Benutzer:Steamtrap/Dampfbegleitheizung

Vorlage:Dampfbegleitheizung (Industrielle Heizung)

Die Dampfbegleitheizung ist ein Heizungssystem, das Wasserdampf, seltener auch Dampf von Wärmeträgerölen, als Energieträger nutzt. Die Kondensationswärme des Heizmediums, welches durch Rohre, Heizmäntel, Heiztaschen oder ähnliches fließt, wird dabei genutzt, um Rohrleitungen oder Behälter vor Abkühlung, z.B. Frost, zu schützen oder auf höhere Temperaturen aufzuheizen. Als Heizmedium für Beirohrheizungen werden auch Flüssigkeiten wie z.B. Warmwasser, Heißwasser (T > 100 °C) oder Heißöl verwendet.

Beirohre sind metallische Rohre kleiner Durchmesser, welche an dem zu beheizenden Produktrohr (oder Behälter) entlang geführt und befestigt werden, um diese mit Wärme zu versorgen Der heiße Dampf gibt seine Verdampfungswärme durch die Wandung des Beirohres an den beheizten Gegenstand ab, welcher auf seiner Soll-Temperatur gehalten bzw. aufgewärmt wird. Dabei wandelt sich der Dampf im Beirohr wieder in heißes Wasser (Kondensat) um, welches am Ende des Begleitrohres durch einen Kondensatableiter vom Dampf getrennt und in einem Rohrsystem aufgefangen wird. Die Bewegung von Dampf und Kondensat im gesamten Rohrsystem erfolgt rein durch die Druckdifferenz zwischen Eingang (Dampfdruck) und Ausgang (meist nahe am Atmospärendruck). Die Wärmeübertragung erfolgt beim Beirohr durch Wärmeleitung, Wärmestrahlung und Wärmebewegung (Konvektion) zwischen dem Beirohr und dem beheizten Bauteil. Die übertragene Wärmemenge hängt vom Durchmesser und der Verlegeart des Beirohres ab sowie von der Temperaturdifferenz zwischen Beirohr und beheiztem Gegenstand. Das bedeutet, dass mit zunehmender Temperatur des Untergrundes die abgegebene Heizleistung kleiner wird, bis keine Wärme mehr übertragen wird.

Mantelheizungen werden für die intensive Beheizung von Rohren oder Behältern gebaut, wenn die beheizten Medien nur geringste Abweichungen von ihrer Solltemperatur aushalten oder sehr große Wärmemengen übertragen werden müssen. Bei dieser Beheizungsart erhält der zu beheizende Behälter oder Apparat (Pumpen, Filter etc.) auf seiner äußeren Fläche eine zweite Hülle. Durch den Zwischenraum (Mantelraum) strömt dann das Heizmedium (Dampf, Warmwasser o.ä.). Diese Art der Beheizung ist hocheffizient, aber auch sehr kostenintensiv in der Herstellung und im Unterhalt. Die Wärmeübertragung findet bei der Mantelheizung hauptsächlich durch Wärmeleitung statt.

An Stellen in der Beirohrheizung, an denen die Oberfläche der Beirohre nicht ausreicht, um genügend Wärme zu übertragen, wird die wärmeabgebende Oberfläche der Beirohre vergrößert, indem diese auf Wärmeleitbleche aufgeschweißt werden. Diese Bleche werden an die Geometrie des beheizten Gegenstandes, z.B. Ventile, angepaßt. Die Wärme wird hierbei vor allem durch Konvektion und Wärmestrahlung übertragen.

Der Wasserdampf wird vom Dampferzeuger (Dampfkessel) mittels wärmegedämmter Stahlrohre zu den Verbrauchsstellen geführt. Trotz Wärmedämmung verliert das Rohrsystem Wärme, wodurch sich ein Teil des Dampfes in Kondensat umwandelt, welches nach bestimmten Streckenabschnitten ausgeschleust wird. Dazu verwendet man Kondensatableiter, welche die Aufgabe haben, das flüssige Kondensat über Entwässerungsrohre auszuschleusen, dabei aber den Dampf im Rohrsystem zurückzuhalten.

An Stellen mit mehreren Dampfverbrauchern richtet man Dampfverteiler ein, die sich durch eine Vielzahl von Anschlussstellen, auch Dampfstutzen genannt, auszeichnen. Da auch im Dampfverteiler selbst und in seiner Zuleitung Wärme verloren geht, wandelt sich ein Teil des Dampfes zu Kondensat um, welches über sogenannte Dampfentwässerungsleitungen in das Kondensatsystem zurückgeführt wird.

Vor und nach dem eigentlichen Heizrohr/ Beirohr gibt es Leitungen meist gleichen Querschnitts, die den Dampf zum Beirohr zuführen, bzw. das Kondensat am Ende abführen. Weil diese am Dampfverteiler und am Kondensatsammler meist gemeinsam in Form von Rohrbündeln verlegt werden, nennt man sie einfach auch Bündelleitungen.

An Stellen mit mehreren Dampfverbrauchern, d.h. am Ende von Heizstrecken/ Dampfheizkreisen stellt man Kondensatsammler auf, die über eine Vielzahl von Anschlussstellen, auch Kondensatstutzen genannt, verfügen. Ein Kondensatstutzen verfügt neben geeigneten Absperrventilen auch über einen Kondensatableiter, der das Kondensat der Dampfheizung passieren lässt, für den Dampf jedoch undurchlässig ist. Das abgeschiedene Kondensat fließt dann über Kondensatleitungen zurück ins Kondensatsystem.

Das Kondensatleitungssystem ist ein Netz von wärmegedämmten Rohrleitungen, welche das Kondensat von den Kondensatsammlern aufnimmt und zum Kondensatsammelbehälter zurückführt. Danach wird das Kondensat gereinigt und wieder als Speisewasser in den Dampfkreislauf eingespeist. Somit ist die Dampfbegleitheizung ein geschlossener Kreislauf für den Transport von Wärme im industriellen Umfeld.