在HVAC控制系统中，
调节阀的选择是一个非常重要的环节，调节阀选择的合理与否将直接影响到整个系统的调节特性。笔者在实践中发现一些HVAC自控设计人员在选用调节阀时往往存在一定的盲目性，本文通过分析调节阀的工作原理，总结出一些调节阀的选用方法。
一、调节阀的流量特性 调节阀的相对行程与通过调节阀的介质相对流量之间的关系可用调节阀流量特性表示：
Q/Q
max = f（L/L
max）
式中：
Q ———某一开度下的流量
Q
max — 调节阀全开流量
L ———
阀门某一开度行程
L
max — 阀门全开行程
根据阀芯形状的不同，阀门流量特性可分为直线、等百分比、抛物线、快开特性等。
（1）调节阀理想流量特性 理想流量特性指阀前后压差保持不变条件下得到的流量特性。
工程中常用等百分比特性代替抛物线特性阀，而快开特性阀只适用于双位控制，因此，以下重点分析工程中常用的等百分比和直线特性阀。
直线特性阀 Q/Q
max=KL/L
max+C
其放大系数（曲线斜率）为常数
d（Q/Q
max）/d（L/L
max）= K
等百分比（又称对数）特性阀
In（Q/Q
max）= KL/L
max+C
其方法倍数d（Q/Q
max）/d（L/L
max）=KQ/Q
max，其放大系数与相对流量成正比。
根据以上分析，二通阀理想流量特性如图1所示：
1 直线特性 2 等百分比特性 3 快开特性 4抛物线特性
图1 理想流量特性
（2）实际流量特性 实际应用中，调节阀前后压差随工况不同并不能保持不变。在如图2所示管道串联系统中，系统的阻力损失与流量成平方关系，随流量的变化，阀前后压差△P
L产生变化，此时的流量特性称为实际流量特性。
图 2
为描述调节阀在系统压力分配中所占的比重，我们定义阀权度如下：
S = △P
Lm/△P =△P
Lm/（△P
Lm+△P
2）
其中△P
Lm为调节阀全开时阀前后之压差。
S=1时即为理想流量特性，在不同阀权度下，调节阀的实际特性如下图：
图3 串联管道调节阀实际流量特性
可以看出，随着阀权度的减少，理想直线特性趋向快开特性，理想等百分比特性趋向直线特性。
二、调节对象的静特性及调节阀形式的选择 （1）加热器静特性 温度调节时我们关心的并非流量随阀门开度的变化情况（调节阀流量特性），而是温度随开度的变化情况（联合工作特性），并希望后者的变化呈线性关系，这时就需要看一定的调节对象温度随流量的变化情况（对象的静特性）。
在图4所示的安装与风道中的热水加热器的静特性可近似用下式表示，相对温升
θ = △t/△t
max =（T
2-T
1）/（T
2max-T
1）=1/[1+a(1/q-1)]
式中：
Q 为通过加热器的相对水流量q=Q/Q
max a 为水加热器的特性参数a=0.6（T
j-T
hm）/（T
j-T
L）
其放大系数
（dθ/dq ）= a/[a+q（1-a）]
2 放大系数与相对流量平方成反比。
随a值不同，加热器的静态特性曲线如图所示：
图 4
比较图3、图4，我们将得出结论；通过合理选择阀的流量特性和阀权度S（a在空调设计时一般已确定），就可以通过阀的工作特性来补偿对象的静特性，使调节系统总的开环放大系数基本保持不变（接近一个常数），从而获得较好的调节质量。
（2）阀的流量特性选择 通过以上分析，我们可以总结出阀流量特性的以下选型原则：
|
用途
|
阀的流量特性选择
|
备注
|
| 热水加热器
| 等百分比
| S ≥0.3
|
| 冷盘管
| 等百分比
| S ≥0.3
|
| 燕汽加热器
| 直线
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| 压差平衡阀
| 直线
|
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| 生活热水阀
| 直线
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| 关断阀
| 快开
|
|
| 风量调节阀
| 直线
| S=0.03一0.08
时选用对开阀
S=0.08一0.3
时选用平行阀
|
| 带能量回收装置的调节风阀
| 等百分比
| 平行阀
|
| 蒸汽加湿
| 直线
| |
（3）阀权度S的确定 空调系统设计时一般考虑调节阀全开时的压降（局部阻力）△P
LM为0.03~0.05MPa，结合被调设备的阻力（查设备参数表或由暖通设计人员提供），以及
支管路其他阻力之和△P
2，即可计算出阀权度S，通常建议S应大于0.3，但过大的阀权度会增加水泵、风机等的能耗。
三、调节阀流通能力及口径选择 （1）调节阀的流通能力C定义为：当调节阀全开，阀两端压差为0.1MPa，流体密度为1g/cm
3时，每小时流经调节阀的流量数（m
3/h）。
当流体为气体（亚临界状态）时
C =10G/（ρ
2△P
L）
式中：
G 为质量流量kg/h
ρ
2 为阀出口气体密度kg/cm
3 通过对流通能力的计算或查表，对照厂家的调节阀样本，选取C值大于并接近计算结果的调节阀口径即可。
需要注意的是，有的国外产品使用非国际单位，其流通能力定义为：当调节阀全开，阀两端压差为11bf/in
2（磅力/英寸
2），流体密度为1g/cm
3时，每小时流经调节阀的流量数（galmin）。并用符号Cv表示，而使用国际单位时用符号Kv表示。其换算关系
为：
Cv =1.167Kv（美制加仑/分钟）
（2）例在图2的支系统中，被控设备某柜机FPX80WY风量8000m
3/h，回风工况水量10.02m
3/h，水阻力0.18MPa。选调节阀压差与设备阻力一致△P
Lm =0.18MPa，考虑支管路其他局部和沿程阻力，则阀权度S当在0.3~0.5之间，符合选型要求。
流通能力
C =316Q/（△P
Lm/ρ）
1/2 = 316 x10.02/（18000/0.98）
1/2=23.4Kv
查HONEYWELL产品样本合适的V5011N系列阀，Cv值选29.3，阀门口径1又1/2英寸。而此时设备供回水接管为2英寸。
同样的机组用于新风工况，经计算Kv值为34.6，应选阀门口径2英寸。
四、调节阀其它参数的选择 （1）公称压力：阀门的承压能力，应大于该处阀门可能出现的最大工作压力。
（2）阀体材料：有铸铁、铸钢、不锈钢、铜等材质，根据其耐腐蚀性及价格等因素选用。
（3）适用媒质：根据应用场合选用。
（4）适用温度范围：应包含该处阀门可能出现的工作温度极限。
（5）连接方式：有内螺纹、外螺纹、法兰、卡套等多种连接方式，根据施工工艺选用。
五、结论 调节用阀门的选型直接影响到控制品质的好坏，设计时应综合考虑流量特性、流通能力等要素，不能简单地认为与设备管径一致或小一号就行。选型时需要与空调设计人员密切配合，了解设计意图和参数，对冷热盘管的调节水阀，建议尽可能提高a值和S值，以期获得较好的控制效果。
参考文献 电子工业部第十设计研究院.空气调节设计手册.1995。
HONEYWELL公司.楼宇自控产品应用手册。
张子慧.热工测量与自动控制.中国建筑工业出版社，1996。
施俊良.热(冷)水直通调节阀的实际可调范围。
