1 提出問題
   《空調(diào)水系統(tǒng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥流量特性研究》指出，在空調(diào)水系統(tǒng)末端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)過程中，終端支路資用壓頭因流量變化而發(fā)生變化，導(dǎo)致兩個(gè)問題：1）各終端相互干擾；2）電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性與理想流量特性和工作流量特性有很大偏差。業(yè)內(nèi)提出采取固定壓差控制水力平衡措施解決上述兩個(gè)問題?；谶@一應(yīng)用目的，討論了空調(diào)水系統(tǒng)中固定壓差控制水力平衡措施（1）-自力壓差平衡閥的選擇，研究了固定壓差控制水力平衡措施中的自力壓差平衡閥的選擇方法，通過文獻(xiàn)中提到的控制壓差恒定前提下的最小流量（Gmin）這個(gè)參數(shù)可以看出，由于自力壓差平衡閥受到產(chǎn)品自身流量系數(shù)范圍的限制，其控制壓差的恒定性不能在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)范圍的某些部分得到保證。因此，自力壓差平衡閥的應(yīng)用有條件改善電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)特性，改進(jìn)程度與系統(tǒng)形式、系統(tǒng)末端的位置等因素密切相關(guān)。本文將根據(jù)四種典型空調(diào)水系統(tǒng)末端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選擇計(jì)算結(jié)果，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥衡措施下電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性，分析了電動(dòng)調(diào)節(jié)閥實(shí)際流量特性的應(yīng)用。
   2 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥實(shí)際流量特性的分析與比較
   為便于討論，本文分析計(jì)算了四種典型的空調(diào)水系統(tǒng)，計(jì)算了圖中各流量特性曲線的定義和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥實(shí)際流量特性的計(jì)算結(jié)果。
   2.1 異程總管定壓差系統(tǒng)
   圖1提出了異程總管壓差系統(tǒng)末端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性（不包括自力壓差平衡閥本身的精度影響），圖中曲線A與曲線B圍合部分是閥門的實(shí)際流量特性范圍。與無固定壓差控制水力平衡措施下各終端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性相比，可獲得以下規(guī)則：
   1)通過圖1可以看到異程總管壓差系統(tǒng)中末端1到末端4的曲線A、曲線B在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥小開度條件下，與理想的流量特性曲線具有較高的一致性（≤10%)，三條曲線略有偏離；當(dāng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度>60%時(shí)，3條曲線的一致性較高≤60%時(shí)，曲線A、曲線B與理想的流量特性曲線相比，偏離了大流量方向。在此類系統(tǒng)中，端5在調(diào)整過程中所需的資用壓差變化范圍最大，因此端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選擇的自力壓差平衡閥應(yīng)具有足夠的流量系數(shù)可調(diào)范圍，否則無法保證控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥兩端的壓差恒定，實(shí)際流量特性將偏離理想的流量特性。各端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性及S＝0.與工作流量特性相比，有更多的改善。

圖1
電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性

   2）與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在無壓差控制水平衡措施下的實(shí)際流量特性相比，采用固定壓差控制水平衡措施后，由于部分負(fù)荷下多余的資用壓頭由自力壓差平衡閥承擔(dān)，該措施可以解決各端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥有效調(diào)節(jié)開度范圍的問題。
   3)采用固定壓差控制水力平衡措施后，可緩解各端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)過程中的相互干擾。
   2.2 異程末端定壓差系統(tǒng)
   圖2提出了異程末端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性（不包括自力壓差平衡閥本身的精度影響），圖中曲線A與曲線B圍合部分是閥門實(shí)際流量的可調(diào)范圍。與無固定壓差控制水力平衡措施下各終端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性相比，可獲得以下規(guī)則：

圖2 定壓差控制水力平衡措施
電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性

   1)從圖2可以看出，在異程末端的定壓差系統(tǒng)中，各末端的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在大開度下（≥60%)實(shí)際流量特性與理想流量特性高度一致。當(dāng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度為60%時(shí)，實(shí)際流量特性與理想流量特性相比偏離大流量方向，末端離系統(tǒng)壓差越遠(yuǎn)，偏差越大。這是因?yàn)殡x系統(tǒng)壓差越遠(yuǎn)，末端所需的資用壓差變化范圍越大。各末端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性及S＝0.與工作流量特性相比，有更多的改善。
   2)采用固定壓差控制水力平衡措施后，由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)條件下各終端間流量的分配平衡是通過自力壓差平衡閥的開度調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的(即在設(shè)計(jì)條件下，上游終端自力壓差平衡閥的開度不是100%，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選擇的計(jì)算資用壓頭是根據(jù)可能出現(xiàn)的最小資用壓頭設(shè)置的)，當(dāng)系統(tǒng)處于部分負(fù)荷條件時(shí)，上游終端自力壓差平衡閥的開度增加，從而補(bǔ)償終端資用壓頭的減少。因此，對(duì)于這類系統(tǒng)，固定壓差控制水力平衡措施可以應(yīng)對(duì)部分負(fù)荷條件下上游終端資用壓頭減少和欠流的問題。
   3)采用固定壓差控制水力平衡措施后，可緩解各端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)過程中的相互干擾。
   2.3 同程總管定壓差系統(tǒng)
   圖3提出了同程總管壓差系統(tǒng)末端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性（不包括自力壓差平衡閥本身的精度影響），圖中曲線A與曲線B圍合部分是閥門實(shí)際流量的可調(diào)范圍。與同程總管定壓差系統(tǒng)各末端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性相比，可獲得以下規(guī)律：
   1)通過圖3可以看到同程總管壓差系統(tǒng)末端1、2、4、5的曲線A、曲線B在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥小開度條件下，與理想流量特性曲線具有較高的一致性(端1，5為≤20%，末端2，4≤40%)，三條曲線略有偏差，各端的偏差程度遵循同程系統(tǒng)對(duì)稱性的規(guī)律。當(dāng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度>60%時(shí)，三條曲線的一致性較高；當(dāng)開度≤60%時(shí)，曲線A、曲線B與理想的流量特性曲線相比，偏離大流量方向。在此類系統(tǒng)中，最終3在調(diào)整過程中所需的資用壓差變化范圍最大。因此，最終電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選擇的自力壓差平衡閥應(yīng)具有足夠的流量系數(shù)可調(diào)范圍，否則無法保證控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥兩端的壓差恒定，實(shí)際流量特性將偏離理想的流量特性。各端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性及S＝0.與工作流量特性相比，有更多的改善。

圖3 水力平衡措施的定壓差控制
電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性

   2)與異程總管固定壓差系統(tǒng)相同，固定壓差控制水力平衡措施可以解決系統(tǒng)各端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度范圍有效降低的問題。
   3)采用固定壓差控制水力平衡措施后，可緩解各端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)過程中的相互干擾。
   2.4 同端定壓差系統(tǒng)
   圖4提出了同一端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性（不包括自力壓差平衡閥本身的精度影響），圖中曲線A與曲線B圍合部分是閥門實(shí)際流量的可調(diào)范圍。與同一端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性相比，可獲得以下規(guī)則：

圖4 水力平衡措施下的定壓差控制
終端定壓差系統(tǒng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性

   1)通過圖4可以看到末端3的曲線A、曲線B幾乎完全符合理想流量特征曲線；終端2、4的曲線A、曲線B在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥小開度條件下，與理想的流量特性曲線具有較高的一致性（≤20%)，三條曲線略有偏離；當(dāng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度>50%時(shí)，端1和5條曲線具有較高的一致性≤50%時(shí)，曲線A、曲線B與理想的流量特性曲線相比，偏離大流量方向；各端的偏差程度遵循同程系統(tǒng)對(duì)稱的規(guī)律。各端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性及S＝0.與工作流量特性相比，有更多的改善。
   2)與異程終端的固定壓差系統(tǒng)相同，固定壓差控制水力平衡措施可以應(yīng)對(duì)上游終端在部分負(fù)荷條件下資用壓頭減量的問題。
   3)采用固定壓差控制水力平衡措施后，可緩解各端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)過程中的相互干擾。
   3 結(jié)論
   3.1 本文根據(jù)自力壓差平衡閥的選擇計(jì)算，分析了四種典型空調(diào)水系統(tǒng)末端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性。本文的定量結(jié)論僅與所舉例有關(guān)，實(shí)際工程中復(fù)雜的空調(diào)水系統(tǒng)形式和干管阻力權(quán)重都影響定量計(jì)算結(jié)果。
   3.2 對(duì)于本實(shí)例，在不考慮自力壓差平衡閥本身精度的前提下，采用固定壓差控制水平衡措施可以大大提高電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性，但由于自力壓差平衡閥產(chǎn)品流量系數(shù)的限制，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性不能完全符合其理論流量特性，特別是在小開度條件下，實(shí)際流量特性與理論流量特性仍存在一定的差距，與空調(diào)水系統(tǒng)的形式、特性和終端位置有關(guān)。一般來說，自力壓差平衡閥的產(chǎn)品流量系數(shù)范圍越大，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性就越高。
   3.3　對(duì)于文中算例而言，對(duì)總管定壓差系統(tǒng)（異程或同程）而言，定壓差控制水力平衡措施可應(yīng)對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥有效調(diào)節(jié)開度范圍減小的問題；對(duì)末端定壓差系統(tǒng)（異程或同程）而言，定壓差控制水力平衡措施可應(yīng)對(duì)部分負(fù)荷下，上游末端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥兩端資用壓頭不足而產(chǎn)生的欠流問題，但前提是必須在一定程度上放大上游末端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的口徑，這將引起系統(tǒng)造價(jià)的增加。
   3.4 水力平衡控制措施的應(yīng)用可以在一定程度上緩解過程中各端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的相互干擾。
   3.5 需要指出的是，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥只是整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過程中的一個(gè)環(huán)節(jié)。閥門實(shí)際流量特性對(duì)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響有限，特別是對(duì)于時(shí)間常數(shù)和容量滯后較大的被調(diào)節(jié)對(duì)象，僅考慮電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的流量特性是沒有用的應(yīng)從空調(diào)系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)中全面解決。作者將另行撰寫并研究這個(gè)問題。