Mechanische Kondensatableiter nutzen den Dichteunterschied zwischen Dampf und Kondensat. Sie leiten kontinuierlich große Mengen Kondensat durch und eignen sich für eine Vielzahl von Prozessanwendungen. Zu den Typen gehören Schwimmer- und Glockenkondensatableiter.

Kugelschwimmer-Kondensatableiter (Mechanische Kondensatableiter)

Schwimmerableiter erkennen den Dichteunterschied zwischen Dampf und Kondensat. Bei dem im Bild rechts gezeigten Ableiter (einem Schwimmerableiter mit Luftventil) führt das in den Ableiter gelangende Kondensat dazu, dass der Schwimmer steigt, wodurch das Ventil von seinem Sitz abgehoben wird und die Luft entweicht.

Moderne Kondensatableiter verfügen über Reglerentlüftungen, wie auf dem Foto rechts zu sehen (Schwimmerableiter mit Reglerentlüftungen). Dadurch kann zunächst Luft durchströmen, während der Ableiter gleichzeitig Kondensat aufnimmt.

Die automatische Entlüftung verwendet eine Druckausgleichsblasenanordnung, die einem Regler-Kondensatableiter ähnelt und sich im Dampfbereich über dem Kondensatniveau befindet.

Nach dem ersten Entlüften bleibt es solange geschlossen, bis sich im konventionellen Betrieb Luft oder andere nicht kondensierbare Gase ansammeln und durch Absenken der Temperatur des Luft-Dampf-Gemisches geöffnet werden.

Die Reglerentlüftung bietet den zusätzlichen Vorteil, dass sie die Kondensationskapazität bei Kaltstarts deutlich verbessert.

Früher war die Entlüftung des Reglers bei Wasserschlägen im System etwas anfällig. Bei starken Wasserschlägen konnte sogar die Kugel brechen. Moderne Schwimmerableiter hingegen bestehen aus einer kompakten, sehr robusten Edelstahlkapsel. Moderne Schweißtechniken an der Kugel machen den gesamten Schwimmer auch bei Wasserschlägen sehr robust und zuverlässig.

In mancher Hinsicht kommt der Schwimmerthermostatableiter einem perfekten Kondensatableiter am nächsten. Unabhängig von der Änderung des Dampfdrucks wird dieser nach der Kondensatbildung so schnell wie möglich abgelassen.

Vorteile von Schwimmerthermostate-Kondensatableitern

Der Kondensatableiter leitet kontinuierlich Kondensat bei Dampftemperatur ab. Daher ist er die erste Wahl für Anwendungen, bei denen die Wärmeübertragungsrate der bereitgestellten beheizten Oberfläche hoch ist.

Es bewältigt große und kleine Kondensatmengen gleichermaßen gut und ist unempfindlich gegenüber großen und unerwarteten Schwankungen bei Druck oder Durchfluss.

Solange eine automatische Entlüftung installiert ist, kann die Falle ungehindert Luft ablassen.

Für seine Größe ist das eine übergroße Leistungsfähigkeit.

Die Version mit Dampfsperren-Ablassventil ist der einzige Ableiter, der für jede Dampfsperre, die gegen Wasserschläge beständig ist, uneingeschränkt geeignet ist.

Nachteile von Schwimmerthermostat-Kondensatableitern

Schwimmerfallen sind zwar nicht so anfällig wie Glockenkondensatoren, können aber durch heftige Phasenänderungen beschädigt werden. Bei der Installation an einem exponierten Ort sollte der Hauptkörper isoliert und/oder durch eine kleine sekundäre Einstellablauffalle ergänzt werden.

Wie bei allen mechanischen Kondensatableitern ist für den Betrieb in einem variablen Druckbereich eine völlig andere Innenstruktur erforderlich. Kondensatableiter, die für höhere Differenzdrücke ausgelegt sind, verfügen über kleinere Öffnungen, um den Auftrieb des Schwimmers auszugleichen. Wird der Kondensatableiter einem höheren Differenzdruck als erwartet ausgesetzt, schließt er und lässt kein Kondensat durch.

Glockenkondensatableiter (mechanische Kondensatableiter)

(i) Das Fass sackt ab und zieht das Ventil aus seinem Sitz. Kondensat fließt unter den Boden des Eimers, füllt den Eimer und läuft durch den Auslass ab.

(ii) Durch den einströmenden Dampf wird das Fass zum Schweben gebracht, steigt dann auf und verschließt den Auslass.

(iii) Der Ableiter bleibt geschlossen, bis der Dampf im Behälter kondensiert oder durch die Entlüftungsöffnung an die Oberseite des Ableiterkörpers sprudelt. Anschließend sinkt er ab und reißt den größten Teil des Ventils aus seinem Sitz. Angesammeltes Kondensat wird abgelassen und der Kreislauf läuft weiter.

In (ii) sorgt die beim Anfahren in den Ableiter gelangende Luft für den Auftrieb des Eimers und schließt das Ventil. Die Eimerentlüftung ist wichtig, damit die Luft nach oben aus dem Ableiter entweichen und schließlich durch die meisten Ventilsitze abgelassen werden kann. Aufgrund kleiner Löcher und geringer Druckunterschiede entlüften Ableiter die Luft relativ langsam. Gleichzeitig muss eine gewisse Dampfmenge durchgelassen (und somit verschwendet) werden, damit der Ableiter nach dem Entlüften funktioniert. Parallele Entlüftungsöffnungen außerhalb des Ableiters verkürzen die Anlaufzeit.

Vorteile vonGlockenkondensatableiter

Der Glockenkondensatableiter wurde entwickelt, um hohem Druck standzuhalten.

Es ähnelt einem schwimmenden thermostatischen Dampfköder und ist sehr tolerant gegenüber Wasserschlägen.

Es kann an der Heißdampfleitung verwendet werden, indem an der Nut ein Rückschlagventil angebracht wird.

Der Fehlermodus ist manchmal offen und daher sicherer für Anwendungen, die diese Funktionalität erfordern, wie etwa die Turbinenentwässerung.

Nachteile von Glockenkondensatableitern

Aufgrund der geringen Öffnung oben am Eimer entlüftet dieser Ableiter die Luft nur sehr langsam. Die Öffnung kann nicht vergrößert werden, da der Dampf im Normalbetrieb zu schnell durchströmen würde.

Im Kondensatableiterkörper sollte sich genügend Wasser befinden, um den Rand des Behälters abzudichten. Verliert der Kondensatableiter seine Wasserdichtigkeit, entweicht Dampf durch das Auslassventil. Dies kann häufig bei Anwendungen mit plötzlichem Dampfdruckabfall auftreten, wodurch ein Teil des Kondensats im Kondensatableiterkörper zu Dampf verdampft. Der Behälter verliert seinen Auftrieb und sinkt, sodass frischer Dampf durch die Ablauflöcher strömen kann. Erst wenn genügend Kondensat den Kondensatableiter erreicht, kann dieser wieder wasserdicht gemacht werden, um Dampfverlust zu verhindern.

Wird ein Glockenkondensator in einer Anwendung eingesetzt, bei der mit Druckschwankungen in der Anlage zu rechnen ist, sollte vor dem Kondensator ein Rückschlagventil in die Zuleitung eingebaut werden. Dampf und Wasser können in die angegebene Richtung frei strömen, während ein Rückfluss unmöglich ist, da das Rückschlagventil gegen seinen Sitz gedrückt wird.

Die hohe Temperatur von überhitztem Dampf kann dazu führen, dass ein Glockenkondensator seine Wasserdichtung verliert. In solchen Fällen ist ein Rückschlagventil vor dem Kondensator unerlässlich. Nur sehr wenige Glockenkondensatoren werden standardmäßig mit einem integrierten Rückschlagventil hergestellt.

Wird ein Glockensiphon Temperaturen nahe dem Gefrierpunkt ausgesetzt, kann er durch einen Phasenwechsel beschädigt werden. Wie bei den verschiedenen Arten mechanischer Siphons kann dieser Nachteil durch eine geeignete Isolierung ausgeglichen werden, sofern die Bedingungen nicht zu rau sind. Liegen die zu erwartenden Umgebungsbedingungen deutlich unter dem Gefrierpunkt, gibt es viele leistungsstarke Siphons, die für ihre Aufgabe sorgfältig geprüft werden sollten. Im Falle eines Hauptabflusses wäre ein thermodynamischer Siphon die erste Wahl.

Wie beim Schwimmerkondensator ist die Öffnung des Glockenkondensators so ausgelegt, dass sie dem maximalen Druckunterschied standhält. Wird der Kondensator einem höheren Differenzdruck als erwartet ausgesetzt, schließt er und lässt kein Kondensat durch. Erhältlich in verschiedenen Öffnungsgrößen für einen breiten Druckbereich.