Thermodynamischer Kondensatableiter

Ein thermodynamischer Kondensatableiter besteht aus einem beweglichen Teil. Dieses Teil ist eine Scheibe aus rostfreiem Stahl und dient als Ventil. Dieser Kondensatableiter arbeitet mit dem dynamischen Effekt von Entspannungsdampf. Ein thermodynamischer Kondensatableiter ist einfach aufgebaut und eignet sich gut für den Einsatz bei mittleren und hohen Drücken. Dieser Kondensatableiter ist klein, frei von Wasserschlag-Effekten und kann in jeder Position eingebaut werden, sei es vertikal oder horizontal. Die Hersteller von thermodynamischen Kondensatableitern konzipieren den Ableiter mit einem kompakten Design und vielseitig einsetzbar für einen breiten Druckbereich. Diese Eigenschaften haben dazu geführt, dass thermodynamische Kondensatableiter für den breiten Einsatz in der Begleitheizung, für bestimmte leichte Prozesse und für Tropfdampfanwendungen bevorzugt werden.

Abbildung: Thermodynamischer Kondensatableiter.

 

Wie funktioniert ein thermodynamischer Kondensatableiter?

Zwei Haupttypen von thermodynamischen Kondensatableitern sind thermodynamische Scheibenkondensatableiter und thermodynamische Impulskondensatableiter. Der Scheibenkondensatableiter verfügt über ein Ventil, das sich entsprechend den Kraftänderungen, die an einem flachen Scheibenventil stattfinden, öffnet und schließt. Beim Impuls-Kondensatableiter wird die Bewegung der Kolbenscheibe zur Steuerung des Durchflusses verwendet. Der thermodynamische Impuls-Kondensatableiter kann so eingestellt werden, dass der Durchfluss entweder erhöht oder verringert wird. Beide Arten von thermodynamischen Kondensatableitern stoßen das Kondensat intermittierend aus. 

Funktionsweise von thermodynamischen Kondensatableitern in Scheiben- und Impulstechnik

 

Arten von thermodynamischen Kondensatableitern

Es gibt zwei Arten von thermodynamischen Kondensatableitern: den thermodynamischen Scheibenkondensatableiter und den thermodynamischen Impulskondensatableiter. Von diesen beiden Ableitern ist der Scheibenableiter am weitesten verbreitet. Der Impulskondensatableiter ist nicht sehr verbreitet, da er dazu neigt, Dampf zu verlieren, und er kann versagen, wenn der Pilotkanal durch eine kleine Menge Schmutz verstopft ist. 

Öffnen und Schließen eines Scheibenventils in einem thermodynamischen Scheibenkondensatableiter

 

Wenn sich der Dampf mit hoher Geschwindigkeit unter dem Ventilteller bewegt, bewirkt er einen Druckabfall unter dem Ventil. Dadurch wird die Scheibe aufgrund des hohen Drucks in der Kammer auf den Ventilsitz gepresst und das Ventil wird geschlossen. In einem thermodynamischen Tellerkondensatableiter kann der kontrollierte Dampf Frischdampf oder Entspannungsdampf sein. Wenn Kondensat in den Kondensatableiter eintritt und aufgrund der Druckreduzierung die Phase wechselt, wird es als Entspannungsdampf bezeichnet. Wenn die Kondensatmenge sehr gering ist oder die Konstruktion des Ableiters nicht ausreichend gegen Dampfverluste geschützt ist, spricht man von Frischdampf. Die Hersteller von thermodynamischen Kondensatableitern neigen dazu, die beste Konstruktion zu verwenden, die dazu beiträgt, den Einsatz von Frischdampf zu eliminieren oder zu minimieren, so dass der Ableiter nach Möglichkeit mit Dampf betrieben werden kann. Der Steuerdampf in der Druckkammer übt eine Kraft auf die Oberseite der Ventilscheibe aus, die gleich dem Produkt aus Druck und Fläche (Druck*Fläche) ist. Auf der Unterseite des Ventiltellers sorgt der geregelte Dampf aufgrund seiner hohen Geschwindigkeit für einen Druckabbau unter dem Teller (nach dem Bernoulli-Prinzip führt eine Erhöhung der Geschwindigkeit zu einem Druckabbau). Hersteller von thermodynamischen Kondensatableitern konstruieren den Ableiter so, dass er das Kondensat nahe der Dampftemperatur schließt. Dies geschieht, wenn das angesammelte Kondensat abgeleitet wird. Sobald die Schließkraft groß genug ist, um die Öffnungskraft zu überwinden, schließt sich das Ventil. 

Funktionsweise eines thermodynamischen Scheibenkondensatableiters

 

Thermodynamischer Impuls-Kondensatableiter 

Ein thermodynamischer Impuls-Kondensatableiter ist ein Kondensatableiter, der keine dichte Absperrung bieten kann. Daher ist seine Verwendung im Vergleich zum marktüblichen thermodynamischen Tellerkondensatableiter eingeschränkt. 

Wie funktioniert ein thermodynamischer Impulskondensatableiter? 

1. Der thermodynamische Impulskondensatableiter besteht aus einem Hohlkolben. Der Kolben ist mit einer Kolbenscheibe verbunden, die in einem sich verjüngenden Kolben arbeitet, der als Führung dient. 
2. Während des Starts dieses Abscheiders sitzt das Hauptventil auf seinem Sitz. Dadurch verlässt es einen Durchflusskanal über das Kolben- und Zylinderspiel und das Loch im oberen Teil des Kolbens. 
3. Wenn Kondensat und Luftstrom erhöht werden, üben sie eine Kraft auf die Kolbenscheibe aus, wodurch sich das Hauptventil von seinem Sitz abhebt und der Durchfluss erhöht wird. 
4. Der andere Teil des Kondensats fließt über die Scheibe und den Kolbenspalt durch Punkt E und über den Auslass ab. 
5. Während sich das Kondensat der Temperatur des Dampfes nähert, wird ein Teil des Kondensats zu Dampf, während es durch den Spalt fließt. 
6. Dieser wird über die Bohrung an Punkt F abgelassen, erzeugt aber einen Zwischendruck über dem Kolben. Dies trägt dazu bei, das Hauptventil so zu positionieren, dass es die Last aufnehmen kann. 
7. Der Ableiter kann verändert werden, indem der Punkt B auf dem Kolben relativ zum Ableitersitz verschoben wird. Der Ableiter kann jedoch durch Gegendruck beeinflusst werden.     

Thermodynamischer Scheibenkondensatableiter 

Bei einem thermodynamischen Scheibenkondensatableiter wird der Kondensatfluss durch eine Ventilscheibe gesteuert, die sich gegen einen Ventilsitz öffnet und schließt. Bei diesem Ableiter ist der Ventilteller von den anderen Teilen des Ableiters getrennt und liegt oben auf dem Sitz auf. Der Ventilsitz besteht aus zwei Sitzringen, dem Innenring und dem Außenring. Der Innenring dient dazu, die Einlassöffnung für die Flüssigkeit von der Auslassöffnung zu trennen. Dadurch wird ein Kurzschluss des Dampfes mit dem Auslass verhindert. Das Austreten von Dampf aus der Druckkammer über die Scheibe zum Auslass wird durch den Außenring kontrolliert. 

Wie funktioniert ein thermodynamischer Tellerkondensatableiter? 

Diese Art von Ableiter hat unregelmäßige, zyklische Betriebseigenschaften. Ein Ventilmechanismus, der aus Sitzringen und einer Scheibe besteht, öffnet sich, um das Kondensat für einige Sekunden abzuleiten, und schließt sich dann für eine längere Zeit, bis ein neuer Ablasszyklus beginnt. Der Öffnungs- und Schließvorgang wird durch den Unterschied der Kräfte bewirkt, die auf die Unterseite und die Oberseite des Ventiltellers wirken. Die wirkenden Kräfte hängen hauptsächlich von den Schwankungen des Drucks und der kinetischen Energie der beteiligten Fluide (Kondensat, Luft und Dampf) ab. Beim Anfahren üben die einströmenden Flüssigkeiten (Luft, Kondensat oder Dampf) eine anhebende/öffnende Kraft auf die Unterseite des Ventiltellers aus. Dadurch wird das Ventil angehoben und geöffnet. Dadurch kann das Kondensat abfließen. In der offenen Position wirken zwei Hauptkräfte auf das Tellerventil: eine Kraft durch den Dampfdruck auf den oberen Teil des Tellers und eine Kraft durch den Dampf unter dem Teller. Der Dampf, der zum Öffnen und Schließen des Tellerventils dient, wird als Steuerdampf bezeichnet.

 

Vorteile von thermodynamischen Kondensatableitern

Vorteile des thermodynamischen Scheibenkondensatableiters 

• Diese Art von Kondensatableitern kann in ihrem gesamten Arbeitsbereich arbeiten, ohne dass die internen Komponenten angepasst oder ausgetauscht werden müssen. 
• Leichtes, kompaktes und einfaches Design und die Fähigkeit, eine große Menge an Kondensat aufzunehmen, ermöglicht durch große Öffnungen. 
• Sie arbeiten in überhitztem und Hochdruckdampf und werden nicht durch Vibrationen oder Wasserschläge beschädigt. 
• Verwendung von eisenhaltigen Materialien wie rostfreiem Stahl, der für seine hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bekannt ist. 
• Sie sind stark gegen das Einfrieren von Kondenswasser und frieren nur selten ein, wenn sie mit einer Scheibe in vertikaler Ausrichtung installiert sind, da sie frei in die Atmosphäre abfließen. 
• Der bewegliche Teil ist nur eine Scheibe, was die Wartung dieses Geruchsverschlusses sehr einfach macht, da er nicht aus der Leitung entfernt werden muss, sondern die obere Kappe, die mit Gewinden oder Bolzen befestigt ist, abgenommen werden kann. 
• Ein Klickgeräusch, wenn sie sich öffnen und schließen. So können Sie die Falle vorher testen.

Nachteile des thermodynamischen Scheibenkondensatableiters 

• Das Schließen des Tellers in diesem Kondensatableiter erfordert einen niedrigen Druck unterhalb des Tellers. Dies ist nur möglich, wenn die Strömungsgeschwindigkeit unterhalb des Tellerventils hoch ist. Bei einer höheren Geschwindigkeit ist ein höherer Differenzdruck erforderlich. Daher funktioniert der thermodynamische Tellerkondensatableiter nicht gut, wenn der Differenzdruck sehr niedrig ist. 
• Wenn sich der Einlassdruck langsam aufbaut, können Sie während der Inbetriebnahme große Luftmengen ausstoßen. Wenn sich der Druck jedoch schnell aufbaut, wird er dazu führen, dass die Luft mit hoher Geschwindigkeit Ihren Ableiter verschließt, so dass er mit Luft verstopft. Das Gleiche passiert, wenn Dampf verwendet wird. 
• Neigt dazu, laut zu sein, was seine Verwendung in einigen Bereichen einschränkt, z. B. im Operationssaal oder außerhalb der Krankenstation. Wenn ein thermodynamischer Scheibenkondensatableiter verwendet werden muss, wird ein Diffusor benötigt, um die Geräuschentwicklung während der Entleerung zu reduzieren.  
• Die Konstruktion von überdimensionierten thermodynamischen Kondensatableitern verlängert die Zeit bis zum Abschluss eines Zyklus, was zu einem erhöhten Verschleiß des Ableiters führt. 

Vorteile des thermodynamischen Impuls-Kondensatableiters 

• Hohe Fähigkeit, Kondensat ihrer Größe zu verarbeiten. 
• Diese Kondensatableiter sind in der Lage, Luft abzulassen, ohne luftgebunden zu sein. 
• Sie können in Anwendungen mit überhitztem und Hochdruckdampf eingesetzt werden. 
• Kann über einen breiten Druckbereich arbeiten, ohne dass die Ventilgröße geändert werden muss. 

Nachteile des thermodynamischen Impuls-Kondensatableiters 

• Sie sind nicht in der Lage, dicht abzuschließen und blasen schon bei sehr geringer Belastung Dampf ab. 
• Kann nicht bei einem Gegendruck von mehr als 40% des Drucks am Einlass arbeiten.
• Thermodynamische Impuls-Kondensatableiter werden leicht durch Schmutz beeinträchtigt, da der Abstand zwischen dem Zylinder und dem Kolben sehr klein ist. 
• Diese pulsierenden Kondensatableiter verursachen Lärm, mechanische Schäden und Wasserschläge.

 

Anwendungen von thermodynamischen Kondensatableitern 

• Anwendungen für Kondensatableiter. Thermodynamische Kondensatableiter werden häufig zum Entfernen von Kondensat eingesetzt, das sich in Dampfleitungen bildet, nachdem der Dampf seine Wärmeenergie verloren hat. Diese Ableiter werden häufig in Tropfanwendungen eingesetzt, da sie über Entlüftungsöffnungen in der Rohrleitung verfügen, die die Luft aus dem Rohrsystem entfernen. 
• Hohe Temperaturen oder das Ablassen von Dampf aus der Leitung in der Leuchtspur. 
• Prozessanwendung. Thermodynamische Kondensatableiter werden in Wärmeübertragungsprozessen wie z.B. in Wärmetauschern oder Heizkörpern eingesetzt, um sowohl Luft als auch Kondensat zu entfernen. 

 

Fehlersuche bei thermodynamischen Kondensatableitern 

Wenn eine Falle kalt ist und kein Ausfluss 

• Sehr hoher Druck 

• Die Düse hat sich aufgrund von Verschleiß vergrößert. Ersetzen Sie das Ventil. 
• Das Reduzierventil ist defekt. Bringen Sie das Ventil in Ordnung. 
• Fehlerhaftes Manometer. Geben Sie dem Manometer einen niedrigeren Druck vor. 
• Die Rücklaufleitung hat ein sehr hohes Vakuum. Prüfen Sie den Vakuumdruck wie empfohlen. 

• Kein Dampf oder Kondensat gelangt zum thermodynamischen Kondensatableiter 

• Die Rohrleitung ist verstopft. Entfernen Sie blockierende Materialien. 
• Das Ventil vor dem Kondensatableiter ist defekt. Ersetzen Sie das Ventil. 
• Verstopfter Schmutzfänger. Entfernen Sie Schmutz oder Materialien, die das Sieb verstopfen. 

• Der interne Mechanismus der Falle hat einen Fehler

• Ersetzen Sie die defekte interne Komponente des thermodynamischen Kondensatableiters. 

• Der Fallenkörper ist mit unnötigen Materialien gefüllt 

• Überprüfen Sie den Siphon und entfernen Sie Schmutz oder andere unnötige Materialien aus ihm. 
• Installieren Sie das Sieb, bevor Sie den Siphon verwenden. 
• Falls erforderlich, reinigen Sie das Sieb des Siphons

Wenn eine Falle heiß ist und keine Entladung 

• Das Kondensat gelangt nicht in den Ableiter 

• Das Bypass-Ventil des thermodynamischen Kondensatableiters ist undicht. Prüfen Sie das Ventil und reparieren Sie es.
• Das Siphonrohr ist gebrochen. Ersetzen Sie das gebrochene Rohr. 
• Vakuum im Wassererhitzer stoppt den Abfluss. Ein Vakuumbrecher muss zwischen Siphon und Wärmetauscher installiert werden. 

Der thermodynamische Kondensatableiter ist heiß und verliert Dampf

• Das Ventil sitzt nicht 

• Ventilteile sind verschlissen. Ersetzen Sie das Ventil.
• Es hat sich Schmutz in der Öffnung festgesetzt. Entfernen Sie den Schmutz. 

Thermodynamischer Kondensatableiter mit kontinuierlichem Durchfluss 

• Die Größe der Falle ist sehr gering

• Verwenden Sie eine größere Falle oder stellen Sie mehrere Fallen in einer Reihe auf. 

 

Zusammenfassung 

Ein thermodynamischer Kondensatableiter ist ein vielseitiger und kompakter Mannschaftsableiter, der für eine breite Palette von Druckanwendungen gedacht ist. Diese Ableiter haben ein einfaches Design und können sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Position betrieben werden. Aufgrund dieser Eigenschaften werden thermodynamische Kondensatableiter immer häufiger in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, wie z.B. bei Rip, Tracing und anderen leichten Prozessanwendungen. Zwei Arten von thermodynamischen Kondensatableitern sind der thermodynamische Scheibenkondensatableiter und der thermodynamische Impulskondensatableiter. Von den beiden Typen wird der Scheibenkondensatableiter am häufigsten verklagt, da der Impulskondensatableiter dazu neigt, Steuerdampf zu entweichen und schon bei geringem Schmutzanfall versagen kann. 

Bei einem thermodynamischen Kondensatableiter wird der Kondensatfluss durch eine Ventilscheibe gesteuert, die sich gegen einen Ventilsitz öffnet und schließt. Dieses Ventil ist von den anderen Teilen des Ableiters gelöst und ruht auf dem Ventilsitz. Während des Starts eines thermodynamischen Impuls-Kondensatableiters lässt das auf dem Sitz ruhende Ventil den Durchfluss über den Spalt zwischen Zylinder und Kolben passieren. Wenn der Durchfluss von Kondensat und Luft erhöht wird, hebt sich das Ventil, wodurch mehr Durchfluss entsteht. Diese thermodynamischen Kondensatableiter werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, wie z.B. in der Begleitheizung, der Tropfentwässerung und in Prozessanwendungen. Thermodynamische Kondensatableiter verfügen über hervorragende Eigenschaften, die ihnen im Vergleich zu anderen Ableitern mehrere Vorteile verschaffen, wie z.B. die Fähigkeit, einen hohen Durchfluss zu bewältigen, die Fähigkeit, bei überhitztem und hohem Druck zu arbeiten, die Fähigkeit, mit Entlüftung umzugehen, die Fähigkeit, in einem breiten Druckbereich zu arbeiten und vieles mehr.