一、前言

    節約能源，保護環境，是可持續發展的主題。我國城市供熱系統耗能巨大，能量有效利用率低。研究適合我國供熱特點和現狀的供熱系統和調節技術，已成為當務之急。

    隨著計量供熱的不斷推進，我國的供熱系統正在不斷完善。為了保證供暖質量，滿足舒適性要求，同時節約能源，在散熱器上安裝溫控閥，實現了供熱系統的自主調節，供熱系統是動態的變流量（抑或定流量）系統。為適應熱網水力工況的變化和保證供熱質量，系統中均應配置正確的控制調節裝置才能發揮作用，否則，會使系統不僅達不到調節要求，有時還會起反作用。

    二、平衡閥的工作原理

    （一）靜態平衡閥

    平衡閥實際上起一種初調節的作用。從調節基本原理上看，平衡閥實際上就是一種有開度指示的手動調節閥。在平衡閥的上游、下游端各裝一個測壓孔，用來測量流體通過閥門的壓降。使用時，測得閥門壓降和讀出開度，即可算得通過閥門的流量。平衡閥初始調整時，是根據設計工況下各個管路的流量來調節的。當全部平衡閥初始調整完成后，且在管路阻力系數不再發生變化的情況下，各管路的流量分配比例保持不變。

    （二）自力式流量控制閥

    不需要外接動力，依靠流體流動的特性，在上或下游的阻力在一定范圍內發生變化時，它可以通過管道內壓力的變化自行調節開度，從而使流量基本保持不變。是一種動態平衡閥。

    （三）自力式壓差控制閥

    自力式壓差控制閥的特點與自力式流量控制閥類似，也是一種動態平衡閥。它不需要外接動力，僅依靠流體流動的特性，在上或下游的阻力在一定范圍內發生變化時，它可以通過管道內壓力的變化自行調節開度，從而使流體通過閥心時壓降的變化來彌補管路阻力的變化，使用戶的入口壓差基本保持不變。

    三、住宅建筑不同戶內采暖系統形式平衡閥的選擇

    在實施了熱計量以后，戶內采暖系統通常可以分為兩類：一類是有共用立管且戶內為雙管系統，另一類是帶跨越管的垂直單管系統或者是有共用立管且戶內為帶跨越管的水平單管系統（如圖1、圖2）。在溫控閥調節后，這兩類系統對總流量的影響是不相同的。

圖1 水平雙管式系統               圖2 水平單管跨越式系統

    （一）雙管系統

    1、自力式流量控制閥

    隨著室內負荷的變化，溫控閥將隨之而自動變化。這樣通過散熱器的流量也隨之變化，這就意味著熱網的流量隨時都在變化，應選用動態平衡閥。

    自力式流量控制閥的功能是在工況發生變化時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，對溫控閥的調節作用有害而無一利。當某一用戶室內負荷減少時，溫控閥自動關小，則相應管路流量應減少；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自動開大，從而使管路流量增加達到其保持管路流量不變的目的。這時管路流量的相對增大（實際是保持原流量不變），又導致溫控閥的進一步關小，如此形成循環，最后導致溫控閥關到最小，而室內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為雙管的系統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揮作用。圖2對應的用戶負荷減少時其溫控閥關小，相對應的管路流量減少，因此造成總流量減少，系統水壓圖發生變化。如圖2中的實線表示溫控閥沒有調整之前的水壓分布，△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，外網給用戶處所提供的資用壓頭提高到△P＇。如果用戶沒有裝自力式壓差控制閥，則由于外網提供的資用壓頭增大，溫控閥又會進一步關小，如此反復形成正反饋，使溫控閥無法正常發揮其功能。但如果裝自力式壓差控制閥，自力式壓差控制閥可以根據壓差的變化而自動調節關小，壓差控制閥消耗掉2倍的△P＇＇，使外網提供給的用戶資用壓頭（△P＇－2X△P＇＇）基本保持不變，仍等于△P這樣就不會對溫控閥形成正反饋的影響。

圖3 水壓圖

    （二）單管跨越式系統

    帶跨越管的垂直單管系統，由于溫控閥的作用，使通過散熱器的流量隨室內負荷變化而變化，一定比例的用戶調節將造成一同的流量變化再7%以內變化，所以可以認為單管跨越式系統為定流量系統。因此，此時熱網基上是在定流量運行。

    靜態平衡閥調節，實際上是初調節，即在調節完成后保持各支路流量的分配比例達到要求，但當供熱網增加新用戶或原有用戶工況發生變化后，流量分配比例發生了變化，因此又需要進行重新調整。同時，在調節過程中由于各個用戶之間的耦合關系，如把一個用戶流量調整到了設計要求值，但當調節另一個用戶后，由于耦合作用，第一個用戶的流量又發生了變化，如耦合嚴重，還需要重新調整第一個用戶。因此，利用這種調節方法，在各個用戶耦合嚴重時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責的支路上流量保持不變。因此當供熱網增加新用戶后，原有支路的流量受到影響后它可以自動調節來適應這種變化，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行調整。

    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責的支路上壓差保持不變。因此當供熱網增加新用戶后，原有支路的流量受到影響后它可以自動調節來適應這種變化。

    對于單管跨越式系統，由于該系統可近似認為是定流量系統，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，但是從現場安裝和操作以及設備的經濟上考慮，安裝自力式流量控制閥比較適宜。