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Probleme an Kondensatableitern
Luftabschluss
Was ist Luftabschluss?
"Luftabschluss" ist ein Problem, das typischerweise bei Dampf-, Luft- oder Gasableitern auftritt, bei denen ein nicht kondensierbares Gas wie Luft bewirkt, dass das Ablassventil geschlossen bleibt und damit auch die Kondensatableitung behindert wird.
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 dem 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 sein Volumen ändern. Ein Luftpolster kann in einem Dampf-/Luft-/Gasableiter eingeschlossen bleiben, was zu einem Problem führt, das als Luftabschluss bezeichnet wird. |
Der Luftabschluss ist mit Dampfabschluss vergleichbar. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Problemen besteht darin, dass es bei Wärmeverlust zu einer Kondensation des Dampfes führt, so dass das Kondensat langsam abgeleitet werden kann. Luft hingegen kondensiert nicht, bleibt eingeschlossen, so dass das Problem weiterhin besteht.
| Unterschied zwischen Luftabschluss und Dampfabschluss | |
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Wenn Luft eingeschlossen wird, löst sich das Problem nicht von selbst, da die Luft auch bei Wärmeabgabe nach außen nicht kondensieren kann. |
Wenn ein Dampfabschuss auftritt, kann sich das Problem von selbst lösen, da Dampf durch Strahlungswärmeverlust kondensiert und damit die Volumenvorlage zusammenbricht.
Anmerkung: Das Problem kann beim folgenden Entwässerungsszyklus immer noch auftreten. |
Gegenmaßnahmen für Kondensatableiter
Die Maßnahmen gegen Luftabschluss unterscheiden sich je nachdem, ob das Problem in einem Kondensatableiter oder in einem Luft-/Gasableiter auftritt.
Bei Kondensatableitern wird das Problem in der Regel dadurch behoben, dass der Kondensatableiter mit einem eingebauten automatischen Entlüfter zum Abführen nicht kondensierbarer Gase wie Luft ausgestattet ist. Dies ist möglich, weil die 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 Umgebungstemperatur haben, wird bei vielen Entlüftungen auf den Temperaturunterschied zwischen Luft und Dampf gesetzt und es wird ein temperaturabhängigen Öffnungs-/Schließmechanismus verwendet: Das Entlüftungsventil bleibt bei kühleren Temperaturen zwangsweise geöffnet, damit Luft aus dem System abgeführt werden kann. Es schließt, wenn es durch Dampf erwärmt wird, um unerwünschtes Austreten von Dampf zu verhindern.
Viele Dampfsysteme verwenden Ableiter, die entweder mit einem X-Element oder einem Bimetalbauteil ausgestattet sind, damit nicht kondensierbare Gase wie Luft automatisch aus dem Ableiter ausgetragen werden können, was eine problemlose Kondensatabführung ermöglicht.
Automatische Entlüftungsmechanismen
| Entlüftung mit einem Kapsel-Element |
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| Das Öffnen und Schließen eines Kapsel-Element-Entlüfters basiert auf der Expansion und Kontraktion eines Kapselelements, das entweder ein Alkohol-Wasser-Gemisch enthält, 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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| Das Bimetal bleibt im kalten Zustand zusammengezogen, wodurch das Verschließen des Ventils verhindert und eine schnelle Luftabführung ermöglicht wird. |
Gegenmaßnahmen für Luft-/Gasableiter
Zur Beseitigung von in Luft- oder Gasableitern auftretenden Luftabschluss wird in der Regel eine andere Methode verwendet, da das Gas oder die Luft, die typischerweise das Problem verursacht auch für den Prozess verwendet wird und nicht verschwendet werden sollte.
In diesem Fall sollte die Luft oder das Gas mit Hilfe einer Druckausgleichsleitung, einer sog. Pendelleitung, in einen größeren Raum zurückgeführt werden. Dadurch sollte 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 sollten in der Einbau- und Betriebsanleitung Ihres Luft-/Gasableiters enthalten sein.
| Installieren einer Pendelleitung zu einem Luftableiter |
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Beim Installieren 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 Rückführung in den Prozess zu ermöglichen. Diese Anordnung sollte eine problemlose Abführung des Kondensats gewährleisten.
Tipps zur Auslegung von Pendelleitung
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 das Problem schlimmer wird als zuvor. Ebenso kann ein Druckverlust in einer Druckausgleichsleitung mit einem zu kleinen Durchmesser verhindern, dass Luft/Gas ordnungsgemäß aus dem Ableiter transportiert wird.
| Problem mit hohem Gegendruck der Pendelleitung |
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| Wenn die Pendelleitung nicht sachgerecht ausgelegt ist, kann es zu einem Rückfluss von Luft/Gas kommen, wodurch das Problem schlimmer wird als zuvor. |
| 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, die Luft-/Gasableiter am unteren Ende installiert haben, ist eine Druckausgleichsleitung oft nicht erforderlich, da sich die Flüssigkeit und das Gas frei bewegen sollten, wodurch Probleme durch Luftbindung begrenzt werden.
Unabhängig davon, ob Ihr System Kondensatableiter oder Luft-/Gasableiter verwendet, sollten Rohrleitungen immer so konfiguriert sein, dass eine problemlose und schnelle Abführung des Kondensats gewährleistet ist.