La vapeur est l'un des caloporteurs les plus efficaces, qui transfère instantanément toute l'énergie thermique au consommateur au contact du dispositif de transfert de chaleur. De plus, il est facile de donner les caractéristiques requises à la phase gazeuse - la température et la pression requises.
Mais lorsque la vapeur et les équipements interagissent, une grande quantité de condensat se forme, ce qui entraîne des coups de bélier, une diminution de la puissance thermique et une dégradation de la qualité de la phase gazeuse. Pour lutter contre les gouttelettes d'eau tombant à la surface des canalisations, il est nécessaire d'utiliser un purgeur de vapeur. Dans les entreprises étrangères, ces raccords sont appelés "piège à vapeur", ce qui reflète pleinement l'objectif fonctionnel de l'appareil.
Pièges à vapeur
Les purgeurs de vapeur sont l'un des types de raccords de canalisation industriels, qui est conçu pouréviter la condensation lors de l'utilisation de la vapeur et une utilisation plus efficace de son énergie thermique.
À la suite d'une série d'expériences, il a été prouvé que l'introduction d'un purgeur de vapeur dans un ensemble d'équipements permet d'économiser jusqu'à 20 % de l'énergie utile de la vapeur vive.
Types de purgeurs de vapeur
Selon la conception et le principe de fonctionnement mis en œuvre, les raccords de canalisation peuvent être mécaniques, thermodynamiques ou thermostatiques. Tout type de purgeur de vapeur doit répondre à deux exigences de base:
- élimination des condensats sans perte de phase gazeuse aiguë;
- ventilation automatique du système.
Le condensat se forme en raison de la perte de chaleur par la vapeur dans les échangeurs de chaleur, ainsi que lors du chauffage des installations de canalisation, lorsqu'une partie de la phase gazeuse se transforme en eau. La perte d'une grande quantité d'humidité réduit l'efficacité énergétique de l'équipement, accélère son usure. C'est pourquoi il est si important de le combattre.
Purgeurs mécaniques
Les raccords mécaniques sont les "pièges à vapeur" les plus fiables et donc les plus populaires. Son principe de fonctionnement est basé sur la différence de densité de vapeur d'eau et de condensat, et l'élément d'actionnement principal est un flotteur. Selon la conception du flotteur, on distingue les types de renfort suivants:
- purgeur sphérique à flotteur de vapeur de type ouvert ou fermé;
- élément à flotteur de type cloche, ou purgeur fermé inversé.
Chaque type de renforcement fonctionne à sa manièreun certain schéma présente des avantages et des inconvénients, dont la connaissance vous permettra de mettre en œuvre le schéma de travail le plus efficace dans l'entreprise.
Purgeurs vapeur à flotteur sphérique
La base de la conception de ce type de vanne est un flotteur sphérique. Il est situé dans la cavité interne de la soupape d'échappement et est relié à la soupape à levier. De plus, le purgeur comprend une vanne thermostatique.
Le principe de fonctionnement d'un purgeur à flotteur peut être divisé en deux étapes:
- Le condensat pénètre dans l'appareil par le tuyau, remplit la cavité interne et soulève le flotteur, qui tire le levier de la vanne et ouvre le trou pour l'évacuation de l'eau.
- Lorsque de la vapeur chaude pénètre dans l'appareil, la vanne thermique est activée, la vapeur commence à s'accumuler dans la cavité et fait couler le flotteur au fond, la sortie est bloquée.
C'est ainsi que le condensat est séparé de la vapeur. En raison de la présence d'une vanne thermostatique dans la conception, le gaz libéré est automatiquement éliminé et l'apparition d'un film d'air dans la cavité, qui bloque l'appareil, est également évitée.
Avantages et inconvénients
Un représentant typique d'une vanne à flotteur sphérique est le purgeur de vapeur FT-44. Nous analyserons les principaux avantages et inconvénients des appareils à l'aide de son exemple. La principale chose que les experts notent est l'insensibilité de l'appareil aux charges variables.
L'appareil est capable d'évacuer en continu les condensats à la température de saturation de vapeur et sous de fortes charges. La séparation stable et continue des gaz non condensables est un autre avantage de la vanne. Tout cela, combiné à une longue durée de vie, est dû à la conception simple de l'appareil.
Le principal inconvénient de l'appareil est sa grande taille, qui augmente la perte de chaleur vers les éléments non isolés du boîtier. La sensibilité élevée aux coups de bélier et la précision de la "pureté de la vapeur" (l'envasement des vannes est possible) sont deux autres inconvénients de ce type de purgeurs de vapeur.
Purgeurs à cloche
Comme son nom l'indique, l'élément principal de ce type de purgeur est la cloche, ou flotteur à "coupe inversée". L'appareil lui-même a une forme cylindrique, plutôt volumineux (plus grand que le représentant précédent), mais présente un large éventail d'avantages.
En position initiale, le flotteur inversé est en bas de la vanne et son fond repose contre le tube vertical. Un levier de bobine est fixé au verre, qui est situé dans le couvercle de la valve. La séparation de la vapeur du condensat s'effectue en quatre étapes:
- Par le tuyau d'arrivée, l'eau pénètre dans l'appareil, remplit la cavité interne et, sous pression, s'écoule par le tiroir ouvert.
- La vapeur, entrant dans le système, commence à exercer une pression sur le fond du flotteur, le faisant flotter dans le volume de condensat et fermer le tiroir.
- La vapeur, étant à l'intérieur du verre, commencese décomposer en phases liquide et gazeuse. Ce dernier passe par un canal spécial dans le fond, entre dans la bobine et la repousse.
- Le condensat et la phase gazeuse restante quittent le verre par le trou du fond, le flotteur commence à se libérer, ouvrant à nouveau la bobine.
La répétition cyclique des opérations décrites entraîne une séparation complète et efficace de la vapeur vive du condensat. Cette technologie a été brevetée en 1911, mais reste pertinente à ce jour.
Pour et contre
Le purgeur de vapeur de Zamkon est un représentant éminent des raccords à "coupe inversée". Nous analyserons les avantages et les inconvénients des appareils de cette catégorie à l'aide de son exemple.
Ici, les grandes dimensions sont également considérées comme un inconvénient, ce qui affecte grandement la perte d'énergie thermique sur les éléments non isolés. Un autre inconvénient que les experts appellent le débit limité, qui ne permet pas l'utilisation de raccords sur des équipements performants.
Les avantages d'un purgeur de vapeur sont bien plus importants. Premièrement, la bobine n'est pas sujette à la contamination, ce qui augmente la fiabilité de l'appareil. Deuxièmement, les raccords ne craignent pas les coups de bélier. Troisièmement, l'élimination des condensats est possible même à des températures élevées.
En cas de panne, la soupape d'échappement reste ouverte, ce qui évite au complexe d'équipements de tomber en panne. Enfin, tous les composants et ensembles supplémentaires, tels que les filtres ou les clapets anti-retour, sont installés directement dans la vapeurpurgeur de vapeur. Cela réduit la perte d'énergie thermique et réduit la taille de l'ensemble des appareils.
Raccords "thermiques"
Les purgeurs de vapeur thermostatiques et thermodynamiques fonctionnent sur la capacité de divers fluides à se dilater et à se contracter lorsque la température augmente ou diminue. Avec une augmentation de la température, par exemple, lorsque la vapeur pénètre, l'élément de verrouillage se dilate et ferme le canal qui évacue le condensat.
Le principe de fonctionnement des autres appareils est basé sur un changement de pression à l'intérieur du système à la suite de l'interaction d'un milieu dense (froid) et raréfié (chaud). Les éléments principaux de ces dispositifs sont des plaques bimétalliques. La photo montre le purgeur de vapeur avec un élément bimétallique.
Ce type d'équipement a une conception complexe et est rarement utilisé dans la pratique. La faible popularité est également due à des réparations complexes et souvent impossibles. L'utilisation d'équipements de ce type n'est justifiée que dans des installations industrielles particulièrement critiques.
