平衡阀 简介

平衡阀是在水力工况下，起到动态、静态平衡调节的阀门。如静态平衡阀，[动态平衡阀]。 静态平衡

平衡阀选型的性能与用途

　　1、手动平衡阀

　　手动平衡阀具有造价低，元件使用权用寿命长等优点，对支路不多的小型管网也可方便进行水力工况平衡。对于热源主动变量管网只能采用手动平衡阀，因为只有手动平衡阀才能保证流量的一致等比变化，而一切自力式平衡阀都不能保证热源主动流量运行。如前述大型直联管网手动平衡阀可用于压力工况的调整。

　　1.1手动平衡阀的特性曲线

　　1）截止阀特性曲线

　　2）线性特性阀实际工作曲线（阀权度0.2）

　　3）线性特性

　　4）等百分比特性曲线

　　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力工况平衡调节使用的。

　　由于阀门理论特性曲线是在定压差下测试，而实际工况只要阀权度不为1则阀门在小开度下阀前后压差大，大开度时阀前后压差小，导至阀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（对数）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。

　　1.2阀门的汽蚀振动

　　通常阀门在小开度情况下阀口的流速过高，在阀后会形成旺盛紊流的蜗旋区，蜗旋区核心压力很低，该处压力低于水温对应的饱和压力时水蒸汽的闪发会导致气水击现象：严重的噪章，阀门及管道的振动，阀门、管道、管支架的破坏。

　　防止这种事故的发生应首先在阀门流道设计上考虑阀塞和阀座在小开度时形成狭长的节流流道，约束旺盛紊流蜗旋的形成；其次选用阀门时尽量加大阀权度，以避免阀门在小开度下运行。另外，在不牵涉压力工况问题时尽量将平衡阀安装在水温较低的回水上。

　　2、自力式流量控制阀

　　2.1自力式控制阀工作原理

　　（1）孔板流量计——导阀——主阀原理。主阀前设置一个流量孔板，导阀感测、比较孔板前后压力差，如压力差大于设定压差，意味着流量超过设定流量，导阀控制主阀做关阀动作。如感测压差小于设定压差，则意味着流量小于设定流量，导阀控制主阀开阀动作。导阀上的设定压差可调，调大调小设定压差，可以调大调小设定流量。

　　由于孔板流量计的流量压差对应关系受到前流态影响极重，如果要求流量精度达到10%，则必须阀前有10d以上的直管段，而这一点工程实际中极难保障。另外这种阀出厂后的流量可调范围很小，在保持流量精度的前提下，流量可调比不会超过2：1。

　　（2）“Kv·=常数”原理，自由弹簧和感压膜构成阀门开关动力系统△P/S=εL

　　S—感膜工作面积，ε—弹簧的胡克系数，L—阀行程

　　由此可知阀门的每一个行程位置决定△P值的大小，如果阀行程位的Kv与 成反比，则G=Kv· 是恒定值。这一原理的阀*初做成流量不可调的流量限制器，近年生产的流量可调式一种是做成多管通道，通过堵管调整设定流量；另一种是用一手动阀改变自力阀Kv与行程的关系，但这种办法很难保证Kv与 在每一调整位置的反比关系，造成调整位的流量控制精度不高。另外有的产品用波纹管制作感压膜和自由弹簧的一体化产品，由于不锈钢波纹管处在流动死区，在水中氯离子含量较高时，极易产生腐蚀。

　　（3）自力式压差控制阀与手动调节阀阀组原理。这种原理是现在国产流量控制阀*广泛采用的。手动调节阀的每一个开度位置对应一个Kv值，由自力式压差控制阀控制手动调节阀前的压差不变，则G=Kv· 不变，改变流量时只需调整手动调节阀的Kv值。

　　这种阀的流量控制精度决定于压差控制阀精度，压差

　　△P=N/S

　　N——弹簧力

　　S——感压膜工作面积

　　弹簧力在自力阀的行程内会有变化，但使

　　H/△L=1/10

　　H——自力阀*大位移行程

　　△L——弹簧的预压缩量

　　则△P的变化仅为±5%，流量精度可达3%。

　　这咱自力式流量控制阀的缺点在于阀门有*小工作压差的要求，一般产品要求*小工作压差20KPa，如果安装在*不利回路上，势必要求循环泵多增加2米水柱的工作扬程，所以应采取近端安装，远端不安的办法。用户离热源距离大于供热半径的80%时就不宜安装这种自力式流量控制阀。

　　（4）用自力式压差控制阀直接控制流量

　　户内阻力系数S，在平均供热的前提下是不变值，户内设计流量G，△P=SG2,通过控制户内供回水压差，一样可以控制循环流量，调节控制压差就可调节循环流量。用这种办法调控流量，只是必须借助便携式流量测试仪器如超声波流量计。这种方式对于远端用户，阀门不会增加消耗压头。

　　2.2自力式流量控制阀的适用性

　　自力式流量控制阀在大型管网上应用可以使流量分配工作变得简单便捷。尤其多热源管网，热源切换运行时不会对用户流量产生影响。

　　但对于变流量运行的管网不可采用自力式流量控制阀。在热源主动变流量的情况下，近端回路维持流量不变，而远端回路流量会严重不足。在热用户主动变流量的情况下，用户主动调小流量时，自力式流量控制阀会开大阀门，尽量维护原流量，直到全开失效为止。用户主动调大流量时，自力式流量控制阀会关小阀门，直到全闭失效为止。亦即只有自力式流量控制阀失效，用户主动的流量要求才能实现。

　　3、自力式压差控制阀

　　3.1自力式压差控制阀的应用意义

　　（1）自力式压差控制阀消耗系统的富裕压头。

　　（2）自力式压差控制阀起到隔绝用户间流量变化互相干扰作用。

　　这两项功能有的业内人士认为散热器上的温控阀可以起作用，实际上如果让温控制阀产生这样的作用必然导致温控阀在小开度下工作，甚至于在振动工况下工作。这对温控阀是十分不利的，温控阀*初希望的作用**于利用自由热量，我们很多业内人士对其寄予的希望过大了。

　　（3）自力式压差控制阀起到隔绝用户流量变化互相干扰作用。

　　1、原工作点

　　2、用户主动调整流量后形成的工作点

　　3、循环水泵变速——压差阀动作形成工作点 4、循环水泵变速无压差阀作用的工作点

　　（4）对于电动控制的自动控制系统，隔绝各并联支路间调节的干扰，避免自控系统的多余动作提高自控系统稳定性、可靠性。

　　（5）起到特殊工况的限流作用。在起动供热和特殊严寒工况下用户的供热需求会超出热源的供热能力，自力式压差控制阀会有效的限制近端流量使远端用户达到预定的采暖效果。

　　3.2自力式压差控制阀选用参数。

　　（1）压差可调性

　　一般情况下设计上很难准确计算户内阻力，而户内阻力（在设计流量下）可能在0.01—0.03MPa间变化，因此自力式压差可调比至少应为1：3以上。

　　（2）流量系数Kv的*大值和*小值

　　*大流量系数是阀门全开的流量系数；*小流量系数为阀门全关位的漏过流量系数。这两阀门参数对阀门的应用选型是至关重要的，阀门供应商必须实测并公开这两个参数。

　　*大流量系数应能保证*小富裕压头下达到设计流量；*小流量系数应能保证*大富裕压头下达到调节工况可能的*小流量值。

　　（3）压差控制精度，应达到10%以保证流量精度达到5%。

　　3.3在分户控制未安装热量表

1、理想的调节性能；

  2、优良的截止功能；

　　3、**到1/10圈的开启状态显示；

　　4、理论流量特性曲线为等百分比特性曲线；

　　5、国家**型启闭锁定装置；

　　6、对应每个整圈都有因定的流量系数，调试中只要测量出阀门两端压差，就可以方便计算出流经阀门的流量；

　　7、聚四氟乙烯和硅胶密封，密封性能可靠；

　　8、内部元件采用YICr18Ni9或铜合金制造，抗腐蚀能力强，使用寿命长；

　　9、内升降阀杆，无须预留操作空间。

　　10、它是一种组合阀。

　　其中的ZLF自力式平衡阀是一种利用介质本身的压力变化来进行自我调控，从而保持流经该被控系统的流量不变的阀门，具有流量指示，可在线调节，适用于供热及空调系统等非腐蚀性介质。运行前一次性测试调节，可使系统流量自动互定在预先设置的设定直，该阀门流量调节准确，操作简单，运行平稳，性能可靠，使用寿命长。Kv为平衡阀的阀门系数。它的定义是：当平衡阀前后差压为1bar（约1kgf/cm2）时，流经平衡阀的流量值（m/h）。平衡阀全开时的阀门系数相当于普通阀门的流通能力。如果平衡阀开度不变，则阀门系数Kv不变，也就是说阀门系数Kv由开度而定。通过实测获得不同开度下的阀门系数，平衡阀就可做为定量调节流量的节流元件。

　　在管网平衡调试时，用软管将被调试的平衡阀的测压小阀与专用智能仪表连接，仪表可显示出流经阀门的流量值（及压降值），经与仪表人机对话，向仪表输入该平衡阀处要求的流量值后，仪表通过计算、分析、得出管路系统达到水力平衡时该阀门的开度值。平衡阀属于调节阀范畴，它的工作原理是通过改变阀芯与阀座的间隙，改变流体流经阀门的流通阻力，达到调节流量的目的。

　　1.不应随意变动平衡阀开度管网系统安装完毕，并具备测试条件后，使用专用智能仪表对全部平衡阀进行调试整定，并将各阀门开度锁定，使管网实现水力工况平衡。在管网系统正常运行过程中，不应随意变动平衡阀的开度，特别是不应变动开度锁定装置。

　　2.不必再安装截止阀。在检修某一环路时，可将该环路上的平衡阀关闭，此时平衡阀起到截止阀截断水流的作用，检修完毕后再回复到原来锁定的位置。因此安装了平衡阀，就不必再安装截止阀。 3.系统增设（或取消）环路时应重新调试整定在管网系统中增设（或取消）环路时，除应增加（或关闭）相应的平衡阀之外，原则上所有新设的平衡阀及原有系统环路中的平衡阀均应重新调试整定（原环路中支管平衡阀不必重新调整）。在空调及采暖系统中，作为输配能量的水循环系统的水力平衡是非常重要的。一个平衡的水力系统是满足用户需求、节约运行能耗的基础。 在空调及采暖系统中，冷（热）媒由闭式管路系统输配到各用户。对于一个设计优良的管网系统，各用户在末端控制阀（电控阀、温控阀等）的开度为100%时应该均能获得设计水量，而各用户在末端控制阀的开度改变时既可得到所需的流量又互不干扰。这样的水系统是一个水力平衡的系统，否则就是水力不平衡系统，水力不平衡又称水力失调。这种水力失调是随机变化的、动态的。这种失调现象静态平衡阀无法解决，只能用动态平衡阀来解决。

调节原理

　　平衡阀属于调节阀范畴，它的工作原理是通过改变阀芯与阀座的间隙（即开度），改变流体流经阀门的流通阻力，达到调节流量的目的。平衡阀相当于一个局部阻力可以改变的节流元件，对不可压缩流体，由流量方程式可得：

　　式中：Q－－流经平衡阀的流量 ξ－－平衡阀的阻力系数 P1－－阀前压力

　　P2－－阀后压力 F－－平衡阀接管截面积 ρ－－流体的密度

　　由上式可以看出，当F一定（即对某一型号的平衡阀），阀门前后压降P1-P2不变时，流量Q仅受平衡阀阻力影响而变化。ξ增大（阀门关小时），Q减小；反之，ξ减小（阀门开大时），Q增大。平衡阀就是以改变阀芯的开度来改变阻力系数，达到调节流量的目的。

　　Kv为平衡阀的阀门系数。它的定义是：当平衡阀前后差压为1bar（约1kgf/cm2）时，流经平衡阀的流量值（m3/h）。平衡阀全开时的阀门系数相当于普通阀门的流通能力。如果平衡阀开度不变，则阀门系数Kv不变，也就是说阀门系数Kv由开度而定。通过实测获得不同开度下的阀门系数，平衡阀就可做为定量调节流量的节流元件。

　　在管网平衡调试时，用软管将被调试的平衡阀的测压小阀与专用智能仪表连接，仪表可显示出流经阀门的流量值（及压降值），经与仪表人机对话，向仪表输入该平衡阀处要求的流量值后，仪表通过计算、分析、得出管路系统达到水力平衡时该阀门的开度值。

　　静态平衡阀的使用场合　　

　静态平衡阀操作复杂，调节时需配备智能仪表，即使有专业的技术人员用户流量的藕合现象也很难使用达到平衡状态。利用阀门KV值及阀门曲线来确定阀门开度的方静态平衡阀是常用的老水力平衡产品，它适合以热源为主变流量的系统。调节时各用户间流量相互藕合作用，真正的把庞大的热用户调节平衡是很难实现的。

 ZLF自力式平衡阀，是一种利用介质自身的压力变化进行自我控制而保持流经该被控系统流量不变的阀门，并具有流量指示，调节方便，适用于供热空调等非腐蚀性介质的流量控制。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。ZLF自立式平衡阀，是一种利用介质本身的压力变化来进行自我调控从而保持流经该被控系统流量不变的阀门，ZLF自立式平衡阀具有流量指示，可在线调节，适用于供热及空调系统等非腐蚀性介质的流量控制。运行前一次性测试调节，可使系统流量自动恒定在预先设置的设定值。该阀门流量调节准确，操作简单，运作平稳，性能可靠，使用寿命长

【自立式平衡阀】零部件材料

单位：mm

SPF型数字锁定平衡阀是一种静态水力工况平衡用阀，它具有等百分比的流量特性曲线，适用于集中量调节，集中质调节及分阶段改变流量的量调节系统，当系统流量发生变化时，安装了该阀的各支路，各用户的流量会按比例增大或减小，保持初调节时的流量分配方案。SP45F、SP15F数字锁定平衡阀是一种具有数字锁定特殊功能的调节型阀门，采用直流型阀体结构，具有更好的等百分比流量特性，能够合理地分配流量，有效地解决供热（空调）系统中存在的室温冷热不均问题。同时能准确地调节压降和流量，用以改善管网系统中液体流动状态，达到管网液体平衡和节约源的目的。阀门设有开启度指示、开度锁定装置及用于流量测定的测压小阀，只要在各支路及用户入口装上适当规格的平衡阀，并用专用智能仪表进行一次性调试后锁定，将系统的总水量控制在合理的范围内、从而克服了“大流量，小温差”的不合理现象。该产品是供热系统中的理想产品。既可安装在供水管上，也可以安装在回水管上，一般我们建议安装在回水管上，尤其对于高温环路，为方便调试，更要装在回水管上，安装了平衡阀的供（回）水管不必再设截止阀。数字锁定平衡阀是一种静态水力工况平衡用阀，它具有等百分比的流量特性曲线，适用于集中量调节，集中质调节及分阶段改变流量的量调节系统，当系统流量发生变化时，安装了该阀的各支路，各用户的流量会按比例增大或减小，保持初调节时的流量分配方案。

平衡阀、SP15F数字锁定平衡阀主要连接尺寸

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