Die Hauptquellen nicht kondensierbarer Gase wie Luft in Dampfsystemen sind:
(1) Nach dem Schließen des Dampfsystems wird ein Vakuum erzeugt und Luft angesaugt
(2) Kesselspeisewasser führt Luft
(3) Speisewasser und Kondenswasser kommen mit der Luft in Berührung
(4) Zuführ- und Entladeraum für intermittierende Heizgeräte
Nicht kondensierbare Gase sind sehr schädlich für Dampf- und Kondensatsysteme
(1) Erzeugt thermischen Widerstand, beeinträchtigt die Wärmeübertragung, verringert die Leistung des Wärmetauschers, verlängert die Heizzeit und erhöht den Dampfdruckbedarf
(2) Aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit von Luft führt die Anwesenheit von Luft zu einer ungleichmäßigen Erwärmung des Produkts.
(3) Da die Temperatur des Dampfes in nicht kondensierbarem Gas nicht anhand des Druckmessgeräts bestimmt werden kann, ist dies für viele Prozesse nicht akzeptabel.
(4) In der Luft enthaltenes NO2 und C02 kann leicht zu Korrosion an Ventilen, Wärmetauschern usw. führen.
(5) Nicht kondensierbares Gas gelangt in das Kondenswassersystem und verursacht einen Wasserschlag.
(6) Bei einem Luftanteil von 20 % im Heizraum sinkt die Dampftemperatur um mehr als 10 °C. Um den Dampftemperaturbedarf zu decken, muss der Dampfdruck erhöht werden. Darüber hinaus führt die Anwesenheit von nicht kondensierbarem Gas zu einem Absinken der Dampftemperatur und zu schwerwiegenden Dampfstauungen im hydrophoben System.
Zu den drei Wärmeübertragungs-Wärmewiderstandsschichten auf der Dampfseite – Wasserfilm, Luftfilm und Zunderschicht – gehören:
Der größte Wärmewiderstand entsteht durch die Luftschicht. Ein Luftfilm auf der Wärmetauscherfläche kann zu Kältebrücken führen oder, schlimmer noch, die Wärmeübertragung vollständig verhindern oder zumindest zu einer ungleichmäßigen Erwärmung führen. Tatsächlich ist der Wärmewiderstand von Luft mehr als 1500-mal so hoch wie der von Eisen und Stahl und 1300-mal so hoch wie der von Kupfer. Wenn das kumulative Luftverhältnis im Wärmetauscherraum 25 % erreicht, sinkt die Dampftemperatur deutlich, was die Wärmeübertragungseffizienz verringert und zu Sterilisationsfehlern während der Sterilisation führt.
Daher müssen nicht kondensierbare Gase im Dampfsystem rechtzeitig entfernt werden. Das gängigste thermostatische Entlüftungsventil auf dem Markt enthält einen versiegelten, mit Flüssigkeit gefüllten Beutel. Der Siedepunkt der Flüssigkeit liegt etwas unter der Sättigungstemperatur des Dampfes. Umgibt reiner Dampf den versiegelten Beutel, verdampft die Flüssigkeit im Inneren, und der Druck bewirkt das Schließen des Ventils. Befindet sich Luft im Dampf, ist dessen Temperatur niedriger als die des reinen Dampfes, und das Ventil öffnet automatisch, um die Luft abzulassen. Befindet sich reines Dampf, schließt das Ventil wieder, und das thermostatische Entlüftungsventil entfernt die Luft während des gesamten Betriebs des Dampfsystems automatisch. Die Entfernung nicht kondensierbarer Gase verbessert die Wärmeübertragung, spart Energie und steigert die Produktivität. Gleichzeitig wird die Luft rechtzeitig entfernt, um die für die Temperaturregelung entscheidende Prozessleistung aufrechtzuerhalten, die Erwärmung gleichmäßig zu gestalten und die Produktqualität zu verbessern. Korrosion und Wartungskosten werden reduziert. Eine schnellere Anlaufgeschwindigkeit und ein geringerer Anlaufverbrauch sind entscheidend für die Entleerung von Dampfheizungsanlagen mit großen Räumen.
Das Entlüftungsventil des Dampfsystems wird am besten am Ende der Rohrleitung, im toten Winkel des Geräts oder im Rückhaltebereich des Wärmetauschers installiert, da dies die Ansammlung und Beseitigung nicht kondensierbarer Gase begünstigt. Vor dem thermostatischen Entlüftungsventil sollte ein manueller Kugelhahn installiert werden, damit der Dampf während der Wartung des Entlüftungsventils nicht gestoppt werden kann. Bei abgeschaltetem Dampfsystem ist das Entlüftungsventil geöffnet. Soll der Luftstrom während des Abschaltens von der Außenwelt isoliert werden, kann vor dem Entlüftungsventil ein weichdichtendes Rückschlagventil mit geringem Druckabfall installiert werden.
Veröffentlichungszeit: 18. Januar 2024
