CN112204323B - 用于从制冷剂中移除不凝结气体的设备 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于从制冷剂中移除不凝结气体的设备(1)，所述设备(1)包括管道布置(2)，该管道布置具有管道(3)、用于管道(3)的冷却装置(4)、以及排气装置，其中，该管道(3)包括用于与制冷剂系统连接的连接几何结构(5)。这种设备应当以良好的效率进行操作。为此目的，该管道至少包括指向不同方向的第一区段(6)和第二区段(7)。

Description

用于从制冷剂中移除不凝结气体的设备
本发明涉及一种用于从制冷剂中移除不凝结气体的设备，所述设备包括管道布置，该管道布置具有管道、用于该管道的冷却装置、以及排气装置，其中，该管道包括用于与制冷剂系统连接的连接几何结构。
例如，从EP 0 256 602 A1中已知这种设备。管道是直的并且沿重力方向定向。管道的下端连接至制冷剂系统的容器并且在容器与管道之间设置有截流阀。管道的另一端设置有排气装置，气体可以通过该排气装置而吹送到空气中。
这样的设备还可以称为“空气净化器”。该设备用来从氨制冷剂中移除空气及其他不凝结气体。空气阻碍热量从制冷剂到冷却表面或加热表面的传递，从而使系统效率降低。
作用于管道的冷却装置具有的效果是：包含在管道中的制冷剂凝结并且其形态变成液体。借助于截流阀，液体可以被馈送返回容器。然而，当打开阀时，比氨气重的空气再次进入容器，并且再次被净化，这导致空气净化器的效率降低。
本发明潜在的目的是一种效率良好的空气净化器。
此目的通过如在开篇处描述的一种用于从制冷剂中移除不凝结气体的设备而得以解决，其中该管道至少包括指向不同方向的第一区段和第二区段。
管道仍然可以直接连接至制冷剂系统，使得由可凝结气体和不凝结气体组成的气体可以从制冷剂系统直接进入管道的内部。作用于管道的冷却装置可以使可凝结气体凝结。此凝结过程所产生的液体可以被馈送返回连接几何结构，以便进入制冷系统。然而，当管道的区段指向不同方向时，这些区段不可能都指向竖直方向。区段的方向被定义为区段的入口(即靠近连接几何形状的第一端)与区段的出口(即远离连接几何形状的第二端)之间的关系。即使两个区段竖直布置，它们也可以具有不同方向。当某一区段不指向竖直方向(即平行于重力方向)时，此区段中的不凝结气体无法流回到连接几何结构或其以较小的速度流回到连接几何结构，这是因为仅重力的一部分作用于气体。在管道中可以保留且经由排气装置吹送出的不凝结气体越多，则效率越高。
由于仅使用管道来移除不凝结气体，管道的内部可以承受较高的压力(即制冷剂系统的压力)，不需要满足昂贵且检查耗费时间的高风险焊接级别的要求。
在本发明的实施例中，该第一区段包括靠近该连接几何结构的第一端和远离该连接几何结构的第二端，其中，该第一端布置在重力方向上比该第二端低的高度处，并且该第二区段包括靠近该连接几何结构的第一端和远离该连接几何结构的第二端，其中，该第二端布置在重力方向上比该第一端低的高度处。通过这种构造，进入第二区段的空气不再可以经由连接几何结构从管道逸出，这是因为比制冷剂重的空气无法抵抗重力从第二区段的远离连接几何结构的第二端再次流回到靠近连接几何结构的第一端。相应地，不凝结气体被捕获在管道中，其中排气装置作为唯一的出口。制冷剂系统中的不凝结气体一旦被净化就不会再经历净化过程。
在本发明的实施例中，该第一区段的第二端和该第二区段的第一端通过向上倾斜的第三区段连接。在第三区段中凝结的可凝结气体可以流回到连接几何结构。
在本发明的实施例中，该管道包括第四区段，该第四区段向下倾斜并且连接该第二区段和液体出口。在第二区段和第四区段中凝结的可凝结气体可以直接流动至液体出口。
在本发明的实施例中，该液体出口借助于集液器连接至该第一区段。集液器只允许液体逸出但是防止任何气体逸出。
在本发明的实施例中，该集液器包括从该液体出口到该第一区段中的入口开口的导管，其中，该液体出口布置成比该入口开口的下端高并且比该入口开口的上端低。以此方式可以实现：进入液体出口的液体使集液器中的液体转移，从而不会在管道内形成较大的液体体积。
在本发明的实施例中，管道包括将第四区段连接至排气装置的第五区段。排气装置可以布置在重力方向上较高的位置处。
在本发明的实施例中，该第五区段至少部分地向上倾斜。相应地，在第五区段内部凝结的可凝结气体可以流回到液体出口。
在本发明的实施例中，冷却装置作用于第四区段和第五区段。第四区段和第五区段可以被制成直的并且可以被制成比其他区段长，使得在这些区段中，凝结效率最高。
在本发明的实施例中，过滤器元件布置在第五区段中。假设大部分可凝结气体在第五区段中已经凝结并且大部分气体由不凝结气体组成。相应地，所需的体积更小。
在本发明的实施例中，该第四区段包括第一冷却夹套并且该第五区段包括第二冷却夹套，其中，该第一冷却夹套在一端包括入口并且在另一端包括到该第二夹套的连接件。相应地，被用于从管道中移除热量的冷却剂可以循环流经该第一夹套、该连接件、和该第二夹套。
在本发明的实施例中，管道的内径为25mm或更小。小直径有助于降低焊接风险等级。当具有这种小的内径时，不需要经认证的焊工并且不需要对焊缝进行X射线扫描。仅仅依赖对焊缝的压力测试就足够了。
现在将参照附图更详细地描述优选实施例，在附图中：
图1示意性地示出了用于从制冷剂中移除不凝结气体的设备，并且
图2更详细地示出了管道布置。
图1示出了用于从制冷剂中移除不凝结气体的设备1。设备1也可以被称为“空气净化器”。
设备1包括管道布置2。管道布置2包括管道3、用于管道的冷却装置4、以及用于与制冷剂系统(附图中未示出)连接的连接几何结构5。设备1可以直接连接至制冷剂系统。制冷剂系统是用氨制冷剂操作的。制冷剂可以具有从6巴至25巴范围内的压力，这取决于在制冷系统中空气净化器布置的位置。
管道3的内径为25mm或更小，以有助于降低焊接风险等级。当内径不超过25mm时，不需要经认证的焊工，并且也不必对焊缝进行X射线检测。仅仅依赖对焊缝的压力测试就足够了。
图2中更详细地示出了管道布置2。相同的附图标记用于相同的元件。
管道3包括第一区段6，该第一区段被竖直地(即平行于重力方向)定向。第一区段6连接至该连接几何结构5。
第一区段6经由第三区段8连接至第二区段7。第二区段7连接至第四区段9，该第四区段将第二区段7连接至液体出口10。第四区段9连接至第五区段11。第五区段11在端部12处包括排气装置13，该排气装置的位置远离液体出口10。
第一区段6包括靠近连接几何结构5的第一端14和远离连接几何结构5的第二端15。第二区段7包括更靠近连接几何结构5的第一端16和远离连接几何结构5的第二端17。术语“靠近”和“远离”是指气体从连接几何结构5流动到相应的端部所必须经过的距离。
当出自图2时，第一区段6的第一端14布置在重力方向上比第二端15低的高度处。类似地，第二区段7的第二端17布置在重力方向上比第一端16低的高度处。
因为空气和其他不凝结气体比制冷剂蒸气重，故一旦不凝结气体进入第二区段7，这些不凝结气体就不能从管道3逸出。
第三区段8略微向上倾斜，其效果是制冷剂或在第三区段8中凝结的可凝结气体可以直接流回到连接几何结构5。然而，因为在第三区段8中重力仅以相当小的分量对不凝结气体起作用，故此不凝结气体不会被驱动返回到连接几何结构5。
第四区段9略微向下倾斜并且第五区段11在其长度的大部分上略微向上倾斜。第五区段11的U形部分18连接至第四区段9。
第四区段9被第一冷却夹套19环绕，并且第五区段11至少在其直线部分上被第二冷却夹套20环绕。第一冷却夹套19经由入口管道21被供应有来自冷却装置4的冷却介质。第一冷却夹套19借助于连接管道22连接至第二冷却夹套20，第二冷却夹套20的另一端借助于出口管道23连接至冷却装置。
液体出口连接至第一区段6(更精确地说管道3的第一区段6的下部部分)中的入口开口24。此连接借助于集液器25实现。集液器25包括导管26，该导管布置在比第四区段9低的位置中。
如图2中可以看到的，液体出口10布置成比入口开口24的下端高并且比入口开口24的上端低。相应地，在导管26中永久存在一定体积的液体27，该一定体积的液体防止气体流过导管26。
导管26中的液体27的液位一出现升高，液体就会溢出进入第一区段6，并且从第一区段流动至该连接几何结构5。在另一方面，在第四区段9内收集更大体积的液体是几乎不可能的。
空气净化器的操作可以描述如下：
当连接几何结构5连接至制冷剂系统时，包含可凝结气体和不凝结气体的气体经由连接几何结构5进入管道3。该气体充满管道3的内部。第四区段9和第五区段11冷却至可凝结气体可以凝结的温度。在此凝结过程中形成的液体在重力的作用下流动至液体出口10并且从该液体出口通过集液器25流回到第一区段6，然而，不带有任何气体。
不凝结气体一旦到达第二区段7就被捕获在管道3内。不凝结气体可以仅经由第五区段11的端部处的排气装置13逸出。排气装置13可以包括例如受控制的排气阀。
第五区段11包括过滤器元件28，该过滤器元件使第五区段11内的自由体积减小。在第五区段11中，可凝结气体中的大部分已经凝结并且过滤器元件28用于增加从第五区段11内的气体到第二冷却夹套20内的冷却介质的热传递。

Claims (11)

1.一种用于从制冷剂中移除不凝结气体的设备(1)，所述设备(1)包括管道布置(2)，该管道布置具有管道(3)、用于该管道(3)的冷却装置(4)、以及排气装置(13)，其中，该管道(3)包括用于与制冷剂系统直接连接的连接几何结构(5)，该连接几何结构(5)被布置使得由可凝结气体和不凝结气体组成的气体能够从制冷剂系统直接进入管道的内部，冷却装置作用于管道(3)以冷却至可凝结气体凝结的温度，并且此凝结过程所产生的液体被馈送回连接几何结构(5)，以便进入制冷剂系统，该管道(3)至少包括指向不同方向的第一区段(6)和第二区段(7)，并且
该第一区段(6)具有靠近该连接几何结构(5)的第一端(14)和远离该连接几何结构(5)的第二端(15)，该第一端(14)布置在重力方向上比该第二端(15)低的高度处，并且该第二区段(7)具有靠近该连接几何结构(5)的第一端(16)和远离该连接几何结构(5)的第二端(17)，该第二端(17)布置在重力方向上比该第一端(16)低的高度处。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，该第一区段(6)的第二端(15)和该第二区段(7)的第一端(16)通过向上倾斜的第三区段(8)连接。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，该管道(3)包括第四区段(9)，该第四区段向下倾斜并且连接该第二区段(7)和液体出口(10)。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，该液体出口(10)借助于集液器(25)连接至该第一区段(6)。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，该集液器(25)包括从该液体出口(10)到该第一区段(6)中的入口开口(24)的导管(26)，其中，该液体出口(10)布置成比该入口开口(24)的下端高并且比该入口开口(24)的上端低。
6.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，该管道包括第五区段(11)，该第五区段将该第四区段(9)连接至该排气装置(13)。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，该第五区段(11)至少部分地向上倾斜。
8.根据权利要求6或7所述的设备，其特征在于，该冷却装置(4)作用于该第四区段(9)和该第五区段(11)。
9.根据权利要求6或7所述的设备，其特征在于，过滤器元件(28)布置在该第五区段(11)中。
10.根据权利要求6或7所述的设备，其特征在于，该第四区段(9)包括第一冷却夹套(19)并且该第五区段(11)包括第二冷却夹套(20)，其中，该第一冷却夹套(19)在一端包括入口(21)并且在另一端包括到该第二冷却夹套(20)的连接件(22)。
11.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，该管道(3)的内径为25mm或更小。
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