►  Конструкция различных насосов была описана нами в разделе 90.
►  Контроль параметров гидравлического контура установки в процессе пуско-наладоч-ных работ мы обсудили в разделе 91.1.
►  В этом же разделе мы рассмотрели требования к давлению воды в процессе заправки контура.
►  Настройку сигнализатора расхода воды мы обсудили в разделе 91.2.
►  Параметры установки по производству ледяной воды, работающей на хладагенте R407C, при экстремальных значениях наружной температуры были изучены нами в разделе 91.4. Там же мы рассмотрели поведение этих параметров при номинальных внешних условиях.
►  Поведение параметров установки при пониженном расходе воды в гидравлическом контуре мы анализировали в разделе 91.5.
► В разделе 92 мы рассмотрели возможные причины, препятствующие нормальной работе насоса.
Теперь рассмотрим возможные неисправности гидравлического контура, которые могут встретиться на таких установках.

Для начала изучим, каким образом следует использовать результаты измерения напора насоса ("сердца" любого гидравлического контура) для диагностики состояния гидравлического контура. Во всех случаях, когда падает расход воды (неважно, по какой причине: гидравлическим проблемам, механическим повреждениям или электрическим неисправностям), работа установки неизбежно заканчивается аварией из-за низкого расхода воды. Нарушения в работе установки обязательно приводят к повышению температуры воздуха в охлаждаемых помещениях и могут вызвать серьезные повреждения холодильной машины по производству ледяной воды.
Напомним, что напор насоса Н определяется как разность давлений на выходе из насоса и на входе в него.
Напор насоса в некотором роде представляет собой "силу", необходимую для того, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление контура движению воды (см. рис. 93.1).

Повышение перепада температур по воде на испарителе Atu no сравнению с номинальным значением всегда указывает на пониженный расход воды. К несчастью, напор насоса в этом случае может быть и нулевым, и пониженным, и максимальным! Как это происходит?
Поэтому сейчас мы попробуем научить вас делать правильные выводы по результатам измерения напора.

Напомним основные понятия

Когда манометры установлены в соответствии со схемой ни рис. 93.2, то можно увидеть, что разность давлений на выходе из насоса и на входе в него составляет 14 - 4 = 10 м вод. ст. (или 1 бар).
Казалось бы, можно утверждать, что напор насоса равен 10 м вод. ст.
Однако внимание! Манометры установлены на разных уровнях относительно всасывающего патрубка. Манометр R установлен на 1 м выше манометра А.
Следовательно, на самом деле напор насоса Ннас = 14 - (4 - 1) = 1
Каждый раз, когда вы измеряете разность давлений двумя манометрами, установленными на разной высоте, необходимо обязательно учитывать поправку на разность уровней.
Примечание. Результаты измерений будут достоверными только в том случае, если они получены с помощью поверенных манометров (в частности, показывающих 0 при атмосферном давлении), а их диапазон измерений соответствует диапазону изменения измеряемых давлений (действительно, измерять давление 1,4 бар манометром с диапазоном измерения 0-2 бара можно гораздо точнее, чем манометром с диапазоном измерения 0-10 бар!)*.
Намного удобнее для измерения перепада давлений использовать один и тот же подобный монтаж исключает ошибки, обусловленные как разностью уровней установки, так и неодинаковой погрешностью измерений.
При закрытом вентиле А открывают вентиль R и определяют давление нагнетания Pr.
Затем закрывают вентиль R, открывают вентиль А и определяют давление всасывания Ра.

В этом случае напор насоса Н = Pr — Ра. Такой способ измерений считается наилучшим, если манометр точный, и его диапазон измерений соответствует диапазону изменения измеряемых величин.
См. упражнение в разделе 93.3 и пояснения к нему.
 Если вы подозреваете, что ненормальная работа установки обусловлена пониженным расходом воды, проведите анализ поведения параметров установки в соответствии с алгоритмом, приведенным на рис. 93.4.
* В России поверку измерительных средств, в том числе и манометров, проводят специализированные организации, уполномоченные для выполнения указанного вида работ Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Ростехрегулированием) и имеющие соответствующие документы на право проведения поверок измерительной аппаратуры и приборов (прим. ред.).

Алгоритм анализа поведения параметров установки при подозрении на пониженный расход воды.
93.2. НАПОР НАСОСА РАВЕН НУЛЮ
Представим себе, что при сдаче установки в эксплуатацию или в процессе ремонта вы установили манометры согласно схеме,  и обнаружили, что давление в точке А равно давлению в точке В и составляет 2,5 бар. Следовательно, согласно результатам измерений напор насоса равен нулю!
Если манометры поверены и исправны, это позволяет нам утверждать, что крыльчатка насоса неподвижна (что было бы понятно, если насос был бы остановлен).

Пускатель насоса не замкнут Пускатель замкнут, но насос не запускается
Что делать в этом случае, мы уже обсудили в разделе 92.

В том случае, когда речь идет о небольших герметичных насосах с однофазным двигателем, вы можете оказаться в затруднительном положении.
Некоторые небольшие двигатели могут очень долго оставаться "заклиненными" и при этом не повреждаться (они автоматически защищаются своим внутренним сопротивлением, которое ограничивает силу потребляемого тока). В примере на рис. 93.6 напор насоса равен 0 (расход отсутствует), в то время, как при номинальной силе тока 0,7 А двигатель потребляет ток силой 0,8 А и не отключается защитой по току.
Для насосов с многоскоростными двигателями предохранители настраивают на номинальное значение силы тока при максимальном числе оборотов. Такой предохранитель не сможет отключить двигатель, если неисправность (например, блокиров-
ка ротора) произошла в тот момент, когда регулятор числа оборотов установлен на минимальное число оборотов. Пример, приведенный в табл. 93.1, говорит сам за себя...


Тепловой предохранитель, настроенный на срабатывание при токе более 1,2 А, никогда не сработает, если регулятор числа оборотов установлен на минимальную скорость, даже если ротор двигателя заблокирован (потому, что потребляемый при этом ток не превышает 0,8 А).

Простое измерение силы тока может заставить думать, что насос работает нормально, даже с повышенным расходом (поскольку потребляемый ток выше номинального). Однако сопоставив результаты измерения силы тока с результатами измерения напора (Н = 0), можно сделать вывод о том, что насос не вращается.
Как правило, этот тип неисправности характерен для насосов ледяной воды, останавливаемых на зиму (или наоборот, в контурах отопления, останавливаемых летом). После длительной остановки вал оказывается заклиненным в подшипниках (опорах).
Мы уже рассказывали, как можно разблокировать вал насоса (см. раздел 92). В более серьезных случаях, когда в результате того, что зазор между ротором и статором забит накипью, заблокирован не только вал, но и ротор двигателя, придется полностью менять насос.

При работающем насосе слышится характерное "бульканье"
В этом случае очевидно, что на вход в насос попадает большое количество воздуха (см. поз. 1 на рис. 93.7).

►   Вентилятор предназначен для того, чтобы всасывать.и нагнетать воздух с напором, который измеряют в миллиметрах водяного столба (или декапаскалях, ДПа).
►   Насос предназначен для того, чтобы всасывать и нагнетать жидкость с напором, который измеряют в метрах водяного столба (или килопаскалях, кПа).
Очевидно, что насос, который будет перекачивать только воздух, является менее производительным по сравнению с вентилятором и полученный при этом напор окажется очень малым. Поэтому, чем больше воздуха будет попадать на вход в насос, тем меньше окажется напор насоса.
Если установка работает и на ней не производились ни пусконаладочные, ни ремонтные работы с вскрытием гидравлического контура, то наличие большого количества воздуха в контуре представляется абсолютно невообразимым. В этом случае будет необходимо очень тщательно выполнить процедуру дренажа воздуха (см. раздел 80.2) и спросить себя: "Откуда взялся этот воздух?".

93.3. НАПОР НАСОСА НИЖЕ НУЛЯ
Если напор насоса выше нуля, но слишком мал, обратитесь к разделу 93.4.
Теперь представим себе, что вы поставили манометры согласно рис. 93.8. Давление в точке А (на всасывании насоса) равно 2,5 бар, давление в точке R (на нагнетании насоса) равно 2,4 бар.
Следовательно, напор этого насоса равен Н = 2,4-2,5 = -0,1 бар.

УПРАЖНЕНИЕ
Отрицательный напор насоса! Разве это не удивительно? Не является ли это следствием того, что насос вращается в противоположную сторону? Может быть, у вас есть другие предположения?
Решение упражнения
Вначале давайте вспомним, что независимо от направления вращения крыльчатки жидкость в насосе всегда перемещается от всасывания к нагнетанию. Если центробежная лопаточная машина (вентилятор или насос) вращается в обратном направлении, ее расход будет пониженным, а напор всегда падает (но обязательно остается выше нуля). Следовательно, результат нашего измерения представляется немыслимым и ошибка обусловлена либо разностью уровней, на которых находятся манометры, либо неправильной тарировкой манометров.

1) Не установлен ли манометр R на более высоком уровне по отношению к манометру А?
Как правило, разность уровней установки манометров пренебрежимо мала, однако, если она достаточно велика (например, на рис. 93.9 она составляет 3 м), результаты измерений могут оказаться существенно искаженными.
Механик может подумать, что напор Н = 0,2 бар и на основании этого, с учетом напорной характеристики насоса, прийти к выводу о том, что расход по контуру свыше 4 м3/ч (точка 1), хотя на самом деле напор насоса Н = 0,5 бар и расход составляет только 1,5 м3/ч! (точка 2).
При необходимости еще раз изучите раздел 76.

2)  А что, если манометр А расположен выше, чем манометр R?
На этот раз мы имеем ситуацию, обратную предыдущей. Манометр А установлен на 2 м выше, чем манометр R
Чересчур торопливый механик может решить, что напор Н = 0,4 бар и что расход по контуру равен 3 м3/ч (точка 3), тогда как на самом деле напор Н = 0,2 бар и расход более 4 м3/ч! (точка 4).

3) Правильно ли оттарированы манометры?
Во избежание опасности получения немыслимых результатов при измерении давлений, напомним, что лучше всего для измерения разности давлений использовать один и тот же манометр
Другое преимущество использования одного и того же манометра.
В схеме поз. 1 используется манометр с правильной тарировкой (при атмосферном давлении он показывает 0 бар).
По результатам измерений с помощью этого манометра мы получаем величину напора Н = 2 бара.
В схеме поз. 2 используется манометр с неправильной тарировкой (при атмосферном давлении он показывает 1 бар, то есть 1 бар избыточного давления).
При измерении давления нагнетания того же насоса, этот манометр покажет 5 бар (вместо 4), а на всасывании - 3 бара (вместо 2).
Но при определении разности давлений, погрешность измерения в ] бар автоматически компенсируется и результат будет точным: Н = 2 бара!
Благодаря такой схеме, ошибка тарировки устраняется.

93.4. ПОНИЖЕННЫЙ НАПОР НАСОСА
Сейчас мы рассмотрим ситуацию, когда давление нагнетания выше давления всасывания, что несомненно свидетельствует о том, что двигатель работает, крыльчатка насоса вращается и перекачивает воду. Если Н = 0, см раздел 93.2, если вам кажется, что Н < 0, см. раздел 93.3.
Если у вас есть напорная характеристика насоса (которую вам должен предоставить производитель водоохлаждающей холодильной машины, оснащенной гидравлическим модулем), то оценить величину расхода очень просто.
результаты измерения напора показывают, что Н = 0,8 бар (8 м вод. ст.). Отсюда можно найти, что расход составляет около 3 м3/ч.
Но что могло случиться, если по результатам измерений вы обнаружили пониженный напор насоса?

1) Расход слишком большой
Согласно напорной характеристике расход в этом случае будет равен 5 м3/ч.
Отметим, что при таком напоре рабочая точка насоса находится в самом низу напорной характеристики.
Если гидравлическое сопротивление контура относительно малое (например, в первичном гидравлическом контуре, подающем воду в смесительный ресивер, рассмотренный в разделе 89), то насос прокачивает воду через контур с очень небольшими потерями давления и расход возрастает.
В этом случае с помощью токоизмерительных клещей немедленно проверьте потребляемую двигателем насоса силу тока, чтобы убедиться, что сила тока остается ниже номинального значения. Напомним, что чем больше увеличивается расход, тем значительнее повышается сила тока, потребляемого двигателем.
В некоторых случаях потребуется "зажать" расход (например, с помощью уравнительного вентиля), чтобы переместить рабочую точку насоса в заданное (номинальное) положение.

2) Насос вращается в обратную сторону
Эта неисправность относится только к насосам, у которых в качесее приводных двигателей используются двигатели трехфазного тока.
Когда насос подает воду в контур, содержащий испаритель и протяженную сеть трубопроводов для подачи ледяной воды к батареям воздухоохладителей, потери давления в таком контуре, как правило, довольно велики.
Мы знаем, что напор насоса Н должен быть равен гидравлическому сопротивлению контура (см. раздел 76.1).
Поскольку напор насоса слабый, это значит, что и гидравлическое сопротивление контура низкое: каким же образом могло оказаться так, что в протяженном гидравлическом контуре незначительные гидравлические потери?
Напомним, что потери давления пропорциональны квадрату расхода (см. раздел 75.5).

Проще говоря, это означает, что если расход упал в 2 раза, то потери давления уменьшились в 4 раза. Следовательно можно заключить, что слабый напор насоса может объясняться пониженным расходом.
Итак, если крыльчатка вращается в обратном направлении, то расход заметно падает, что вполне вероятно и что может быть достаточно быстро проверено. Сейчас мы увидим, как это можно сделать
Прежде всего напомним, что если крыльчатка по какой-либо причине вращается в обратном направлении, то вода все равно движется от всасывания (А) к нагнетанию (R). Ее расход более или менее значительно падает (в зависимости от гидравлического сопротивления сети и конструкции насоса), но никогда не становится равным нулю. Разумеется, напор насоса тоже падает.
Автор вспоминает об одной отопительной системе, которая проработала 5 лет. Перепад температур по воде на радиаторах отопления был очень большим, около 30 К вместо обычных 20 К (следовательно, снижение расхода воды было очень значительным).
Поскольку установка была сильно переразмерена, клиент жаловался на недостаток тепла только при очень низких наружных температурах, то есть достаточно редко.

Причиной такой аномалии было то, что в течение всех пяти лет насос вращался в противоположную сторону и никто этого не замечал! Достаточно было поменять местами два провода на клеммной коробке трехфазного двигателя и все встало на свое место. Правильное направление вращения ротора было восстановлено и причина неисправности была окончательно устранена.

Как проверить направление вращения крыльчатки?


а) На глаз.

Как правило, направление вращения указывается изготовителем на корпусе насоса.
Однако автор советует вам осмотреть корпус насоса (как у всех центробежных машин он имеет форму раковины улитки).
Вода (или воздух, в случае вентилятора) входит во всасывающее отверстие, потом всегда                                          
выходит через диффузор,
расположенный на периферии улитки (поз. R). Попробуйте определить, в каком направлении закручивается раковина, и направление вращения крыльчатки станет очевидным.

б) Измеряя безрасходный напор насоса Но, Когда корпус насоса закрыт теплоизоляцией (что встречается очень часто), то определить, в каком направлении закручивается улитка корпуса насоса на глаз становится невозможно.
Если в вашем распоряжении есть напорная характеристика насоса, то вы можете осуществить очень простую проверку, которая позволит вам быстро определить направление вращения насоса. Достаточно измерить безрасходный напор насоса Но (то есть напор при нулевом расходе), закрыв запорный вентиль на нагнетании (но ни в коем случае не на всасывании) насоса (понятие безрасходного напора Но мы дали в разделе 86.1).
В примере на рис. 93.17 безрасходный напор Но = 10 м вод. ст., что легко определяется по напорной характеристике.
Если при закрытом вентиле R на нагнетании насоса напор возрастает очень слабо и результаты измерения показывают, что напор Но равен только 4 м вод. ст. (см. рис. 93.17), то сомнений нет: насос не обеспечивает максимального напора.
Если проблема обусловлена неправильным направлением вращения крыльчатки, то это очень легко исправить: поменять направление вращения и потом повторить измерение напора.
Если после этого вы увидите, что напор соответствует паспортным данным (например, Но = 10 м вод. ст.), значит проблема решена.