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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kältemittel-Rückgewinnungssystem
und ein Kältemittel-Rückgewinnungsverfahren zum Rückgewinnen
eines Kältemittels
in einer Klimaanlage, einem Kühlschrank
oder dergleichen.
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STAND DER
TECHNIK
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Vom ökologischen
Standpunkt der letzten Jahre aus, oder dergleichen, wurde vorgeschlagen, HFC
(Fluorkohlenwasserstoff) alternative Kältemittel anstelle von herkömmlichen
CFC (Fluorchlorkohlenwasserstoff) oder HCFC (Hydro-Fluorkohlenwasserstoff)
Kältemittel
zu verwenden. Um herkömmliche Kältemittel
durch alternative Kältemittel
zu ersetzen, ist es notwendig, herkömmliche Kältemittel rückzugewinnen.
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Jedoch
gibt es, da herkömmliche
Kältemittel-Rückgewinnungssysteme eine Saugpumpe
verwenden, dahingehend ein Problem, dass die Wirksamkeit unweigerlich
gering sein wird.
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Die
US-4-539-817 offenbart eine Servicevorrichtung zum Rückgewinnen
und Aufladen eines Kältemittels
in einem Kühlsystem
des Typs, welcher einen Kompressor zum Umlaufen eines komprimierbaren
Kältemittels
in einem geschlossenen, unter Druck gesetzten System zwischen einem
Kondensor und einem Verdampfer hat, um eine Kühlwirkung bereitzustellen.
Die Servicevorrichtung enthält
einen Behälter,
welcher einen Füllanschluss
hat, welcher dazu angepasst ist, durch eine Fluid-Leitung mit dem
geschlossenen, unter Druck gesetzten System, welches unterstützt wird,
verbunden zu werden.
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Wärmetauscher-Windungen,
welche sich innerhalb des Behälters
befinden, werden durch ein Wärmetauschersystem
gekühlt,
um eine Atmosphäre niedrigen
Drucks innerhalb des Behälters
zu erzeugen, und um Kältemittel
aus dem geschlossenen, unter Druck gesetzten System in den Behälter zu
ziehen. Das Wärmepumpensystem
hat umkehrbare Ventile, um den Fluss von zusätzlichem Kältemittel, welches durch das
System umgelaufen wird, umzukehren. Wenn der Kältemittel-Umlauf umgekehrt wird,
erwärmen
die Wärmetauscher-Windungen, welche
sich innerhalb des Speicherbehälters
befinden, den Behälter,
um eine Atmosphäre
mit relativ höherem
Druck zu erzeugen, um Kältemittel
aus dem Speicherbehälter
in das geschlossene, unter Druck gesetzte System zu laden.
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Die
US-5-277-033 offenbart ein abgeschlossenes mobiles Kältemittel
Rückgewinnungs-
und Reinigungssystem, in welchem Kältemittel durch einen Filter/Entfeuchter
in Flüssig-
oder Dampfphase, und dann an einen Haltetank durch einen Wärmetauscher
entzogen wird, welcher sich innerhalb des Tanks befindet. Der Fluss
des rückgewonnenen
Kältemittels
durch den Wärmetauscher
wird dazu verwendet, um den Druck innerhalb des Tanks zu steuern,
wodurch der Druck zum wirksamen Entziehen und Anheben des Drucks
reduziert wird, um eine Neuladung des unterstützten Kältesystems zu bewirken. Nachdem
ein Kältemittel-Entzug
vollendet ist, wird ein flüssiges
Kältemittel
innerhalb des Haltetanks vom Haltetank durch den Filter-Entfeuchter und
dann zum Haltetank zurück
umgelaufen. Das rückgewonnene
Kältemittel
kann dann zum Servicesystem zurück übertragen
werden, und zwar je nach Wunsch in Flüssig- oder Dampfform. Zwischen Rückgewinnungs-Arbeitsschritten
kann das Rückgewinnungssystem
durch Umlaufen eines reinen Kältemittels
durch den Filter/Entfeuchter und den Haltetank gereinigt und ausgepumpt
werden.
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BESCHREIBUNG DES SYSTEMS
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Daher
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kältemittel-Rückgewinnungssystem und
ein Kältemittel-Rückgewinnungsverfahren bereitzustellen,
welche in der Lage sind, Kältemittel
mit hoher Wirksamkeit rückzugewinnen.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
stellt die vorliegende Erfindung ein System nach Anspruch 1 bereit.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Kältemittel-Schaltplan,
welcher eine Ausführungsform
des Kältemittel-Rückgewinnungssystems nach der
vorliegenden Erfindung zeigt; und
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2 ist
ein Kältemittel-Schaltplan
zum Rückgewinnen
des Kältemittels
eines Kühlschranks mit
dem Kältemittel-Rückgewinnungssystem
der obigen Ausführungsform.
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BESTE FORM
ZUM AUSFÜHREN
DER ERFINDUNG
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung detailliert mittels Ausführungsformen
derer beschrieben, welche in den begleitenden Zeichnungen dargestellt
sind.
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Die
Grundsätze
von Teilen der Erfindung sind in den folgenden Beispielen beschrieben.
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Gemäss einem
Beispiel ist ein Kältemittel-Rückgewinnungssystem bereitgestellt,
welches enthält:
eine
Rückgewinnungs-Rohrleitung;
einen
Wärmetauscher
zum Austauschen von Wärme mit
einem Kältemittel
innerhalb der Rückgewinnungs-Rohrleitung;
und
ein Kältemittelfluss-Regulierungsmittel
zum Regulieren einer Flussrichtung des Kältemittels innerhalb der Rückgewinnungs-Rohrleitung in eine
Richtung.
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Bei
diesem Kältemittel-Rückgewinnungssystem
wird das Kältemittel
innerhalb der Rückgewinnungs-Rohrleitung
durch den Wärmetauscher
erwärmt
und gekühlt,
so dass eine Fluid-Energie
an das Kältemittel
weitergegeben wird. Diese Fluid-Energie
wird durch das Kältemittelfluss-Regulierungsmittel,
durch welches das Kältemittel
innerhalb der Rückgewinnungs-Rohrleitung in eine
Richtung übertragen
wird, in eine Richtung reguliert. Somit kann das Kältemittel
aus Rückgewinnungs-Zielen
rückgewonnen
werden. Durch Erwärmen
und Kühlen
des Kältemittels
kann das Kältemittel
wirksam rückgewonnen
werden.
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Ebenfalls
enthält
ein Kältemittel-Rückgewinnungssystem:
eine
Rückgewinnungs-Rohrleitung;
einen
mit der Rückgewinnungs-Rohrleitung
verbundenen Wärmetauscher;
und
ein Kältemittelfluss-Regulierungsmittel
zum Regulieren einer Flussrichtung des Kältemittels innerhalb der Rückgewinnungs-Rohrleitung in eine
Richtung, wobei
der Wärmetauscher
abwechselnd einen Saugbetrieb zum Ansaugen des Kältemittels aus der Rückgewinnungs-Rohrleitung
in den Wärmetauscher
durch Kühlen
des Gas-Kältemittels
innerhalb des Wärmetauschers
zum Bewirken einer Druckreduktion, und einen Rückgewinnungs-Betrieb zum Rückgewinnen des
flüssigen
Kältemittels
aus dem Wärmetauscher an
einen Rückgewinnungsbehälter durch
Erwärmen des
Kältemittels innerhalb
des Wärmetauschers
zum Bewirken einer Druckbeaufschlagung wiederholt.
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Bei
diesem Kältemittel-Rückgewinnungssystem
wiederholt der Wärmetauscher
abwechselnd einen Saugbetrieb zum Ansaugen des Kältemittels aus der Rückgewinnungs-Rohrleitung
in den Wärmetauscher
durch Kühlen
des Gas-Kältemittels
innerhalb des Wärmetauschers
zum Bewirken einer Druckreduktion, und einen Rückgewinnungs-Betrieb zum Rückgewinnen
des flüssigen
Kältemittels
aus dem Wärmetauscher
an einen Rückgewinnungsbehälter durch
Erwärmen
des Kältemittels
innerhalb des Wärmetauschers
zum Bewirken einer Druckbeaufschlagung. Somit kann das Kältemittel
aus Rückgewinnungs-Zielen
rückgewonnen
werden. Demgemäss kann
das Kältemittel
durch Erwärmen
und Kühlen des
Kältemittels
wirksam rückgewonnen
werden.
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Ein
Kältemittel-Rückgewinnungssystem
enthält
ebenfalls:
eine Rückgewinnungs-Rohrleitung;
zwei
Wärmetauscher,
welche derart mit der Rückgewinnungs-Rohrleitung verbunden
sind, dass die zwei Tauscher zueinander parallel sind; und
ein
Kältemittelfluss-Regulierungsmittel
zum Regulieren einer Flussrichtung des Kältemittels innerhalb der Rückgewinnungs-Rohrleitung in eine
Richtung, wobei
die Wärmetauscher,
abwechselnd zwischen diesen Wärmetauschern,
einen Saugbetrieb zum Ansaugen des Kältemittels aus der Rückgewinnungs-Rohrleitung
in die Wärmetauscher
durch Kühlen
des Gas-Kältemittels
innerhalb der Wärmetauscher
zum Bewirken einer Druckreduktion, und einen Rückgewinnungs-Betrieb zum Rückgewinnen
des flüssigen Kältemittels
aus den Wärmetauschern
an einen Rückgewinnungsbehälter durch
Erwärmen
des Kältemittels innerhalb
der Wärmetauscher
zum Bewirken einer Druckbeaufschlagung, wiederholen.
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Bei
diesem Kältemittel-Rückgewinnungssystem
wiederholen die zwei Wärmetauscher,
welche parallel verbunden sind, abwechselnd einen Saugbetrieb zum
Ansaugen des Kältemittels
aus der Rückgewinnungs-Rohrleitung
in die Wärmetauscher durch
Kühlen
des Gas-Kältemittels
innerhalb der Wärmetauscher
zum Bewirken einer Druckreduktion, und einen Rückgewinnungs-Betrieb zum Rückgewinnen
des flüssigen
Kältemittels
aus den Wärmetauschern
an einen Rückgewinnungsbehälter durch
Erwärmen
des Kältemittels
innerhalb der Wärmetauscher
zum Bewirken einer Druckbeaufschlagung. Somit kann das Kältemittel
aus den Rückgewinnungs-Zielen
rückgewonnen
werden. Gemäss
diesem Kältemittel-Rückgewinnungssystem
kann das Kältemittel
durch Erwärmen
und Kühlen
des Kältemittels
wirksam rückgewonnen
werden.
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Ebenfalls
enthält
eine Ausführungsform
ferner eine Entgasungsschaltung zum Mischen des Gas-Kältemittels
innerhalb des mit der Rückgewinnungs-Rohrleitung
verbundenen Rückgewinnungsbehälters mit
dem Kältemittel
innerhalb der Rückgewinnungs-Rohrleitung,
welche durch den Wärmetauscher
gekühlt
wird.
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Bei
diesem Kältemittel-Rückgewinnungssystem
ermöglicht
die Entgasungsschaltung eine Mischung des Gas-Kältemittels innerhalb des Rückgewinnungsbehälters mit
dem Kältemittel
innerhalb der Rückgewinnungs-Rohrleitung,
welche durch den Wärmetauscher
gekühlt
ist, wodurch der Rückgewinnungsbehälter entgast
werden kann. Resultierend aus dieser Entgasung des Rückgewinnungsbehälters kann
das Kältemittel
sanft an den Rückgewinnungsbehälter rückgewonnen
werden, so dass das Kältemittel
wirksam rückgewonnen
werden kann.
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Ebenfalls
enthält
eine Ausführungsform
ferner eine Erwärmungsschaltung
zum Einführen
und Erwärmen
des durch den Wärmetauscher
erwärmten und
dadurch zu Heiß-Gas
gebildeten Kältemittels
an eine externe Rohrleitung oder an ein mit der Rückgewinnungs-Rohrleitung
verbundenes externes Equipment.
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Bei
diesem Kältemittel-Rückgewinnungssystem
führt die
Erwärmungsschaltung
das durch den Wärmetauscher
erwärmte
und dadurch zu Heiß-Gas gebildete
Kältemittel
an eine externe Rohrleitung oder an ein mit der Rückgewinnungs-Rohrleitung verbundenes
externes Equipment, und erwärmt
dieses. Daraus resultierend kann durch Einführen des Heiß-Gases
an einen gekühlten
Teil, aus der externen Rohrleitung oder dem externen Equipment heraus,
und dadurch durch Verdampfen von verdichtetem Kältemittel innerhalb dieses
Teils, die Kältemittel-Rückgewinnung
unterstützt
werden.
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Ebenfalls
enthält
eine Ausführungsform
ferner eine Entgasungsschaltung zum Mischen des Gas-Kältemittels
innerhalb des mit der Rückgewinnungs-Rohrleitung
verbundenen Rückgewinnungsbehälters mit
dem Kältemittel
innerhalb der Rückgewinnungs-Rohrleitung,
welche durch den Wärmetauscher
gekühlt
ist; und eine Erwärmungsschaltung zum
Durchführen
eines Erwärmungs-Betriebes durch Einführen des
durch den Wärmetauscher
erwärmten
und dadurch zu Heiß-Gas
gebildeten Kältemittels
an eine externe Rohrleitung oder an ein mit der Rückgewinnungs-Rohrleitung verbundenes
externes Equipment.
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Bei
diesem Kältemittel-Rückgewinnungssystem
wird das Kältemittel
in eine Richtung durch den Wärmetauscher
und das Kältemittelfluss-Regulierungsmittel übertragen.
Der Rückgewinnungsbehälter wird
durch die Entgasungsschaltung entgast, wodurch das Kältemittel
sanft an den Rückgewinnungsbehälter rückgewonnen
wird. Dann wird das Heiß-Gas, welches aus
dem Wärmetauscher
hergeleitet wird, durch die Erwärmungsschaltung
an einen gekühlten
Teil, aus der externen Rohrleitung heraus, oder ein externes Equipment eingeführt, wodurch verdichtetes
Kältemittel
verdampft wird. Resultierend aus diesen Betrieben kann das Kältemittel
wirksam rückgewonnen
werden.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
des Kältemittel-Rückgewinnungssystems gemäss der vorliegenden
Erfindung. Das Kältemittel-Rückgewinnungssystem 1 ist
mit einer Reinigungs-Rückgewinnungsschaltung 2 ausgestattet.
In dieser Reinigungs-Rückgewinnungsschaltung 2 wird
ein Reinigungs-Kältemittel,
welches R22 enthält,
zirkuliert, um eine vorhandene Verbindungs-Rohrleitung zu reinigen,
welche eine Gasleitung 3 und eine Flüssigkeitsleitung 5 enthält. Darüber hinaus
kann die Reinigungs-Rückgewinnungsschaltung 2 ebenfalls
in der Lage sein, das in der Schaltung enthaltene Kältemittel
rückzugewinnen.
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Diese
Reinigungs-Rückgewinnungsschaltung 2 hat
eine Röhre 6 zum
direkten Verbinden eines Ventils 13, welches an einem Ende
der Gasleitung 3 bereitgestellt ist, mit einem Ventil 14,
welches an einem Ende der Flüssigkeitsleitung 5 bereitgestellt
ist, eine Röhre 10,
welche zwischen einem Ventil 16, welches am anderen Ende
der Flüssigkeitsleitung 5 bereitgestellt
ist, und einem Ventil V2, welches an einem Einfluss-Anschluss von
einer Reinigungs-Rückgewinnungseinheit 7 bereitgestellt
ist, verbunden ist, und eine Röhre 12,
welche zwischen einem Ventil 15, welches am anderen Ende
von der Gasleitung 3 bereitgestellt ist, und einem Ventil
V6, welches an einem Ausfluss-Anschluss von der Reinigungs-Rückgewinnungseinheit 7 bereitgestellt
ist, verbunden ist.
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Die
Reinigungs-Rückgewinnungseinheit 7 ist mit
einem Öltrenner 17 bereitgestellt,
und ein flüssiges
Kältemittel
wird in den Öltrenner 17 über eine Einführungs-Röhre 18 eingeführt, welche
zwischen dem Öltrenner 17 und
dem Ventil V2, welches am Einfluss-Anschluss angeordnet ist, verbunden
ist. Ebenfalls ist die Einführungs-Röhre 18 mit
einem Überprüfungs-Ventil 20 bereitgestellt,
welches einen Kältemittel-Fluss
vom Ventil V2 an den Öltrenner 17 erlaubt.
Diese Einführungs-Röhre 18 ist
an einem Punkt von einer Seitenwand des Öltrenners 17 verbunden,
welcher etwas höher
ist als das vertikale Zentrum von der Seitenwand.
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Der Öltrenner 17 hat
an einem unteren Teil eine Wärmetauscherwendel 21,
und diese Wärmetauscherwendel 21 ist
mit einer Wärmepumpenschaltung
verbunden, welche später
beschrieben wird. Durch diese Wärmetauscherwendel 21 wird
das flüssige
Kältemittel,
welches von der Einführungs-Röhre 18 aus
eingeführt
wird, verdampft. Ebenfalls sind ein oberer Flüssigkeitspegel-Sensor 22 und
ein unterer Flüssigkeitspegel-Sensor 23 an
einer Seitenwand an einer oberen und unteren Position von der Wendel 21 angebracht.
Dieser obere Flüssigkeitspegel-Sensor 22 und
untere Flüssigkeitspegel-Sensor 23 sind durch
Schwimmerschalter implementiert.
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Der Öltrenner 17 hat
einen Filter 24, welcher daran an einer Position befestigt
ist, welche etwas unterhalb einer Deckelplatte davon und oberhalb
des Verbindungspunktes von der Einführungs-Röhre 18 ist. Wenn das
durch die Wendel 21 verdampfte Kältemittel durch den Filter 24 passiert,
werden Fremdmittel im Kältemittel
durch die Passage entfernt. Ferner ist ein Entladungs-Ventil V7
am Bodenbereich des Öltrenners 17 gesetzt,
so dass Öl,
welches sich am Bodenbereich angesammelt hat, durch dieses Entladungs-Ventil
V7 entladen werden kann.
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Eine
Röhre 29 ist
mit der Deckelplatte des Öltrenners 17 verbunden,
und diese Röhre 29 wird
zu Röhren 29A und 29B verzweigt,
um jeweils mit einer Deckelplatte eines ersten Übertragungs-Wärmetauschers 25 und
einer Deckelplatte eines zweiten Übertragungs-Wärmetauschers 26 verbunden
zu werden. Die Röhre 29 hat
einen Niedrigdruck-Sensor 27, welcher oberhalb der Deckelplatte
des Öltrenners 17 bereitgestellt
ist. Ebenfalls sind die Röhren 29A, 29B jeweils
mit Überprüfungs-Ventilen 30, 31 bereitgestellt. Diese Überprüfungs-Ventile 30, 31 erlauben
jeweils einen Kältemittelfluss
vom Öltrenner 17 an
die Übertragungs-Wärmetauscher 25, 26.
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Die Übertragungs-Wärmetauscher 25, 26 haben
Wärmetauscherwendeln 32, 33,
und die Wärmetauscherwendeln 32, 33 sind
mit einer Wärmepumpenschaltung 200 verbunden,
welche später
beschrieben wird. Dann sind jeweils Röhren 35, 36 mit Bodenbereichen
der Übertragungs-Wärmetauscher 25, 26 verbunden,
und diese Röhren 35, 36 sind
jeweils mit einer zu Reinigungszwecken zu verwendenden Misch-Pumpe 40 und
einer zur Rückgewinnung
zu verwendenden Misch-Röhre 301 über Überprüfungs-Ventile 37, 38 (nach
vorne in Richtung des Ventils V6 gerichtet, welches sich am Ausfluss-Anschluss
befindet) verbunden. Die zu Reinigungszwecken zu verwendende Misch-Röhre 40 ist über ein Ventil
V1 mit dem Ventil V6 verbunden, welches sich am Ausfluss-Anschluss
befindet. Ebenfalls ist die zur Rückgewinnung zu verwendende
Misch-Röhre 301 mit
einem Ausgangs-Ventil V3 über
ein Überprüfungs-Ventil 78 (nach
vorne in Richtung zu einem Kältemittel-Zylinders 71 gerichtet)
und ein Solenoid-Ventil SV4 verbunden. Das Ausgangs-Ventil V3 ist mit
einer Kältemittel-Ausstoßleitung 73 verbunden, welche
ein Ventil 77 hat, und sich innerhalb des Kältemittel-Zylinders 71 erstreckt.
Die Kältemittel-Ausstoßleitung 73 dient
zum Leiten, um das Reinigungs-Kältemittel
vom ersten, zweiten Übertragungs-Wärmetauscher 25, 26 an
den Kältemittel-Zylinder 71 zuzuführen.
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An
diesem Kältemittel-Zylinder 71 sind
eine Kältemittel-Wiederzuführungsleitung 72 und
eine Leitung zum Druck heraufsetzen/herabsetzen 74 verbunden.
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Die
Kältemittel-Wiederzuführungsleitung 72 dient
zum Leiten, um das Reinigungs-Kältemittel
an den ersten, zweiten Übertragungs-Wärmetauscher 25, 26 wiederzuzuführen. Die Kältemittel-Wiederzuführungsleitung 72 ist
mit einem Verbindungspunkt CP1 über
ein Ventil 79, ein Ventil V4 und ein Solenoid-Ventil SV3
verbunden. An diesem Verbindungspunkt CP1 sind eine Röhre 302,
welche stromabwärts
des Überprüfungs-Ventils 30 an
der Zweigröhre 29A verbunden
ist, und eine Röhre 303 verbunden,
welche stromabwärts
des Überprüfungs-Ventils 31 an
der Zweigröhre 29B verbunden
ist. Die Röhre 302 hat
ein Überprüfungs-Ventil 75 (rückwärtsgerichtet
in Richtung zum Kältemittel-Zylinder 71),
während die
Röhre 303 ein Überprüfungs-Ventil 76 (rückwärtsgerichtet
in Richtung zum Kältemittel-Zylinder 71) hat.
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Ferner
ist die Leitung 74 zum Druck heraufsetzen/herabsetzen vom
Verbindungspunkt CP1 an ein Ventil V5 über ein Solenoid-Ventil SV2 verbunden und
erstreckt sich von diesem Ventil V5 über ein Ventil 80 zum
Inneren des Kältemittel-Zylinders 71.
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Ebenfalls
sind Überbrückungs-Leitungen 305 an
die Röhren 302 und 303 stromabwärts der Überprüfungs-Ventile 75 und 76 verbunden.
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Diese Überbrückungs-Leitungen 305 sind über Überprüfungs-Ventile 81 und 82 miteinander verbunden,
und sind stromabwärts
des Ventils V1 an der Misch-Röhre 40 durch
eine Röhre 85 verbunden, welche
ein Solenoid-Ventil SV1 hat.
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Diese
Röhren 302, 303,
der Verbindungspunkt P1 und die Leitung 74 zum Druck heraufsetzen/herabsetzen
bilden eine Entgasungsschaltung 306. Diese Entgasungsschaltung 306 ermöglicht es, dass
der Kältemittel-Zylinder 71 als
ein Rückgewinnungsbehälter entgast
wird.
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Ebenfalls
bilden die Röhren 302, 303,
die Überbrückungs-Leitung 305 und
die Röhre 85 eine Erwärmungsschaltung 307.
Diese Erwärmungsschaltung 307 ermöglicht es,
dass Heiß-Gas
innerhalb der Übertragungs-Wärmetauscher 25, 26 in
die Röhre 12 eingeleitet
wird, so dass eine Erwärmung erreicht
werden kann.
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Ferner
verbindet eine Röhre 308,
welche ein Solenoid-Ventil SV5 hat, die Entgasungsschaltung 306 mit
der Erwärmungsschaltung 307.
Diese Röhre 308 ist
zwischen einem Punkt CP2 stromaufwärts des Solenoid-Ventils SV2
der Entgasungsschaltung 306 und einem Punkt CP3 stromaufwärts des
Solenoid-Ventils SV1 der Erwärmungsschaltung 307 verbunden.
Die Röhre 308,
die Leitung 74 zum Druck heraufsetzen/herabsetzen, die Überbrückungs-Leitung 305 und
die Röhren 302, 303 bilden
eine Leitung 310 zum Druck heraufsetzen.
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Unterdessen
hat die Wärmepumpenschaltung 200 eine
Röhre 46 zum
Verbinden eines Kompressors 41, eines Wärmetauschers 42, eines
Vierwege-Umschaltventils 43, des ersten Übertragungs-Wärmetauschers 25, des Öltrenners 17,
des zweiten Übertragungs-Wärmetauschers 26,
des Vierwege-Umschaltventils 43, eines Akkumulators 45 und
des Kompressors 41 in dieser Reihenfolge. Ein motorbetriebenes
Expansions-Ventil 48 ist an einer Röhre 47 zum Verbinden
des ersten Übertragungs-Wärmetauschers 25 und
des Öltrenners 17 bereitgestellt,
und ein Überprüfungs-Ventil 51 (vorwärtsgerichtet
in Richtung zum Öltrenner 17)
ist an einer Röhre 50 bereitgestellt,
welche dieses motorbetriebene Expansions-Ventil 48 überbrückt. Das motorbetriebene
Expansions-Ventil 48 wird im Öffnungsgrad durch ein Signal
gesteuert, welches aus einem Wärmeabtastzylinder 54 hergeleitet
wird, welcher an einer Röhre 53 angebracht
ist, welche sich an einer Seite entgegengesetzt des motorbetriebenen
Expansions-Ventils 48 mit Bezug auf den ersten Übertragungs-Wärmetauscher 25 befindet.
Ebenfalls ist ein motorbetriebenes Expansions-Ventil 56 an einer Röhre 55 bereitgestellt,
welche den Öltrenner 17 und
den zweiten Übertragungs-Wärmetauscher 26 miteinander
verbindet, und ein Überprüfungs-Ventil 48 (vorwärtsgerichtet
in Richtung zum Öltrenner 17) ist
an einer Röhre 57 bereitgestellt,
welche dieses motorbetriebene Expansions-Ventil 56 überbrückt. Das
motorbetriebene Expansions-Ventil 56 wird im Öffnungsgrad
durch ein Signal gesteuert, welches aus einem Wärmeabtastzylinder 61 hergeleitet
wird, welcher an einer Röhre 60 angebracht
ist, welche sich an einer Seite entgegengesetzt des motorbetriebenen
Expansions-Ventils 56 mit Bezug auf den zweiten Übertragungs-Wärmetauscher 26 befindet.
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Außerdem ist
ein Drucksensor P1 an einer Ansaugseite einer Röhre des Kompressors 41 angebracht,
während
ein Temperatursensor T2 und ein Drucksensor P2 an einer Ausstoßseite einer
Röhre des
Kompressors 41 angebracht sind.
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(Reinigungsbetrieb)
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Als
nächstes
wird ein Betrieb zum Reinigen der Röhrenleitung mit dem Kältemittel-Rückgewinnungssystem
dieses Aufbaus erläutert.
Zunächst wird,
während
das Vierwege-Umschaltventil 43 der Wärmepumpenschaltung 200 in
einem Zustand ist, welcher durch eine durchgängige Linie in 1 gezeigt
ist, der Kompressor 41 betrieben, durch welchen ein Kältemittel
vom Kompressor 41 an den ersten Übertragungs-Wärmetauscher 25 über den
Wärmetauscher 42 übertragen
wird. Dann dient der erste Übertragungs-Wärmetauscher 25 als
ein Verflüssiger.
Zusätzlich
spielt der Wärmetauscher 42 eine Rolle
beim Steuern der Kältemittel-Temperatur,
indem die Wärme
des Kältemittels,
welches entladen wird, bei einer vorhergehenden Stufe des ersten Übertragungs-Wärmetauschers 25 auf
eine spezifische Menge eingestellt wird. Diese Wärmeaustausch-Menge des Wärmetauschers 42 kann
durch Ein- und Ausschalten eines Lüfters 42a gesteuert werden.
Ebenfalls wird der Öffnungsgrad
des motorbetriebenen Expansions-Ventils 48 in Abhängigkeit des
Pegels von der Temperatur geändert,
welche durch den Wärmeabtastzylinder 54 erfasst
wird, welcher an der Röhre 53 angebracht
ist, so dass die Temperatur des Kältemittels, welches in den Öltrenner 17 fließt, innerhalb eines
spezifischen Temperaturbereiches gehalten wird. Bei einem kleinen Öffnungsgrad
des motorbetriebenen Expansionsventils 48 steigt die Menge
von Kältemittel,
welches von der Überbrückungs-Röhre 50 über das Überprüfungs-Ventil 51 in
den Öltrenner 17 fließt, an.
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Dann
fließt
das Kältemittel,
dessen Temperatur sich durch den ersten Übertragungs-Wärmetauscher 25 reduziert
hat, in die Wärmetauscherwendel 21 des Öltrenners 17,
wo das Kältemittel
das Reinigungs-Kältemittel,
welches in den Öltrenner 17 floss, indem
es durch die Einführungs-Röhre 18 über das Ventil
V2 passiert, erwärmt
und dadurch verdampft.
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Das
Kältemittel,
welches weiter gekühlt
wurde, indem es durch den Öltrenner 17 passiert
wurde, passiert darauf folgend durch das motorbetriebene Expansionsventil 56 oder
die Überbrückungs-Röhre 57,
und fließt
in die Wärmetauscherwendel 33 des zweiten Übertragungs-Wärmetauschers 26.
Dann dient dieser zweite Übertragungs-Wärmetauscher 26 als
ein Verdampfer. Zusätzlich
wird der Öffnungsgrad des
motorbetriebenen Expansionsventils 56 auf größer oder
kleiner in Abhängigkeit
des Pegels der Temperatur geändert,
welche durch den Wärmeabtastzylinder 61 erfasst
wird, welcher an der Röhre 60 angebracht
ist, so dass die Temperatur des Kältemittels, welches in den
zweiten Übertragungs-Wärmetauscher 26 fließt, innerhalb
eines spezifizierten Temperaturbereiches gehalten wird. In dem Fall,
bei welchem das Vierwege-Umschaltventil 43 auf die Position
der gestrichelten Linie umgeschaltet wurde, und zwar bei einem kleinen Öffnungsgrad
des motorbetriebenen Expansionsventils 56, steigt die Menge
des Kältemittels,
welches vom zweiten Übertragungs-Wärmetauscher 26 in
den Öltrenner 17 über die Überbrückungs-Röhre 57 fließt, an.
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Dann
tritt das Kältemittel,
welches durch den zweiten Übertragungs-Wärmetauscher 26 passiert hat, über das
Vierwege-Umschaltventil 43 in den Akkumulator 45 ein,
und kehrt danach, in einem gasförmigen
Zustand, zum Kompressor 41 zurück.
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Durch
einen solchen Betrieb der Wärmepumpenschaltung 200 fließt das Reinigungs-Kältemittel,
welches vom Ventil V2 aus eingeflossen ist, welches am Einfluss-Anschluss
der Reinigungs-Rückgewinnungseinheit 7 platziert
ist, zunächst
in den Öltrenner 17,
wo das Reinigungs-Kältemittel
durch den unteren Teil der Wärmetauscherwendel 21 verdampft
wird, wodurch es vom Öl
getrennt wird, und Fremdstoffe vom Reinigungs-Kältemittel durch den oberen
Teil des Filters 24 entfernt werden. Dann geht das Reinigungs-Kältemittel
in einem gasförmigen
Zustand durch die Röhre 29 herauf.
-
An
dieser Stelle ist der zweite Übertragungs-Wärmetauscher 26 in
einem Ansaugbetrieb, während
der erste Übertragungs-Wärmetauscher 25 in
einem Entlade-Betrieb ist. Daher fließt das Reinigungs-Kältemittel
von der Röhre 29 zur
Röhre 29B, und
wird durch die Wärmetauscherwendel 33 des zweiten Übertragungs-Wärmetauschers 26 gekühlt, wodurch
es von einem Gas-Kältemittel
in ein flüssiges
Kältemittel
umgewandelt wird, und innerhalb des zweiten Übertragungs-Wärmetauschers 26 akkumuliert
wird. Dann, wenn der zweite Übertragungs-Wärmetauscher 26 mit
dem Reinigungs-Kältemittel
in der flüssigen
Phase gefüllt
ist, wird das Kältemittel
an der Pumpenseite, sobald es gekühlt ist, in den Kompressor 41 angesaugt,
wodurch bewirkt wird, dass die Entlade-Temperatur des Kompressors 41 verringert wird,
mit dem Ergebnis, dass die erfasste Temperatur des Temperatursensors
T2 unterhalb einer spezifischen Temperatur absinkt. Dann schaltet
eine Steuerung 100, welche ein Signal vom Temperatursensor T2
empfängt,
das Vierwege-Umschaltventil 43 an die Position der gestrichelten
Linie.
-
Dann
wird die Kältemittel-Flussrichtung
der Wärmepumpenschaltung 200 umgeschaltet,
so dass der erste Übertragungs-Wärmetauscher 25 einen Kühl-Betrieb
durchführt, während der
zweite Übertragungs-Wärmetauscher 26 einen
Erwärmungs-Betrieb
durchführt.
Daraus resultierend, fließt
das Reinigungs-Kältemittel
im gasförmigen
Zustand, welches vom Öltrenner 17 hergeleitet
wird, in den ersten Übertragungs-Wärmetauscher 25,
und wird derart gekühlt,
dass es in ein flüssiges
Kältemittel
umgewandelt wird, und wird innerhalb des ersten Übertragungs-Wärmetauschers 25 akkumuliert.
In der Zwischenzeit wird im zweiten Übertragungs-Wärmetauscher 26 das
flüssige
Kältemittel,
welches durch den vorherigen Kühl-Betrieb
akkumuliert ist, erwärmt
und im Druck erhöht,
und wird zur Röhre 36 ausgesendet.
-
Dann
fließt
darauffolgend, wenn das flüssige Kältemittel
im ersten Übertragungs-Wärmetauscher 25 akkumuliert
und aufgefüllt
ist, das gekühlte
Kältemittel
von der Röhre 53 an
der Kompressor 41, so dass die Steuerung 100 das
Vierwege-Umschaltventil 43 beim
Empfang eines vom Temperatursensor T2 hergeleiteten Signals auf
die Position der durchgängigen
Linie umschaltet.
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Zusätzlich wurde
in der obigen Beschreibung ausgemacht, dass das Vierwege-Umschaltventil 43 umgeschaltet
wird, wenn sich die Entladetemperatur von Flüssigkeit des Kompressors 41 durch
das Kältemittel
verringert hat, welches von einem Übertragungs-Wärmetauscher,
welcher den Kühl-Betrieb durchführt, an
den Kompressor 41 fließt.
Andererseits kann das Vierwege-Umschaltventil 43 ebenfalls umgeschaltet
werden, indem durch den Drucksensor P2 erfasst wird, dass sich der
Entladedruck des Kompressors 41 erhöht hat, und zwar durch das
Reinigungs-Kältemittel
in flüssiger
Phase, welches vom Übertragungs-Wärmetauscher
ausgeflossen ist, welcher den Erwärmungs-Betrieb derart durchführt, so dass
sich die Wärmetausch-Menge
des Kältemittels auf
Seite der Pumpenschaltung verringert hat. Ferner kann das Vierwege-Umschaltventil 43 umgeschaltet werden,
wenn sich der Innendruck des Öltrenners 17, welcher
durch den Niedrigdrucksensor 27 erfasst wird, auf die Entlade-Temperatur erhöht hat,
welche äquivalent
einem Sättigungsdruck
des Kompressors 41 ist, und zwar durch das Reinigungs-Kältemittel
in flüssiger
Phase, welches in den Übertragungs-Wärmetauscher
gefüllt
ist, welcher den Kühl-Betrieb durchführt.
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Durch
den grundlegenden Betrieb der Wärmepumpe,
wie oben beschrieben, können
die Gasleitung 3 und die Flüssigkeitsleitung 5 als
bestehende Verbindungs-Rohrleitung durch das Reinigungs-Kältemittel
gereinigt werden, welches gezwungenermaßen durch die Reinigungs-Rückgewinnungsschaltung 2 zirkuliert
wird. Demgemäss
wird es möglich, die
bestehende Verbindungs-Rohrleitung wiederzuverwenden, so dass die
Verlege-Arbeit auf ein großes
Ausmaß vereinfacht
werden kann.
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Es
ist zu bemerken, dass alle Solenoid-Ventile SV1, SV2, SV3, SV4 und
SV5 beim obigen grundlegenden Betrieb geschlossen gehalten werden.
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(Kältemittel-Rückgewinnungsbetrieb nach Reinigen der
Rohrleitung)
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Als
nächstes
wird ein Kältemittel-Rückgewinnungsbetrieb
nach dem Reinigen der Rohrleitung erläutert. Nach Vollendung der
Reinigung der Rohrleitung wird das Ventil V1 geschlossen und das
Solenoid-Ventil SV4 geöffnet.
Somit kann das Reinigungs-Kältemittel,
welches von den Übertragungs-Wärmetauschern 25, 26 hergeleitet
wird, aus der Kältemittel-Ausstoßleitung 73 zum
Kältemittel-Zylinder 71 über die
zur Rückgewinnung
verwendete Misch-Röhre 301 rückgewonnen
werden. Während
dieses Betriebes werden das Ventil V4 und das Ventil V7 geschlossen
gehalten.
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(Entgasung des Kältemittel-Zylinders
beim Kältemittel-Rückgewinnungsbetrieb)
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Als
nächstes
wird ein Entgasungs-Betrieb des Kältemittel-Zylinders 71 nach dem obigen
Kältemittel-Rückgewinnungsbetrieb erläutert.
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Bei
einem hohen Innendruck des Kältemittel-Zylinders 71 oder
bei einem aufgefüllten
Kältemittel-Zylinder 71,
würde bei
einem Versuch, überschüssiges Kältemittel
aus der Kältemittel-Rückgewinnungsschaltung 2 zum
Kältemittel-Zylinder 71 durch das
zuvor genannte Reinigungs-Kältemittel
rückzugewinnen,
das Kältemittel
nicht von der Kältemittel-Ausstoßleitung 73 zum
Kältemittel-Zylinder 71 zurückkehren.
Wenn ein Schwimmer-Schalter 91, welcher am Kältemittel-Zylinder 71 angebracht
ist, anzeigt, dass der Kältemittel-Zylinder 71 aufgefüllt wurde,
sollte der Kältemittel-Zylinder 71 ersetzt
werden. Wenn der Kältemittel-Ausstoßbetrieb
arbeitsunfähig ist,
und zwar wenn der Schwimmer-Schalter 91 nicht voll anzeigt,
führt die
Steuerung 100, welche entscheidet, dass der Innendruck
des Kältemittel-Zylinders 71 anstieg,
den Entgasungs-Betrieb des Kältemittel-Zylinders 71 durch.
In diesem Fall ist es ebenfalls möglich, direkt den Innendruck
des Kältemittel-Zylinders 71 zu
messen, um sicherzustellen, dass der Innendruck angestiegen ist.
Ferner kann mit der Bereitstellung eines Drucksensors zum Erfassen
des Innendrucks des Kältemittel-Zylinders 71 der
Entgasungs-Betrieb
für den
Zylinder automatisch mittels der Steuerung 100 durchgeführt werden,
indem erfasst wird, dass der Innendruck des Kältemittel-Zylinders 71 angestiegen
ist.
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Was
den obigen Entgasungs-Betrieb anbetrifft, so wird das Solenoid-Ventil
SV2 während
einer spezifizierten Zeitperiode (bspw. 15 Sekunden) offengehalten,
so dass ein oberer Teil des Kältemittel-Zylinders 71 mit
oberen Teilen der Übertragungs-Wärmetauscher 25, 26 über das
Ventil V5, das Solenoid-Ventil SV2 und die Überprüfungs-Ventile 75, 76 der Entgasungsschaltung 306 in
Verbindung gebracht wird. Daraus folgend dient die Leitung 74 zum
Heraufsetzen eines Druckes als eine Leitung zum Herabsetzen eines
Druckes, so dass das Gas-Kältemittel innerhalb
des Kältemittel-Zylinders 71 über das
Solenoid-Ventil SV2, welches als ein druckreduzierendes Ventil dient,
in Richtung einer Kühlseite
des Wärmetauschers
aus den Übertragungs-Wärmetauschen 25, 26 ausgestoßen werden
kann.
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Durch
einen solchen Entgasungs-Betrieb für den Kältemittel-Zylinder 71 kann das Reinigungs-Kältemittel
sanft aus der Reinigungs-Rückgewinnungsschaltung 2 über die
zur Rückgewinnung verwendete
Misch-Röhre 301 an
den Kältemittel-Zylinder 71 rückgewonnen
werden, und die Kältemittel-Rückgewinnungs-Wirksamkeit kann
verbessert werden.
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(Erwärmung einer Rohrleitung beim
Kältemittel-Rückgewinnungsbetrieb)
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Wenn
der Druck im Öltrenner 17 höher als der
Druck in der Gasleitung 3 oder der Flüssigkeitsleitung 5 ist,
oder wenn sich das flüssige
Kältemittel in
der Gasleitung 3 akkumuliert hat, und zwar als Ergebnis
aus dem Phänomen,
dass das Kältemittel
innerhalb der Gasleitung 3 selber verdampft, welches bewirkt,
dass sich die Temperatur der Gasleitung 3 verringert, und
welches daraus folgend bewirkt, dass das flüssige Kältemittel an der Wandoberfläche anhaftet,
wird das Reinigungs-Kältemittel
weniger sanft fließen,
welches den Kältemittel-Rückgewinnungsbetrieb
schwieriger gestaltet.
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In
einem solchen Fall arbeitet der Niedrigdruck-Sensor 27.
Dann öffnet
die Steuerung 100 das Solenoid-Ventil SV1 von der Erwärmungsschaltung 307 (bspw.
für 15
Sekunden), so dass Heiß-Gas
aus oberen Teilen in einem Wärmetauscher,
welcher unter dem Druckbetrieb steht, aus dem ersten Übertragungs-Wärmetauscher 25 und
dem zweiten Übertragungs-Wärmetauscher 26 ausgestoßen wird,
und führt
dann dieses Heiß-Gas
von der Röhre 12 an
die Gasleitung 3 nach einem sequenziellen Passieren der
Röhre 302 oder 303,
der Überbrückungsleitung 305 und
der Röhre 85.
Daraus folgend kann der erste oder zweite Übertragungs-Wärmetauscher 25, 26 im Druck
reduziert werden, und darüber
hinaus kann das flüssige
Kältemittel
innerhalb der Gasleitung 3 wieder verdampft werden. Demgemäss kann
das Reinigungs-Kältemittel
sanfter von der Gasleitung 3 und der Flüssigkeitsleitung 5 zum Öltrenner 17 fließen, wodurch
erlaubt wird, dass das Kältemittel
von der zur Rückgewinnung
verwendeten Misch-Röhre 301 zum
Kältemittel-Zylinder 71 mit
höherer
Wirksamkeit rückgewonnen
wird.
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Ebenfalls,
wenn der Niedrigdruck-Sensor 27 bei kürzeren Intervallen als eine
spezifische Zeitperiode betrieben wird, schließt die Steuerung 100,
welche entscheidet, dass das flüssige
Kältemittel
nicht in der Gasleitung 3 oder der Flüssigkeitsleitung 5 verbleibt,
das Solenoid-Ventil SV4, welches den Kältemittel-Rückgewinnungsbetrieb beendet.
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Zusätzlich kann
durch Einstellen der Zeit zum Öffnen
des Solenoid-Ventils SV1 auf eine Zeit zum Umschalten des Vierwege-Umschaltventils 43 ein
Heiß-Gas
entnommen werden, während
der Erwärmungs-Gasdruck
im Übertragungs-Wärmetauscher 25 oder 26 auf
einem Maximum ist. Somit kann der Kältemittelfluss ferner unterstützt werden.
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(Kältemittel-Rückgewinnung bei einem Kühlschrank (moderner
Kühlschrank))
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Als
nächstes
wird ein Betrieb zum Rückgewinnen
des Kältemittels
eines Kühlschranks 401 zum Kältemittel-Zylinder 71 mittels
der Kältemittel-Rückgewinnungseinheit 7 der
obigen Ausführungsform mit
Bezug auf 2 beschrieben.
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Zunächst wird
die Röhre 10 mit
einem Ventil 16 des Kühlschranks 401 verbunden,
und die Röhre 12 wird
mit einem Ventil 15 verbunden. Dieses Ventil 16 steht
mit der Flüssigkeitsleitung
des Kühlschranks 401 in
Verbindung, während
das Ventil 15 mit der Gasleitung des Kühlschranks 401 in
Verbindung steht.
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Als
nächstes
werden die Ventile V1, V4, V7 geschlossen, und die Solenoid-Ventile
SV1, SV2, SV3, SV5 werden geschlossen, und das Solenoid-Ventil SV4
wird geöffnet.
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Als
nächstes
kann durch Betreiben des Kompressors 41 und dadurch in
Gang setzen der Wärmepumpenschaltung 200,
das Kältemittel
aus dem Kühlschrank 401 rückgewonnen
werden, indem es durch die Röhre 10,
den Öltrenner 17,
den ersten, zweiten Übertragungs-Wärmetauscher 25, 26,
die zur Rückgewinnung
verwendete Misch-Röhre 301 und
das Solenoid-Ventil
SV4 und ferner durch die Kältemittel-Ausstoßleitung 73 an
den Kältemittel-Zylinder 71 passiert
wird.
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(Entgasung des Kältemittel-Zylinders
während
einer Kältemittel-Rückgewinnung
vom Kühlschrank)
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Ein
Betrieb der Reinigungs-Rückgewinnungseinheit 7 beim
Entgasungsbetrieb für
den Kältemittel-Zylinder 71 während der
Kältemittel-Rückgewinnung
vom Kühlschrank 401 ist ähnlich der „Entgasung
des Kältemittel-Zylinders
bei einem Kältemittel-Rückgewinnungsbetrieb nach einer
Rohrleitungs-Reinigung",
wie oben beschrieben. Durch diesen Entgasungs-Betrieb wird der Innendruck
des Kältemittel-Zylinders 71 verringert,
so dass das Kältemittel,
welches aus dem Kühlschrank 401 hergeleitet
wird, sanft zum Kältemittel-Zylinder 71 rückgewonnen
werden kann.
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(Erwärmen des Kühlschranks bei der Kältemittel-Rückgewinnung
beim Kühlschrank)
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Wenn
der Druck im Öltrenner 17 höher als der
Druck im Kühlschrank 401 ist,
oder wenn das flüssige
Kältemittel
im Kühlschrank 401 als
Ergebnis einer Selbstverdampfung des Kältemittels innerhalb des Kühlschranks 401 akkumuliert
ist, wird das Kältemittel
weniger sanft fließen,
welches den Kältemittel-Rückgewinnungsbetrieb
schwierig gestaltet.
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In
einem solchen Fall, wird Heiß-Gas,
welches aus den Übertragungs-Wärmetauschern 25, 26 hergeleitet
wird, über
die Röhre 12 zum
Kühlschrank 401 eingeführt, wodurch
der Öltrenner 17 druckreduziert
ist, während
der Kühlschrank 401 erwärmt wird, so
dass das akkumulierte flüssige
Kältemittel
innerhalb des Kühlschranks 401 wieder
verdampft wird. Daraus folgend, kann das Kältemittel sanfter vom Kühlschrank 401 zur
Reinigungs-Rückgewinnungseinheit 7 fließen, so
dass die Kältemittel-Rückgewinnungs-Wirksamkeit
verbessert werden kann.
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Der
Betrieb der Reinigungs-Rückgewinnungseinheit 7 beim
Erwärmungs-Betrieb
für diesen Kühlschrank 401 ist ähnlich dem
Betrieb in „Erwärmen der
Rohrleitung beim Kältemittel-Rückgewinnungsbetrieb", wie oben beschrieben.
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Zusätzlich wurden
bei dieser Ausführungsform
der erste, zweite Übertragungs-Wärmetauscher 25, 26 bereitgestellt,
wobei sie einen Entlade-Betrieb und Ansaug-Betrieb abwechselnd durchführen, so dass
das Kältemittel
kontinuierlich zurückgewonnen wird.
Andererseits ist es ebenfalls möglich,
dass lediglich einer aus dem ersten oder dem zweiten Übertragungs-Wärmetauscher
bereitgestellt wird, wobei ein Erwärmen (Entladen) und Kühlen (Ansaugen) durch
diesen einen Übertragungs-Wärmetauscher wiederholt
werden, so dass das Kältemittel
periodisch zurückgewonnen
wird.
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INDUSTRIELLE
ANWENDBARKEIT
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Wie
oben beschrieben, sind das Kältemittel-Rückgewinnungssystem und das
Kältemittel-Rückgewinnungsverfahren gemäss der vorliegenden
Erfindung bei der Rückgewinnung
von Kältemitteln
bei einer bestehenden Kältemittel-Rohrleitung anwendbar,
und insbesondere beim Ersetzen von herkömmlichen Kältemitteln durch alternative
Kältemittel
nützlich.