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Kondensatrückführung
Kondensatrückführung: Offene und geschlossene Systeme
Kondensatsysteme können in offene und geschlossene Systeme klassifiziert werden, je nachdem ob das Kondensat in einem belüfteten Kondensatbehälter gesammelt oder in einen unter Druck stehenden Behälter bzw. direkt in den Kessel zurückgefördert wird.
Offene und geschlossene Kondensatsysteme
In einem offenen System wird Kondensat durch den Druck am Kondensatableitereintritt oder mit Hilfe einer Pumpe in einen belüfteten Kondensatbehälter gefördert und als Kesselspeisewasser oder als Wärmeträger zur Beheizung von Prozessen verwendet.
In einem geschlossenen System wird Kondensat bei der Förderung auf hohem Druckniveau gehalten. Das unter Druck stehende Kondensat wird im Allgemeinen als Kesselspeisewasser genutzt. Da der anfallende Entspannungsdampf einen hohen Druck hat, kann er in Dampfverbrauchern wie Abhitzekesseln und Kaskadensystemen verwendet werden.
Außer dem Druck ist der Hauptunterschied zwischen offenem und geschlossenen Kondenatsystem die Temperatur, bei der das Kondensat gefördert wird. In einem offenen System kann das Kondensat mit einer maximalen Temperatur von etwas unter 100 °C wiederverwertet werden, da das Kondensat bei dieser Temperatur verdampft und beim Transport über die Rohrleitung Wärme abgestrahlt wird.
In einem geschlossenen System kann Kondensat bei wesentlich höheren Temperaturen wiederverwertet werden. Bei einem Systemdruck von 10 bar kann das Kondesat z.B. mit einer Temperatur von 184 °C genutzt werden, indem es beispielsweise einem thermischen Entgaser zugeführt wird, der die Kondensatwärme aufnimmt.
Tip
Offene Kondensatsysteme sind nicht auf Anwendungen mit positiven Differenzruck am Kondensatableiter beschränkt. Es können auch Pump-Kondensatableiter verwendet werden, bei denen über eine Pendelleitung ein Druckausgleich mit dem Dampfverbraucher hergestellt wird. Das Kondenat kann dann ungeachtet des absoluten Drucks im Verbraucher durch die Schwerkraft abfließen, und eine zuverlässige Entwässerung wird durch das Pumpen gewährleistet.
Offenes oder geschlossenes System?
Die Wahl zwischen einem offenen und einem geschlossenen Kondensatsystem sollte auf einer sorgfältigen wirtschaftlichen Betrachtung von Nutzen und Aufwand für jedes Systems beruhen, die folgende Faktoren berücksichtigt:
- Auswirkungen von Kondensatgegendruck für die Entwässerung
- Anzahl und Größe der Dampfverbraucher mit Kondensatrückführung im Verhältnis zum finanziellen und technischen Aufwand
- Notwendigkeit eines Systems zur Nachdampfnutzung
Für nähere Informationen zum Thema Kondensatförderung mittels Eigendruck oder Kondensatpumpe lesen Sie bitte hier:
| Typische Anwendungsbereiche für offene und geschlossene Kondensatsysteme. |
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| Da offene Kondensatsysteme normalerweise kostengünstiger zu realisieren sind, werden diese meistens dort angwandt, wo die Rentabilität eines geschlossenen Sytems als zu gering eingeschätzt wird, z.B. in Systemen mit niedrigem Dampfdruck. |
Vor- und Nachteile von offenen Kondensatsytemen
Die Investitionskosten für offene Kondensatsysteme sind meist wesentlich geringer als für geschlossene Systeme, da ihr Aufbau viel einfacher ist. Auch die Auslegung der Kondensat-Rückführleitung ist einfacher, da sie durch die vorherige Abtrennung des Entspannungsdampfes wie Wasserleitungen behandelt werden können.
Andererseits muss ein höherer Energieverlust in Kauf genommen werden, wenn Entspannungsdampf aus dem offenen Kondensatbehälter entweicht - besonders bei Anlagen mit hohem Druck vor dem Kondensatableiter. Die resultierenden Dampfschwaden können auch die Arbeitsumgebung der Anlage negativ beeinflussen.
| Beispiel für Kondensatrückführung mit offenem Kondensatbehälter |
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| Die Installation von offenen Kondensatsystemen ist oft kostengünstiger zu realisieren als bei geschlossenen Systemen. Die Energieeinsparung fällt jedoch geringer aus. |
Vor- und Nachteile von geschlossenen Kondensatsystemen
Die Konzeption von geschlossenen Kondensatsystemen erfordert mehr Aufwand als die von offenen Systemen. So muss z.B. ein Überströmentil für das Abströmen von überschüssigem Entspannungsdampf ins Freie installiert werden und die Kondensat-Rückführleitung muss groß genug für eine Zweiphasenströmung aus flüssigem Kondensat und Entspannungsdampf dimensioniert werden.
Diese Systeme ermöglichen dafür aber wesentlich größere Energieeinsparungen als offene Kondensatsysteme. Da kein Entspannungsdampf verloren geht, kann insgesamt mehr Kondensat zurückgeführt und wiederverwertet werden. Durch das Ausbleiben von Dampfschwaden wird die Arbeitsumgebung der Anlage verbessert.
| Beispiel für ein geschlossenes Kondesatsystem |
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| Geschlossene Kondensatsysteme sind oft kostenaufwendiger bei der Installation, erlauben dafür aber höhere Energieeinsparungen. |
Übersicht
| Offenes System | Geschlossenes System | |
|---|---|---|
| Kondensattemperatur bei Rückführung | Bis100 °C | Bis180 °C |
| Systemaufbau | Einfach | Aufwendiger |
| Investitionskosten | Geringer | Höher |
| Betriebskosten | Variabel | Variabel |
| Korrosion der Rohrleitung | Stark (Kondensat kommt in Kontakt mit Luft) | Gering (kein Kontakt mit Luft) |
| Dampfschwaden | Viel (bei hoher Kondensattemperatur) | Sehr gering |
| Verwendungen für zurückgeführtes Kondensat | Kesselspeisewaser Wärmeträger zum Vorheizen Heißwasser zum Reinigen etc. | Hauptsächlich für direkte Rückspeisung in den Kessel und Nachdampfnutzung |
Kann höher sein. Begrenzt durch max. Betriebstemperatur der Pumpe und Zubehör