Термодинамічний конденсатовідвідник застосовується для видалення конденсату з паропроводів та установок з насиченою та перегрітою парою. Принцип дії, заснований на термодинамічних властивостях конденсату та водяної пари, дозволяє конденсатовідвіднику працювати у широкому діапазоні перепадів тиску та температур. Проста конструкція з мінімальною кількістю внутрішніх елементів і відсутність механічно рухомих частин робить конденсатовідвідник нечутливим до гідравлічних ударів, а обслуговування і ремонт - максимально простим. Єдиний рухомий внутрішній елемент – пластина, розташована під ковпачком конденсатовідвідника.
Компанія ARI-Armaturen GmbH (Німеччина) виробляє термодинамічний конденсатовідвідник Ari-Cona-TD із зовнішнім або вбудованим фільтром для захисту від засмічення, а фланцевий або різьбовий корпус дозволяє вибрати зручний спосіб монтажу конденсатовідвідника. Номінальний тиск корпусу до PN63 та використання для виготовлення високоякісних сталей, у тому числі високотемпературних та нержавіючих, дає можливість застосовувати конденсатовідвідник Ari-Cona-TD для пари з температурою до +450 °С та перепадом тиску між стороною пари та лінією відведення конденсату (або атмосферою, при безнапірному конденсатопроводі або якщо повернення конденсату не выдбувається) до 42 бар.
Від продукції представленої на ринку, термодинамічні конденсатовідвідники Ari-Cona-TD вигідно відрізняються можливістю заміни сідла з різними виконаннями регулятора для забезпечення підвищеної пропускної здатності, ковпачку з ефектом обігрівальної камери для виключення впливу на роботу конденсатовідвідника навколишнього середовища та функції вбудованого зворотного клапана. Проте, існує й економічна модель із традиційною конструкцією.
На малюнку представлена конструкція термодинамічного конденсатовідвідника із зовнішнім фільтром на прикладі моделі Ari-Cona-TD 45.641. Складається з корпусу (2) із фланцевим, різьбовим або приварним приєднанням до трубопроводу. Конденсат, що надходить через вхідний отвір, проходить через сітчастий фільтр (4) і по каналу надходить в камеру, закриту ковпачком (1). У просторі камери розташована вільнопереміщувана пластина (3), яка керує роботою конденсатовідвідника і одночасно є запірним елементом. У цій моделі сідло з випускним отвором проточено безпосередньо в корпусі, для інших моделей конденсатовідвідників Ari-Cona-TD, сідло виконано окремою деталлю з різьбовим з'єднанням з корпусом. Очищення або ревізія сітки фільтра здійснюється за допомогою різьбової пробки (5). Різьбові з'єднання всіх елементів конденсатовідвідника не вимагають використання додаткових матеріалів ущільнювачів.
Принцип роботи термодинамічного конденсатовідвідника заснований на законі Бернуллі, згідно з яким у потоці середовища (газу або рідини) сума статичного тиску (потенційна енергія) та динамічний тиск напору (кінетична енергія) завжди величина постійна. Якщо статичний тиск знижується, збільшується швидкість (динамічний тиск) і навпаки. Зміна тиску відбувається коли конденсат потрапляє на пластину конденсатовідвідника і частина конденсату закипає через нижчий тиск з боку виходу з конденденсатовідвідника.
Якщо при запуску обладнання в конденсатовідвідник потрапляє холодний конденсат, то пластина піднімається потоком і конденсат відводиться через випускні отвори. Конденсатовідвідник повністю відкритий. Під час виходу обладнання на робочий режим конденсат стає гарячим і його тиск збільшується. У зоні між пластиною і сідлом конденсатовідвідника статичний тиск перетворюється на швидкість потоку.
Зі збільшенням кінетичної енергії тиск знижується і конденсат починає випаровуватися, збільшується і швидкість потоку. Зі збільшенням швидкості в зоні нижче пластини, тиск продовжує знижуватися і частина пари, від киплячого конденсату, потрапляє в зону вище пластини. Зростаючий тиск пари в зоні над пластиною придавлює її до сідла і закриває конденсатовідвідник. Конденсатовідвідник залишається в закритому положенні через різницю ефективної площі поверхні пластини знизу і зверху.
Через ковпачок теплова енергія передається довкіллю, пара в камері над пластиною конденсується, тиск вище пластини знижується і вона невзмозі утримувати тиск з боку входу. Пластина клапана піднімається та цикл повторюється знову.
Конденсат проходить через конденсатовідвідник, піднімаючи пластину.
Утворення зони пари над пластиною, закипання конденсату.
Пластина притиснута до затвора тиском пари, конденсатовідвідник закритий.
Термодинамічні конденсатовідвідники не застосовують у випадках високого протитиску, а саме якщо протитиск становить більше 60% від тиску в системі. Причиною цього є те, що при такому перепаді тиску ступінь розвантаження конденсату в зоні нижче пластини незначна і тому зниження тиску на конденсатовідвіднику занадто мале, щоб закрити випуск.
Конденсатовідвідник не придатний для застосування в режимах з нестабільним тиском, підвищеним протитиском або нестабільним утворенням конденсату, які можуть виникнути на обладнанні з регулюванням пари.
Термодинамічні конденсатовідвідники є поганими повітровідвідником. У процесі введення обладнання в експлуатацію, в системі (як і в конденсатовідвіднику) є повітря. В момент виходу повітря з високою швидкістю, пластина тисне на сідло, конденсатовідвідник залишається закритим і повітря не видаляється.
Можуть випускати пару, якщо не відбувається утворення конденсату, наприклад, у випадку з перегрітою парою.
На процес конденсації пари в зоні над пластиною сильно впливають умови навколишнього середовища, особливо при експлуатації термодинамічних конденсатовідвідників поза приміщеннями. Під впливом дощу або вітру збільшується частота спрацювання конденсатовідвідника і, отже, зношування.
Лист технічних даних на термодинамічні конденсатовідвідники ARI-CONA-TD
Інструкція з експлуатації термодинамічних конденсатовідвідників ARI-CONA-TD