(包头市东河区供暖管理所，内蒙古 包头014000)
摘要：文章对压差控制阀在分户计量双管供暖系统中的 3个应用方案进行了分析，给出了各方案的选择原则，并指出分户计量双管供暖系统在设计 工况下进行水力计算时，自然作用压头可以不予考虑，户内和户外系统应采用异程式。
关键词：压差控制阀；分户热计量；双管供暖系统
中图分类号：TU833文献标识码：A文章编号：1007—6921(2009)12—0102—02
在分户计量双管供暖系统中，为充分利用家用电器、灯光和人体等自然热量，通常是在 每一组散热器上安装预设定型温控阀。因此，整个系统是变量运行，作用在温控阀上的压差 随着流量的改变而发生变化。当其实际压差较大温控阀就可能产生噪音，尤其是在房间热负 荷较小时，温控阀会频繁开关，产生振荡。振荡除引起不必要的磨损外，还导致回水温度升 高，并影响系统中的其他温控阀，因此在一个设计良好的分户计量双管供暖系统中，一方面 应使用系统中每个温控阀的热权度总是≥1,另一方面温控阀上所随的实际压差还应该保持在 它的允许范围内［1］。压差控制阀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，可以使被控环路的压差保证恒定，保证被控环路中调 节阀门的正常工作，那么在分户计量双管供暖系统设计时控制阀应如何布置呢？有以下3个 方案可以选择。①压差控制阀在建筑物供暖入口处安装，入口处的压差为定值。②在上供下 回式双管系统中，压差控制阀安装在每组共用立管的起始端，控制立管的压差为定值。③ 压差控制阀安装在每一户的引入口，控制户内系统的压差为定值。
目前，在实际设计中，这3个方案如何选择，争议很多，仅就保证温控阀平稳工作而言，方 案1最差，但初期投资最少，方案3最好，但初期投资最大，方案2介于1和3之间，下面就针 对这3个方案进行一些分析，希望为工程人员设计时，对方案的选择提供一些有益的建议， 另外说明的是：本文所讨论的双管系统是指户内、户外都是双管道运行系统。
1方案分析
1.1方案1
压差控制阀安装在建筑物的供暖引入口，由于是双管系统，因此以户为单位，供暖系统内各 户之间是并联关系。每一个户引入口作用压差ΔPS可以由下式计算：
ΔPS＝ΔP1+ΔP2-ΔP3 (1)
式中：ΔP1—建筑物供暖引入口压差控制阀控制压差
ΔP2—所计算用户的自然作用压头
ΔP3—从供暖引入口压差控制阀的压差控制点到所计算用户引入口之间供回水管 路的阻力损失
1.1.1式中各参数的讨论
①建筑物供暖引入口压差控制阀控制压差ΔP1在系统运行过程中，ΔP1是定值，它取决于 设计工况下，供暖系统最不利环路中，从供暖引入口压差控制点到最末端用户户引入口之间 供回水管路的阻力损失ΔP"3，最末端用户户内系统的总阻力损失ΔP"S以及最末端用户 所随的自然作用压头ΔP"2根据式(1)有：
ΔP1=ΔP"3+ΔP"S-ΔP"2 (2)
②用户所随的自然作用压头ΔP2取决于用户所处的楼层以及供回水立管中的供回水温度［2］，在系统的运行过程中，ΔP2是一个不断变化的量，因此在设计工况下，根据 (1)式计算户引入口作用压差ΔPS时，其自然作用压头ΔP2应取最小值。因为如果取值 较大，那么根据式(1)所计算的户引入口作用压差ΔPS就较大，在根据ΔPS设计户内系 统时，其管道和温控阀的阻力损失就可能较大，当实际的自然作用压头ΔP2<所选定值时 ，户引入口作用压差ΔPS就会低于设计值，导致温控阀上的实际压差<设计值，此时，温 控阀即使会开，散热器所提供的热量仍不足以维持室温，所以在设计工况下，自然作用压头 ΔP2应取最小值。
这样，在实际运行时，自然作用压头ΔP2总是≥最小值，因此能保证温控阀的热权度总是 ≥1，房间温度总是能达到设计值。不过，由于自然作用压头ΔP2的影响因素较多，要确 定每一用户的最小值通常都很困难，因此为便于设计，在设计工况下计算户引入口作用压差 ΔPS时；自然作用压头ΔP2可以不考虑。
③从供暖引入口压差控制阀的压差控制点到所计算用户引入口之间供回水管路的阻力损失Δ P3在变流量系统中，供回水管路的阻力损失ΔP3是一变量，它取决于管路中的流量以及 管路的长度。在设计工况下，其值最大，当管路中的流量趋近于零时，ΔP3也趋近于零， 同一供暖系统当采取同层式时，其ΔP3一般比采用异程式更大［2］，因此，根据 式(1)可知：各用户由ΔP3所引起的ΔPS波动，同程式比率比异程式系统更大，由此可 见，设计时应选择异程式系统。
④户引入口作用压差ΔPS对入双管系统，在散热器负荷一定的情况下，当户引入口作用压 差ΔPS>设计值时，由于散热器上温控阀的调节作用，户内系统各管段的流量会保持不 变［1］，因此各管段的阻力损失也不变，户引入口作用压差ΔPS的增加值会等量 地作用在户内系统每一个温控阀上。由此可见，在系统设计时，只要保证运行过程中，户引 入口作用压差ΔPS总是≥设计工况下内系统总阻力损失，就可以在任何情况下，温控阀上 的实际压差总是≥设计工况下的设计值，因此温控阀的热权度总是≥1，用户随时能获得设 计所要求的室温。那么应如何设计才能使户内引入口作用压差ΔPS总是≥设计工况下户内 系统总阻力损失呢？
根据前面的分析可知：在设计工况下进行设计时，自然作用压头可以不考虑，管路的阻力损 失ΔP3为最大，而在实际运行过程中，由于存在自然作用压头，管路的阻力损失ΔP3又 较小，故根据式(1)可知：在运行过程中，户引入口作用压差总是≥设计工况下的户引入口 作用压差，因此在设计工况下，只要户引入口作用压差≥户内系统的总阻力损失，那么运行 过程中，户引入口作用压差就总是≥设计工况下户内系统的总阻力损失。而这一点在设计工 况下进行水力计算时，可以很容易做到。
另外，由于户引入口作用压差ΔPS的波动反映了户内系统每个温控阀上作用压差的波动， 因此只要控制户引入口的作用压差ΔPS的最大值，就能够保证运行过程中温控阀不超过它 的最大工作压差。根据文献［3-4］可知：在设计工况下，户内系统包括热表和锁闭 调节阀的阻力一般不应超过30KPa，因此在运行过程中，只要控制ΔPS的最大值不超过30K Pa，就能保证温控阀的正常工作。
1.1.2小结
方案1：分析的小结通过前面的分析可知：为保证运行过程中，温控阀上实际作用压差不超 过其正常工作最大压差，用户引入口的最大作用压差不超过30KPa，因此根据(1)有：
ΔPS=ΔP1+ΔP2-ΔP3KPa
从公式可知：当ΔP3=0时，户引入口的作用压差ΔPS最大，故根据上式有：ΔP1≤30 -ΔP2KPa公式中，对于自然作用压头ΔP2，在设计工况下，各用户所随的值最大［ 2］，并且其最大值可以由下式计算：
ΔP2=gH(ph-pg)KPa
式中：H—上供下回式双管系统中，为建筑物的高度。下供上回式双管系统中，为建筑物 的高度减去建筑物顶层的层高，m、ph、pg——设计工况下，供回水温度所对应水的密度kg/ m3，故有：
ΔP1≤30-gH(ph-pg)/1000KPa
因此，当仅在供暖引入口设压差控制阀时，其控制压差必须<等于30-gH(ph-pg)/1 000K Pa，才能保证系统运行过程中，温控阀上的作用压差能够<其正常工作的最大压差。另外， 由于设计工况下进行水力计算时，不考虑自然作用压头，故根据式(2)有：ΔP1=ΔP"3+ ΔP"S由此可见，只有当设计工况下最不利环路的阻力损失，(ΔP"3+ΔP"S)<30-gH(p h-pg)/1000KPa时，才可以采用方案1。
1.2方案2
在每组共用立管上设压差控制阀，本方案只适用于上供下回式双管系统。参照前面对式 (1)各参数的分析，方案2在设计工况下进行水力计算时，其自然作用压头同样可以不考虑 ，因此压差控制闭的控制压差ΔP1等于共用立管上最不利环路在设计工况下的阻力损失( ΔP"3+ΔP"S)，其中ΔP"3为立管上压差控制点到户引入口之间供回水管路的阻力损 失，另外，为保证共用立管上各用户在运行过程中户引入口作用压差ΔPS不超过30KPa,Δ P1同样<等于30-gH(ph-pg)/1000KPa，当ΔP1大于该值时，就不应采用方案2。
1.3方案3
在每户引入口设压差控制阀对于大型的供暖系统，当无法采用方案1和2时，就应用本方案。 其压差控制阀的控制压差ΔP1等于户内系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失，其中 包括户用热表和锁闭调节阀的阻力，ΔP1应≤30KPa［3-4］，此时，各共用立管上 只需设截止阀或闸阀，起关闭作用。
在本方案中，由于压差控制阀的调节作用，在系统的运行过程中，自然作用压头和系统流量 的变化，不会对户内系统温控阀的工作产生影响。不过，为了在运行过程中保证压差控制阀 的正常工作，其实际压差应始终≥其设计压差。压差控制阀的设计压差应等于设计工况下其 本身的阻力与其控制压差之和，因此在设计工况下进行户外共用立管和供回水干管的水力计 算时，自然作用压头可作为安全裕量，不予考虑。因为如果要考虑自然作用压头，一方面会 使水力计算更复杂，另一方面自然作用压头不恰当的取值，会导制运行过程中，压差控制阀 的实际压差<其设计压差，有可能导制压差控制阀即使全开，通过的流量也不能满足用户要 求。
另外在设计时应注意的是：供暖系统中所使用的压差控制阀一般都有最大工作压差限制，当 作用在阀上的实际压差超过其最大工作压差时，阀就会被压坏，因此在使用方案2和3时，如 果运行过程中，室外管网在供暖引入口的实际压差会超过供暖系统中所使用压差控制阀的最 大工作压差时，就必须在供暖引入口设其他型号的压差控制阀，控制整个供暖系统的压差。 此时该压差控制阀的控制压差应等于供暖系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失。
1.4户内和户外系统形式
对于户内系统，根据前面对供回水管路阻力损失ΔP3分析的相同理由，为减少运行过程中 ，温控阀作用压差的波动范围，应选择异程式系统。对于方案2和3的户外系统，也建议采用 异程式系统。因为同一供暖系统，当采用异程式时，其系统的总阻力损失一般要比同程式更 小［2］。这样，可以减少供暖系统引入口所需要的实际使用压头。
2结论
综上所述：①分户计量双管供暖系统在设计工况下进行水力计算时，其自然作用压头可以不 考虑，户内和户外系统应采用异程式。②选用方案1时，其压差控制阀的控制压差ΔP1应等于供暖系统最不利环路在设计工况下 的总阻力损失(ΔP"3+ΔP"S)，并且ΔP1应≤30-gH(ph-pg)/1000KPa。③选用方案2时，其压差控制阀的控制压差ΔP1应等于立管上最不利环路在设计工况下的 总阻力损失(ΔP"3+ΔP"S)，并且ΔP1也应≤30-gH(ph-pg)/1000KPa。④方案3适应于大型供暖系统，其压差控制阀的控制压差ΔP1应等于户内系统最不利环路 在设计工况下的总阻力损失，并且包括户用热表和锁闭调节阀的阻力，ΔP1应≤30KPa。
［参考文献］
［1］戈特·磨擦勒,雷纳特·奥贝尔.供暖控制技术［M］.北京：中国建材工业出版 社，1998.
［2］贺平,孙刚.供热工程(新一版)［M］.北京：中国建材工业出版社，1993.
［3］DBJ01-605-2000新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程(北京市标准).
［4］DB29-26-2001集中供热住宅计量供热设计规程(天津市标准).