Požadavek na odvodnění
Horizontální mřížka výměníku tepla z PTFE spoléhá na gravitaci, aby odváděla kondenzát z trubek do sběrače kondenzátu a ze sběrače do odvaděče kondenzátu. Pokud je sklon nedostatečný, kondenzujte v trubkách a sběrači. Shromážděný kondenzát snižuje účinnou teplosměnnou plochu, způsobuje vodní rázy při kolapsu bublin páry v podchlazené kapalině a vytváří korozivní prostředí v kovových systémech. V systémech PTFE chybí obavy z koroze, ale ztráty přenosu tepla a vodní ráz zůstávají.
Minimální sklon pro odvod kondenzátu je určen potřebou překonat síly povrchového napětí, které drží kapky kondenzátu na stěně trubky, a třecí odpor proudění ve sběrači.
Stanovení sklonu
Kondenzát ve skloněné trubici proudí jako vrstvená vrstva-kapaliny na dně, pára nahoře. Hnací silou proudění je složka gravitace podél svahu: F=m × g × sin(θ), kde m je hmotnost kondenzátu, g je gravitace a θ je úhel sklonu. Tato síla musí překonat smykové napětí stěny tam, kde se kondenzát dotýká stěny trubky.
U PTFE trubic je výhodou nízká povrchová energie. Kapky vody na PTFE mají vysoký kontaktní úhel (přibližně 108 stupňů). Spíše perli než smáčejí povrch. Kuličky se rolují snadněji než souvislý film. Sklon potřebný k zahájení pohybu kapek na PTFE je nižší než na smáčitelném kovovém povrchu.
Experimentální data a zkušenosti z terénu naznačují, že sklon 1:100 (1 cm na metr, přibližně 0,57 stupně) je dostatečný pro spolehlivé odvádění kondenzátu v PTFE trubkách. Sklon 1:50 (2 cm na metr, přibližně 1,15 stupně) poskytuje rezervu pro výrobní tolerance a průhyb rámu při zatížení.
| Parametr odvodnění | Kovová trubka | PTFE trubice |
|---|---|---|
| Minimální sklon pro pohyb kapek | 1:50 (1,15 stupně) | 1:200 (0,29 stupně) |
| Doporučený minimální sklon (provedení) | 1:50 | 1:100 (0,57 stupně) |
| Doporučený sklon s rezervou | 1:30 | 1:50 (1,15 stupně) |
| Kontaktní úhel vody na povrchu | 30-60 stupňů (hydrofilní oxid) | 108 stupňů (hydrofobní) |
| Drenážní mechanismus | Filmový tok | Tok kapek/kuliček |
Sklon záhlaví
Sběrač kondenzátu shromažďuje kondenzát z více trubek a přivádí jej do přípojky odvaděče kondenzátu. Sklon sběrače musí pojmout akumulovaný průtok ze všech připojených trubek. Průměr sběrače je větší než u jednotlivých trubek a průtok kondenzátu je součtem všech příspěvků trubek.
Pro sběrač s 20 trubicemi, z nichž každá produkuje 0,5 kg/h kondenzátu, je celkový průtok 10 kg/h-přibližně 10 litrů horké vody za hodinu. Toto je malý průtok pro sběrač o průměru 40-50 mm. Primárním problémem odvodnění není kapacita průtoku, ale úplná evakuace sběrače, aby se zabránilo případné stojaté vodě.
Sběrač by se měl svažovat plynule dolů směrem k přípojce odvaděče kondenzátu minimálně 1:100. Připojení pasti by mělo být v nejnižším bodě záhlaví. Žádná část záhlaví by neměla být níže než připojení pasti-žádné prověšení, žádné kapsy.
Ověření instalace
Při instalaci by měl být sklon svazku trubek a sběrače kondenzátu ověřen pomocí vodováhy nebo laserové vodováhy. Uvedený sklon 1:50 nebo 1:100 je dostatečně malý, aby byl okem nepostřehnutelný. Spoléhání se na vizuální posouzení vede k úrovňovým instalacím, které nevypouštějí vodu.
Po instalaci lze provést odvodňovací test zavedením vody do vstupu páry a ověřením, že zcela odtéká z výstupu kondenzátu bez hromadění. Případná zbytková voda ukazuje na nízký bod, který je nutné upravit nastavením podpěr rámu.
Shrnutí
Sklon sběrače kondenzátu 1:100 (0,57 stupně) je doporučeným minimem pro horizontální mřížky výměníku tepla z PTFE, přičemž 1:50 (1,15 stupně) poskytuje rezervu pro výrobní tolerance. Hydrofobní povrch PTFE umožňuje spolehlivé odvodnění kapek na mělčích svazích než kovové trubky. Sklon musí být během instalace ověřen s úrovní,-která je příliš malá na to, aby ji bylo možné vizuálně posoudit. Test odvodnění po{10}}instalaci potvrzuje úplné odstranění kondenzátu.
Technická podpora pro návrh odvodnění PTFE výměníku tepla je k dispozici po předložení rozměrů svazku trubek, počtu trubek, tlaku páry a zatížení kondenzátu.
