DE102022124089A1 - Adsorber discharge - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung und Verfahren zur Transportvorbereitung eines Adsorbers für gasförmige Stoffe, der ein kontaminiertes Adsorptionsmittel enthält, der Adsorber aufweisend eine durchströmbares Adsorptionsmittel, mindestens einen absperrbaren Gaseinlass, mindestens einen absperrbaren Gasauslass, sowohl am Gaseinlass als auch am Gasauslass gasdurchlässige Rückhalteeinrichtungen für Adsorptionsmittel, wobei am Gasauslass ein absperrbarer Anschluss für eine Vakuumpumpe vorgesehen ist, am Gaseinlass ein absperrbarer Anschluss für Inertgas oder Dampf vorgesehen ist, und der Adsorber für Vakuum ausgelegt ist. Es werden zunächst alle Gaseinlässe und alle Gasauslässe geschlossen, dann eine Vakuumpumpe am Gasauslass für eine Vakuumpumpe angeschlossen, am Auslass der Vakuumpumpe ein Auffanggefäß vorgesehen, am Adsorber ein Vakuum angelegt und dabei das Gas, welches einen Teil des Kontaminats enthält, nach Öffnung des Gasauslasses für die Vakuumpumpe abgesaugt und in dem Auffanggefäß aufgefangen, das Vakuum solange aufrechterhalten, bis kein Gas mehr abgesaugt werden kann, der Gasauslass für die Vakuumpumpe geschlossen. Der Adsorber kann dann gefahrlos abtransportiert werden.Device and method for preparing for transport an adsorber for gaseous substances, which contains a contaminated adsorbent, the adsorber having a flow-through adsorbent, at least one lockable gas inlet, at least one lockable gas outlet, gas-permeable retention devices for adsorbents at both the gas inlet and at the gas outlet, with a a lockable connection is provided for a vacuum pump, a lockable connection for inert gas or steam is provided at the gas inlet, and the adsorber is designed for vacuum. First, all gas inlets and all gas outlets are closed, then a vacuum pump is connected to the gas outlet for a vacuum pump, a collecting vessel is provided at the outlet of the vacuum pump, a vacuum is applied to the adsorber and the gas, which contains part of the contaminant, is released after opening the gas outlet for The vacuum pump is sucked out and collected in the collecting vessel, the vacuum is maintained until no more gas can be sucked out, the gas outlet for the vacuum pump is closed. The adsorber can then be transported away safely.
Description
Die Erfindung betrifft die Behandlung eines Adsorbers mit einem beladenden Adsorbensmittel, wobei die Beladung des Adsorptionsmittels überwiegend aus einem Kontaminat aus Arbeitsfluid besteht, welches zuvor leckagebedingt aus einer Kältemaschine ausgetreten und vom Adsorptionsmittel des Adsorbers adsorbiert worden ist.The invention relates to the treatment of an adsorber with a loading adsorbent, the loading of the adsorbent consisting predominantly of a contaminate of working fluid, which previously leaked from a refrigeration machine and was adsorbed by the adsorbent of the adsorber.
Der Adsorber kann dabei dem Stand der Technik entsprechend entweder innerhalb eines Gehäuses einer Kältemaschine oder Wärmepumpe oder außerhalb angeordnet sein. Die zum Einsatz kommenden thermodynamischen Kreisprozesse sind seit langem bekannt, ebenso die Sicherheitsprobleme, die bei der Verwendung geeigneter Arbeitsfluide entstehen können. Abgesehen von Wasser sind die bekanntesten damaligen Arbeitsfluide brennbar und giftig. Sie führten im vergangenen Jahrhundert zur Entwicklung der Sicherheitskältemittel, die aus fluorierten Kohlenwasserstoffen FKW bestanden. Es zeigte sich jedoch, dass diese Sicherheitskältemittel zur Klimaerwärmung führen und dass ihre sicherheitstechnische Unbedenklichkeit zu konstruktiven Unachtsamkeiten führte. Bis zu 70 % des Umsatzes an FKW entfiel auf den Nachfüllbedarf undichter Anlagen und deren Leckageverluste, der hingenommen wurde, solange dies im Einzelfall als wirtschaftlich vertretbar empfunden wurde und Bedarf an Ersatzbeschaffung förderte.According to the prior art, the adsorber can be arranged either inside a housing of a refrigeration machine or heat pump or outside. The thermodynamic cycle processes used have been known for a long time, as have the safety problems that can arise when using suitable working fluids. Aside from water, the most well-known working fluids at the time were flammable and toxic. In the last century, they led to the development of safety refrigerants, which consisted of fluorinated hydrocarbons HFCs. However, it turned out that these safety refrigerants lead to global warming and that their safety-related harmlessness led to design carelessness. Up to 70% of HFC sales were attributable to the need for refilling of leaky systems and their leakage losses, which was accepted as long as this was perceived to be economically justifiable in individual cases and promoted the need for replacement procurement.
Der Einsatz dieser Kältemittel wurde aus diesem Grund Restriktionen unterworfen, in der Europäischen Union beispielsweise durch die F-Gas-Verordnung (EU) 517/2014. Derartige Emissionen dürfen nicht mehr in die Umwelt gelangen, sie müssen sicher aufgefangen werden und entweder entsorgt oder recycliert werden, jeweils ohne Verluste.For this reason, the use of these refrigerants has been subject to restrictions, in the European Union for example through the F-Gas Regulation (EU) 517/2014. Such emissions must no longer be released into the environment; they must be safely captured and either disposed of or recycled, in each case without loss.
Aber auch die klimafreundlicheren Kältemittel sind problematisch. Die Klimafreundlichkeit leitet sich zum einen aus den besonders hohen Wirkungsgraden, zum anderen aus dem geringen GWP (Global Warming Potential) her, beispielsweise hat R290 nur einen GWP-Wert von 3, es sind aber COP-Werte (Coefficient of Performance) von 3,5 bis 4 erreichbar, ähnliche Werte sind mit R600a und R1270 erreichbar. Nachteilig ist aber die hohe Entzündlichkeit. Auch Kompromisse werden versucht, etwa mit R32, R443a oder R441a, bei denen ein GWP von einigen Hundert und eine etwas verminderte Brennbarkeit angegeben wird, vor allem aber ein direkter Ersatz vorhandener Anlagen erreicht werden soll.But the more climate-friendly refrigerants are also problematic. The climate friendliness is derived, on the one hand, from the particularly high efficiencies and, on the other hand, from the low GWP (Global Warming Potential). For example, R290 only has a GWP value of 3, but it has COP values (Coefficient of Performance) of 3. 5 to 4 achievable, similar values can be achieved with R600a and R1270. However, the disadvantage is that it is highly flammable. Compromises are also being attempted, for example with R32, R443a or R441a, for which a GWP of a few hundred and a slightly reduced flammability are stated, but above all a direct replacement of existing systems is to be achieved.
Zur sicheren Abscheidung bei einer leckagebedingten Freisetzung werden inzwischen oftmals Adsorber verwendet. Beispiele hierfür sind in der
Auch ist es möglich einen Adsorber lediglich bedarfsweise mit dem Gehäuse einer Kältemaschine oder Wärmepumpe zu verbinden. Wesentlich in diesem Zusammenhang ist, dass der Adsorber an seinem Einlass zum Innenraum des Gehäuses offen ist oder auf ein Signal hin geöffnet werden kann, ferner, dass er zum Außenbereich des Gehäuses hin offen oder auf ein Signal hin zu öffnen ist. Tritt im Innenraum des Gehäuses eine Leckage auf, bewirkt der sich einstellende Überdruck, dass mit Arbeitsfluid kontaminierte Luft in den Adsorber eintritt, die Kontamination in der Adsorbensschüttung adsorbiert wird und gereinigte Luft in die Umgebung geleitet wird. Diese Umgebung ist in der Regel der Innenraum eines Gebäudes.It is also possible to connect an adsorber to the housing of a refrigeration machine or heat pump only if necessary. What is essential in this context is that the adsorber is open at its inlet to the interior of the housing or can be opened in response to a signal, and further that it is open to the exterior of the housing or can be opened in response to a signal. If a leak occurs in the interior of the housing, the resulting overpressure causes air contaminated with working fluid to enter the adsorber, the contamination is adsorbed in the adsorbent bed and cleaned air is passed into the environment. This environment is usually the interior of a building.
Solche Leckagefälle sind zwar ausgesprochen selten, könnten aber verheerende Folgen haben, wenn das Arbeitsfluid entzündlich ist und wenn nicht ausreichend Vorsorge getroffen wird. Aus diesem Grund werden solche Adsorber üblicherweise so ausgelegt, dass sie das gesamte Inventar an Arbeitsfluid aufnehmen könnten. Aber auch wenn das Arbeitsfluid nicht entzündlich ist, dafür aber bei seiner Freisetzung klimaschädliche oder ozonabbauende Wirkung hat, ist das Auffangen der Kontamination erforderlich. Auch dies kann mit geeigneten Adsorptionsmitteln sicher durchgeführt werden.Although such leaks are extremely rare, they could have devastating consequences if the working fluid is flammable and if sufficient precautions are not taken. For this reason, such adsorbers are usually designed so that they could accommodate the entire inventory of working fluid. But even if the working fluid is not flammable, but has a climate-damaging or ozone-depleting effect when released, the contamination must be collected. This can also be done safely with suitable adsorbents.
Eine Aktivkohleschüttung als Adsorptionsmittel wird beispielsweise eingesetzt als Sicherheit vor einer Kontamination von R290 in Gehäusen, in denen ein als Kältemittel wirkendes Arbeitsfluid in einem thermodynamischen Kreisprozess, wie zum Beispiel dem Clausius-Rankine-Kreisprozess, geführt wird. Vorwiegend sind dies Wärmepumpen, Klimaanlagen und Kühlgeräte, wie sie in Wohngebäuden und anderen Einrichtungen, wie Fahrzeugen, Kühlhäusern, medizinischen Apparaten und Industrieanlagen gebräuchlich sind. Die auftretenden Probleme bei der Sicherheitsauslegung solcher Anlagen werden in der
Die
Die
Sofern der Kälteprozess in einem ihn umgebenden, hermetisch abgeschlossenen, ansonsten aber luftgefüllten Raum mit dem Arbeitsfluid R290 durchgeführt wird, stellt sich das Problem der Erkennung einer kritischen, explosiven Situation nach einer Störung, bei der das Arbeitsfluid in diesen hermetisch abgeschlossenen Raum austritt. Elektrische Sensoren zur Erkennung kritischer Konzentrationen sind nur schwierig explosionsgeschützt auszuführen, weswegen gerade die R290-Erkennung durch die Sensoren selbst das Explosionsrisiko erheblich verschärft, ausgenommen hiervon sind Infrarotsensoren. R290 ist auch giftig, bei Inhalation oberhalb einer Konzentration von ca. 2 g/m3 stellen sich narkotische Effekte, Kopfschmerzen und Übelkeit ein. Dies betrifft Personen, die ein erkanntes Problem vor Ort lösen sollen, noch bevor Explosionsgefahr entsteht. Es betrifft aber auch das Personal, welches die Leckage reparieren und mit dem Kontaminat umgehen sollen.If the cooling process is carried out in a surrounding, hermetically sealed, but otherwise air-filled room with the working fluid R290, the problem arises of detecting a critical, explosive situation after a fault in which the working fluid escapes into this hermetically sealed room. Electrical sensors for detecting critical concentrations are difficult to design in an explosion-proof manner, which is why R290 detection by the sensors themselves significantly increases the risk of explosion, with the exception of infrared sensors. R290 is also toxic; inhalation above a concentration of approx. 2 g/m 3 causes narcotic effects, headaches and nausea. This applies to people who are supposed to solve an identified problem on site before the risk of explosion arises. But it also affects the personnel who are supposed to repair the leak and deal with the contamination.
Apparativ üblich sind durchströmte Kartuschen sowie Festbetten mit Rückhaltevorrichtungen, die Aktivkohle in diversen Formen enthalten. Die Auslegung solcher Apparate erfolgt, indem man die Beladungskapazität der Aktivkohle für jeden der abzuscheidenden Stoffe bestimmt, wobei die Beladungskapazität in der Regel stark temperaturabhängig ist, und die Durchströmungsmenge bestimmt. Hierbei ergibt sich im Idealfall ein Adsorptionsgleichgewicht und eine Durchbruchsfront zwischen beladenem und noch unbeladenem Adsorptionsmittel. Das gilt vor allem für Abscheidungsvorgänge aus der Gasphase, wie bei leckagebedingt ausgetretenem Kältemittel. Meistens ist nach einem solchen Vorgang aber nicht genau bekannt, wie hoch die Beladung tatsächlich ist. Für den schlimmsten Fall kann man annehmen, dass sich das gesamte Kältemittel aus der ursprünglichen Füllung des Kältekreises auf dem Adsorptionsmittel befindet.Cartridges with flow through them and fixed beds with retaining devices that contain activated carbon in various forms are common equipment. Such devices are designed by determining the loading capacity of the activated carbon for each of the substances to be separated, whereby the loading capacity is generally highly dependent on temperature, and determining the flow rate. Ideally, this results in an adsorption equilibrium and a breakthrough front between the loaded and still unloaded adsorbent. This particularly applies to separation processes from the gas phase, such as refrigerant that has escaped due to a leak. After such a process, however, it is usually not known exactly how high the load actually is. In the worst case scenario, one can assume that all of the refrigerant from the original filling of the refrigeration circuit is on the adsorbent.
Für die nachfolgend anstehenden Maßnahmen der Behandlung des Adsorberinhaltes ist man mit dieser Maximalannahme auf der sicheren Seite. Allerdings ergibt sich daraus ein Folgeproblem: Das beladene kontaminierte Adsorptionsmittel darf im Gegensatz zu unbeladenem Adsorptionsmittel nicht transportiert werden, weil es als Gefahrgut gilt. Beispielsweise schreiben die ADR-Vorschriften (ADR: Accord europeen relatif au Transport international des marchandises Dangereuses par Route) vor, dass zunächst die Gefährlichkeit des adsorbierten Kältemittels zu klassifizieren ist. Beim Kältemittel R290 gilt dann beispielsweise, dass der Transport in einem Druckbehälter zu erfolgen hat, der dauerhaft 5 bar Überdruck auszuhalten hat. Außerdem dürfen höchstens 0,42 kg Kältemittel je Liter Sorptionsmittel und nicht mehr als 5 kg absolut je Transporteinheit transportiert werden. Bei anderen Kältemitteln gilt entsprechendes.For the subsequent measures to treat the adsorber contents, you are on the safe side with this maximum assumption. However, this results in a subsequent problem: the loaded, contaminated adsorbent, in contrast to unloaded adsorbent, may not be transported because it is considered dangerous goods. For example, the ADR regulations (ADR: Accord europeen relatif au Transport international des marchandises Dangereuses par Route) stipulate that the danger of the adsorbed refrigerant must first be classified. For refrigerant R290, for example, transport must be carried out in a pressure vessel that can permanently withstand 5 bar excess pressure. In addition, a maximum of 0.42 kg of refrigerant per liter of sorbent and no more than 5 kg absolute per transport unit may be transported. The same applies to other refrigerants.
Die Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, welches in der Lage ist, einen mit Kontminat gefüllten Adsorber transportfähig zu machen und den Adsorber entsprechend zu gestalten und zu behandeln. Das Kontaminat soll ein adsorbiertes Kältemittel wie z.B. R290 und gegebenenfalls weitere Kontaminanten enthalten können und für alle bekannten Arten von Adsorptionsmitteln geeignet sein.The object of the invention is therefore to provide a device and a method which is capable of filling a container filled with contaminate To make the adsorber transportable and to design and treat the adsorber accordingly. The contaminant should be able to contain an adsorbed refrigerant such as R290 and possibly other contaminants and be suitable for all known types of adsorbents.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Transportvorbereitung eines Adsorbers für gasförmige Stoffe, der ein kontaminiertes Adsorptionsmittel enthält, der Adsorber aufweisend
- - eine durchströmbares Adsorptionsmittel,
- - mindestens einen absperrbaren Gaseinlass,
- - mindestens einen absperrbaren Gasauslass,
- - sowohl am Gaseinlass als auch am Gasauslass gasdurchlässige Rückhalteeinrichtungen für Adsorptionsmittelmaterial, wobei
- - am Gasauslass ein absperrbarer Anschluss für eine Vakuumpumpe vorgesehen ist,
- - am Gaseinlass ein absperrbarer Anschluss für Inertgas oder Dampf vorgesehen ist,
- - der Adsorber für Vakuum ausgelegt ist.
- - an adsorbent that can be flowed through,
- - at least one gas inlet that can be shut off,
- - at least one gas outlet that can be shut off,
- - gas-permeable retaining devices for adsorbent material at both the gas inlet and the gas outlet, whereby
- - a lockable connection for a vacuum pump is provided at the gas outlet,
- - a lockable connection for inert gas or steam is provided at the gas inlet,
- - the adsorber is designed for vacuum.
Die Auslegung des Adsorbers erfolgt vorzugsweise für Feinvakuum, wobei unter Feinvakuum ein Druck von 5 mbar oder weniger verstanden wird. Ein derartiges Vakuum wird mit üblichen Vakuumpumpen gut erreicht und die sich einstellende Strömung ist eine Knudsen-Strömung. Dabei ist zu bemerken, dass die Auslegung des Adsorbers aus Sicherheitsgründen der Leistungsfähigkeit der Vakuumpumpe entsprechen muss, auch wenn ein Feinvakuum oft in praktischen Fällen nicht angelegt werden muss, um den erfindungsgemä-ßen Effekt zu erreichen.The adsorber is preferably designed for fine vacuum, with fine vacuum being understood to mean a pressure of 5 mbar or less. Such a vacuum is easily achieved with conventional vacuum pumps and the resulting flow is a Knudsen flow. It should be noted that for safety reasons the design of the adsorber must correspond to the performance of the vacuum pump, even if a fine vacuum often does not have to be applied in practical cases in order to achieve the effect according to the invention.
In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mindestens ein absperrbarer Gaseinlass mit dem Innenraum des Gehäuses einer Wärmepumpe oder einer Kältemaschine, in der ein linksdrehender Kreisprozess durchführbar ist, verbunden ist.In one embodiment, it is provided that at least one gas inlet that can be shut off is connected to the interior of the housing of a heat pump or a refrigeration machine in which a counterclockwise circular process can be carried out.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mindestens ein Gasauslass des Adsorbers mit der Umgebungsluft im Austausch steht.In a further embodiment it is provided that at least one gas outlet of the adsorber is in exchange with the ambient air.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass am absperrbaren Anschluss des Adsorbers für eine Vakuumpumpe ein Staubabscheider und eine Vakuumpumpe angeschlossen sind.In a further embodiment it is provided that a dust separator and a vacuum pump are connected to the lockable connection of the adsorber for a vacuum pump.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass am absperrbaren Anschluss des Adsorbers für eine Vakuumpumpe eine Kühleinrichtung, ein Kondensatabscheider und ein Staubabscheider angeschlossen sind.In a further embodiment it is provided that a cooling device, a condensate separator and a dust separator are connected to the lockable connection of the adsorber for a vacuum pump.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass von der Vakuumpumpe ein Anschluss zu einer Auffangvorrichtung für Kontaminat geführt ist.In a further embodiment it is provided that a connection is led from the vacuum pump to a collecting device for contamination.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass am absperrbaren Anschluss für Inertgas oder Dampf beim Gaseinlass des Adsorbers eine Vorrichtung zur Aufheizung des Adsorbers mittels direkter Wärmeübertragung durch Gaseinleitung angeschlossen ist. Das Gas oder der Dampf zur Aufheizung des Adsorbers kann ein Dampferzeuger, ein Gasbrenner, oder ein elektrischer Gaserhitzer sein.In a further embodiment, it is provided that a device for heating the adsorber by means of direct heat transfer by introducing gas is connected to the lockable connection for inert gas or steam at the gas inlet of the adsorber. The gas or steam for heating the adsorber can be a steam generator, a gas burner, or an electric gas heater.
Die Erfindung löst die Aufgabe zur Behandlung des Adsorbers auch unter Anwendung der Vorrichtung durch ein Verfahren zur Herstellung der Transportfähigkeit eines mit einem beladenem Adsorptionsmittel gefüllten Adsorbers, indem ein Teil des im Adsorber befindlichen Kontaminats durch Anlegen von Unterdruck abgezogen und ein anderer Teil des Kontaminats an einer sicheren Stelle durch Zugabe von Spülluft ins Freie weggelüftet wird.The invention solves the problem of treating the adsorber using the device by a method for making an adsorber filled with a loaded adsorbent transportable by removing part of the contaminant in the adsorber by applying negative pressure and another part of the contaminant on a a safe place is ventilated outside by adding purge air.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass
- - zunächst alle Gaseinlässe und alle Gasauslässe geschlossen werden,
- - dann eine Vakuumpumpe am Gasauslass für eine Vakuumpumpe angeschlossen wird,
- - am Auslass der Vakuumpumpe ein Auffanggefäß vorgesehen wird,
- - am Adsorber ein Vakuum angelegt wird und dabei das Gas, welches einen Teil des Kontaminats enthält, nach Öffnung des Gasauslasses für die Vakuumpumpe abgesaugt und in dem Auffanggefäß aufgefangen wird,
- - das Vakuum solange aufrechterhalten wird, bis kein Gas mehr abgesaugt werden kann,
- - der Gasauslass für die Vakuumpumpe geschlossen wird.
- - first all gas inlets and all gas outlets are closed,
- - then a vacuum pump is connected to the gas outlet for a vacuum pump,
- - a collecting vessel is provided at the outlet of the vacuum pump,
- - a vacuum is applied to the adsorber and the gas, which contains part of the contaminant, is sucked out after opening the gas outlet for the vacuum pump and collected in the collecting vessel,
- - the vacuum is maintained until no more gas can be sucked out,
- - the gas outlet for the vacuum pump is closed.
In einer Ausgestaltung wird vorgesehen, dass der absperrbare Anschluss für Inertgas oder Dampf am Gaseinlass des Adsorbers mit einem Anschluss für Inertgas oder Luft verbunden und geöffnet wird, bis kein Inertgas oder Luft mehr zuströmt, und danach wieder geschlossen wird. Hier kann das Inertgas oder die Luft vor dem Eintritt in den Adsorber erwärmt werden.In one embodiment, it is provided that the lockable connection for inert gas or steam at the gas inlet of the adsorber is connected to a connection for inert gas or air and is opened until no more inert gas or air flows in, and is then closed again. Here the inert gas or air can be heated before entering the adsorber.
In einer Ausgestaltung wird vorgesehen, dass der absperrbare Anschluss für Inertgas oder Dampf am Gaseinlass des Adsorbers mit einem Anschluss für Dampf verbunden und geöffnet wird, bis kein Dampf mehr zuströmt, und danach wieder geschlossen wird. Danach wird wieder Vakuum erzeugt, wobei vor der Vakuumpumpe ggf. gekühlt und kondensiert werden muss, je nachdem, in welchem Zustand das aus dem Adsorber austretende Gas austritt. Es kann vorgesehen werden, dass das gesamte Vorgehen mehrmals hintereinander durchgeführt wird, bis sich kein Kontaminat mehr in der Abluft der Vakuumpumpe finden lässt.In one embodiment it is provided that the lockable connection for inert gas or steam at the gas inlet of the adsorber is connected to a connection for steam and opened until no more steam flows in and is then closed again. Then there is vacuum again generated, whereby cooling and condensation may have to be carried out in front of the vacuum pump, depending on the state in which the gas emerging from the adsorber emerges. It can be planned that the entire procedure is carried out several times in a row until no more contaminants can be found in the exhaust air from the vacuum pump.
Weitere Ausgestaltungen betreffen die Mengen an Kontaminat, die auf dem Adsorptionsmittel zurückbleiben. Hierfür kann vorgesehen werden, dass die Menge des aufgefangenen Kontaminats gemessen wird und anhand einer Bilanz daraus ermittelt wird, wieviel Kontaminat sich noch auf dem Adsorptionsmittel des Adsorbers befinden kann. Diese Methode setzt voraus, dass man die Ausgangsmenge des Kontaminats kennt, was beispielsweise der Fall ist, wenn es sich um eine Kältemaschine mit bekannter Füllmenge handelt, die durch eine Leckage entwichen ist. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen werden, dass das Gewicht des unbeladenen Adsorbers einschließlich des eingefüllten Adsorptionsmittels vor der Montage und nach der Demontage jeweils genau gemessen und aus der ermittelten Differenz auf das noch vorhandene Kontaminat geschlossen wird.Further refinements concern the amounts of contaminant that remain on the adsorbent. For this purpose, it can be provided that the amount of contaminant collected is measured and a balance is used to determine how much contaminant may still be on the adsorbent of the adsorber. This method requires that the initial quantity of the contaminant is known, which is the case, for example, when it comes to a refrigeration machine with a known filling quantity that has escaped due to a leak. Additionally or alternatively, it can be provided that the weight of the unloaded adsorber, including the filled adsorbent, is measured precisely before assembly and after disassembly and a conclusion is drawn from the difference determined as to the contamination that is still present.
Das Verfahren eignet sich besonders für den Anwendungsfall, dass das Adsorptionsmittel Aktivkohle und das Kontaminat R290 ist. Es kann aber in analoger Weise auch für praktisch alle anderen Kältemittel und physikalisch wirkenden Adsorbenzien angewendet werden, denn es stellt sicher, dass kein Kältemittel verloren geht und die Umwelt belasten oder Entzündungsgefahr entstehen kann. Dann allerdings müssen Einschränkungen beim Ablüften von Teilströmen in die Umgebung beachtet werden.The process is particularly suitable for applications where the adsorbent is activated carbon and the contaminant is R290. However, it can also be used in an analogous manner for practically all other refrigerants and physically acting adsorbents, because it ensures that no refrigerant is lost and can pollute the environment or cause the risk of ignition. However, restrictions must then be taken into account when venting partial streams into the environment.
Das Adsorptionsmittel kann dabei als Schüttung eingesetzt werden, wobei die Schüttung aus Formkörpern oder gebrochenen Stücken besteht, oder es kann aus porösen Schaumstoffen oder Wabenkörpern bestehen, die mit Aktivkohle belegt sind. Die Aktivkohle kann beispielsweise entsprechend der
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von 4 Prinzipskizzen näher erläutert. Hierbei zeigen:
-
1 : eine Anordnung mit Adsorber, Vakuumpumpe und Dampf/Gas-Anschluss -
2 : eine erste Ausführung als Außenadsorber einer Wärmepumpe, -
3 : eine zweite Ausführung als Innenadsorber einer Wärmepumpe -
4 : eine Ausführung mit Drei-Wege-Ventilen am Gaseinlass und am Gasauslass.
-
1 : an arrangement with adsorber, vacuum pump and steam/gas connection -
2 : a first version as an external adsorber of a heat pump, -
3 : a second version as an internal adsorber of a heat pump -
4 : a version with three-way valves at the gas inlet and gas outlet.
Vorliegend ist es zur Durchführung der Erfindung erforderlich, jeweils einen weiteren absperrbaren Anschluss am Adsorber 1 vorzusehen. Daher wird am Gaseinlass des Adsorbers 1 der Anschluss 10 mit dem Absperrventil 11 vorgesehen und am Gasauslass des Adsorbers 1 der Anschluss 12 mit dem Absperrventil 13. Steht nun fest, dass eine Kontamination der Adsorptionsmittelschüttung stattgefunden hat und keine weitere Kontamination stattfinden wird oder soll, werden die Absperrventile 4 und 9 geschlossen. An den Anschluss12 wird die Vakuumpumpe 16 angeschlossen, der ein Staubfilter 15 als Schutz und ein Kühler 14 mit Kondensatabscheider vorgeschaltet ist. Der Vakuumpumpe 16 nachgeschaltet ist das Auffanggefäß 17, in dem das Kontaminat aufgefangen wird. Zwar könnte man ungefährliche Kontaminationen mittels einer flexiblen Verbindungsleitung 18 auch ins Freie leiten, dann lässt sich aber nicht einfach ermitteln, wieviel der Kontamination auf dem Adsorptionsmittel noch übrig sein könnte. Das geht sinnvoll nur, wenn das Kontaminat entweder im Auffanggefäß 17, etwa in einem Dewar-Gefäß, sicher festgehalten werden kann und nur noch Inertbestandteile abgeleitet werden müssen.In the present case, in order to carry out the invention, it is necessary to provide a further lockable connection on the
Besteht das Kontaminat beispielsweise aus R290, welches aus einer Leckage einer mit R290 betriebenen Wärmepumpe stammt, kann man nach dem Entfernen des noch im Kältekreis enthaltenen Kältemittels im Vergleich mit der ursprünglich eingefüllten Menge abschätzen, wieviel R290 sich als Differenz höchstens im Adsorptionsmittel befinden könnte. Gelingt es, durch Anlegen beispielsweise eines Feinvakuums mittels der Vakuumpumpe 16 eine der Differenz entsprechende Menge im Auffanggefäß 17 aufzufangen, kann man davon ausgehen, dass der Adsorber 1 im Wesentlichen entladen ist und der Transport des Adsorbers ungefährlich ist.For example, if the contaminant consists of R290, which comes from a leak in a heat pump operated with R290, after removing the refrigerant still contained in the refrigeration circuit, you can estimate the maximum difference in the amount of R290 that could be in the adsorbent compared to the amount originally filled. If it is possible to collect an amount corresponding to the difference in the collecting
In diesem Fall würde man das Absperrventil 13 zur Vakuumpumpe 16 schließen können, die Vakuumpumpe 16 entfernen und den Adsorber 1, der noch unter Vakuum ist, gegebenenfalls demontieren und in eine Transportverpackung geben. Er könnte dann gefahrlos transportiert werden und ein eventuelles Transportproblem würde sich auf das abgesaugte Kältemittel und das im Auffanggefäß 17 befindliche Kältemittel reduzieren, was nach dem Stand der Technik einfach zu bewältigen ist.In this case, it would be possible to close the shut-off
Es ist für solche Fälle auch vorgesehen, dass der Adsorber 1 einschließlich Schüttung 6, Korb 5, Haltegitter 7 vor dem Einbau einschließlich der Absperrventile 4, 9, 11 und 13 einer genauen Gewichtsmessung unter Feinvakuumbedingungen unterzogen wird. Nach Demontage kann durch Tara-Vergleich die Menge des wahrscheinlich im Adsorptionsmittel verbliebenen Kontaminats ermittelt werden und es können ebenfalls weitere Maßnahmen wie die folgenden ergriffen werden, wenn der Kontaminatanteil für einen Transport zu hoch ist.In such cases, it is also planned that the
Falls sich jedoch noch Kontaminat im Adsorber 1 befinden könnte, nachdem das Feinvakuum eine Zeitlang gehalten wurde, wird das Absperrventil 13 wieder geschlossen und an den Anschluss 10 des Gaseinlasses wird der Dampf/ Gasanschluss 19 angeschlossen. Nach dem Öffnen des Absperrventils 11 wird ein bis zu 60 Grad heißes Dampf-Gas-Gemisch eingeleitet, welches mit bekannten Methoden in einem Erhitzer 20, der ein Gaserhitzer oder ein Dampferzeuger sein kann, erzeugt wird, wobei das Gas normalerweise Luft 21 ist, aber auch, je nach Kontaminat, Inertgas sein kann, beispielsweise Stickstoff. Durch die zugeführte Wärme desorbiert weiteres Kontaminat. Nach dem Schließen des Absperrventils 11 wird das Absperrventil 13 wieder geöffnet und es wird wiederum Feinvakuum durch die Vakuumpumpe 16 angelegt.However, if there is still contamination in the
Dieser Vorgang wird nötigenfalls mehrfach wiederholt, wobei sich die Temperatur der Schüttung 6 jedes Mal entsprechend dem Verhältnis der Wärmekapazitäten von Schüttung 6 und zugeführtem Gas 21 abzüglich der Desorptionswärme erhöht, bis die Restmenge an tolerierbarem Kontaminat erreicht ist, die einen Transport des Adsorbers 1 ohne Probleme erlaubt. Es ist für die Wiederholungen nicht wichtig, ob der Adsorber 1 noch installiert ist oder bereits demontiert ist, die Wiederholungen können auch in gut belüfteten Nebenräumen oder im Freien erfolgen, wenn das Auffangen des Kontaminats aufwändig ist und das Kontaminat gleichzeitig wenig umweltschädlich ist, wie es beispielsweise bei R290 der Fall ist.If necessary, this process is repeated several times, with the temperature of the
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- AdsorberAdsorber
- 22
- GaseinlassGas inlet
- 33
- KontaminationsquelleSource of contamination
- 44
- AbsperrvorrichtungShut-off device
- 55
- KorbBasket
- 66
- Schüttungbulk
- 77
- HaltegitterSupport grid
- 88th
- GasauslassGas outlet
- 99
- AbsperrvorrichtungShut-off device
- 1010
- AnschlussConnection
- 1111
- AbsperrventilShut-off valve
- 1212
- AnschlussConnection
- 1313
- AbsperrventilShut-off valve
- 1414
- Kühler mit KondensatabscheiderCooler with condensate separator
- 1515
- Staubfilterdust filter
- 1616
- Vakuumpumpevacuum pump
- 1717
- Auffanggefäßcollecting vessel
- 1818
- Verbindungsleitungconnecting line
- 1919
- Dampf/GasanschlussSteam/gas connection
- 2020
- ErhitzerHeater
- 2121
- LuftAir
- 2222
- WärmepumpeHeat pump
- 2323
- Kältekreisrefrigeration circuit
- 2424
- KältekreisgehäuseRefrigeration circuit housing
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- EP 3693683 A1 [0005]EP 3693683 A1 [0005]
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- WO 2015/032905 A1 [0008]WO 2015/032905 A1 [0008]
- DE 102011116863 A1 [0009]DE 102011116863 A1 [0009]
- DE 19525064 C1 [0010]DE 19525064 C1 [0010]
- EP 3160639 B1 [0029]EP 3160639 B1 [0029]
Claims (19)
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-
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