Wenn der Gegendruck nicht zu groß ist, kann häufig der am Kondensatableitereintritt anstehende Druck als treibende Kraft genutzt werden, um das Kondensat zum Sammelbehälter zurückzufördern. Diese Art der Kondensatrückführung ist die einfachste und kostengünstigste. Da keine weiteren Hilsmittel benötigt werden ist sie leicht umzusetzen und sollte nach Möglichkeit die erste Wahl sein.

Es gibt zwei Anwendungsfälle, bei denen der Eintrittsdruck am Kondensatableiter für die Rückförderung genutzt werden kann:

• Ableitung in eine fallende Kondensatleitungen mittels Schwerkraft
• Ableitung in eine Steigleitung bei immer vorhandenem positiven Differenzdruck

Ableitung in eine fallende Kondensatleitung mittels Schwerkraft

Bei einer fallenden Leitung vom Kondensatableiter zu einem drucklosen Kondensatbehälter ist der Differenzdruck immer positiv (sofern im Dampfverbraucher kein Vakuum entstehen kann), so dass das Kondensat frei ablaufen kann.

Steigende Kondensatleitungen

Kondensat kann auch in eine höher liegende Kondensatleitung abgeleitet werden, sofern der Differenzdruck am Kondensatableiter immer positiv ist. Ein typisches Beispiel dafür ist eine Leitungsentwässerung, bei der die Kondensatsammelleitung über der Dampfleitung liegt.

Mit wachsender horizontaler Leitungslänge und Steighöhe nimmt auch der Kondensatgegendruck zu. Sobald der Differenzdruck negativ wird, kann das Kondensat nicht mehr durch den Eintrittsdruck am Kondensatableiter gefördert werden und eine Pumpe, ein Kondensatheber oder Pump-Kondensatableiter wird benötigt.

Eine Kondensatpumpe bzw. ein Kondensatheber wird zur Förderung benötigt, sobald der Gegendruck größer ist als der minimal mögliche Entrittsdruck am Kondensatableiter. Der Kondensatgegenduck kann aus 3 Komponenten berechnet werden:

• Steighöhe nach dem Kondensatableiter (oder Kondensatpumpe bzw. -heber)
• Reibungsverluste in der Leitung
• Evtl. statischer Druck im Kondensatbehälter

Die Summe der Komponenten für den Kondensatgegendruck wird auch als Förderhöhe bezeichnet.

Die folgenden Betriebsverhältnisse sind Beispiele dafür, wo eine Pumpe für die Überwindung von Kondensatgegendruck erforderlich werden kann:

• Hydrostatischer Druck in einer Steigleitung zu einem höher gelegenen Sammelbehälter
• Reibungsverluste in langen Kondensatrückführleitungen
• Mit Druck beaufschlagte Kondensatbehälter oder Entspanner
• Kondensatförderung direkt in den Kessel

Elektrische Kondensatpumpen

Wenn der Gegendruck zu groß ist und damit der Differenzdruck am Kondensatableiter negativ wird, kann eine elektrische Kondensatpumpe verwendet werden, um die nötige Förderhöhe zu liefern und einen positiven Differenzdruck am Kondensatableiter herzustellen. Mit Hilfe von Pumpen kann Kondensat über wesentlich längere Strecken und größere Höhenunterschiede gefördert werden. Dabei wird es zunächst in einem Behälter gesammelt und dann dorthin gepumpt, wo es sinnvoll verwendet werden kann.

Zwei wichtige Größen sind bei der Verwendung von Pumpen zu beachten: Der verfügbare NPSH-Wert (Net Positive Suction Head) der Anlage am Eintritt der Pumpe und die Förderhöhe am Austritt der Pumpe. Damit die Pumpe zuverlässig fördern kann, muss ihr erforderlicher NPSH-Wert im Betriebspunkt kleiner sein als der vefügbare NPSH-Wert der Anlage, und ihre Förderhöhe muss groß genug sein, um den Gesamt-Gegendruck zu überwinden. Wenn diese Kriterien erfüllt sind ermöglichen elektrische Kondensatpumpen die Rückförderung großer Kondensatmengen selbst bei hohen Drücken. Mit besonderen Hochdruckpumpen lässt sich Kondensat sogar direkt in den Kessel zurückspeisen.

Allerdings gibt es bei elektrischen Pumpen mögliche Einschränkungen für Ihre Verwendung, wie z.B. das Fehlen von elektrischem Strom am Einbauort, strenge elektrotechnische Anforderungen (z.B. im Ex-Bereich) oder unzureichend verfügbare elektrische Anschlussleistung. Darüber hinaus ist ein häufiges Problem bei der Förderung heißer Medien mit konventionellen Kreiselpumpen die Kavitation.

Kavitation

Kavitation wird in der Pumpe durch die Bildung von Dampfblasen im Kondensat bei der Rotation der Laufräder hervorgerufen. Die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Kavitation steigt mit höherer Drehzahl, bei Kondensattemperaturenüber 80 °C und wenn der verfügbare NPSH-Wert der Anlage niederiger ist als der erforderliche NPSH-Wert der Pumpe. Durch Kavitation können die Laufräder der Pumpe schwer beschädigt werden, so dass die Pumpe nach kurzer Zeit unbrauchbar wird.

Für die Förderung von heißem Kondensat unter Ausschluss von Kavitation muss der NPSH-Wert der Anlage erhöht werden. Eine Möglichkeit dafür ist, einen Sammelbehhälter einige Meter über der Pumpe zu installieren und damit die Zulaufhöhe um 3 bis 5 Meter über den erforderlichen NPSH-Wert der Pumpe bei regulärer Wassertemperatur anzuheben (sofern der damit verbundene zusätzliche Kondensatgegendruck für die Entwässerung der Dampfverbraucher noch verkraftbar ist). Eine andere Methode ist die Einspeisung von Dampf in den Behälter, um den Druck und damit die Zulaufhöhe für die Pumpe zu erhöhen. Es gibt auch spezielle Ausführungen von Kondensatpumpen, mit denen Kavitation vermieden werden kann, wie später erläutert wird.

Dampf- oder druckluftbetriebene Kondensatheber

Mechanische Kondendensatpumpen, auch als Kondensatheber bezeichnet, kommen ohne Elektrik aus und wurden entwickelt, um die zuvor beschriebenen Schwierigkeiten mit elektrischen Kreiselpumpen, insbesondere die Kavitation, zu umgehen.

Mechanische Kondensatheber nutzen ein Antriebsmedium zur Verdrängung der Flüssigkeit. Sie arbeiten ohne rotierenden Laufräder, so dass keine Gefahr von Kavitation besteht. Sie sind auch bestens geeignet für den Einsatz im Ex-Bereich und in entlegenen Anlagenbereichen, da sie keine Elektrizität erfordern. Die Anzahl der Modelle und die Durchsatzkapazitäten von mechanischen Kondensathebern sind in den letzten Jahren gestiegen, so dass sie zunehmend zur bevorzugten Lösung für die Kondensatrückführung herangezogen werden.

Verwendung von speziellen Pumpen für die Kondensatrückführung

Spezielle elektrische Pumpen wurden für die Förderung von Kondensat unter Ausschluss von Kavitation entwickelt. Diese verwenden auf der Saugseite einen Ejektor, um das Problem des statischen Druckabfalls in den rotierenden Laufrädern zu vermeiden.

Durch den Ejektor wird dem Saugstutzen der Kreiselpumpe heißes Kondensat bei hohem Druck zugeführt, so dass die Förderung selbst noch bei sehr niedrigem verfügbaren NPSH-Wert der Anlage wie 1 m ohne Gefahr von Kavitation erfolgen kann. Aufgrund der niedrigen erforderlichen Zulaufhöhe kann mit dieser Pumpe der Installationsaufwand und Platzbedarf reduziert werden. Ein höher gelegener Kondensatbehälter wird nicht benötigt, und auf die Druckbeaufschlagung des Behälters, die zu größerem Kondensatgegendruck an den Verbrauchern und damit evtl. zu Entwässerungsproblemen führt, kann verzichtet werden. Im Prinzip kann diese Pumpe ähnlich wie eine gewöhnliche Kreiselpumpe eingesetzt werden.

Hochdruckpumpen mit Ejektor werden auch häufig in geschlossenen Kondensatsystem für die direkte Rückspeisung in den Kessel verwendet.