DK176740B1

DK176740B1 - Fremgangsmåde og anlæg til kölemiddelpåfyldning på et köleanlæg

Info

Publication number: DK176740B1
Application number: DK200500797A
Authority: DK
Inventors: Louis B Cording
Original assignee: Agramkow Fluid Systems As
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2009-05-25
Also published as: EP1842014B1; DE602005017195D1; US7895844B2; US20080216492A1; DK200500797A; EP1842014A1; WO2006066580A1; ATE445816T1

Description

, DK 176740 B1

FREMGANGSMÅDE OG ANLÆG TIL KØLEMIDDELPÅFYLDNING PÅ ET KØLEANLÆG

Den kendte teknik 5 Opfindelsen angår en fremgangsmåde til påfyldning af Kølemidlet CO2 på et køleanlæg, såsom et airconditioninganlæg i et køretøj, fra en ekstern trykflaske til en intern trykflaske, hvori den til fyldningen nødvendige mængde CO2 opsamles, konditioneres og registreres, før påfyldningen af køleanlægget påbegyndes, samt et anlæg til udøvelse af fremgangsmåden.

10

Der kendes anlæg til påfyldning af kølemiddel, såsom CO2, fra en ekstern trykflaske til et airconditioninganlæg.

Problemet med påfyldning af CO2 er, at den er meget flygtig i det sædvanlige 15 temperaturinterval mellem 10 og 50°C, hvilket bl.a. omfatter det "overkritiske” temperaturområde, hvilket område ligger over 31,8°C, hvor CO2 ikke kan kom-primeres til væske, men er på gasform.

Ved påfyldning er det derfor et problem, at kølemidlet i afhængighed af tempe-20 raturen kan være enten væske eller gas. Dette nødvendiggør anlæg, som enten benytter sig af væske eller gas.

Der kendes anlæg til genvinding af kølemiddel fra et køleanlæg, f.eks. et airconditioninganlæg i et køretøj. Et sådant anlæg er beskrevet i patentskriftet 25 WO89/03963. Beskrivelsen er i det væsentlige centreret om, hvorledes køle midlet kan renses for urenheder, syrer, vand og olie og opmagasineres på flydende form i en ekstern tank. Tilbageførelsen af kølemidlet udføres med tyngdekraftens hjælp og med hjælp af et restgastryk i den øverste del af den eksterne tank.

30

Anlægget er designet til at arbejde med kølemidler, hvor kølemidlets kritiske „ DK 176740 B1 2 temperatur på 100°C eller derover ligger højere end omgivelsernes temperatur, og som derfor kan bringe kølemidlet på væskeform i kondensatoren ved omgivelsernes temperatur. Anlægget vil derfor ikke kunne konditionere C02 idet trykket i beholderen ikke vil komme under det kritiske punkt og dermed bringe 5 C02 på væskeform.

I patentskriftet US5186017 beskrives ligeledes et anlæg til tømning og genvinding af et kølemiddel fra et køleanlæg udstyret med en højtryksport og en lavtryksport. Anlægget er indrettet således, at det kan arbejde i en stilling, hvor 10 flydende kølemiddel udtages via højtryksporten og en direkte ledning til en eks tern opbevaringstank. For at fremskynde tømningen sendes kølemiddel på gasform via en kompressor ind gennem lavtryksporten, således at gastrykket i køleanlægget medvirker til at trykke det flydende kølemiddel til opbevaringstanken. Anlægget kan derefter omkobles til udsugning af det gasformige kølemiddel for 15 at tømme anlægget mest mulig.

Anlægget kan i den viste udførelse ikke fylde et køleanlæg med flydende kølemiddel.

20 De omtalte skrifter omhandler i det væsentlige kun problematikkerne forbundet med tømning af køleanlægget og rensning af kølemidlet, som er af typerne R12, R22, R502 og lignende. Kølemidlet C02 er ikke omtalt i ovennævnte beskrivelser, og anlæggenes design befordrer ikke behandling af C02.

25 Formålet med opfindelsen

Det er formålet med opfindelsen at sikre de fysiske forhold og dermed, at der enten fyldes kølemiddel på væskeform eller gasform, og at det sikres, at fyldningen er præcis i begge kølemidlets tilstandsformer.

30 Dette opnås ifølge opfindelsen ved en fremgangsmåde, hvor påfyldningen - enten sker på gasform ved, at påfyldningstrykket tilvejebringes ved hjælp af en 3 DK 176740 B1 kompressor, der suger C02-gassen ud af den eksterne trykflaske, hvorved gassen i komprimeret og opvarmet tilstand ledes gennem et oliefilter, en gaskøler og en ventil til den interne trykflaske, hvorefter CC>2-gassen ledes retur via en trykreduktionsenhed og en ventil til ekspansion for returledning ved et 5 lavere tryk til kompressoren, hvilken cirkulation opretholdes, til en given temperatur og vægt er opnået i den interne flaske, hvorefter selve påfyldningen af airconditioninganlægget påbegyndes ved lukning af ventilen, stop af kompressoren og åbning af en ventil for påfyldning af anlægget, indtil vægten af den interne flaske registrerer, at den ønskede gasmængde er påfyldt, 10 - eller påfyldning sker på væskeform ved, at kompressoren suger CO2 ud af den eksterne CC>2-flaske, hvorved den i komprimeret og opvarmet form ledes til gaskøleren og en intern varmeveksler til varmeveksling med gassen fra den interne trykflaske, hvorved gassen ekspanderer gennem trykreduktionsenheden til afkøling under 31,8°C og dermed delvis kondenserer til væske, som ledes til den 15 interne flaske, hvorfra den suges tilbage til kompressoren således, at CO2 suges ind fra den eksterne flaske, og således at temperaturen i den interne flaske holdes under 31,8°C, hvorefter påfyldningen af anlægget kan etableres, når den nødvendige mængde CO2 i den interne flaske er tilstede.

20 Herved elimineres den kendte ulempe ved påfyldning med gas, at der er en så kaldt "død” mængde gas i forbindelsesledningen mellem den interne kølemiddelkilde og anlægget, som kan variere meget i afhængig af temperatur og tryk.

Ved væskepåfyldning vil den tilsvarende væskemængde kun være afhængig af 25 temperaturudvidelsen af væsken.

Den store fordel ved fremgangsmåden er, at man kan vælge mellem påfyldning med væske eller gas ved en hensigtsmæssig udøvelse af fremgangsmåden omfattende de hertil nødvendige komponenter. Herved spares udformning af 30 forskellige anlæg, og der opnås en brugsmæssig fordel ved at kombinere de to tilstandsformer i et anlæg.

4 DK 176740 B1

Ved, som omhandlet i krav 2, at anvende et anlæg til gaspåfyldning, hvor en passende recirkulation af gassen kan udføres, sikres en nøjagtig påfyldning ved en bestemt temperatur og vægt, hvorved påfyldningen bliver kontrolleret og som forudbestemt.

5

Endelig er det hensigtsmæssigt, som omhandlet i krav 3, at anvende et anlæg, hvor en passende mængde flydende kølemiddel kan påfyldes, hvilket sikres ved brug af en intern trykflaske til fyldning af en bestemt væskemængde, som herfra kan påfyldes køleanlægget.

10

Tegningen

Et eksempel på en fremgangsmåde og et anlæg til udøvelse af fremgangsmåden vil i det følgende blive nærmere beskrevet under henvisning til tegningen, som viser et diagram over de i anlægget indgående komponenter og deres indbyrdes 15 forbindelser.

Beskrivelse af et udførelseseksempel

Et eksempel på et anlæg ifølge opfindelsen er vist på tegningen, hvilket anlæg omfatter en tilsluttet ekstern trykflaske 1, hvorfra det for påfyldningen nødvendige 20 C02 udsuges ved hjælp af en kompressor 4.

Endvidere er der på kompressorens 4 trykside monteret et oliefilter 5, en gaskøler 6 og en intern trykflaske 11 med niveauføler 12 og vægt 14 samt en trykreduktionsenhed 13, en magnetventil 3 og en returledning til kompressorens 25 4 lavtryksside.

Endvidere er der en rørforbindelse mellem den interne trykflaske 11 via en ventil 15, en kobling 17 til det tilsluttede aiconditioninganlæg 18, som skal påfyldes kølemiddel.

30

Fremgangsmåden vil herefter blive beskrevet ved påfyldning af C02 på gasform.

5 DK 176740 B1

Anlægget tilsluttes den eksterne trykflaske 1 med CO2 og køleanlægget 18 via en kobling 17.

Ventilen 2 åbnes, kompressoren 4 igangsættes, og C02 suges fra flasken 1 og 5 komprimeres, hvorved den opvarmes.

Den opvarmede C02 ledes videre gennem et oliefilter 5 og en gaskøler 6 og via en ventil 8 til den interne flaske 11.

10 CO2 sendes retur via trykreduktionsventilen 13 og ventilen 3 gennem ledningen 21 for at ekspanderes retur ved et lavere tryk til kompressoren 4.

Denne cirkulation opretholdes, indtil en given temperatur og tryk er opnået, hvilket registreres af sensorer 7 og vægten 14.

15

Herefter påbegyndes selve fyldningen af anlægget 18 ved, at ventilerne 2, 8 og 3 lukkes, kompressoren 4 stoppes, mens ventilen 15 åbnes, hvorved C02 via koblingen 17 påfyldes anlægget 18.

20 Vægten 14 registrerer, når den ønskede gasmængde er påfyldt, hvorefter venti len 15 lukkes, og påfyldningen er tilendebragt.

Efter behov kan processen gentages, indtil den nødvendige kølemiddelmængde er påfyldt anlægget 18.

25

Herefter vil fremgangsmåden blive beskrevet ved påfyldning af kølevæske på væskeform.

Ventilen 2 åbnes, og kompressoren 4 startes, hvorved CO2 suges ud af flasken 1 30 via ledningen 20 og ventilen 3, hvorved C02 komprimeres og opvarmes.

6 DK 176740 B1

Den opvarmede CO2 køles herefter, dels i en gaskøler 6 og yderligere i den interne varmeveksler 9 ved varmeveksling med gassen fra den interne beholder 11 ved en tilbagestrømning gennem ledningen 19.

5 Herefter ekspanderes gassen gennem trykreduktionsenheden 10, hvorved gas sen køles ned under den kritiske temperatur på 31,8°C, hvorved den kondenseres delvist til væske. Ved at bestemme kapaciteten på enheden 10 kan væsken køles ned til en ønsket temperatur.

10 Væsken tilledes den interne flaske 11, og gassen suges retur af kompressoren 4 via ventilen 3 på ledningen 19.

Således suges C02 fra den eksterne flaske 1, og temperaturen i den interne flaske 11 holdes under den kritiske temperatur på 31,8°C.

15 Når den ønskede mængde C02 er tilstede i beholderen 11, hvilket kan registreres ved hjælp af vægten 14 og/eller niveauføleren 12, kan påfyldningen startes.

20 Fyldemængden kan enten vejes ved hjælp af vægten 14 eller en anden enhed og foregår via ventilen 16, indtil den ønskede kølemiddelmængde er påfyldt anlægget 18.

Sammenfattende kan det konkluderes, at der ved anlægget ifølge opfindelsen 25 kan påfyldes kølemiddel i enten gas- eller væskeform.

Der anvendes ikke hverken pumpe eller varmegiver til at opnå det nødvendige fyldetryk men alene en kompressor.

30 Anlægget sikrer ens forhold fra gang til gang, og det "døde" volumen vil være ens før og efter en fyldning.

7 DK 176740 B1

Anlægget er uafhængigt af, hvilken størrelse den eksterne trykflaske 1 har, hvorfor alle tilgængelige flaskestørrelser og arter kan tilsluttes anlægget.

Kompressoren kan tømme den eksterne flaske, hvilket ellers er umuligt, uden at 5 der forbliver en restmængde i størrelsesordenen mellem 50 og 95 volumen procent.

Endelig vil det ved hjælp af kompressoren være muligt at få en indikation af køleanlæggets fyldetilstand, før fyldningen påbegyndes ved, at anlægget tømmes 10 ved hjælp af kompressoren.

15

Claims

8 DK 176740 B1

1. Fremgangsmåde til påfyldning af kølemidlet CO2 på et køleanlæg, såsom et airconditioninganlæg i et køretøj, hvor kølemidlet ledes fra en ekstern trykflaske 5 til en intern trykflaske, hvori den til fyldningen nødvendige mængde CO2 opsamles, konditioneres og registreres, før påfyldningen af køleanlægget påbegyndes, kendetegnet ved, at påfyldningen - enten sker på gasform ved, at påfyldningstrykket tilvejebringes ved hjælp af en kompressor (4), der suger C02 -gassen ud af den eksterne trykflaske (1), 10 hvorved gassen i komprimeret og opvarmet tilstand ledes gennem et oliefilter (5), en gaskøler (6) og en ventil (8) til den interne trykflaske {11), hvorefter C02-gassen ledes retur via en trykreduktionsenhed (13) og en ventil (3) til ekspansion for returledning ved et lavere tryk til kompressoren (4), hvilken cirkulation opretholdes, til en given temperatur og vægt er opnået i den interne flaske (11), 15 hvorefter selve påfyldningen af airconditioninganlægget (18) påbegyndes ved lukning af ventilen (2, 8, 3), stop af kompressoren (4) og åbning af en ventil (15) for påfyldning af anlægget, indtil vægten (14) af den interne flaske (11) registrerer, at den ønskede gasmængde er påfyldt, - eller påfyldning sker på væskeform ved, at kompressoren (4) suger C02 ud af 20 den eksterne C02-flaske (1), hvorved den i komprimeret og opvarmet form ledes til gaskøleren (6) og en intern varmeveksler (9) til varmeveksling med gassen fra den interne trykflaske (11), hvorved gassen ekspanderer gennem trykreduktionsenheden (10) til afkøling under 31,8°C og dermed delvis kondenserer til væske, som ledes til den interne flaske (11), hvorfra den suges tilbage til kom-25 pressoren (4) således, at C02 suges ind fra den eksterne flaske (1), og således at temperaturen i den interne flaske (11) holdes under 31,8°Ct hvorefter påfyldningen af anlægget (18) kan etableres, når den nødvendige mængde C02 i den interne flaske (11) er til stede.

2. Anlæg til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1, hvor anlægget anvendes til påfyldning af C02 på gasform, kendetegnet ved, at anlægget omfatter

9 DK 176740 B1 en kompressor (4), der komprimerer gassen fra en ekstern trykflaske (1) til påfyldningstrykket, en rørforbindelse, der via et oliefilter (5) og en gaskøler (6) leder gassen til en intern trykflaske (11), og til en ventil (15) til påfyldningsstedet til air-conditioninganlægget (18) samt en afgang på den interne trykflaske (11) til re-5 turføring af gassen til kompressorens (4) lavtryksside, hvilken afgrening (21) indeholder en ventil (3) og en drøvleenhed (13).

3. Anlæg til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1, hvor anlægget anvendes til påfyldning af CO2 på væskeform, kendetegnet ved, at anlægget om-10 fatter en kompressor (4), der suger og komprimerer gassen fra en ekstern tryk flaske (1), en rørledning via en gaskøler (6) og en varmeveksler (9), som leder gassen til en trykreduktionsenhed (10) til afkøling til under 31,8°C, og med rørledning (19) til kompressorens (4) lavtryksside, hvorfra CO2 suges ind og temperaturholdes i væskeform i den interne trykflaske (11), og med en påfyldnings-15 afgrening med en ventil (16) til påfyldning af airconditioninganlægget (18).