阀权度的理解与应用

  关于阀权度，规范只是提了这个名词，并没有做过多的解释，但是这个概念又是最近几年注册考试的常见题目，今天我就给大家掰开了揉碎了一次性讲清楚。

一、定义

       《民用建筑供暖通风与空气调节》GB50736（下称“民规”）中给出的阀权度计算公式（见下图）。

       从计算公式中看，其就是两个阻力的比值。表征的是阀门本身的阻力损失在其所在串联环路上的百分比。从字面意思看，“阀”指阀门，“权”指权利、权责、控制，“度”是衡量，白话语就是“衡量阀门控制环路的能力”。话有点绕，大家可以把这个能力想象成股份占比，股东的股份越大，他的发言权就越大，决策能力越强，就越能控制整个集团的走向；对应到阀权度，即阀权度越大，其越能控制其所在的环路（及控制流量的大小）。即如果这个阀门的阀权度越大，那么他稍微一动作，其所在环路的流量变化就越大。

    说完了表面意思，我们结合下图（引用Robert Petitjean. HydronicTotal Balaacing. 1994.Sweden），用理工科的思维再来理解一下。

一个并联环路，总的资用压力为ΔP，电动调节阀的阻力全开时为ΔP_min，则

全关时为ΔP_max，由于阀门全关时管道内的流体静止，流量为0，即阻力损失为0，此时资用压力ΔP全部落在调节阀上，即ΔP_max=ΔP，根据《民规》式9.2.5可知，此时阀权度计算就可以用下式代替

根据以上内容可知，阀权度的计算就演变为阀门全开时的压力损失与其所在环路的资用压力之比。在一个循环系统中，不同的并联环路之间其资用压力不同，对于最有利环路其资用压力最大，而对于最不利环路，其资用压力就是阀门所在环路的阻力损失，相比于整个循环系统的各并联环路，其资用压力最小。所以，不同的并联环路之间电动阀的阀权度可以不同，在各个并联环路除调节阀之外的阻力损失基本相同前提下，最有利的环路其阀权度最大，最不利环路阀权度最小（最不利环路如果把阀权度做的很大，会增加水泵的扬程，运行费用就会增加）。

二、阀权度可以小于0.3吗？

下图中β表示阀权度，左图是直线特性阀门在不同的阀权度（β）下阀门的特性曲线；右图是等百分比特性阀门在不同的阀权度（β）下的阀门特性曲线（引用Robert Petitjean. HydronicTotal Balaacing. 1994.Sweden）。

从上图可以看出，直线特性的阀门，随着阀权度的减小，其特性向快开特性偏移，当β小于0.25时，基本已经完全偏离。而等百分比特性阀门，随着阀权度减小，其特性向直线特性偏移，同样，当β小于0.25时，其特性基本和直线特性的阀门重合。所以，从这个角度讲，阀权度不能太小，太小之后阀门的性能就会产生严重畸变，通常结合节能，可接受的最小阀权度是0.3，故规范给出了一个下限。

三、阀权度可以等于1吗？

       我们知道，阀门的作用就是调节流量，意味着其必须是串联在一个管路上使用，那么根据阀权度定义，一旦有流体通过，其串联有管道必然会有阻力损失，那么阀门其全开时的压力损失（ΔP_min）必然是小于资用压力（ΔP_资用压力）（ΔP_min=ΔP_{资用压力-}ΔP_{管路及附件}），故在实际状态下阀权度不可能为1，仅有可能无线接近于1，比如我们制冷机房中的电动旁通阀，由于其串联环路就是一截管道，压力损失很小，资用压力大部分都落在旁通阀上，如果可以把这个旁通管道做的无限大，那么其压力损失就会无限小，这样电动阀阻力损失就会无限接近与资用压力，则阀权度就会无限接近1，这也就是相关资料上为什么说此阀门的阀权度可按照1处理的底层逻辑。相关案例可参考本公众号另一篇文章“电动调节阀的计算选型”。

四、结语

1、对于一个串联连接调节阀的管道系统，阀权度S值越大，则说明调节阀的压降占整个系统比重越大，调节阀控制能力越大；当S＝1时，即管道阻力损失为零，系统的总压差全部降落在调节阀上，此时调节阀的实际工作特性与理想特性是一致的。 阀权度S越小，则说明调节阀的压降占整个系统的比重越小，调节阀的控制能力也就越差。

2、也就是当流量增加时，调节阀前后压降逐步减少，虽然调节阀的节流面积增大了，但由于调节阀压降减少，流量并没有按理想特性增大，而是流量增大速率变缓。随着S的减少，即管道阻力损失增加，使系统压差降落在管道上的部分增加。

3、随着S值的减少，流量特性发生很大的畸变，成为一系列向上拱的曲线。理想的直线特性趋向于快开特性，理想的等百分比特性趋向于直线特性，使小开度时放大系数增大，大开度时放大系数减少。S值太小时将严重影响自动调节系统的调节质量。在实际使用中，通常要求S值不低于0.3～0.7。

五、注册考试真题分享

1、关于空调水系统自动控制用阀门选择的说法，下列哪几项是错误的？【2020年注册考试真题（多选知识题）第54题】

（A）阀权度选择越大，空调冷水输送系统的节能效果越好

（B）变流量空调水系统中。空调末端的电动两通阀口径应与末端的接管直径相同

（C）主机定流量的一级泵变流量系统中，供回水总管之间的压差电动旁通调节阀宜采用直线流量特性

（D）变流量空调水系统中，空调末端的电动两通阀宜采用等百分比流量特性

答案：AB

2、在空调水系统的自动控制中，关于电动两通阀的选择，正确的说法应是下列哪几项？【2020年注册考试真题（多选知识题）第60题】

（A）调节阀的理想特性取决于阀门的结构参数

（B）阀权度是影响调节阀工作特性的主要因素之一

（C）通常末端两通阀的实际工作特性比供回水总管间压差控制旁通阀的畸变情况严重

（D）调节阀的额定流通能力与水系统管道阻力及末端设计流量有关

回复：ABC