CN1080862C - 回收制冷剂的方法和装置 - Google Patents

Abstract

用于回收制冷剂的装置包括一与蒸馏液体温度控制器相连的热气体旁路管，温度控制器将系统保持在一极低的温度，蒸馏腔包含一热交换系统，一蒸馏过的制冷剂的出口子系统以及一个受污染的制冷剂的入口。形成于蒸馏腔中液体上方的蒸气被输入一压缩机，又被浸在蒸馏腔中的螺旋盘管装置或旁路输回。一小型空冷冷凝器耗散掉压缩机所产生的热量。该系统省去了通常用于冷凝制冷剂的空冷或水冷冷凝器，和/或外部电加热器。

Description

回收制冷剂的方法和装置

本发明主要涉及回收制冷剂的系统，更具体地讲是涉及这样一些不需要冷却水或外部电加热器的回收制冷剂的设备。

在用于回收制冷剂的设备中，按照惯例，通常包括水冷却或空气冷却的冷凝器装置，以便在该过程中起辅助作用。在工业化的今天，由于回收单元的尺寸和功率通常很小，所以应用条件(空气、水、外部电加热器的热量等)就不需要特别关注。然而，在实践中这些应用条件对于一个回收单元可以制造得多么大是有明确的限制的。在这样一些设备中，制冷剂回收的速度也是特别重要的。

更具体地说，在现今的制冷剂蒸馏和回收设备中，一个受污染的制冷剂的入口通向一个蒸馏腔，在其中，一些电加热器被设置在由受污染的制冷剂流体在该蒸馏腔中所形成的液面以下，所述电加热器由一个外部电源和恒温器控制。当然，在该蒸馏腔中还设置有一个污垢排放管道。这样的一些加热器使受污染的制冷剂沸腾并在该蒸馏腔中的液面之上形成蒸气。该热蒸气流入一个压缩机，而后又流入一个水冷冷凝器中，该冷凝器就生产出经过蒸馏的制冷剂。通过设置用于冷却的一个进水管和一个出水管来对该水冷冷凝器进行操纵和控制。因此，为了使所述受污染的制冷剂在这些现今的设备中蒸发，需要大量的用于冷却的水(或空气)和大量的外部电能，并且该单元越大，所需要的那样的应用条件(水，空气，和/或电能)将会越多，结果在实践中导致对可以经济地和实际地制造的设备的尺寸的限制。

在Taylor的美国专利4646527、Staggs的美国专利4539817、Van Steenburgh的美国专利5243832、Lofland的美国专利4856289、Souderi的美国专利4766733和Miner的美国专利3145543中公开了当今这些设备的例子。前面所述内容揭示了具有上面所指出的一个或多个缺陷和/或限制的那些设备的具体情况。

因此，本发明的一个主要的目的是提供一种在其中不需要外部电加热器的蒸馏设备。

本发明的一个进一步的目的是提供一种用于回收制冷剂的蒸馏方法，在该方法中，不需要用于冷凝制冷剂的空冷冷凝器和水冷冷凝器。

本发明的一个更进一步的目的是提供一种用于回收制冷剂的方法和装置，在该方法和该装置中所述制冷剂蒸气被节流，以控制所述蒸馏温度。

本发明的这些以及其它的目的体现在一种用于回收制冷剂的装置中，在其中，一个用于回收制冷剂的设备包括一个有受污染的制冷剂流入其中的蒸馏腔，而蒸馏是通过以下方式完成的，即输送该蒸馏腔中液面以上的蒸气通过一个带有油分离器的压缩机，而后通过该蒸馏腔中的一个螺旋盘管结构返回。一个温度控制阀根据该蒸馏腔中的温度选择性地将来自压缩机的流体分配在该蒸馏腔中的盘管和旁路之间。旁路温度控制将温度保持在一个可以防止经蒸馏的制冷剂蒸气携带水分的温度值，并且在该蒸馏腔中保持一个恰当的液位。液体制冷剂液位是温度和压力的函数，并且对于控制和防止该压缩机的液体的腾涌(slugging)是关键性的。

一个辅助冷凝器接收所述盘管中的液体以及旁路流体，以便带走由该压缩机所产生的压缩机热。该冷凝器通过一个压力调节阀生产出经过蒸馏的制冷剂。因此，该压缩机的气体排放的热量提供了在该蒸馏腔中的螺旋盘管中用于蒸馏的热量。这样，所述受污染的制冷剂由所述盘管进行加热，在该蒸馏腔中的液体上方产生蒸气并持续地供给所述压缩机，而压缩机又通过所述螺旋盘管持续地排放热气体。

通过以下对一个优选的、但仅仅是用以说明的实施例参考附图所作的详细的描述，本发明的其它目的、特点和优点将变得更为清楚。

附图是包括用于完成本发明的方法的装置的一个系统的示意图。

从该附图可以看出，本发明的方法和装置可以使受污染的制冷剂在一个蒸馏腔中沸腾而无需外部电加热器。此外，该装置和方法使被压缩的制冷剂蒸气冷凝而无需冷却水，并可以通过节流所述的制冷剂蒸气控制蒸馏温度。

实现所述蒸馏要通过进口12和压力调节阀14输入任何受污染的制冷剂(用方向箭头10表示)。受污染的制冷剂流入蒸馏腔(用数字16表示)，形成受污染的制冷剂液体20的液面18。还设置了一个带有阀23的受污染液体的排放口21。螺旋盘管22被浸在受污染的制冷剂液体的液面18的下方，一个热电偶24被放置在盘管22的中心或盘管22的中心附近用于测量供温度控制单元26用的蒸馏温度。接下去，所述温度控制单元控制三通阀28的状态，以使该蒸馏温度将被设定为大约30°F的一个恒定值。温度控制阀28在某种意义上是利用旁路管30进行工作，结果，当蒸气被聚集在液面18之上的蒸馏腔16的部分32中时，气体将通过管道34到达压缩机36。这在压缩机36的出口38处形成一种热气体排放，结果那些热气体在温度控制单元26控制下被输送通过三通阀28。在热电偶24指示一个高于30°F的温度的那些情况下，例如，旁路管30将接收一部分来自压缩机36的热气体。相反，在热电偶24指示一个低于30°F的温度的那些情况下，例如，热气流将连续不断地按箭头所示方向进入螺旋盘管22。

从附图和这部分描述可以看出，当热电偶24指示30°F附近某些值的温度时，例如，来自压缩机的热气体一部分将沿旁路管流过，另一部分将进入螺旋盘管，以保持30°F的温度。

在所有情况下，通过旁路管30的流体和从螺旋盘管22中流出的流体(分别沿方向42、44)都将通过辅助冷凝器46和压力调节阀48，以产生经过蒸馏的制冷剂流出物(用方向箭头50表示)。另外，冷凝器46受一附加温度控制单元控制，即受该冷凝器流出物的温度的控制。

因此，尤其是在回收单元规模极大并且不能经济地、高效率地提供所需要的电能以及水或空气时，蒸馏温度控制使得本发明的蒸馏腔中的蒸气可以借助于螺旋盘管22来加热受污染的制冷剂液体，以产生更多的蒸气并进一步由压缩机输出热气体，以使根据本发明的过程继续进行下去。外部电加热器是不必要的，并且在本发明的蒸馏腔中所进行的对制冷剂蒸气的充分冷凝只需要一个小型的空气冷却的辅助冷凝器46，以便耗散由于压缩机36(它带有一个油分离器)的工作所产生的热。因此，用来冷凝制冷剂的空气冷却的或水冷却的冷凝器是不必要的。

利用本发明的装置和方法，可以按照每个八小时制工作日回收大约18,000至100,000磅的速度回收制冷剂，显然高于已有技术的每个八小时制工作日回收大约1500磅的能力。

以上的装置提供了用于按照所显示的和所描述的方式回收制冷剂的方法，但是这种描述不能被理解为对本发明的限制，关于本发明所要求保护的范围只能由后面的权利要求书来给出。

Claims (5)

1、一种用于回收制冷剂的方法，包括如下步骤：

(a)将受污染的液体制冷剂输入一个蒸馏腔；

(b)使所述的液体制冷剂沸腾，以便在所述蒸馏腔中的所述制冷剂的上方产生一蒸气层；

(c)将所述的蒸气导入一个压缩机，以便形成热气体；

(d)提供设置在所述蒸馏腔中的液面以下的一个螺旋盘管，和所述的蒸馏腔的旁路通道，两者都可被用来引导热气体；

(e)提供一个用于检测所述的蒸馏腔之中的液体的温度传感器，并利用所检测到的温度去控制一个阀，以选择所述热气体是流向所述螺旋盘管，还是流向所述旁路管道；以及

(f)使来自所述螺旋盘管和所述旁路管道的流体流入一个冷凝器，所述冷凝器用于产生全部经过蒸馏的制冷剂。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法还包括一个选择性地排放所述液体制冷剂的步骤。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述冷凝器是由一个辅助的温度控制单元、利用对所述冷凝器流出物所测得的温度来控制的。

4、一种用于回收制冷剂的装置，包括：

一个具有液体部分和蒸气部分的蒸馏腔；

用于将液体提供给所述液体部分的装置；

用于使所述蒸气部分中的蒸气流出所述蒸馏腔的装置；

一个用于接收所述蒸气并压缩所述蒸气的压缩机；

用于检测所述液体部分的液体的温度检测装置；

一个温度控制单元，其工作受所述温度检测装置的控制；

一个受所述温度控制单元控制的阀；

一个位于所述蒸馏腔中的用于加热所述液体以产生所述蒸气的螺旋盘管；

一个由所述阀引出的旁路通道；以及

一个用于接收来自所述螺旋管和来自所述旁路通道的热气体流并排出经过蒸馏的制冷剂的冷凝器。

5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述蒸馏腔设置了一个液体排放装置。

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