在了解等百分比特性前,先了解一下控制閥的靜態(tài)特性定義，即在恒定壓差下閥門的水量與其行程之間的關(guān)系。這兩個(gè)量均用***大值的百分?jǐn)?shù)表示。
末端裝置一般呈現(xiàn)非線性特性(接近快開特性)，在配合線性特性的閥門（水量與閥門的行程呈正比關(guān)系）時(shí)，當(dāng)處于低負(fù)荷和中等負(fù)荷下，稍微打開一點(diǎn)控制閥就會(huì)顯著地增加熱力輸出，因而在低負(fù)荷時(shí)控制回路存在不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)。
不過，如果控制閥的特性選擇能使末端裝置的散熱量與閥門的行程成正比，這個(gè)問題就可以解決。
解決該問題的思路是：末端裝置在20%設(shè)計(jì)流量時(shí)的熱輸出量如果能達(dá)到設(shè)計(jì)值的50%，那么閥門的特性可以描述為，在50%開度時(shí)僅允許通過***大流量的20%。這樣就做到了閥門50%開度時(shí)的熱輸出量為50%(見圖)。
將此推理擴(kuò)展到整個(gè)流量范圍，我們就能得到一個(gè)閥門，它的特性能對受控末端的非線性特性進(jìn)行補(bǔ)償。符合該曲線的閥門，也就是所謂的“等百分比閥門”(EQ%)——當(dāng)然也可能用其他同義詞表示——是指它具有指數(shù)或?qū)?shù)的特性，形成了一個(gè)熟知的標(biāo)準(zhǔn)。
這種特性的缺點(diǎn)在于關(guān)閉后仍有4%的理論流量。由于這樣的剩余流量是不可接受的，因此生產(chǎn)廠家都放棄了閥門在接近全關(guān)位置時(shí)的理論特性，使閥門關(guān)閉后就可以密閉。這種修正的等百分比特性就稱為EQM特性。
對于EQM特性的閥門而言，當(dāng)小于理論***小流量時(shí)，流量就不可控制。可控制流量的***大值與***小值之比RF就稱為該閥門的可調(diào)范圍。
二、同是EQM特性，效果竟截然不同？
控制閥通過閥體和執(zhí)行器共同實(shí)現(xiàn)功能，市場上99%的執(zhí)行器電壓和行程的特性都是線性的，如果配套快開特性或者線性特性的閥門使用，所疊加的開度和熱力輸出特性較差，不能滿足高精度控制的要求。
一個(gè)想法是把執(zhí)行器特性調(diào)整為等百分比特性，這種執(zhí)行器配合線性特性的閥體理論上也可以實(shí)現(xiàn)整體的等百分比特性輸出。這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于可以降低閥體的造價(jià)和要求，對于執(zhí)行器來說，通常來講造價(jià)是要更高的，如果仍需要具備這種功能的執(zhí)行器保持較好的價(jià)格，就必須在其他性能上做出犧牲。
以下圖為例，兩款線性閥門，分別對應(yīng)分辨率為0.01mm的執(zhí)行器，以及分辨率為0.1mm的執(zhí)行器。當(dāng)分辨率降低到0.1mm時(shí)，其模擬的等百分比特性曲線可以看到明顯的鋸齒和形變。
執(zhí)行器分辨率為0.01mm時(shí)，閥門特性曲線
執(zhí)行器分辨率為0.1mm時(shí)，閥門特性曲線
這似乎不難理解，以音頻采樣來說，采樣頻率越高的聲音還原度越好。同樣的，以執(zhí)行器來模擬等百分比特性，執(zhí)行器的性能越高，其特性曲線越接近一條***的曲線，反正則會(huì)出現(xiàn)鋸齒。
單是從上圖來看，鋸齒化后的曲線似乎并不太難被接受。不過，讓我們再來深入了解一下控制閥或一體閥的工作狀態(tài)。
下圖是一個(gè)典型的盤管流量及對應(yīng)負(fù)荷，不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)負(fù)荷小于等于一半(50%)時(shí)，對應(yīng)流量為僅***大流量的20%及以下。事實(shí)上，我們在之前的文章中曾經(jīng)提及，大部分的城市，其一年中的極端溫度很少，使空調(diào)系統(tǒng)在大約80%的時(shí)間中工作在低于一半的負(fù)荷，也就是說，控制閥或者一體閥，在大部分時(shí)間工作在閥門開度較小的狀態(tài)下，而對應(yīng)的EQM執(zhí)行器也會(huì)長時(shí)間工作在很小的行程內(nèi)。
50%的工作負(fù)荷=系統(tǒng)20%的流量
再把上面兩張圖放大，審視其一般流量狀態(tài)下的曲線形態(tài)，大致會(huì)如下圖顯示：0.01mm分辨率的執(zhí)行器曲線較為平滑，但是接近線性。而0.1mm分辨率的執(zhí)行器，曲線難以辨認(rèn)，且這種形變，在設(shè)定值越小的時(shí)候，越是尤為突出(見曲線Setting=20%)。
分辨率為0.01mm時(shí)，曲線尚未平滑，但是接近線性
分辨率為0.1mm時(shí)，我們看到了執(zhí)行器的力不從心
雖然客戶可以盡可能選擇分辨率更佳的執(zhí)行器來避免這樣的問題產(chǎn)生，但是執(zhí)行器作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其持續(xù)保持高性能的穩(wěn)定性值得關(guān)注。此外，選擇高性能高穩(wěn)定性的執(zhí)行器，本身就必然會(huì)提高采購成本，而萬一未能挑選到合適的執(zhí)行器，那么控制閥很可能就處于完全失效的狀態(tài)。這顯然不是令人滿意的解決方式。
在今年年初時(shí)，IMI TA品牌推出了TA-Modulator壓差無關(guān)型平衡控制閥，該閥門***大的特點(diǎn)即通過閥門本身結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)EQM特性，而執(zhí)行器只需選擇普通的線性特性的即可。這種已經(jīng)申請專利的技術(shù)工藝使閥體本身在小開度的情況下?lián)碛辛朔浅＞珳?zhǔn)的調(diào)節(jié)特性，配套普通的執(zhí)行器，憑借自身壓差無關(guān)型的膜片不見，可實(shí)現(xiàn)***穩(wěn)定的熱力調(diào)節(jié)。
