室外变流量热网运行调节与控制策略的研究33587.docx

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1、室外变流量热网运行调节与控制策略的研究摘要目前我国大大多数集集中供热热系统设设计观念念落后，末末端无合合理可靠靠的调节节控制手手段，供供暖系统以“大流量量、小温温差”的方式式运行，水水力失调调现象普普遍存在在，水泵泵大部分分时间都都运行在部分分负荷状状态，致致使系统统耗电量量高。减减少输送送系统能能耗最有有效的方方式是采采用变流流量水系统，该该系统可可使水泵泵的供水水量随负负荷的变变化而变变化，实实现供热热系统的的供需动动态平衡。随着供供热体制制的改革革，动态态的变流流量系统统将是集集中供热热系统的的发展趋趋势。对目前我国国大中型型集中供供热管网网基本的的调节和和控制方方法进行行了深入入的阐述

2、述，根据据热平衡方程，计计算得出出了单个个建筑单单体的回回水温度度和相对对流量随随室外温温度变化化的关系系，以及整个管网网的流量量随着建建筑单体体的调节节的变化化规律。在在此基础础上提出出了一种种新的供供热管网控制方法法：以建建筑单体体为研究究对象，设设置局部部回水温温度调节节措施使使进入建建筑单体体的流量与实际负负荷动态态平衡，这这样热网网不再是是定流量量而成为为变流量量运行，为为了提高高热网的的运行效率和保保证供热热质量，一一般热网网都要装装备不同同类型的的调节控控制设备备，本文文在原有有理论基础上分析析了新系系统的可可行性，研研究适合合的控制制策略，为为其在工工程实际际中的应应用奠定定理

3、论基础。分析了两通通电动动调节阀阀、平衡衡阀和动动态调节节阀的工工作原理理和结构构特点，指指出两通通调节阀和平衡衡阀、动动态调节节阀的选选型方法法和工程程适用条条件。应用图论知知识和供供热流体体流动的的基本规规律分析析了新系系统的水水力工况况，选取取了济南南某小区的一个个物理模模型，应应用HAACneet软件件模拟了了新的变变流量系系统的水水力工况况，指出出单纯的末端调节节是不节节能的，应应该同时时进行循循环水泵泵的变流流量设计计。由于热网系系统的庞庞大，热热源滞后后性和热热惰性大大，在实实现负荷荷调节控控制的技技术方面面提出了新的变变流量控控制系统统的自控控设计，合合理的新新系统的的自控设设

4、计方案案可以作作为管网网水力平衡的一种种手段。为了适应系系统流量量的变化化，节约约能源，循循环水泵泵应调速速控制，为为保证扬扬程下降降工况下所有用户户都得到到足够的的资用压压头，应应采用压压差控制制，探讨讨了压差差控制点点的位置置、流量量变化率的大大小及不不同分布布对水泵泵节能效效果的影影响。论文最后结结合济南南南郊热热电厂金金鸡岭分分厂厂区区直供热热网的具具体情况况，对该该热网的的末端水力失调调现象进进行了分分析，并并对热网网动态调调节的经经济性能能进行了了分析，得得出如果果热网采用动念调调节带来来的节能能潜力，为为将来热热网的技技术改造造提供参参考依据据。关键词：变变流量，调调节特性性，

5、压差控控制， 变频，节节能，控控制设计计符号对照表表：水的流速，ms主要符号对对照表及及缩略词词第1章绪论论11供供热系统统改造的的意义与与途径目前我国北北方城镇镇共有供供暖建筑筑65亿平平方米，其其中约770采采用不同同类型的的集中供供暖。根据目前初初步统计计，城镇镇建筑供供暖用能能折合标标准煤113亿ta，占我我国总城城镇建筑筑用能的的52，是是建筑用用能的最最主要部部分。与与发达国国家相比比，我国国城镇建建筑单位位面积供供暖能耗耗是同纬纬度国家的223倍，而而建筑除除供暖外外的其他他用能(照明、空空调、家家电、建建筑设备备等)按照单单位面积比较较，却仅仅为发达达国家的的1512因此此供暖

6、节节能应是是我国建建筑节能能工作中中潜力最最大、最主要的途途径，应应该作为为当前开开展建筑筑节能工工作的重重点u。供暖系统的的能耗主主要包括括：供给给处理设设备热量量的热源源能耗，如如锅炉房房耗煤、燃燃油、燃气或电等等；另一一方面是是输送系系统如循循环水泵泵、补水水泵的能能耗。目目前我国国大多数数供热系系统采用恒流流量系统统，由于于设计观观念的落落后，又又无合理理可靠的的调节控控制手段段，供暖暖系统常常常以“大流流量、小小温差”的方式式运行，水水泵大部部分时间间都运行行在部分分负荷状状态，致致使系统漏损大，耗耗电量高高。减少少输送系系统能耗耗最有效效的方式式是采用用变流量量水系统统，该系系统可

7、使水泵的供供水量随随负荷的的变化而而变化，实实现供热热系统供供需的动动态平衡衡。近年年来，由由于计算机技术、控控制计算算、网络络技术和和通讯技技术的不不断进步步，楼宇宇自动化化系统(BASS)在商商业建筑中大量量普及，形形成功能能齐全的的智能化化建筑，不不仅极大大改善了了建筑的的环境效效率，而而且也使建筑的的能源消消耗在量量化控制制之下，确确保建筑筑的能源源成本降降低成为为可能，但但不可否否认的是，在这这些智能能化建筑筑中，大大多数BBAS仅仅能完成成设备的的运行参参数检测测、设备备的启停停控制等基本功功能，能能真正实实现系统统经济运运行的很很少，离离节能的的目标更更是相去去甚远【捌捌。12国

8、国内外变变流量供供热系统统发展及及现状1211国外热热网情况况13ll【4l国外许多发发达国家家集中供供热发展展很快，从从设备、技技术、管管理等诸诸方面都都是比较较先进成熟的。从从高效、可可靠和降降低运行行成本的的目标出出发，国国外发达达国家采采用中央央监测和和控制，包括热源厂厂、热网网控制点点、热力力站的流流量、温温度、压压力、热热量和报报警等。在在采暖用用户入口安装温控控阀，自自主调节节室内温温度，中中央控制制室监测测热网和和热力站站运行参参数，通通过不利利用户压差控控制和调调节变速速泵，实实施变流流量运行行。由于国外一一直是市市场经济济体制，热热网的设设计和调调节都是是以单户户计量为为目

9、的的的，所以以他们对于用用户自主主调节的的控制理理论已经经非常成成熟了，主主要表现现在：(1) 计计算机管管理水平平普遍较较高，软软件功能能齐全，具具有热用用户及热热源厂结结算的计计量管理、故障分分析与报报警、热热网的控控制与调调度、热热力站的的无人值值守、热热源的控控制与调度等功能能，热网网管理人人员较少少，(2) 计计算机控控制系统统广泛采采用集散散式控制制系统，主主要特点点是分散散控制为为主，集集中控制为辅，在在灵活性性、可靠靠性、可可扩展性性上有很很强的优优势。(3) 供供热系统统采用先先进的新新技术、新新设备和和新材料料，硬件件质量好好，基本本不存在在漏水现象，计量量设备准准确，执执

10、行机构构动作可可靠，为为计算机机管理和和调节提提供可靠靠的信息来源，普普遍采用用自力式式流量控控制器等等来解决决水力失失调问题题，效果果很好aa(4)用户户的暖气气设备进进出口都都安装温温控阀，用用户可以以自行调调节，基基本可以以做到按按需供热。随着对外开开放与经经济改革革的不断断深化，我我国北方方城镇大大力普及及集中供供热事业业，实行行供暖行业集集中管理理，并向向较大规规模发展展。现在在的管网网普遍采采用间供供式。近近几年来来，计量量供热方式也也正逐步步推广实实施热化化率在逐逐步提高高。但由由于受经经济条件件的限制制，供热热系统的的调控设备及及调控手手段的相相对落后后，供热热质量并并不令人人

11、满意，为为了满足足热用户户的需求求，提高供热效果果，克服服热力工工况的失失调，常常常采用用“大流量量，小温温差”的运行行方式，这这种运行方式在一一定程度度上能够够缓解热热力工况况的失调调，但没没有从根根本消除除系统的的水力失失调，仍仍存在着很大大的缺点点，如需需要大水水泵，大大热源这种运运行方式式也带来来大能耗耗，增加加了设备备投资，降低低系统的的可调性性。改善善热网的的热力工工况，必必须研究究好热网网的热力力特性，配配备相应的设备仪仪表，对对热网进进行调节节。发展展我国的的集中供供热事业业。我国国常规室室外供热热系统多多采用集中式式热力站站，热力力站的规规模从5540万小小2不等。是是否采用

12、用国外的的运行控控制方法法要从投资、运运行的经经济性与与其功能能两方面面综合考考虑，选选择最优优方案。国内的情况况：集中供热系系统是一一个十分分复杂的的多变量量控制系系统，供供热面积积大，影影响因素素多，内内部关联性强，滞滞后时间间长，非非线性严严重，随随着供热热技术水水平的提提高，我我国也采采用了许许多新技术，新设设备，运运行管理理的水平平也有所所提高，但但从整体体上来说说，目ffj，热网网运行管管理水平还是不完完善，常常常采用用大流量量、小温温差的运运行模式式，水力力失调现现象普遍遍存在，过过热用户室温严重重超标，过过冷用户户室温不不达标，这这种现象象恶化了了热网运运行指标标，影响响了供热

13、热质量，增加了了运行费费用，从从而浪费费了能源源。目Ii我国针针对于建建筑物的的温控方方式毛要要有以下下几种ff5l：(1)温控控阀：温温控阀装装在散热热器的支支管处，可可以设定定一定的的温度设设定值，温温控阀的的实际开度随随负荷的的变化而而变化，散散热器的的流量也也随着室室内负荷荷的变化化而被动动变化，继继而整个热网的的流量也也都在变变化，目目前对这这一方面面的研究究较多；(2)混水水回路装装置：在在建筑物物入口引引入混水水回路，在在混水回回路上安安装电动动调节阀阀及温度控制器器，这样样建筑物物内部是是定流量量系统，外外网改为为变流量量系统。既既实现了了热水输输送系统的变流流量降低低了水泵泵

14、的功率率消耗，又又不会引引起建筑筑物内部部的水力力失调。(3)智能能控制阀阀：智能能控制阀阀主要适适用于对对整个建建筑物的的控制，阀阀可以是是通断式式也可以是直动动式，一一般设置置在建筑筑物入口口处，另另外可以以在建筑筑内系统统安放温温控器，制制定上限和下限温温度，在在保证供供热质量量的同时时也达到到了节能能的目的的。目前我国供供热系统统的末端端控制方方式很少少，近几几年国内内的学者者对分户户计量的的研究比比较多，江亿根根据目前前居住特特点，认认为目前前“分户计计量、按按热量收收费”的热改改方式不不适合在在我国推广。我国国居民的的主要居居住方式式是大规规模公寓寓式建筑筑，而不不是像发发达国家家

15、的单体体别墅，采采用分户计量量，当邻邻室无人人居住散散热器关关断时，采采暖户的的耗热量量就会大大幅度增增加。极极端情况况下，当相邻5户户都停止止供暖时时，采暖暖户的供供暖耗热热量有可可能增加加到接近近3倍1111ell，认为为应该采采取按楼计量量、楼内内按面积积分摊的的方式，并并在技术术上和经经济上都都可行。为为了解决决由于系系统设计不当和调调节不当当导致局局部过热热造成的的热损失失问题，提提出在楼楼的热入入口采用用换热或或混水，在楼内实行行“大流量量、小温温差、低低水温”的供热热方式，使使每栋楼楼可在不不同的入入口水温温下运行行，以有效减少少由于散散热器面面积不匹匹配、建建筑内局局部热源源、

16、系统统流量不不均等原原因造成成的局部部过热现象，提提高集中中供热系系统的热热利用效效率。本课题是“按楼计计量”思路的的一种体体现，是是对整个个建筑物物热量计计量控制制的一种种新的实实现方式。河北工业大大学的齐齐成英教教授提出出的末端端设嚣通通断阀的的变流量量控制方方式：根根据室内内温度的变化，电电磁阀通通过通断断控制流流过散热热器的水水量，当当室内温温度低于于某一设设定值时时，控制器发出信信号关闭闭二通阀阀；高于于某一设设定值时时开启二二通阀，虽虽然成本本较低，通通断式电电动调节阀由于于反复动动作，极极易造成成水力工工况紊乱乱，造成成控制失失效。江南大学的的冯小平平博士开开发了集集中供热热空调

17、系系统水力力工况的的动态模模拟分析析和优化化设计软件，该该软件具具有设计计优化、工工况模拟拟、动态态调节等等功能，利利用该软软件可以以确定系系统水力工况调调节控审审值，可可以对实实际投入入运行的的供热系系统在不不同气候候条件及及不同用用户特点点条件下的运运行控制制策略进进行模拟拟分析，提提出了系系统的控控制方案案，目前前还没有有做成产产品，只是做科研研时使用用。对于变流量量系统的的运行调调节，文文献【77】指出出当系统统变流量量运行时时：“当流量量在设计计流量20一300范围围内变动动时，散散热量变变动只有有10左左右；而而当流量量减少到到设计流流量的20-30时，散散热量的的波动将将为设计计

18、值的550一一80，室室温只能能维持在在514。GilAvveryyPE在文献献中提到到：在变变流量系系统中，建建议不使使用手动动调节装装置ISSlELBrrownnPE经过研研究发现现：根据据实际情情况选择择合理的的平衡阀阀和压力力调节器器，能消消除手动调节节对变流流量水系系统的干干扰【叭叭。文献献【100】中对对于安装装温控阀阀的单管管跨越式式系统、双管系统的的热力入入口的使使用设备备进行了了分析，认认为安装装温控阀阀的双管管系统的的是变流流量系统，应该加加装压差差控制阀阀；带跨跨越管的的垂直单单管系统统，由于于温控阀阀的作用用，使通通过散热热器的流量随随室内负负荷变化化而变化化，但跨跨越

19、管的的分流作作用使得得立管的的总流量量却保持持基本不不变。因此，此此时热网网基本上上是以定定流量运运行，使使用自力力式流量量控制阀阀是最合合适的。文文中认为传统单单管系统统改造为为计量供供热之后后，仍应应为定流流量运行行。而对对于双管管系统，无无论传统垂直双管管系统、还还是新双双管系统统，均为为变流量量运行，且且采用定定压差控控制方式式。13供供热系统统变流量量实现的的新方法法变流量系统统的基本本原理：变流量系统统是指输输送环路路的总水水量发生生变化，其其运行的的基本原原理可以以根据热热力学第第一定律来叙叙述：Q：为设计计工况下下的负荷荷；Af：为按按规范确确定的温温差，因因此流量量也同时时被

20、确定定。当系系统设计计完成并并投入运运行时，Q成了独立立参数，它它与室外外的气象象条件和和室内散散热量等等诸多因因素有关关。当QQ变化时时可以根据热负荷荷调节管管路流量量G，也可可以调节节系统的的供回水水温差DDf。如如果改变变供回水水温差，而保持流量量不变则则成为恒恒流量系系统：如如果保持持系统供供回水温温差不变变而改变变系统流流量则形形成变流量系系统。理理想的变变流量系系统，其其供回水水温差不不变而流流量与负负荷成线线性关系系。由于目Ijji国国内绝大大多数大大型集中中供热系系统均为为恒流量量系统，并并且系统统末端无无计量和和调节手段，此此情况对对我国将将来的供供热发展展情况即即为不利利。

21、本文文针对此此情况在在建筑群群入口处安装流量量调节装装置，以以建筑单单体为研研究对象象，根据据建筑单单体的回回水温度度控制阀阀门开度度，使进入建筑筑用户群群的流量量根据用用户负荷荷发生变变化。其其流程如如(图11)所示示。随着热量计计量收费费体制的的改革，用用户将可可以根据据采暖需需求对供供热状态态进行调调节，无无论是建筑入入口电动动调节阀阀的调节节还是通通断式调调节，本本质上都都是调节节户内的的供热流流量，这这样热网成为为变流量量运行。14变变流量水水系统方方法研究究的可行行性分析析变流量供热热系统自自身的特特点决定定了系统统要有量量调节的的功能，但但这种量量调节有有别于传传统意义上的的集中

22、量量调节。传传统的集集中量调调节随室室外温度度的变化化在热源源处主动动改变循循环水量从而调节节供热量量以维持持所有用用户的室室内温度度恒定，在在某一室室外温度度下，管管网中的的循环水量基本是是一个定定值。而而对于新新的交流流量供热热系统，由由于局部部改变水水量的调调节，热热源处循环水泵对对于这神神局部调调节进行行适用性性跟踪调调节，是是一种被被动的调调节：并并且这种种被动调调节不仅与室室外温度度有关，还还与建筑筑单体的的局部调调节有关关，即在在某固定定的室外外温度时时，循环水量也不不是定值值。变流量供热热系统只只采用这这种跟踪踪量调节节不能完完全适应应热负荷荷的变化化，如当当室外温温度较高、热

23、负负荷变小小时，若若供热温温度仍然然较高，电电动调节节阀的开开度会很很小，有有可能在在最小开度时室温温仍高于于要求值值，失去去调节功功能，所所以还应应在热源源处进行行集中质质调节。由由于各建筑用户的的负荷不不同，即即便在同同一供水水温度下下，各用用户的回回水温度度也不同同，系统统的回水水温度和供回回水平均均温度是是变化的的，不易易确定某某个值作作为控制制的参数数，以满满足所有有用户的的需要。而供供水温度度却是各各个用户户所共享享的，可可作为质质调节的的控制参参数。当热水网络络在稳定定状态下下运行时时，如不不考虑管管网的沿沿途热损损失，则则网路的的供热量量应等于供暖用用户系统统散热设设备的散散热

24、量，同同时也应应等于供供暖热用用户的热热负荷。式中：q一建筑物物的供暖暖设计热热负荷，w；Q2一散热热器的散散热量，w；g一热水网网路输送送给供暖暖热用户户的热量量，W；卜建筑物物的体积积供暖热热指标，即即建筑物物每1耐的体体积在室室内外温温差为ll时的耗耗热量，Wm3：V一建筑物物的外部部体积，m3：fw一供暖暖室外计计算温度度，；0一供暖室室内计算算温度，；t29一二二次供暖暖热用户户的供水水温度，；拍一二次次供暖热热用户的的回水温温度，；At，一散散热器的的表面计计算温差差，为了了计算的的准确性性采用对对数平均均温差，其其中定义西为相相对热量量比，即即实际工工况与设设计工况况下的散散热量

25、之之比，定定义石为为相对流流量比，即实际际工况与与设计工工况下的的散热量量之比。则则由以上上可以得得到如下下公式：通过上面的的计算结结果可以以看到：随着室室外温度度的升高高，建筑筑单体的的实际流流量和回回水温度都降低，建建筑单体体供回水水温差升升高。但但是过低低的系统统回水温温度对供供热锅炉炉安全运运行十分不利，回回水温度度过低意意味着管管网循环环流量过过小，会会加重系系统的水水力失调调状况。传统的供热热系统由由于没有有调节功功能，随随着用户户负荷的的变化，回回水温度度往往很很高，鉴鉴于此，本课课题采取取局部回回水温度度控制，使使进入建建筑单体体的热媒媒流量随随负衙的的变化而而变化，达到按需供

26、供热的目目的。以上是针对对单个建建筑单体体的回水水温度和和相对流流量的变变化趋势势，在实实际运行行中由于于电动调节阀的的随机性性，系统统总的水水流量变变化肯定定与调节节的建筑筑单体在在整个系系统中的的比例有有关，下面推推导一般般意义上上的二次次网侧系系统的相相对流量量公式。为为了便于于分析，首首先进行行如下定义：u=O意味味着二次次网系统统所有的的建筑单单体均维维持设计计流量，调调节公式式蜕变为为传统的的质调节公式；u=ll意味着着所有的的建筑单单体的实实际流量量都发生生了变化化，二次次网系统统的实际际相对流量与每每一个建建筑单体体的相对对流量相相同。从从曲线上上可以看看出：二二次网系系统的流

27、流量随室室外温度的升升高而降降低，在在同一室室外温度度下且供供水温度度唯一的的条件下下，系统统的流量量随调节节的建筑单体体的增多多而呈现现出下降降的趋势势，综合合上述分分析，从从理论上上讲，局局部回水水温度控控制还完全能能够达到到节能效效果。15本本文研究究的方法法、目的的和内容容本课题采用用理论分分析和数数值计算算相结合合的研究究方法。由由于供热热系统是是个庞大大的系统统，无法通过实实际检测测和实验验的方法法获得系系统的运运行工况况，因而而只能采采用数值值模拟计计算的方方法来获得系系统的运运行工况况。对供供热管网网水力工工况的模模拟计算算是根据据管网流流动的规规律和己己知条件，采采用适当当的

28、计算算方法，在在计算机机上进行行网络解解算，得得出管网网的流量量分配、压压力分布、各管管段流动动方向等等计算结结果。对对管网水水力工况况的模拟拟计算将将应用流流体力学学、网络络图论和计算算机编程程技术来来完成。根根据供热热理论、水水力管网网平衡技技术和系系统控制制理论，并并借鉴现有供供热系统统的经验验，提出出适合系系统的控控制策略略。本课题研究究的内容容具有深深远的社社会意义义，变流流量供热热系统是是一个动动态的系系统，通通过对大型供热热管刚的的水力工工况及水水力稳定定性的理理论分析析，为集集中供热热热水管管网的方方案设计计及运行管理理提供理理论依据据，对其其调节特特性进行行动态研研究，透透析

29、供热热管网的的调节特特性和自自控环节的相相应调节节过程，优优化控制制，确定定相应的的调节手手段和控控制算法法，达到到最大可可能节能的目的，并并希望系系统能够够有较好好的“可调行行”和“稳定性性”。本课题的研研究内容容：为研究探讨讨管网流流量变化化后水力力工况变变化的规规律，提提出适合合新系统统调节方方式的控控制策略，最终实实现系统统节能的的目的，本本课题将将进行以以下几方方面的工工作(1)分析析了供热热系统调调节设备备的特性性，随着着供热技技术的提提高，越越来越多多的动态态调节设设备被广大的的设计人人员及运运行管理理人员所所重视。(2)应用用图论知知识以及及流体流流动的基基本规律律分析供供热管

30、网网变流量量运行时时的水力力工况，以一个实际际的物理理模型用用HACCnett软件模模拟了新新系统调调节的水水力稳定定性，在在此基础础之上对新系统提提出合适适的控制制策略，提提高系统统的稳定定性：(3)单纯纯的末端端调节是是不节能能的，因因此循环环水泵应应该迸行行变流量量的设计计，从减减少系统统能耗和提高高系统稳稳定性的的角度，分分析系统统循环水水泵应采采用的控控制方式式以及相相应控制制方式的节能效果果；(4)结合合济南实实际的供供热系统统，进行行了实际际的调节节工作，在在分析调调节原理理的基础础上指出现有调节节方法以以及设计计方法的的弊端，进进行了动动态调节节与静态态调节的的经济性性分析；(

31、5)给出出了变流流量末端端控制系系统的设设计，探探索设计计和运行行调节方方法，为为将来指指导实际际工程的设计计和应用用奠定理理论基础础。第2章集中中供热系系统调节节设备特特性的分分析在整个供热热系统中中，我们们把建筑筑单体看看成一个个末端，其其负荷并并不是恒恒定不变变的，在在新的研究系系统中我我们要求求通过建建筑单体体末端的的热媒流流量随负负荷的变变化而变变化，为为了实现现这种变化的的流量分分配，需需要对整整个管网网进行相相应的调调节。在在对整个个管网进进行调节节时，具具体涉及到每每个支路路的调节节阀，我我们希望望实现准准确的流流量调节节，并且且当调节节某个支支路上的的控制阀时，邻邻近支路路的

32、流量量尽量不不受到影影响，在在对系统统进行调调节和实实施自控控时，希希望了解调节设备备的可调调性和稳稳定性，从从而对新新系统采采取相应应的调节节手段和和控制算算法。鉴鉴于此，本文有必要要研究变变流量系系统中调调节设备备的调节节特性和和选型方方法。21调调节阀的的调节原原理和调调节特性性f111】11221硝1“1 55i1661调节阀在流流量调节节系统中中起调节节和控制制流量的的作用，它它是依据据其局部部阻力的的变化来来实现对流量量的调节节，在流流量系统统中属于于消耗能能量的元元件。调调节阀的的流量特特性决定定其调节节品质和特性性。2111调节阀阀的工作作原理两通调节阀阀是按照照输入信信号来改

33、改变阀芯芯行程，即即通过改改变阀的的流通截截面实现现流量的的调节，对于于管路系系统来说说，调节节阀起着着局部阻阻力的作作用，当当改变调调节阀的的流通截截面时，阀对流体的的阻力系系数也随随之改变变，引起起局部能能量损失失的变化化。不可可压缩的的流体流流经一个个具体的调节节阀时，若若调节阀阀的开度度不变，流流体单位位重量的的能量损损失与流流体的动动能成正正比，即：式中：只只为阀门门全开时时，消耗耗在阀门门上的压压差，PPa；只为阀门门关闭时时，阀门门两端压压差，PPa；阀门权度是是表达一一个阀门门在整个个系统中中重要性性的程度度，经常常用百分分数来表表示。选选择电动阀门门的第一一步应确确定好阀阀门

34、的权权度。在在一个供供热系统统中，阀阀门的权权度越大大，系统统的调节性能越好好。如果果阀门的的权度过过小，随随着阀门门开度的的增加，阀阀门两端端的压差差会迅速速下降，这将导致在在阀fId,开度的的情况下下，流量量将随开开度发生生很大的的变化；反之，在在阀门处处于大开开度的情况下下，流量量在开度度变化时时的改变变并不明明显。即即在阀ff-ldd,开度度的情况况下，有有很高的的流量放大系系数，导导致调节节特性的的不稳定定：而在在阀门大大开度的的情况下下，流量量放大系系数很小小，会使调节产生生较大的的偏离。在在选择了了合适的的阀权度度之后，就就可以根根据设计计流量和和假定阀阀门两端的压差，计计算出阀

35、阀门在全全开时应应具有的的K。值，并并以该值值选择NNtII，使阀阀门的KK，值等等于或略大于计算算值，并并根据阀阀门的最最大K，值重重新校核核阀门权权度。另另外由于于系统负负荷是不不断变化的，这就就要求控控制阀在在流量较较小的情情况下保保证具有有很好的的调节特特性，这这就涉及及到上文文提及的控制比比率问题题。从上上面的分分析可以以知道，当当阀门的的流通能能力小于于具有调调节特性性时阀门门的最小流通通能力KK。时，不不可能进进行稳定定调节，因因此在选选型中，有有必要保保证负荷荷的变化化使阀门的流通能能力保持持在K。K“之间，也也就是需需要对最最小负荷荷情况下下的流通通能力进进行验算，确保其其大

36、于KK。，但但在实际际工程中中，由于于系统的的负荷和和压差变变化较大大，往往往会引起起阀门两端压降过过大，和和对阀门门的控制制比率RR值要求求过高的的现象。2133调节阀阀的流量量特性：调节阀的流流量特性性是指介介质流过过阀门的的相对流流量与阀阀门的相相对开度度之间的的关系；调节阀的流量量特性的的数学表表达式为为：q=f(11) (218)一般来讲，改改变调节节阀的节节流面积积。便可可控制流流量。但但实际上上由于各各种因素素的影响响，例如在节流流面积变变化的同同时还发发生阀门门前后压压差的变变化，而而压差的的变化会会引起流流量的变变化，因此流流量计算算是比较较复杂的的。为了了便于研研究分析析，

37、我们们通常首首先假定定阀门前前后压羞羞恒定，在此此情况下下得出阀阀门的理理想流量量特性。然然后再引引申到真真实情况况得出工工作流量量特性。调节阀在前前后压差差恒定的的情况下下得到的的流量特特性称为为理想流流量特性性。典型型的理想想流量特性有直直线流量量特性、等等百分比比流量特特性和快快开流量量特性。直直线流量量特性是是指调节节阀的相对流量量变化与与相对开开度成直直线关系系，即单单位行程程变化所所引起的的流量变变化是一一个常数数。等百分比流流量特性性亦称对对数流量量特性，它它是指调调节阀的的相对流流量变化化与相对对开度成成指数关系。快开流量特特性是在在调节阀阀的行程程比较小小时，流流量就比比较大

38、，随随行程的的增大，流流量很快达到最大大，因此此成快开开特性，其其在小开开度时很很灵敏，而而在大开开度时灵灵敏度很很低，主主要用于迅速开开闭的位位式控制制或程序序控制系系统中。不同流量特特性的数数学表达达式和计计算方法法见表221：表21不不同流量量特性的的数学表表达式和和计算公公式(RR为上文文提到的的控制比比率) 2144电动调调节阀电动调节阀阀由温度度传感器器、阀体体、调节节器和电电动执行行机构等等组成，温温度传感感器感测测到控制支路路回水温温度的变变化，将将这一信信号传递递到电动动调节阀阀的调节节器，电电动执行行机构根根据电信号的的方向和和大小来来改变调调节阀的的开度，从从而改变变进入

39、建建筑单体体的供热热流量。电电动调节阀通常常作为计计算机监监控系统统的执行行机构(调节流流量)，一般般需要单单相2220V电电源，其其电动执行机机构根据据配用的的不同调调节机构构，输出出方式有有直行程程、角行行程和多多转式三三种类型型，分别同直线线移动的的调节阀阀、旋转转的蝶阀阀、多转转式感应应调节器器等配合合工作。在在结构上上电动执行机构除除可与调调节阀组组装成整整体的执执行器外外，常单单独分装装以适应应各方面面的需要要，使用用比较灵活。智能电动执执行器，根根据控制制信号，直直接操作作阀杆的的位移。智智能电动动执行器器大都将将伺服放大器与与执行机机构合为为一体，并并增设了了行程保保护、过过力

40、矩保保护和电电动机过过热保护护以提高其可靠性性，还具具有断电电信号保保护、输输出现场场阀位指指示和故故障报警警功能。它它可进行行现场操作或远方方操作，完完成手动动操作及及手动自动之之间无扰扰动切换换。智能能电动执执行器利利用微处处理器技术和和现场通通信技术术扩大功功能，实实现双向向通信、PID调节、在线自动标定、自校正与自诊断等等多种控控制技术术要求的的功能，有有效提高高自动控控制系统统的精度度和动态态特性，获获得最快响应时时间。智能阀门定定位器，内内装高集集成度的的微处理理器，采采用电平平衡(数字平平衡)原理代代替传统的力平衡衡原理，将将电控命命令转换换成气动动定位增增量以实实现阀位位控制：

41、利用数数字式开开、停、关信号来驱驱动气动动执行机机构的动动：阀位位反馈直直接通过过高精度度位置传传感器，实实现电气转换换功能，因而而具有提提高输出出力、提提高动作作速度和和调节精精度(最小行行程分辨辨率可达达005)，克服阀杆摩摩擦力，实实现正确确定位等等特点。智智能阀门门定位器器具备许许多符合合现代过过程控制制技术要求的功功能：对对所有控控制参数数都可组组态的功功能(如死区区、正反反作用、报报警上下下限、行行程零点、行行程范围围、执行行机构类类型选择择等)，实现现分程控控制功能能，实现现上行、下下行速度度调节功能，实实现线性性、等百百分比、快快开等特特性修正正功能，自自校正功功能、自自诊断功

42、功能，故故障报警及故故障处理理功能，多多种通信信支持功功能。电动调节阀阀既可以以通过与与各种传传感器、变变送器以以及控制制器相连连组成分分散式的的控制系系统，也可以以与楼宇宇控制系系统相连连组成分分散控制制、集中中管理的的中央控控制系统统，从而而大大地地提高了系统统对环境境温度调调控的能能力。但但是在一一些系统统负荷波波动较大大的变流流量系统统中，由由于多台电动动调节阀阀同时工工作，任任何一台台电动调调节阀工工作状态态的改变变都会对对其它的的电动调调节阀产生影影响，而而电动调调节阀本本身的抗抗干扰能能力又比比较差，从从而造成成了整个个系统不不稳定，对环境温度度的调控控能力下下降，调调节精度度降

43、低。暖通空调系系统一般般要求电电动调节节阀具有有直线的的流量特特性曲线线，即流流量变化化与阀芯芯歼度变化的比比值是一一个定值值；对于于系统负负荷波动动较大的的变流量量系统，还还要求电电动调节节阀具有等百分比比的流量量特性曲曲线，以以满足在在小流量量时调节节较平缓缓，而在在大流量量时调节节的灵敏敏度要求。传统的电动动调节阀阀理想的的流量特特性曲线线一般郁郁是直线线的或等等百分比比的，但但是在实实际的工作系统统中，特特别是在在系统负负荷波动动较大的的变流量量系统中中，由于于调节阀阀进出口口压差的的波动，其实实际的工工作流量量特性曲曲线会偏偏离理想想的流量量特性随随线，使使电动调调节阀的的调节特特性

44、变羞，调调节精度度降低。这这种电动动调节阀阀工作时时不但受受到标准准控制信信号的控控制，还还受系统压力波动动的影响响，抵抗抗系统干干扰的能能力较差差。在系系统压力力波动较较大或者者阀权度度较小时时，调节精度变变差甚至至无法调调节，导导致调节节的温度度忽高忽忽低，达达不到系系统对电电动调节节阀调节节特性的要求求为使使新系统统的控制制工况稳稳定，我我们还需需要考虑虑其他稳稳定装置置与电动动调节阀阀的合理配用用。供热、空调调系统所所有型式式的末端端装置的的静特性性具有一一个共同同点，即即当一次次环路侧侧供水温度恒定定时，放放热量与与水量成成非线性性关系，近近似快开开特性，不不利于末末端装置置的调节节

45、。在大部分时时间，末末端装置置工作在在中等或或小负荷荷情况下下，通常常水量的的微调会会引起放放热量的的骤增，为了了保持系系统调节节时的稳稳定性，避避免调节节的波动动，最好好的办法法是应用用具有与与末端装置特性相相反特性性的控制制阀进行行补偿，使使末端装装置的输输出与阀阀门开度度成线性性关系，所所以希望电动调调节阀具具有等百百分比特特性。电动调节阀阀的工作作流量特特性不仅仅受阀权权度的影影响，还还受其它它支路的的调节干干扰的影影响。蜂雏瓣孙驰n摊拍缯缯0宅I毒、钲静凳咀咀田堑盈盈皤O负荷变化时时，应用用于变流流量系统统中的电电动调节节阀的压压差是变变化的，某某些工况况下，这这种变化可能会引引起控

46、制制失灵，从从而对整整个系统统造成不不利的影影响。阀阀门特性性随阀权权度按比比例地偏离理想流流量特性性，阀权权度越小小，阀门门特性的的偏离越越大，如如果阀门门在较小小阀权度度下工作作，则当负荷变变化使阀阀门进行行调节时时，调节节阀的流流量特性性相对于于理想流流量特性性会产生生较大的的偏离，使在在较低负负荷运行行的阀门门(阀权度度较小)导致震震荡现象象。当建筑中局局部区域域阀门关关小时，系系统总流流量减少少，引起起其它末末端装置置上的压压差升高高，使并未处于于低负荷荷运行的的电动控控制阀也也承受较较高的压压差值，即即其它支支路的调调节造成成某些电动阀在不不需要调调节时进进行调节节。22平平衡阀的

47、的特点作作用以及及设置与与调节设设定原则则2211平衡阀阀的特点点、作用用0911120011221】【222】平衡阀是一一种手动动调节阀阀，它与与普通阀阀门的不不同之处处在于有有开度指指示、开开度锁定定装置及阀体上上有两个个测压小小阀。在在管网平平衡调试试时，用用软管将将被调试试的平衡衡阀测压压小阀与与专用智能仪仪表连接接，仪表表能显示示出流经经阀门的的流量值值及压降降值，给给仪表输输入该平平衡阀处处要求的流量量值后，仪仪表可自自动进行行计算、分分析，显显示出管管路系统统达到水水力平衡衡时该阀阀门的开度值。因因其较为为完备的的功能和和良好的的调节性性能，越越来越受受到工程程设计人人员的重重视，针对供热管管网，正正确、合合理地应应用平衡衡