原創(chuàng) 安建新 熱泵市場(chǎng) 2017-06-26
《熱泵市場(chǎng)》雜志
文_熱泵商學(xué)院講師/安建新
這個(gè)話題要從很久很久以前說(shuō)起，那個(gè)年代還沒(méi)有空氣源熱泵。
開(kāi)始的熱源和末端都是通過(guò)管道直接相連的，沒(méi)有一次泵和二次泵的概念。后來(lái)，供熱管網(wǎng)越來(lái)越大，卻難以滿足熱量輸送的要求。于是聰明人想到了這樣一個(gè)辦法，提高熱水的參數(shù)，同樣的管道就可以更多的熱量。而末端不能直接接受高溫?zé)崴阃ㄟ^(guò)換熱站，改變熱水參數(shù)，供末端使用。
于是，我們把熱源和換熱站之間的管線，即熱源側(cè)管線，稱為一次線，其循環(huán)泵稱為一次泵；把換熱站和末端之間的管線，即用戶側(cè)管線，稱之為二次線，其循環(huán)泵稱為二次泵。見(jiàn)下圖：
后來(lái)有了空氣源熱泵，引申過(guò)來(lái)，我把空氣源熱泵和水箱之間的管線，即熱源側(cè)管線，稱為一次線，其循環(huán)泵稱為一次泵；把水箱和末端之間的管線，即用戶側(cè)管線，稱之為二次線，其循環(huán)泵稱為二次泵；如果沒(méi)有水箱，而是空氣源熱泵與末端直接相連，就無(wú)所謂一次、二次了。
至于一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)似乎叫的比較亂。按是否設(shè)水箱、是否為雙泵，我們可以分為一次系統(tǒng)，二次系統(tǒng)?？諝庠礋岜门c末端直接相連的，我們可以叫一次系統(tǒng)，中間再串一個(gè)水箱的似乎也可以叫一次系統(tǒng)。
“二次”這個(gè)概念多少與換熱有關(guān)，大概意思就是說(shuō)，熱水的參數(shù)經(jīng)過(guò)變換了就是二次系統(tǒng)?？諝庠粗械拈]式水箱有類似換熱設(shè)備中的混水罐的作用。從這個(gè)角度看，保持熱源原始水溫的為一次系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)“閉式水箱”變了參數(shù)的可以稱之為二次系統(tǒng)。
需要注意的是，循環(huán)泵的選擇。
如果用一句話說(shuō)出其共同點(diǎn)就是，循環(huán)泵要給所在的循環(huán)部分提供動(dòng)力的部分，即循環(huán)水打一圈所需客服的阻力：冠以一次泵和二次泵系統(tǒng)的阻力構(gòu)成，這個(gè)在（《空氣源熱泵供暖設(shè)計(jì)與安裝指南》P16）用了大篇幅講解，不再重復(fù)。
下面說(shuō)說(shuō)水泵方向不同對(duì)系統(tǒng)的影響。
當(dāng)循環(huán)泵未開(kāi)始，開(kāi)啟補(bǔ)水閥門(mén)，給系統(tǒng)充水時(shí)，兩圖的靜水壓力相等，都是自來(lái)水的水壓。當(dāng)循環(huán)泵開(kāi)啟、熱泵開(kāi)啟，系統(tǒng)的循環(huán)水被加熱，密度減小，體積增加，系統(tǒng)水壓增大。鑒于系統(tǒng)補(bǔ)水管安裝了倒流防止器，采暖水不會(huì)到流入自來(lái)水系統(tǒng)。請(qǐng)注意，這里不能用止回閥代替倒流防止器（《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015-2003[2009版]的規(guī)定）。說(shuō)白了就是止回閥的效果不夠好。
我們繼續(xù)，當(dāng)系統(tǒng)循環(huán)水被加熱后，系統(tǒng)壓力增加，膨脹罐開(kāi)始吸收膨脹水。當(dāng)壓力增大到一定程度，可以通過(guò)安全閥卸掉。安全閥的位置建議設(shè)在二次側(cè)的循環(huán)水泵后。因?yàn)橄到y(tǒng)水被循環(huán)泵加壓后，水泵出水口的壓力大，稍有超壓便可即使卸掉，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。
雖說(shuō)叫做膨脹罐，當(dāng)系統(tǒng)水在熱泵工作間歇停機(jī)期間，正常的溫度波動(dòng)下，系統(tǒng)水冷卻，體積減小，此時(shí)膨脹罐會(huì)釋放一部分水，進(jìn)行保壓。此時(shí)膨脹罐有定壓、穩(wěn)壓的作用。
我們一般把定壓點(diǎn)設(shè)在水泵吸入口，如壓力罐建議放在水泵吸入口。有人可能會(huì)問(wèn)，不做膨脹定壓罐行嗎？這東西只是定壓的一種形式，還可以做高位水箱定壓，但是其高度是有要求的，熱泵市場(chǎng) 雜志 較大的采暖系統(tǒng)還可以使用電接點(diǎn)壓力表結(jié)合定壓罐定壓，或者變頻補(bǔ)水定壓。
下面我們說(shuō)說(shuō)水泵方向?qū)ο到y(tǒng)工況的影響。
上圖的二次水泵吸入口接在水箱上，因此我們可以認(rèn)為膨脹罐、水箱處是定壓基準(zhǔn)點(diǎn)。末端設(shè)備在二次泵出水的方向，其壓力大于水箱壓力；一次泵空氣源熱泵外機(jī)在一次泵出水的方向，其壓力大于水箱壓力；水箱是系統(tǒng)中壓力低的地方。
下圖的二次水泵吸入口接在安全閥上，我們知道水泵吸入點(diǎn)壓力，如果接在這個(gè)位置，安全壓力的設(shè)定要考慮水泵養(yǎng)成的影響。此時(shí)末端設(shè)備在二次泵進(jìn)水的方向，其壓力小于基準(zhǔn)點(diǎn)壓力；水箱處在二次泵出水方向，其壓力大于基準(zhǔn)點(diǎn)壓力。一次泵空氣源熱泵外機(jī)在一次泵吸水的方向，其壓力小于水箱壓力；水箱是系統(tǒng)壓力大的地方。
捋清了各處的壓力分布情況，我們要考慮，壓力大的地方設(shè)備和管道附件不要超壓（不超壓）；壓力低的地方，不要倒吸入空氣（不汽化、不倒空）。以上是定性分析，要想計(jì)算各處壓力的數(shù)值，就要借助水壓圖了。感興趣的朋友可以自行查詢。
只要符合不超壓，不汽化、不倒空、循環(huán)壓力夠，水泵方向理論上沒(méi)什么特別約束。當(dāng)然，設(shè)備的排布不同。相比之下可能會(huì)有優(yōu)劣之分。
很多時(shí)候，我們使用個(gè)是從水箱抽水的上圖。比如說(shuō)，我們的末端或空氣源熱泵承壓能力變低的時(shí)候，還都是往里頂嗎？你就不怕給頂爆了？此時(shí)下圖是不是更好一些呢？
案例：大約就是100㎡的熱泵地暖項(xiàng)目。這么小的工程，用一個(gè)水泵，串個(gè)緩沖水箱就可以了。
雙泵系統(tǒng)是這樣的：一次泵按照空氣源熱泵的召喚啟停，二次泵的啟停則聽(tīng)用戶側(cè)的。這倆泵經(jīng)常不同時(shí)開(kāi)。這種系統(tǒng)相對(duì)節(jié)省循環(huán)泵的電費(fèi)。缺點(diǎn)是多一個(gè)泵，增加了購(gòu)泵的成本和水泵維修的工作量。建議用在較大面積，或者需要較大緩沖水箱的地方。
單泵系統(tǒng)與雙泵系統(tǒng)正好相反。單泵系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是只要末端或空氣源機(jī)組任一個(gè)在工作，他就不能停。
100㎡的循環(huán)泵沒(méi)多大，沒(méi)必要做復(fù)雜的雙泵。
版權(quán)：首發(fā)于《熱泵市場(chǎng)》雜志6月刊，作者安建新，住建部認(rèn)證的暖通工程師；曾是多家暖通行業(yè)媒體的專欄作家，擅長(zhǎng)用通俗語(yǔ)言講解專業(yè)的采暖設(shè)計(jì)、安裝、維修知識(shí)，深受地暖從業(yè)人員歡迎；熟悉建筑暖通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工，尤其擅長(zhǎng)采暖系統(tǒng)末端的設(shè)計(jì)和安裝，精通項(xiàng)目實(shí)施中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。
