By NICHOLAS H. DES CHAMPS, Ph. D., PE, Fellow ASHRAE
Des Champs Technologies LLC
Natural Bridge Station, VA
Wenn Sie eine Toilette benutzen, um menschliche Abfälle oder ein Waschbecken zum Waschen von Gemüse zu entfernen, landet das weggeworfene Produkt vor seinem Bestimmungsort, der Klärgrube oder Kläranlage, in derselben Abwasserleitung., Offensichtlich möchten Sie nicht, dass die Gase aus den Toiletten in die Küche eindringen, in der Lebensmittel zubereitet werden, sodass eine luftdichte Abdichtung zwischen den Geräten und der Abwasserleitung erforderlich ist. Jahrhunderts werden P-Fallen erfolgreich zu diesem Zweck eingesetzt, bei jedem Vorfall fließt genügend Wasser durch die Falle, um den Abfall von der Quelle in den Abwasserkanal zu befördern, während Wasser in der Falle verbleibt als Abdichtung gegen Luftstrom. Es gibt Probleme, die mit der P-Falle verbunden sind, wenn sie in Entsorgungssystemen verwendet wird, wie Austrocknen oder Einfrieren, aber die Vorteile überwiegen sie.,
Da P-Traps gegen Luftleckage abdichten, waren sie die natürliche Lösung, um ein Austreten von Luft in den Kondensatabläufen von Klimaanlagen der frühen 1900er Jahre zu verhindern. Da sich die Klimaanlage in den 50er Jahren durchsetzte, waren P-Traps der Standard, den jeder Auftragnehmer entwarf und installierte, auch wenn ihnen nicht bekannt war, ob die Abflusswanne Unter-oder Überdruck hatte oder sogar auf welchem Druckniveau. So ist es auch heute noch. Klimaanlagen werden von der Fabrik ohne Kondensatablassfalle zur Baustelle geliefert., Die Wechselstromausrüstung wird auf die Platte, den Boden oder den Bordstein gestellt und es ist die Aufgabe des mechanischen Auftragnehmers, eine P-Falle zu installieren. Es gibt einen großen Unterschied zwischen der Verwendung von P-Traps für sanitäre Anwendungen und der Kondensatentfernung aus einer Wechselstromeinheit, und letztere hat einen Druck innerhalb des Abflussrohrs.
Gegenwärtig fordern die meisten Sanitärcodes die Verwendung einer P-Falle für alle Geräte, die an einen Sanitärkanal angeschlossen sind., Die einzigen Codeanforderungen für Abflussleitungen, die Kondensat aus HLK-Geräten entfernen, sind:
a) für die Installation einer Falle gemäß den Installations-und Betriebsanweisungen des Geräteherstellers;
b) dass die Abflussleitungen mit einer Geschwindigkeit von 1/8 Zoll pro Fuß zum endgültigen Abflusspunkt neigen.
Die Informationen, die der Ingenieur oder Auftragnehmer benötigt, um eine HVAC-Kondensatablassleitung mit einer Standard-P-Falle ordnungsgemäß zu entwerfen und zu installieren, lauten:
1., Zieht der Lüfter durch die Kühlschlange (negativer Ablasswannendruck) oder bläst er durch die Kühlschlange (positiver Ablasswannendruck)?;
2. Der maximale Betriebsdruck über die Falle, d.h. Ablasswanne Fach zu Umgebungs;
3. Maximale gallonen kondensat pro stunde, erforderlich, um die größe der abflussrohr;
4. Größtes Zeitintervall, in dem kein Kondensat erzeugt wird (um die Falltiefe zu bestimmen, um ein Austrocknen zu verhindern);
5., Zoll pro Monat Wasserverdampfungsrate für das geografische Gebiet;
6. Benötigt die Abflussleitung unmittelbar hinter der Kondensatfalle ein Entlüftungsrohr?;
7. Design guide für P-Fallen;
8. Tiefe von P-Trap zu versichern eine wasser dichtung während der gesamten 365 tage.
Geschwindigkeit, mit der Wasser innerhalb einer P-Falle verdunstet
Tests des Autors zeigen, dass Wasser vom späten Frühjahr bis zum frühen Herbst mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 2,2 Zoll pro Monat verdunstet., Es macht keinen Unterschied, ob der Abflussrohr ¾ -Zoll im Durchmesser oder 1 ½ -Zoll, oder von einem 20 ‚x 40‘ Schwimmbad ist, verdunstet das Wasser mit einer durchschnittlichen Rate von 2,2 Zoll in der Höhe pro Monat. Die Messwerte wurden in der Nähe von Roanoke, VA genommen.
Abbildung 1: Akzeptierter Entwurf für eine Unterdruck-P-Falle
Wenn es eine Abflussleitung von beträchtlicher Länge gibt, in der nach dem Aufhören des Kondensats Wassertaschen in der Leitung verbleiben, kann die Verdampfungsrate in einer P-Falle nur 1,1 Zoll pro Monat betragen., In trockenen Regionen wird die Verdunstungsrate höher sein, bis zu 3 Zoll pro Monat. Wenn Sie beispielsweise einen Wohnsitz in Las Vegas haben (Abbildung 4) und sechs Wochen weg sind, ist die Toilette bei Ihrer Rückkehr ausgetrocknet. Grundsätzlich verschwenden trockene P-Fallen beträchtliche Energie, wie in den folgenden Absätzen dargestellt. Ein typisches P-Trap-Design für Durchzugsgeräte ist in Abbildung 1 dargestellt., Für ein System, das mit 1½ Zoll Unterdruck arbeitet, wird J 1¼ Zoll hoch sein, was bei einer Verdampfungsrate von 2 Zoll pro Monat die Dichtung nach nur zwei Wochen nicht kondensierenden Betriebs verloren geht! Dies ist ein guter Grund zu der Annahme, dass P-Fallen im größten Teil des Landes in über 50% der Fälle trocken sind.
Abbildung 2a: Inline ¾ „Falle; und Abbildung 2b: Inline ¾“ Falle.
Noch schlimmer ist, was für P-Traps in Wohnanwendungen fast Standard geworden ist, ein ¾ “ gebogenes PVC-Rohr, wie in Abbildung 2a gezeigt., Mit der eingestellten und mit Wasser gefüllten Falle wurde ein Test durchgeführt, um zu sehen, bei welchem Druck die Falle aufhören würde, sich gegen den Luftstrom abzudichten. Der Druck wurde allmählich von Null auf den Punkt verringert, an dem das Wasser in der Falle zu gurgeln begann. Bei der Inline-Falle sorgte ein Druck von – ⁵ ⁄ ₈ “ WC für einen Bruch der Luftdichtung. Für die in Abbildung 2b gezeigte Falle dauerte es 2 Tage, bis die Dichtung bei- ⁵ ⁄ ₈ “ WC zerbrach. Beide Tests wurden bei 75°F und 50% RH durchgeführt.,
Das Standarddesign für eine P-Falle, wie in Abbildung 2 gezeigt, berücksichtigt die Verdampfung von Wasser aus der Falle im Laufe der Zeit nicht vollständig. Wie bereits erwähnt, muss eine Falle das ganze Jahr über gegen Luftleckage abdichten. Dazu müssen zwei Dinge berücksichtigt werden: Erstens muss es mit einem ausreichend tiefen oder großen Wasserreservoir ausgestattet sein, um sicherzustellen, dass die Wasserdichtung nicht verdampft. Zweitens muss das Wasserreservoir vor dem Einfrieren geschützt werden., Daher sollte anstelle von H gleich 1″ für jeden Zoll maximalen negativen statischen Drucks plus 1″ 1″ für jeden Zoll maximalen negativen statischen Drucks plus 1 “ + (N x E) sein, wobei N = Anzahl der Monate ohne Kondensatbildung und E = die durchschnittliche Verdampfungsrate von Wasser in Zoll pro Monat während der nicht kondensierenden Periode.
Abb. 3
Nehmen Sie als Beispiel eine Wechselstromeinheit in Roanoke, VA, die mit einem Unterdruck von 1 Zoll arbeitet und ein Rohr mit ¾ Durchmesser verwendet, das normalerweise von Mai bis September oder fünf Monaten des Jahres abkühlt., Das sind sieben Monate ohne Kondensatbildung. In Bezug auf Abbildung 3 beträgt die durchschnittliche Verdampfungsrate des Kondensats von Oktober bis April etwa 1,5 Zoll pro Monat. Unter Verwendung der überarbeiteten Formel:
H = 1 +1 =2
J = ½ H + H = 1 + 7 x 1,5 = 10,5
Daher ist die Höhe der Falle L = H + J + Rohrdurchmesser + Isolierung, oder …
L = 2 + 10.5 +1 + 0 = 13.5 zoll
Selbst bei 1 Zoll pro Monat Verdunstung würde die Falle ein L von 10 Zoll erfordern.,
Dies mag unrealistisch erscheinen, so dass Sie vielleicht eine Wohnfalle in der Nähe von Ende April vor der Kühlsaison überprüfen möchten, überall außer in Florida, und sehen, ob es eine Wasserdichtung hat.
Abb., 4
Leckrate der Luft durch eine Kondensatablassleitung mit trockener P-Falle
v = Luftgeschwindigkeit innerhalb der Abflussleitung, ft/sec
p = Druckverlust durch Strömung durch die Rohre, Unzen/in2
d = Innendurchmesser des Kondensatablassrohrs, in
L = Länge des Kondensatablassrohrs in Fuß, ft
Qi = Volumenstrom pro Falle, ft3/min
25,000 = einheit umwandlung faktor
Für p = 2 zoll WC, d = 1,5 zoll, und L = 10, füße die CFM verloren zu die umwelt ist 48,4 CFM.,
Leckrate der Luft durch die gleiche Abflussleitung wie oben, jedoch mit einer Falle, die speziell für HLK-Geräte entwickelt wurde, wie in Abbildung 5 gezeigt
Die Leckrate beträgt 0,060 CFM. Diese Leckrate besteht jederzeit während des Jahres, in dem die Lüfter in Betrieb sind.
Abb. 5
Stop Wasting Energy
Die Energieverschwendung durch P-Traps wird vom Autor allein in den USA auf 3 Milliarden US-Dollar pro Jahr geschätzt. Die Abdichtung dieser Leckage sollte von energiebewussten Eigentümern, Bauingenieuren, Installateuren und Regierungsbeamten ernsthaft in Betracht gezogen werden., Der schnellste, einfachste und kostengünstigste Weg, die Energieverschwendung zu reduzieren, besteht darin, die installierten P-Fallen durch Fallen zu ersetzen, die kein Wasser zum Abdichten gegen Luftleckage benötigen, d. H. Eine Falle, die mit Luftdruck versiegelt.
Die HLK-Luftfalle würde nicht nur „Tonnen“ Energie sparen, sondern im Wesentlichen die acht Probleme beseitigen, die mit P-Traps verbunden sind:
1. Einfrieren und brechen;
2. P-Trap-Trocken-outs;
3. Schlammbildung im Boden der“ U “ – Biegung;
4., Geysir wirkung von luft rauschen in ablauf pan und spritzen wasser oder verursacht überlauf von ablauf pan;
5. Schimmel, Mehltau und unerwünschte Bakterien bilden sich im Kühlspulenfach;
6. Luftleckage;
7. Höhe anforderung für falle zu funktionieren richtig
(die Luft-Falle ist weniger als ½ die höhe);
8. Falsch entworfen und installiert.,
Eigentümer würden es sehr schätzen, Energie zu sparen und sich nicht mit den acht Problemen zu befassen, die sich aus P-Traps ergeben, sowie mit den Folgen von Fehlfunktionen, insbesondere mit Wasser, das beim Start der Wechselstromanlagen im Frühjahr durch die Wände fließt Der Autor hat mehrfach vor der Erfindung der Luftfalle im Jahr 2014 erlebt.
Abb. 6
Die HLK-Luftabscheider sind in allen Größen und Formen erhältlich, um im Wesentlichen jeden Kondensatbedarf zu decken., Die P-und N-Serie für gewerbliche Anwendungen, der RLC für Wohn-und leichte gewerbliche Anwendungen, die FCN-Serie für Wohn -, Hotel -, Mehrfamilienhäuser und die PLP für Überdruckanwendungen, bei denen Drücke bis zu 40 Zoll WC oder mehr in einer Höhe von weniger als 3 Zoll untergebracht werden können.
Bitte besuchen www.deschampstechnologies.com für weitere Informationen über Luftdruck aktiviert Kondensatfallen.