Mechanische Kondensatableiter nutzen den Dichteunterschied zwischen Dampf und Kondensat. Sie können große Kondensatmengen kontinuierlich durchlassen und eignen sich für eine Vielzahl von Prozessanwendungen. Zu den Typen gehören Schwimmer- und Becherkondensatableiter.

Kugelschwimmer-Kondensatableiter (Mechanische Kondensatableiter)

Kondensatableiter funktionieren, indem sie den Dichteunterschied zwischen Dampf und Kondensat messen. Im Fall des rechts abgebildeten Kondensatableiters (ein Kondensatableiter mit Entlüftungsventil) bewirkt das in den Ableiter gelangende Kondensat, dass der Schwimmer aufsteigt, das Ventil von seinem Sitz abhebt und so die Entlüftung einleitet.

Moderne Kondensatableiter verwenden Reglerentlüftungen, wie im Foto rechts dargestellt (Schwimmerkondensatoren mit Reglerentlüftungen). Dadurch kann anfänglich Luft durchströmen, während der Kondensatableiter gleichzeitig das Kondenswasser zurückhält.

Die automatische Entlüftung verwendet eine Druckausgleichsmembran, ähnlich einem Kondensatableiter mit Regler, die sich im Dampfbereich oberhalb des Kondensatniveaus befindet.

Nach dem Ablassen der anfänglichen Luft bleibt das Ventil so lange geschlossen, bis sich während des normalen Betriebs Luft oder andere nicht kondensierbare Gase ansammeln und durch Absenken der Temperatur des Luft/Dampf-Gemisches geöffnet werden.

Die Reglerentlüftung bietet den zusätzlichen Vorteil einer deutlich verbesserten Kondensationskapazität beim Kaltstart.

Früher wies die Reglerentlüftung bei Wasserschlag im System eine gewisse Schwachstelle auf. Bei starkem Wasserschlag konnte sogar die Kugel brechen. Moderne Schwimmerabscheider hingegen verfügen über eine kompakte, äußerst robuste Edelstahlkapsel als Entlüftung. Dank moderner Schweißtechniken ist der gesamte Schwimmer auch bei Wasserschlag sehr stabil und zuverlässig.

In mancher Hinsicht kommt der thermostatische Schwimmerkondensatableiter einem perfekten Kondensatableiter am nächsten. Unabhängig von den Schwankungen des Dampfdrucks wird das Kondensat unmittelbar nach seiner Entstehung abgeleitet.

Vorteile von thermostatischen Schwimmer-Kondensatableitern

Der Kondensatableiter leitet das Kondensat kontinuierlich bei Dampftemperatur ab. Dadurch eignet er sich optimal für Anwendungen, bei denen die Wärmeübertragungsrate der bereitgestellten beheizten Oberfläche hoch ist.

Es bewältigt große wie kleine Kondensatmengen gleichermaßen gut und lässt sich von starken und unerwarteten Schwankungen des Drucks oder des Durchflusses nicht beeinflussen.

Solange eine automatische Entlüftung installiert ist, kann die Luft aus dem Siphon ungehindert entweichen.

Für seine Größe ist das eine überdurchschnittliche Leistungsfähigkeit.

Die Ausführung mit Dampfsperrventil ist die einzige Kondensatableiter-Variante, die sich uneingeschränkt für alle Dampfsperren eignet, die resistent gegen Wasserschläge sind.

Nachteile von thermostatischen Kondensatableitern mit Schwimmer

Obwohl sie nicht so anfällig sind wie umgekehrte Eimer-Siphons, können Schwimmer-Siphons durch heftige Phasenänderungen beschädigt werden. Wenn sie an einem exponierten Ort installiert werden sollen, sollte der Hauptkörper abgedichtet und/oder durch einen kleinen sekundären Nachstell-Siphon ergänzt werden.

Wie alle mechanischen Kondensatableiter benötigen auch diese eine völlig andere interne Konstruktion, um in einem variablen Druckbereich zu funktionieren. 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 mehr durch.

Umgekehrte Eimer-Kondensatableiter (Mechanische Kondensatableiter)

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

(ii) Durch den einströmenden Dampf schwebt das Fass, steigt dann auf und verschließt den Auslass.

(iii) Der Kondensatableiter bleibt so lange geschlossen, bis der Dampf im Behälter durch die Entlüftungsöffnung bis zur Oberseite des Ableitergehäuses kondensiert oder aufsteigt. Er sinkt dann ab und zieht dabei den größten Teil des Ventils von seinem Sitz. Das angesammelte Kondensat wird abgeleitet, und der Kreislauf beginnt von Neuem.

In Fall (ii) sorgt die beim Anfahren in den Kondensatableiter einströmende Luft für den Auftrieb des Kondensatableiters und schließt das Ventil. Die Entlüftung des Kondensatableiters ist wichtig, damit die Luft nach oben entweichen und schließlich durch die meisten Ventilsitze abgeleitet werden kann. Aufgrund kleiner Öffnungen und geringer Druckdifferenzen entlüften Kondensatableiter relativ langsam. Gleichzeitig muss eine gewisse Dampfmenge durch den Kondensatableiter strömen (und somit verloren gehen), damit dieser nach der Entlüftung funktionsfähig bleibt. Parallele, außerhalb des Kondensatableiters installierte Entlüftungsöffnungen verkürzen die Anfahrzeit.

Vorteile vonUmgekehrte Eimer-Kondensatableiter

Der umgekehrte Eimer-Kondensatableiter wurde entwickelt, um hohem Druck standzuhalten.

Ähnlich wie ein schwimmender, thermostatisch geregelter Dampfköder ist er sehr tolerant gegenüber Wasserschlagbedingungen.

Es kann in der Heißdampfleitung verwendet werden, indem ein Rückschlagventil in die Nut eingebaut wird.

Der Fehlermodus ist manchmal offen, daher ist er sicherer für Anwendungen, die diese Funktionalität benötigen, wie z. B. Turbinenentwässerung.

Nachteile von umgekehrten Eimer-Kondensatableitern

Die geringe Größe der Öffnung oben am Behälter bewirkt, dass die Luft durch diese Falle nur sehr langsam entweicht. Die Öffnung kann nicht vergrößert werden, da der Dampf im Normalbetrieb zu schnell hindurchströmen würde.

Im Kondensatableiter muss ausreichend Wasser vorhanden sein, um den Rand des Auffangbehälters abzudichten. Verliert der Kondensatableiter seine Wasserdichtigkeit, entweicht Dampf über das Auslassventil. Dies kann häufig bei plötzlichem Dampfdruckabfall auftreten, wodurch ein Teil des Kondensats im Ableiterkörper schlagartig verdampft. Der Behälter verliert seinen Auftrieb und sinkt, wodurch frischer Dampf durch die Entlüftungsöffnungen austreten kann. Erst wenn genügend Kondensat den Kondensatableiter erreicht hat, ist er wieder wasserdicht und verhindert so Dampfverluste.

Wird ein umgekehrter Kondensatableiter in einer Anlage mit zu erwartenden Druckschwankungen eingesetzt, muss vor dem Ableiter ein Rückschlagventil in die Zuleitung eingebaut werden. Dampf und Wasser können in der angegebenen Richtung ungehindert fließen, ein Rückfluss ist jedoch durch den gegen seinen Sitz gepressten Rückschlagventilverschluss ausgeschlossen.

Die hohe Temperatur von überhitztem Dampf kann dazu führen, dass ein umgekehrter Eimer-Kondensatableiter seine Wasserdichtung verliert. In solchen Fällen ist ein vorgeschaltetes Rückschlagventil unerlässlich. Nur sehr wenige umgekehrte Eimer-Kondensatableiter werden standardmäßig mit einem integrierten Rückschlagventil gefertigt.

Wird ein umgedrehter Eimer-Geruchsverschluss nahe dem Gefrierpunkt ungeschützt gelassen, kann er durch einen Phasenübergang beschädigt werden. Wie bei anderen mechanischen Geruchsverschlüssen lässt sich dieser Nachteil durch eine geeignete Isolierung beheben, sofern die Bedingungen nicht zu extrem sind. Sind deutlich niedrigere Umgebungstemperaturen zu erwarten, stehen zahlreiche leistungsstarke Geruchsverschlüsse zur Verfügung, deren Eignung sorgfältig geprüft werden sollte. Im Falle eines Hauptabflusses wäre ein thermodynamischer Geruchsverschluss die erste Wahl.

Wie beim Schwimmerkondensatabscheider ist die Öffnung des umgekehrten Eimerkondensatabscheiders so ausgelegt, dass sie den maximalen Differenzdruck aufnehmen kann. Bei einem höheren Differenzdruck als erwartet schließt der Abscheider und verhindert das Durchlassen von Kondensat. Erhältlich mit verschiedenen Öffnungsgrößen für einen breiten Druckbereich.