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Probleme an Kondensatableitern
Luftabschluss
Was ist Luftabschluss?
„Luftabschluss“ ist ein Problem, das typischerweise bei Dampf-, Luft- oder Gasableitern auftritt. Dabei bewirkt ein nicht kondensierbares Gas, wie beispielsweise Luft, dass das Ablassventil geschlossen bleibt. Dadurch wird auch die Kondensatableitung behindert.
Dampf-/Luft-/Gasableiter sind automatische Ventile, die für folgende Anwendungen ausgelegt sind:
- Sachgemäße Entwässerung
- Zurückhalten des Dampfs bzw. der Luft oder des entsprechenden Gases
Der Luftabschluss im Gasableiter führt zunächst dazu, dass die Luft bzw. das Gas zurückgehalten wird. Damit funktioniert der Betriebsmechanismus des Gas- bzw. Luftableiters ordnungsgemäß. In diesem Moment staut sich dahinter jedoch die Flüssigkeit, was möglicherweise nicht gewünscht ist.
| Problem des Luftabschlusses in einem Prozess |
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| Im Gegensatz zu Dampf kann Luft nicht kondensieren und ihr Volumen nicht ändern. Ein Luftpolster kann in einem Dampf-/Luft-/Gasableiter eingeschlossen bleiben. Dies führt zu einem als Luftabschluss bezeichneten Problem. |
Der Luftabschluss ist mit dem Dampfabschluss vergleichbar. Der Hauptunterschied zwischen beiden besteht darin, dass es bei Wärmeverlust zur Kondensation des Dampfes kommt, sodass das Kondensat langsam abgeleitet werden kann. Luft hingegen kondensiert nicht und bleibt eingeschlossen, sodass das Problem weiterhin besteht.
| Unterschied zwischen Luftabschluss und Dampfabschluss | |
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| Wenn Luft eingeschlossen wird, löst sich das Problem nicht von selbst, denn die Luft kann auch bei Wärmeabgabe nach außen nicht kondensieren. | Wenn ein Dampfabschluss auftritt, kann sich das Problem von selbst lösen, da der Dampf durch Strahlungswärmeverlust kondensiert und somit die Volumenvorlage zusammenbricht.
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Gegenmaßnahmen für Kondensatableiter
Je nachdem, ob das Problem in einem Kondensatableiter oder in einem Luft-/Gasableiter auftritt, unterscheiden sich die Maßnahmen gegen Luftabschluss.
Bei Kondensatableitern wird das Problem in der Regel dadurch behoben, dass sie mit einem eingebauten automatischen Entlüfter zum Abführen nicht kondensierbarer Gase wie Luft ausgestattet sind. Dies ist möglich, da Luft und andere nicht kondensierbare Gase vom Prozess nicht verwendet werden. Es handelt sich vielmehr um unerwünschte Medien, die mit Dampf vermischt sind.
Da Rohrleitungen beim Anfahren in der Regel die Umgebungstemperatur haben, wird bei vielen Entlüftungen auf den Temperaturunterschied zwischen Luft und Dampf gesetzt. Dafür wird ein temperaturabhängiger Öffnungs-/Schließmechanismus verwendet: Das Entlüftungsventil bleibt bei kühleren Temperaturen zwangsweise geöffnet, sodass Luft aus dem System abgeführt werden kann. Es schließt, wenn es durch Dampf erwärmt wird, um ein unerwünschtes Austreten von Dampf zu verhindern.
Viele Dampfsysteme verwenden Ableiter, die entweder mit einem X-Element oder einem Bimetalbauteil ausgestattet sind. Dadurch können nicht kondensierbare Gase wie Luft automatisch aus dem Ableiter ausgetragen werden, was eine problemlose Kondensatabführung ermöglicht.
Automatische Entlüftungsmechanismen
| Entlüftung mit einem Kapsel-Element |
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| Ein Kapsel-Element-Entlüfter öffnet und schließt sich durch die Expansion und Kontraktion eines Kapselelements. Dieses kann entweder ein Alkohol-Wasser-Gemisch enthalten, dessen Siedepunkt immer unter dem des Wassers liegt, oder ein Bimetall-Element, das sich bei Temperaturen unter 100 °C verformt. |
| Entlüftung mit einem Bimetall |
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| Im kalten Zustand bleibt das Bleimetall zusammengezogen. Dadurch wird das Verschließen des Ventils verhindert und eine schnelle Luftabführung ermöglicht. |
Gegenmaßnahmen für Luft-/Gasableiter
Zur Beseitigung von Luftabschluss in Luft- oder Gasableitern wird in der Regel eine andere Methode verwendet, da das Gas oder die Luft, die das Problem typischerweise verursacht, auch für den Prozess verwendet wird und nicht verschwendet werden sollte.
In diesem Fall sollte die Luft oder das Gas mithilfe einer Druckausgleichsleitung, auch Pendelleitung genannt, in einen größeren Raum zurückgeführt werden. Dadurch sollte das Kondensat ordnungsgemäß durch den Ableiter abgeführt werden können. Pendelleitungen sind ein äußerst einfaches und wirksames Mittel zur Lösung von Luftabschlussproblemen bei diesen Arten von Ableitern. Weitere Informationen zu ihrer Installation finden Sie in der Einbau- und Betriebsanleitung Ihres Luft-/Gasableiters.
| Installieren einer Pendelleitung zu einem Luftableiter |
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Bei der Installation einer Pendelleitung ist darauf zu achten, dass der Druck gut ausgeglichen wird. Kondensat mit höherer Dichte sollte im niedrigeren Teil des Ableiters verbleiben, während Luft/Gas mit niedrigerer Dichte im höheren Teil des Ableiters verbleiben sollte, um eine Rückführung in den Prozess zu ermöglichen. Durch diese Anordnung sollte eine problemlose Abführung des Kondensats gewährleistet sein.
Tipps zur Auslegung von Pendelleitungen
Pendelleitungen erfordern eine sehr präzise Auslegung. Wenn die Leitung nicht sachgerecht ausgelegt ist und der Druck zu stark ansteigt, kann es zu einem Rückfluss von Luft/Gas kommen, wodurch sich das Problem verschlimmert. Ebenso kann ein Druckverlust in einer Druckausgleichsleitung mit zu kleinem Durchmesser verhindern, dass Luft/Gas ordnungsgemäß aus dem Ableiter transportiert wird.
| Problem mit hohem Gegendruck der Pendelleitung |
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| Ist die Pendelleitung nicht sachgerecht ausgelegt, kann es zu einem Rückfluss von Luft/Gas kommen. Dadurch verschlimmert sich das Problem. |
| Problem mit der Nennweite der Pendelleitung |
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| Der Durchmesser der Druckausgleichsleitung muss groß genug sein, um die eingeschlossene Luft/das eingeschlossene Gas ausreichend entfernen zu können. |
Bei senkrechten Leitungen mit Luft-/Gasableitern am unteren Ende ist eine Druckausgleichsleitung oft nicht erforderlich, da sich Flüssigkeit und Gas frei bewegen können, wodurch Probleme durch Luftbindung begrenzt werden.
Zusätzlicher Hinweis
Unabhängig davon, ob Ihr System Kondensat- oder Luft-/Gasableiter verwendet, sollten Rohrleitungen immer so konfiguriert sein, dass eine problemlose und schnelle Abführung des Kondensats gewährleistet ist.