随着人民生活水平不断的提高和科学技术的发展，人们对中央空调工程的效果和系统节能的要求也越来越高。现在，人们通过应用
自力式压差控制阀配合电动二通
调节阀的方式，改善了末端调节装置和系统控制的状况，实现了空调工程舒适性和节能性的统一。
一、空调系统末端的调节方式
1、风量调节
当室外负荷降低时，减少供入房间的冷量是依靠减少送入房间的风量而保持冷冻水量不变，故这种定水量的调节方式不仅舒适性降低，而且不节能。
2、水量调节
对热湿比要求高的系统，通常采用的方法是利用
三通调节阀（维持前端表冷器的效果）。这种调节方式由于风机风量和系统水量不变，房间空调效果达到了，能耗却更高。多数的空调系统是采用电动二通调节阀进行调节。它是通过调节器的输出信号控制
电动执行机构，故流量达到设定的效果会有时间上的滞后。应用不当会导致空调过凉（过热），恶化了舒适性，并造成不必要的高能耗。
二、调节阀在空调水系统中的作用
1、自力式压差控制阀
自力式压差控制阀（简称压差控制阀）能自动恒定被控环路的压差且不需外力作用。对具有多个支路的环路装设压差控制阀，不但可以吸收外网的压力波动，隔离被控环路以外的干扰对其影响，而且可以减弱被控环路内部各支路负载间的相互影响，提高环路的水力稳定性。
2、电动二通调节阀
图1所示的某高层建筑空调冷冻水系统是一个带有多个并联环路，每个环路又包含若干个并联支路的二级空调水系统。其一次泵定流量，二次泵变流量。系统的末端是多台空调器和风机盘管，均采用电动二通调节阀调节水量以满足末端负载的需求。这种应用电动二通调节阀调节水量以实现末端负荷需求的变流量系统，其作用于电动二通调节阀上的压差是变化的，某些工况下，这种变化可能会引起电动二通调节阀的控制失灵，对整个系统造成不利的影响，从而达不到调节目的。
图1 空调工程冷冻水系统
因为
阀门特性随阀开度按比例偏离理想特性，阀开度越小，阀门特性的偏离越大。当阀门在较小阀开度下工作时，如果负荷变化使阀门进行调节时，会产生较大的偏离。例如，当图1中b-b支路控制某台风机盘管的电动二通调节阀的传感器检测到室温降低时，电动二通调节阀在传输信号作用下关小，此时，水泵扬程近似不变。由于系统流量减小，在其他管道阀门没有调节的情况下，消耗在这些管件上的压降减小，导致电动阀两端的压差增高。由于阀门特性随阀开度按比例地偏离，再结合换热器的静特性（上凸型曲线特性），则换热量随开度的偏离也越大（例如直线
流量特性的调节阀，当阀开度低于013时，其工作流量特性曲线严重偏离理想流量特性，近似快开特性）。此时实际的流量会高于理论流量，导致
电动调节阀在该开度下的冷量高于预期值。即使阀门再关小，但因压差进一步增高，散热量仍将高于需要量，电动二通调节阀只有继续关小，直至关闭。电动二通调节阀关闭后，房间温度很快就会上升，传感器检测到室温升高时，电动二通调节阀在传输信号的作用下就会全部打开。当房间负荷减小时，电动调二通节阀又会出现调节现象。其结果使在较低负荷运行的阀门以开/关模式运行，导致振荡现象。
当建筑中局部区域（如图1中a-a支路）阀门关小时，系统总流量减小，引起其他末端装置上的压差升高，使并未处于低负荷运行的电动控制阀也承受较高的压差值。连锁反应是通过阀的流量加大→散热量增大→导致空调过凉。之后，信号传递→电动阀动作，其结果是，电动二通调节阀在空调送风温度降低时才开始关小，即电动二通调节阀表现出滞后性。这不仅恶化了空调的舒适性，并且造成不必要的高能耗。
3、配合应用
由于电动二通调节阀在使用中可能发生低负荷时的振荡现象和其他支路的调节干扰，因此采用在电动二通调节阀前串联一个压差控制阀的方法，改善了电动二通调节阀的调节效果（图2，供水型）。压差控制阀具有恒定被控部分压差的功能，因而串联压差控制阀可以维持电动调节阀上的压差恒定，使电动二通调节阀始终在阀开度接近110的情况下工作，避免阀开度过小，从而避免出现调节振荡。
图2 压差控制阀恒定电动二通阀两端压差的连接
由于压差控制阀可以吸收外网的压力波动，隔离被控环路以外的干扰对其影响，所以这种配合还可以避免其他支路调节对电动二通阀产生干扰，使电动二通阀工作稳定，控制精确，避免出现电动二通调节阀早动作或动作滞后的现象。
图3 压差控制阀恒定电动二通阀和末端压差的连接
图3的连接也可以保证电动二通调节阀的调节不受外网或其他支路调节的影响，但是，这种连接不能保证电动二通调节阀的阀开度近似110，即不能保证电动二通调节阀的工作特性与理想特性一致，导致其工作流量特性较理想流量特性有所偏离。从电动二通调节阀工作时的调节特性讲，建议采用图2的连接形式。
三、控制压差的确定
压差控制阀主要是依据厂家的资料，根据压差控制阀的流通能力KV的最大和最小值选择。在适用范围内，若多个口径的压差控制阀均符合要求，则尽量选择口径与管径相同的压差控制阀。
对压差控制阀与电动二通调节阀配合使用时，控制压差值设置过大，会增大系统阻力，导致运行能耗增加。压差值设置得过小，可能导致电动调节阀即使全开也达不到末端流量的要求。对图2中压差阀控制配合电动二通调节阀的情况，要确定压差控制阀的控制阀压差必须先选择电动二通调节阀。
由于电动二通调节阀主要是用来调节流量的，串联压差控制阀又可以使其阀开度接近110，保证其调节特性，所以电动二通调节阀可以直接按照同管径选择。则电动二通调节阀上的压差ΔPd为
式中
c ———设计流量时，电动二通调节阀的流通能力
w ———末端的设计流量，m
3/h
ρ
s———水的密度，g/cm
3
ΔP
d—— 电动二通调节阀上的压差，Pa
压差控制阀的控制压差值ΔP就等于电动调节阀两端的压差ΔP
d。
四、空调变水量的实现
采用压差控制阀配合电动二通调节阀进行末端控制的系统，若冷源侧仍采用定水量系统，虽然房间舒适性要求满足了，但仅仅依靠阀门节流产生的节能效果是有限的。对图1的二级泵系统，一次侧可采用传统的负荷控制法，由冷机分阶段调节流量，各阶段内为定流量。二次侧可以压差为信号控制二次泵变频调速实现系统节能。由于任何支路或主干路的调节都对其他支路产生影响，所以，可以监控最不利环路的末端压差或选取的几个有代表性的末端的压差（监控点设置在压差控制阀前），并以最不利环路的压差或者选取的几个末端的总压差为信号，控制二次泵的变频调速（图4）。
由于设计工况满足系统最大负荷的要求，则设计工况下流量最大，系统出现调节时流量低于设计值，故水泵变频时流量满足各末端流量总和要求即可。
图4 末端压差控制装置连接
以最不利环路末端压差作为监控信号，设置压差控制器，假设图1中b-b环路的1-1支路为最不利环路，则压差控制装置将根据环路的压差变化趋势控制水泵的转速。若最不利末端压差相对设定值偏高，表明系统对流量的需求有减小的趋势，于是，压差信号控制水泵减速，以减小水量。反之，水泵加速，增大水量。
当图1的1-1支路以外的a-a环路阀门开大时，系统总阻力数减小，干管流量增大。由于干管的阻力数没变，所以干管上压降增加，导致1-1支路A-A两点间的压差（图5）由Δp减小为Δp′，于是压差信号控制水泵加速以增大系统流量。
图5 被控支路以外有调节时，压差控制点的压差变化
当1-1支路负荷减小时，电动阀关小。其他支路不调节时，压差控制阀会关小以恒定电动阀两端的压差。由于总流量减小，而1-1支路点A、A前干管阻力数不变，所以，1-1支路前干管上的压降减小，从而使1-1支路的压差有增大的趋势。于是水泵减速以减小水量。
当1-1支路关小后，若负荷又变大，水流量又需增加，则1-1支路的电动调节阀开大，此时水泵扬程近似不变，系统总流量增大，则1-1支路前的干管压降增大，1-1支路的压差会减小，有降低的趋势，于是水泵加速以增大流量。
反之，当1-1支路关小后，若负荷继续减小，则压差控制阀前的压力会有继续增加的趋势，水泵继续减速，以减小水量。
由于压差控制阀是通过改变自身压差来恒定被控部分的压差的，所以在末端主动调节时，相对于设置其他阀门而言，设置压差控制阀时采集到的压差信号值大些，即压差控制阀具有放大压差信号的作用，能使二次泵的变频调速更精确。
变频泵的最低频率，可以由水系统特性和调节幅度决定。在满足压差控制阀的最小工作压差的情况下，确定系统可能出现的最小阻力和流量，从而确定水泵的最低频率。多台水泵并联运行时，宜采用同步变频的调节方式。
五、结论
在电动二通调节阀前串联压差控制阀，当电动二通调节阀根据末端负荷变化改变流量时，其调节不受外界调节的干扰，从而保证了调节性能。压差信号控制二次泵变频调速，能节省系统运行能耗。总之，压差控制阀在空调水系统中的应用既可以满足各用户的流量要求，达到末端主动变流量的目的，又可以降低系统能耗，使空调的舒适性和系统节能同时实现。
