中水泵底阀是专用于泵吸入管底部的升降式止回阀,为防止停泵时介质倒流,保持抽吸所需的水柱Λ旋启式止回阀的阀瓣围绕阀座外的销轴旋转,又分单瓣和多瓣,前者一般用于公称通径DN 50～500mm ,后者一般用于公称通径DN ≥600mm Λ另外还有空排止回阀,是用于锅炉给水泵出口防止介质倒流及起排空作用的Λ新型缓闭止回阀,有消除水锤作用Λ隔膜式止回阀,防止水击性能好Λ球形止回阀,是阻止介质逆流的理想产品[3]Λ1.7 减压阀是通过启闭件的节流和调节,将介质压力降低,并通过阀后介质压力的直接作用,使阀后的压力自动满足预定的要求Λ通常减压阀后的压力P 2应小于阀前压力P 1的0.5倍Λ减压阀的种类很多,一般分为直接作用式和间接作用式两大类Λ前者依据介质的能量来控制所需压力;后者利用外力如气压、液压或电动等来控制所需压力Λ减压阀按结构分为活塞式、薄膜式、波纹管式、弹簧薄膜式、杠杆弹簧式等Λ活塞式减压阀体积小,灵敏度低且制造工艺要求高,在介质温度高时大量选用Λ薄膜式减压阀在水、空气等温度与压力不高的条件下使用普遍Λ波纹管式减压阀用于温度在200℃以下的蒸汽、水和空气等无腐蚀性介质管道上Λ内弹簧薄膜式减压阀适用于工作温度低于50℃的空气、水等介质管道上Λ杠杆式减压阀适用于中、高压减温减压装置中,作调节蒸汽压力之用[3]Λ1.8 安全阀它是设备、装置和管道上作为安全保护的装置,以防止介质的压力超过规定的数值Λ当设备、装置和管道内的工作压力超过规定值时,安全阀便自动开启,排放多余介质;当压力恢复正常后,它便自行关闭,保持密封不漏,从而保证设备安全运行Λ安全阀的主要结构有杠杆式、弹簧式和先导式(脉冲式)三种Λ水系统常用弹簧式,它是利用压缩弹簧力来平衡阀瓣压力Λ优点是体积小,轻便,灵敏度高,安装位置不受限制;缺点是作用在阀杆上的力随弹簧的变形而产生变化Λ弹簧式安全阀又分微启式和全启式,有带扳手和不带扳手的,有封闭式和敞开式等不同形式[5]Λ1.9 疏水阀疏水阀适用于蒸汽供热设备和管道上,用以自动排除凝结水、空气及其他不凝性气体,并阻止蒸汽的漏失,即起阻汽排水的作用Λ正确的选用疏水阀对于节省蒸汽能源,保证蒸汽2凝水系统的正常运行至关重要Λ选用时,先要根据凝结水的最大排量和进出口的压力差选型,还要加以修正,其修正系数为1.5～4;其次要安装合理[5]Λ蒸汽疏水阀按启闭形式可分为以下几类[3]:1)机械型蒸汽疏水阀:由凝结水液位变化驱动启闭件Λ它又包括自由浮球式、杠杆浮球式、自由半浮球式和敞口向上(下)浮子式蒸汽疏水阀Λ2)热静力型蒸汽疏水阀:由凝结水温度变化驱动启闭件Λ它又包括波纹管式、膜盒式221 湖 南 大 学 学 报 1998年和双金属片式Λ3)热动力型蒸汽疏水阀:由凝结水动态特性变化驱动启闭件Λ它又包括圆盘式、脉冲式、迷宫或孔板式Λ1.10 平衡阀平衡阀是水力管网中用来测量及调整至设计流量,并具有必要的测量精度的阀门Λ它的作用是消除有利环路的剩余差压,以在所有环路达到设计流量,从而达到系统平衡Λ系统平衡对高标准室内热环境及低能耗来说,是至关重要的Λ平衡阀至少需具有如下特性:1)可进行水量的测量和调整,且具有±10%的精度;2)开度值的隐式记忆装置;3)截止功能Λ大部分的平衡阀集几个功能于一身,如排污功能,以及压降与流量的测量等Λ为保证系统平衡,每台锅炉及冷水机组处、所有干管、立管及支管的回水或供水管处、所有具有二次泵的区域控制环路中以及分流功能三通阀处均需安装平衡阀[6]Λ2 供热空调水系统阀门选择的几点参考意见1)供热空调水系统最常用的调节阀门为闸阀、截止阀和蝶阀,在很多情况下,三者都能满足技术要求,但各有技术特点如下:)闸阀 阀体长度适中,转盘式调节杆,调节性能好,在较大管径管道中被广泛使用Λ)截止阀 阀体长,转盘式调节杆,调节性能好,适用于场地宽敞,小管径的场合(一般DN ≤150mm )Λ)蝶阀 阀体短,手柄式调节杆,调节性能较差,价格较贵,但调节操作容易,适用于场地小,大管径的场合(一般DN >150mm )Λ2)冷水机组、热交换器进出口、主管道调节,均可根据情况选用闸阀、截止阀或蝶阀Λ3)分、集水器上,由于主要功能是调节,一般选用截止阀或闸阀Λ4)水泵入口装设阀门一只,出口装设阀门两只Λ其中出口端靠近水泵一侧阀门为止回阀,另两个阀门可选择闸阀、截止阀或蝶阀Λ5)供热空调末端设备出入口小口径管道可选用截止阀或球阀Λ6)多层、高层建筑各层水平管上可装设平衡阀,用以平衡各层流量Λ7)水箱及管道、设备最低点装设排污阀,由于不用于调节,宜选用能严密关断的阀门如闸阀、截止阀等Λ8)蒸汽2凝水管道系统,如蒸汽供暖系统、锅炉水系统、蒸汽溴化锂冷水机组、汽2水热交换器系统中,一般在蒸汽入口处装设减压阀;在可能产生高压处装设安全阀;在排凝结水处装设疏水阀Λ9)供热空调水系统上的排气阀一般采用旋塞阀Λ321 第5期 易志芳等:供热空调水系统阀门的种类和选用 3 集成化暖通空调CAD 水系统阀门的专家系统构思智能化是集成化暖通空调CAD 技术的一个重要标志,它是指CAD 动态系统与静态固有知识的集成Λ我们运用专家系统技术,把以上的阀门选择参考意见输入到专家系统的知识库中,工程设计人员可随时向系统咨询,以完成准确规定的设计Λ图7 专家系统结构图专家系统由几个方面组成:知识获取模块、知识库管理系统、推理机、机器自学习、解释机制、用户界面等Λ知识获取模块用于自动建立知识库Λ知识库管理系统用于检索、删除、增添、修改、显示规则Λ推理机采用正向和反向的模糊推理Λ解释机制主要完成本次推理分析成功的推理过程,结果与置信度Λ机器自学习主要采用类推的学习方法Λ该系统将会根据用户输入的问题及置信度,自动搜索得出结果Λ由于专家系统的知识库是动态的,具有良好的可扩充性和可维持性,所以,一方面可针对不同的项目,随时更新和修改“阀门选择专家系统”知识库中的知识,使之具有广泛针对不同的项目,随时更新和修改“阀门选择专家系统”知识库中的知识,使之具有广泛的实用性;另一方面,随着使用范围的扩大,可不断向知识库中补充新知识,使之具有更强的应用性Λ4 结束语正确、合理、经济地选择阀门是暖通水系统设计的关键,而这些参考意见所组成的专家系统知识库又是软件走向集成化、智能化所必须的理论依据Λ参考文献1 陈耀宗等.建筑给水排水设计手册.北京:中国建筑工业出版社,19922 L yons J L 著.阀门技术手册.袁王求等译.北京:机械工业出版社,19913 孙晓霞.阀门销售和采购人员必读.北京:机械工业出版社,19954 孙殿玉.供水系统用闸阀和蝶阀的选用.阀门,1996(4):40～415 崔凤鸣.阀门产品手册.北京:水利电力出版社,19896 Robert Petitjean 著.水力管网全面平衡技术.朗四维等译.北京:中国建筑工业出版社,19917 王耀南,徐伟昌.专家系统开发环境(GR ESE )及其应用.计算机工程与设计,1994(2):42～48421 湖 南 大 学 学 报 1998年。
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald55随着暖通空调设计理念对系统舒适性与节能的日益重视，使空调水系统在设计状态和运行状态下保持应有的水力平衡显得越来越至关重要，而采用各种静态和动态的平衡调控装置是设计人员达到这一目的有力手段。
鉴于目前设计和施工中生产厂家和设计文献中对各种平衡调控装置的称谓不尽相同，对其工作原理和调控特性的理解许多人也存在偏差，该文总结了在设计及施工中经常接触到的一些平衡调控装置的工作原理、使用特性及应用场合。
1 常用的平衡调控装置1.1 静态水力平衡阀静态水力平衡阀（数字锁定平衡阀）具有良好的调节、截止功能，还具有开度显示和开度锁定功能，可以通过专业仪表测量流经阀门的流量，通过调节阀门的阻力对管网进行初调节，以实现系统管网在设计状态下的水力平衡。
1.1.1 阀体构造(图1)所示为两端丝扣连接的静态水力平衡阀。
从其构造可以看出静态水力平衡与普通阀门最大的不同点在于，其阀体上带有可测量阀体实际流量的测量口和带有数字指示和多种设定位置锁定功能的手轮。
1.1.2 性能特点静态平衡阀，其主要用途是改变系统的阻力特性，从而达到流量分配的目的，具有以下特点：1）调试完毕后，平衡阀对其开度具有记忆功能。
系统检修时可将阀门完全关闭，重新打开后其开度仍然限定在关闭前的位置；如需重新调试，只能通过专用工具改变限位开度；（2）平衡阀在关闭状态下的最大允许泄漏量符合《工业阀门压力试验》的相关要求。
因此平衡阀完全可以作为系统关闭检修阀使用，即静态平衡阀前后理论上无需再加设截止阀；（鉴于后期管理和检修人员的水平不一，有时在静态阀前设置关断阀门）（3）平衡阀具有良好的流量调节性能，开度流量特性接近线性。
1.1.3 使用场合静态水力平衡阀通常设于供暖和空调各级并联环路中。
结合系统水力计算，在管网的合理部位设置平衡阀可以有效保证管网的静态水力及热力平衡，减轻或消除设计状态下用户近热远冷的弊病。
