我国集中供暖面积巨大,供暖能耗占建筑能耗的20%以上,随着国家清洁供暖要求的提出,供暖问题关注度也越来越高。然而,集中供暖系统的末端建筑一直存在两个亟待解决的问题——建筑物之间的水平失调与建筑内的垂直失调。热计量可以解决建筑内双管系统的垂直失调,但是单管系统的垂直失调问题一直存在,而绝大多数安装在末端用户侧的热计量表均闲置。因此,研究团队提出一种综合解决垂直失调与水平失调的方法:在建筑热力入口调节供热量,实现供热用能的供需平衡可以解决建筑间的水平失调;对建筑供热系统进行换向调节可以解决单管系统的垂直失调问题。并提出了可实现该方法的概念机——一种用于建筑均匀供暖的四通换向调节阀。本文以该概念机为起点,设计开发一款安装在建筑热力入口并对供热系统实现热量调节、供热换向的智能设备,设计开发出该设备样机,建立其性能检测试验平台,试验研究其动态工作特性,并通过示范工程应用来检验其可行性,为进一步完善与推广该设备奠定基础。本文具体研究内容如下:.首先,在总结既有集中供暖技术发展基础上,提出可实现建筑均温供暖的方法及其概念机。对集中供热系统从热源到末端建筑、从设计到运行过程中存在的问题进行归纳,并找到造成末端建筑水平失调、垂直失调的原因,并对末端建筑调节装置的发展现状进行综述。其次,针对概念机的功能需求设计开发出四通换向调节阀样机。采用能量平衡法与换向供暖两种方法解决末端建筑的问题,对两种方法的需求进行研究,提出智能设备的设计需求。根据供暖设计标准,提出智能供暖设备的设计工况,对设备进行设计计算。第三,设计开发了四通换向调节阀性能检测试验台。智能设备的主体是四通换向调节阀,根据试验误差分配原理设计了该阀门性能测试方案,并建立了试验台。第四,完成了四通换向调节阀性能试验,并基于试验结果分析对阀体设计进行持续改进。对阀门的阻力、阀门流量计精度、阀门开度-流量系数曲线进行测试。最后,根据单管系统工程试验结果,换向供热可以减轻单管系统垂直失调,试点垂直失调从3℃变为1℃。本文研究工作为解决集中供热长期面临的两大问题提供了实施设备,对推进集中供暖智慧化改造,早日实现城市智慧供热,大幅降低集中供热能耗与污染排放,提高供热质量,具有积极的推进意义。