(内蒙古师范大学 后勤集团，内蒙古 呼和浩特 010022)
摘 要：文章结合多年从事锅炉供暖运行管理的实践经验 进行理论分析，讨论了集中供暖分户热计量热网水力工况、热网系统变流量调控设 置压差控制阀、以及压差控制点的定位及调节问题，提出了压差控制阀在分户热计量供暖系 统运行中进行有效压差控制的实际应用性方案和具体调控方法，解决了供暖系统水力失调导 致的热力失调问题，以实现供暖系统按需供热稳压节能运行目的。
关键词：压差控制；节能；分户热计量；供暖热网；变流量；探讨
中图分类号：TU833+.1 文献标识码：A 文章编号 ：1007—6921(2008)23—0105—03
加强能源资源节约，是党的十七大确定的重要目标，能源资源消耗是“科学发展观”需要解 决的核心问题之一，如何有效地节能降耗，已经成为了一个关系国家未来的重要战略性课题 。在我国，能源消耗令人担忧，据世界银行的有关报告称，中国1亿美元的GDP所消耗的能源 不仅远高于发达国家水平，甚至比印度还要高。就以建筑采暖能耗来说，据统计，建筑采暖 能耗约占国民经济总能耗的30%，占我国总的建筑用能的52%，因此，供热控制节能是我国节 能工作中潜力最大、最主要途径，应该作为开展建筑节能工作的重中之重。笔者根据多年从 事锅炉供暖运行管理的实践总结，学习清华同方“控制节能”新理念，从供暖热网变流量压 差控制节能这一问题入手，进行分析、讨论，供暖通专业同行们在供暖工程中借签。
1 供暖热网水力工况的分析
在热水供暖系统运行过程中，由于种种原因使网络的流量分配不符合各热用户要求的计算流 量，因而造成各热用户的供热量不符合要求。热水供暖系统中各热用户的实际流量与要求流 量之间的不一致性，称为该热用户的水力失调。由于设计、施工、材料等原因使系统管道的 阻力特性与设计要求的管道阻力特性不一致，从而导致系统各用户的实际流量与要求的流量 不一致，引起的水力失调，称作静态水力失调。供暖系统运行过程中，热用户的用热量要求 发生变化，通过控制阀门开度引起水流量改变，由于热水供热系统是一个具有许多并联环路 的管路系统，各环路之间的水力工况相互影响，系统中任何一个热用户的流量发生变化，必 然会引起其他热用户的流量发生变化，也就是在各热用户之间流量的重新分配，使得其他用 户的流量偏离设计要求，从而导致的失调称为动态水力失调。
1.1 引起供暖系统水力失调的原因
1.1.1 在设计中，网络各分支环路或用户系统各立管环路之间，其阻力损失未能在设计流 量分配下达到平衡。
1.1.2 供暖系统开始运行时，没有很好地进行初调节。
1.1.3 供暖系统运行过程中热用户的实际流量发生变化等。供暖系统是一个封闭的整体系统，在系统中任何一个热用户或散热设备的流量发生变化，必 然会引起其他用户或散热设备的流量变化，即导致各热用户之间流量重新分配，引起水力失 调，此时，供暖系统循环水泵的流量和扬程也随之改变，热水网路的水力工况也就改变了。
1.2 解决水力失调的措施
1.2.1 解决静态的水力失调可在管道系统中增设水力平衡阀(静态平衡阀)，对系统管道 的特性阻力数比值进行调节，通过这种对网络运行前做的初调节，使各末端设备流量分配达 到设计流量，系统实现静态水力平衡。初调节通常应由专业调试人员使用专业的方法及仪表 通过调试静态平衡阀来实现。
1.2.2 在量调节的系统中存在动态水力失调，解决动态水力失调可通过在管道系统中增设 动态水力平衡设备(压差控制阀或动态流量控制阀)，当其他用户阀门开度发生变化时，通 过动态水力平衡设备的屏蔽作用，避免自身的流量随之波动，实现末端设备流量不相互干扰 ，供暖系统实现动态水力平衡。
2 供暖热网分户热计量变流量系统中，需设置稳定压差的装置——压差控制阀
一个先进的供暖系统，应该具备完善的调控设备，能够根据热用户的需求，可靠的、经济的 、可控的把热能输送到各个热用户，在很多的供热企业当中，供热管网运行并没有纳入到统 一的管网控制系统之中，而更多的是依靠人工辅助常规仪表的方式来实施，这种方式虽在一 定程度上缓解了热量的失调程度，却无法从根本上解决因水力失调导致的热力失调问题。特 别是随着供热事业的发展，供热范围的不断扩大，供热不利环路也逐渐增多，更定增加对整 个供热管网的调控维护，使得整个的供热热网失调得以调控解决，在分户热计量的变流量供 热系统中，热用户会根据自己的实际需要调节阀门开度以求达到一定的温度要求。一般来说 ，改变调节阀的阀芯与阀座之间的节流面积便可调节流量，但实际上由于种种因素的影响， 在节流面积变化的同时，还发生阀前后的压差变化，而压差的变化也会引起流量的变化。
因此，流量特性有理想流量特性和工作流量特性两个概念。
在实际使用中，调节阀大都安装在具有阻力的管道上，调节阀前后的压差不能保持不变，虽 然在同一开度下，通过调节阀的流量也将与理想特性时(调节阀前后压差不变时)所对应的 流量不同。根据水力学原理可知：管道的压力损失与通过管道的流量成平方关系，即△P＝S Q2
Sv＝△P1/△P表示调节阀全开时，阀上压差与系统总压差的比值，称为阀权度。当Sv＝1时 ，系统的总压差全部落在调节阀上，调节阀的工作特性与理想特性是一致的。随着Sv值的减 小，即管道压力损失的比重增大，使得系统的总压降落在管道部分增加，调节阀全开时的流 量减小，流量特性发生很大的畸变。Sv值太小时将严重影响自动调节系统的调节质量。如果 调节型阀门在过高的压差下工作，就会失去调节的作用。因此，在实际使用中，一般希望Sv 值最小不低于0.3，以保证末端输出与控制阀的开度成线性关系(见图1)。.gif)
根据盘管散热特性，如果系统在50%的设计负荷下运行，流量就会是设计值的20%，导致末端 、管道和附属装置上的压力降比设计负荷下的压力降低25倍，导致阀权度的大大降低。
因此，在变流量系统中，需要设置稳定压差的装置——压差控制器。压差控制器也称为自力 式压差控制阀，在变流量系统中，它通过感应供热管道系统中两点的压力，可使被控环路的 压差保持恒定，保证被控环路中调节阀门的正常工作，并且可以避免变流量系统中因为个别 回路进行调节而对其他回路产生的影响。
参考TA自立压差控制阀，可以知道，其工作原理就是：当被控环路压差发生波动时，平衡阀 芯上侧的隔膜腔通过毛细管与供水管上的静态平衡阀相通，感应压差的变化，作用到平衡式 阀芯，来改变其流量流通能力，以保证供、回水管路间的压差。
3 分户热计量供暖外网变流量压差控制点的分析定位及调节方法
分户热计量的供暖热网，其不同点是该网中换热站所管辖的用户都安装有温控阀；热量成为 一种商品，用户有权决定自己购买多少热量，根据自己的需求调节室温；分散的众多用户成 为主动调节者，而供热公司则变成了被动的适从者。因此，它的调控原则是，在室外温度高 于或等于室外供暖设计温度下，任何时候用户都应有充足的流量供应，热源又尽可能地节能 。供暖系统变流量运行时，由于温度调节阀的调节，使热网水力工况发生很大变化，所以为 了适应室内系统由不可调节向可调节过渡，热网必须作相应改进。
3.1 热网的调节原则
在保证充分供应的基础上尽量降低运行成本。可采用以下方法：①定供水压力。把热网供水 管路上某点选作压力控制点，运行时保持该点压力不变。②定供回水压差。把热网某一处管 路上的供回水压差作为控制点，运行时以该点的供回水压差为控制目标。
3.2 控制点及设定值的选择
控制点及设定值的选择主要应考虑降低运行能耗和保证热网较好的调节性能。在设定值相同 的情况下，控制点离热网循环水泵越近，可供调节的能力越大，但越不利于节约运行费用。 在控制点确定的情况下，控制点的设定值越大，越能保证用户在任何工况下都有足够的资用 压头，但运行费用也越大。当各个用户所要求的资用压头相同时，可把压力控制点确定在最 远用户的供水入口处，压力设定值为热源循环泵入口的压力值、设计工况下从该用户到热源 循环泵入口的回水干管压降及用户的资用压头三者之和。当各用户所要求的资用压头不同时 ，若最远用户所要求的资用压头最大，则可把最远用户供水入口处作为压力控制点，否则依 经验将压力控制点设在主干管上离循环泵约2/3处的用户供水入口处，其设定值为设计工况 下该点的供水压力值。
当用户调节导致热网流量减小后，压力控制点的压力必然增大，这时降低热网循环水泵的转 速，使该点的压力又恢复到原来的设定值，从而保持压力控制点的压力不变。在实际情况中 ，管路阻力系数并不等于设计值，而且系统参数波动的随机性很大，所以很难进行定性分析 ，只有结合具体工程和系统来确定控制点的位置和设定值的大小。一般来讲，最远端的支路 所要求的资用压头最大，可把该支路供水入口处作为压力控制点。采用压差控制法的设置与 压力控制法相同。
在每栋楼热力入口设自力式压差控制阀，当温度调节装置调节时，确保单栋楼总流量变化时 单栋楼热力入口压差的相对衡定(见图2)。
以供暖管网上某处的供回水压差作为控制对象，运行时以该点的供回水压差为控制目标的热 网系统(见图3)。
3.3 压差控制点定位及调控应注意以下几点
3.3.1 在控制点压差始终为该处设计工况压差的情况下，热网压差调控时，有一个分界“ 点”，此分界点就是压差控制点。在此点之前，用户的流量有时难以保证；此点之后的用户 ，流量供应有保证。
3.3.2 如果热网供回水干管的管径很大，其阻力损失(压降)为零，那么某用户调节时其 他用户的流量供应充足与否不会受到影响。但是实际工程中的热网很难做到这点，因此应考 虑用户流量供应的可靠性。
3.3.3 控制压差总有一个最大值，这个值就是设计工况压差，超过此值则多耗电能。在控 制点压差都为各自的设计工况压差时，用户的流量均有保证，否则难以完全保证。控制点位 置的职责主要是控制流量供应可靠，压差值的职责主要是控制是否多耗了电能。远控制点大 压差或者近控制点小压差，不同程度地模糊了各种职责，有时还造成了某些用户的流量不足 ，导致供热量不足。
4 结语
基于上述分析、讨论，只有当热用户室内系统采用散热器供暖双管式、放射双管式系统或地 板辐射供暖系统时，用户室内系统按变流量运行，才适宜按上述方式在每栋楼热力入口处设 自力式压差控制阀，当单个或部分用户室内调温导致单栋楼总流量变化时可保证单栋楼热力 入口处压差的相对恒定；在供暖外网某处(具体位置依具体工程而定，该位置应代表室外热 网能稳定运行的控制点)回水管上设自力式压差控制阀，并对热源站房内循环泵的总流量采 用变频控制，根据压力控制点(压力控制点通常设在热源站房的分水器上)压力的变化来控 制循环泵转速，以实现供暖系统稳压节能运行。
最后指出：由于笔者的局恨性，错漏在所难免，欢迎暖通专业同行们在供暖工程实践中检验 并批评指正。
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