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Hilft beim Energiesparen: Pneumatische Dampfstrahlpumpe mit veränderbarem Düsenquerschnitt
Antriebe, Druckluft, Pumpen & Produktionsanlagen

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Dampf ablassen war gestern

Text: Prof. Dr. Uwe Bälz, Dr. Renate Kilpper, W. Bälz & Sohn Foto: W. Bälz & Sohn
In Industrie und Gesundheitswesen geht viel Energie über Abdampf verloren. Eine Dampfstrahlpumpe hilft dabei, den Dampf komplett weiterzuverwenden.

Dampfschwaden über Papierfabriken, Brauereien oder anderen Gewerbe- und Industriegebäuden, aber auch über Krankenhäusern sind ein gewohntes Bild. Mehr und mehr verbindet man sie heute jedoch mit Energieverschwendung. Anstatt diese Energie zu verlieren, ist es in vielen Fällen möglich, sie einfach und kostengünstig zu bewahren [1], wie das Beispiel des österreichischen Landesklinikums Mistelbach-Gänserndorf zeigt. Mittels Dampfstrahlpumpe lässt sich Dampf weiterverwenden und so Energie und Geld zu sparen.

Bei derzeit etwa 29.400 Patienten jährlich ist der Bedarf der Klinik an hygienischen Anwendungen hoch. Da Dampf ein optimales Medium dafür ist, wird er hier in beachtlichen Mengen benötigt und erreicht je nach Bedarf Temperaturen von 120°C bis 200°C und hohe Dampfdrücke von bis zu etwa 12 bar.

Dampfverdichtung mit der Dampfstrahlpumpe

Das Landesklinikum Mistelbach-Gänserndorf erzeugt den Dampf in großen Kesseln in der Heizzentrale. Dieser Primärdampf gelangt über druckfeste Leitungen zu den Anwendungen. Hinterher fließt hochtemperiertes Kondensat über ein Kondensatrückführsystem zu einem offenen Kondensatbehälter. Dort findet ein Ausdampfen statt, es entstehen die sogenannten Brüden. Aus den ursprünglich nach oben offenen Kondensatbehältern entwich der Brüdendampf und mit ihm eine Menge Energie über dicke Rohre ins Freie.

Hier setzt die Wärmerückgewinnung mit Hilfe der regelbaren Dampfstrahlpumpe an. Deren Funktion ist die hundertprozentige Wiederverwendung des Brüdendampfs. Anstelle eines Rohres, das den Dampf ins Freie führt, gelangt der Brüdendampf über eine Leitung zur Dampfstrahlpumpe. Als Saugdampf wird dieser mit dem Primärdampf, der auch als Treibdampf bezeichnet wird, vermischt und der nächsten Anwendung - beispielsweise einem Dampf-Wasser-Wärmeübertrager - zugeführt. Man bewahrt so die im Brüdendampf enthaltene Energie, anstatt sie nutzlos in die Umgebung entweichen zu lassen.

Vergleichbar mit der Funktion der geregelten Wassertrahlpumpe [2], bei Flüssigkeiten auch Dreiwegeinjektorventil genannt [3, 4], verwendet die geregelte Dampfstrahlpumpe Vapordynamic von Bälz Hochdruckdampf (Treibdampf), um Dampf mit niedrigerem Druck anzusaugen und mitzureißen. Es entsteht dabei Dampf mit einem Druck und einer Temperatur aus dem Gemisch beider Drücke und Temperaturen.

Die regelbare Dampfstrahlpumpe hat eine veränderliche Düsenöffnung, die über eine Spindel mit Regelkegel verändert wird. Daher kann genug Dampf angesaugt werden, damit der resultierende Mischdampf mit dem benötigten Druck und der gewünschten Temperatur gewonnen wird.

Alternativ zur Dampfstrahlpumpe wird zur Weiterverwendung der Brüden oft der Brüdenwärmetauscher eingesetzt. Er leitet den Brüdendampf statt ins Freie direkt auf einen Rohrbündelwärmeübetrager, um sekundärseitig Trinkwasser zu erhitzen. Großer Nachteil dieser immer noch häufig verwendeten Methode ist, dass der Übertragungswert im Wärmeübertrager aufgrund der niedrigen Dampfgeschwindigkeiten sehr schlecht ist und dadurch der Wirkungsgrad erheblich leidet. Weiterhin dient hier der Brüdendampf nur zum Erwärmen von Warmwasser, das nicht immer benötigt wird.

Bei einer Dampfstrahlpumpe dagegen liegt der Wirkungsgrad bei 100 Prozent, da die komplette Brüdendampfmenge angesaugt und durch Vermischen mit dem Treibdampf mit einem höheren Mischdampfdruck weiterverarbeitet wird. Aufgrund der höheren Dampfgeschwindigkeit nach dem Ansaugen kann der Dampf nicht nur für Warmwasser, sondern für verschiedenste Applikationen oder Abnehmer verwendet werden.

Dampfverwendung in der Industrie

Auch in in der Industrie ist die Anwendung von Dampf weit verbreitet. Angesichts steigender Energiekosten kann die Dampfstrahlpumpe auch in der Holz-, Agrar-, Lebensmittel-, Pharma- und chemischen Industrie helfen, den Dampf energiewahrend weiterzuverwenden.Die Quellenangaben finden Sie in der Online-Version.

Weitere Informationen

[1] Kilpper, R. Bälz U.: Energieeinsparung durch effiziente Dampf-Kondensat-Systeme. In: MGT 3/2013 S. 68 - 71 [2] Hesselbacher H.: Strahlpumpe bietet großes Einsparpotential. In: SBZ 12.2000 S.100-103 [3] Kilpper R.: Mit Strahlpumpen Energie sparen und Nachhaltigkeit erhöhen. In MGT Sonderausgabe Das Objektgeschäft 2011 S.232 - 234 [4] Bälz, U., Kilpper, R.: Energiesparen mit Regelungstechnik. In: Energy 2.0-Kompendium 12. 2012 S. 221-223

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