孔板式静态平衡阀的优势分析

孔板式静态平衡阀的优势分析

林岗

宁波埃美柯铜阀门有限公司浙江宁波315202

摘要：在楼宇供水系统和暖通系统中，为了达到水力平衡的目的，一般选用静态平衡阀。静态平衡阀的种类有多种，目前使用较多的，有KPF平衡阀、数字锁定平衡阀、孔板式平衡阀等等。孔板式平衡阀是近几年才发展出来的新平衡阀，其在流量系数稳定性，流量调节精度方面与KPF平衡阀、数字锁定平衡阀相比，有较大的优势。是静态平衡阀发展的新方向。

关键词：静态平衡阀；孔板；流阻系数；压差

Abstract：InthebuildingwatersupplysystemandHVACsystem,inordertoachievethepurposeofhydraulicbalance,thegeneraluseofstaticbalancevalve.Therearemanytypesofstaticbalancevalve,thecurrentuseofmore,KPFbalancevalve,digitallockbalancevalve,orificeplatebalancevalve,etc..Holeplatebalancevalveisdevelopedinrecentyears,thenewbalancevalve,theflowcoefficientstability,flowcontrolaccuracyandKPFbalancevalve,digitallockbalancevalve,thereisagreateradvantage.Isthenewdirectionofthedevelopmentofstaticbalancingvalve.

Keywords:staticbalancevalve；orificeplate；flowresistancecoefficient；pressuredifference

1概述

近年来随着我国城镇化建设的不断发展，高层建筑越来越多，住宅规模越来越大。人们已逐渐意识到楼宇给水系统和暖通系统对提高室内居住环境，有重要的作用。目前，暖通系统中水力失调的现象依然很严重，水力失调的结果是高层位置，或供水远端流量不足，严重影响制冷制热效果。在水力失衡的时候，往往是提高水泵的扬程和规格来解决，是造成能耗浪费的主要原因。而水力平衡是保证整个供水系统和其他节能措施能够可靠实施的前提，因此解决水力失调现象是制冷取暖行业的一个重要问题。

2结构特点

孔板式静态平衡阀一般由阀体、孔板、阀瓣、阀杆、取压阀、阀盖和手轮等部件组成。结构图见图1。

1.阀体、2.孔板、3.阀瓣、4.阀杆、5.取压阀、6.阀盖、7.手轮

图1孔板式静态平衡阀结构图

孔板安装在阀门的进水口处，孔板的前后端各设有一个取压阀，用来测量孔板前后的压差。阀瓣与阀杆相连，手轮安装在阀杆上端部。通过手轮的旋转，可以提升或者关闭阀瓣，从而改变阀瓣与阀体之间的过流面积，改变阀门流阻系数，达到调节流量的效果。孔板式静态平衡阀也可看作是一个节流阀。

3工作原理

孔板式静态平衡阀一般安装在管路系统的回水管路上，通过调节阀瓣的开启高度，改变阀门的流阻系数，控制管道内介质的流速，从而达到控制阀门流量的作用。一般情况下，每一个楼层作为一个子系统，每个子系统回水管路会安装一个静态平衡阀，系统主回路也会安装静态平衡阀来双重调节，先调节好每个子系统的介质流量，最终达到整个系统的水力平衡，解决低区（近端）流量大，高区（远端）流量小的问题。

其典型的安装位置见图2。

图A与图B最大的区别在于两个取压阀的设置位置不同，所测量的压差，也就是两个取压阀之间的压差。那么，根据公式1.2，我们需要知道阀瓣与阀体通水孔之间的过流面积，以及在该面积下两个取压阀之间的流量系数C，才能算出在某个压差下流过阀门的流量。在阀瓣上下移动的过程中，阀瓣与阀体通水孔之间的过流面积是变化的，流量系数C也是变化的，可想而知，在调节过程中，要想得到准确的流量是有多难。

在这样的背景下，孔板式静态平衡阀与非孔板式静态平衡相比，有三大明显的优势：

1)孔板式静态平衡阀的流量系数更加稳定且容易控制。孔板式静态平衡阀的取压阀的设置位置在孔板前后，两个取压阀之间的压差由孔板的加工尺寸与加工精度决定，更容易控制。非孔板式静态平衡阀的取压阀设置在整个阀瓣前后，之间的距离明显要长，取压阀之间的压差由阀瓣与阀体通水孔之间的面积决定，调节过程是个动态的变化过程，不易控制。

2)同一个规格，不同批次平衡阀之间，孔板式静态平衡阀的流阻系数、流量系数更加稳定。孔板式静态平衡阀的流阻系数、流量系数只与孔板的加工精度有关，而非孔板式静态平衡取压阀之间的流阻系数、流量系数受到阀瓣轮廓形状、阀体内壁表面粗糙度等因素的影响，个体差异明显要比孔板式静态平衡阀大。

3)孔板式静态平衡阀的流量调节精度更高。孔板一般选用黄铜材料，表面的加工精度可以达到0.8μm，内孔直径公差达到±0.02mm，很好的保证了孔板流量系数、流量曲线的一致性，从而保证调节精度。而非孔板式静态平衡两个取压阀之间测量的流阻系数受到加工尺寸、铸造工艺的影响较大，不同批次间其流量系数、流量曲线存在较大差异，调节精度也会有较大波动。

通过实验室验证，不同批次的孔板式静态平衡阀测试得到的流量系数，其数据变化在5%以内，具有较高的稳定性。而非孔板式静态平衡测试得到的流量数据变化范围较大，最大的甚至超过了10%，稳定性较差。

结束语：

本文通过孔板式静态平衡阀与非孔板式静态平衡阀之间结构与工作原理的对比和优缺点的分析，重点描述了孔板式静态平衡阀在不同个体间流量系数的稳定性好，流量调节精度高的优势，是静态平衡阀发展的新方向。

参考文献：

[1]陆陪文：阀门设计入门与精通，机械工业出版社[J]，2009

[2]易孟林、曹树平、刘银水：电液控制技术，华中科技大学出版社[J],2010

[3]柳箭：根除热网水力失调的节能技术，建筑科学与工程[J]，2011年第8期

[4]GB/T28636-2012采暖与空调系统水力平衡阀。

[5]JB/T10368-2002液压节流阀。

[6]BS7350-1990.Doubleregulatingglobevalveandflowmeasurementdevicesforheatingandchilledwatersystems.