การเลือกกับดักไอน้ำ - อุปกรณ์ทำความร้อนพื้นที่

A - ตัวเลือกที่ดีที่สุด, B - ทางเลือกที่ยอมรับได้, 1 (ช่องระบายอากาศขนาน), 4 (อาจต้องใช้ปั๊ม/กับดัก)

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ระบายน้ำสู่แรงดันบรรยากาศ

กับดักสำหรับการใช้งานนี้ต้องสามารถจัดการโหลดหนักมากหรือเบามากได้ดีเท่าเทียมกัน และสามารถไล่อากาศได้อย่างรวดเร็ว กับดักแบบลอยตัว-เทอร์โมสแตติกเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมและควรติดตั้งต่ำกว่าช่องออกของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเสมอ รูปที่ 11.10.1 แสดงกับดักแบบลอยตัว-เทอร์โมสแตติกที่ไม่มีแรงดันย้อนจากระบบควบแน่น เช่นเดียวกับที่พบหากน้ำควบแน่นระบายน้ำลงสู่ถังรับที่ระบายสู่บรรยากาศ หรือลงสู่ท่อส่งคืนน้ำควบแน่นที่ต่ำกว่าและไม่ท่วมขัง

เมื่อใดก็ตามที่ผลผลิตของเครื่องทำความร้อนถูกควบคุม ผลกระทบที่เกิดคือแรงดันในพื้นที่ไอน้ำลดลง ซึ่งอาจไม่เพียงพอที่จะดันน้ำควบแน่นผ่านกับดัก ระบบนี้เรียกว่า ‘หยุดนิ่ง’ (stalled) แรงดันจะลดลงต่ำกว่าแรงดันบรรยากาศ (คือ สุญญากาศ) หากอุณหภูมิน้ำทุติยภูมิถูกควบคุมต่ำกว่า 100°C สุญญากาศกักน้ำควบแน่นไว้ซึ่งท่วมท่อเครื่องทำความร้อน อาจทำให้เกิดแรงกระแทกน้ำ การควบคุมอุณหภูมิไม่ดี และในกรณีส่วนใหญ่ การกัดกร่อนขององค์ประกอบเครื่องทำความร้อนในที่สุด ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนขนาดเล็กที่ระบายน้ำสู่บรรยากาศ วิธีแก้ไขง่ายๆ คือติดตั้งตัวทำลายสุญญากาศที่ทางเข้าไอน้ำของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (ดูรูปที่ 11.10.1) เมื่อเกิดสุญญากาศในพื้นที่ไอน้ำ ตัวทำลายสุญญากาศจะเปิดเพื่อให้น้ำควบแน่นระบายลงสู่กับดักไอน้ำ

กับดักเองต้องอยู่ต่ำกว่าช่องออกเครื่องแลกเปลี่ยน และต้องมีขนาดเพียงพอที่จะระบายน้ำควบแน่นโหลดหยุดนิ่งบนหัวสถิต ‘h’ (ที่เกิดจากความสูงของช่องออกเหนือทางเข้ากับดัก) ท่อน้ำควบแน่นจากกับดักควรมีความลาดลงเพื่อไม่ให้เกิดแรงดันย้อนเพิ่มเติมกับกับดัก

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ระบายน้ำสู่แรงดันบวก

หลายครั้ง โดยเฉพาะในโรงงานขนาดใหญ่ มักต้องการไม่แนะนำอากาศเข้าสู่พื้นที่ไอน้ำ และการใช้ตัวทำลายสุญญากาศอาจไม่สามารถยอมรับได้ นอกจากนี้ หากน้ำควบแน่นยกขึ้นหลังกับดักไอน้ำไปยังระดับที่สูงกว่า ตัวทำลายสุญญากาศไม่สามารถช่วยระบายน้ำได้ ในสถานการณ์เหล่านี้ ควรใช้ปั๊ม-กับดักหรือชุดปั๊ม/กับดัก

หากการหยุดนิ่งเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้และไม่สามารถใช้ตัวทำลายสุญญากาศ ต้องใช้วิธีกำจัดน้ำควบแน่นแบบแอคทีฟเพื่อให้ระบบทำงานได้ดี ปั๊ม-กับดัก (ดังแสดงในรูปที่ 11.10.2) จะทำหน้าที่เป็นกับดักไอน้ำหากมีแรงดันไอน้ำเพียงพอในพื้นที่ไอน้ำที่จะเอาชนะแรงดันย้อน หากไม่มี จะทำหน้าที่เป็นปั๊ม อุปกรณ์เป็นแบบ self-contained ทั้งหมดและทำงานอัตโนมัติ

แผงรังสีและแถบความร้อน

ผลผลิตความร้อนขึ้นอยู่กับอุณหภูมิผิวสูง ดังนั้นการกำจัดน้ำควบแน่นทันทีจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดได้จากกับดักแยกแต่ละแผงด้วยกับดักแบบลอยตัวที่จัดการอากาศและน้ำควบแน่นได้อย่างรวดเร็ว (รูปที่ 11.10.5) การจัดกลุ่มแผงคล้ายกันสองแผงเข้ากับกับดักเดียวมักให้ผลเป็นที่น่าพอใจ สามารถใช้กับดักเทอร์โมไดนามิกหรือถังกลับหัวได้เช่นกัน แต่อาจจำเป็นต้องมีช่องระบายอากาศเพิ่มเติม

เครื่องทำความร้อนไอน้ำ

สำหรับเครื่องทำความร้อนไอน้ำมาตรฐานที่ปกติทำงานที่แรงดันต่ำกว่า 2 bar g สามารถใช้กับดักเทอร์โมสแตติกแรงดันสมดุลพร้อมทางเข้าแบบ union ดังแสดงในรูปที่ 11.10.6 อาจไม่จำเป็นต้องใช้ตะแกรงกรองเนื่องจากเครื่องทำความร้อนสะสมสิ่งสกปรกและสามารถเป่าผ่านได้ปีละครั้งหลังถอดแคปซูลกับดักชั่วคราว เมื่อใส่แคปซูลกลับ ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าผิววาล์วและที่นั่งสะอาด

อย่างไรก็ตาม หากต้องการรวมตะแกรงกรอง กับดักแรงดันสมดุลพร้อมตะแกรงกรองเป็นทางเลือกที่มีประโยชน์ (รูปที่ 11.10.7) ในบางระบบ เครื่องทำความร้อนประเภทนี้ใช้ร่วมกับระบบคืนสุญญากาศ ซึ่งในกรณีนั้นมีแคปซูล sub-cooled พิเศษให้

เครื่องทำความร้อนแบบตู้พัดลมพาความร้อน

แม้ว่าเครื่องทำความร้อนเหล่านี้มีพื้นที่ไอน้ำเล็กและน้ำควบแน่นต้องไม่สะสม ปัจจัยการออกแบบเรียกเลย์เอาต์ที่เรียบร้อย กับดักแรงดันสมดุลสามารถให้สิ่งนี้ได้ ดังแสดงในรูปที่ 11.10.8 อย่างไรก็ตาม หากตู้เป็นแบบลมเป่า (พร้อมพัดลมในตัว) โหลดที่สูงกว่าต้องการให้พื้นที่ไอน้ำปลอดจากน้ำควบแน่นและอากาศ กับดักแบบลอยตัวเป็นตัวเลือกที่เหมาะสม แต่การติดตั้งอย่างเรียบร้อยภายในตู้อาจเป็นปัญหา ทางเลือกที่น่าพึงพอใจคือกับดักแรงดันสมดุล ดังแสดงในรูปที่ 11.10.8 เพื่อให้ขาทำความเย็นยาวที่สุด

เครื่องทำความร้อนเดี่ยวและชุดทำความร้อนอากาศ

เครื่องทำความร้อนเดี่ยวและชุดทำความร้อนอากาศผลิตน้ำควบแน่นจำนวนมากจากพื้นที่ไอน้ำเล็ก การสะสมของน้ำควบแน่นหรืออากาศทำให้อุณหภูมิไม่สม่ำเสมอหรืออากาศเย็น และอาจทำให้ชุดทำความร้อนเสียหายในที่สุด ใช้กับดักแบบลอยตัว-เทอร์โมสแตติกขนาดเล็กใกล้ทางเข้า (รูปที่ 11.10.9) สำหรับชุดแนวนอนเช่นที่ใช้ในเครื่องทำความร้อนแบบลมลง การลดท่อช่องออกน้ำควบแน่นต้องทำด้วย reducer แบบ eccentric ซึ่งจะหยุดน้ำควบแน่นไม่ให้ไหลย้อนในขดท่อ กับดักควรติดตั้งต่ำกว่าช่องออกดังแสดงในรูปที่ 11.10.10 การกำจัดน้ำควบแน่นสามารถปรับปรุงได้โดยติดตั้งชุดทำความร้อนให้ลาดเล็กน้อยไปทางปลายช่องออก ในที่ที่ชุดทำความร้อนแนวตั้งหลายชุดติดตั้งแบบออนุกรมตามการไหลของอากาศ ส่วนถัดๆ ไปจะทำงานน้อยลงและผลิตน้ำควบแน่นน้อยลงเรื่อยๆ แต่ละส่วนควรถูกระบายแยกด้วยกับดักแบบลอยตัว (รูปที่ 11.10.11) หากไม่ใช้กับดักแบบลอยตัว กับดักถังกลับหัวเป็นทางเลือกที่เป็นไปได้ แต่ต้องมีช่องระบายอากาศติดตั้งแบบขนาน

เมื่อใช้ไอน้ำแรงดันสูงกว่าในระบบชุดเครื่องทำความร้อนหลายตัว สามารถประหยัดได้โดยรวบรวมน้ำควบแน่น แยกไอน้ำลอย และใช้ให้ความร้อนส่วนแรกของชุด เมื่อชุดทำความร้อนมีการควบคุมอุณหภูมิ อาจเกิดสภาวะหยุดนิ่งในพื้นที่ไอน้ำป้องกันการกำจัดน้ำควบแน่นอย่างมีประสิทธิภาพ ควรติดตั้งตัวทำลายสุญญากาศ Spirax Sarco บนท่อระหว่างวาล์วควบคุมกับทางเข้าชุดทำความร้อน และท่อน้ำควบแน่นต้องลาดลงสู่จุดรวบรวม คือ ถังรับที่ระบายสู่บรรยากาศ กับดักแบบลอยตัวต้องมีขนาดตามโหลดหยุดนิ่ง หัวข้อเรื่องการหยุดนิ่งถูกพิจารณาโดยละเอียดในบล็อก 12

ขดท่อเหนือศีรษะ

ท่อให้ความร้อนยาวเหนือศีรษะ เช่นเดียวกับขดท่อทำแห้งอุตสาหกรรม จะเกิดแรงกระแทกน้ำหากไม่ให้ความสนใจเพียงพอต่อการติดตั้ง ความร้อนจะไหลเวียนช้าและการควบคุมอุณหภูมิจะทำได้ยาก การจัดท่อใหม่ดังแสดงในรูปที่ 11.10.12 โดยใช้กับดักแรงดันสมดุลพร้อมแคปซูลสแตนเลส หรือด้วยกับดักแบบลอยตัวหรือถังกลับหัวจะกำจัดปัญหาเหล่านี้ สำหรับกับดักถังกลับหัว ความเร็วในการอุ่นเครื่องสามารถปรับปรุงอย่างมากด้วยการติดตั้งช่องระบายอากาศแยก โดยเฉพาะที่ปลายขดท่อ (รูปที่ 11.10.13)