DE102006000690A1

DE102006000690A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Kontrolle eines Schmierstoffanteils in einem Kältemittel

Info

Publication number: DE102006000690A1
Application number: DE102006000690A
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl.-Phys. Burk; Ottokar Dipl.-Ing.(FH) Kunberger; Michael Dipl.-Ing. Sickelmann; Klaus Wipfler
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2006-01-02
Filing date: 2006-01-02
Publication date: 2007-07-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrolle eines Schmierstoffanteils in einem Kältemittel, umfassend eine Zuleitung (3a) zur Zuführung eines Gemisches aus einem Schmierstoff und dem Kältemittel zu der Vorrichtung, wobei das Kältemittel einen Kältemittelstrom einer Kälteanlage (1, 2) ausbildet, ein der Zuleitung nachgeordnetes Trennmittel (7) zur Trennung von Schmierstoff und Kältemittel, und ein dem Trennmittel (7) bezüglich des abgetrennten Schmiermittelstroms nachgeordneter Einspeisepunkt (19) zur Zuführung von abgetrenntem Schmierstoff, wobei der Schmierstoff über den Einspeisepunkt (19) in den Kältemittelstrom einbringbar ist, wobei bezüglich des Kältemittelstroms keine Komponenten (1, 2) der Kälteanlage zwischen der Zuleitung (3a) und dem Einspeisepunkt (19) angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrolle eines Schmierstoffanteils in einem Kältemittel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 18.

Kälteanlagen werden durch einen mechanischen Verdichter betrieben, welcher einen Schmierstoff zu seinem Betrieb benötigt, der zumindest teilweise in ein von ihm verdichtetes Kältemittel eintreten kann. Eine Rückführung des Schmierstoffs zu dem Verdichter ist durch den Eintritt des Kältemittels durch die Saugleitung und/oder einen zusätzlichen Schmierstoffabscheider möglich. Es ist allgemein bekannt, dass der Schmierstoffanteil in dem Kältemittel zum Teil erhebliche Auswirkungen auf die Funktion und den Wirkungsgrad der Kälteanlage hat. Bei der überwiegenden Anzahl herkömmlicher Kälteanlagen ist der Schmierstoffanteil im Bereich einer vollständig flüssigen Phase des Kältemittels relativ leicht zu messen. Bei gasförmigen oder gemischten Phasen, wie sie in zumindest einigen Bereichen des Kältekreises vorliegen können sowie insbesondere im Falle von Klimaanlagen mit dem Kältemittel Kohlendioxid (CO2) ist eine Messung des Schmierstoffanteils problematisch.

Es sind experimentelle Aufbauten bekannt geworden, bei denen ein CO2-Kältekreis zu Versuchszwecken einen leistungsstarken Ölabscheider nach einem Verdichter aufweist. Ein Schmierstoff kann über eine Pumpe und einen Injektor an einer wählbaren Stelle des Kreislaufs mit einstellbarer Rate eingebracht werden, so dass ein CO2-Schmierstoff-Gemisch mit vorgebbarem Mischungsverhältnis durch nachfolgende Komponenten der Kälteanlage strömt. Unmittelbar im Bereich der Saugleitung des Verdichters, also nach sämtlichen Komponenten des Kältekreises, wird der Schmierstoff mittels eines Spiral-Ölabscheiders wieder aus dem Kältemittel entfernt, wobei die abgeschiedene Schmierstoffmenge gemessen werden kann. Durch eine solche Versuchsanordnung wird grundsätzlich eine Beeinflussung des Kältekreises vorgenommen. Zudem bestehen hinsichtlich der Genauigkeit bei der Bestimmung von Ölanteilen im Kältemittel und Kältemittelanteilen im Öl allgemein Probleme und Unwägbarkeiten. Die vorgenannte Vorrichtung verfügt hierzu über eine Ausheizvorrichtung, mittels der ein in dem abgetrennten Schmierstoff enthaltener Kältemittelanteil durch Ausheizen entfernt werden und dem Kältemittelkreis wieder zugefügt werden kann. Hierdurch liegt eine weitere Beeinflussung des Systems vor, da das Kältemittel eine geänderte Temperatur aufweist.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, bei denen das Verhalten eines Schmierstoffanteils bei einer Kälteanlage unter weitgehend geringer Beeinflussung der Kälteanlage bestimmbar ist.

Diese Aufgabe wird für eine eingangs genannte Vorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass keine Komponenten der Kälteanlage zwischen der Zuleitung und dem Einspeisepunkt angeordnet sind, wird eine besonders geringe Beeinflussung des Kältekreises durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht. Unter Komponenten der Kälteanlage im Sinne der Erfindung sind dabei jegliche Teile eines Kältekreises zu verstehen, in denen es zu einer für das Gesamtsystem relevanten Anlagerung oder Abgabe von Schmierstoff aus oder in das Kältemittel kommen kann. Hierunter können im erweiterten Sinne somit nicht nur funktionelle Komponenten wie Verdampfer, Expansionsventil, Sammler, Verdichter, Gaskühler und innerer Wärmetauscher verstanden werden, sondern auch Leitungsabschnitte, insofern diese aufgrund von Länge und/oder Formgebung eine relevante Beeinflussung des Schmierstoff-Kältemittel-Systems bedeuten.

In bevorzugter Ausführung ist das Kältemittel Kohlendioxid (CO2). Da in CO2-Kälteanlagen in nahezu sämtlichen Bereichen Gemische zwischen gasförmiger und flüssiger Phase vorliegen, ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die eine Phasentrennung von Schmierstoff und Kältemittel umfasst, besonders vorteilhaft einsetzbar.

Vorteilhaft ist ein Durchflussmessgerät zur Messung des Kältemittelstroms vorgesehen. Hierdurch wird bevorzugt der von dem Schmierstoff befreite Kältemittelstrom nach dem Trennmittel gemessen. Alternativ oder ergänzend kann das Durchflussmessgerät auch vor dem Trennmittel angeordnet sein.

In vorteilhafter Ausführung ist dem Trennmittel ein Schmierstoffbehälter nachgeordnet, wobei ein Füllstand des Schmierstoffbehälters auslesbar ist. Hierdurch lässt sich auf einfache Weise eine Messung des abgetrennten Schmierstoffstroms realisieren. Dabei weist der Schmierstoffbehälter in einem normalen Betriebszustand bevorzugt einen kontinuierlichen Zufluss und Abfluss von Schmiermittel auf. Dadurch ist eine dynamische Füllstandsanzeige gegeben, so dass eine Beeinflussung des Kältekreises durch eine zeitweise Unterbrechung des Schmierstoffstroms vermieden ist.

Weiterhin vorteilhaft umfasst die Vorrichtung eine Pumpe zur Schmierstoffförderung. Hierdurch ist auf einfache Weise eine kontrollierbare Zuführung des abgetrennten Schmierstoffes zu dem Kältemittel realisiert.

Besonders vorteilhaft umfasst die Vorrichtung ein Durchflussmessgerät zur Messung eines Schmierstoffstroms, so dass insbesondere die dem Kältemittel zugeführte Schmierstoffmenge messbar ist. Insbesondere in Verbindung mit einem Schmierstoffbehälter zur Zwischenpufferung von Schmierstoff lässt sich somit nicht nur eine Messung, sondern auch eine kontrollierte Beeinflussung des Schmierstoffanteils des Kältemittelkreises auf einfache Weise realisieren.

In weiterhin vorteilhafter Ausführung umfasst die Vorrichtung eine Temperiereinrichtung zur Temperaturänderung des Schmierstoffstroms. Besonders bevorzugt wird dabei der Schmierstoffstrom in etwa auf eine Temperatur des zugeführten Gemisches temperiert. Hierdurch kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass durch die erfindungsgemäße Vorrichtung auch keine Beeinflussung von Zustandsgrößen wie Druck und Temperatur des Kältekreises stattfinden. In diesem Zusammenhang ist weiterhin vorteilhaft vorgesehen, dass die Vorrichtung keine Mittel zum Austreiben eines Kältemittelrestes aus dem abgetrennten Schmierstoffstrom umfasst. Vielmehr kann über die Messung und wohldefinierte Beeinflussung der Zustandsgrößen in Verbindung mit bekannten Phasendiagrammen für die Kältemittel-Schmierstoff-Paarung eine genaue Aussage über die Größe des Stroms an reinem Schmierstoff und die Größe des Stroms an reinem Kältemittel getroffen werden.

Allgemein bevorzugt sind zur besseren Kontrolle und Vermeidung einer Beeinflussung des Kältekreises Mittel zur Messung eines Drucks im Bereich der Zuleitung vorgesehen. Aus gleichem Grund sind optional, besonders bevorzugt in Kombination Mittel zur Messung einer Temperatur im Bereich der Zuleitung vorgesehen. Weiterhin bevorzugt sind Mittel zur Messung eines Drucks und/oder Mittel zur Messung einer Temperatur im Bereich des Einspeisepunktes vorgesehen. Hierdurch kann zum einen unter Verwendung von Phasendiagrammen eine besonders genaue Aussage über die Zusammensetzung der Kältemittel- und Schmierstoffströme getroffen werden, zum anderen kann durch Angleichung der Zustandsgrößen beim Zuleitungsbereich und Einspeisepunkt die Beeinflussung des Kältekreises durch die erfindungsgemäße Vorrichtung minimiert werden.

In einer besonders bevorzugten Detailausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Zuleitung unmittelbar nach einem Verdichter der Kälteanlage angeordnet. Der Schmierstoffanteil unmittelbar nach Verdichter ist meist von besonderem Interesse. In diesem Zusammenhang weist die Vorrichtung besonders bevorzugt eine insbesondere absperrbare Rückführleitung auf, mittels der der abgetrennte Schmierstoff zumindest teilweise zu dem Verdichter rückführbar ist. Bei Aktivierung dieser Leitung kann dann die erfindungsgemäße Vorrichtung als effektives Ölabscheidersystem für den Verdichter funktionieren, was die Einsatz- und Testmöglichkeiten der Vorrichtung erweitert.

Allgemein bevorzugt weist die Vorrichtung eine insbesondere absperrbare Bypassleitung auf, mittels der die Vorrichtung in der Kälteanlage überbrückbar ist. Hierdurch ist auf einfache Weise ein Kontrollbetrieb ermöglicht, der die erfindungsgemäße Vorrichtung vollständig umgeht und einem vollkommen störungsfreien Kältekreis entspricht. Insbesondere wird durch die Bypassleitung auch ein eventueller Druckabfall durch das Trennmittel umgangen.

Die Aufgabe der Erfindung wird zudem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst. Dadurch, dass zwischen Abtrennen und Zuführen des Schmierstoffanteils keine Komponenten der Kälteanlage angeordnet sind, wird es vorteilhaft ermöglicht, die Kälteanlage in Verbindung mit einer weitgehend eingriffsfreien Messung des Schmierstoffanteils zu betreiben, wodurch für eine individuelle Kälteanlage genauere Erkenntnisse über ihr Betriebsverhalten gewonnen werden. Insbesondere lassen sich Reaktionen in Extremsituationen genauer beurteilen, bei denen etwa besondere Betriebsbedingungen bzgl. Verdichterleistung, Verdampfertemperatur oder ähnlichem einstellbar sind.

Das Verfahren weist in bevorzugter Ausführung zudem eine Änderung zumindest einer der Zustandsgrößen Druck oder Temperatur des Schmierstoffs vor seiner Zuführung gemäß Schritt d auf, wobei die Änderung in Korrelation von zu den in Schritt c gemessenen Zustandsgrößen erfolgt. Hierdurch ist die Beeinflussung der Kälteanlage durch das Abtrennen des Schmierstoffanteils besonders gering gehalten. Insbesondere bevorzugt ist die genannte Korrelation dabei durch Phasengleichgewichtsdaten der Stoffpaarung aus Kältemittel und Schmierstoff bestimmt.

Weitere Vorteile und Merkmale einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und eines erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie aus den abhängigen Ansprüchen.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie ein zugehöriges Betriebsverfahren beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Kreislauf einer CO2-Kälteanlage, die Bestandteil einer Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug ist. Von dem eigentlichen Kältekreis sind ein Verdichter 1 sowie der dem Verdichter 1 nachfolgende Gaskühler 2 dargestellt. Nicht dargestellt sind die weiteren üblichen Komponenten einer CO2-Klimaanlage wie Expansionsventil, innerer Wärmetauscher und Verdampfer.
Unmittelbar nach dem Ausgang des Verdichters 1 ist ein einstellbares Dreiwegeventil 3 in der Austrittsleitung des Verdichters 1 angeordnet, mittels dessen das aus dem Verdichter austretende Gemisch aus Kältemittel (CO2) und Schmierstoff (Verdichteröl) entweder in eine Zuleitung 3a der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder in eine Bypassleitung 4 geleitet werden kann. Die Bypassleitung 4 dient einer optionalen Umgehung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und mündet hinter der nachfolgend beschriebenen Vorrichtung in die Kältemittelleitung vor Eintritt in den Gaskühler 2. Hierzu ist vor dem Gaskühler 2 ein weiteres Dreiwegeventil 5 angeordnet.
Im Bereich der Zuleitung 3a ist eine Meßstelle 6 vorgesehen, mittels der die Parameter Druck p und Temperatur T des Kältemittel-Schmierstoff-Stroms gemessen werden. Die Zuleitung 3a mündet in ein als Ölabscheider ausgebildetes Trennmittel 7, durch das das CO2 von dem Schmierstoff getrennt wird. Der Ölabscheider 7 kann insbesondere als helikaler Fliehkraftabscheider bzw. Spiral-Ölabscheider ausgebildet sein. Die den Ölabscheider 7 verlassende Kältemittelleitung 8 tritt in ein Durchflußmeßgerät 9 zur möglicht störungsfreien Messung des gasförmigen Anteils des Kältemittelstroms dm_Gas/dt ein.
Eine aus dem Ölabscheider 7 austretende Schmierstoffleitung 10 zur Führung der abgetrennten Schmierstoffphase tritt in einen Schmierstoffsammelbehälter 11 ein. Der Schmierstoffsammelbehälter 11 hat eine Füllstandsanzeige 11a zur Messung seines Füllstands. Es kann sich dabei um eine Sichtanzeige oder auch um elektrische Sensoren für eine automatisierte Steuerung der Vorrichtung handeln. Ebenso können die Druck- und Temperaturmessungen elektronisch vorgenommen und die Werte einer elektronischen Steuerung zugeführt werden. In einem unteren Bereich des Schmierstoffsammelbehälters 11 treten zwei Leitungen 12, 13 aus, mittels der der Schmierstoff dem Behälter entnommen werden kann. Die Leitung 12 mündet in ein absperrbares Rückführventil 14, bei dessen Öffnung der Schmierstoff unmittelbar in den Verdichter 1 rückführbar ist. In einem solchen Betriebszustand würde die erfindungsgemäße Vorrichtung als Ölabscheider für den Verdichter fungieren.
Die andere Leitung 13 führt zu einer mittels eines Bypaßventils 14 optional umgehbaren Förderpumpe für den Schmierstoff 15. Der Pumpe 15 ist ein Durchflußmeßgerät 16 zur Messung der Durchtrittsmenge des von der Pumpe 15 geförderten Schmierstoffs bzw. flüssigen Anteil des Kältemittelstroms dm_Flüss/dt nachgeordnet. Dem Durchflussmessgerät 16 ist eine als Heizung ausgebildete Temperiereinrichtung 17 nachgeordnet, mittels der insbesondere die Temperatur des Schmierstoffes beeinflußt werden kann. Nach der Temperiereinrichtung 17 befindet sich ein weiterer Meßpunkt 18, über den Druck und Temperatur des Schmierstoffstroms kontrolliert werden. Nach dieser Messung trifft der Schmierstoffstrom in einem Einspeisepunkt 19 auf den zuvor abgetrennten Kältemittelstrom 8, wobei er zum Beispiel mittels Verdüsung fein verteilt in den Kältemittelstrom eingebracht wird.
Die Erfindung funktioniert nun wie folgt:
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist mehrere Betriebsmodi auf. Bereits erwähnt wurde ein Betriebsmodus, bei dem nach Abtrennung des Schmierstoffes dieser unmittelbar in den Verdichter zurückgeführt wird.
Ein weiterer Betriebsmodus umfaßt die Aktivierung der Bypassleitung 4, so dass die Vorrichtung unter Vermeidung jeglicher Beeinflussung der Kälteanlage umgangen wird.
In dem Hauptbetriebsmodus der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Rückführventil 14 geschlossen und die Bypassleitung 4 deaktiviert. Somit wird zunächst der Strom des Schmierstoffs-Kältemittelgemisches durch das Trennmittel 7 hinsichtlich dieser beiden Phasen getrennt. Dabei werden vor der Trennung Druck p und Temperatur T des Gemisches gemessen. Es ist zu berücksichtigen, dass im Rahmen der technischen Grenzen des Trennmittels 7 sowie der physikalischen Bedingungen der Phasengleichgewichte von Schmierstoff und Kältemittel der Kältemittelstrom in der Leitung 8 noch Reste an Schmierstoff enthält und dass der Schmierstoffstrom in Leitung 10 noch Reste von Kältemittel enthält. Durch die Messung von Druck und Temperatur in Punkt 6 sind diese jeweiligen Anteile aufgrund der bekannten Phasendiagramme sowie einem hinterlegten Kennfeld für den Abscheidegrad des Trennmittels rechnerisch ermittelbar. Hierdurch wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens der reine Kältemittelanteil und der reine Schmierstoffanteil im Punkt 6 durch die Meßwerte der Durchflußmeßgeräte 9, 16, die Phasendiagramme und das Kennfeld für den Abscheidegrad des Trennmittels berechnet.
Eine Ermittlung des für die Eigenschaften des Kältekreises maßgeblichen und somit letztlich gesuchten Öl-Massenstromanteils (OCR, Oil Circulation Rate) im Kältemittel CO₂ erfolgt dabei im Einzelnen in folgenden Schritten:

a. Bestimmung der (unkorrigierten) Messgrößen Druck p, Temperatur T, Massenstrom des Gases dm_Gas/dt und Massenstrom des abgetrennten flüssigen Anteils dm_Flüss/dt.
b. Ermittlung des aktuellen Abscheidegrads η_Trenn des Trennmittels 7, der im Wesentlichen eine Funktion von p, T und dm_Gas/dt ist, aus dem vorbekannten Kennfeld.
c. Berechnung des realen Flüssigkeitsstroms dm_Flüssreal/dt = (dm_Flüss/dt)/η_Trenn
d. Berechnung der Korrekturfaktoren X_Öl-Flüss = 1-Gew.%CO2 und X_Öl-Gas = 1-Gew.%CO2 aus den Phasendiagrammen für die Schmierstoff-Kältemittelpaarung. Die Korrekturfaktoren sind im Allgemeinen Funktionen von p, T und dm_Gas/dt
e. Berechnung des realen Schmierstoffmassenstroms gemäß der Gleichung dm_Öl/dt = X_Öl-Flüss·dm_Flüssreal/dt + X_Öl-Gas·dm_Gas/dt
f. Berechnung des Öl-Massenstromanteils nach der Gleichung OCR = dm_Öl/dt/(dm_Gas/dt + dm_Flüss/dt)

Es ist ersichtlich, dass vorliegend eine nur mittelbare Messung des Schmierstoff- bzw. Ölmassenstroms stattfindet, wobei unter Verwendung von bekannten Systemdaten (Phasendiagramm, Trennmittel-Kennfeld) dennoch eine sehr genaue Bestimmung der OCR resultiert.
Der Schmierstoffsammelbehälter 11 hat einen offenen Zutritt und einen offenen Austritt. Sein Füllstand kann somit als dynamischer Füllstand betrachtet werden. Da die Pumpe 19 in ihrer Förderleistung einstellbar ist und der geförderte Schmierstoffstrom durch das Meßgerät 16 genau bekannt ist, ergeben sich grundsätzlich zwei Hauptbetriebsarten für die erfindungsgemäße Vorrichtung:
Bei der ersten Hauptbetriebsart wird der Füllstand im Schmierstoffbehälter 11 durch Regelung der Pumpe 15 konstant gehalten. Hierdurch ist gewährleistet, dass jederzeit genau die gleiche Menge an Schmierstoff im Einspeisepunkt 19 in das Kältemittel eingebracht wird, die durch das Trennmittel 7 entnommen wurde. Zudem wird zweckmäßig durch die Heizung 17 und die Messung von Druck und Temperatur 18 in der Nähe des Einspeisepunktes dafür gesorgt, dass nach Einspeisung die gleichen Zustandsgrößen vorliegen wie vor der Abtrennung gemessen (Meßpunkt 6). Bei dieser Betriebsart ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auf eine möglichst geringe Beeinflussung des Kältekreises bzw. der Kälteanlage eingestellt, wobei zugleich eine genaue Messung des tatsächlichen Schmierstoffanteils im Bereich der Zuleitung 3a gegeben ist.
Bei der anderen Hauptbetriebsart kann ein sich ändernder Füllstand oder ein von einem ursprünglichen Ausgangsfüllstand abweichender Füllstand durch Regelung der Pumpe 15 eingestellt werden. Hierdurch kann auf kontrollierte Weise die in den im Kältekreis nach Verdichter 1 eingebrachte zirkulierende Schmierstoffmenge variiert werden, um Reaktionen des Gesamtsystems auf den vorgegebenen und kontrollierten Schmierstoffanteil zu ermitteln. Zudem kann mittels der Temperiereinrichtung 17 eine kontrollierte Beeinflussung der Zustandsgrößen des injizierten Schmierstoffs erfolgen. So kann zum Beispiel bei konstanten Außeneinflüssen an Verdampfer und Wärmetauschern die Auswirkung einer Änderung von Schmierstoffanteil und/oder Schmierstoffzustand ermittelt werden.
Im Fall der ersten Hauptbetriesart kann die Änderung des Schmierstoffanteils nach Verdichter bzw. am Einsatzort der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermittelt werden in Reaktion auf Änderungen der Außenparameter (beispielsweise Tauscherleistung an Verdampfer etc.)
Es wird darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht notwendig unmittelbar nach dem Verdichter eingesetzt wird. Vielmehr kann die erfindungsgemäße Vorrichtung an beliebiger Stelle in einem Kältekreis eingesetzt werden.
Grundsätzlich können auch einzelne Komponenten des Kältekreislaufs zwischen dem Entnahmepunkt und dem Einspeisepunkt für den Schmierstoff befinden, um zum Beispiel einzelne Komponenten ölfrei zu betreiben.

Claims

Vorrichtung zur Kontrolle eines Schmierstoffanteils in einem Kältemittel, umfassend eine Zuleitung (3a) zur Zuführung eines Gemisches aus einem Schmierstoff und dem Kältemittel zu der Vorrichtung, wobei das Kältemittel einen Kältemittelstrom einer Kälteanlage (1, 2) ausbildet, ein der Zuleitung nachgeordnetes Trennmittel (7) zur Trennung von Schmierstoff und Kältemittel, und ein dem Trennmittel (7) bezüglich des abgetrennten Schmiermittelstroms nachgeordneter Einspeisepunkt (19) zur Zuführung von abgetrenntem Schmierstoff, wobei der Schmierstoff über den Einspeisepunkt (19) in den Kältemittelstrom einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich des Kältemittelstroms keine Komponenten (1, 2) der Kälteanlage zwischen der Zuleitung (3a) und dem Einspeisepunkt (19) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel Kohlendioxid ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Durchflussmessgerät (9) zur Messung des Kältemittelstroms umfaßt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Trennmittel (7) ein Schmierstoffbehälter (11) nachgeordnet ist, wobei ein Füllstand (11a) des Schmierstoffbehälters auslesbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmierstoffbehälter (11) in einem normalen Betriebszustand einen kontinuierlichen Zufluß und Abfluß von Schmiermittel aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Pumpe zur Schmierstofförderung umfaßt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Durchflussmessgerät (16) zur Messung eines Schmierstoffstroms umfaßt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Temperiereinrichtung (17) zur Temperaturänderung eines Schmierstoffstroms umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmierstoffstrom etwa auf eine Temperatur des zugeführten Gemisches temperiert wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Messung eines Drucks (6) im Bereich der Zuleitung vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Messung einer Temperatur (6) im Bereich der Zuleitung vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Messung eines Drucks (18) im Bereich des Einspeisepunktes vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Messung einer Temperatur (18) im Bereich des Einspeisepunktes vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (3a) unmittelbar nach einem Verdichter (1) der Kälteanlage angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine insbesondere absperrbare Rückführleitung (14) umfaßt, mittels der der abgetrennte Schmierstoff zumindest teilweise zu dem Verdichter (1) rückführbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine insbesondere absperrbare Bypassleitung (4) umfasst, mittels der die Vorrichtung innerhalb der Kälteanlage überbrückbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung keine Mittel zum Austreiben eines Kältemittelrestes aus dem abgetrennten Schmierstoffstrom umfasst.
Verfahren zum Betrieb einer Kälteanlage, umfassend die Schritte a. Verdichten eines Kältemittels mit einem Schmierstoffanteil; b. Abtrennen des Schmierstoffanteils aus dem verdichteten Kältemittel und separiertes Führen des Kältemittels; c. Messung der abgetrennten Schmierstoffmenge sowie von Zustandsgrößen des Kältemittels mit Schmierstoffanteil; d. Zuführen des abgetrennten Schmierstoffs dem separat geführten Kältemittel, wobei zwischen Abtrennen und Zuführen keine Komponenten der Kälteanlage angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend den Schritt: Änderung zumindest einer der Zustandsgrößen Druck oder Temperatur des Schmierstoffs vor seiner Zuführung gemäß Schritt d., wobei die Änderung in Korrelation zu den in Schritt c. gemessenen Zustandsgrößen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrelation durch Phasengleichgewichtsdaten der Stoffpaarung aus Kältemittel und Schmierstoff bestimmt ist.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schmiermittel-Massenstrom dm_Öl/dt oder dessen relativer Anteil aus einem Abscheidegrad des Trennmittels (7), Phasengleichgewichtsdaten der Stoffpaarung aus Kältemittel und Schmierstoff sowie den gemessenen Größen Druck, Temperatur und Massenströmen (dm_Gas/dt, dm_Fluss/dt) bestimmt wird