Kondensatlast-Rechner

Über die Berechnung der Kondensatlast

Die Kondensatlast ist die Rate, mit der Dampf in einem Rohrleitungssystem zu Wasser kondensiert. Eine genaue Berechnung der Kondensatlast ist entscheidend für die Auslegung von Dampfableitern, Kondensatrückführleitungen und Kondensatpumpen. Unterdimensionierte Ableiter führen zu Wasserstau, Wasserschlag und vermindertem Wärmeübergang. Überdimensionierte Ableiter verschwenden Energie durch übermäßigen Dampfverlust.

Anfahrkondensat

Wird ein kaltes Dampfsystem in Betrieb genommen, müssen Rohre, Armaturen und Anlagen von Umgebungs- auf Sättigungstemperatur erwärmt werden. Der Dampf, der in dieser Aufwärmphase kondensiert, ist die Anfahrkondensatlast. Sie ergibt sich aus der Anlagenmasse, der spezifischen Wärmekapazität, dem Temperaturanstieg und der Verdampfungsenthalpie des Dampfs beim Betriebsdruck. Üblich ist ein Sicherheitsfaktor von 2–3×, um Lufteinschlüsse, schnelle Entwässerung und Wärmeverluste während des Anfahrens abzudecken.

Betriebskondensat

Sobald das System die Betriebstemperatur erreicht hat, kondensiert weiterhin Dampf durch Wärmeverluste über die Rohrdämmung (oder blanke Oberflächen). Die Betriebskondensatlast hängt von Rohrdurchmesser, Dämmstoff und Dämmdicke, Umgebungstemperatur und Windexposition ab. Mit zylindrischen Wärmeübertragungsgleichungen und Oberflächenfilm-Wärmeübergangskoeffizienten wird der Wärmeverlust berechnet und durch die Verdampfungsenthalpie geteilt, um die Kondensatrate zu erhalten. Üblich ist ein Sicherheitsfaktor von 1,5–2×.

Prozesskondensat

In Wärmetauschern, Heizregistern, Doppelmantelbehältern und anderen Prozessanlagen kondensiert Dampf, indem er seine Verdampfungsenthalpie an das Prozessfluid abgibt. Die Kondensatlast ist einfach die Wärmeleistung geteilt durch die Verdampfungsenthalpie des Dampfs. Ist die Wärmeleistung nicht direkt bekannt, lässt sie sich aus Volumenstrom, spezifischer Wärmekapazität und Temperaturanstieg des Prozessfluids ermitteln.

Sicherheitsfaktoren

Branchenrichtlinien (Spirax Sarco, TLV, Armstrong) empfehlen Sicherheitsfaktoren, die reale Schwankungen abdecken: 2–3× für Anfahrlasten (für schnelle Entwässerung und Entlüftung), 1,5–2× für Betriebslasten (für Dämmungsalterung und Witterungsschwankungen) und 1,5–2× für Prozesslasten (für Verschmutzung und Lastschwankungen). Der Sicherheitsfaktor wird auf die berechnete Kondensatrate angewendet, um die erforderliche Ableiterkapazität zu bestimmen.

Die Dampfeigenschaften in diesem Rechner werden nach der IAPWS-IF97-Formulierung berechnet — demselben internationalen Standard, der auch in unserem Wasserdampftafel-Rechner und Kesselwirkungsgrad-Rechner verwendet wird. Für die Feuchtekondensation in Rohrleitungen mit warmer Luft in kalter Umgebung nutzen Sie unseren Rohrkondensations-Rechner. Für die Trocknung industrieller Druckluft siehe den Druckluft-Feuchtigkeits-Rechner. Für die vollständige Simulation von Rohrleitungsnetzen mit Dampf und Kondensat probieren Sie SimuPipe.