Požiadavka na odvodnenie
Horizontálna mriežka výmenníka tepla z PTFE sa spolieha na gravitáciu pri odvádzaní kondenzátu z rúrok do zberača kondenzátu a zo zberača do odvádzača kondenzátu. Ak je sklon nedostatočný, kondenzujte v rúrkach a zberači. Zhromaždený kondenzát znižuje efektívnu plochu prenosu tepla, spôsobuje vodné rázy pri kolapse parných bublín v podchladenej kvapaline a vytvára korozívne prostredie v kovových systémoch. V systémoch PTFE chýbajú obavy z korózie, ale straty prenosom tepla a vodné rázy zostávajú.
Minimálny sklon pre odvod kondenzátu je určený potrebou prekonať sily povrchového napätia, ktoré držia kvapky kondenzátu na stene rúrky, a trecí odpor prúdenia v zberači.
Určenie sklonu
Kondenzát v naklonenej trubici prúdi ako vrstvená vrstva-kvapaliny na dne, nad ňou para. Hnacou silou prúdenia je zložka gravitácie pozdĺž svahu: F=m × g × sin (θ), kde m je hmotnosť kondenzátu, g je gravitácia a θ je uhol sklonu. Táto sila musí prekonať šmykové napätie steny v mieste, kde sa kondenzát dotýka steny rúrky.
Pre PTFE rúrky je výhodou nízka povrchová energia. Kvapky vody na PTFE majú vysoký kontaktný uhol (približne 108 stupňov). Skôr perličkujú ako zmáčajú povrch. Guľôčky sa rolujú ľahšie ako súvislý film. Sklon potrebný na spustenie pohybu kvapiek na PTFE je nižší ako na zmáčateľnom kovovom povrchu.
Experimentálne údaje a skúsenosti v teréne ukazujú, že sklon 1:100 (1 cm na meter, približne 0,57 stupňa) je dostatočný na spoľahlivé odvádzanie kondenzátu v PTFE rúrach. Sklon 1:50 (2 cm na meter, približne 1,15 stupňa) poskytuje rezervu pre výrobné tolerancie a deformáciu rámu pri zaťažení.
| Parameter odvodnenia | Kovová trubica | PTFE trubica |
|---|---|---|
| Minimálny sklon pre pohyb kvapiek | 1:50 (1,15 stupňa) | 1:200 (0,29 stupňa) |
| Odporúčaný minimálny sklon (dizajn) | 1:50 | 1:100 (0,57 stupňa) |
| Odporúčaný sklon s okrajom | 1:30 | 1:50 (1,15 stupňa) |
| Kontaktný uhol vody na povrchu | 30-60 stupňov (hydrofilný oxid) | 108 stupňov (hydrofóbne) |
| Drenážny mechanizmus | Filmový tok | Prúdenie kvapiek/guľôčok |
Sklon hlavičky
Zberač kondenzátu zhromažďuje kondenzát z viacerých rúrok a privádza ho do prípojky odvádzača kondenzátu. Sklon zberača musí pojať akumulovaný prietok zo všetkých pripojených rúr. Priemer zberača je väčší ako jednotlivé rúrky a prietok kondenzátu je súčtom všetkých príspevkov rúr.
V prípade zberača s 20 rúrkami, z ktorých každá produkuje 0,5 kg/h kondenzátu, je celkový prietok 10 kg/h-približne 10 litrov horúcej vody za hodinu. Toto je malý prietok pre zberač s priemerom 40-50 mm. Primárnym problémom odvodňovania nie je prietoková kapacita, ale úplná evakuácia zberača, aby sa zabránilo akejkoľvek stojatej vode.
Zberač by mal byť plynule naklonený nadol smerom k prípojke odvádzača kondenzátu minimálne 1:100. Pripojenie pasce by malo byť v najnižšom bode záhlavia. Žiadna časť hlavičky by nemala byť nižšie ako spojenie pasce-žiadne priehyby, žiadne vrecká.
Overenie inštalácie
Počas inštalácie je potrebné overiť sklon zväzku rúrok a zberača kondenzátu pomocou vodováhy alebo laserovej vodováhy. Špecifikovaný sklon 1:50 alebo 1:100 je dostatočne malý na to, aby bol pre oko nepostrehnuteľný. Spoliehanie sa na vizuálne posúdenie vedie k úrovňovým inštaláciám, ktoré nevypúšťajú vodu.
Po inštalácii je možné vykonať test odvodnenia zavedením vody do vstupu pary a overením, že úplne odteká z výstupu kondenzátu bez hromadenia. Akákoľvek zvyšková voda indikuje nízky bod, ktorý je potrebné opraviť nastavením podpier rámu.
Zhrnutie
Sklon zberača kondenzátu 1:100 (0,57 stupňa) je odporúčané minimum pre horizontálne mriežky výmenníka tepla z PTFE, pričom 1:50 (1,15 stupňa) poskytuje rezervu pre výrobné tolerancie. Hydrofóbny povrch PTFE umožňuje spoľahlivé odvádzanie kvapiek na plytších svahoch ako kovové rúrky. Sklon je potrebné počas inštalácie overiť pomocou úrovne-, ktorá je príliš malá na to, aby sa dala vizuálne posúdiť. Test odvodnenia po{10}}inštalácii potvrdí úplné odstránenie kondenzátu.
Technická podpora pre dizajn odvodnenia PTFE výmenníka tepla je k dispozícii po predložení rozmerov zväzku rúrok, počtu rúrok, tlaku pary a zaťaženia kondenzátom.
