卡莱菲：一二次系统，如何像一二一那样简单？

     一次/二次系统(Primary/Secondary)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，使它能更加符合新型住宅及小型商用建筑对于供暖独立化、自动化、多元化的需求。

     一次/二次系统最大的优点就是将大系统分为若干独立的小系统，将复杂的控制调节简单化。

    我们先来看看传统的单一循环供暖系统：由一个循环泵或循环泵组带动多个支路或立管时，这些支路或立管的流量会因为其不同的延程压力损失和局部压力损失发生变化，与设计流量不符，尤其是在局部支路关闭时，运行中的支路流量和压差都会发生变化，偏离设计值。

    在出现系统流量失调时，目前最常见的解决方式就是加入流量平衡元件，从最简单的静态流量平衡阀到动态流量平衡阀，压差调节器到压差无关型电动调节阀，从机械的到电动的电子的，各类高大上的专业术语、计算公式、流量曲线、调试仪表。很多情况下，这些元件除了让用户觉得高贵神秘外，在系统运用上并没有起到预期的效果，甚至造成系统更加紊乱。

    因为平衡实际上是种补救措施，像我们常说的‘亡羊补牢’，或者西方人热衷的‘赎罪’，如果我们能改正最原始的错误（原罪），那就不至于一错再错。比如，为了弥补设计阶段犯下的循环泵（扬程或流量过大）或管道（管径过小阻力过大）等的选型错误，我们需要不断加入控制元件：压差旁通或调节，流量平衡和限制，这些控制元件在解决局部的问题时又衍生了新的问题，诸如其自身所需的起始工作压差，电机的能耗，噪音的产生等等。其结果是更大的投入带来更加不可控的系统。

     一次/二次系统将传统系统上的单个大的循环泵（泵组）分成若干个小的循环泵（泵组），每个循环泵只负责其单个区域的循环，比如热源区域，地暖区域，散热器采暖区域，热水换热区域。这样每个区域可以根据其不同的热负荷独立运行，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传统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。通俗地讲，它避免了‘吃大锅饭’带来的种种矛盾和问题。

    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），我们来看看下图中两个循环系统交汇在一起时如何能够做到相互不干扰各自的运行。当两个系统交汇的区域近乎没有压力损失时，如图中所示较大的四边型区域，那运行中的系统在此区域几乎没有产生压差，那么另外一个区域就不会受到‘干扰’，好比这是一个‘中立’的区域，不受双方动力的影响。

   如果上面还不够清楚地说明问题，我们来看下一个紧凑式三通的原理图：如下图所示， A到B点之间的压力损失随着两点之间的距离减短而减少，假设两点重叠在一起那么压损就是零，那么如果A到B点的距离很短时，其间的压损就近乎为零，而这近乎为零的压损就不足以提供给二次系统循环的动力，因此当二次系统的循环泵停运时，运行中的一次系统不会导致二次系统的被动循环。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循环所需的压差。

     以上介绍的紧凑型三通运用于一次/二次系统时其安装会有诸多困难。后来在紧凑型三通的理论上开发出更加适合于管路安装的水力分压器（又称为去藕罐）。

     它实际上是从紧凑型三通演变而来：将一次环路的供回水做90°旋转，其水流方向从以前的一次/二次垂直方向变成了水平方向。

     有了水力分压器以后，二次系统的设计就简单许多。根据供暖不同的区域、不同的温度、不同的形式，可以发展不同的二次系统，每个系统配备自身的循环泵和温度调节中心即可。

    在中小型系统内，可以使用水力分压一体式的集分水器，它适合于在有限的空间里安装。

    设计得当的一次/二次系统能够解决传统供暖系统中很多复杂的水力平衡、温度控制、电路连接等问题，它能降低设备初次投入的造价（更小扬程的循环泵，减少大口径的压差/流量调节元件的使用），同时降低系统运行的耗电量。

    更多水力分压器技术资料请参考意大利卡莱菲水力杂志第17,18,20期及相关样本。

     观看运行视频：

    参考资料:

    ModernHydronic Heating for residential and light commercial Buildings—作者: John Siegenthaler(美国)

    [编辑：孟扬]