Thermodynamischer Kondensatableiter

Was ist ein thermodynamischer Kondensatableiter?

Ein thermodynamischer Kondensatableiter besteht aus einem beweglichen Teil. Dieses Teil ist eine Scheibe aus rostfreiem Stahl und dient als Ventil. Dieser Kondensatableiter funktioniert durch den dynamischen Effekt des Entspannungsdampfes. 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 Lage eingebaut werden, sei es vertikal oder horizontal. Die Hersteller von thermodynamischen Kondensatableitern konstruieren den Ableiter mit einer kompakten Bauweise und vielseitig einsetzbar für einen breiten Druckbereich. Diese Eigenschaften haben dazu geführt, dass thermodynamische Kondensatableiter bevorzugt in der Begleitheizung, bei speziellen leichten Prozessen und bei Tropfdampfanwendungen eingesetzt 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 auftreten, öffnet und schließt. Beim Impuls-Kondensatableiter wird die Bewegung der Kolbenscheibe zur Durchflussregelung genutzt. Der thermodynamische Impuls-Kondensatableiter kann so geregelt 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, nämlich thermodynamische Scheibenkondensatableiter und thermodynamische Impuls-Kondensatableiter. Von diesen beiden Ableitern ist der Scheibenabscheider am häufigsten. Der Impulskondensatableiter ist nicht üblich, da er zu Dampfaustritt neigt und bei geringem Schmutz, der den Pilotkanal verstopft, versagen kann. 

Öffnen und Schließen eines Scheibenventils in einem thermodynamischen Scheibenkondensatableiter

Wenn sich der Dampf mit hoher Geschwindigkeit unter dem Ventilteller bewegt, führt dies zu einem Druckabfall unter dem Ventil. Dadurch wird der Ventilteller aufgrund des hohen Drucks in der Kammer auf den Ventilsitz gepresst und das Ventil wird geschlossen. In einem thermodynamischen Kapselkondensatableiter kann der geregelte Dampf Frischdampf oder Entspannungsdampf sein. Wenn Kondensat in den Kondensatableiter eintritt und aufgrund der Druckminderung die Phase wechselt, spricht man von Entspannungsdampf. Ist die Kondensatmenge sehr gering oder ist die Konstruktion des Ableiters so unzureichend, dass sie nicht gegen Dampfverluste schützt, 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 bewirkt der geregelte Dampf aufgrund seiner hohen Geschwindigkeit 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. Als solcher ist seine Verwendung im Vergleich zum marktüblichen thermodynamischen Scheibenkondensatableiter 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. Bei der Inbetriebnahme dieses Abscheiders sitzt das Hauptventil auf seinem Sitz. Dadurch entsteht ein Durchflusskanal über das Kolben- und Zylinderspiel und die Bohrung im oberen Bereich des Kolbens. 
3. Wenn Kondensat und Luftstrom zunehmen, üben sie eine Kraft auf die Kolbenscheibe aus, wodurch sich das Hauptventil von seinem Sitz abhebt und den Durchfluss erhöht. 
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 beim Durchströmen des Spalts zu Dampf. 
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 durch Verschieben des Punktes B auf dem Kolben relativ zum Sitz des Ableiters verändert werden. 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 Dampfkurzschluss zum Auslass verhindert. Die Dampfleckage aus der Druckkammer über die Scheibe zum Austrittsbereich wird durch den Außenring kontrolliert. 

Wie funktioniert ein thermodynamischer Scheibenkondensatableiter? 

Dieser Ableitertyp 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 ergibt sich aus dem Unterschied der Kräfte, die auf die Unter- und 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 ankommenden Fluide (Luft, Kondensat oder Dampf) eine Hub- bzw. Öffnungskraft auf die Unterseite des Ventiltellers aus. Dadurch wird das Ventil angehoben und geöffnet. Dies ermöglicht den Durchfluss des Kondensats. In der geöffneten Stellung wirken zwei Hauptkräfte auf das Tellerventil: eine Kraft aufgrund des Dampfdrucks auf dem oberen Teil des Tellers und eine Kraft aufgrund des Dampfs 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 eingesetzt werden, 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 unter hohem Druck stehendem Dampf und werden nicht durch Vibrationen oder Wasserschläge beschädigt. 
• Verwendung von Eisenwerkstoffen wie rostfreiem Stahl, der für seine hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bekannt ist. 
• Sie sind stark gegen das Einfrieren von Kondensat und frieren nur selten ein, wenn sie mit einer vertikal ausgerichteten Scheibe 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, entfernt werden kann. 
• Ein Klickgeräusch, wenn sie sich öffnen und schließen. Dies hilft, die Falle vorher zu 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. 
• Beim Anfahren werden große Luftmengen ausgestoßen, wenn sich der Eingangsdruck langsam aufbaut. Wenn der Druck jedoch schnell ansteigt, führt dies dazu, dass Luft mit hoher Geschwindigkeit Ihren Ableiter verschließt, so dass er sich mit Luft füllt. Das Gleiche geschieht, wenn Dampf verwendet wird. 
• Neigt zur Geräuschentwicklung, was seine Verwendung in einigen Bereichen, wie z. B. im Operationssaal oder außerhalb der Krankenstation, einschränkt. Wenn ein thermodynamischer Scheibenkondensatableiter verwendet werden muss, ist ein Diffusor erforderlich, um die Geräusche während der Entladung 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 behandeln. 
• Diese Kondensatableiter sind in der Lage, Luft zu entlüften, ohne luftgebunden zu sein. 
• Sie können in Anwendungen mit überhitztem und Hochdruckdampf eingesetzt werden. 
• Kann in einem breiten Druckbereich arbeiten, ohne dass die Ventilgröße geändert werden muss. 

Nachteile des thermodynamischen Impuls-Kondensatableiters 

• Sie können nicht dicht schließen 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 gering ist. 
• Diese pulsierenden Kondensatableiter verursachen Lärm, mechanische Schäden und Wasserschläge.

Anwendungen von thermodynamischen Kondensatableitern 

• Anwendungen für Kondensatableiter. Thermodynamische Kondensatableiter werden häufig zur Beseitigung von Kondensat eingesetzt, das sich in Dampfleitungen bildet, nachdem der Dampf seine Wärmeenergie verloren hat. Diese Ableiter werden aufgrund ihrer Entlüftungsöffnungen in der Rohrleitung, die die Luft aus dem Rohrleitungssystem entfernen, häufig in Tropfanwendungen eingesetzt. 
• Hohe Temperaturen oder Dampfleitungsentwässerung in der Leuchtspurentladung. 
• 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. 
• Reduzierventil außer Betrieb. 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, das zum thermodynamischen Kondensatableiter gelangt 

• Rohrleitung ist verstopft. Verstopfendes Material entfernt. 
• 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 das defekte Innenteil des thermodynamischen Kondensatableiters. 

• Der Fallenkörper ist mit unnötigen Materialien gefüllt 

• Überprüfen Sie den Siphon und entfernen Sie Schmutz oder andere unnötige Materialien aus ihm. 
• Einbau des Schmutzfängers vor der Verwendung des Siphons. 
• Falls erforderlich, das Abflusssieb reinigen

Wenn ein Ableiter 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 kontinuierlicher Durchströmung 

• Die Größe der Falle ist sehr gering

• Verwenden Sie eine größere Falle oder setzen Sie mehrere Fallen in einer Reihe ein. 

Zusammenfassung 

Ein thermodynamischer Kondensatableiter ist ein vielseitiger und kompakter Mannschaftsableiter, der für eine Vielzahl von Druckanwendungen geeignet ist. Diese Ableiter sind einfach aufgebaut und können sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Lage betrieben werden. Aufgrund dieser Eigenschaften werden thermodynamische Kondensatableiter immer häufiger in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, z. B. in der 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 zum Austreten von Steuerdampf neigt und schon bei geringem Schmutzanfall versagen kann. 

Beim thermodynamischen Scheiben-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. Beim Anfahren eines thermodynamischen Impulskondensatableiters lässt das auf dem Sitz ruhende Ventil den Durchfluss über das Spiel zwischen Zylinder und Kolben frei. Wenn der Durchfluss von Kondensat und Luft erhöht wird, hebt sich das Ventil, was zu einem größeren Durchfluss führt. Diese thermodynamischen Kondensatableiter werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, wie z. B. in der Begleitheizung, in der Tropfentwässerung und in Prozessanwendungen. Thermodynamische Kondensatableiter haben 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, die Entlüftung zu bewältigen, die Fähigkeit, über einen breiten Druckbereich zu arbeiten, und vieles mehr.