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SimuPipe

Entspannungsdampf-Rechner

Berechnen Sie den Entspannungsdampf, der entsteht, wenn Hochdruckkondensat in einen Niederdruckraum entspannt wird. Mit Dampfeigenschaften nach IAPWS-IF97.

Eingaben
bar(g)

T_sat = 184.1 °C

bar(g)

T_sat = 100.0 °C

Ergebnisse

Entspannungsdampfanteil

16.1%

Entspannungsdampf-Massenstrom160.6 kg/h
Verbleibendes Kondensat839.4 kg/h
Volumenstrom (bei NP)268.8 m³/h
Sättigungstemperatur HD184.1 °C
Sättigungstemperatur ND100.0 °C
Flüssigkeits-Enthalpie HD (h_f)781.4 kJ/kg
Flüssigkeits-Enthalpie ND (h_f)419.0 kJ/kg
Verdampfungsenthalpie ND (h_fg)2256.5 kJ/kg
Energie im Entspannungsdampf100.7 kW
Energie im Kondensat97.7 kW

Über Entspannungsdampf

Entspannungsdampf entsteht, wenn heißes Hochdruckkondensat in einen Niederdruckraum abgelassen wird. Da das Kondensat mehr Energie enthält, als gesättigte Flüssigkeit beim niedrigeren Druck aufnehmen kann, verdampft die überschüssige Energie schlagartig einen Teil des Kondensats.

Wie es funktioniert

Der Vorgang ist isenthalp — die Gesamtenthalpie bleibt über die Druckabsenkung erhalten. Der Anteil des Entspannungsdampfs ergibt sich aus der Enthalpiebilanz:

x=hf,HP−hf,LPhfg,LPx = \frac{h_{f,\text{HP}} - h_{f,\text{LP}}}{h_{fg,\text{LP}}}
  • hf,HPh_{f,\text{HP}} — Enthalpie der gesättigten Flüssigkeit beim Hochdruck
  • hf,LPh_{f,\text{LP}} — Enthalpie der gesättigten Flüssigkeit beim Niederdruck
  • hfg,LPh_{fg,\text{LP}} — Verdampfungsenthalpie beim Niederdruck

Energierückgewinnung

Entspannungsdampf trägt erhebliche Energie und sollte nach Möglichkeit zurückgewonnen werden. Übliche Methoden sind die Nutzung als Niederdruckdampf zum Heizen, die Einspeisung in einen Speisewasserentgaser oder die Verwendung in Wärmetauschern. Das Abblasen von Entspannungsdampf ist ein direkter Energieverlust.

Für detaillierte Dampfeigenschaften nutzen Sie unseren Wasserdampftafel-Rechner. Für den Wärmeverlust durch Rohrdämmung verwenden Sie den Dämmstärke-Rechner. Zur Auslegung von Dampfableitern und Kondensatleitungen nutzen Sie den Kondensatlast-Rechner. Für die Simulation von Rohrleitungsnetzen mit Dampfsystemen probieren Sie SimuPipe.

Häufig gestellte Fragen

Was ist Entspannungsdampf?
Entspannungsdampf entsteht, wenn Hochdruckkondensat in einen Niederdruckraum entspannt wird. Beim höheren Druck befindet sich das Kondensat auf Sättigungstemperatur. Sinkt der Druck, sinkt auch die Sättigungstemperatur — die überschüssige Energie wird durch Verdampfen eines Teils des Kondensats freigesetzt. Dieser Entspannungsdampf trägt nutzbare Energie, die zurückgewonnen werden kann.
Wie viel Entspannungsdampf entsteht?
Der Anteil hängt vom Druckabfall ab. Eine einfache Abschätzung lautet: Anteil % = (h_f_HD − h_f_ND) / h_fg_ND × 100, wobei h_f die Flüssigkeitsenthalpie und h_fg die Verdampfungsenthalpie beim Niederdruck ist. Beispiel: Kondensat bei 10 bar(g), das auf Atmosphärendruck entspannt wird, ergibt rund 15 % Entspannungsdampf nach Masse. Dieser Rechner verwendet IAPWS-IF97 für genaue Werte.
Wie kann die Energie zurückgewonnen werden?
Entspannungsdampf kann in eine Niederdruck-Sammelleitung geleitet, in Wärmetauschern oder in einem Speisewasserentgaser verwendet werden. Ein Entspannungsbehälter (Flash-Tank) trennt den Entspannungsdampf vom verbleibenden Kondensat. Die Wirtschaftlichkeit ist meist hervorragend — Rückgewinnungssysteme amortisieren sich oft in unter einem Jahr, weil die Energie im Entspannungsdampf praktisch kostenlos ist.
Warum wird Entspannungsdampf oft verschwendet?
Viele Anlagen entlüften Entspannungsdampf aus Kondensatsammlern in die Atmosphäre und halten ihn fälschlicherweise für Lebensdampfleckagen. Die Dampfwolke an einer Kondensattankentlüftung ist meist Entspannungsdampf — keine Leckage. Es fehlt häufig eine Niederdruck-Sammelleitung zur Aufnahme, oder der Entspannungsbehälter und die Verrohrung waren ursprünglich nicht vorgesehen. Mit Bewusstsein und vergleichsweise einfachen Nachrüstungen lässt sich diese Energie nutzen.
Was ist der Unterschied zwischen Entspannungsdampf und Lebensdampf?
Entspannungsdampf entsteht durch das Entspannen von Hochdruckkondensat in einen niedrigeren Druck — er stammt aus der gespeicherten Energie des heißen Kondensats. Lebensdampf wird in einem Kessel durch Verbrennung von Brennstoff erzeugt. Beide sind echter Dampf mit denselben thermodynamischen Eigenschaften beim selben Druck, aber Entspannungsdampf kostet nichts zusätzlich, weil die Energie bereits beim Erzeugen des ursprünglichen Hochdruckdampfs bezahlt wurde.

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