欢迎各位朋友、学者、专家参与平衡阀系列产品的介绍。首先感谢大家为社会做出的不懈努力，平衡阀系列产品在空调、采暖的水系统中应用越来越广泛，大家对平衡阀的了解越来越深入。怎样用好其系列产品是目前广大设计人员、安装人员及生产厂商共同探讨的话题。我们需要借助国外的经验，依据我们的实际国情，研制和使用适和我们系统真正需要的控制设备，使控制设备确实有效的、稳定的运行，达到系统的节能有效的目的。社会的飞速发展，综合国力的增强。节能是迫在眉睫。国家倡导营造节能社会，作为社会的一成员也应该积极响应。建设部最近出台了相关措施，我们大家也应该努力。社会的发展需要也是我们大家的需要，系统控制的日益更新，相关的控制设备同样需要更新，才能够达到满意的效果。相关专家进行了很大的努力，国家相关部门十分重视，正在制定相关的政策和规范。让我们大家共同携手，为建设好美丽的家园，创造和谐社会、创造舒适的环境而努力奋斗。

下面分几个部分介绍一下平衡阀系列产品。（因篇幅有限，有不慎详细的地方请大家多多原谅）

首先请允许我介绍一下公司的基本情况。公司坐落在河北省献县，1993年和沈阳三环真空研究所研制开发了国内首台斜杆暗升降，并具有开度百分比显示的数字锁定平衡阀（大家常说的手动平衡阀）。当时国内有建研院的爱康和沈阳的华松,他们所生产的平衡阀都是直杆直尺外升降的，并且DN150以上都是蝶阀形式。为了完善产品性能的检测，和清华大学热能系石兆玉教授联合开发了平衡阀的实验装置,准确测量平衡阀的理论流量特性。最近我们从铸造方面引进了消失模铸造，使产品外观及阀体内在结构有了进一步的改进，为完善产品奠定了坚实的基础。随着国家经济发展生活水平的提高，产品不断的升级，1998年根据市场的需求研发了自力式流量控制阀，也就是大家所熟悉的动态流量平衡阀。并且结构尺寸符合截止阀的长度，首创自动阀芯套筒式结构，压差控制范围较宽，给自力式流量控制阀的应用带来了宽泛的空间。2003年参加了行业标准的起草和制定。1995年国家搞分户计量的试点工作，试点的城市有北京，天津，烟台，长春等，改福利供热为计量收费。根据计量收费的特点，系统从原来的定流量运行改变为变流量运行。1999年着手研制自力式压差控制阀（动态差压平衡阀）。从研制到正式出厂历经了一年半的时间。经过了数千次的试验研制出真正适合我们国情的产品，并且在某些性能方面领先于国内外同类产品。2000年7月首先通过了天津十几位行业专家的认可，然后才真正推向市场。在2001年通过了省级新产品签定。当时到公司鉴定的北京专家团里有北京建筑设计院总工曹越、中国建筑研究院空调所所长徐伟、清华设计院总工叶瑞芳等。产品受到了大家的一致好评并提出了很好的建议和意见。在2002年7月份获得了国家重点新产品和北京市节能产品认证。公司的总工崔笑千（清华大学的硕士生）提出了“末端主动变流量的水力工况平衡”的研究课题，为系统的稳定控制和有效的运行打下了良好的基础。2002年公司着重研发了旁通压差控制阀我们叫做自力式自身压差控制阀。用于分、集水器之间的控制设备。解决了阀门不能减静压的问题和对电的依赖。公司的崔总和广州大学钟潮安教授作技术交流，钟教授提出了并联水泵控制扬程的概念，根据钟教授的建议相继开发了限流止回阀。保护水泵在高效区运行的专用阀门。2003年正式推向市场。2004年建设部设计院的李娥飞总工在3月8号编写的《暖通空调设计与通病分析》186页写到并联水泵运行时，水泵出口应该配备流量限定装置。近期该产品被例入国家重点新产品授予名称：“自力式水泵扬程自动控制器”。公司从外观、实验装置进行了更新，引进了静电喷涂设备，为外观的改善奠定了基础。实验装置从原来的最大流量800m³/h增加到1200m³/h，为检测大口径阀门提供了方便宽泛的空间。我们愿意同业内外同行和专家一道为营造和谐社会、节约社会做出我们不懈的努力。力争在供应优质产品的同时为供热、空调行业水系统节能控制做出更大的贡献。

我们秉承互惠双赢的原则，愿意和国内外厂商精诚合作，2004~2005与丹佛斯谈判历经一年多的时间，因某些原因最终没有达成共识。和瑞典TA公司、霍尼韦尔、西门子等国外公司有相关的业务来往，和国内各大公司（如上海的冠龙，天津的瓦特斯，北京的艺创等）都有过密切业务接触，技术咨询等等。

 

为什么进行水力平衡

 

为了提高系统的控制精度，达到系统的稳定、节能运行。必须满足下述要求：

1．  所有控制设备均具有系统设计者所计算的Kvs值；

2．  所有水泵应该提供准确的水泵扬程；

3．  所有末端装置的压降要符合设计者的要求。

    在实际应用过程中，只能在标准型号中或市场上所供应的选用控制阀、水泵及末端装置等。

控制阀：大部分生产厂家提供控制阀的Kvs值，每档Kvs值约比前一档高60%，因而不大可能选到正好为要求的Kvs值。

 如 Kvs   1.0   1.6   2..5   4.0    6.3   10   16   ……

    水泵：由于型号的原因，供选用水泵的流量可能与要求相差10～40%。为了确保足够的流量，通常水泵选用比要求高10%有时达25%。

    风机盘管及其它末端设备：这些设备也只能根据市场供货选用，实际上，没有人会选用型号偏小的风机盘管及末端设备，因为有流量过低的风险。

    在末端采用电动调节阀，虽然经过仔细计算，你会发现所要求Kvs值的控制阀在市场上是找不到的，结果大部分控制阀都是过大的。在很多情况下，控制阀会完全打开。比如：在启动过程中；出现大的波动时；供热中供水温度太低（制冷中供水温度太高）；温度调节装置为最大值或最小值；或者风机盘管太小等。在这些情况下，当没有平衡设备控制时，将在一些回路中出现过流，而在其他回路中会出现欠流的情况。为了避免流量过大，提高系统的稳定性。应用自力式压差控制阀可以容易的限制其大流量以达到设计里流量。

一些朋友认为，只要在设计图纸时指出设计流量，就完全能够在管路中获得实际需要流量。在实际工作中要想真正得到所需要的水流量，须进行测量和调试，才能够真正满足设计的要求。这也是为什么需要水力平衡的关键所在。通过仔细选择设备，能够获得正确的水流量吗？理论上是可以，但实际上，这只是人们所期望的。有些同志会想到，在设计设备时考虑一些高成本的安全因素，会阻止大多数问题的产生，其实，即使一些问题通过这种方式得以解决，但会造成其他问题，特别是控制端，实际使用的设备尺寸过大是无法避免的，因为只有从现有的市场范围内来购买需要的设备。它们一般情况下与设计参数不相同，而且，在设计阶段，一些部件的特性是未知的，这是由于承包人在最后阶段才选定它们，因此，要进行调节校正，同时要考虑到实际安装的因素，该过程和初始设计总是会产生一定的差异。解决的方法是需要一些相关的控制设备，在调试过程中给予修正，以达到设计者要求，保证系统的稳定运行。再有就是最不利环路是在调试过程中才能发现的，而不是我们所能预想到的。只有对控制阀或末端设备的压损和流量进行修正，才能真正达到设计者的要求。

目前，有些朋友对平衡阀的了解不够充分，甚至有些砥柱情绪。造成这种原因的情况是多方面的，首先，任何控制设备都是耗能的；市面上确实有部分假冒伪劣产品，这些产品根本不具备调节功能，更谈不上经过流量检测试验，只是普通截止阀改改名字而已。更有甚者是照着葫芦画瓢，给平衡阀市场造成了混乱。再就是引进平衡阀的时间比较匆忙，应用的方式不明确，许多控制模式需要大量的实验来检验，我们的控制系统相对较大，国外并没有相关的控制模式，造成大家选型的困难。有些图纸对平衡阀的选用不是很清晰，图纸标上流量平衡阀，造成施工方选型困难，不知道选什么样的平衡阀。造成的主要原因是国家缺少相关的规范和标准；厂商的宣传力度不够。还有的朋友认为，哪个地方效果不好就安装平衡阀。这种观点是片面的，毕竟平衡阀不能提供动力。正好相反，当我们知道哪个地方效果不好时，我们可以把它选用参照阀门，平衡阀是将效果好的控制到能够满足需要的流量，让效果不好的地方多得到些流量。其次控制方式的选择，先要把复杂的水力系统细分为多个单元，多个层次，逐个层次的控制方式，注意选择好参照阀门和合作阀门，这样才能有效地实现对系统精确控制，达到稳定运行。要想精确控制系统必须能够量化和调节，没有量化设备只能以大流量的状况来弥补水力系统的平衡。另外，有些专家对散热器温控阀寄予的希望值过高，以为装上温控阀就能节能了。大家知道，每一种设备需要一定工作条件或工作环境。温控阀的作用是吸收一定的自由热，但它的工作压差最大是25KPa。利用好温控阀的首要条件，解决好系统的水力平衡问题，保证温控阀在需要的环境下工作。怎样解决好这个问题在后面我们要仔细探讨。

总之，水力工况的水力平衡控制是至关重要的。只有达到系统的水力平衡，才有可能实现分户计量或变频等真正意义的系统节能控制和稳定的运行。随着经济的发展生活水平的提高，大家对舒适的要求日趋增加。空调（供暖）的量化控制也给我们提出了很高的要求。

 

水力失调分析

 

水力系统的失调有两方面的含义：一是指虽然经过水力计算并达到规定要求，但在实际运行后，各用户的流量与设计要求不符，这种水力失调是稳定的、根本性的。如不加以解决影响将始终存在。我们称之为稳态失调。二是指系统中，当一些用户的水流量改变时（关闭或调节时），会使其它用户的流量随之变化。这涉及到水力稳定性的概念。对其它用户影响小，则水力失调程度小，水力稳定性好，我们称之为动态（稳定性）失调。

   尽管设计者作了详细的设计计算及平衡计算。但在实际运行时，各环路及末端装置中的水流量并不按设计要求输配，而且系统总流量远大于设计流量。分析原因主要有几个方面，一是缺乏消除环路剩余压头的定量调节装置。因为有利环路的剩余压头较难由管径变化档次来消除。而节流孔板往往难以计算准确；二是水泵实际运行点偏离设计运行点，由于实际阻力往往低于设计阻力，水泵工作点处于水泵特性曲线的右下侧，使实际水量偏大。三。选用设备或末端装置时，只能根据市场所能供应的选用。其中一个链环连接不合适时，其它的也将不能达到最佳性能。结果将不能获得所需的室内气候。

    产生水力失调的原因。管网水力失调的原因是多方面的，归纳起来主要有两种：（1）管网中流体流动的动力源（一般为风机、泵、重力差等）提供的能量与设计要求不符。例如：风机、泵的型号，规格的变化及其性能参数的差异，动力电源的波动，流体自由液面差的变化等，导致管网中压头和流量偏离设计值。（2）管网的流动阻力特性发生变化， 很多原因会导致管网阻抗发生变化。例如：在管路安装中，管材实际粗糙度的差别，焊接光滑程度的差别，存留于管道中泥沙、焊渣多少的差别，管路走向改变而使管长度的变化 ，弯头、三通等局部阻力部件的增减等，均会导致管网实际阻抗与设计值偏离。尤其是一些在管网设置的阀门，改变其开度即可能大大改变管网的阻力特性。

    水力失调对管网系统运行会产生不利影响。管网系统往往是多个循环环路并联在一起的管路系统。各并联环路之间的水力工况相互影响，必然会引起其他环路的流量发生变化。如果某一管段的阀门开大或关小，必然导致管路流量的重新分配，即引起了水力工况的改变。当某些环路因发生水力失调而流量过小，如锅炉循环系统中水冷壁管路流量分配不均，使部分管束水流停滞则有可能发生爆管事故；在制冷机水循环系统中，蒸发器管束因此可能发生冻管事故。在供热空调系统中流体流量的变化使其负担输配的冷热量改变，即其水力失调必然会导致热力失调。在水力失调发生的同时，管网中的压力分布也发生了变化。在一些特殊情况下，局部管路和设备内的压力超过一定的限值，则可能使之破坏。

 

平衡阀的分类

 

平衡阀是能够使水系统达到动态、静态平衡调节的控制装置。分动态平衡阀、静态平衡阀。

静态平衡阀也就是我们常说的手动平衡阀、数字锁定平衡阀、水力平衡阀等（本文称水力平衡阀）。

动态平衡阀分动态流量平衡阀、动态压差平衡阀等；动态流量平衡阀又分定流量型，可调流量型。

所谓定流量型也就是平常所说的阀胆型，出厂流量已经设定好，现场不能调节（也就是活塞型）。

可调流量型现场可以调节与设定流量。

动态流量平衡阀亦称自力式流量控制阀、自力式平衡阀、定流量阀、自动平衡阀等。2003年10月建设部相关标准出台定为自力式流量控制阀。

动态压差平衡阀亦称自力式压差控制阀、差压控制器、稳压变量同步器、差压平衡阀等。（本文称自力式压差控制阀）。

动态压差平衡阀又分定压差型，可调压差型。

定压差型为出厂设定好了控制压差。

可调压差型是现场可以调节控制压差的大小。

 

产品介绍

 

一．.水力平衡阀（SPF45-16）

水力平衡阀源于早期的节流孔板，实际上水力平衡阀是一个可以调节的节流孔板，并连接智能仪表检测出阀门的压差、流量，并能检测出系统存在的问题。

水力平衡阀属于调节阀范畴。通过改变阀芯与阀座的间隙（即开度），来改变流经阀门的流动阻力，已达到调节流量的目的。

水力平衡阀的作用对象是系统的阻力。特点是能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时增减，仍然满足当前气候需要下的部分负荷的流量需求，起到平衡的作用。

特色： 1. 开度的百分比显示，清晰知道阀塞的位置，根据开度的显示测算出阀门的流通能力。

           2. 为了防止阀门的气蚀振动。在阀门流道设计上考虑阀塞和阀座的小开度时形成狭长的节流流道。约束旺盛絮流涡旋的形成。

           3．理论流量特性为等百分比特性。

    缺点：调试过程比较繁琐，需要专业技术人员进行调试。

水力平衡阀的外形与普通截止阀相仿，不同之处在于水力平衡阀具有特殊形状的阀芯，合理的内升降设计无需预留空间，阀芯前后位置的阀体上有两个测压小阀，此外有开度及开度百分比、开度锁定装置。管网安装完毕后，首先进行水力平衡调试，将阀体上两个测压小阀连接于专用智能仪表后，仪表即可显示流经水力平衡阀的流量，方便指导水力平衡系统的调试。

水力平衡阀的选型：

1.       流量特性的选择。

       水力平衡阀的流量特性的选择主要是针对末端设备或被控系统的流量特性曲线而定。我们的目的末端装置的工作特性曲线与水力平衡阀的开度曲线成线性关系，这样末端设备与控制器的信号成比例关系，使得控制回路稳定性不取决于负荷，从而使比例带可以设定成最小值。这样才能达到系统的精确控制。

流量特性：直线型，等百分比特型。

可以根据系统控制设备工作特性的需要选择。一般情况下选择等百分比的特性居多。

2.       阻力特性的选择

   Ⅰ。水力平衡阀的阻力应为系统总阻力的

10%至30%之间，选用时应参照水压图进行。

     Ⅱ。在选择水力平衡阀时，对于同口径的平衡阀，

应优先选用阻力较大的。

     Ⅲ。在选择水力平衡阀时，为了增加水力平衡阀所

占系统总阻力的百分比，可适当选择比管径小

的水力平衡阀

3. 控制方式：合理细分单元。划分控制单元是使

用水力平衡阀的关键步骤，单元层次划分的越细控制效果越好。选择好参照阀门和合作阀门也是必不可少的，参照阀门是最不利端的控制阀门；合作阀门是该调试管路上一层的总阀门。

 

Q= 0.86P/△Td                            Q—流量单位L/h  Q—流量单位kg/h                          Td—温差 °C                                 P—设备出力或冷（热）负荷  W

4. 口径的选择       Kv= 316Q/ √△p

 

                                              

Q   流量单位 m³/h                             

△p  压差     Pa

       5.  水力平衡阀的流通能力选择建议Kvs在60—90%选用阀门

       6.  检测阀门口径△p>3KPa阀门的口径合适       

△p=ξ（V²•ρ/2）

                            △P 阀门前后的压差Pa

                               ξ 局部阻力系数

                               ρ 密度  1000kg/ m³

                               V  流速  m/s

       7。 根据厂家提供的线算图选型。

用水力平衡阀可以解决稳态失调的系统。主要针对冷（热）源变流量，用户定流量的系统。例如：采暖系统中，初末寒时水泵启用的台数少，严寒时水泵启动的台数多；空调系统也一样，在初末夏时水泵启用的台数少，盛夏时水泵启用的台数多。系统提供的总循环水量是主动变化的。

在空调、采暖系统的水力管网中，调节任何一个水力平衡阀，均会引起整个系统各节点压力，乃至流量的变化。所以应选择合理恰当的调试方法。合理是指以最低的代价完成水力平衡调试工作；恰当则是指对每一台水力平衡阀做一次调整就能达到正确的流量值。

平衡调试过程中，可发现及排除对系统功能的一些威胁：包括实施的不正确的平衡计算，以及纯粹的安装错误，如止回阀装错或过滤器被堵，水泵扬程过大等等。

在平衡过程中可立即发现问题，找到根源和采取纠正措施，这样确保系统尽量以最低的能源成本，提供最佳的舒适度。

系统平衡得益于：

1。降低水泵的能耗；

2。减少供热（冷）总量；

3。保证机组达到设计出力；

4。使自控装置发挥最佳效果。

水力平衡阀的应用：

   供热（制冷）系统，所有需要保证设计流量的环路都应安装水力平衡阀。

1. 每台锅炉及冷水机组处分别安装水力平衡阀用于：调整锅炉或冷水机组之间的流量分配达到正确值，确认任何锅炉或冷水机组不存在流量过大或过小现象，检验与输配系统的水量协调性。

             2. 所有干管、立管及支管的回水或供水管处安装水力平衡阀用以：调整流量配均衡，检验输配环路与区域控制环路水量的协调性。

         3.  所有具有二次泵的区域控制环路中分别水力安装平衡阀     用以均衡补偿型号尺寸过大的控制阀二次泵及盘管，检验输配环路与区域环路水量间的协调性。

              4. 在散热器或者冷却盘管系统中，应对它们分别安装水力平衡阀，用以对每一台末端装置单独调整流量。

              5. 平衡控制回路；用以消除末端的流量过大，因而创造了区域阀门的良好工作条件，用以检验及调节一、二次环路水量协调一致，以确保末端装置总能提供出设计功率。

外形尺寸及技术参数：

 

二.  自力式流量控制阀(ZL-4M-16)

自力式流量控制阀是由手动调节部分和自动调节部分(自力式压差控制阀)组成。

手动调节部分设定每一个开度对应一个Kv值，由自动调节部分（自力式压差控制阀）控制手动调节部分的前后压差不变。

    自力式流量控制阀的工作原理：依靠被调工作介质因流量变化而产生的压差变化，来自动调节阻力大小，控制流量不变，从而消除压差变化产生的影响，稳定流量的一种装置。其作用对象是系统的流量。当外网压力波动时被控系统不受影响。

基本要求：最小工作压差30KPa

工作压差范围：30—600KPa

自力式流量控制阀的设计依据：自力式流量控制阀（动态流量平衡阀）是一个局部阻力可以改变的节流元件，对于不可压缩的流体其简化方程式为Q=KA√ΔP

式中  Q-通过自力式流量控制阀的流量；