1 引言 目前戶內(nèi)供暖系統(tǒng)由垂直系統(tǒng)向單戶成環(huán)一戶一表的供暖方式轉(zhuǎn)變，以適應每個居住單元內(nèi)供暖溫度可由用戶自行調(diào)節(jié)，并按其耗熱量計量收費的供暖要求。為保證熱用戶在一定范圍內(nèi)自行調(diào)節(jié)供熱負荷，保證調(diào)節(jié)部件**使用，二級管網(wǎng)上的每個熱力用戶入口均安裝了自力式壓差控制閥，以確保戶內(nèi)系統(tǒng)在一定流量范圍內(nèi)在設定的壓差下工作。
本文對自力式壓差控制閥的特性和選用進行探討。
2自力式壓差控制閥的特性
（1）自力式壓差控制閥的作用
當閥內(nèi)供暖系統(tǒng)介質(zhì)流量在閥門限定的*大流量范圍內(nèi)任意變化時，無需外界動力僅靠被控介質(zhì)自身能量，通過改變自力式壓差控制閥的流通截面，自動保持閥內(nèi)供回水管壓差等于閥門的設定值。
（2）自力式壓差控制閥的工作原理
壓差控制閥一般安裝在用戶入口回水管上，閥下導壓管與入口處供水管相接，P1為供水壓力，P2為閥內(nèi)回水壓力，P3為閥外回水壓力。
設閥內(nèi)系統(tǒng)壓差△Pi（△Pi=P1-P2）為閥門壓差設定值時，閥門下膜室壓力P1與P2加上彈簧被壓縮變形產(chǎn)生的推力相平衡，從而確定了流體流過閥門的流通截面積A和流量系數(shù)。當流量改變時，上述力的平衡使閥門的流通截面積和流量系數(shù)發(fā)生變化，但△P1保持不變。
當流體性質(zhì)、管徑、當量阻力系數(shù)確定后，單管阻力計算公式可近似寫為：
△P =Kqm2
式中：△P—— 管路總阻力；
K —— 管路阻抗；
qm—— 流量。
由上式可知管路阻力與質(zhì)量流量的二次方管路阻抗成正比。當流量變化時使上膜室壓力P2變化導致閥芯上下移動，使A及相應的流量系數(shù)均改變來調(diào)整閥內(nèi)系統(tǒng)總阻力的變化，使△P1基本保持不變。
（3）自力式壓差控制閥的工作特性曲線
閥門理論上的工作特性曲線是一條水平線，但由于閥門制作精度及流體流動特性所限，閥門實際上的工作特性是一條曲線（見圖1）。使用不同的彈簧及不同的加工精度，不同的閥門口徑，不同的閥門壓差設定值及不同的閥外管網(wǎng)壓差△Pe，其曲線的變化趨勢是相同的，但閥門的工作特性曲線都是略有不同的。
圖1為一個口徑DN50mm的壓差控制閥在設定值△Pi.a為0.02MPa，閥外管網(wǎng)壓差△Pe分別為0.05，0.10，0.15MPa的工作特性曲線，圖2為同一個口徑的壓差控制閥在閥外管網(wǎng)壓差值△Pe為0.10MPa時，閥門設定壓差值△Pi.a分別為0.01，0.02，0.03MPa的工作特性曲線，圖中的壓差△Pi等于閥內(nèi)（戶內(nèi)）管路系統(tǒng)的總阻力。
（4）自力式壓差控制閥的實際工作特性
1）壓差控制閥設定的壓差只是推薦*佳工作點（區(qū)域），閥門的實際壓差是隨閥內(nèi)管路系統(tǒng)的流量變化而沿其工作特性曲線變化的。
2）壓差控制閥的流量在閥門口徑、閥門設定的壓差、閥外管網(wǎng)壓差一定的條件下僅與閥內(nèi)（戶內(nèi)）管路系統(tǒng)的阻力有關，在上述條件限定的范圍內(nèi)。隨閥內(nèi)（戶內(nèi)）管路系統(tǒng)的阻力的變化而變化。壓差控制閥在一定范圍內(nèi)只控制壓差，不控制流量。
3）壓差控制閥運行工況是隨閥外管網(wǎng)壓差的變化而變化的。
3自力式壓差控制閥的選用
（1）壓差控制閥應與閥外管網(wǎng)壓差相配套
由圖1可知，閥外管網(wǎng)壓差不同，壓差控制閥工作特性曲線是不同的。因此，在設計選用和管網(wǎng)實際運行時，應保證閥門安裝位置點的管網(wǎng)壓差在閥門允許的范圍內(nèi)變化。實際壓差過大或過小都將使彈簧失效，導致閥門無法正常工作。
（2）壓差控制閥設定壓差的選取
壓差控制閥設定壓差應與閥內(nèi)管路系統(tǒng)在設計流量下的阻力相匹配，以保證閥門在其*佳工作區(qū)域工作。二者相差過大將導致閥內(nèi)管路系統(tǒng)實際流量過大，從而造成閥外管路系統(tǒng)水力失調(diào)或?qū)е麻y內(nèi)管路系統(tǒng)實際流量過小影響供熱效果。
（3）壓差控制閥口徑的選取
不同口徑的壓差控制閥控制的流量范圍不同。在選用閥門時，應根據(jù)閥門工作特性曲線將閥內(nèi)管路系統(tǒng)設計流量取在閥門控制流量范圍的*佳工作區(qū)域內(nèi)偏大側(cè)較好。選取閥門口徑過小，使閥門在其控制流量范圍的**工作，極易產(chǎn)生噪聲。選取閥門口徑過大，使閥門在其控制流量范圍的低端工作，系統(tǒng)流量變化范圍過大，易造成閥外管路系統(tǒng)水力失調(diào)，同時也造成經(jīng)濟上的浪費。一般閥門口徑較閥內(nèi)管路系統(tǒng)接口管徑相等或小一號較好。
（4）壓差控制閥不能代替流量控制閥
使用壓差控制閥的目的是使熱用戶能夠在一定范圍內(nèi)根據(jù)用熱需要調(diào)節(jié)流量，使用壓差控制閥的供熱系統(tǒng)是一個變流量系統(tǒng)。但目前多數(shù)供熱管網(wǎng)是根據(jù)供暖的基本需要確定的，管網(wǎng)系統(tǒng)實際很難做到按需無限制供熱，勢必造成管網(wǎng)系統(tǒng)水力失調(diào)，特別是在只安裝壓差控制閥而未裝熱表的供熱系統(tǒng)中，水力失調(diào)現(xiàn)象尤為嚴重。在目前由滿足基本供暖需要向按需供熱轉(zhuǎn)變的過渡階段，解決這個矛盾有兩種方式：①加大管網(wǎng)流量；②在熱力入口處或在支干線上限制流量。限制流量的方法為設置流量控制閥。流量控制閥可選用自力式流量控制閥，使管網(wǎng)能自動平衡流量。在每個熱力入口均設置自力式流量控制閥，這種方式費用較高，因此較少使用。另一種方式是在支干線上設置自力式流量控制閥。目前絕大多數(shù)熱力入口使用鎖閉式流量控制閥，這就要求在管網(wǎng)投運初期必須以人工方式做好初調(diào)節(jié)工作，這項工作費時、費力，較為復雜，不易適應熱網(wǎng)工況的變化。但這是一種經(jīng)濟的保證供熱管網(wǎng)水力平衡的措施。
4 結(jié)語
自力式壓差控制閥是為滿足按需供熱的供暖系統(tǒng)而設置的一種熱力入口自控裝置，可在一定范圍內(nèi)起到相對控制流量的作用，該自控裝置允許戶內(nèi)供暖系統(tǒng)中的實際流量大于根據(jù)供暖的基本需要而確定的設計流量。而這種熱用戶超流量現(xiàn)象在供熱管網(wǎng)中同時出現(xiàn)可能性系數(shù)目前尚無法確定，這就給管網(wǎng)的設計和運行管理帶來了困難。因此在使用自力式壓差控制閥的供暖系統(tǒng)中應特別注意做好管網(wǎng)投運初期的初調(diào)節(jié)工作。