DE1189570B

DE1189570B - Cooling system with compressor and drying filter

Info

Publication number: DE1189570B
Application number: DED40949A
Authority: DE
Inventors: Erik Frede Christiansen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1963-02-21
Filing date: 1963-02-21
Publication date: 1965-03-25

Description

Kältesystem mit Verdichter und Trocknungsfilter Die Erfindung betrifft ein Kältesystem mit Verdichter und Trocknungsfilter, wobei das im System befindliche Öl einen Inhibitor enthält. Derartige Systeme sind in großem Umfang in Gebrauch, insbesondere unter Verwendung hermetisch gekapselter Kleinkältemaschinen.Refrigeration system with compressor and drying filter The invention relates to a refrigeration system with compressor and drying filter, with the one in the system Oil contains an inhibitor. Such systems are in widespread use, in particular using hermetically sealed small refrigeration machines.

Das Öl im System ist notwendig, um den Verdichter während des Betriebs zu schmieren. Bei hermetisch gekapselten Anlagen muß eine einzige Ölfüllung über die gesamte Lebensdauer, d. h. mindestens über die Garantiezeit von fünf Jahren, ausreichen. Nun muß allerdings das Öl im Kältesystem unter sehr erschwerten Bedingungen (hohe Temperaturen, innige Vermischung mit dem aggressiven Kältemittel, völliger Luftabschluß) arbeiten. Aus diesen Gründen läßt sich eine gewisse Alterung des Öls nicht vermeiden, die sich durch eine Trübung des Öls, durch verstärkte Bildung von CO und CO, sowie durch ölkoksablagerungen am Druckventil und Wasserbildung bemerkbar macht.The oil in the system is necessary to the compressor during operation to lubricate. Hermetically sealed systems require a single oil filling the entire service life, d. H. at least over the guarantee period of five years, sufficient. Now, however, the oil in the refrigeration system has to work under very difficult conditions (high temperatures, intimate mixing with the aggressive refrigerant, more complete Air exclusion) work. For these reasons, a certain aging of the oil can be observed Do not avoid this caused by a clouding of the oil, due to increased formation of CO and CO, as well as oil coke deposits on the pressure valve and water formation noticeable power.

Diese Alterung wird im wesentlichen auf zweierlei Weise bekämpft. Einerseits versucht man, alle Fremdstoffe, welche die Alterung beschleunigen könnten, vom Öl fernzuhalten. Hierzu gehört in erster Linie Feuchtigkeit. Aus diesem Grunde ist in den Kältekreislauf ein Trocknungsfilter eingeschaltet, das alle Feuchtigkeit aufnehmen soll. Andererseits gibt man dem Öl Inhibitoren bei, welche durch ihre Anwesenheit die Alterungsreaktionen bremsen oder verhindern können. Trotzdem ist die Alterung des Öls bisher immer ein Punkt gewesen, der die Lebensdauer des Kältesystems relativ früh begrenzte.This aging is combated in two main ways. On the one hand, one tries to remove all foreign substances that could accelerate aging, keep away from the oil. This primarily includes moisture. For this reason a drying filter is switched on in the cooling circuit, which removes all moisture should record. On the other hand, one adds inhibitors to the oil, which by their Presence can slow down or prevent aging reactions. Still is The aging of the oil has always been an issue affecting the life of the refrigeration system limited relatively early.

Erfindungsgemäß kann man die Alterungsgeschwindigkeit des Öls ganz wesentlich herabsetzen und dadurch die Lebensdauer des gesamten Systems erhöhen, wenn das Filtermaterial und der Inhibitor derart aufeinander abgestimmt sind, daß der Inhibitor höchstens in unbeachtlichem Maße im Filter festgehalten wird.According to the invention, the aging rate of the oil can be entirely reduce significantly and thereby increase the service life of the entire system, if the filter material and the inhibitor are matched to one another in such a way that the inhibitor is retained in the filter to an insignificant extent at most.

Die Erfindung beruht auf der ganz überraschenden Feststellung, daß die beiden Maßnahmen, die man bisher gegen die Alterung des Öls angewandt hat, nämlich die Verwendung eines Trocknungsfilters und der Zusatz von Inhibitoren, in allen bekannten Fällen einander genau entgegengewirkt haben, weil nämlich die Trocknungsfilter nicht nur Feuchtigkeit, sondern außerdem auch den im Kältemittel-Öl-Gemisch mit umlaufenden Inhibitor zurückgehalten haben. Bisher wurde das Filtermaterial nur unter dem Gesichtspunkt ausgewählt, ob es unter den im Kältesystem vorherrschenden Bedingungen genügend Feuchtigkeit festhalten kann; der Inhibitor wurde nur unter der überlegung ausgesucht, wie gut er die Alterung des Öls unter den im System vorherrschenden Bedingungen verlangsamen kann. Die Erfindung gibt die zusätzliche Vorschrift, daß auch noch zwischen Inhibitor undFiltermaterial eine bestimmteBeziehung bestehen muß. Wenn man der erfindungsgemäßen Lehre folgt, kann man mit einem schlechteren Inhibitor eine längere Brauchbarkeit des Öls erzielen, als es mit einem besseren Inhibitor, der aber nicht mit dem Filtermaterial abgestimmt ist, möglich ist.The invention is based on the very surprising finding that the two measures that have so far been used against the aging of the oil, namely the use of a drying filter and the addition of inhibitors, in all known cases have counteracted each other exactly, because namely the drying filter not only moisture, but also that in the refrigerant-oil mixture have retained circulating inhibitor. So far the filter material was only selected from the point of view of whether it is among those prevalent in the refrigeration system Conditions can retain sufficient moisture; the inhibitor was just taking Choosing how well he is aging the oil among those prevailing in the system Conditions can slow down. The invention gives the additional requirement that there is also a certain relationship between the inhibitor and the filter material got to. If one follows the teaching of the invention, one can deal with a worse one Inhibitor achieve a longer usability of the oil than it would with a better one Inhibitor, which is not matched to the filter material, is possible.

Welche Paarungen von Filtermaterial und Inhibitor im Sinne der Erfindung geeignet sind, läßt sich durch einfache Versuche empirisch bestimmen. Man läßt beispielsweise ein Kältemittel-Öl-Gemisch mit einem bestimmten Inhibitor durch ein bestimmtes Filtermaterial treten. Wenn man anschließend das Filter mittels einer infraspektrophotometrischen Analyse untersucht, kann man sofort erkennen, ob dem Inhibitor zugehörige Absorptionsbänder in nennenswertem Umfang vorhanden sind oder nicht. Einfache Reihenversuche eines bestimmten Filtermaterials mit einer Reihe geeigneter Inhibitoren oder umgekehrt eines Inhibitors mit einer Reihe geeigneter Filtermaterialien führen daher zur Selektion erfindungsgemäßer Paarungen.Which pairings of filter material and inhibitor within the meaning of the invention are suitable can be determined empirically by simple experiments. One lets, for example a refrigerant-oil mixture with a certain inhibitor through a certain filter material step. If you then use the filter by means of an infraspectrophotometric Analysis examined, one can immediately see whether the inhibitor has associated absorption bands are present to a significant extent or not. Simple series tests one certain filter material with a number of suitable inhibitors or vice versa an inhibitor with a number of suitable filter materials therefore lead to selection pairings according to the invention.

Hinsichtlich welcher speziellen Eigenschaften der Inhibitor und das Filtermaterial aufeinander abgestimmt sein müssen, hängt im Einzelfall davon ab, auf Grund welcher physikalischen Kenngröße die Filterwirkung sonst auftritt. Wenn die Filterwirkung auf dem Vorhandensein kleiner Durchgangsporen im Filtermaterial beruht, müssen die Inhibitormoleküle kleiner als der Porenquerschnitt sein. Wenn die Filterwirkung auf Fehlstellen im Kristallaufbau oder Absorptionskanälen beruht, in welche der auszufilternde Stoff eingelagert wird, darf der Inhibitor in diesen Kristallaufbau oder diese Kanäle nicht hineinpassen. Wenn die Filterwirkung auf einem elektrischen Anziehungsphänomen beruht - und dies scheint bei den bisher beobachteten Ausfilterungen der Inhibitoren hauptsächlich der Fall zu sein -, sollte der Inhibitor hinsichtlich dieses Phänomens neutral sein. Ein sehr bekanntes Phänomen dieser Art ist beispielsweise die Anziehung eines elektrischen Dipols durch einen anderen Dipol oder eine bestimmte elektrische Feldverteilung. Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird daher vorgeschlagen, das Filter in an sich bekannter Weise aus einem Zeolith bestehen zu lassen und einen Inhibitor zu verwenden, der einen nichtpolaren Molekularaufbau besitzt.With regard to which special properties the inhibitor and the Filter material must be matched to one another, depends in the individual case on on the basis of which physical parameter the filter effect otherwise occurs. if the filter effect on the presence of small through pores in the filter material is based, the inhibitor molecules must be smaller than the pore cross-section. if the filter effect on imperfections in the crystal structure or absorption channels is based In which the substance to be filtered out is stored, the inhibitor may be in this Crystal structure or these channels do not fit into it. When the filter action on is based on an electrical attraction phenomenon - and this appears to be the case with those observed so far Filtering out the inhibitors mainly to be the case - the inhibitor should be neutral about this phenomenon. A very well-known phenomenon of its kind is for example the attraction of an electric dipole by another dipole or a certain electric field distribution. According to a preferred embodiment it is therefore proposed that the filter be made of a zeolite in a manner known per se to exist and to use an inhibitor that has a non-polar molecular structure owns.

Wenn ein bestimmtes Filtermaterial verwendet werden soll, dessen Filterwirkung aus mehreren Komponenten (z. B. mechanisch, chemisch und elektrisch) zusammengesetzt ist, muß die erfindungsgemäße Paarung von Inhibitor und Filtermaterial natürlich hinsichtlich aller Komponenten aufeinander abgestimmt sein. Besonders zu beachten ist hierbei, daß die Filterwirkung auf die Feuchtigkeit bei dem im Kältesystem verwendeten Trocknungsfilter oftmals auf einem ganz anderen Mechanismus beruhen kann als die Filterwirkung auf den Inhibitor.If a certain filter material is to be used, its filter effect composed of several components (e.g. mechanical, chemical and electrical) is, the pairing according to the invention of inhibitor and filter material must of course be coordinated with one another with regard to all components. Of particular note is here that the filter effect on the moisture in the case of the one used in the refrigeration system Drying filters can often be based on a completely different mechanism than that Filter effect on the inhibitor.

In der Zeichnung ist ein Kältesystem gemäß der Erfindung schematisch veranschaulicht. In der Kapsel 1 befindet sich ein Motorverdichter, der das Kältemittel in den Kondensator 2, von dort über die Drosselstelle 3 in den Verdampfer 4 und weiter über das Trocknungsfilter 5 zurück in die Kapsel 1 treibt. In dem System befindet sich eine bestimmte Menge Kältemittel, z. B. Difluormonochlormethan, und eine ebenfalls abgemessene Menge Kälteöl, das mit einem Inhibitor versetzt ist. Das Material im Trocknungsfilter 5 sei ein Molekularsieb aus einem Zeolith aus Natrium-Aluminium-Silikat. Der Inhibitor im Öl ist so auf dieses Trocknungsmittel abgestimmt, daß er im Filter nicht festgehalten wird.In the drawing, a refrigeration system according to the invention is illustrated schematically. In the capsule 1 is a motor compressor which drives the refrigerant in the condenser 2, from there via the throttle 3 in the evaporator 4 and further through the drying filter 5 back into the capsule. 1 There is a certain amount of refrigerant in the system, e.g. B. Difluormonochloromethan, and a measured amount of refrigerant oil, which is mixed with an inhibitor. The material in the drying filter 5 is a molecular sieve made of a zeolite made of sodium aluminum silicate. The inhibitor in the oil is matched to this drying agent in such a way that it is not retained in the filter.

Erfindungsgemäß brauchbare Inhibitoren sind beispielsweise Perchloräthylen oder Ferrodicyclopentadienyl.Inhibitors which can be used according to the invention are, for example, perchlorethylene or ferrodicyclopentadienyl.

Claims

Claims: 1. refrigeration system with compressor and drying filter, wherein the oil in the system contains an inhibitor, characterized in that that the filter material and the inhibitor are coordinated in such a way that the inhibitor is retained in the filter to an insignificant extent at most.

2. refrigeration system according to claim 1, characterized in that the effect of the filter material on is based on an electrical attraction phenomenon, but the inhibitor is based on this Phenomenon is neutral.

3. Refrigeration system according to claims 1 and 2, characterized in that that the filter consists in a known manner of a zeolite and the inhibitor has a non-polar structure.