DE69101964T2 - Vorrichtung für Rückgewinnung und Reinigung von Kältemittel. - Google Patents

Description

• Derzeit befindet sich eine große Vielfalt mechanischer Kühl- oder Kältesysteme auf einem weiten Anwendungsgebiet im Gebrauch. Diese Anwendungsgebiete umfassen Haushalts- und kommerzielle Kältegeräte, Klimaanlagen, Entfeuchtungs-, Nahrungsmittelgefrier-, -kühl- und -herstellungsprozesse sowie verschiedene andere Anwendungsbereiche. Die weitaus meisten mechanischen Kältesysteme arbeiten nach ähnlichen, bekannten Prinzipien unter Verwendung eines geschlossenen, von einem Kältemittel durchströmten Fluidkreises. Als Kältemittel in Kältesystemen werden gewöhnlich zahlreiche gesättigte Fluorkohlenstoffverbindungen und Azeotrope benutzt. Beispiele für solche Kältemittel sind R-12, R-22, R-500 und R-502.
• Für mit mechanischen Kältesystemen vertraute Personen ist bekannt, daß solche Systeme einer periodischen Wartung bedürfen. Diese kann den Ausbau sowie das Ersetzen oder die Instandsetzung eines Bauteils des Systems umfassen. Zudem kann das Kältemittel im Normalbetrieb des Systems durch im Kältekreis vorhandene Fremdstoffe oder durch überschüssige Feuchtigkeit im System verunreinigt werden. Das Vorhandensein überschüssiger Feuchtigkeit kann zu einer Eisbildung (Vereisung) in Expansionsventilen und Kapillarröhren, zu einer Korrosion an Metall und Verkupferung sowie zu chemischer Beschädigung der Isolierung in luftdichten Verdichtern führen. Infolge eines Motordurchbrennens, das eine Überhitzung des Kältemittels herbeiführt, kann Säure vorhanden sein. Eine solche Überhitzung kann vorübergehend oder lokalisiert sein, z.B. im Fall eines durch Reibung entstandenen Spans, der eine das Kältemittel überhitzende lokale heiße Stelle erzeugt. Die problematischste Säure ist HCL, doch können auch andere Säuren und Verunreinigungen als Zersetzungsprodukte von Öl, Isolierung, Lack, Dichtungen und Klebmitteln entstehen. Eine solche Verunreinigung kann zu einem Ausfall eines Bauteils führen oder es wünschenswert machen, das Kältemittel zu wechseln, um die Betriebsleistung des Systems zu verbessern.
• Bei der Wartung eines Kältesystems ist es übliche Praxis, vor Arbeiten und Instandsetzung am Gerät das Kältemittel zur Atmosphäre (Außenluft) zu entlassen. Anschließend wird der Kältekreis mittels einer Vakuumpumpe, welche weiteres Kältemittel zur Atmosphäre abführt, evakuiert und dann mit neuem Kältemittel aufgefüllt. Dieses Vorgehen ist derzeit aus Gründen des Umweltschutzes unzulässig geworden; insbesondere wird nämlich angenommen, daß das Entlassen solcher Fluorkohlenstoffe zu einer Verringerung der Ozonkonzentration in der Atmosphäre führt. Diese Schwächung der Ozonschicht wird als höchst schädlich für die Umwelt und die menschliche Gesundheit angesehen. Außerdem werden derzeit die Kosten für das Kältemittel zu einem bedeutsamen Faktor für die Wartungskosten; eine derartige Vergeudung von Kältemittel, das rückgewonnen, gereinigt und wiederverwendet werden könnte, ist nicht mehr akzeptabel.
• Zur Vermeidung eines Entlassens (Entweichens) von Fluorkohlenstoffen in die Atmosphäre sind Vorrichtungen bzw. Geräte bereitgestellt worden, die das Kältemittel aus Kältesystemen rückgewinnen zu vermögen. Diese Geräte enthalten häufig Einrichtungen zum Verarbeiten der so rückgewonnenen Kältemittel in der Weise, daß das Kältemittel wiederverwendet werden kann. Beispiele für solche Geräte finden sich in den folgenden US- PSen: 4 441 330 ("Refrigerant Recovery And Recharging System", Lower et al.), 4 476 688 ("Refrigerant Recovery And Purification System", Goddard), 4 766 733 ("Refrigerant Reclamation And Charging Unit", Scuderi), 4 809 520 ("Refrigerant Recovery And Purification System", Manz et al.), 4 862 699 ("Method And Apparatus For Recovering, Purifying and Separating Refrigerant From Its Lubricant", Lounis), 4 903 499 ("Refrigerant Recovery System", Merrit) und 4 942 741 ("Refrigerant Recovery Device", Hancock et al.)
• Im Betrieb oder Gebrauch der meisten derartigen Systeme wird ein Rückgewinnungsverdichter benutzt, um das Kältemittel aus der gewarteten Einheit abzuziehen. Mit der Drucksenkung in der Wartungseinheit erhöht sich die Druckdifferenz bzw. der Wirkdruck über den Rückgewinnungsverdichter, weil der Druck an der Saugseite des Verdichters fortlaufend abnimmt, während der Druck an seiner Auslaß- oder Austragseite konstant bleibt. Hohe Verdichter-Wirkdrücke können infolge der damit verbundenen, unzulässig hohen Verdichter-Innentemperaturen und der erhöhten Beanspruchungen der Verdichter-Lagerflächen einen zerstörenden Einfluß auf innere Bauteile des Verdichters haben. Demzufolge sind Begrenzungen der Wirkdrücke oder des Druckverhältnisses über die Rückgewinnungsverdichter nötig; diese Begrenzungen können ihrerseits den Prozentsatz der erfolgreich rückgewonnenen Gesamtcharge an Kältemittel in der (dem) gewarteten Einheit bzw. Gerät begrenzen.
• Bei der Verwendung solcher Rückgewinnungssysteme für die Wartung von größeren Kälteanlagen ist es besonders vorteilhaft, in der Lage zu sein, das Kältemittel in flüssiger Form aus der Anlage abzuziehen (abzusaugen) und es unmittelbar in eine(n) Lagerzylinder bzw. -flasche zu liefern. Da das Kältemittel in flüssiger Form eine wesentlich größere Dichte besitzt, erfolgt eine derartige Rückgewinnung ersichtlicherweise wesentlich schneller als eine Rückgewinnung (des Kältemittels) im Dampfzustand.
• Ein anderes, bei solchen Rückgewinnungssystemen als zweckmäßig erachtetes Merkmal besteht darin, daß ein Kältemittel-Güteprüfsystem in die Rückgewinnungssysteme selbst integriert sein sollte.
• Erfindungsgemäß wird ein Schutz des Rückgewinnungs-Verdichters durch Bereitstellung einer Vorrichtung zur Rückgewinnung kompressiblen Kältemittels aus einer Kälteanlage und Liefern des rückgewonnenen Kältemittels zu einer Kältemittel- Speichereinheit erreicht. Der Betrieb der Vorrichtung umfaßt die Schritte eines Abziehens bzw. Absaugens von Kältemittel aus einer gewarteten Kälteanlage und eines Verdichtens des abgesaugten Kältemittels in einem Verdichter zu einem gasförmigen Hochdruck-Kältemittel, das dann zu einem Verflüssiger überführt wird, in welchem es zu flüssigem Kältemittel kondensiert (verflüssigt) wird. Das flüssige Kältemittel vom Verflüssiger wird zur Kältemittel-Speichereinheit geliefert. Dabei sind Einrichtungen zur Bestimmung des Druckverhältnisses über den Rückgewinnungssystem-Verdichter und zum Überwachen des bestimmten Druckverhältnisses vorgesehen. Wenn das überwachte Druckverhältnis eine vorbestimmte Größe erreicht, oberhalb welcher der Verdichter ungünstig beeinflußt werden könnte, wird das System veranlaßt, das Absaugen von Kältemittel aus der der Wartung unterzogenen Kälteanlage einzustellen.
• An diesem Punkt beginnt das System das gespeicherte Kältemittel aus der Speichereinheit abzusaugen. Das aus der Speichereinheit abgesaugte Kältemittel wird dann im gleichen Verdichter verdichtet, der zum Verdichten des aus der Kälteanlage abgesaugten Kältemittels eingesetzt wurde. Dieses Kältemittel wird hierauf zu flüssigem Kältemittel kondensiert, das dann durch eine geeignete Expansionsvorrichtung geleitet und zur Speichereinheit zurückgeliefert wird, um damit letztere und das darin enthaltene Kältemittel zu kühlen. Dieser Kühlzyklus wird so lange durchgeführt, bis die Temperatur der Speichereinheit auf eine vorbestimmte Größe sinkt. An diesem Punkt nimmt das System (die Vorrichtung) das Absaugen von Kältemittel aus der gewarteten Kälteanlage wieder auf. Wenn der Saugdruck des Rückgewinnungssystem-Verdichters unter eine vorbestimmte Größe sinkt, wird der Rückgewinnungsvorgang beendet.
• Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung wird ein Kältemittelrückgewinnungssystem betrieben, um kompressibles Kältemittel aus einer Kälteanlage abzuziehen bzw. abzusaugen, indem zunächst flüssiges Kältemittel aus der gewarteten Anlage über eine geeignete Leitung gesaugt und das abgesaugte Kältemittel einer Kältemittel-Speichereinheit zugeführt wird, in welcher zumindest ein Teil des so abgesaugten Kältemittels in Gasform vorliegt. Ein Teil dieses gasförmigen Kältemittels wird aus der Speichereinheit abgezogen und zu einem gasförmigen Hochdruck- Kältemittel verdichtet, das dann zu einem flüssigen Hochdruck- Kältemittel kondensiert (verflüssigt) wird. Letzteres wird durch eine Expansionsvorrichtung geleitet, in welcher das Kältemittel einem Druckabfall unterworfen und zumindest teilweise schlagartig in Dampf überführt wird. Das Flüssigkeit/- Dampf-Gemisch wird hierauf zur Speichereinheit geliefert, in welcher es verdampft und Wärme von dem in der Speichereinheit befindlichen Kältemittel absorbiert und dadurch die Speichereinheit kühlt und den in ihr herrschenden Druck senkt; auf diese Weise wird die Absaugung von flüssigem Kältemittel aus dem Kältesystem über die Leitung begünstigt.
• Bei einem Steuersystem wird die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsspiegeländerung in der Speichereinheit überwacht. Wenn diese Geschwindigkeit eine Größe erreicht, die anzeigt, daß keine Flüssigkeit mehr abgesaugt wird, schaltet das System automatisch auf die Dampfrückgewinnungs-Betriebsart um.
• Ein anderes Steuersystem enthält Einrichtungen zum Messen bzw. Abgreifen eines Systemsteuerparameters mit einer nachweisbaren Größenänderung, die zu einem Zeitpunkt auftritt, der zu einem Zeitpunkt in Beziehung gesetzt werden kann, zu dem sich der Zustand des aus der Kälteanlage abgesaugten Kältemittels von flüssig auf dampfförmig ändert. Ein Signal zur Anzeige, daß die nachweisbare Änderung aufgetreten ist, veranlaßt das System, von einer Flüssigkeitsrückgewinnungsbetriebsart auf eine Dampfrückgewinnungsbetriebsart umzuschalten.
• Die Reinheit des rückgewonnenen Kältemittels kann mittels eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Prüfen (sampling) der Reinheit des durch eine Kälteanlage strömenden Kältemittels bestimmt werden. Die Kälteanlage enthält einen Verdichter mit einem Einlaß, dem eine Einlaßleitung zugeordnet ist und der zum Teil die Niederdruckseite der Kälteanlage festlegt oder bildet. Der Verdichter weist ferner einen Auslaß mit einer zugeordneten Auslaßleitung auf, welcher Auslaß teilweise die Hochdruckseite der Kälteanlage bildet. Eine Kältemittelprüfkammer ist in Fluidströmungsverbindung mit dem Verdichter zu diesem wirkungsmäßig parallelgeschaltet. Der Verdichter wird dann betrieben, um die Strömung des Kältemittels durch die Anlage herbeizuführen, wobei eine Menge an Kältemittel von der Hochdruckseite der Anlage abgezogen wird. Die abgezogene Kältemittelmenge wird hierauf durch die Prüfkammer geleitet und anschließend zur Niederdruckseite der Anlage zurückgeführt.
• In den Zeichnungen zeigen:
• Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kältemittelrückgewinnungs- und -reinigungssystems mit den Grundprinzipien der vorliegenden Erfindung,
• Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Programms zum Steuern der erfindungsgemäßen Elemente (Bauteile) in einem Dampfrückgewinnungszyklus,
• Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Programms zum Steuern der erfindungsgemäßen Elemente (Bauteile) in einer Umlaufbetriebsart,
• Fig. 4A ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Steuern des Systems in einer Flüssigkeit-Rückgewinnungsbetriebsart unter Heranziehung der Geschwindigkeit der Flüssigkeitsrückgewinnung als Steuerparameter,
• Fig. 4B eine Fortsetzung des Ablaufdiagramms von Fig. 4A zur Darstellung eines Programms zum Steuern des Systems in einer Dampf-Rückgewinnungsbetriebsart,
• Fig. 5 eine graphische Darstellung der rückgewonnenen Kältemittelmenge in Abhängigkeit von der Zeit in der Flüssigkeit-Rückgewinnungsbetriebsart,
• Fig. 6A ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Steuern des Systems in einer Flüssigkeit-Rückgewinnungsbetriebsart unter Heranziehung eines Steuerparameters, der zur Zustandsänderung des abgezogenen Kältemittels in Beziehung gesetzt (korreliert) werden kann,
• Fig. 6B eine Fortsetzung des Ablaufdiagramms von Fig. 6A zur Darstellung eines Programms zum Steuern des Systems in einer Dampf-Rückgewinnungsbetriebsart,
• Fig. 7 eine graphische Darstellung der Speicherzylindertemperatur in Abhängigkeit von der Zeit in der Flüssigkeit-Rückgewinnungsbetriebsart,
• Fig. 8 eine graphische Darstellung des Verdichter- Austrittsdrucks in Abhängigkeit von der Zeit in der Flüssigkeit-Rückgewinnungsbetriebsart,
• Fig. 9 eine graphische Darstellung des Verdichter- Eintrittdrucks in Abhängigkeit von der Zeit in der Flüssigkeitsbetriebsart und
• Fig. 10 eine Tabelle zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der verschiedenen Bauteile des Systems in verschiedenen Betriebsarten.
• Eine Vorrichtung zum Rückgewinnen und Reinigen des in einer Kälteanlage enthaltenen Kältemittels ist in Fig. 1 allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Die zu evakuierende Kälteanlage ist allgemein mit 12 bezeichnet und kann praktisch jede beliebige mechanische Kälteanlage darstellen.
• Wie dargestellt, ist die Schnittstelle oder Anzapfung zwischen dem Rückgewinnungs- und Reinigungssystem 10 und der zu wartenden Anlage 12 ein Standard-Druckmesser- und -Wartungsverteiler 14, der mit der zu wartenden Kälteanlage in üblicher Weise über eine Leitung 16, die an die Niederdruckseite der Anlage 12 angeschlossen ist, und eine andere, an die Hochdruckseite der Anlage angeschlossene Leitung 18 verbunden ist.
• Eine Hochdruck-Kältemittelleitung 20 ist zwischen den Wartungsanschluß 22 des Wartungsverteilers und ein T-Stück 11 zum Anschließen der Leitung 20 an das Rückgewinnungssystem 10 eingeschaltet.
• In der Verbindungsleitung 20 befindet sich ein Filtertrockner 13, der an der Außenseite des Rückgewinnungssystems montiert ist. Ersichtlicherweise wird diese Einrichtung normalerweise nur dann in die Leitung 20 eingeschaltet, wenn das System bzw. die Vorrichtung zuerst in der Flüssigkeit-Rückgewinnungsbetriebsart betrieben werden soll.
• Das Rückgewinnungssystem 10 enthält zwei Sektionen (vgl. Fig. 1); die Bauteile und Steuerungen des Rückgewinnungssystems sind in einem in sich abgeschlossenen, kompakten (nicht dargestellten) Gehäuse enthalten, das schematisch durch die gestrichelte Linie 24 angedeutet ist. Eine Kältemittel-Speichersektion des Systems befindet sich innerhalb des Umrisses der gestrichelten Linien 26. Die Einzelheiten dieser jeweiligen Sektionen sowie ihre Verbindung und ihre Wechselwirkung miteinander sind nachstehend im einzelnen beschrieben.
• Wie sich aus der Beschreibung der Arbeitsweise des Systems ergibt, sind zwei Kältemittelstrecken vorhanden, die vom T- Stück 11 am Ende der Verbindungsleitung 20 abgehen. Die erste Strecke, d.h. die Flüssigkeitsstrecke, geht vom T-Stück 11 nach links zu einem elektrisch betätigbaren Solenoidventil SV7 ab. Dieses Ventil läßt bei Betätigung in die Offenstellung selektiv Kältemittel hindurchtreten, während es bei elektrischer Betätigung in seine Schließstellung eine Strömung des Kältemittels durch dieses Ventil verhindert. Weitere, im System enthaltene elektrisch betätigbare Solenoidventile arbeiten auf die gleiche herkömmliche Weise. Vom Ventil SV7 geht eine Flüssigkältemittelleitung 15 zur Kältemittelspeichersektion des Systems 26 ab, wo sie über ein Ventil 90 mit einem (einer) Kältemittel- Speicherzylinder oder -flasche 86 kommuniziert. In der Flüssigkeit-Rückgewinnungsbetriebsart des Systems strömt flüssiges Kältemittel über die Leitung 15 unmittelbar von der Kälteanlage 12 zum Speicherzylinder 86.
• Wenn das System in der Dampf-Rückgewinnungsbetriebsart betrieben wird, strömt gasförmiges Kältemittel, welches die Verbindungsleitung 20 durchströmt, über das T-Stück 11 nach rechts zu einem elektrisch betätigbaren Solenoidventil SV3. Von letzterem aus strömt das Kältemittel über eine Leitung 28 und durch ein Rückschlagventil 98 zu einem zweiten elektrisch betätigbaren Solenoidventil SV2. Vom Ventil SV2 führt eine zweckmäßige Leitung 30 das Kältemittel zu einer Sammler/- Ölfallenkombination 32 mit einem Ablaßventil 34. Gasförmiges Kältemittel wird sodann von der Ölfalle über eine Leitung 36 zu einem Säurereinigungs-Filter/Trockner 38 geführt, in welchem Verunreinigungen, wie Säure, Feuchtigkeit, Fremdkörper und dgl., entfernt werden, bevor die Gase über eine Leitung 40 zur Saugöffnung 42 des Verdichters 44 geführt werden. In der Leitung 42 ist ein Saugleitungssammler 46 angeordnet, um sicherzustellen, daß kein flüssiges Kältemittel die Saugöffnung 42 des Verdichters erreicht. Der Verdichter 44 ist bevorzugt einer der Kreiseltypen, die von einer Anzahl von Verdichterherstellern ohne weiteres im Handel erhältlich sind, kann jedoch auch von einer beliebigen anderen Art sein, beispielsweise von einem Hubkolben-, Schnecken- oder Schraubentyp.
• Von der Verdichter-Auslaßöffnung 48 wird gasförmiges Kältemittel über eine Leitung 50 zu einem herkömmlichen schwimmerbetätigten Ölabscheider 52 geleitet, in welchem Öl vom Rückgewinnungssystem-Verdichter 44 vom gasförmigen Kältemittel abgeschieden und über eine schwimmergesteuerte Rücklaufleitung 54 zu der mit der Saugöffnung des Verdichters in Verbindung stehenden Leitung 40 geleitet wird. Vom Auslaß des Ölabscheiders 52 gelangt gasförmiges Kältemittel über eine Leitung 56 zum Einlaß einer Wärmetauscher/Verflüssigerschlange 60. Der Schlange 60 ist ein elektrisch betätigtes oder betriebenes Verflüssigergebläse 62 zugeordnet, um - wie in Verbindung mit der Arbeitsweise des Systems noch beschrieben werden wird - einen Strom von Umgebungsluft durch die Schlange zu leiten.
• Vom Auslaß 64 der Verflüssigerschlange 60 führt eine zweckmäßige Leitung 66 das Kältemittel zu einem T-Stück 68. Von letzterem geht eine Leitung 70 zu einem anderen elektrisch betätigten Solenoidventil SV4 ab, während der andere Zweig 72 des T-Stücks zu einer geeigneten Kältemittel-Expansionsvorrichtung 74 führt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Expansionsvorrichtung 74 eine Kapillarröhre, wobei in der Kältemittel-Leitung 72 stromauf der Kapillarröhre ein Filter-Sieb 76 angeordnet ist, um etwaige Teilchen, die möglicherweise die Kapillarröhre verstopfen könnten, zu entfernen. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Expansionsvorrichtung eine beliebige der zahlreichen an sich bekannten und verbreitet im Handel erhältlichen Kältemittel-Expansionsvorrichtungen sein kann. Die die Expansionsvorrichtung 74 enthaltende Leitung 72 und die das Ventil SV4 enthaltende Leitung 70 laufen an einem zweiten T- Stück 78 stromab der beiden Vorrichtungen zusammen. Ersichtlicherweise sind das Solenoidventil SV4 und die Expansionsvorrichtung 74 in paralleler Fluidströmungsbeziehung angeordnet. Bei offenem Solenoidventil SV4 erfolgt daher die Strömung des Kältemittels wegen des hohen Widerstands der Expansionsvorrichtung in im wesentlichen unbehinderter Weise durch das Solenoidventil. Wenn dagegen das Ventil SV4 geschlossen ist, strömt das Kältemittel über die durch die Expansionsvorrichtung gebildete Strecke eines hohen Widerstands. Es sind kombinierte Vorrichtungen, wie elektronisch betätigte Expansionsventile, bekannt, welche die Funktionen der Ventile SV4 und der Kapillarröhre 74 in sich vereinigen; mit der beschriebenen Konfiguration wird jedoch die gewünschte oder vorgesehene Funktion mit minimalen Kosten gewährleistet.
• Vom zweiten T-Stück 78 geht eine Leitung 80 zu einer zweckmäßigen (nicht dargestellten) Kupplung für die Verbindung des durch den Umriß der Linie 24 definierten Systems über eine flexible bzw. biegsame Kältemittelleitung 82 zum Flüssigkeitseinlaß 84 des erwähnten, wiederfüllbaren Kältemittel-Speicherbehälters 86 ab. Der eine herkömmliche Konstruktion besitzende Behälter 86 weist eine zweite Öffnung 88 für Dampfauslaß auf. Der Speicherzylinder 86 enthält ferner einen Flüssigkeitsspiegelanzeiger 92, der beispielsweise ein kompakter, kontinuierlicher Flüssigkeitsspiegelsensor der Art sein kann, wie sie von der Firma Imo Delaval Inc., Gems Sensors Division, erhältlich ist. Ein solcher Anzeiger vermag ein elektrisches Signal zu liefern, das den Spiegel bzw. Füllstand des im Speicherzylinder 86 enthaltenen Kältemittels angibt.
• Eine Kältemittelleitung 94 verbindet den Dampfauslaß 88 des Zylinders 86 mit einem T-Stück 96 in der Leitung 28, die zwischen den Solenoidventilen SV3 und SV2 verläuft. Ein weiteres elektrisch betätigbares Solenoidventil SV1 ist in der Leitung 94 angeordnet. In der Leitung 28 ist weiterhin an einer dem T-Stück 96 nachgeschalteten Stelle ein Rückschlagventil 98 vorgesehen, das eine Strömung in der Richtung von SV3 zu SV2 zuzulassen und eine Strömung in Richtung von SV2 zu SV3 zu verhindern vermag.
• Gemäß Fig. 1 ist eine Kältemittelgas-Verunreinigungsdetektorschaltung 100 im System in einer parallelen Fluidströmungsanordnung zum Verdichter 44 vorgesehen. Die Verunreinigungsdetektorschaltung 100 weist eine Einlaßleitung 102 auf, die in Fluidverbindung mit der Leitung 56 steht, welche vom Ölabscheider 52 zum Verflüssigereinlaß 58 verläuft. Die Einlaßleitung 102 enthält ein in ihr angeordnetes, elektrisch betätigbares Solenoidventil SV6 und verläuft von dort zum Einlaß eines Probenröhrchenhalters 104. Der Auslaß des letzteren ist über eine Leitung 106 mit der Leitung 40 verbunden, die mit der Saugöffnung 42 des Verdichters kommuniziert. In der Leitung 106 ist ein elektrisch gesteuertes Solenoidventil SV5 angeordnet.
• Wenn die Solenoidventile SV5 und SV6 geschlossen sind, isolieren bzw. trennen sie den Probenröhrchenhalter 104 vom System zwecks Ermöglichung eines einfachen Auswechselns des darin gehaltenen Probenröhrchens. Der Probenröhrchenhalter kann von der in der US-PS 4 389 372 ("Portable Holder Assembly for Gas Detection Tube") beschriebenen Art sein. Weiterhin ist das Kältemittel-Verunreinigungsprüfsystem vorzugsweise von der Art, wie sie in der auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragenen US-PS 4 923 806 ("Method and Apparatus For Refrigerant Testing In A Closed System") dargestellt und beschrieben ist. Auf jede der oben angegebenen Patentschriften wird hiermit insgesamt Bezug genommen.
• Die automatische Steuerung sämtlicher Bauteile oder Komponenten des Kältemittelrückgewinnungssystems 10 erfolgt durch eine elektronische Steuereinheit 108, die aus einem Mikroprozessor gebildet ist, eine Speicherfähigkeit oder -kapazität besitzt und mikroprogrammierbar ist, um den Betrieb aller Solenoidventile SV1 bis SV7 sowie des Verdichtermotors und des Verflüssigergebläsemotors zu steuern. Eingangssignale zur Steuereinheit 108 umfassen eine Anzahl von gemessenen oder abgegriffenen Systemsteuerparametern. Bei der dargestellten Ausführungsform umfassen diese Steuerparameter die Temperatur des Speicherzylinders Tstor, der einen Temperaturwandler umfaßt, welcher ein genaues Signal für die Anzeige der Temperatur des Kältemittels im Speicherzylinder 86 zu liefern vermag. Eine als Tamb bezeichnete Umgebungstemperatur wird durch einen am Einlaß zur Verflüssigerschlange oder am Verflüssigergebläse 62 positionierten Temperaturwandler gemessen. Die Temperatur des durch die Verdichteraustragleitung 50 strömenden Kältemittels wird durch einen an der Verdichter-Austrag- bzw. -Auslaßleitung 50 angeordneten Temperaturwandler 110 gemessen.
• Von größter Wichtigkeit im Steuerschema der Systeme sind der mit P2 bezeichnete Verdichtersaugdruck und der mit P3 bezeichnete Verdichterauslaßdruck. Gemäß Fig. 1 steht ein mit P2 bezeichneter Druckwandler in Fluidströmungsverbindung mit der Ansaugleitung 40 zum Verdichter, während ein zweiter Druckwandler P3 in Fluidverbindung mit der zum Verflüssiger führenden Hochdruck-Kältemittelleitung 56 steht. Das Druckverhältnis über den Verdichter 44 ist als Verhältnis P3/P2 definiert. Ein zusätzliches Eingangssignal zur Steuereinheit 108 ist das Signal vom Flüssigkeitsspiegelanzeiger 92.
• Aus Fig. 10 geht hervor, daß die Betriebsarten des Systems identifiziert bzw. gekennzeichnet und die Zustände der elektrisch betätigbaren Bauteile des Systems in den verschiedenen Betriebsarten dargestellt sind. Im Bereitschaftsmodus ist das System eingeschaltet worden, wobei alle elektrisch betätigbaren mechanischen Systeme bzw. Teile stromlos und betätigungsbereit sind. Im Wartungsmodus sind alle elektrisch betätigten oder betätigbaren Solenoidventile SV1 bis SV4 offen, so daß die Drücke in der Anlage ausgeglichen sind, und die Anlage somit ohne die Gefahr für das Auftreten von Hochdruckkältemittel gewartet werden kann.
• Das Rückgewinnungs- und Reinigungssystem 10 kann sowohl in der Flüssigkeitsrückgewinnungs- als auch in der Dampfrückgewinnungsbetriebsart arbeiten. Es ist zu beachten, daß ein Dampfrückgewinnungszyklus unter zwei verschiedenen Sätzen von Umständen oder Gegebenheiten einsetzen kann: 1) Im Fall einer Anlage, die mehr als 2,27 kg Kältemittel enthält, folgt der Dampfrückgewinnungszyklus auf einen vorher durchgeführten Flüssigkeitsrückgewinnungszyklus; 2) im Fall einer Kälteanlage mit weniger als 2,27 kg Kältemittel stellt der Dampfrückgewinnungszyklus die Einleitung der Rückgewinnungssequenz oder -folge dar.
• Ferner ist darauf hinzuweisen, daß das Umschalten von Flüssigkeits- auf Dampfrückgewinnung durch mehrere verschiedene Steuerschemata eingeleitet werden kann.
• Zur Erleichterung eines vollständigen Verständnisses des Systems in seinen verschiedenen Betriebsarten wird das System zunächst bezüglich der Dampfrückgewinnungs- und Zylinderkühlbetriebsarten in Verbindung mit den Fig. 1, 2, 3 und 10 beschrieben. Anschließend wird eine Kombination eines Flüssigkeit/Dampfzyklus mit Flüssigkeitsstandkontrolle anhand der Fig. 1, 4A und 4B, 5 und 10 beschrieben werden. Schließlich wird ein kombinierter Flüssigkeit/Dampfzyklus mit Kontrolle bzw. Steuerung mittels eines Parameters, der zur Zustandsänderung des abgezogenen Kältemittels in Beziehung gesetzt werden kann, anhand der Fig. 1, 6A und 6B sowie 7 bis 10 beschrieben werden.
• Die Rückgewinnungs- und Zylinderkühlbetriebsarten sind im folgenden anhand des Ablaufdiagramms von Fig. 2 im einzelnen beschrieben. Die Rückgewinnungsbetriebsart ist der Modus, in welchem die Vorrichtung 10 mit einer Klimaanlage 12 zum Entfernen des Kältemittels aus ihr gekoppelt worden ist. Gemäß Fig. 2 besteht der erste Schritt, der durch die Steuereinheit 108 bei gewähltem Rückgewinnungszyklus ausgeführt wird, in einem Vergleich des Verdichterauslaßdrucks P3 mit dem Verdichtereinlaßdruck P2. Wenn die Druckdifferenz bzw. der Wirkdruck (P3-P2) größer ist als 206,92 KN/m², öffnet die Steuereinheit 108 die Ventile SV1 - SV4 zum Ausgleichen der Drücke in der Anlage. Wenn die Differenz zwischen P3 und P2 weniger als 68,98 KN/m² beträgt, geht das System (die Anlage) auf die Rückgewinnungsbetriebsart über. Wenn der erste Vergleich von P3 und P2 eine Differenz von weniger als oder gleich groß wie 206,92 KN/m² ergibt, geht das System unmittelbar auf den Rückgewinnungsmodus über. Der Grund für diesen Vergleich besteht darin, daß der Verdichter ohne weiteres anlaufen kann, wenn der Wirkdruck ≤ 206,92 KN/m², während bei einem Wirkdruck von mehr als 206,92 KN/m² das Anlaufen des Verdichters erschwert ist und eine Senkung des Wirkdrucks über den Verdichter bedingt.
• Bei Einleitung des Rückgewinnungsmodus öffnet die Steuereinheit 108 die Ventile SV2, SV3 und SV4, während das Ventil SV1 geschlossen bleibt. Gemäß Fig. 4 arbeiten die Ventile SV5 und SV6 gemeinsam nach einem einzigen Ausgangssignal vom Mikroprozessor (Steuereinheit), und die einzige Zeit, zu der diese Ventile offen sind, ist der Zeitpunkt der Durchführung des Verunreinigungsprüfprozesses. Diese Ventile werden in Verbindung mit den anderen Betriebsarten des Systems nicht näher erläutert werden. Bei Einleitung des Rückgewinnungsmodus werden auch der Verdichter 44 und das Verflüssigergebläse 62 in Betrieb gesetzt.
• Im folgenden sei die Arbeitsweise des Systems im Rückgewinnungsmodus anhand von Fig. 1 betrachtet; wenn das Ventil SV3 offen ist, wird Kältemittel aus der zu wartenden Anlage 12 durch den Druck des in der Anlage vorhandenen Kältemittels und den im Betrieb des Verdichters 44 erzeugten Saugdruck durch die Leitung 20 und über das Ventil SV3, das Rückschlagventil 98, das Ventil SV2 und die Leitung 30 zur Sammler/Ölfalle 32 gedrückt. In letzterer fällt das Öl, das in dem aus der gewarteten Anlage entnommenen Kältemittel enthalten ist, zusammen mit etwaigem, aus der Anlage abgezogenem flüssigen Kältemittel zum Boden der Falle herab. Gasförmiges Kältemittel wird aus der Sammler/Ölfalle 32 über den Filter/Trockner 38 abgezogen, in welchem das Kältemittel von Feuchtigkeit, Säure und etwaigen Teilchenstoffen befreit wird und von wo aus das Kältemittel sodann über die Leitung 40 und durch den Ansaugsammler 46 zum Verdichter 44 strömt.
• Der Verdichter 44 verdichtet das in ihn einströmende gasförmige Niederdruck-Kältemittel zu einem gasförmigen Hochdruck- Kältemittel, das über die Leitung 50 zum Ölabscheider 52 geliefert wird. Das im Abscheider 52 aus dem gasförmigen Hochdruck- Kältemittel abgeschiedene Öl stammt aus dem Rückgewinnungs- Verdichter 44, und dieses Öl wird über die Leitung 54 zur Saugleitung 40 des Verdichters zurückgeführt, um eine Schmierung des Verdichters sicherzustellen. Aus dem Ölabscheider 52 gelangt das gasförmige Hochdruck-Kältemittel über die Leitung 56 zur Verflüssigerschlange 60, in welcher das heiße, verdichtete Gas zu einer Flüssigkeit kondensiert. Verflüssigtes Kältemittel verläßt die Verflüssigerschlange 60 über die Leitung 66 und strömt über das T-Stück 68 durch das offene Solenoidventil SV4 und weiter über die Flüssigkeitsleitungen 80 und 82 durch den Flüssigkeitseinlaß 84 hindurch zum Kältemittel-Speicherzylinder 86.
• Im Laufe der Kältemittelrückgewinnung empfängt die Steuereinheit 108 (fortlaufend) Signale von den Druckwandlern P3 und P2, und sie berechnet das Druckverhältnis P3/P2 und vergleicht das berechnete Verhältnis mit einer vorbestimmten Größe. Der Verdichtersaugdruck P2 wird ebenfalls allein berücksichtigt und mit einem vorbestimmten Rückgewinnungs-Beendigungssaugdruck verglichen. Gemäß Fig. 2 beträgt dieser vorbestimmte, zuletzt genannte Druck 27,59 KN/m²; wenn P2 unter diesen Wert abfällt, wird der Rückgewinnungsmodus beendet, und die Steuereinheit 108 leitet den als Total- bzw. Gesamttest bezeichneten Kältemittel- Gütetestzyklus ein. Dieser Zyklus wird später nach einer vollständigen Beschreibung der anderen Betriebsarten beschrieben werden. "Totaltest" ist ein eingetragenes Warenzeichen der Firma Carrier Corporation für "Testers For Contaminants in A Refrigerant" (Prüfgeräte für Verunreinigungen in einem Kältemittel).
• Die Wahl des vorbestimmten Rückgewinnungs-Beendigungssaugdrucks von 27,59 KN/m² beruht auf dem Betrieb oder der Arbeitsweise des Rückgewinnungssystems, wobei es sich gezeigt hat, daß ein Verdichter-Saugdruck P2 von 27,59 KN/m² oder weniger eine Rückgewinnung von 98 bis 99% des Kältemittels aus der gewarteten Anlage ergibt. Das Erreichen dieses Drucks während des ersten Rückgewinnungsmoduszyklus ist ungewöhnlich aber möglich. Beispielsweise kann P2 unter Bedingungen niedriger Umgebungstemperatur auf 27,59 KN/m² Endwert gesenkt werden, d.h. dann, wenn die Temperatur der Verflüssigerschlange (die mit Umgebungsluft gekühlt wird) niedrig genug ist, damit P3 so niedrig bleiben kann, daß P2 den Wert von 27,59 KN/m² erreicht, bevor die Druckverhältnisgrenze erreicht ist.
• Im folgenden sei wieder auf das in Fig. 2 angegebene Verdichter-Druckverhältnis Bezug genommen; wenn bei der dargestellten Ausführungsform das Druckverhältnis größer ist als 16 oder diesem Wert entspricht, führt der Mikroprozessor in der Steuereinheit 108 einen sogenannten Rückgewinnungszyklustest durch. Wenn der eben ausgeführte Rückgewinnungszyklus der erste durchgeführte Rückgewinnungszyklus ist und der Verdichtersaugdruck P2 ≥ 68,98 KN/m², schaltet das System auf eine sogenannte Zylinderkühlbetriebsart um. Wenn der eben durchgeführte Rückgewinnungszyklus ein zweiter oder späterer Rückgewinnungszyklus ist, und der Verdichtersaugdruck P2 weniger als 68,98 KN/m² beträgt, betrachtet die Steuereinheit die Kühlmittelrückgewinnung als abgeschlossen, worauf sie den Kältemittel-Verunreinigungstestzyklus ("Totaltest") einleitet.
• Die letztgenannten Bedingungen, d.h. zweiter oder späterer Rückgewinnungszyklus und P2 < als 68,98 KN/m², sind Bedingungen, die als bei hohen Umgebungstemperaturen vorliegend festgestellt werden. Solche Bedingungen können beispielsweise dann vorliegen, wenn R-22 aus einer Klimaanlage bei einer Umgebungstemperatur von 40,6ºC oder darüber rückgewonnen (d.h. abgezogen) wird. Unter solchen Bedingungen hat es sich gezeigt, daß Versuche zur Senkung des Verdichter-Saugdrucks P2 auf Größen von weniger als 68,98 KN/m² insofern unproduktiv sind, als eine ziemlich lange Arbeitszeit nötig wäre, um einen sehr kleinen zusätzlichen Abfall des Saugdrucks herbeizuführen. Außerdem hat es sich gezeigt, daß unter diesen Bedingungen ein Umschalten auf den Zylinderkühlmodus, der nachstehend näher beschrieben werden wird, ebenfalls keinen wesentlichen Beitrag zur Erhöhung der Kältemittelmenge leistet, die letztlich aus der Anlage abgezogen wird, so daß demzufolge die Beendigung des Rückgewinnungsmodus und die Einleitung des Kältemittel-Verunreinigungstestzyklus angezeigt ist.
• Unter der Voraussetzung, daß der Rückgewinnungszyklustest ergeben hat, daß es sich entweder um den ersten Rückgewinnungszyklus handelt oder der Verdichtersaugdruck P2 größer als 68,98 KN/m² oder diesem Wert gleich ist, leitet die Steuereinheit 108 die Zylinderkühlbetriebsart ein.
• Im Zylinderkühlmodus (vgl. Fig. 10) sind die Solenoidventile SV1 und SV2 erregt und daher in Offenstellung. Die Solenoidventile SV3 und SV4 sind geschlossen, während der Verdichtermotor und der Verflüssigergebläsemotor weiterhin an Spannung liegen. In der Zylinderkühlbetriebsart wird das System (die Anlage) im wesentlichen in eine geschlossene Kälteanlage umgewandelt, in welcher der Kältemittel-Speicherzylinder 86 als gefluteter Verdampfer fungiert. Durch Schließen des Solenoidventils SV3 wird das Kältemittel-Rückgewinnungs- und -Reinigungssystem 10 von der gewarteten Kälteanlage 12 getrennt. Durch Öffnen des Solenoidventils SV1 wird eine Flüssigkeitsstrecke zwischen dem Dampfauslaß 88 des Speicherzylinders 86 und der Leitung 28 hergestellt, die mit der Niederdruckseite des Verdichters 44 in Verbindung steht. Bei geschlossenem Solenoidventil SV4 wird das vom Verflüssiger 60 kommende Kältemittel durch die Kältemittel-Expansionsvorrichtung 74 geleitet.
• Wenn die Steuer-Solenoide (bzw -Solenoidventile) auf oben angegebene Weise eingestellt sind, verdichtet im Zylinderkühlmodus der Verdichter 44 das in ihn eintretende gasförmige Niederdruck-Kältemittel unter Lieferung eines gasförmigen Hochdruck-Kältemittels über die Leitung 50 zum Ölabscheider 52. Vom Ölabscheider 52 strömt das gasförmige Hochdruck-Kältemittel über die Leitung 56 zur Verflüssigerschlange 60, in welcher das verdichtete heiße Gas zu einer Flüssigkeit kondensiert. Verflüssigtes Kältemittel verläßt die Verflüssigerschlange 60 über die Leitung 66 und gelangt über das T-Stück 68 durch das Sieb 76 und über die Leitung 72 zur Kältemittel-Expansionsvorrichtung 74. Das auf diese Weise kondensierte (verflüssigte), unter hohem Druck stehende Kältemittel durchströmt die Expansionsvorrichtung 74, in welcher das Kältemittel einem Druckabfall unterworfen und zumindest teilweise schlagartig in einen Dampf überführt wird. Das Flüssigkeits/Dampfgemisch strömt sodann über die Leitungen 78 und 82 zum Kältemittel-Speicherzylinder 86, in welchem es verdampft und Wärme aus dem im Zylinder 86 befindlichen Kältemittel absorbiert und damit das (letztere) Kältemittel kühlt.
• Sodann strömt Kältemitteldampf eines niedrigen Drucks aus dem Speicherzylinder 86 über den Dampfauslaß 88 durch die Leitung 94 und das Solenoidventil SV1 zum T-Stück 96. Von hier aus durchströmt es das Rückschlagventil 98, das Solenoidventil SV2, den Ölabscheider/Sammler 32, den Filter/Trockner 38 und die Leitung 40, um zum Verdichter 44 zurückzukehren, worauf der Kreislauf geschlossen ist.
• Im Laufe der Zylinderkühlbetriebsart sinkt die durch den Temperaturwandler Tstor gemessene Zylindertemperatur weiterhin ab, während das Kältemittel kontinuierlich durch den geschlossenen Kältekreis umgewälzt wird. Dabei wird das Kältemittel auch mehrmals durch die Kältemittel-Reinigungsbauelemente, d.h. den Ölabscheider 32 und den Filter/Trockner 38, geleitet um damit das Kältemittel weiter zu reinigen.
• Gemäß Fig. 2 endet die Zylinderkühlbetriebsart, wenn eine von drei Bedingungen vorliegt 1) Die durch den Wandler Tstor gemessene Zylindertemperatur fällt auf einen Wert von 38,9ºC unter Umgebungstemperatur (Tamb); 2) die Zylinderkühlbetriebsart hat 15 min lang angedauert; 3) die Zylindertemperatur Tstor fällt auf -17,8ºC.
• Unabhängig davon, durch welche der drei Bedingungen die Beendigung des Zylinderkühlmodus ausgelöst worden ist, ist das Ergebnis in jedem Fall praktisch das gleiche, d.h. die Temperatur (Tstor) des im Zylinder 86 gespeicherten Kältemittels liegt nun wesentlich unterhalb der Umgebungstemperatur. Infolgedessen ist der im Zylinder herrschende Druck, entsprechend der gesenkten Temperatur, bedeutend niedriger als an jeder anderen Stelle in der Anlage.
• Wenn eine der den Zylinderkühlmodus beendigenden Bedingungen vorliegt, schaltet die Steuereinheit 108 die Anlage auf eine zweite Rückgewinnungsbetriebsart um. In letzterer werden die Solenoidventile sowie die Verdichter- und Verflüssigermotoren aktiviert, wie dies oben in Verbindung mit dem ersten Rückgewinnungsmodus beschrieben worden ist. Aufgrund der im Kältemittel-Speicherzylinder eingestellten niedrigen Temperatur Tstor ist jedoch die Fähigkeit des Systems, der gewarteten Einheit oder Anlage Kältemittel zu entziehen, ohne den Rückgewinnungs-Verdichter hohen Wirkdrücken zu unterwerfen, ganz erheblich vergrößert.
• Ein besseres Verständnis dieser Erscheinung ergibt sich aus Fig. 1. Dies soll anhand eines Rückgewinnungszyklus an dem Punkt beschrieben werden, an welchem das aus der gewarteten Anlage abgezogene Kältemittel vom Verdichter 44 abgegeben wird und über die Leitung 56 zum Verflüssiger 60 strömt. An diesem Punkt wird der in der Anlage vom Verdichter-Auslaß 48 bis zum Speicherzylinder 86 (diesen einschließend) herrschende Druck durch die Temperatur- und Druckbedingungen innerhalb des Speicherzylinders 86 bestimmt. Infolgedessen wirkt der Speicherzylinder 86 nunmehr effektiv als Verflüssiger, wobei das rückgewonnene Kältemittel in Form eines überhitzten Dampfes die Verflüssigerschlange, das Solenoidventil SV4 und die Leitungen 80 und 82 zum Speicherzylinder 86 passiert, in welchem es in flüssige Form kondensiert bzw. verflüssigt wird.
• Der ganz erheblich niedrigere Verdichter-Austragdruck P3, der während eines zweiten oder nachfolgenden Rückgewinnungsmodus vorliegt (d.h. in einem Rückgewinnungsmodus nach einem Zylinderkühlmodus), läßt den Rückgewinnungs-Verdichter 44 die gewartete Anlage 12 auf einen niedrigeren Druck, als er bisher erzielbar war, bringen, während dabei dennoch ein zulässiges Druckverhältnis über den Rückgewinnungs-Verdichter erhalten bleibt.
• In einem zweiten Rückgewinnungsmodus könnte das Druckverhältnis P3/P2 ersichtlicherweise die vorbestimmte Größe (beim vorliegenden Beispiel 16) übersteigen, was abhängig von anderen Anlagenbedingungen, wie sie im Ablaufdiagramm von Fig. 2 angegeben sind, eine weitere Zylinderkühlbetriebsart oder (deren) Beendigung bedingt.
• Gemäß Fig. 2 arbeitet die Anlage dann auf die beschriebene Weise, bis Bedingungen vorliegen, die dazu führen, daß die Steuereinheit 108 auf die Kältemittelverunreinigungs-(Totaltest-)Betriebsart umschaltet. Vor der Einleitung eines Rückgewinnungszyklus kann eine Bedienungsperson sicherstellen, daß ein Probenröhrchen in den betreffenden Halter 104 eingesetzt ist. Nach Einleitung der Totaltest-Betriebsart werden oder sind die Solenoidventile SV1, SV2, SV4 und SV5/SV6 sämtlich auf eine Offenstellung aktiviert. Das Solenoidventil SV3 ist nicht aktiviert und daher geschlossen. Wenn sich die Strömungsregelventile im beschriebenen Zustand befinden, ist die Strömung des Kältemittels durch das Rückgewinnungssystem ähnlich wie in dem oben in Verbindung mit dem Zylinderkühlmodus beschriebenen Fall, nur mit dem Unterschied, daß das Solenoidventil SV4 offen ist und daher Kältemittel nicht durch die Expansionsvorrichtung 74 strömt. Wenn das Kältemittel auf diese Weise den Kreislauf durchströmt und die Solenoidventile SV5 und SV6 offen sind, induziert der zwischen der Hoch- und der Niederdruckseite der Anlage herrschende Wirkdruck einen Kältemittelstrom durch die Leitung 102, das Solenoidventil SV6, den Probenröhrchenhalter 104 (und das darin gehalterte Röhrchen), das Solenoidventil SV5 sowie die Leitung 106, so daß dabei das getestete bzw. geprüfte Kältemittel zur Ansaugseite des Verdichters 44 zurückgeleitet wird.
• In der Leitung 102 oder im Probenröhrchenhalter 104 ist eine geeignete Düse bzw. Drossel vorgesehen, um den erforderlichen Druckabfall zu gewährleisten und damit sicherzustellen, daß die Strömung des Kältemittels durch das im Probenröhrchenhalter 104 angeordnete Prüfröhrchen mit einer Geschwindigkeit erfolgt, bei der gewährleistet ist, daß das Prüf- bzw. Probenröhrchen während der Totaltest-Ablaufzeit der zweckmäßigen Kältemittelströmung durch es hindurch unterworfen ist, so daß damit eine zuverlässige Prüfung der Güte des durchströmenden Kältemittels gewährleistet wird. In Fig. 2 ist die Ablaufzeit des Kältemittel-Gütetests mit X min. angegeben. Die normale Ablaufzeit oder Dauer bei einem im Handel erhältlichen Totaltest-System beträgt etwa 10 min; die Steuereinheit kann programmiert sein, um den Test für diese Zeitdauer oder im Fall unterschiedlicher Kältemittel mit einer anderen Zeitdauer ablaufen zu lassen. Der Gütetest kann jedoch früher beendet werden, wenn das geprüfte Kältemittel eine große Menge an Säure enthält und der Anzeiger, d.h. Indikator im Probenröhrchen seine Farbe in einer kürzeren Zeit als der programmierten Ablaufzeit verändert. Ist dies der Fall, so kann der Kältemittelgütetest beendet werden, worauf ein weiterer Kältemittel- Reinigungszyklus eingeleitet wird.
• Der zusätzliche Reinigungszyklus wird als Umwälzmodus bezeichnet; ein Ablaufdiagramm der System- oder Anlagenbetriebslogik ist in Fig. 3 dargestellt. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Bedingungen der elektrisch betätigbaren Bautelemente im Umwälzmodus die gleichen sind wie im Zylinderkühlmodus, nur mit dem Unterschied, daß das Solenoidventil SV4 offen ist, so daß das Kältemittel nicht durch die Expansionsvorrichtung 74, sondern durch das offene Solenoidventil SV4 strömt. Hierdurch wird der Volumenstrom (volume flow) des Kältemittels durch die Anlage im Umwälzmodus (oder auch Zykluswiederholmodus) vergrößert. Die Funktion dieses Modus besteht, streng genommen, darin, das Kältemittel in mehreren Durchgängen durch die Ölfalle 32 und den Filter/Trockner 38 weiter zu reinigen.
• Gemäß Fig. 3 wird die Zeitdauer, während welcher die Anlage im Umwälzmodus betrieben wird, durch die Bedienungsperson als Zahl der Minuten "X" bestimmt, welche Zahl ihrerseits als Funktion der Kältemittelart und -güte sowie der Umgebungslufttemperatur variiert. Die Art des Kältemittels ist bekannt, und die Umgebungstemperatur kann gemessen werden; die Güte wird durch die Bedienungsperson durch Auswertung des im Kältemittel-Gütetestzyklus benutzten Teströhrchens bestimmt. Gemäß Fig. 3 wird nach Abschluß der gewählten Umwälzzeit das System, falls durch die Bedienungsperson gewählt oder eingestellt, in einem anderen Kältemittel-Gütetest betrieben, wobei, wenn dies durch die Ergebnisse dieses Tests angezeigt erscheint, nach dem oben beschriebenen Vorgang eine weitere Umwälzperiode eingeleitet werden kann.
• Aufgabe des Systems bzw. der Anlage und des Steuerschemas, wie oben beschrieben, ist es, aus einer gewarteten Anlage unter beliebigen gegebenen Umgebungsbedingungen oder Anlagebedingungen möglichst viel Kältemittel zu entfernen, dabei aber jederzeit die Anlagensteuerparameter zu überwachen, durch die sichergestellt wird, daß der Verdichter des Rückgewinnungssystems keinen ungünstigen Betriebsbedingungen unterworfen wird. Wie erwähnt, ist der Systemsteuerparameter das Druckverhältnis P3/P2 über den Rückgewinnungs-Verdichter 44. Beim angegebenen Beispiel wurde für P3/P2 eine Größe von 16 als das Druckverhältnis benutzt, oberhalb welchem der Verdichter ungünstig beeinflußt werden würde. Ersichtlicherweise kann für andere Verdichter die Größe dieses Parameters unterschiedlich sein.
• Die eigentliche Aufgabe der Steuerung bei diesem System besteht darin, den Verdichterbetrieb auf vorbestimmte Grenzwerte festzulegen, um damit eine lange und zuverlässige Verdichterlebensdauer zu gewährleisten. Wie eingangs unter "Hintergrund der Erfindung" angegeben, wird von Fachleuten die Verdichterinnentemperatur als der steuernde oder bestimmende Faktor für die Verhinderung einer inneren Beschädigung des Verdichters im Betrieb angesehen. Bei der vorliegend offenbarten bevorzugten Ausführungsform hat sich das Druckverhältnis als äußerst zuverlässiger, effektiver Steuerparameter erwiesen, der zur Verdichterinnentemperatur in Bezug gesetzt werden kann, weshalb dieses Verhältnis als bevorzugter Steuerparameter bei der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform gewählt worden ist. Eine Druckdifferenz bzw. ein Wirkdruck (d.h. P&sub3; - P&sub2;) kann ebenfalls effektiv zur Steuerung des Systems benutzt werden.
• Es ist jedoch zu beachten, daß andere Systemsteuerparameter, wie die durch den Temperaturwandler 110 in der Verdichterauslaßleitung 50 gemessene Verdichteraustrag- oder -auslaßtemperatur, oder der Verdichter-Ansaugdruck P2 ebenfalls zur Steuerung des Betriebs des Systems herangezogen werden können, um den Betrieb des Systems nur auf Bedingungen bzw. Zustände zu begrenzen oder festzulegen, durch welche der Verdichter nicht ungünstig beeinflußt wird.
• Bezüglich der Temperatur wird allgemein angenommen, daß eine Verdichterinnentemperatur, bei welcher der Schmierölfilm abzureißen beginnt, etwa 162,8ºC beträgt. Oberhalb dieser Temperatur können ein ungünstiger Verdichterbetrieb und Beschädigung erwartet werden. Beim vorliegenden System ist die Steuereinheit 108 so programmiert worden, daß das System abgeschaltet wird, falls die durch den Temperaturwandler 110 überwachte Verdichterauslaßtemperatur, unabhängig von den Druckverhältnisbedingungen, einen Höchstwert von 107,2ºC übersteigt.
• Bei Heranziehung der Verdichterauslaßtemperatur, durch den Wandler 110 gemessen, als primärer Systemsteuerparameter ist weiterhin vorgesehen, daß eine Temperatur in der Größenordnung von 93,3ºC für das Umschalten des Rückgewinnungssystems von einem Rückgewinnungsmodus auf eine Zylinderkühlbetriebsart benutzt wird, um damit sicherzustellen, daß der Verdichter im Betrieb des Systems (der Anlage) keinen ungünstigen Einflüssen unterworfen ist.
• Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wie oben erwähnt, kann der für den Schutz des Verdichters gemessene oder abgegriffene Systemsteuerparameter der Verdichteransaugdruck P2 sein. In diesem Fall würde der Mikroprozessor der Steuereinheit 108 mit Verdichteransaugdrücken P2 programmiert sein, die als einen ungünstigen Verdichterbetrieb anzeigend angesehen werden, und zwar für einen Bereich von Umgebungslufttemperaturen und für verschiedene Kältemittel, die durch das System behandelt werden können. Bei der Behandlung von Kältemittel R-22 bei einer Umgebungstemperatur von 32,2ºC bei einem Saugdruck P2 im Bereich von 89,66 bis 103,46 KN/m² wäre beispielsweise die Programmierung so getroffen, daß das System bzw. die Anlage von einem Rückgewinnungsmodus auf eine Zylinderkühlbetriebsart umgeschaltet wird.
• Die hervorragende Kältemittelrückgewinnungsfähigkeit eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch das folgende Beispiel widergespiegelt. Die Rückgewinnungsvorrichtung wurde mit einer Kälteanlage einer Anlagencharge von 2,04 kg an Kältemittel R-12 bei einer Umgebungstemperatur von 38,9ºC angeschlossen. Eine solche Anlage ist für eine Kraftfahrzeug- Klimaanlage typisch.
• Nach Einleitung der Rückgewinnung wurde mit dem System (der Vorrichtung) für 8,67 min ein erster Rückgewinnungszyklus durchgeführt, bevor das System oder die Anlage das begrenzende Druckverhältnis P&sub2;/P&sub3; von 16 erreichte. An diesem Punkt waren 1,69 kg (Kältemittel) aus der Anlage rückgewonnen worden. Dies entspricht 82,9 % der Gesamtcharge der Anlage. Typische, bisherige Vorrichtungen würden an diesem Punkt abschalten, so daß 0,35 kg oder mehr als 17 % der Charge in der Kälteanlage zurückbleiben würden. Diese 0,35 kg würden letztlich zur Atmosphäre entlassen werden.
• An diesem (obigen) Punkt schaltete das System bzw. die Vorrichtung auf die Zylinderkühlbetriebsart um. Der Zylinderkühlzyklus dauerte 15 min; dabei wurde die Zylindertemperatur (Tstor) auf -12,2ºC gesenkt. An diesem Punkt wurde durch die Systemsteuereinheit ein zweiter Rückgewinnungszyklus eingeleitet. Letzterer dauerte 3,8 min; nach dieser Zeit wurde die Rückgewinnung beendet, wenn der Saugdruck P2 auf 27,59 KN/m² abgesunken war.
• Die Gesamtzeit des Systembetriebs belief sich dann auf 27,5 min, wobei insgesamt 2 kg Kältemittel aus der Anlage rückgewonnen worden waren. Dies entspricht 98,2 % der Gesamtcharge von 2,04 kg, so daß nur 0,04 kg in der Anlage verblieben.
• Nach Abschluß der Rückgewinnung und Reinigung enthält der Speicherzylinder 86 sauberes (gereinigtes) Kältemittel, das zur Kälteanlage zurückgeführt werden kann. Gemäß Fig. 10 wird im Wiederfüllmodus, wenn dieser gewählt ist, das gleichzeitige Öffnen der Ventile SV1 und SV3 bewirkt, um eine direkte Kältemittelstrecke vom Speicherzylinder 86 zur Kälteanlage 12 herzustellen. In diesem Modus sind alle anderen Ventile sowie Verdichter und Verflüssiger deaktiviert. Die der Anlage zuzuführende Kältemittelmenge wird durch die Bedienungsperson gewählt oder eingestellt, und die Steuereinheit 108 gewährleistet mit dem Eingangssignal oder der Eingabe vom Flüssigkeitsspiegelsensor 92 ein genaues Wiederfüllen der Anlage mit der gewählten oder eingestellten Menge an Kältemittel.
• Der Flüssigkeitsrückgewinnungsmodus ist nachstehend anhand des Ablaufdiagramms von Fig. 4A im einzelnen beschrieben. Ersichtlicherweise ist der Flüssigkeitsrückgewinnungsmodus für größere Anlagen ausgelegt, z.B. Anlagen mit einer Kältemittelcharge von mehr als 2,27 kg. Bei Anlagen, die weniger als 2,27 kg Kältemittel enthalten, kann die Flüssigkeit-Rückgewinnungsbetriebsart entfallen, und die Bedienungsperson kann unmittelbar auf den vorher angegebenen und im folgenden beschriebenen Dampfrückgewinnungsmodus übergehen bzw. umschalten.
• Vorliegend sei angenommen, daß eine Anlage mit mehr als 2,27 kg Kältemittel gewartet werden soll und die Vorrichtung 10 mit der Anlage 12 zum Entfernen von Kältemittel aus dieser verbunden worden ist. Wie insbesondere aus den Fig. 4A und 10 hervorgeht, werden bei Einleitung des Flüssigkeitsrückgewinnungsmodus durch die Steuereinheit 108 die Ventile SV1, SV2 und SV7 geöffnet. Die Ventile SV3, SV4, SV5 und SV6 bleiben geschlossen. Die Ventile SV5 und SV6 liefern gemeinsam gemäß Fig. 10 ein einziges Ausgangssignal bzw. eine einzige Ausgabe vom Mikroprozessor (Steuereinheit 108); diese Ventile sind oder werden nur dann geöffnet, wenn der Verunreinigungsprüfvorgang durchgeführt wird. Diese Ventile werden im Zusammenhang mit anderen Betriebsarten des Systems bzw. der Anlage nicht weiter erörtert werden. Bei Einleitung des Flüssigkeitsrückgewinnungsmodus werden auch die Motoren des Verdichters 44 und des Verflüssigergebläses 62 aktiviert (an Spannung gelegt).
• Im folgenden soll die Arbeitsweise des Systems anhand von Fig. 1 im Flüssigkeitsrückgewinnungsmodus betrachtet werden. Wenn das Ventil SV3 geschlossen und das Ventil SV7 offen sind, wird Kältemittel aus der zu wartenden Anlage 12 durch den in der Anlage herrschenden Kältemitteldruck durch die Leitung 20, das T-Stück 11 und das Ventil SV7 sowie über die Flüssigkältemittelleitung 15 zum Ventil 90 am Kältemittel-Speicherzylinder 86 und unmittelbar in letzteren hineingetrieben.
• Beim Eintritt in den Speicherzylinder 86 unter Umgebungsbedingungen liegt ein Teil des flüssigen Kältemittels in Gasform vor. Da zu diesem Zeitpunkt das Solenoidventil SV1 offen ist, ist eine Fluidstrecke unmittelbar zwischen dem Dampfauslaß 88 des Speicherzylinders 86 und der Leitung 94 hergestellt, die mit der Niederdruckseite des Verdichters 44 in Verbindung steht. Bei geschlossenem Solenoidventil SV4 strömt das vom Verflüssiger 60 kommende Kältemittel durch die Kältemittel- Expansionsvorrichtung 74.
• Wenn die Steuersolenoide (Solenoidventile) bei der Flüssigkeitsrückgewinnung auf oben beschriebene Weise eingestellt sind, saugt somit der Verdichter 44 gasförmiges Kältemittel niedrigen Drucks unmittelbar aus dem Speicherzylinder 86 ab. Dieses Kältemittel wird über die Leitung 94 und das T-Stück 96 durch das Rückschlagventil 98, das Ventil SV2 und die Leitung 30 zum Ölabscheider 32 geführt. Vom Ölabscheider strömt das Kältemittel über die Leitung 36 zum Filter/Trockner 38 und anschließend über die Leitung 40 und den Sammler 46 zum Verdichter 44, der gasförmiges Hochdruck-Kältemittel über die Leitung 50 zum Ölabscheider 52 liefert. Vom Ölabscheider 52 strömt das gasförmige Hochdruck-Kältemittel über die Leitung 56 zur Verflüssigerschlange 60, in welcher das heiße, verdichtete Gas zu einer Flüssigkeit kondensiert.
• Verflüssigtes Kältemittel strömt aus der Verflüssigerschlange 60 über die Leitung 66 aus und strömt über das T-Stück 68 durch das Sieb 76 und über die Leitung 72 zur Kältemittel- Expansionsvorrichtung 74. Das auf diese Weise kondensierte (verflüssigte), unter hohem Druck stehende Kältemittel durchströmt die Expansionsvorrichtung 74, in welcher das Kältemittel einem Druckabfall unterworfen und zumindest teilweise schlagartig in einen Dampf überführt wird. Das Flüssigkeit-Dampfgemisch strömt sodann über die Leitungen 78 und 82 zum Kältemittel-Speicherzylinder 86 zurück, in welchem es verdampft und Wärme von dem im Zylinder 86 enthaltenen Kältemittel absorbiert, um damit Druck und Temperatur im Speicherzylinder 86 zu senken. Als Folge der gesenkten Temperatur und des gesenkten Drucks im Speicherzylinder 86 wird die Druckdifferenz bzw. der Wirkdruck zwischen der gewarteten Kälteanlage 12, die sich auf Umgebungstemperatur befindet, und dem Speichertank bzw. -zylinder 86 beträchtlich vergrößert; infolgedessen nimmt die Strömung oder Strömungsmenge des flüssigen Kältemittels durch die Flüssigkältemittelleitung 15 zum Speicherzylinder erheblich zu.
• Ersichtlicherweise wird in dieser Betriebsart das Kältemittel weiterhin durch den beschriebenen Kühl- und Reinigungskreis umgewälzt.
• Aus Fig. 4A geht hervor, daß bei der dargestellten Ausführungsform der Flüssigkeitsrückgewinnungsmodus zwei Minuten lang durchgeführt wird, wobei das System bzw. die Anlage nach dieser Zeitspanne auf den Zylinderkühlzyklus umgeschaltet wird. Gemäß Fig. 7 besteht der einzige Unterschied zwischen dem Betrieb des Systems bzw. der Anlage im Zylinderkühlzyklus und seinem bzw. ihrem Betrieb im Flüssigkeitsrückgewinnungszyklus darin, daß das Solenoidventil SV7 geschlossen ist und das System bzw. die Anlage, wie beschrieben, in einem geschlossenen Kreislauf ohne Verbindung mit der gewarteten Anlage arbeitet. Im Laufe der Zylinderkühlbetriebsart fällt die Zylindertemperatur weiter ab, während das Kältemittel kontinuierlich durch den geschlossenen Kälte- bzw. Kältemittelkreislauf umgewälzt wird. Während dieser Zeit wird außerdem das Kältemittel mehrmals durch die Kältemittel-Reinigungsbauelemente, d.h. den Ölabscheider 32 und den Filter/Trockner 38, geleitet, um damit das Kältemittel weiter zu reinigen. Das System wird 5 min lang im Zylinderkühlzyklus betrieben, um damit sicherzustellen, daß Temperatur und Druck im Speicherzylinder derart gesenkt sind, daß sie wesentlich unter der Umgebungstemperatur (bzw. dem -druck) liegen.
• An diesem Punkt wird gemäß Fig. 4A das System wieder auf den Flüssigkeitsrückgewinnungsbetrieb zurückgeführt. Im Laufe des zweiten Flüssigkeitsrückgewinnungszyklus empfängt die Steuereinheit 108 weiterhin das vom Flüssigkeitsspiegelsensor 92 erzeugte Signal, das den Flüssigkeitsspiegel oder -füllstand im Speicherzylinder 86 angibt. Der Prozessor empfängt eine Folge dieser Signale und bestimmt (daraus) eine Geschwindigkeit des Flüssigkeitsspiegelanstiegs im Speicherzylinder 86. Sodann erzeugt oder liefert der Prozessor ein die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsspiegelanstiegs angebendes Signal. Der Prozessor ist weiterhin so programmiert, daß er das die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsspiegelanstiegs anzeigende Signal berücksichtigt und bestimmt, ob diese Geschwindigkeit (rate) mit der Absaugung von flüssigem Kältemittel aus der Anlage in Übereinstimmung steht.
• Fig. 5 zeigt die Abnahme der Menge oder Geschwindigkeit der Kältemittelrückgewinnung und dementsprechend die Abnahme der Geschwindigkeit der Flüssigkeitsspiegelerhöhung im Zylinder 86, die dann auftritt, wenn die Rückgewinnung von Kältemittel von einem flüssigen auf einen dampfförmigen Zustand übergeht.
• Der geradlinige Teil der graphischen Darstellung veranschaulicht die lineare Zunahme der Menge des rückgewonnenen Kältemittels im Zeitablauf, wenn die Rückgewinnung im flüssigen Zustand (des Kältemittels) erfolgt. Im oberen Bereich der graphischen Darstellung, in welcher sich die Neigung der Kurve stark verändert, ist die Kältemittelrückgewinnungsmenge für den dampfförmigen Zustand angegeben. Wenn der Mikroprozessor die starke Änderung in der Geschwindigkeit oder Menge des rückgewonnenen Kältemittels erfaßt, wird die Flüssigkeit-Rückgewinnungsbetriebsart automatisch beendet.
• Die Genauigkeit der Informationen, welche die Flüssigkeitsspiegelsensoren zu liefern vermögen, variiert in einem weiten Bereich. Die Arbeitsweise des beschriebenen Flüssigkeitrückgewinnungssystems ist derart, daß das System eine erfolgreiche (zufriedenstellende) Rückgewinnung unter Verwendung eines Füllstandsensors, der weniger genaue Anzeigen liefert, durchführt. Bei einem System unter Verwendung eines extrem genauen Füllstandsensors kann die Flüssigkeitsrückgewinnungsbetriebsart, wie oben beschrieben und in Fig. 4A umrissen, unter Auslassung des ersten Zylinderkühlzyklus und der Rückkehr zum Flüssigkeitsrückgewinnungszyklus durchgeführt werden.
• Gemäß Fig. 4A geht das System an diesem Punkt auf einen Zylinderkühlbetriebszyklus über, um vor Beginn eines Dampfrückgewinnungszyklus Temperatur und Druck im Speicherzylinder 86 zu senken. Gemäß Fig. 4A endet dieser Zylinderkühlbetriebsmodus, wenn eine der drei folgenden Bedingungen vorliegt: 1) Die Zylindertemperatur, durch Tstor gemessen, fällt auf einen Pegel oder Wert von 38,9ºC unter Umgebungstemperatur (Tamb) ab; 2) die Zylinderkühlbetriebsart hat 15 min lang angedauert; 3) die Zylindertemperatur Tstor fällt auf -17,8ºC. Unabhängig davon, welche der obigen drei Bedingungen die Beendigung des Zylinderkühlmodus auslöst, ist das Ergebnis jeweils praktisch das gleiche, d.h. die Temperatur (Tstor) des im Zylinder 86 gespeicherten Kältemittels liegt wesentlich unterhalb der Umgebungstemperatur. An diesem Punkt geht das System auf eine Dampfrückgewinnungsbetriebsart über, um das Abziehen oder Absaugen von Kältemittel aus der gewarteten Anlage vollständig durchzuführen bzw. abzuschließen.
• Die Dampfrückgewinnungs- und Zylinderkühlbetriebsarten sind im Ablaufdiagramm von Fig. 4B veranschaulicht. Die Arbeitsweise des Systems zu diesem Zeitpunkt ist die gleiche wie in den vorher beschriebenen Dampfrückgewinnungs- und Zylinderkühlzyklen, so daß sich eine Wiederholung der Beschreibung erübrigt.
• Die Fig. 6A und 6B verdeutlichen die Arbeitsweise des Systems im Flüssigkeitsrückgewinnungsmodus, wobei das Umschalten von Flüssigkeitsrückgewinnung auf Dampfrückgewinnung durch einen Parameter gesteuert (bestimmt) wird, der zur Zustandsänderung des abgezogenen Kältemittels in Beziehung gesetzt werden kann. Abgesehen von der Quelle (dem Lieferanten) der Steuersignale ist die Arbeitsweise des Systems die gleiche, wie sie in Verbindung mit den Fig. 4A und 4B beschrieben worden ist.
• Im Laufe des zweiten Flüssigkeitsrückgewinnungszyklus empfängt die Steuereinheit 108 weiterhin Signale, die auf eine Anzahl von Bedingungen oder Zuständen im System bezogen sind. Insbesondere liefert der Temperaturwandler Tstor ein Signal, das die Temperatur des Kältemittels im Speicherzylinder 86 angibt. Die Druckwandler P2 und P3 liefern Information bezüglich des Eintritts- bzw. Austrittsdrucks am Verdichter 44. Diese drei Parameter werden zusammenfassend als Systemsteuerparameter bezeichnet.
• Die Fig. 7 bis 9 veranschaulichen die Größe der Systemsteuerparameter Tstor, P3 bzw. P2 als Funktion der Dauer des Flüssigkeitsrückgewinnungszyklus. Aus jeder dieser graphischen Darstellungen geht hervor, daß jeder der Parameter bei der Marke von 7 min ansteigt, sich dann stabilisiert und daraufhin abzufallen beginnt. Der Beginn des Anstiegs eines jeden Parameters, d.h. der Sieben-Minutenpunkt, repräsentiert den Beginn des zweiten Flüssigkeitsrückgewinnungszyklus. Es hat sich gezeigt, daß der Punkt, an welchem jeder dieser Parameter abzufallen beginnt, zu der Zeit in Beziehung setzbar ist, zu welcher der Zustand des aus der Kälteanlage 12 abgezogenen Kältemittels von einem flüssigen Zustand auf einen dampfförmigen Zustand übergeht. Der Mikroprozessor der Steuereinheit 108 ist so programmiert, daß er die Rückgewinnungsbetriebsart automatisch beendet, wenn einer dieser gewählten Systemsteuerparameter um eine vorbestimmte Größe unter seinen Höchstwert abfällt. Gemäß Fig. 6A ist Tstor der bevorzugte gesteuerte (bzw Steuer-) Parameter; bei der bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Beendigung der Flüssigkeitsrückgewinnung, wenn Tstor um 2,8ºC vom Höchstwert absinkt. Im Fall eines Steuerparameters P2 oder P3 hat es sich gezeigt, daß ein Abfall von 34,49 KN/m² vom Höchstwert das Umschalten von Flüssigkeitsrückgewinnung auf Dampfrückgewinnung zu einem zweckmäßigen Zeitpunkt hervorruft.
• Aus Fig. 6A geht hervor, daß das System an diesem Punkt auf einen Zylinderkühlbetriebszyklus umschaltet, um Temperatur und Druck im Speicherzylinder 86 vor Beginn eines Dampfrückgewinnungszyklus zu senken. Gemäß Fig. 6A endet diese Zylinderkühlbetriebsart, wenn eine der drei folgenden Bedingungen vorliegt 1) Zylindertemperatur, durch Tstor gemessen, fällt auf einen Pegel von 38,9ºC unter Umgebungstemperatur (Tamb); 2) die Zylinderkühlbetriebsart hat 15 min angedauert; 3) die Zylindertemperatur (Tstor) ist auf -17,8ºC gefallen. Unabhängig davon, durch welche der drei Bedingungen die Beendigung des Zylinderkühlmodus ausgelöst wird, ist das Ergebnis jeweils praktisch das gleiche, d.h. die Temperatur (Tstor) des im Zylinder 86 gespeicherten Kältemittels liegt deutlich unterhalb der Umgebungstemperatur. An diesem Punkt schaltet das System auf eine Dampfrückgewinnungsbetriebsart um, um das Abziehen von Kältemittel aus der gewarteten Anlage vollständig durchzuführen.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Rückgewinnen kompressiblen Kältemittels aus einer Kälteanlage, umfassend:

eine eine Saugöffnung (42) und eine Auslaßöffnung (48) aufweisende Verdichtereinheit (44) zum Verdichten von ihr zugespeistem, gasförmigem Kältemittel,

eine erste Leitungseinheit (20, 30, 36, 40) zum Verbinden der Kälteanlage mit der Saugöffnung der Verdichtereinheit,

eine einen Einlaß (58) und einen Auslaß (64) aufweisende Verflüssigereinheit (60), durch die Kältemittel hindurchleitbar ist,

eine zweite Leitungseinheit (54, 56) zum Verbinden der Auslaßöffnung der Verdichtereinheit mit dem Einlaß der Verflüssigereinheit,

eine Einrichtung (86) zum Speichern von Kältemittel,

eine dritte Leitungseinheit (66, 82) zum Verbinden des Auslasses der Verflüssigereinheit mit der Einrichtung zum Speichern von Kältemittel,

eine vierte Leitungseinheit (94) zum Verbinden der Einrichtung zum Speichern von Kältemittel mit der ersten Leitungseinheit,

eine erste Ventileinheit (SV3), die zwischen Offen- und Schließzuständen betätigbar und in der ersten Leitungseinheit stromauf der Verbindung der vierten Leitungseinheit mit der ersten Leitungseinheit angeordnet ist,

eine zweite Ventileinheit (SV4), die zwischen einem Offenzustand und einem Kältemittel-Expandierzustand betätigbar und in der dritten Leitungseinheit angeordnet ist,

eine dritte Ventileinheit (SV1), die zwischen Offen- und Schließzuständen betätigbar und in der vierten Leitungseinheit angeordnet ist,

Einrichtungen (110, P2, P3) zum Messen oder Abgreifen eines auf den Schutz des Verdichters bezogenen Systemsteuerparameters und zum Liefern eines Signals einer den abgegriffenen Systemsteuerparameter angebenden Größe sowie

eine Prozessoreinheit (108) zum Abnehmen des von den Abgreifeinrichtungen gelieferten Signals und zum Betätigen der ersten Ventileinheit (SV3) in einen Offenzustand, des zweiten Ventils (SV4) in einen Offenzustand und der dritten Ventileinheit (SV1) in einen Schließzustand in Abhängigkeit davon, daß das Signal eine Größe innerhalb eines vorbestimmten Bereichs, bei welcher der Verdichter nicht ungünstig beeinflußt wird, aufweist, und zum Betätigen der ersten Ventileinheit (SV3) in einen Schließzustand, der zweiten Ventileinheit (SV4) in einen Kältemittel-Expandierzustand und der dritten Ventileinheit (SV1) in einen Offenzustand in Abhängigkeit davon, daß Signal eine Größe innerhalb eines vorbestimmten Bereichs, bei welcher der Verdichter ungünstig beeinflußt wird, aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtungen zum Abgreifen eines Systemsteuerparameters umfassen:

einen ersten Druckwandler (P2) zum Messen oder Abgreifen des Drucks des in den Verdichter (44) eintretenden Kältemittels und zum Liefern eines ersten, diesen Druck angebenden Drucksignals,

einen zweiten Druckwandler (P3) zum Messen oder Abgreifen des Drucks des aus dem Verdichter austretenden Kältemittels und zum Liefern eines zweiten, diesen Druck abgebenden Signals sowie

eine Einheit zum Verarbeiten der ersten und zweiten Drucksignale zwecks Bestimmung des Druckverhältnisses über den Verdichter sowie Lieferung des Signals einer den abgegriffenen Steuerparameter angebenden Größe, wobei der abgegriffene Systemsteuerparameter das Verdichter-Druckverhältnis ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, umfassend:

eine Einrichtung (32, 38) zum Reinigen des die erste Leitungseinheit von der Kälteanlage zur Verdichtereinheit passierenden Kältemittels,

eine fünfte Leitungseinheit (102), deren eines Ende in Fluidverbindung mit der zweiten Leitungseinheit steht, um ein Abziehen einer Kältemittelmenge davon zu erlauben,

eine sechste Leitungseinheit (106), die am einen Ende in Fluidverbindung mit der ersten Leitungseinheit stromab der Reinigungseinrichtung steht,

eine Einheit (104) zur betrieblichen Halterung eines Kältemittel-Reinheitsprobenröhrchens in abgedichteter Fluidströmungsverbindung mit den anderen Enden der fünften (102) und sechsten (106) Leitungseinheiten, um damit eine Fluidströmungsverbindung dazwischen herzustellen,

eine vierte Ventileinheit (SV6), die zwischen einem Offen- und einem Schließzustand betätigbar und in der fünften Leitungseinheit angeordnet ist,

eine fünfte Ventileinheit (SV5), die zwischen einem Offen- und einem Schließzustand betätigbar und in der sechsten Leitung angeordnet ist,

eine Einheit (108) zum Aktivieren des Verdichters und zum Betätigen der ersten Ventileinheit (SV3) in einen Offenzustand sowie der vierten, fünften und dritten Ventileinheiten (SV6, SV5 bzw SV1) in einen Schließzustand, um dabei das System bzw. die Vorrichtung in einem Kältemittelrückgewinnungsmodus zu betreiben,

eine Einheit (108) zum Aktivieren des Verdichters (44) und zum Betätigen der ersten Ventileinheit (SV3) in eine Schließstellung, der vierten Ventileinheit (SV6) in eine Schließstellung, der fünften Ventileinheit (SV5) in eine Schließstellung und der dritten Ventileinheit (SV1) in eine Offenstellung, um damit eine geschlossene Kältemittel- Umwälzstrecke zum Definieren einer Kältemittel-Reinigungsbetriebsart festzulegen, und

eine Einheit (108) zum Aktivieren des Verdichters (44), Betätigen der ersten Ventileinheit (SV3) in eine Schließstellung, Betätigen der dritten Ventileinheit (SV1) in eine Offenstellung, Betätigen der vierten Ventileinheit (SV6) in eine Offenstellung und Betätigen der fünften Ventileinheit (SV5) in eine Offenstellung, um damit einen Kältemittelkreis(lauf) festzulegen, so daß Kältemittel in einer Kältemittel- Gütetestbetriebsart durch das Kältemittel-Reinheitsprobenröhrchen geleitet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend:

eine siebte Leitungseinheit (15) zum Verbinden der Kälteanlage (12) mit der Einrichtung (86) zum Speichern von Kältemittel bzw. Kältemittel-Speichereinrichtung, (und)

eine sechste Ventileinheit (SV7), die zwischen Offen- und Schließzuständen betätigbar und in der siebten Leitungseinheit (15) angeordnet ist,

wobei die siebte Leitungseinheit (15) eine Kältemittelstrecke von der Kälteanlage (12) unmittelbar zur Kältemittel- Speichereinrichtung (86) festlegt,

wobei dann, wenn die erste Ventileinheit (SV3) geschlossen ist und sowohl dritte (SV1) als auch sechste (SV7) Ventileinheit jeweils offen sind, das von der Kältemittel- Speichereinrichtung (86) über die vierten und ersten Leitungseinheiten (94, 30, 40), durch die Verdichtereinheit (44), über die zweite Leitungseinheit (54, 56), durch die Verflüssigereinheit (60), über die dritte Leitungseinheit (66, 82) und die darin angeordnete Expansionseinheit (74) zur Kältemittel-Speichereinrichtung (86) zurück strömende Kältemittel einen Kühlkreis(lauf) bildet, welcher Temperatur und Druck in der Kältemittel-Speichereinrichtung (86) senkt und damit die Strömung von Kältemittel aus der Kälteanlage (12) durch die erste Leitung(seinheit) zur Kältemittel-Speichereinrichtung begünstigt, und

wobei dann, wenn die ersten (SV3) und sechsten (SV7) Ventileinheiten geschlossen sind und die dritte Ventileinheit (SV1) offen ist, die Rückgewinnungsvorrichtung von der Kälteanlage (12) getrennt ist und der Kühlkreis als geschlossener Kreislauf arbeitet, um Temperatur und Druck in der Rückgewinnungsvorrichtung zu senken.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, ferner umfassend:

eine Einheit (92) zum Messen oder Abgreifen des Flüssigkeitsfüllstands oder -spiegels in der Kältemittel-Speichereinrichtung (86) und zum Erzeugen eines den Flüssigkeitsspiegel in der Kältemittel-Speichereinrichtung angebenden Signals,

eine Prozessoreinheit (108) zum Abnehmen einer Folge der den Flüssigkeitsspiegel angebenden Signale und zum Bestimmen einer Geschwindigkeit der Flüssigkeitsspiegelzunahme in der Kältemittel-Speichereinrichtung und zum Erzeugen eines die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsspiegelzunahme angebenden Signals, (und)

eine Prozessoreinheit (108) zum Abnehmen des die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsspiegelzunahme angebenden Signals und zum Betätigen der sechsten Ventileinheit (SV7) in einen Offenzustand und der ersten Ventileinheit (SV3) in einen Schließzustand in Abhängigkeit davon, daß die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsspiegelzunahme eine vorbestimmte Größe der Geschwindigkeit der Flüssigkeitsspiegelzunahme übersteigt, welche die Rückgewinnung von flüssigem Kältemittel aus der Kälteanlage (12) angibt oder anzeigt, und zum Betätigen der sechsten Ventileinheit (SV7) in einen Schließzustand und der ersten Ventileinheit (SV3) in einen Offenzustand in Abhängigkeit davon, daß das die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsspiegelzunahme angebende Signal unter die vorbestimmte Größe der Geschwindigkeit der Flüssigkeitsspiegelzunahme abfällt, welche die Rückgewinnung von Flüssigkeit aus der Kälteanlage angibt oder anzeigt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, ferner umfassend:

Einheiten (P2, P3, Tstor) zum Messen oder Abgreifen eines Systemsteuerparameters mit einer nachweisbaren Größenänderung, die zu einem Zeitpunkt auftritt, der zu einem Zeitpunkt, zu dem sich der Zustand des aus der Kälteanlage (12) abgezogenen Kältemittels von flüssig auf dampfförmig ändert, in Beziehung setzbar (damit korrelierbar) ist, und zum Liefern eines Signals zur Anzeige, daß die nachweisbare Änderung aufgetreten ist, (sowie)

eine Einheit (108) zum Betätigen der sechsten Ventileinheit (SV7) in eine Offenstellung und der ersten Ventileinheit (SV3) in eine Schließstellung, wobei die Vorrichtung zum Abziehen von flüssigem Kältemittel aus der Kälteanlage über die siebte Leitung arbeitet,

und zum Betätigen der sechsten Ventileinheit (SV7) in eine Schließstellung und der ersten Ventileinheit (SV3) in eine Offenstellung zum Abziehen von gasförmigem Kältemittel aus der Kälteanlage über die erste Leitung in Abhängigkeit von dem Signal zum Anzeigen, daß die nachweisbare Änderung aufgetreten ist.