一次二次系统教学内容

一次二次系统

一次/二次系统在现代化供暖方式上的运用

The Application of Primary/Secondary Systems in Modern Hydronic Heating

概述：本章介绍了一次/二次系统在供暖系统上的作用和优点，其设计、安装及使用方法，以及实现一次/二次系统必不可少的元件。

关键词：一次环路，二次环路，水力分压，紧凑型三通，水力分压器，水力分压型集分水器。

1，一次 / 二次系统

1.1简介

一次 / 二次系统的概念起源于20世纪50年代, 直到80年代它一直运用于大型的商用供暖或制冷系统。随着近年住宅的档次提高、用户对供暖方式的多样化及舒适节能程度更高的要求，敦促设计者研究更加灵活，功能范围更广的系统。

为了满足上述需求，一次 / 二次系统的基本理念得到了运用并进行调整，新型住宅及小型商用建筑供暖系统上加入了

现代化的控制元件。研究开发出来的非常

丰富的布管技术成为当今最先进的多个负

荷 / 多种温度系统的支柱。图1 一次 /

二次系统示意图

图1是一个一次 / 二次系统简单的示

意图：图1中下部分的循环系统称为一次

环路，它的作用是将加热的水输送到环路

二次循环泵

紧凑型三通

一次循环泵

二

次

环

路

的一个或多个地方，把一部分热水‘转交’给图1中上部分的二次环路。在一次环路上通常有两个或更多的二次环路。二次环路能适合于众多不同的热负荷，如散热器采暖、辐射地板采暖、热水储热罐、风机盘管、融雪等等。这些不同的热负荷往往都根据自己所在区域的热需求独立运行。当一个或多个二次环路运行时，一次环路的水泵必须一直运行。

一次 / 二次系统布管结构的意图在于将一次系统循环泵产生的压差与任何二次系统循环泵产生的压差‘脱钩’。这种方式能让每个二次系统独立地开关而不会影响到其它二次系统的流量，或一次系统的流量。就好比系统上每一个循环泵都‘想象’自己身处于一个完全隔绝的系统，它没有‘意识’到系统里还有其它的环路和循环泵的存在。这种运行方式相当理想，因为它能让所有环路稳定运行，同时消除了不同循环泵之间相互干扰的可能性。这种多台循环泵同时和谐运行的方式在以前介绍过的系统诸如单管注流、双管、同程系统中都是不能完全达到的。

为了更好理解为什么一次/二次系统能解

除每个环路的水动力的连接（或者叫去

耦），请参考图2，当水在图2中的下部分

环路循环时，两个三通的连接点A和B之间

会产生一定的压力损失。由于A点的压力大

于B点，因此在图2中的上部分环路之间由于压力差产生了从A到B的吸入流动。

A点到B点的压力损失大小取决于两个三通之间的长度、管径以及它们之

间的流量。假如两个三通相隔的距离在1米以内，其两点之间的压力损失相对力更低压力

导流A点到B点的压力损

很小。如此小的压差所导入的水流有可能没有能力带动这个环路的热负荷。然

而，经验表明，即便很小的流量也会带来足够的热量导致所在区域在停止供暖或气候温暖的情况下被动过热。

图2 A 点到B 点的压差导致水的流动

减小导流可能性的一个办法便是让两个三通之间的压力损失尽可能小。这通过将两个三通紧凑地安装在一起来实现，如图3所示。由于两个三通之间的压差近乎为零，一次系统的水不会被导入二次系统。当二次系统设计的热负荷有需求时，其自身的循环泵运行提供其循环所需的压差。

对所有的一次/二次系统来说，紧凑型三通的运用可以大大减小二次系统的导流发生。其一准则是两个三通的中心距不能超过一次系统管径的4倍。同时

为了避免紧凑型三通的上下游形成湍流，还需要将紧凑型三通安装在距上一个

紧凑型三通48倍于管径的直线距离以上的上游部分(见图4)。

图3 在紧凑型三通之间压损极小的情况下二次系统不会流动

紧凑型三通

没有流动

紧凑型三通可垂直、水平、或反向安装

制图用两个点表示紧凑

型三通

一次环路

二 供

二次回水管

紧凑型三通

图4 紧凑型三通的安装方式

1.2 防止热水被动迁移

在一次/二次系统中需要防止热水被动迁移并流过没有运行的二次系统(即二次系统的循环泵没有开启时)。

有两个导致热水被动迁移并流过二次系统的因素：

1，当二次系统在一次系统的上面时，密度更轻的热水从供水端上升，密度更大的冷水从回水端下降形成环路流动。

2，尽管两个紧凑安装的三通之间几乎没有压力损失，但事实上并非为零。

因此，一次/二次系统里二次环路上的供水及回水部分必须采取措施防止热水在水泵关闭时的迁移。图5列出了几种防止热水被动迁移到不工作时的二次系统的方式。一种方法是在二次系统的供回水部分均安装止回阀，止回阀的开启压力约为2kPa，这就足以防止二次系统由于水的密度差异造成的流动。弹簧式阀芯的止回阀很适合于这种情况。

其它两种方法只涉及到二次系统的回水部分。一是在回水端安装至少5米长的下悬式热力曲颈管，因为热水‘想’上升而不是下降，这种方式‘打消’了热水向二次系统回水管迁移的‘念头’；另外一个办法是在回水管上安装旋启式止回阀。需要注意的是这两种方法只能避免热水进入二次系统的回水部分，而不能防止热水上升到二次系统的供水部分。

在安装一次/二次系统的设备间里，尽量将一次环路的位置安装高于二次环路，但自然形成的U 型热力曲颈管则能有效防止热水被动的迁移。

图5 防止热水被动迁移到非工作状态的二次系统的各种措施

1.3串联式一次环路

目前最普遍的一次/二次系统的安装方式是将二次环路延一次环路串联，如图6所示。这种安装方式通常被称为串联式一次环路。

供水止回阀（回水由热力下悬自然防止回流）

低于一次环路的二

次环路

回水止回阀

下悬式热力曲颈管

带止回阀的循环泵（供水端）

回水止回阀

供水止回阀

一次循环泵

一次环路