تله بخار ترموستاتیک

تله بخار شیر اتوماتیکی است که مانع از خروج بخار از سیستم شده و در صورت لزوم آب و یا گازهای نامحلول موجود در سیستم را تخلیه می‏نماید. تله های بخار بصورت موازی با سیستم نصب شده و وظیفه آنها تخلیه کندانس موجود در خطوط است. تله بخار دارای انواع مختلفی است که باید با توجه به سیستم مورد استفاده, نوع مناسب انتخاب شود. یکی از انواع تله بخار, تله بخار ترموستاتیک است که با توجه به تغییر دمای سیال کار می کند. تله بخار ترموستاتیک از موارد پرکاربرد که مصرف زیادی دارد. در این مقاله از پیکاتک به بررسی تله بخار ترموستاتیک و مشخصات آن می پردازیم.

تله بخار چیست؟

تله بخار(Steam trap) از مهمترین اجزا سیستم های بخار هستند . تله های بخار حد فاصل بین بخار و کندانس بوده و با حفظ بخار در قسمت توزیع انرژی را حفظ نموده و در زمان مناسب کندانس و گازهای نامحلول را تخلیه می کنند . تله های بخار همچنین منجر به خروج هوا و گازهای محلول که به عنوان عایق و عامل نارسایی در سیستم محسوب می گردد، می شود.

در واقع وظیفه تله بخار، زدایش کندانسه، هوا و دی اکسید کربن از سیستم لوله کشی به محض تجمع این گازها و با حداقل رسانیدن اتلاف بخار است. زمانی که بخار، گرمای نهان ارزشمند خود را آزاد می کند و چگالیده می شود، این کندانسه داغ باید بلافاصله از سیستم جدا شود تا از بروز پدیده ضربه قوچ جلوگیری گردد. وجود هوا در سیستم بخار، بخشی از حجم سیستم را که قاعدتا باید توسط بخار اشغال شود به خود اختصاص می دهد.

تله بخار ها با توجه به نحوه عملکرد و استفاده به 3 دسته تقسیم بندی می شوند که یکی از آن ها تله بخار ترموستاتیک است. برای انتخاب تله‌بخار مناسب برای تجهیزات مصرف کننده بخار باید نوع تله‌بخار مناسب برای آن تجهیزات را برگزید. بعد از انتخاب نوع تله بخار براساس میزان کندانس تجهیز مصرف‌کننده بخار و ضریب اطمینان مناسب و حداکثر فشار مجاز تله ‌بخار و اختلاف فشار طرفین تله ‌بخار سایز مناسب تله را برگزید.      

کارکرد تله های بخار

سه کارکرد اصلی تله های بخار عبارتند از:

• تخلیه کندانس به محض تشکیل آن
• مصرف ناچیز بخار
• قابلیت تخلیه هوا و دیگر گازهای غیر قابل چگالش

انواع تله های بخار

تله بخار به طور کلی به سه دسته زیر تقسیم بندی میشوند .

• مکانیکی
• ترموستاتیک
• ترمودینامیک

تله بخار ترموستاتیک چیست؟

این دسته از تله ها، با استفاده از تشخیص دمای سیال ورودی عمل می‏نمایند و منحنی کارکرد آنها همواره پایین تر از منحنی بخار اشباع می باشد.بخار پس از انتقال گرمای ‌نهان تبخیر خود در تجهیزات به کندانس چگالیده تبدیل می‌شود. حال ممکن است زمانی فرا برسد که بخشی از بخار زنده قبل از تبدیل به کندانس از تجهیز مورد نظر خارج شود. وظیفه تله‌ بخار ترموستاتیک جلوگیری از خروج بخار زنده است؛ بنابراین تله ‌بخار آخرین نقطه حضور بخار زنده است.

مبنای عملکرد تله بخار ترموستاتیکی اختلاف دمای بخار و کندانس است. این خصوصیت می‌تواند کمک مناسبی جهت تخلیه کندانس باشد. تله‌بخارهای فانوسه‌ای، ویفری، بی متالیک از این دسته تله‌ها هستند.

مشخصات تله بخار ترموستاتیک

در تله های بخار ترموستاتیکی یک عنصر بایمتال یا فانوسی باعث عمل کردن یک شیر می شود. هنگامی که کندانسیت وجود دارد این شیر باز می شود و در زمان وجود بخار، بسته خواهد شد. چون در ابتدای تشکیل کندانسیت، درجه حرارت آن برابر با درجه حرارت بخار است، بنابراین عضو ترموستاتیکی باید به گونه ای طراحی و تنظیم شود که فقط در درجه حرارت های کمتر از درجه حرارت بخار باز شود. در غیر این صورت همواره مقداری بخار زنده از درون تله خواهد گذشت.

بنابراین اگر کندانسیت در تله یا بخشی از لوله های قبل از ساقۀ تخلیه (که هر دو فاقد عایق هستند) انباشته شود. کندانسیت مادون سرد خواهد شد.در برخی از تله های ترموستاتیکی یک ستون آب دائمی در بعد از تله وجود دارد و بنابراین از اتلاف بخار جلوگیری می کند. در عین حال این امر موجب ممانعت از خروج هوا و گازهای غیرقابل تقطیر و باعث انباشته شدن بیش از حدّ کندانسیت در خطوط اصلی یا تجهیزات خواهد شد که می تواند مشکلاتی را در بهره برداری ایجاد کند.

در تله هایی که انباشت کندانسیت وجود نداشته باشد، ممکن است قبل از بسته شدن شیر مقداری بخار تلف گردد. تله های ترموستاتیکی فانوسی دارای سیال با درجه حرارت جوش کمتر از آب هستند. وقتی تله سرد باشد، جزء درون تله منقبض می شود و دهانۀ خروجی باز خواهد شد. همزمان با ورود کندانسیت گرم به درون تله و قبل از آنکه درجه حرارت کندانسیت به درجه حرارت بخار برسد سیال درون فانوس به جوش می آید و تبخیر می گردد. چون مایع موجود در فانوس در درجه حرارت کمتر از آب به جوش می آید، فشار مایع داخل فانوس بیشتر از فشار بخار خارج آن است و باعث منبسط شدن فانوس و بسته شدن دهانۀ تخلیۀ تله می گردد.        

ویژگیها

اگر فرض کنید که رابطۀ درجه حرارت و فشار برای مایع درون فانوس مانند آب باشد، موازنۀ نیروهای وارد بر فانوس تقریبا ثابت خواهد ماند و بستگی به تغییرات فشار بخار آب ندارد. بنابراین، در این نوع تله همیشه فشار متعادل است و در هر فشاری (در محدودۀ کار تله) می تواند استفاده شود. در عین حال از این تله در هنگامی که بخار مافوق گرم وجود دارد نباید استفاده شود زیرا درجه حرارت مستقل از فشار است و احتمال دارد فانوس خراب شود یا بترکد.

تله های ترموستاتیک نوع بایمتال دارای یک عضو است که از دو فلز با ضریب انبساط متفاوت ساخته شده است. حرارت باعث تغییر شکل عضو می شود و دهانۀ شیر تله باز یا بسته می گردد. چون عضو بایمتال فقط نسبت به درجه حرارت حساس است، غالبا در خروجی این تله ها یک شیر نصب می شود به گونه ای که فشار بخار آب سعی به بازکردن آن دارد. اگرچه تعادل فشار در این نوع تله به اندازۀ تله فانوسی نیست ولی با طراحی صحیح عضو بایمتال، می توان منحنی فشار – درجه حرارت کار تله را به منحنی اشباع آب نزدیک کرد.

• بهترین کاربرد تله های ترموستاتیکی نوع فانوسی ، سیستم های کم فشار با بارهای اندک ولی پایدار است.
• از این تله ها معمولا در اکثر سیستم های HVAC با رادیاتور و کنوکتور استفاده می شود.
• برخلاف تله های ترموستاتیکی فانوسی،در تله های ترموستاتیکی نوع بایمتال بخار آب مافوق گرم یا ضربۀ قوچ اثر نامطلوبی نخواهد داشت و بنابراین میتوان از آنها در سیستمهای بخار پرفشار استفاده کرد.
• اگر از این تله ها برای ساقۀ تخلیه خط اصلی بخار استفاده میشود، عضو حساس تله بخار نباید باعث انباشته شدن کندانسیت در درون تله شود.

کاربرد تله بخار ترموستاتیک

بهترین محل مصرف این نوع تله ها عبارتند از:

• گرمکن های خطوط انتقال
• لوله کشی پوشش گرم کننده
• تجهیزات انتقال حرارت که در آنها اندکی انباشت کندانسیت مجاز باشد.

انواع تله بخار ترموستاتیک

این تله ها به 3 دسته اصلی تقسیم بندی می شوند :

1. تله بخار انبساط مایع (liquid Expansion)
2. تله بخار فشار متوازن (Balanced pressure)
3. تله بخار دو فلزی (Bimetallic)

تله بخار انبساط مایع (liquid Expansion)

این نوع تله از ساده ترین انواع تله های ترموستاتیک است . قسمت پر از روغنی پس از گرم شدن و انبساط ، شیر خروجی تله را می بندد با تنظیم تله می توان دمای خروجی را بین 60 درجه تا 100درجه سانتی گراد تغییر داد که این وسیله را جهت تخلیه کندانس و هوای سرد زیاد در هنگام راه اندازی ایده آل می سازد .

تله بخارفشار متوازن (Balanced pressure)

این تله بخار بهبود یافته نوع انبساط مایع بوده . دمای کاری آن با توجه به فشار بخار متغیر است. در داخل تله بخار کپسول پر از مایع مخصوصی در دمای جوش کمتر از آب تعبیه شده است . با ورود کندانس سرد کپسول آزاد و جمع بوده و شیر خروجی از نشیمنگاه دور است و در نتیجه کندانس یا هوای سرد تخلیه می شود .

تله بخاردو فلزی (Bimetallic)

همانطور که از اسم این تله نیز مشخص است ، این نوع تله بخار با استفاده از دو فلز متفاوت که به یکدیگر متصل شده اند عمل می کند . المان فوق در صورت گرم شدن ، تغییر شکل داده و انحنا پیدا می کند . در این المان منفرد دو نکته قابل توجه است :

1. عملکرد المان و تله دردمای ثابتی انجام شده وبنابراین قابل استفاده درسیستمهای دما وفشار متغیر نیست.
2. از آنجا که نیروی المان یک منفرد کوچک است;باید از فلز ضخیم و با جرم زیاد استفاده شود که پاسخ تله بخار به تغییرات دما را کند میسازد .

لینک های مرتبط :

تله بخار