El vapor es uno de los portadores de calor más eficientes, que transfiere instantáneamente toda la energía térmica al consumidor al entrar en contacto con el dispositivo de transferencia de calor. Además, es fácil dar las características requeridas a la fase gaseosa: la temperatura y la presión requeridas.
Pero cuando el vapor y el equipo interactúan, se forma una gran cantidad de condensado, lo que provoca un golpe de ariete, una disminución de la potencia térmica y un deterioro de la calidad de la fase gaseosa. Para combatir las gotas de agua que caen sobre la superficie de las tuberías, es necesario utilizar una trampa de vapor. En empresas extranjeras, estos accesorios se denominan "trampa de vapor", lo que refleja completamente el propósito funcional del dispositivo.
Trampas de vapor
Las trampas de vapor son uno de los tipos de accesorios de tuberías industriales, que está diseñado paraevitar la condensación al usar vapor y un uso más eficiente de su energía térmica.
Como resultado de una serie de experimentos, se ha comprobado que la introducción de una trampa de vapor en un conjunto de equipos ahorra hasta un 20% de la energía útil del vapor vivo.
Tipos de trampas de vapor
Según el diseño y el principio de funcionamiento implementado, los accesorios de tubería pueden ser mecánicos, termodinámicos o termostáticos. Cualquier tipo de trampa de vapor debe cumplir dos requisitos básicos:
- eliminación de condensados sin pérdida de fase gaseosa aguda;
- ventilación automática del sistema.
El condensado se forma debido a la pérdida de calor por el vapor en los intercambiadores de calor, así como durante el calentamiento de las instalaciones de tuberías, cuando parte de la fase gaseosa se convierte en agua. La pérdida de una gran cantidad de humedad reduce la eficiencia energética del equipo, acelera su desgaste. Por eso es tan importante luchar contra él.
Trampas de vapor mecánicas
Los accesorios mecánicos son las "trampas de vapor" más confiables y, por lo tanto, más populares. Su principio de funcionamiento se basa en la diferencia de densidades de vapor de agua y condensado, y el principal elemento de accionamiento es un flotador. Según el diseño del flotador, se distinguen los siguientes tipos de refuerzo:
- trampa de vapor esférica de flotador de vapor de tipo abierto o cerrado;
- elemento de flotador tipo campana, o purgador de vapor cerrado invertido.
Cada tipo de refuerzo funciona a su maneraun determinado esquema, tiene ventajas y desventajas, cuyo conocimiento le permitirá implementar el esquema de trabajo más efectivo en la empresa.
Trampas de vapor de flotador esférico
La base del diseño de este tipo de válvula es un flotador esférico. Está ubicado en la cavidad interna de la válvula de escape y está conectado a la válvula de palanca. Además, la trampa de vapor incluye una válvula termostática.
El principio de funcionamiento de una trampa de vapor de flotador de bola se puede dividir en dos pasos:
- El condensado ingresa al dispositivo a través de la tubería, llena la cavidad interna y eleva el flotador, que tira de la palanca de la válvula y abre el orificio para la eliminación del agua.
- Cuando entra vapor caliente en el dispositivo, la válvula térmica se activa, el vapor comienza a acumularse en la cavidad y hace que el flotador se hunda hasta el fondo, la salida se bloquea.
Así se separa el condensado del vapor. Debido a la presencia de una válvula termostática en el diseño, el gas liberado se elimina automáticamente y también se evita la aparición de una película de aire en la cavidad, que atasca el dispositivo.
Ventajas y desventajas
Un representante típico de una válvula de flotador esférico es la trampa de vapor FT-44. Analizaremos los principales pros y contras de los dispositivos usando su ejemplo. Lo principal que señalan los expertos es la insensibilidad del dispositivo a las cargas variables.
El dispositivo es capaz de drenar continuamente el condensado tanto a la temperatura de saturación del vapor como bajo cargas pesadas. La separación estable y continua de gases no condensables es otro beneficio de la válvula. Todo esto, combinado con una larga vida útil, se debe al diseño simple del dispositivo.
La principal desventaja del dispositivo es su gran tamaño, lo que aumenta la pérdida de calor a los elementos no aislados de la carcasa. La alta sensibilidad al golpe de ariete y la exactitud de la "pureza del vapor" (es posible que la válvula se llene de sedimentos) son otras dos desventajas de este tipo de trampas de vapor.
Trampas de vapor tipo campana
Como su nombre lo indica, el elemento principal de este tipo de trampas de vapor es la campana, o flotador de "copa invertida". El dispositivo en sí tiene una forma cilíndrica, bastante voluminosa (más grande que el representante anterior), pero tiene un gran conjunto de ventajas.
En la posición inicial, el flotador invertido está en la parte inferior de la válvula y su parte inferior se apoya contra el tubo vertical. Una palanca de carrete está unida al vidrio, que se encuentra en la tapa de la válvula. La separación del vapor del condensado ocurre en cuatro pasos:
- A través del tubo de entrada, el agua ingresa al dispositivo, llena la cavidad interna y, bajo presión, sale por el carrete abierto.
- El vapor, al ingresar al sistema, comienza a ejercer presión en la parte inferior del flotador, lo que hace que flote en el volumen de condensado y cierre el carrete.
- Steam, estando dentro del vaso, comienzase descomponen en fases líquida y gaseosa. Este último pasa a través de un canal especial en la parte inferior, entra en el carrete y lo empuja hacia atrás.
- El condensado y la fase gaseosa restante salen del vidrio por el orificio en el fondo, el flotador comienza a soltarse, abriendo nuevamente el carrete.
La repetición cíclica de las operaciones descritas da como resultado una separación completa y efectiva del vapor vivo del condensado. Esta tecnología fue patentada en 1911, pero sigue siendo relevante hasta el día de hoy.
Pros y contras
La trampa de vapor de Zamkon es un destacado representante de los accesorios de "copa invertida". Analizaremos los pros y los contras de los dispositivos en esta categoría usando su ejemplo.
Aquí, las grandes dimensiones también se consideran un inconveniente, lo que afecta en gran medida la pérdida de energía térmica en elementos no aislados. Otra desventaja que los expertos llaman rendimiento limitado, que no permite el uso de accesorios en equipos de alto rendimiento.
Los beneficios de una trampa de vapor son mucho mayores. En primer lugar, la bobina no está sujeta a contaminación, lo que aumenta la fiabilidad del dispositivo. En segundo lugar, los accesorios no temen los golpes de ariete. En tercer lugar, la eliminación de condensados es posible incluso a altas temperaturas.
En caso de falla, la válvula de escape permanece abierta, lo que evita que el complejo del equipo se averíe. Finalmente, todos los componentes y conjuntos adicionales, como filtros o válvulas de retención, se instalan directamente en el vapor.trampa de vapor. Esto reduce la pérdida de energía térmica y reduce el tamaño de todo el conjunto de dispositivos.
Accesorios "térmicos"
Las trampas de vapor termostáticas y termodinámicas funcionan con la capacidad de varios fluidos para expandirse y contraerse a medida que la temperatura sube o baja. Junto con un aumento de temperatura, por ejemplo, cuando entra vapor, el elemento de bloqueo se expande y cierra el canal que drena el condensado.
El principio de funcionamiento de otros dispositivos se basa en un cambio de presión dentro del sistema como resultado de la interacción de un medio denso (frío) y enrarecido (caliente). Los elementos principales en tales dispositivos son placas bimetálicas. La foto muestra la trampa de vapor con un elemento bimetálico.
Este tipo de equipo tiene un diseño complejo y rara vez se usa en la práctica. La baja popularidad también se debe a reparaciones complejas y, a menudo, imposibles. El uso de equipos de este tipo está justificado únicamente en instalaciones industriales especialmente críticas.
