動態流量平衡閥、自力式壓差控制閥應用分析
一、平衡閥
平衡閥正確地理解應為水力工況平衡用閥。從這一觀念出發一切用于水力工況平衡的閥門如調節閥、減壓閥、自力式流量控制閥、自力式壓差控制閥都應看成水力工況平衡用閥——平衡閥。而市場上稱為平衡閥的產品，僅是附加了流量測試功能的一種手動調節閥。
靜態平衡閥是指手動調節閥或手動平衡閥。動態平衡閥是指自力式流量控制閥和自力式壓差控制閥。自力式流量控制閥也曾稱作自力式流量控制器、自力式平衡閥。自力式壓差控制閥在北歐也稱為Automotic Balamce Valve即自動平衡閥。
二、水力工況和水力工況平衡
一般地說供熱、空調的管網都是閉路循環的管網，其水力工況是指系統各點的壓力，各管段的流量、壓差。由公式△P=SG2
△P——壓差或稱阻力損失
S——管段或系統的阻力系數
G——管段或系統的流量
可知，流量和壓力是相關參數，流量和壓力的調控互為手段和目的。減壓手段是減少上游管路的流量；減少流量也必湎是減少管路前點的壓力或增加管路后點的壓力。流量變化必然導致壓力的變化；S值不變的系統，壓差的變化必然起因于流量的改變。因此說沒有一咱不影響壓力的流量控制閥，也沒有一種不影響流量的壓力控制閥。
水力工況平衡是指流理的合理分配。在供熱和空調管網中，水是熱載體介質，水流量的合理分配是熱力工況平衡的基礎。以供熱系統為例，設計者在進行水力工況計算時在各分支流量為設計值的假想情況下進行的。由于管材及*高流速成的限制，設計上實現水力平衡幾乎是不可能的。這樣勢必造成近端阻力系數不能達到設計理想狀態，形成近端流量過大，遠端流量不足的失調現象。
由于水力工況設計成了一個設計水壓圖，而實際運行時這一水壓圖必須由閥門平衡調節而形成。用閥門調節水力工況的過程是建立合理水壓圖的過程，在設計合理的情況下，這兩個水壓圖會會合得很好。
由于運行水力工況是水泵的工作曲線與外**性曲線交點形成的。
對于外**性曲線△P=SG2，由于并聯的近端支路S值會小于設計值，造成總S值遠小于設計值，循環水泵在小揚程大流量工況下運行，使水泵在大軸功率，低效率點運行。嚴重時可能出現軸功率大于電機銘牌功率，電機超額定電流，直至燒電機事故發生。
調網的過程就是用平衡閥增加近端阻力，使近端支路S值增大至設計值，總S值增大至設計值。使遠近流量分配均勻合理，循環水泵在設計工況下運行，達到節熱、節電，提高供熱質量的目的。
運行崗們工作者常對一些水力工況失衡現象形成誤解：
（1）水泵出力不足，水泵實際揚程小于銘牌揚程，導致辭末端過不去水。
實際上是由于近端支線阻力小、流量大，造成遠端流量小，水泵工作點偏移在大流量、小揚程、低效率的工作點。
（2）鍋爐或換熱器阻力大，所有鍋爐或換熱器廠商標稱阻力都遠小于實際阻力。
實際上總循環水量的加大必然導致辭鍋爐換熱器等阻力加大。水流量增大40%，阻力增加100%。
（3）鍋爐出力不足,實際上流量加大后供回水溫差不可能更大。當然煤質和風系統不正常也可能造成鍋爐出力問題。
三、調網水壓圖分析和平衡閥的安裝位置
調網的過程是利用平衡閥使各分支達到合理流量的過程。近端資用壓頭大于用戶需用壓頭必然導致流量過大。必須用閥門消耗富裕壓頭富裕壓頭=資用壓頭-需用壓頭）
圖二示意用戶閥門及各壓力點，如果用戶供水管安裝平衡閥調網，則P3近似等于P4，P2壓力線如圖三所示，近乎平行P4。如果用戶回水管安裝平衡閥調網，則P2近似等于P1，P3壓力線近乎平行P1。
戶內實際供水壓力為P2，回水壓力為P3。如果壓力過低會導致運行倒空，壓力過高導致耐壓等級較低的元件（如散熱器）的壓力破壞。
因此對地形高差大的管網應按上述因素考慮平衡閥的安裝位置。即在地形低洼處樓群平衡閥宜安裝于供水，以保證戶內不起壓；在地形較高位置平衡閥宜安裝于回水，以保證用戶不倒空。
對于大型直聯管網，如電廠凝汽供熱管網，供熱半徑很大，外網供回水壓差很大，因此對平衡閥安裝位置應作特殊考慮。
克系數，L—閥行程
由此可知閥門的每一個行程位置決定△P值的大小，如果閥行程位的Kv與 成反比，則G=Kv· 是恒定值。這一原理的閥*初做成流量不可調的流量限制器，近年生產的流量可調式一種是做成多管通道，通過堵管調整設定流量；另一種是用一手動閥改變自力閥Kv與行程的關系，但這種辦法很難保證Kv與 在每一調整位置的反比關系，造成調整位的流量控制精度不高。另外有的產品用波紋管制作感壓膜和自由彈簧的一體化產品，由于不銹鋼波紋管處在流動死區，在水中氯離子含量較高時，極易產生腐蝕。
（3）自力式壓差控制閥與手動調節閥閥組原理。這種原理是現在國產流量控制閥*廣泛采用的。手動調節閥的每一個開度位置對應一個Kv值，由自力式壓差控制閥控制手動調節閥前的壓差不變，則G=Kv· 不變，改變流量時只需調整手動調節閥的Kv值。
這種閥的流量控制精度決定于壓差控制閥精度，壓差
△P=N/S
N——彈簧力
S——感壓膜工作面積
彈簧力在自力閥的行程內會有變化，但使
H/△L=1/10
H——自力閥*大位移行程
△L——彈簧的預壓縮量
則△P的變化僅為±5%，流量精度可達3%。
這咱自力式流量控制閥的缺點在于閥門有*小工作壓差的要求，一般產品要求*小工作壓差20KPa，如果安裝在*不利回路上，勢必要求循環泵多增加2米水柱的工作揚程，所以應采取近端安裝，遠端不安的辦法。用戶離熱源距離大于供熱半徑的80%時就不宜安裝這種自力式流量控制閥。
（4）用自力式壓差控制閥直接控制流量
戶內阻力系數S，在平均供熱的前提下是不變值，戶內設計流量G，△P=SG2,通過控制戶內供回水壓差，一樣可以控制循環流量，調節控制壓差就可調節循環流量。用這種辦法調控流量，只是必須借助便攜式流量測試儀器如超聲波流量計。這種方式對于遠端用戶，閥門不會增加消耗壓頭。
2.2自力式流量控制閥的適用性
自力式流量控制閥在大型管網上應用可以使流量分配工作變得簡單便捷。尤其多熱源管網，熱源切換運行時不會對用戶流量產生影響。
但對于變流量運行的管網不可采用自力式流量控制閥。在熱源主動變流量的情況下，近端回路維持流量不變，而遠端回路流量會嚴重不足。在熱用戶主動變流量的情況下，用戶主動調小流量時，自力式流量控制閥會開大閥門，盡量維護原流量，直到全開失效為止。用戶主動調大流量時，自力式流量控制閥會關小閥門，直到全閉失效為止。亦即只有自力式流量控制閥失效，用戶主動的流量要求才能實現。
3、自力式壓差控制閥
3.1自力式壓差控制閥的應用意義
（1）自力式壓差控制閥消耗系統的富裕壓頭。
（2）自力式壓差控制閥起到隔絕用戶間流量變化互相干擾作用。
這兩項功能有的業內人士認為散熱器上的溫控閥可以起作用，實際上如果讓溫控制閥產生這樣的作用必然導致溫控閥在小開度下工作，甚至于在振動工況下工作。這對溫控閥是十分不利的，溫控閥*初希望的作用**于利用自由熱量，我們很多業內人士對其寄予的希望過大了。
（3）自力式壓差控制閥起到隔絕用戶流量變化互相干擾作用。
1、原工作點
2、用戶主動調整流量后形成的工作點
3、循環水泵變速——壓差閥動作形成工作點
4、循環水泵變速無壓差閥作用的工作點
（4）對于電動控制的自動控制系統，隔絕各并聯支路間調節的干擾，避免自控系統的多余動作提高自控系統穩定性、可靠性。
（5）起到特殊工況的限流作用。在起動供熱和特殊嚴寒工況下用戶的供熱需求會超出熱源的供熱能力，自力式壓差控制閥會有效的限制近端流量使遠端用戶達到預定的采暖效果。
3.2自力式壓差控制閥選用參數。
（1）壓差可調性
一般情況下設計上很難準確計算戶內阻力，而戶內阻力（在設計流量下）可能在0.01—0.03MPa間變化，因此自力式壓差可調比至少應為1：3以上。
（2）流量系數Kv的*大值和*小值
*大流量系數是閥門全開的流量系數；*小流量系數為閥門全關位的漏過流量系數。這兩閥門參數對閥門的應用選型是至關重要的，閥門供應商必須實測并公開這兩個參數。
*大流量系數應能保證*小富裕壓頭下達到設計流量；*小流量系數應能保證*大富裕壓頭下達到調節工況可能的*小流量值。
（3）壓差控制精度，應達到10%以保證流量精度達到5%。