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1、引言

　　ZY47型自力式壓差控制閥（氮封閥）是用開(kāi)閉式水循環(huán)系統(tǒng)（如熱水供暖系統(tǒng)、空調(diào)冷凍水系統(tǒng)等）的一種自力式調(diào)節(jié)閥，它的作用是被控環(huán)路出現(xiàn)外擾（網(wǎng)路的壓力波動(dòng)）和內(nèi)擾（內(nèi)部阻力的改變）時(shí)，使被控環(huán)路的壓差保持恒定。本文對(duì)這種閥門(mén)的適用條件進(jìn)行分析，并介紹其選型方法。

2、結(jié)構(gòu)與工作原理

ZY47型自力式壓差控制閥（氮封閥）按照安裝在供水管上還是回水管上，分為供水式結(jié)構(gòu)和回水式結(jié)構(gòu)，二者不可互換使用。圖1a為回水式結(jié)構(gòu)示意圖。圖1b為其安裝位置示意圖。圖中P1為網(wǎng)路的供水壓力，P2為被控環(huán)路的回水壓力，P3為網(wǎng)路的回水壓力。
　　當(dāng)網(wǎng)路的供回水壓差P1—P3增大，則感壓膜帶動(dòng)閥瓣下移，使閥的阻力增大，P2—P3增大，從而使P1—P2（即施加于被控環(huán)路的壓差）保持不變；反之P1—P3減小，則感壓膜帶動(dòng)閥瓣上移，使閥的阻力減小，P2—P3減小，從而使P1—P2保持不變。
　　當(dāng)被控環(huán)路內(nèi)部的陰力發(fā)生改變，比如某一支路關(guān)斷，則環(huán)路的總阻力增大，在這個(gè)瞬間P2減小，P1—P2增大，但隨之感壓膜的受力平衡被打破，閥瓣下移，閥的阻力增大，又使P2—P3增大，P2又回升到原來(lái)的大小，即P1—P2不變。可見(jiàn)無(wú)論是網(wǎng)路壓力出現(xiàn)波動(dòng)，還是被控環(huán)路內(nèi)部的阻力發(fā)生變化，ZY47型自力式壓差控制閥均可維持施加于被控環(huán)路的壓差恒定。

3、適用條件

　?。?）對(duì)于具有多個(gè)支路的環(huán)路，裝設(shè)ZY47型自力式壓差控制閥，可以達(dá)到兩個(gè)目的：a、吸收外網(wǎng)的壓力波動(dòng)，使被控環(huán)路的水力工況不受外網(wǎng)壓力波動(dòng)的影響。b、削弱各支路間的調(diào)節(jié)干擾（即一個(gè)支路的調(diào)節(jié)對(duì)其它支路的流量所產(chǎn)生的影響）。對(duì)于第a條是顯而易見(jiàn)的；對(duì)于第b條，這里與裝設(shè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥作一個(gè)對(duì)比分析。

　　如圖2a所示，對(duì)某環(huán)路裝設(shè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，則當(dāng)環(huán)路的某個(gè)支路進(jìn)行調(diào)節(jié)，比如第2個(gè)支路關(guān)閉時(shí)，由于環(huán)路的總阻力增大，總流量減小，使手動(dòng)調(diào)節(jié)閥的壓降減小，導(dǎo)致施加于環(huán)路的壓差PA—PC增大，加之總流量的減小，又使環(huán)路干管AE和CF的阻力損失減小，從而使1、3兩個(gè)支路的壓差增大，流量增大。
　　而如2b所示，將手動(dòng)調(diào)節(jié)閥換為壓差控制閥，則支路2關(guān)閉時(shí)，施加于環(huán)路的壓差PA—PC保持不變，當(dāng)然由于環(huán)路總流量的減小，也將使干管AE和CF的阻力損失減小，造成支路1、3的壓差增大，流量增大，但相對(duì)于裝設(shè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，增大的幅度有所降低，原因在于PA—PC不變。顯然，如果干管AE、CF的阻力相對(duì)于支路阻力可以忽略不計(jì)，則可把干管視為靜壓箱，各支路的調(diào)節(jié)互不干擾，即一個(gè)支路的調(diào)節(jié)對(duì)另外支路的流量不產(chǎn)生影響。實(shí)際上由于干管阻力的存在，各支路間的調(diào)節(jié)干擾不可避免。但在系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理的情況下，這種干擾是微弱的。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于被控環(huán)路的干管采用相對(duì)較大的管徑，且在干管上除壓差控制閥外，不再裝設(shè)其它閥門(mén)，盡可能減小干管的阻力，可以使各支路間的調(diào)節(jié)干擾降到最低程度，使環(huán)路具有較好的水力穩(wěn)定性。
　　對(duì)于分戶(hù)熱計(jì)量的供暖系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)用戶(hù)用熱調(diào)節(jié)的自主性，而又必須從設(shè)計(jì)上考慮盡可能減輕各用戶(hù)間的調(diào)節(jié)干擾，所以對(duì)于每個(gè)負(fù)擔(dān)多戶(hù)供暖的支路，宜采用自力式壓差控制閥。
　　（2）對(duì)于無(wú)內(nèi)部調(diào)節(jié)的環(huán)路（或負(fù)載），裝設(shè)ZY47型自力式壓差控制閥，可起到恒定流量的作用。因?yàn)楸豢丨h(huán)路（或負(fù)載）的阻力不變，在壓差恒定的情況下，流量自然是恒定的。

　?。?）ZY47型自力式壓差控制閥（氮封閥）可與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥配合使用。電動(dòng)二通調(diào)節(jié)閥的選型應(yīng)遵循兩個(gè)原則：A設(shè)計(jì)流量所對(duì)應(yīng)的開(kāi)度為90%左右；B閥權(quán)度不小于0.3。多余A個(gè)條件往往難以滿(mǎn)足，因?yàn)橥环N電動(dòng)閥相鄰兩種口徑的流通能力大約相差60%，所以往往找不到流通能力恰好符合要求的口徑，而只好選偏大的口徑。這樣一來(lái)，一是可能造成較多的時(shí)間電動(dòng)閥在較小開(kāi)度下工作，使閥的控制不穩(wěn)定、不精確；二是全開(kāi)狀態(tài)不可避免（比如系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)以及大的干擾出現(xiàn)時(shí)），而全開(kāi)將使被控負(fù)載出現(xiàn)過(guò)流。對(duì)于這種情況，一個(gè)簡(jiǎn)單的解決辦法是與電動(dòng)閥串聯(lián)一個(gè)平衡閥，消耗一部分壓差，從而使電動(dòng)閥在90%開(kāi)度時(shí)為設(shè)計(jì)流量。但這種處理，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)閥的閥權(quán)度過(guò)小的情況，即閥工作時(shí)的壓差變動(dòng)范圍過(guò)大，造成閥的工作特性嚴(yán)重偏離理論特性，使控制的精確度變差。如果閥權(quán)度小于0.3，則可如圖3所示，與電動(dòng)閥串聯(lián)裝設(shè)一個(gè)ZY47型自力式壓差控制閥（平衡閥不再裝設(shè)），用壓差控制閥控制電動(dòng)閥的進(jìn)出口壓差，使之基本恒定。而外網(wǎng)的壓力波動(dòng)和負(fù)載的壓降變化，均由壓差控制閥吸收。
　?。?）每一種壓差控制閥都有其可以正常工作的壓差范圍，超出這個(gè)范圍，就不能很好發(fā)揮應(yīng)有的功能，甚至不能工作。所以當(dāng)作用于壓差控制閥的壓差過(guò)大時(shí)，可串聯(lián)一個(gè)平衡閥，吸收一部分壓差，以保障壓差控制閥的正常工作。

4、選型方法

表1ZY47型自力式壓差控制閥性能參數(shù)表

　　按式中Kv=G/KPa式中(G,m³/h),根據(jù)最大流量和可能的最小工作壓差計(jì)算所需的最大Kv值，應(yīng)小于閥門(mén)的最大Kv值；根據(jù)最小流量和可能的最大工作壓差計(jì)算所需的最小Kv值，如G=3-10m³/h，△P'_最大200KPa，△P'_最小=20=KPa，Kv_最大=10/=25，Kv_最小=3/=2.12,選擇DN50即符合要求，建議盡量不變徑選用閥門(mén)。

5、結(jié)論

　　5.1　ZY47型自力式壓差控制閥（氮封閥），無(wú)論在網(wǎng)路壓力出現(xiàn)波動(dòng)還是被控環(huán)路內(nèi)部阻力變化的情況下均可保持施加于被控環(huán)路的壓差恒定。
　　5.2　ZY47型壓差控制閥可削弱被控環(huán)路內(nèi)部各支路間的調(diào)節(jié)干擾。對(duì)于分戶(hù)計(jì)量供暖系統(tǒng)。強(qiáng)調(diào)用熱調(diào)節(jié)的自主性，又應(yīng)盡可能減小各用戶(hù)間的調(diào)節(jié)干擾，宜采用自力式壓差控制閥。
　　5.3　ZY47型壓差控制閥可與電動(dòng)二通調(diào)節(jié)閥配合使用，以維持電動(dòng)閥上的壓差恒定，從而使電動(dòng)閥工作穩(wěn)定，控制精確。
　　5.4　當(dāng)作用于ZY47型壓差控制的壓差過(guò)大時(shí)，可與之串聯(lián)裝設(shè)一個(gè)平衡閥，配合使用。
　　5.5　ZY47型壓差控制閥的選型主要依據(jù)被控環(huán)路的流量進(jìn)行，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員應(yīng)提供被控環(huán)路的控制壓差，以便生產(chǎn)廠家進(jìn)行控制壓差的設(shè)定。

參考文獻(xiàn)

　　1、施俊良著.調(diào)節(jié)閥的選擇.中國(guó)建筑工業(yè)出版社.1986.