Thermostatische Condenspot

Wat is een thermostatische condenspot? 

Een thermostatische condenspot is een condenspot die werkt door gebruik te maken van het concept van het temperatuurverschil tussen stoom en koel condensaat en lucht. In dit type condenspot verhoogt stoom de druk in een thermostatisch element. Hierdoor sluit de thermostatische condenspot. Wanneer de niet-condenseerbare gassen en het condensaat in het koelgedeelte terugstromen, begint de temperatuur te dalen en maakt het thermostatische element contact om een klep te openen. De hoeveelheid teruggevoerd condensaat voor de thermostatische condenspot hangt af van de stoomdruk, de belasting en de grootte van de pijpleiding. Een thermostatische condenspot wordt ook gebruikt om lucht uit een stoomsysteem te laten ontsnappen. Als de lucht zich verzamelt, daalt de temperatuur en een ontluchter voert de lucht automatisch af bij een matig lagere stoomtemperatuur over het hele werkdrukbereik. Thermostatische condenspotten zijn verkrijgbaar in wafer-type elementen of balgen met gebalanceerde druk. Deze condenspotten worden vervaardigd uit verschillende materialen zoals koolstofstaal, roestvrij staal en brons. Thermostatische condenspotten worden gebruikt voor lichte condensaatbelastingen. 

Figuur: Thermostatische condenspot.

Hoe werkt een thermostatische condenspot?

Een thermostatische condenspot kan werken met een balg met gebalanceerde druk. In dit geval begint de condenspot te werken door eerst lucht en condensaat vóór de stoom door de condenspot te duwen. Het thermostatische element wordt volledig samengetrokken en tegelijkertijd wordt de klep opengehouden tot een punt waarop de stoom de condenspot nadert. Wanneer de temperatuur in de thermostatische condenspot stijgt, wordt het geladen element onmiddellijk verwarmd, waardoor de dampdruk binnenin toeneemt. Wanneer de druk in het element in evenwicht is met de systeemdruk van de condenspot, zet het element uit en sluit de klep. Wanneer de binnentemperatuur van de condenspot enkele graden lager wordt dan de verzadigde stoomtemperatuur, wordt de balg van het element samengetrokken door de onevenwichtige druk waardoor de klep opent. 

Werking van een thermostatische condenspot met gebalanceerde drukbalg

De andere werkingsmethode van een thermostatische condenspot is die van de wafer met gebalanceerde druk. Deze methode is vergelijkbaar met die van de balg. De wafel is gedeeltelijk gevuld met een vloeistof. Wanneer de temperatuur in de condenspot stijgt, wordt de gevulde wafer verwarmd en stijgt de dampdruk in de condenspot. Wanneer de druk in de wafel hoger wordt dan de omringende stoomdruk, wordt het membraan van de wafel op de zitting van de klep gedrukt waardoor de klep sluit. Dalingstemperatuur afkomstig van condensaat of niet-condenseerbaar gas koelt af en verlaagt de binnendruk van de wafel waardoor de wafel de zitting kan ontgrendelen. 

Vloeistof expansie thermostatische condenspot heeft een vaste temperatuur afvoerfunctie, deze condenspot kan gebruikt worden als een shutdown drain thermostatische condenspot. In dit geval wijst de afvoer altijd naar boven, zoals weergegeven in onderstaande figuur. Dit bevordert de continue onderdompeling van het element met olie. Aangezien deze condenspot kan ontladen bij temperaturen tussen 60 ^oC tot 100 ^oC kan deze alleen normaal openen tijdens het opstarten. De installatie van de thermostatische condenspot met vloeibare expansie kan worden uitgevoerd naast de condenspot die normaal wordt aangesloten op een retourleiding van het condensaat. 

Illustratie van een gebruikte thermostatische condenspot met vloeibare expansie

Thermostatische condenspot met uitgebalanceerde druk 

De balanced pressure thermostatische condenspot is een verbetering van de liquid expansion thermostatische condenspot. De werktemperatuur van deze condenspot wordt beïnvloed door de stoomdruk in de omgeving. Deze condenspot werkt met een element dat een capsule is met een mengsel van water en een speciale vloeistof met een lager kookpunt dan water. Bij het opstarten zijn de omstandigheden koud en wordt de capsule ontspannen. Bij deze condenspot staat de klep wijd open en los van de zitting. Hierdoor kan er onbeperkt lucht worden verwijderd. Deze eigenschap is van een volledig gebalanceerde condenspot en verklaart waarom deze condenspotten geschikt zijn voor ontluchting. 

Balanced Pressure thermostatische condenspot met een vervangbare capsule.

Wanneer er condensaat door deze condenspot stroomt, wordt de warmte overgedragen op de vloeistof in de capsule. De vloeistof verdampt dan voordat de stoom de condenspot bereikt. De dampdruk van de capsule doet deze uitzetten, waardoor de klep dichtgaat. De warmte die verloren gaat door de gebalanceerde thermostatische condenspot koelt het water af dat deze capsule omringt, terwijl de damp condenseert waardoor de capsule condenseert. Hierdoor gaat de klep open en komt het condensaat vrij tot wanneer de stoom weer begint en de cyclus opnieuw begint. 

Werking van een balanced pressure thermostatische condenspot

Fabrikanten van thermostatische condenspotten met gebalanceerde druk gebruiken tegenwoordig roestvrij staal voor het ontwerp van deze condenspotten. Aanvankelijk gebruikten fabrikanten van thermostatische condenspotten non-ferro materialen die later gevoelig bleken te zijn voor schade door waterslag. Het gebruik van roestvrij staal maakt deze condenspot betrouwbaarder en beter bestand tegen schade door corrosie, oververhitting en waterslag. 

Bimetalen thermostatische condenspot 

Dit is een type thermostatische condenspot die wordt gemaakt door twee stroken van verschillende metalen aan elkaar te lassen tot één element. Dit element kan doorbuigen als het wordt verwarmd, zoals te zien is in de figuur hieronder. 

Bimetalen thermostatische condenspot met verwarmde strip op normale temperatuur

Het eenvoudige element dat in dit type val wordt gebruikt, houdt rekening met twee belangrijke factoren:

• De werking van deze bimetaalthermostatische condenspot treedt op bij een specifieke temperatuur die niet voldoet aan de vereisten van het stoomsysteem dat werkt bij variërende temperaturen en druk. 
• Een enkele bimetaalstrip oefent een klein vermogen uit. Daarom moet er een grote massa worden gebruikt, waardoor deze traag reageert op temperatuurveranderingen in de stoom. 

De werking van een condenspot kan worden bepaald door de respons op een stoomverzadigingscurve te controleren. Een geschikte respons is een respons die de curve nauwkeurig volgt en er precies onder ligt. Een bimetaal element reageert lineair op temperatuurveranderingen. Zoals te zien is in de figuur hieronder, gebruiken sommige bimetaalthermostatische condenspotten twee verschillende bimetalen bladen in één stapel die bij verschillende temperaturen werken. 

Een betere bimetaalthermostatische condenspot maakt gebruik van het thermostatische element van een schijfveer. Het element bestaat uit bimetalen schijven. Als de schijven direct tussen de klepzitting en de klepsteel werken, zorgen ze ervoor dat de condensaatafvoertemperatuur lineair verandert als de druk verandert. Wanneer er een veerring is ingebouwd tussen de zittinguitsparing en de schijven, helpt deze om een deel van de uitzetting van het bimetaal bij lage druk te absorberen. Dit helpt om een grotere verandering in temperatuur te bewerkstelligen als de druk verandert. De vorm van de veerring heeft de voorkeur ten opzichte van een spiraalveer omdat deze exponentieel kracht kan ontwikkelen waardoor de snelheid toeneemt ten opzichte van de lineaire snelheid. Een dergelijk effect kan ongeveer 1,5 megapascal optreden totdat de veer doorbuigt naar de bodem van de uitsparing. Hierdoor kan de condensaatafvoertemperatuur de verzadigingscurve van de stoom nauwkeuriger volgen. De afvoersnelheid kan ook worden verbeterd door het gebruik van dynamische clack die een knalafvoer creëert. 

Bimetaalthermostatische condenspot met bimetaalschijven

Toepassingen van thermostatische condenspotten 

• Gebruikt in kookketels. 
• Ze worden gebruikt in tracerlijnen. 
• Deze vallen worden gebruikt in sterilisatoren.
• Convectoren, radiatoren en luchtverhitters. 
• Ze worden gebruikt in verwarmingsspiralen. 
• Ze worden gebruikt in verdampers.

Voor- en nadelen van elk type thermostatische condenspot 

Voordelen van een thermostatische condenspot met vloeibare expansie 

• Dit type sifon kan worden ingesteld om bij lage temperatuur uit te werpen, wat resulteert in een uitstekende voorziening voor koude afvoer. 
• In koude toestand geeft de thermostatische condenspot met vloeistofexpansie een uitstekende luchtafvoer en een hoog condensaatvolume bij opstartbelasting.
• De thermostatische condenspot met vloeibare expansie kan worden gebruikt om een condenspot te starten voor lage druk en oververhitte stoomleidingen waarin een lang koelbeen wordt gegarandeerd om koeler condensaat te laten overstromen. De condenspot kan waterslag en trillingen overwinnen. 

Nadelen van thermostatische condenspot met vloeibare expansie 

• In een thermostatische condenspot met vloeibare expansie heeft het element een flexibele buis die kapot kan gaan in geval van oververhit of corrosief condensaat. 
• Dit type val kan afscheiding uitwerpen bij minder dan 100 ^oC-temperatuur of lager en mag dus niet worden gebruikt in ruimten waar condensaat onmiddellijk uit de stoomruimte moet worden verwijderd. 
• Als een thermostatische condenspot met vloeibare expansie te maken krijgt met vrieskou, moet deze goed geïsoleerd zijn, evenals het leidingsysteem. 
• Dit type sifon biedt geen oplossing op zichzelf, er is een andere sifon nodig zodat ze parallel werken. Hij kan echter wel dienst doen in gevallen waar het opstartdebiet niet de belangrijkste factor is, zoals bij het aftappen van verwarmingsspiralen in een kleine tank. 

Voordelen van gebalanceerde drukthermostatische condenspot 

• Deze condenspotten hebben een grote capaciteit, zijn licht en klein van formaat. 
• Bij dit type thermostatische condenspot wordt de klep volledig geopend bij het opstarten. Hierdoor kunnen lucht en niet-condenseerbare gassen vrij worden afgevoerd. Dit maakt een maximale afvoer van condensaat mogelijk, zelfs bij de hoogste belasting. 
• Thermostatische condenspotten met gebalanceerde druk bevriezen zelden wanneer ze in een blootgestelde positie werken, behalve wanneer het niveau van de condensaatleiding stijgt na de condenspot, waardoor water terugstroomt en de condenspot overstroomt wanneer de stoom wordt uitgeschakeld. 
• Fabrikanten van thermostatische condenspotten met gebalanceerde druk ontwerpen de condenspot met mogelijkheden om zichzelf automatisch aan te passen aan verschillende stoomdrukken tot aan de maximale werkdruk. Deze condenspot is ook bestand tegen oververhitte temperaturen tot 70 ^oC. 
• Het onderhoud van de balanced pressure thermostatische condenspot is eenvoudig. Dit komt doordat de klepzitting en de capsule gemakkelijk te verwijderen zijn en in het geval van vervanging is dit in een paar minuten gebeurd zonder dat de condenspot uit de leiding hoeft te worden gehaald. 

Nadelen van thermostatische condenspot met gebalanceerde druk 

• Als de balanced pressure thermostatische condenspot gemaakt is van non-ferro materiaal, zal hij waarschijnlijk worden beïnvloed door waterslag. Om ervoor te zorgen dat de condenspot beschermd is tegen waterslag, moet je er een kopen die gemaakt is van roestvrij staal. 
• Dit type condenspot opent pas als de temperatuur van het condensaat onder de stoomtemperatuur zakt. Dit is nadelig als de geselecteerde condenspot gebruikt moet worden op plaatsen waar waterophoping in het stoomgebied niet getolereerd wordt, zoals warmtewisselaars, leidingafvoer en kritische tracering. 

Voordelen van de bimetalen thermostatische condenspot

• Ontworpen met een compacte behuizing voor meer stevigheid en een grote capaciteit voor condensaat.
• Een bimetaalthermostaat condenspot heeft een wijd openstaande klep als hij koud is. Dit geeft de mogelijkheid voor ontluchting en capaciteit voor maximale condensaatafvoer bij opstarten.
• Condensaat in een bimetalen thermostatische condenspot kan vrij uit de afvoer lopen, waardoor deze condenspot niet kan bevriezen wanneer hij in blootgestelde positie werkt. Andere fabrikanten van bimetaal thermostatische condenspotten ontwerpen de condenspot zodanig dat deze niet beschadigd raakt bij bevriezing.
• Bestand tegen waterhamers, hoge stoomdruk en condensaatcorrosie.
• Het element in een bimetaal-thermostatische condenspot kan werken over een groot bereik van stoomdruk zonder dat de grootte van de smoorklep hoeft te worden gewijzigd.
• Als de klep van deze condenspot aan de onderkant van de zitting zit, is hij meestal bestand tegen terugstroming. Als de fabrikant van een bimetaal-thermostatische condenspot echter enige terugstroming verwacht, zal hij een terugslagklep inbouwen aan de stroomafwaartse kant.
• Het condensaat wordt afgevoerd op verschillende temperatuurniveaus onder de verzadigingstemperatuur en de beschikbare waterverzadiging van het stoomgebied kan worden verdragen, een deel van de verzadigde waterenthalpie kan naar de installatie worden afgevoerd. Dit helpt om maximale stoomenergie uit het condensaat te halen voordat het wordt afgevoerd naar afval. Daarom worden in tracerleidingen bimetaalthermostatische condenspotten gebruikt. In traceringsleidingen wordt condensaat vaak afgevoerd naar afval.
• Onderhoud van bimetaalthermostatische condenspotten is eenvoudiger omdat de interne onderdelen kunnen worden vervangen zonder dat het lichaam uit de leiding hoeft te worden verwijderd.
• Vlamstoom die ontstaat wanneer condensaat van hoge druk naar lage druk wordt uitgestoten, veroorzaakt een verhoogde tegendruk in de condensaatleiding. Door het koelbeen koelt het condensaat af en ontstaat er minder flashstoom in de condensaatleiding. Dit helpt de tegendruk te verlagen.

Nadelen van de bimetaalthermostatische condenspot

• Niet geschikt voor gebruik in procesinstallaties waar een onmiddellijke verwijdering nodig is om een maximale output te bereiken.
• Sommige fabrikanten van bimetalen thermostatische condenspotten ontwerpen deze condenspotten met lage interne snelheden, waardoor ze kwetsbaar zijn voor verstopping door vuil in de pijpleiding. Om dergelijke verstoppingen te verhelpen, moet de condenspot dynamische scheuren hebben die leiden tot intermitterende ontladingen die de zelfreinigende capaciteiten verbeteren.
• Reageren traag op veranderingen in druk of belasting omdat het element traag reageert.

Problemen met thermostatische condenspot oplossen 

Thermostatische condenspot werkt niet 

• Dit kan het gevolg zijn van hoge druk, veroorzaakt door het volgende: 

• Oorspronkelijk verkeerde druk opgegeven. Controleer het aanbevolen drukbereik. 
• Retourleiding met hoog vacuüm. Dit kan de verschildruk verhogen waardoor de condenspot moeilijk werkt. Controleer de aanbevolen waarde van het vacuüm. 
• Hogere druk zonder kleinere opening. Installeer een kleinere opening. 
• De keteldruk is laag. Verhoog de keteldruk. 

• Er komt geen stoom of condensaat naar de thermostatische condenspot

• De klep in de leiding naar de sifon is kapot. Vervang de klep indien nodig. 
• Bochten of pijpleiding verstopt. Ontstop de elleboog of pijpleiding indien nodig. 
• Geblokkeerd door een zeef. Ontstopt de zeef. 

• Defect of versleten valmechanisme. 

• Controleer versleten interne onderdelen en vervang ze indien nodig. 

• Het thermostatische condenspothuis zit vol vuil 

• Verwijder het vuil. Probeer ook een zeef voor de sifon te installeren.  

Thermostatische condenspot verliest stoom 

• Klep zit niet goed 

• Dit kan het gevolg zijn van versleten onderdelen. Controleer versleten onderdelen en vervang ze indien nodig. 
• Er zitten schubben vast in de opening. Verwijder materiaal dat in de opening vastzit. 

Thermostatische condenspot met continue doorstroming 

• De val is erg klein. Gebruik een grotere val. 
• Gebruik een hogedrukklep voor een taak waarvoor lage druk nodig is. controleer of de vereiste druk van de klep voldoet aan de taak die wordt uitgevoerd

Samenvatting 

Een thermostatische condenspot is een condenspot die werkt volgens het principe van temperatuurverschil tussen stoom en koel condensaat en lucht. De stoomdruk neemt toe in een thermostatisch element. Hierdoor sluit de condenspot. Om deze condenspot te openen, gaan condensaat en niet-condenseerbare gassen in het koelgedeelte terug naar boven waardoor de temperatuur daalt en het thermostatische element samentrekt waardoor de klep opent. Er zijn drie soorten thermostatische condenspotten: balanced pressure thermostatic steam trap, liquid expansion thermostatic steam trap en bimetaal condenspot. Elk van deze drie condenspotten werkt onverschillig, waardoor elk geschikt is voor een specifiek type toepassing.

Thermostatische condenspotten worden gemaakt van verschillende sterke en corrosiebestendige materialen zoals roestvrij staal, koolstofstaal en brons. Deze condenspotten worden gebruikt bij lichte condensaatbelastingen. Thermostatische condenspotten worden gebruikt in verschillende toepassingen zoals radiatoren, sterilisatoren, tracerleidingen, verwarmingsspiralen, verdampers, kookketels en andere. Deze condenspotten hebben vele voordelen, zoals een hoog rendement, eenvoudig onderhoud en eenvoudige installatie, de mogelijkheid om lucht en andere gassen af te voeren waardoor waterslag wordt verminderd en een hoge afvoersnelheid kan worden bereikt.