Засорение фильтра, насос, вращающийся не в ту сторону или работающий в режиме кавитации, воздух в контуре - и в результате расход ледяной воды может снизится вдвое. При пус-коналадочных работах или в прцессе выполнения ремонтных работ на водоохлаждающей машине очень важно правильно определить расход ледяной воды, проходящей через испаритель, и, при необходимости, привести его к номинальному значению.
ОЦЕНКА РАСХОДА ЛЕДЯНОЙ ВОДЫ ЧЕРЕЗ ИСПАРИТЕЛЬ
Очень редко бывает так, что холодопроизводительность установки указывают на шильдике холодильной машины, и это понятно: холодопроизводительность меняется в зависимости от температуры воды на входе в испаритель и температуры конденсации. Действительно, значения этих температур определяют величины НД и ВД, от которых напрямую зависит холодопроизводительность.
О Однако напомним, что в любом случае расход ледяной воды (и расход воды в контуре градирни) задают с таким расчетом, чтобы перепад температур по воде At и на испарителе был близок к 5 К.
Например, если известно, что холодопроизводительность установки Фо равна 35 кВт и вспоминая, что эмпирические коэффициент™ теплоотдачи для испарителя и сухой градирни равны соответственно 1,16 и 1,25, то можно легко определить:
- расход воды через испаритель Qh « Фо / (Дш х 1,16) = 35 / (5 х 1,16) » 6 м3/ч;
— расход воды через конденсатор Qk » Qh x 1,25 = 6 х 1,25 » 7,5 м3/ч.
Разумеется такие величины являются приближенными с точностью до первого знака после запятой, однако даже оценочные значения могут оказать вам огромную помощь при работах на монтажной площадке.

При оценке расхода воды вам может помочь и надпись на корпусе ТРВ (см. раздел 8.1).
На испарителе установлен ТРВ производства компании Sporlan со следующей маркировкой: GVE 10 СР100. Такая маркировка означает: G - ТРВ с присоединительными трубками под пайку; V - хладагент R22; Е — с линией внешнего уравнивания давления; 10 - холодопроизводительность в тоннах холода США при температуре кипения 5°С и температуре конденсации 38°С (напомним, что 1 тонна холода США равна примерно 3,5 кВт); СР100 - ТРВ с точкой МОР (см. раздел 47), равной +15°С).
Чтобы оценить расход воды, используем ту же формулу, что и выше: Фо = 10 х 3,5 = 35 кВт, тогда расход воды через испаритель 0й ~ Ф° / (AtH x 1,16) = 35/(5 х 1,16) = 6 м3/ч. Однако будьте внимательны! Такая оценка даст вам только порядок величины расхода и иногда может быть ошибочной, если сменный клапанный узел ТРВ не соответствует надписи на корпусе (см. раздел 8.1).
Помощь в оценке расхода воды может оказать и шильдик на корпусе двигателя компрессора, который дает информацию о величине потребляемой двигателем силы тока. В самом деле, между электрической мощностью, потребляемой приводным двигателем компрессора, и холодопроизводительностью установки существует однозначная взаимосвязь. Правда, следует иметь в виду, что на двигателях европейских производителей указана величина номинальной силы потребляемого тока. На двигателях же, произведенных в США, Англии и Японии, указывают силу тока, потребляемого при максимальной нагрузке, которая обозначается аббревиатурой FLA. В данном случае FLA = 16 А.

Сила тока, потребляемого двигателем при полной нагрузке, соответствует максимальной величине силы тока, которую двигатель может выдержать без повреждений. Поэтому, если вы измеряете действительную величину силы потребляемого тока с помощью токоизмеритель-ных клещей, то как правило, получите величину ниже той, которая указана на шильдике двигателя (кроме случаев, когда давление конденсации ВД заметно выросло).
В первом приближении можно считать, что для компрессора, приводимого двигателем трехфазного тока напряжением 400 В, сила тока 1 А соответствует холодопроизводительнос-ти водоохлаждающей машины примерно 2 кВт. Учтите, что это очень грубое приближение, поскольку холодопроизводительность зависит от температур кипения и конденсации. Кроме того, не путайте потребляемую двигателем электрическую мощность Ыэл и холодопроизводительность холодильной машины Фо.
В примере на рис. 86.1 FLA = 16 А, значит холодопроизводительность компрессора около Фо = 16 х 2 = 32 кВт. Тогда, используя уже известную нам эмпирическую зависимость, получим расход воды через испаритель Qh я> Фо / (AtH х 1,16) = 32 / (5 х 1,16) « 5,5 м3/ч, а расход воды через конденсатор Qk = Qh x 1,25 = 5,5 х 1,25 « 7 м3/ч.
Все эти оценки позволяют более или менее точно получить представление о порядке величины расхода воды через испаритель и через конденсатор. В заключение отметим, что аббревиатура LRA на шильдике двигателей производства США, Англии и Японии означает величину пускового тока. То есть в данном случае (рис. 86.1) пусковой ток LRA= 80 А (см. раздел 63).

ОЦЕНКА РАСХОДА С ПОМОЩЬЮ НАПОРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАСОСА
Мы уже убедились (см. раздел 76), что напор насоса Н можно измерить с помощью манометра, установленного между нагнетательным и всасывающим патрубками насоса. Напомним, что в закрытом гидравлическом контуре напор насоса Н равен гидравлическому сопротивлению (потерям давления) АР всего контура.
Например (см. рис. 86.2), открыв вентиль С (при закрытом вентиле В), измеряют давление на нагнетании насоса Рс = 1,8 бар. Далее, закрыв вентиль С и открыв вентиль В, измеряют давление на всасывании РВ = 1,2 бар.
Следовательно, напор насоса Н = Рс - Рв = 1,8 -1,2 = 0,6 бар (или 6 м вод. ст.). Зная текущее значение напора насоса, можно с помощью напорной характеристики (которая иногда бывает нанесена на корпусе самого насоса) легко найти значение расхода воды.
От точки Н = 6 м вод. ст. проводят горизонталь А  до пересечения с напорной характеристикой насоса в точке В. Далее из точки В проводят вертикаль С до пересечения с горизонтальной осью, на которой находят значение расхода 14 м3/ч.
Все это на первый взгляд кажется очень простым, однако если два или три человека проводят одни и те же измерения, то далеко не всегда они приходят к одному и тому же результату.
В самом деле, насколько точны наши измерения? А напорная характеристика, насколько она верна? Поэтому к интерпретации результатов измерений надо всегда подходить очень осторожно и, в частности, обращать внимание на следующие моменты.
Насколько диапазон измеряемых величин соответствует диапазону измерения манометра? (Например, измерить давление 1,2 бар, а затем 1,8 бар манометром с диапазоном измерений от 0 до 10 бар можно, но погрешность результатов измерений будет очень велика...).

В самом деле, на манометре диаметром 40 мм со шкалой от 0 до 10 бар изменение давления на десятую долю бара вызывает перемещение стрелки манометра на расстояние около 1 мм, поэтому точно измерить такое изменение совершенно невозможно.
Представим себе, что при измерении давления нагнетания (в точке С) мы допустили ошибку всего в 0,2 бар в большую сторону и вместо 1,8 бар получили 2,0 бар. Тогда Н = 2 — 1,2 = 0,8 бар, что согласно напорной характеристике (см. рис. 86.4) соответствует расходу около 3 м3/ч (поз. 1). Та же ошибка в 0,2 бар при измерении давления всасывания дает величину Н = 1,8 — 1,4 = 0,4 бар, а при таком напоре расход будет больше 20 м3/ч (поз. 2)1
► Насколько используемая вами напорная характеристика насоса соответствует фактической характеристике насоса, установленного в контуре? Она действительно относится к
этому насосу? (Напорные характеристики могут очень сильно меняться в зависимости от диаметра крыльчатки и числа оборотов двигателя).
► В нужном ли направлении вращается насос? Напомним, что для центробежного насоса, как и для любой центробежной машины, поток воды при вращении крыльчатки в обратную сторону все равно движется от всасывания к нагнетанию, но ее расход резко падает!
Разумеется, вряд ли стоит разбирать насос, измерять диаметр крыльчатки и число оборотов двигателя только для того, чтобы контролировать расход!

НАСОСЫ С РЕГУЛИРУЕМЫМ РАСХОДОМ
Прежде, чем продолжать, представляется важным уточнить, что существует множество насосов, у которых напорная характеристика может регулироваться (пример характеристик одного из таких насосов представлен на рис. 86.5). Целью регулировки напорной характеристики является обеспечение соответствия характеристик насоса гидравлической характеристике контура с тем, чтобы обеспечить значение расхода по контуру как можно ближе к требуемому значению.
Чтобы регулировать расход, конструкторы иногда используют клапан, размещаемый внутри насоса между нагнетанием и всасыванием. Степень открытия этого клапана регулируется снаружи. Если клапан закрыт (поз. 4), то весь расход проходит через насос и направляется в установку. Если клапан полностью открыт (поз. 1), то часть расхода возвращается на всасывание насоса и расход, который уходит в установку, становится очень малым.
Таким образом, при теоретически постоянном напоре насоса, например, 1 м вод. ст., расход может меняться от 2,2 м3/ч до 12 м3/ч.
Заметим, что запорный элемент клапана может занимать промежуточное положение, например, между точками 1 и 2: тогда напорная характеристика насоса тоже будет расположена между кривыми 1 и 2.

При этом через насос будет проходить всегда одно и то же количество воды независимо от положения запорного элемента клапана. То есть мощность, потребляемая электродвигателем насоса, остается неизменной, каким бы ни был расход воды по контуру. Указанный способ регулирования производительности насосов используется, как правило, для небольших насосов с малыми значениями потребляемой мощности.
В настоящее время большинство конструкторов предпочитают использовать насосы с регулируемым числом оборотов (потребляемая мощность падает пропорционально снижению числа оборотов), когда напорные характеристики, оставаясь подобными друг другу, могут эквидистантно перемещаться (см. рис. 86.6).

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЕТИ
При анализе величины потерь давления (см. раздел 75.5) мы убедились, что потери давления пропорциональны квадрату расхода, то есть, если расход удваивается, то потери давления возрастают в 4 раза.
Допустим, что потери давления в закрытом гидравлическом контуре равны 1 м вод. ст. при расходе 4 м3/ч (точка В на рис. 86.6).
Отсюда мы можем сделать вывод, что если расход упадет в 2 раза (то есть до 2 м3/ч), то потери давления составят 0,25 м вод. ст. (то есть снизятся в 4 раза), и по гидравлической характеристике контура мы перейдем от точки В к точке А. Если же расход вырастет до 8 м3/ч (то есть удвоится), потери давления увеличатся до 4 м вод. ст. (то есть возрастут в 4 раза), что даст нам точку D.
Если расход составит 6 м3/ч (вырастет в 1,5 раза), потери давления возрастут до 2,25 м вод. ст. (увеличатся в 1,52 раза), в результате чего мы получим точку С.

Соединив все эти точки, мы получим кривую, которая называется гидравлической характеристикой сети (подробный расчет см. в разделе 94). Каким бы ни был расход воды в этом контуре, соответствующие значения потерь давления обязательно будут лежать на этой кривой.
Нанесем на график рис. 86.6 напорные характеристики насоса с рис. 86.5 и на этом же графике проведем кривую гидравлической характеристики сети, которую мы только что рассчитали. Теперь мы достаточно точно можем найти расход в зависимости от положения регулятора производительности насоса (см. рис. 86.7).
Для положения 4 в нашем гидравлическом контуре насос обеспечит расход 7,5 м3/ч при потерях давления 3,5 м вод. ст.
В положении 1 насос даст расход 3,5 м3/ч при потерях давления 0,75 м вод. ст.
Следовательно, данный насос, установленный в контур с такой гидравлической характеристикой, способен обеспечить регулируемый расход в диапазоне от 3,5 до 7,5 м3/ч. Если бы нам потребовался, например, расход 10 м3/ч, то с этим насосом получить указанный расход было бы невозможно!

При установке насоса в гидравлический контур рабочая точка обязательно будет находиться на пересечении напорной характеристики насоса и гидравлической характеристики контура. Помните об этом и вы сможете предотвратить множество проблем!
86.1. ИЗМЕРЕНИЕ НАПОРА ПРИ НУЛЕВОМ РАСХОДЕ
Рассматривая напорные характеристики насоса, можно констатировать: чем больше падает расход, тем больше растет напор насоса. При нулевом расходе напор будет максимальным.
Итак, запомните: при закрытом запорном вентиле на нагнетании насоса расход становится равным нулю, а напор будет максимальным (за исключением некоторых частных вариантов конструктивного исполнения насосов).
Очень часто это свойство насосов используют для проверки их функционирования, направления вращения и рабочих параметров. Например, для насосов с регулируемым числом оборотов напор будет разным при разном числе оборотов. Если крыльчатка вращается в неверном направлении, то расход насоса становится очень небольшим и насос не сможет создавать нужное давление.
Существует очень простой и очень надежный способ проверить, в нужном ли направлении вращается насос и соответствует ли его напорная характеристика числу оборотов. Для этого достаточно закрыть вентиль на нагнетании и измерить так называемый "безрасходный напор насоса Но", то есть напор насоса при нулевом расходе.
В примере на рис. 86.8, после того, как мы закрыли вентиль F на нагнетании, манометр на выходе из насоса показывает давление Рс = 2 бара и на входе в насос Рв = 1,2 бар. Таким образом, Но = (Рс - Рв) = 2 - 1,2 = 0,8 бар (8 м вод. ст.). Отсюда можно заключить, что насос работает с числом оборотов N2.
Заметим, что если этот насос будет вращаться в обратном направлении, то его напор заметно упадет (например, до 4 м вод. ст.), что не будет соответствовать никакой напорной характеристике.

УПРАЖНЕНИЕ
При измерении напора Н насоса с помощью высокоточных манометров были получены следующие значения давлений: РС = 1,3 бар, РВ = 0,5 бар.
После этого измерения были повторены при закрытом вентиле на нагнетании, в результате чего были найдены следующие значения: РС = 1,3 бар, РВ = 1,3 бар. Как вы объясните этот результат?
Решение на следующей странице...

Решение упражнения

Давайте немного поразмышляем. Если напор насоса Н = Рс - Рв = 1,3 - 0,5 = 0,8 бар, то это означает, по-видимому, что крыльчатка насоса передает воде весьма заметную энергию давления. С другой стороны, измерение Но дает результат Рс — Рв = 0 бар!
Следовательно, при измерении Но допущена грубая ошибка. В самом деле, величина Но ни при каких условиях не может быть ниже величины Н, поскольку с падением расхода напор насоса должен только возрастать!
И действительно, если мы внимательно посмотрим на то, как установлены манометры, то увидим, что манометр С расположен за нагнетательным вентилем. При измерении напора Но мы закрыли запорный вентиль на нагнетании. но манометр С, размещенный после этого вентиля, не может измерять давление. Кроме того, поскольку при закрытом вентиле поз. J расход в сети отсутствует, потери давления тоже равны нулю, поэтому давление PC равно давлению РВ.
Манометры следует устанавливать между насосом и запорными вентилями. Значит, либо нужно изменить место врезки манометра, либо закрыть другой вентиль (если он существует), расположенный чуть дальше за манометром  в гидравлическом контуре.

Вывод. Измерение напора насоса Н и определение по результатам измерения расхода -процедура простая, но содержащая множество подводных камней. Результаты измерения всегда нужно перепроверять другими способами.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛООБМЕННИКА
Например, каким образом можно измерить расход через испаритель? Прежде всего необходимо иметь манометр, позволяющий измерить давление на входе в испаритель и на выходе из него. Например стоят два манометра, но лучше проводить измерения, используя один и тот же манометр (см. раздел 76).
Поток воды проходит через испаритель, который представляет собой узкие и извилистые каналы, соединенные как последовательно, так и параллельно. Эти каналы имеют высокое гидравлическое сопротивление. Разумеется, при нулевом расходе воды гидравлическое сопротивление тоже равно нулю. Разность давлений воды на входе в испаритель РЕ (см. рис. 86.12) и на выходе из него PS равна нулю (АР = 0,8 - 0,8 = 0 бар).

Когда расход воды повышается, потери давления начинают стремительно расти, так как трение воды создает сопротивление ее движению.
Допустим, что при расходе воды 10 м3/ч в результате измерений мы получили: РЕ = 1,3 бар и PS = 1,2 бар, то есть ЛР = 0,1 бар (1 м вод. ст.).
Напомним, каким образом мы строили гидравлическую характеристику контура . Когда расход удваивается, потери давления возрастают в 4 раза. Поэтому, если в нашем примере расход вырастет до 20 м3/ч, то потери давления составят 0,1 х 4 = 0,4 бар (4 м вод. ст.).
Итак, конструкторы предоставляют в наше распоряжение графики, связывающие потери давления в испарителях с расходом воды через них (см. рис. 86.14). Если у вас есть такие графики, то расход воды через испаритель может быть очень легко найден простым измерением потерь давления на испарителе.
Как правило, эти графики строятся для нескольких моделей испарителей.
Допустим, нам требуется оценить расход воды через испаритель модели И1. Установив манометры, получаем РЕ = 13,45 м вод. ст. и PS = 11,2 м вод. ст., следовательно ЛР = 2,25 м вод. ст..
Используя график (рис. 86.14), можно заключить, что расход воды через испаритель равен примерно 15 м3/ч.
ировки расхода с целью получения номинальных величин в последнее время на испарителях все чаще устанавливают уравнительные вентили с маркировкой, указывающей на степень открытия вентиля.
Эти вентили оснащаются дифференциальными расходомерами, позволяющими с помощью встроенных в них микропроцессоров точно определять величину проходящего через них расхода.
Вместе с тем, независимо от используемых для измерения расхода средств, иногда результаты измерения расхода в гидравлических контурах дают удивительные значения. Но это другая история...