Y47型自力式压差控制阀的适用条件与选型

作者：符 永 正　刘 万 岭
　　 摘　要　介绍了ZY47型自力式压差控制阀的工作原理和选型方法，分析了它的适用条件。
　　 关键词　压差控制阀：适用条件：选型
1、引言
　　ZY47型自力式压差控制阀是用于闭式水循环系统（如热水供暖系统、空调冷冻水系统等）的一种自力式调节阀，它的作用是被控环路出现外扰（网路的压力波动）和内扰（内部阻力的改变）时，使被控环路的压差保持恒定。本文对这种阀门的适用条件进行分析，并介绍其选型方法。
2、结构与工作原理
　　　　ZY47型自力式压差控制阀按照安装在供水管上还是回水管上，分为供水式结构和回水式结构，二者不可互换使用。图1a为回水式结构示意图。图1b为其安装位置示意图。图中P1为网路的供水压力，P2为被控环路的回水压力，P3为网路的回水压力。
　　当网路的供回水压差P1—P3增大，则感压膜带动阀瓣下移，使阀的阻力增大，P2—P3增大，从而使P1—P2（即施加于被控环路的压差）保持不变；反之P1—P3减小，则感压膜带动阀瓣上移，使阀的阻力减小，P2—P3减小，从而使P1—P2保持不变。
　　当被控环路内部的阻力发生改变，比如某一支路关断，则环路的总阻力增大，在这个瞬间P2减小，P1—P2增大，但随之感压膜的受力平衡被打破，阀瓣下移，阀的阻力增大，又使P2—P3增大，P2又回升到原来的大小，即P1—P2不变。可见无论是网路压力出现波动，还是被控环路内部的阻力发生变化，ZY47型自力式压差控制阀均可维持施加于被控环路的压差恒定。

3、适用条件
　　（1）对于具有多个支路的环路，装设ZY47型自力式压差控制阀，可以达到两个目的：①吸收外网的压力波动，使被控环路的水力工况不受外网压力波动的影响。②削弱各支路间的调节干扰（即一个支路的调节对其它支路的流量所产生的影响）。对于第①条是显而易见的；对于第②条，这里与装设手动调节阀作一个对比分析。
　　如图2a所示，对某环路装设手动调节阀，则当环路的某个支路进行调节，比如第2个支路关闭时，由于环路的总阻力增大，总流量减小，使手动调节阀的压降减小，导致施加于环路的压差PA—PC增大，加之总流量的减小，又使环路干管AE和CF的阻力损失减小，从而使1、3两个支路的压差增大，流量增大。
　　而如2b所示，将手动调节阀换为压差控制阀，则支路2关闭时，施加于环路的压差PA—PC保持不变，当然由于环路总流量的减小，也将使干管AE和CF的阻力损失减小，造成支路1、3的压差增大，流量增大，但相对于装设手动调节阀，增大的幅度有所降低，原因在于PA—PC不变。显然，如果干管AE、CF的阻力相对于支路阻力可以忽略不计，则可把干管视为静压箱，各支路的调节互不干扰，即一个支路的调节对另外支路的流量不产生影响。实际上由于干管阻力的存在，各支路间的调节干扰不可避免。但在系统设计合理的情况下，这种干扰是微弱的。系统设计时对于被控环路的干管采用相对较大的管径，且在干管上除压差控制阀外，不再装设其它阀门，尽可能减小干管的阻力，可以使各支路间的调节干扰降到*低程度，使环路具有较好的水力稳定性。
　　对于分户热计量的供暖系统，强调用户用热调节的自主性，而又必须从设计上考虑尽可能减轻各用户间的调节干扰，所以对于每个负担多户供暖的支路，宜采用自力式压差控制阀。
　　（2）对于无内部调节的环路（或负载），装设ZY47型自力式压差控制阀，可起到恒定流量的作用。因为被控环路（或负载）的阻力不变，在压差恒定的情况下，流量自然是恒定的。
　　（3）ZY47型自力式压差控制阀可与电动调节阀配合使用。电动二通调节阀的选型应遵循两个原则：①设计流量所对应的开度为90％左右；②阀权度不小于0.3。对于第①个条件往往难以满足，因为同一种电动阀相邻两种口径的流通能力大约相差60％，所以往往找不到流通能力恰好符合要求的口径，而只好选偏大的口径。这样一来，一是可能造成较多的时间电动阀在较小开度下工作，使阀的控制不稳定、不精确；二是全开状态不可避免（比如系统启动时以及大的干扰出现时），而全开将使被控负载出现过流。对于这种情况，一个简单的解决办法是与电动阀串联一个平衡阀，消耗一部分压差，从而使电动阀在90％开度时为设计流量。但这种处理，有时会出现电动阀的阀权度过小的情况，即阀工作时的压差变动范围过大，造成阀的工作特性严重偏离理论特性，使控制的精确度变差。如果阀权度小于0.3，则可如图3所示，与电动阀串联装设一个ZY47型自力式压差控制阀（平衡阀不再装设），用压差控制阀控制电动阀的进出口压差，使之基本恒定。而外网的压力波动和负载的压降变化，均由压差控制阀吸收。
　　（4）每一种压差控制阀都有其可以正常工作的压差范围，超出这个范围，就不能很好发挥应有的功能，甚至不能工作。所以当作用于压差控制阀的压差过大时，可串联一个平衡阀，吸收一部分压差，以保障压差控制阀的正常工作。

4、选型方法
表1ZY47型自力式压差控制阀性能参数表

DN 结构长度（mm） 流量系数（kv）
20 100 0.07-5.4
25 120 0.1-8.5
32 180 0.3-13.2
40 200 0.5-25
50 230 0.7-39
65 290 1.2-58.4
80 310 1.8-80.4
100 350 3.0-118
125 400 5.0-214
150 480 8.0-285
200 495 10-603
250 622 20-901
300 698 25-1390
350 787 30-1740
　　按式中Kv=G/KPa式中(G,m3/h),根据*大流量和可能的*小工作压差计算所需的*大Kv值，应小于阀门的*大Kv值；根据*小流量和可能的*大工作压差计算所需的*小Kv值，如G=3-10m3/h，△P*大=200KPa，△P*小=20KPa，Kv*大=10/=25，Kv*小=3/=2.12,选择DN50即符合要求，建议尽量不变径选用阀门。
5、结论
　　5.1　ZY47型自力式压差控制阀，无论在网路压力出现波动还是被控环路内部阻力变化的情况下均可保持施加于被控环路的压差恒定。
　　5.2　ZY47型压差控制阀可削弱被控环路内部各支路间的调节干扰。对于分户计量供暖系统。强调用热调节的自主性，又应尽可能减小各用户间的调节干扰，宜采用自力式压差控制阀。
　　5.3　ZY47型压差控制阀可与电动二通调节阀配合使用，以维持电动阀上的压差恒定，从而使电动阀工作稳定，控制精确。
　　5.4　当作用于ZY47型压差控制的压差过大时，可与之串联装设一个平衡阀，配合使用。
　　5.5　ZY47型压差控制阀的选型主要依据被控环路的流量进行，系统设计人员应提供被控环路的控制压差，以便生产厂家进行控制压差的设定。

参考文献
　　1、施俊良著.调节阀的选择.中国建筑工业出版社.1986.
The Adaption Condition and the Selection of the Valve of the Type ZY47
ControlLED by the Pressure diffenence

FU Yong-zheng 　　　Liu Wan-ling
(1.Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430070,china；
2.HeBei Balance Valve Manufacture Limited Company,Xianxian 062250,china)

Adstract:Introduces the working principle and the method of the selection about the type ZY47 Valve controlLED by the pressure difference,and analyses its adaption condition.
Key words:differential pressure controller；adaption condition；selection