摘要：温控阀是供暖系统流量调节的最主要的调节设备，一个供暖系统如果不设置温控阀就不能称之谓热计量收费系统。本文简介了温控阀的构造和原理，通过分析温控阀的流量特性，结合散热器的流量特性，同时引进阀权度的概念，阐述在散热器热特性、温控阀流量特性和阀权度的共同作用下如何确保散热器系统调节的有效性；并介绍了温控阀的安装方案；最后阐述温控阀节能作用。  

关键词：温控阀 流量特性 阀权度 热计量 节能


    1、散热器温控阀的构造及工作原理 
    用户室内的温度控制是通过散热器恒温控制阀来实现的。散热器恒温控制阀是由恒温控制器、流量调节阀以及一对连接件组成，其中恒温控制器的核心部件是传感器单元，即温包。温包可以感应周围环境温度的变化而产生体积变化，带动调节阀阀芯产生位移，进而调节散热器的水量来改变散热器的散热量。恒温阀设定温度可以人为调节，恒温阀会按设定要求自动控制和调节散热器的水量，从而来达到控制室内温度的目的。  

    2、散热器的调节特性是由散热器热特性、温控阀流量特性及阀权度共同决定的。 

    温控阀在某开度下的流量与全开流量之比G/Gmax称为相对流量；温控阀在某开度下的行程与全行程之比l称为相对行程。相对行程和相对流量间的关系称为温控阀的流量特性，即：G/Gmax=f(l)。它们之间的关系表现为线性特性、快开特性、等百分比特性、抛物线特性等几种特性曲线。  

    对散热器而言，从水利稳定性和热力是调度角度讲，散热量与流量的关系表现为一簇上抛的曲线，随着流量G的增加，散热量Q逐渐趋于饱和。为使系统具有良好的调节特性，易于采用等百分比流量特性的调节阀以补偿散热器自身非线性的影响(1)。  

    阀权度对调节特性的影响。可调比R为温控阀所能控制的最大流量与最小流量之比：  


    R=Gmax/Gmin 


    Gmax为温控阀全开时的流量，也可看作是散热器的设计流量；Gmin则随温控阀阀权度大小而变化。在散热器系统中，由于温控阀与散热器为串联，故可调节比R与阀权度的关系为：R=Rmax         (2)  

    以某型号的温控阀和散热器为例，散热器的流通能力为5m3/h,温控阀的阀权度为88%，实际可调比为28，对应的流量可调节范围100%-4%。散热器在不同进出口温差下散热量的实际可调节范围见表。
进出口温度差（℃）  25  20  15  10  5  

可调节范围（%）  
100~11.6  
100~13.5  
100~16.1  
100~20.2  
100~28 


    有表可知，当散热器进出口温差较小时，散热量的实际可调节范围也见小。但散热器进出口温差小于10℃时，温控阀的最小可调节散热量约为标准散热量的20%，温控阀的有效工作范围减小。  

    此外值得注意的一点是，温控阀的高阻力是由散热器的调节特性决定的，设计时必须考虑温控阀的这一特性，以免出现资用压力不够的情况。  

    3温控阀的安装位置 


    3.1散热器恒温阀一般安装在每台散热器的进水管上或分户采暖系统的总入口进水管上。尤其是对内置式传感器不主张垂直安装，因为阀体和表面管道的热效应可能会导致恒温控制器的错误动作，应确保恒温阀的传感器能够感应到市内环流空气的温度，不得被窗帘盒、暖气罩等覆盖。 


    3.2为了减少投资，提出在户内系统（一户一个供暖系统）上只装一个温控阀的方案。 


    通常的情况下，应该每一组散热器（即每个房间）上安装一个温控阀。为了减少投资，提出在户内系统（一户一个供暖系统）上只装一个温控阀的方案。下面首先分析单管系统的热特性，即流量与室温的变化规律，并指出温控阀的安装方法。 


    3.2.1单管户内系统只在末端房间装一个温控阀。利用热网工况模拟分析软件对一个五层楼的上分式单管顺流系统（也适用于户内单管顺流系统）进行计算，其结果见表1。表1为供水温度恒定的情况，这种情况较符合一个大的供热系统出现流量分配不均的实际工况，因而具有代表性。在设计外温下，凡实际流量小于设计流量的（相对流量小于1），均出现上层热、下层冷的现象；凡实际流量大于设计流量的（相对流量大于1.0）都发生上层冷、下层热的情形。 

    表1:上分式单管顺流系统供水温度恒定时流量与室温变化 

室温（℃） 

相对流量（%）  
5层  
4层  
3层  
2层  
1层  

1.80  
18.5  
18.7  
18.9  
19.3  
19.6  

1.00  
18.6  
18.3  
18.2  
17.7  
17.5  

0.48  
17.8  
16.8  
15.8  
14.8  
13.5  

0.24  
17.3  
15.3  
12.3  
9.9  
8.6 


    注：供水温度81℃ 


    上述室温与流量之间的变化规律，具有普遍性。当室外温度不等于设计外温时。这种变化规律仍然存在，所不同的只是在设计外温，即气温最冷时，系统垂直失调最严重，也就是最高层与最低层之间的室温偏差最大；随着气温变暖，垂直失调也逐渐趋缓。单管系统发生这种垂直失调现象的原因，主要是流量变化与散热器表面温度的变化不一致所造成的。一般而言，散热器的散热量主要取决于散热器的表面平均温度。在设计状态下，散热器传热面积的选取，都是根据设计工况下，各层散热器的设计表面平均温度计算的。但在实际运行中，由于流量分配不均，各层散热器的表面平均温度的变化比率将与设计工况发生差异。当立管实际的流量小于设计流量（即相对流量小于1.0）时，立管的供、回水温差即大于设计时的温差，此时上层散热器的表面平均温度比下层的散热器表面平均温度更有利于散热，因而出现上热下冷现象；相对流量大于1.0时，情况正相反。  

    单管系统垂直失调的特点是流量愈大，末端房间室温愈高；流量愈小，末端房间室温愈低，根据这种热特性，对于单管系统，每户一个温控阀，应该按如下原则安：    (1)对于单管顺流的户内系统，一个温控阀应该装在该户内系统最末端房间的散热器上；  

    (2)对于带跨越管的单管户内系统，一个温控阀应装在户内系统的入口供水管或回水管上，该温控阀的远程温度传感器需放在户内系统最末端房间里；&