EP1354985A1 - Produit pour le nettoyage d'installations frigorifiques, procédé et dispositif pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Produit pour le nettoyage d'installations frigorifiques, procédé et dispositif pour sa mise en oeuvre Download PDF

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EP1354985A1
EP1354985A1 EP03290960A EP03290960A EP1354985A1 EP 1354985 A1 EP1354985 A1 EP 1354985A1 EP 03290960 A EP03290960 A EP 03290960A EP 03290960 A EP03290960 A EP 03290960A EP 1354985 A1 EP1354985 A1 EP 1354985A1
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EP
European Patent Office
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cleaning
fluid
oil
foam
gas
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EP03290960A
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EP1354985B1 (fr
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Serge Francois
Françoise Brisset
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Dehon SA
Original Assignee
Dehon SA
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/0005—Other compounding ingredients characterised by their effect
    • C11D3/0094—High foaming compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/37—Polymers
    • C11D3/3703—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C11D3/3715—Polyesters or polycarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/50—Solvents
    • C11D7/5004—Organic solvents
    • C11D7/5018—Halogenated solvents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G5/00—Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents
    • C11D2111/20—

Definitions

  • the invention relates to the field of refrigeration installations in which a refrigerant circulates in a closed circuit. It aims at especially a way to clean the material.
  • the installations concerned by the present invention include a closed circuit in which circulates a refrigerant entrained by means of a compressor of the lubricated type. Due to the lubrication needs of the compressor, there is introduced, as is known, an oil of lubrication.
  • the proper functioning of the installation is conditioned by a good condition of the internal surfaces of the circuit. It is up to its operator to eliminate impurities likely to be entrained by the refrigerant. AT the origin of the formation of its impurities, we find the incidents of engine operation in airtight or airtight units accessible and the resulting scale formation, the presence of water in the circuit, acid formation, degradation of the lubricating oil or well the formation of oxides in welds and solders when they have been without having first removed the oxygen trapped in the conduits.
  • a cleaning operation is therefore already necessary for start-up a new installation or later after repairing a fault having caused contamination of the circuit.
  • the output of the element is connected to a recovery keg by means of a flexible tube.
  • This keg is itself kept under pressure atmospheric by being connected to the open air by a tube which allows to remove nitrogen and any vapors from the product.
  • the open air is sufficient because the product has under the conditions of use a low vapor pressure, its boiling temperature being greater than 30 ° C.
  • the cleaning operation consists in putting the circulating fluid in opening the cylinder valve.
  • the fluid is then propelled by the gas under pressure.
  • We possibly activate the circulation by creating strokes ram in the fluid, repeatedly opening and closing and quick valve.
  • the fluid supply is stopped when the liquid recovered in the keg flows clear. The installation is then clean.
  • the replacement product must have the same properties as the previous. It must be a solvent for the products used in the installations, not to be flammable under the conditions of use, to be extractable, have a low viscosity, do not leave residual traces or strictly speaking, traces compatible with refrigerants and oils used in the refrigeration circuit. It must be inexpensive.
  • cleaning oils based on polyol-ester (POE) or polyalkylene glycol (PAG) in particular, which have pickling properties and the low viscosity required for this application. They are also compatible with the refrigerant used in the circuit. We use them in particular to ensure the conversion of installations to new ones regulatory refrigerants. Operating in a closed circuit, the quantity is around 1%, at most 3%. However their implementation in cleaning operations, where they are used in larger proportions, is not satisfactory because they are very difficult to extract from the circuit. In addition, there remains an oil residue that is not extractable which can affect the proper functioning or even cause breakage machine.
  • the invention therefore relates to a cleaning fluid for installation which does not have this drawback.
  • the cleaning fluid is characterized by the includes liquid cleaning oil mixed with gas liquefied transport with which it forms by relaxation a foam of cleaning.
  • the transport fluid is based on hydrofluoro-carbon.
  • it is the product R-134a (tetrafluoro 1,1,1,2 ethane) and the cleaning agent is a POE or PAG oil. other products are affected by the invention.
  • R-134a in addition to R-134a, the following fluids can be used: R-125, R-245fa, R-245ca, R-236ea, R-236fa, RC318 alone or a mixture containing these fluids: R-404A, R-404B, ..., R-404E, R-413A, R-417A, R-507.
  • the R-134a fluid is however the most suitable fluid for the present application.
  • the cleaning fluid is made up of 10 to 80% cleaning oil and 90% to 20% gas liquefied. Preferably it consists of 20 to 40% of cleaning oil and 80 to 60% liquefied gas.
  • This cleaning fluid by its implementation in the form of a foam, has the advantage, in addition to its solvent power, of acting mechanically to detach and entrain impurities from the circuit into which it is injected.
  • the amount of cleaning oil is limited. contained in the circuit during the cleaning operation and therefore the amount of residual product that must be extracted after cleaning.
  • liquefied gas can be used alone to rinse the circuit thanks to its miscibility with the cleaning agent.
  • the fluid is packaged in a pressure container, 4 bars minimum, 10 bars maximum, so that it forms a foam when extracted from it.
  • the invention therefore also relates to a method for cleaning a refrigeration system. This is characterized by the fact that it includes the following steps: create a foam from the oil and a transport, circulate the foam in said element, extract the foam.
  • the extraction step is carried out by circulating in the element to be cleaned, a fluid at least partly miscible with the cleaning oil.
  • the extraction fluid is formed from the transport fluid that we have separated from the foam. This process has, among other advantages, that of operate in a closed circuit, with rejection of the atmosphere.
  • the transport fluid is circulated in said element by means of a transfer machine.
  • the transport fluid is extracted in gaseous form from said container and then liquefied before injection in the refrigeration system element.
  • the method comprises an initial step of setting in place communication with a vacuum source. It also includes a final step purge using the transfer machine.
  • the invention also relates to a device for implementing the process using a cleaning fluid. It includes a source of cleaning fluid, means for recovering cleaning fluid, conduits matching said source with an input of the element of the refrigeration system to be cleaned, conduits communication an output of the element to be cleaned with the means of recovery, and valves controlling said links.
  • the device includes a transfer machine, which can be interposed by means of valves between a gas outlet of the means of recovery and entry of the element to perform the rinsing step.
  • the device comprises a vacuum pump which can be connected to the means of valves to the whole cleaning circuit for a setting empty.
  • the device comprises a block composed of said valves with means of connection to at least the cleaning fluid source, recovery means, transfer, a vacuum pump or the element of the refrigeration system to clean.
  • FIG. 1 we see an element of a refrigeration system F to be cleaned.
  • a tubing in serpentine shape with an F1 input and an F2 output.
  • the invention is not not limited to cleaning a single element; we can clean everything or part of an installation
  • the source of cleaning fluid is represented by a BF bottle.
  • She includes a valve BF1 to control the extraction of the FN cleaning which shows the liquid phase and the gas or vapor phase represented by transparency.
  • the tap controls passage through a tube immersed in the liquid phase.
  • the cleaning fluid is made up a mixture of cleaning oil and liquefied gas.
  • the function of the cleaning agent is to dissolve the lubricating oil at extract, entrain water and acids, as well as contamination.
  • the cleaning oil is a synthetic oil, of preferably based on polyol ester (POE) or polyalkylene glycol (PAG). These products are commercially available for POE, for example under the brands Planetelf ACD from Totalfinaelf, Arctic EAL from Exxon Mobil or Emkarate RL from ICI-Emkarate, and for the PAG, for example under the brands Planetelf Pag488, Planetelf Pag244 and Planetelf Pag Sp20 from Totalfinaelf or Emkarox RL from Ici-Emkarate. It can also be an alkyl benzene or a mineral oil. This agent is not volatile. It is low viscosity under the conditions of use, up to 68 centistokes at 40 ° C in practice.
  • the liquefied gas must have a boiling temperature at room pressure lower than 20 ° C and preferably lower than -20 ° C or lower still. However, it becomes more expensive and less interesting. economically.
  • the cleaning oil is mixed with the liquefied gas in which it is miscible.
  • a minimum amount of agent is required in the mixture to get a foam and a minimum amount of gas to get a pressure.
  • the rate is between 10% and 70% of cleaning oil.
  • R-134a fluid is the preferred liquefied gas.
  • the means of recovering cleaning fluid which is also a BR bottle.
  • This includes two taps, BR1 and BR2.
  • the BR1 tap controls the passage through a tube immersed in the liquid phase of the recovered fluid
  • the valve BR2 controls passage through a shorter tube communicating with the gas phase of the recovered fluid.
  • An autonomous transfer machine T comprises a pump which, from preferably is dry piston or diaphragm, TP, as it does not require no lubricating oil.
  • TP a pump which, from preferably is dry piston or diaphragm, TP, as it does not require no lubricating oil.
  • the use of an open compressor, airtight or airtight accessible is possible but we are faced with the risk of pollution, and it requires monitoring the level oil.
  • It also includes a ventilated TE exchanger.
  • the fluid to transfer, initially in the state of vapor is admitted inside by a input T1 which is provided with a filtering means T3. He passes successively through the pump then in the exchanger where it is cooled until liquefaction and is evacuated by exit T2.
  • the device of the invention comprises a block V comprising 6 valves V1 to V6, and internal conduits connecting six connections of conduits: VT1, VBR1, VE2, VBR2, VT2, VE1, VV, VBF.
  • block on means any assembly comprising the various organs. These can be mounted on a support plate for example.
  • the valves are two channels with manual control. Valves V1, V3 and V5 are placed in series, the valves V2, V4 and V6 also.
  • valve V1 is placed in series with the fitting VE2 on one side and with the valve V5 on the other.
  • the valve V5 communicates with the valve V3 which is connected to the VBF connector.
  • valve V2 is in series with the fitting VBR2 on one side and with valve V4 on the other. This communicates with the valve V6 which is connected to the VV fitting.
  • the VBR1 fitting corresponds with the conduit connecting the V1 and V5 valves, the VT2 fitting with the conduit connecting the V5 and V3 valves, the VT1 fitting with the conduit connecting V2 and V4, and the fitting VE1 with the conduit connecting V4 and V6.
  • a conduit connects the conduit placed between the valves V4 and V6, and the conduit placed between valve V3 and the VBF connector.
  • the fittings allow the connection of external pipes, for example flexible, to put them in communication with the various valves of the way explained below.
  • the fittings can be of the quick type.
  • Pipe C1 connects the valve BF1 of the cleaning fluid bottle to the VBF connection; the C2 pipe connects the valve of the recovery bottle BR1 to VBR1; the pipe C3 connects the tap BR2 to VBR2; the pipe C4 connects the connection VE2 to an input F2 of the element to be cleaned; the C5 pipe connects VE1 to another input F1 of the element; pipe C7 connects VT2 to the outlet T2 of the transfer machine; pipe C6 connects VT1 to input T1 of the transfer machine. Finally, the pipe C8 connects VV to a vacuum pump PV.
  • the operation is initialized by first vacuuming the entire circuit.
  • the taps on the bottles are closed.
  • the vacuum does not need to be pushed; when the pump pressure gauge indicates -1bar, the valve V6 is closed, and the pump is stopped.
  • Valves V2, V3, V4, V5 and V6 are closed. Valve V1 remains opened. The tap BF1 is opened. This has the effect of allowing gas liquefied to relax. Passing through the FNL liquid phase, it forms a foam. The foam formed from the oil-gas mixture is therefore propelled in the circuit which is in depression. A few moments later, the time that the conduits are filled, we open the tap BR1 of the recovery bottle. The foam expelled from the BF bottle travels conduits C1 and C5 before entering the installation element refrigeration.
  • the combined effect of POE oil, stripper and detergent, and foam, abrasive allows the detachment of particles or waste adhering to walls.
  • the circulation and the state of the fluid can be monitored by observing the LEDs located at the two connections VBF and VBR1. When the fluid has a sufficiently clear appearance, the phase of cleaning by closing tap BF1.
  • Valves V4, V5 and V6 are closed.
  • V1, V2 and V3 as well as the BR2 tap.
  • the liquefied gas travels through conduit C7 and passes through element F. Due to its miscible nature with cleaning oil, and the fact that it is the entry of the element with an oil level close to zero, it absorbs all trace of oil it meets in the circuit, until saturation. He is then brought back to the BR recovery bottle where the liquid phase is deposited background. Continue rinsing until no more foam is noticed. through the LED on the VBR1 connector.
  • FIG. 4 shows the circulation of fluids.
  • the valve BR2 of the bottle is closed recovery valve BF1 of the cleaning fluid bottle as well than valves V1, V3 and V6.
  • the valves V2, V4 and V5 are opened.
  • the transfer machine in action.
  • the created depression aims to empty all the conduits and the element of the refrigeration installation.
  • the mixture is discharged by the compressor of the transfer machine into the recovery bottle.
  • the assembly is then ready for a new start-up.
  • the storage mixture is a single-phase liquid at all temperatures between 0 ° C and 50 ° C and all the proportions tested. We form the foam by relaxation The foaming effect of the mixture is strong when it contains between 10 and 80% oil. It rapidly decreases outside these proportions.

Abstract

L'invention porte sur un fluide de nettoyage pour installation frigorifique, caractérisé par le fait qu'il comprend une huile de nettoyage en mélange avec un gaz liquéfié de transport avec lequel elle forme par détente une mousse de nettoyage. L'huile est par exemple un POE ou bien un PAG est le gaz le R134a.
L'invention porte aussi sur le procédé de nettoyage. Celui-ci comprend les étapes suivantes : créer une mousse à partir de l'huile et d'un gaz liquéfié dans lequel elle est miscible au moins en partie, faire circuler la mousse dans ledit élément, extraire la mousse. En particulier, on procède au rinçage de l'installation avec le gaz séparé de la mousse de nettoyage pour éliminer les résidus d'huile.

Description

L'invention se rapporte au domaine des installations frigorifiques dans lesquelles un fluide frigorigène circule en circuit fermé. Elle vise en particulier un moyen pour nettoyer le matériel.
Les installations concernées par la présente invention comprennent un circuit fermé dans lequel circule un fluide frigorigène entraíné au moyen d'un compresseur du type lubrifié. En raison des besoins en lubrification du compresseur, on y introduit, comme cela est connu, une huile de lubrification.
Le bon fonctionnement de l'installation est conditionné par un bon état des surfaces internes du circuit. Il appartient à son exploitant d'éliminer les impuretés susceptibles d'être entraínées par le fluide réfrigérant. A l'origine de la formation de ses impuretés, on trouve les incidents de fonctionnement du moteur dans les unités hermétiques ou hermétiques accessibles et la formation de calamine en résultant, la présence d'eau dans le circuit, la formation d'acide, la dégradation de l'huile de lubrification ou bien la formation d'oxydes aux soudures et brasures quand elles ont été effectuées sans que l'on ait au préalable évacué l'oxygène emprisonné dans les conduits.
Une opération de nettoyage est donc nécessaire déjà à la mise en route d'une installation neuve ou ultérieurement après réparation d'une panne ayant entraíné la contamination du circuit.
La demanderesse utilise jusqu'à présent pour ces opérations de nettoyage, un produit de type R141b, c'est-à-dire un 1,1-dichloro,1-fluoroéthane, ayant un bon pouvoir solvant (IKB = 51), de faible tension superficielle (18,4 mN/m) qui est adapté au nettoyage des surfaces métalliques, des plastiques et des composites. Il n'est pas inflammable à l'état liquide et est conditionné en bouteilles de 28 kg pressurisées à l'azote anhydre (7 bars). Pour procéder au nettoyage, on relie la sortie liquide de la bouteille à l'élément de l'installation à nettoyer, par exemple un échangeur tubulaire. On relie la sortie de l'élément à un tonnelet de récupération au moyen d'un tube souple. Ce tonnelet est lui-même maintenu à la pression atmosphérique en étant relié à l'air libre par une tubulure qui permet d'évacuer l'azote et les vapeurs éventuelles de produit. La mise à l'air libre est suffisante car le produit présente dans les conditions d'utilisation une faible tension de vapeur, sa température d'ébullition étant supérieure à 30°C.
L'opération de nettoyage consiste à mettre le fluide en circulation en ouvrant le robinet de la bouteille. Le fluide est alors propulsé par le gaz sous pression. On active éventuellement la circulation en créant des coups de bélier dans le fluide, en ouvrant et en refermant de façon répétée et rapide la vanne. On arrête l'alimentation en fluide quand le liquide récupéré dans le tonnelet coule clair. L'installation est alors propre.
En raison de l'entrée en vigueur de réglementations limitant l'utilisation des fluides HCFC, l'emploi d'un produit de remplacement est devenu nécessaire.
Le produit de remplacement doit présenter les mêmes propriétés que le précédent. Il doit être un solvant pour les produits mis en oeuvre dans les installations, ne pas être inflammable dans les conditions d'utilisation, être extractible, avoir une faible viscosité, ne pas laisser de traces résiduelles ou à la rigueur des traces compatibles avec les fluides frigorigènes et les huiles de lubrification utilisés dans le circuit frigorifique. Il doit être peu onéreux.
On connaít des huiles de nettoyage, à base de polyol-ester (POE) ou bien de polyalkylène glycol (PAG) notamment, qui ont les propriétés décapantes et la faible viscosité requises pour cette application. Elles sont en outre compatibles avec le fluide frigorigène utilisé dans le circuit. On les utilise notamment pour assurer la conversion d'installations vers les nouveaux fluides frigorigènes réglementaires. En circulation dans un circuit fermé, la quantité est de l'ordre de 1%, 3% au plus. Toutefois leur mise en oeuvre dans les opérations de nettoyage, où elles sont utilisées dans des proportions plus importantes, n'est pas satisfaisante car elles sont très difficiles à extraire du circuit. En outre, il subsiste un résidu d'huile non extractible qui peut nuire au bon fonctionnement, voire entraíner des bris de machine.
L'invention a donc pour objet un fluide de nettoyage pour installation frigorifique qui ne présente pas cet inconvénient.
Conformément à l'invention, le fluide de nettoyage est caractérisé par le fait qu'il comprend une huile de nettoyage liquide en mélange avec un gaz liquéfié de transport avec lequel elle forme par détente une mousse de nettoyage. Avantageusement, le fluide de transport est à base d'hydrofluoro-carbone. En particulier, il s'agit du produit R-134a (tétrafluoro 1,1,1,2 éthane) et l'agent de nettoyage est une huile POE ou PAG. D'autres produits sont concernés par l'invention.
Par exemple, outre le R-134a, on peut utiliser les fluides suivants : R-125, R-245fa, R-245ca, R-236ea, R-236fa, RC318 seuls ou bien un mélange contenant ces fluides : R-404A, R-404B, ..., R-404E, R-413A, R-417A, R-507. Le fluide R-134a est cependant le fluide le plus approprié pour la présente application.
Conformément à une autre caractéristique, le fluide de nettoyage est constitué de 10 à 80 % d'huile de nettoyage et de 90 % à 20 % de gaz liquéfié. De préférence il est constitué de 20 à 40 % d'huile de nettoyage et de 80 à 60 % de gaz liquéfié.
Ce fluide de nettoyage par sa mise en oeuvre sous la forme d'une mousse, présente l'avantage, en plus de son pouvoir solvant, d'agir mécaniquement pour détacher et entraíner les impuretés du circuit dans lequel il est injecté. Par ailleurs, sous cette forme, on limite la quantité d'huile de nettoyage contenue dans le circuit pendant l'opération de nettoyage et par conséquent la quantité de produit résiduel qu'il est nécessaire d'extraire après nettoyage. En outre, on peut utiliser le gaz liquéfié seul pour rincer le circuit grâce à sa miscibilité avec l'agent de nettoyage.
Avantageusement, le fluide est conditionné dans un récipient sous pression, 4 bars au minimum, 10 bars au maximum, de telle sorte qu'il forme une mousse quand on l'extrait de celui-ci.
L'invention a donc également pour objet un procédé de nettoyage d'une installation frigorifique. Celui-ci est caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes : créer une mousse à partir de l'huile et d'un fluide de transport, faire circuler la mousse dans ledit élément, extraire la mousse.
Conformément à une autre caractéristique, l'étape d'extraction est réalisée par la mise en circulation dans l'élément à nettoyer, d'un fluide d'extraction miscible, en partie au moins, avec l'huile de nettoyage. En particulier, le fluide d'extraction est formé du fluide de transport que l'on a séparé de la mousse. Ce procédé présente, entre autres avantages, celui de fonctionner en circuit fermé, sous rejet de l'atmosphère.
Conformément à un mode de réalisation préféré, après extraction de la mousse de l'élément, on recueille celle-ci dans un récipient de récupération, et on met en circulation le fluide de transport dans ledit élément au moyen d'une machine de transfert. Le fluide transport est extrait sous forme gazeuse dudit récipient puis liquéfié avant son injection dans l'élément de l'installation frigorifique.
De préférence, le procédé comprend une étape initiale de mise en communication avec une source de vide. Il comprend aussi une étape finale de purge au moyen de la machine de transfert.
L'invention porte également sur un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé au moyen d'un fluide de nettoyage. Il comprend une source de fluide de nettoyage, un moyen de récupération du fluide de nettoyage, des conduits faisant correspondre ladite source avec une entrée de l'élément de l'installation frigorifique à nettoyer, des conduits mettant en communication une sortie de l'élément à nettoyer avec le moyen de récupération, et des vannes commandant lesdites liaisons.
Avantageusement, il comprend une machine de transfert, pouvant être interposée au moyen de vannes entre une sortie gazeuse du moyen de récupération et l'entrée de l'élément pour effectuer l'étape de rinçage. En particulier, le dispositif comprend une pompe à vide pouvant être reliée au moyen de vannes à l'ensemble du circuit de nettoyage pour une mise au vide.
Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif comprend un bloc composé desdites vannes avec des moyens de raccordement à au moins la source de fluide de nettoyage, le moyen de récupération, une machine de transfert, une pompe à vide ou l'élément de l'installation frigorifique à nettoyer.
L'invention va être décrite en détail, faisant apparaítre d'autres caractéristiques et avantages, en référence aux dessins annexés sur lesquels
  • la figure 1 représente schématiquement un dispositif de nettoyage d'une installation frigorifique, et
  • les figures 2 à 4 représentent les différentes phases de nettoyage avec la circulation des fluides.
En se reportant maintenant à la figure 1, on voit un élément d'une installation frigorifique F à nettoyer. On a représenté, ici, une tubulure en forme de serpentin, avec une entrée F1 et une sortie F2. L'invention ne se limite pas au nettoyage d'un simple élément ; on peut nettoyer tout ou partie d'une installation
La source de fluide de nettoyage est représentée par une bouteille BF. Elle comporte un robinet BF1 pour commander l'extraction du fluide de nettoyage FN dont on voit la phase liquide et la phase gazeuse ou vapeur représentées par transparence. Le robinet commande le passage à travers un tube plongeant dans la phase liquide. Le fluide de nettoyage est constitué d'un mélange d'huile de nettoyage et de gaz liquéfié.
L'agent de nettoyage a pour fonction de solubiliser l'huile de lubrification à extraire, d'entraíner l'eau et les acides, ainsi que les produits de contamination. L'huile de nettoyage est une huile de synthèse, de préférence à base de polyol ester (POE) ou de polyalkylène glycol (PAG). Ces produits sont disponibles dans le commerce pour le POE, par exemple sous les marques Planetelf ACD de la société Totalfinaelf, Arctic EAL de la société Exxon Mobil ou Emkarate RL de la société ICI-Emkarate, et pour le PAG, par exemple sous les marques Planetelf Pag488, Planetelf Pag244 et Planetelf Pag Sp20 de Totalfinaelf ou Emkarox RL de Ici-Emkarate. Il peut s'agir aussi d'un alkyl benzène ou d'une huile minérale. Cet agent n'est pas volatile. Il est de faible viscosité dans les conditions d'utilisation, jusqu'à 68 centistokes à 40°C en pratique.
Le gaz liquéfié doit avoir une température d'ébullition à pression ambiante inférieure à 20°C et de préférence inférieure à -20°C ou plus basse encore. Cependant il devient alors plus onéreux et moins intéressant économiquement.
L'huile de nettoyage est mélangée avec le gaz liquéfié dans lequel elle est miscible. Il faut une quantité minimale d'agent dans le mélange pour obtenir une mousse et une quantité minimale de gaz pour obtenir une pression. Le taux est compris entre 10 % et 70 % d'huile de nettoyage. Cependant dans la pratique, on utilise avantageusement un mélange de 20 à 40 % d'huile de nettoyage pour 80 à 60 % de gaz liquéfié. Le fluide R-134a est le gaz liquéfié préféré.
A côté de cette bouteille, on a représenté le moyen de récupération du fluide nettoyage qui est aussi une bouteille BR. Celle-ci comprend deux robinets, BR1 et BR2. Le robinet BR1 commande le passage à travers un tube plongeant dans la phase liquide du fluide récupéré, et le robinet BR2 commande le passage à travers un tube plus court communiquant avec la phase gazeuse du fluide récupéré.
Une machine de transfert T autonome comprend une pompe qui, de préférence, est à piston sec ou à membrane, TP, car elle ne nécessite aucune huile de lubrification. L'emploi d'un compresseur ouvert, hermétique ou hermétique accessible est envisageable mais on est confronté au risque de pollution, et il oblige à une surveillance du niveau d'huile. Elle comprend aussi un échangeur TE ventilé. Le fluide à transférer, initialement à l'état de vapeur est admis à l'intérieur par une entrée T1 qui est pourvue d'un moyen de filtrage T3. Il passe successivement à travers la pompe puis dans l'échangeur où il est refroidi jusqu'à liquéfaction et est évacué par la sortie T2.
Le dispositif de l'invention comprend un bloc V comportant 6 vannes V1 à V6, et des conduits internes mettant en communication six raccords de conduits : VT1, VBR1, VE2, VBR2, VT2, VE1, VV, VBF. Par bloc on entend tout assemblage comprenant les différents organes. Ceux-ci peuvent être montés sur une plaque support par exemple. Les vannes sont à deux voies avec un commande manuelle. Les vannes V1, V3 et V5 sont placées en série, les vannes V2, V4 et V6 également.
La vanne V1 est placée en série avec le raccord VE2 d'un côté et avec la vanne V5 de l'autre. La vanne V5 communique avec la vanne V3 qui est reliée au raccord VBF. Au-dessus, la vanne V2 est en série avec le raccord VBR2 d'un côté et avec la vanne V4 de l'autre. Celle-ci communique avec la vanne V6 qui est reliée au raccord VV.
Le raccord VBR1 correspond avec le conduit reliant les vannes V1 et V5, le raccord VT2 avec le conduit reliant les vannes V5 et V3, le raccord VT1 avec le conduit reliant V2 et V4, et le raccord VE1 avec le conduit reliant V4 et V6. Un conduit met en communication le conduit placé entre les vannes V4 et V6, et le conduit placé entre la vanne V3 et le raccord VBF.
Les raccords permettent le branchement de tuyaux extérieurs, par exemple flexibles, pour les mettre en communication avec les différentes vannes de la façon expliquée plus loin. Les raccords peuvent être de type rapide.
Le tuyau C1 relie le robinet BF1 de la bouteille de fluide de nettoyage au raccord VBF ; le tuyau C2 relie le robinet de la bouteille de récupération BR1 à VBR1 ; le tuyau C3 relie le robinet BR2 à VBR2 ; le tuyau C4 relie le raccord VE2 à une entrée F2 de l'élément à nettoyer ; le tuyau C5 relie VE1 à une autre entrée F1 de l'élément ; le tuyau C7 relie VT2 à la sortie T2 de la machine de transfert ; le tuyau C6 relie VT1 à l'entrée T1 de la machine de transfert. Enfin le tuyau C8 relie VV à une pompe à vide PV.
On procède au nettoyage d'un élément d'une installation frigorifique de la façon suivante. Les branchements ont été effectués comme cela est représenté sur la figure 1. Tous les robinets sont fermés. On place une gaine chauffante autour de la bouteille B de manière à la maintenir à une température comprise entre 20°C et 50°C en fonction de la température ambiante. La bouteille contient par exemple 30 % d'huile POE et 70 % d'un gaz liquéfié tel que R-134a qui en se détendant à travers l'huile est susceptible de la faire mousser. Le gaz liquéfié choisi présente aussi la propriété d'être miscible avec l'huile de nettoyage.
On initialise l'opération par la mise sous vide préalable de l'ensemble du circuit. Les robinets des bouteilles sont fermés. On ouvre les six vannes et on met en route la pompe à vide PV. Le vide n'a pas besoin d'être poussé ; lorsque le manomètre de la pompe indique -1bar, on ferme la vanne V6, et on arrête la pompe.
La circulation des fluides pendant la phase de nettoyage apparaít sur la figure 2. Les vannes V2, V3, V4, V5 et V6 sont fermées. La vanne V1 reste ouverte. On ouvre le robinet BF1. Cela a pour effet de permettre au gaz liquéfié de se détendre. En passant à travers la phase liquide FNL, il forme une mousse. La mousse formée du mélange huile-gaz est donc propulsée dans le circuit qui se trouve en dépression. Quelques instants après, le temps que les conduits se remplissent, on ouvre le robinet BR1 de la bouteille de récupération. La mousse expulsée de la bouteille BF parcourt les conduits C1 et C5 avant de pénétrer dans l'élément de l'installation frigorifique.
L'effet conjugué de l'huile POE, décapante et détergente, et de la mousse, abrasive permet le détachement des particules ou des déchets adhérents aux parois. On peut surveiller la circulation et l'état du fluide en observant les voyants qui se situent au niveau des deux raccords VBF et VBR1. Lorsque le fluide présente un aspect suffisamment clair, on arrête la phase de nettoyage en fermant le robinet BF1.
On procède ensuite au rinçage pour enlever le reste de mousse d'huile de nettoyage qui a pu se déposer dans le circuit. On se réfère maintenant à la figure 3. Les vannes V4, V5 et V6 sont fermées. On ouvre les vannes V1, V2 et V3 ainsi que le robinet BR2. On place une enveloppe chauffante autour de la bouteille BR pour favoriser la vaporisation du gaz liquéfié à partir du mélange recueilli dans la bouteille. Pour le gaz R-134a, il suffit de chauffer à 30°C. On met en route le compresseur TP de la machine de transfert. La machine aspire la phase gazeuse de la bouteille BR. Elle ne comprend donc que le gaz séparé de l'huile. Elle suit les conduits C3 et C6, pénètre dans la machine à travers le filtre T3, est comprimée par le piston du compresseur auto-lubrifié puis refroidie dans l'échangeur TE, suffisamment pour se liquéfier.
Le gaz liquéfié parcourt le conduit C7 et traverse l'élément F. En raison de sa nature miscible avec l'huile de nettoyage, et du fait qu'il se trouve à l'entrée de l'élément avec un taux d'huile proche de zéro, il absorbe toute trace d'huile qu'il rencontre dans le circuit, jusqu'à saturation. Il est ensuite ramené à la bouteille de récupération BR où la phase liquide se dépose au fond. On poursuit le rinçage jusqu'à ce qu'on ne perçoive plus de mousse à travers le voyant du raccord VBR1.
On termine l'opération de nettoyage en purgeant les conduits. La figure 4 montre la circulation des fluides. On ferme le robinet BR2 de la bouteille de récupération, le robinet BF1 de la bouteille de fluide de nettoyage, ainsi que les vannes V1, V3 et V6. On ouvre les vannes V2, V4 et V5. On met en action la machine de transfert. La dépression créée vise à vider l'ensemble des conduits et de l'élément de l'installation frigorifique. Le mélange est refoulé par le compresseur de la machine de transfert dans la bouteille de récupération. On arrête la machine lorsque son manomètre indique une pression donnée que l'on estime satisfaisante, par exemple 0,15 bar relatif.
L'ensemble est alors prêt pour une nouvelle mise en route.
On a décrit un mode de réalisation où les vannes étaient commandées manuellement. L'invention s'applique aussi au cas où la commande est gérée automatiquement par le moyen d'électrovannes.
On a réalisé plusieurs essais pour valider le procédé en utilisant un produit composé d'huile POE et de fluide R134a.
Les valeurs mesurées de la tension de vapeur saturante pour différentes compositions et à différentes températures sont rapportées dans le tableau ci-dessous.
Composition % poids
Huile 5 10 30 40 60 70 80 90
R134a 95 90 70 60 40 30 20 10
Température Pression relative exprimée en bar
0°C 0,4 0,7 1,4 1,5 1,6 1,7 1,75 1,8
20°C 1 1,8 3,3 3,7 4,1 4,3 4,4 4,5
30°C 1,9 2,7 4,7 5,7 5,9 6,2 6,4 6,5
50°C 2,5 4,2 8,4 9,5 11,1 11,6 11,9 12,1
Le mélange au stockage est un liquide monophasé à toutes températures entre 0°C et 50°C et toutes les proportions testées. On forme la mousse par détente L'effet moussant du mélange est fort quand il comporte entre 10 et 80 % d'huile. Il diminue rapidement en dehors de ces proportions.
On a utilisé un mélange dont les proportions étaient 1/3 d'huile POE et 2/3 de R134a.
  • Nettoyage d'un climatiseur de fenêtre neuf.
    Le volume du circuit frigorifique est de 4 litres. Le fluide est entraíné par un compresseur hermétique.
    On a rempli le circuit de produit en le faisant circuler dans le sens normal de marche de la machine. Le produit a été récupéré à la sortie de la tuyauterie d'aspiration et accumulé dans la bouteille de récupération par l'intermédiaire d'un flexible PVC transparent. On a pu visualiser ainsi l'état du fluide en sortie de circuit. On a utilisé 5 kg de produit.
    Après nettoyage, il restait environ 0,6 kg de produit à récupérer dans l'installation, soit 0,2 kg d'huile. On a appliqué la procédure de rinçage de l'invention en utilisant une machine de transfert (marque RD2000) pendant environ 16 minutes. Cela correspondait au passage de 0,7 kg de R 134a, quantité suffisante pour absorber l'huile.
    On a ensuite purgé l'installation, en fermant la vanne de la bouteille de récupération. On a arrêté l'opération lorsque le manomètre indiquait 0,2 bars relatifs.
    A la pesée de l'appareil, on n'a constaté aucune différence sensible par rapport à la situation avant le traitement. Cela signifie que l'huile a été récupérée.
  • Nettoyage d'un évaporateur de 14 tubes sur 4 rangs.
    Le volume du circuit était de 4 litres.
    On a rempli le circuit de produit en le faisant circuler dans le sens normal de marche de la machine. On a récupéré le produit à la sortie de la tuyauterie de récupération par l'intermédiaire d'un flexible transparent PVC. On a pu constater que le circuit était fortement encrassé.
    Afin de faciliter l'écoulement du produit dans le circuit et obtenir une pression suffisante pour le produit de nettoyage, on a chauffé la bouteille au moyen d'un radiateur.
    On a utilisé 3,8 kg de produit avant d'obtenir une mousse propre en sortie.
    Après nettoyage, il en restait environ 0,3 kg dans l'évaporateur. Cela correspond à 0,1 kg d'huile.
    On a procédé au rinçage selon l'invention pendant 8 minutes environ. Cette durée correspond au passage de 0,35 kg de R134a, quantité suffisante pour absorber l'huile. On a purgé l'installation comme précédemment. Par pesée, on a vérifié que l'huile était récupérée.
  • Nettoyage d'une chambre froide négative.
    L'installation comprenait un évaporateur avec une batterie à ailettes, de marque Morgana et un compresseur Copeland de capacité 18,13 m3/h. Le volume du circuit était de 28 litres et celui de la chambre était de 5 m3.
    Le circuit comprenait 3,5 kg de FX10 qui est un fluide de transition.
    On a séparé le compresseur, la bouteille anti-coup de liquide et le déshuileur pour les nettoyer à part. On a démonté le détendeur thermostatique pour le remplacer par un tube brasé afin d'assurer un bon débit d'alimentation. On a remplacé également le déshydrateur par un tube.
On a procédé comme dans les cas précédents. Le circuit n'était pas fortement encrassé. 19,29 kg de produit ont été nécessaires. Il en restait 8 kg à récupérer. On a rincé selon la même procédure que les cas précédents, pendant 1h30, soit 8 kg de R134a. Après avoir purgé le circuit, on a constaté avoir récupéré 19,1 kg sur les 19, 29 injectés. On estime que l'écart provenait des raccords qui n'étaient pas étanches parfaitement.

Claims (19)

  1. Fluide de nettoyage pour installation frigorifique, caractérisé par le fait qu'il comprend une huile de nettoyage en mélange avec un gaz liquéfié de transport avec lequel elle forme par détente une mousse de nettoyage.
  2. Fluide selon la revendication précédente dans lequel le gaz liquéfié a une température d'ébullition à pression atmosphérique inférieure à 20°C, de préférence inférieure à - 20°C.
  3. Fluide selon la revendication 1 ou 2, dont le gaz liquéfié est à base d'hydro-fluoro-carbone.
  4. Fluide selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel l'huile est miscible à au moins 10 % dans le gaz liquéfié, notamment entre 15 et 40 %.
  5. Fluide de nettoyage selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le fluide gazeux de transport est choisi parmi les produits R-134a, R-125, R-245fa, R-245ca, R-236ea et R-236fa, considérés seuls ou en mélange.
  6. Fluide de nettoyage selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'huile de nettoyage est une huile de synthèse, notamment de type POE, PAG ou alkyle benzène.
  7. Fluide de nettoyage selon l'une des revendications précédentes, constitué de 20 à 40 % de l'huile de nettoyage et de 80 à 60 % de gaz liquéfié.
  8. Fluide de nettoyage selon l'une des revendications précédentes, conditionné dans un récipient résistant à la pression, de telle sorte qu'il forme une mousse quand il est extrait du récipient pour être mis en circulation dans l'élément à nettoyer.
  9. Procédé de nettoyage d'un élément d'une installation frigorifique, au moyen d'une huile de nettoyage, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes : créer une mousse à partir de l'huile et d'un gaz liquéfié dans lequel elle est miscible au moins en partie, faire circuler la mousse dans ledit élément, extraire la mousse.
  10. Procédé selon la revendication précédente, selon lequel l'étape d'extraction est réalisée par mise en circulation dans l'élément, d'un fluide d'extraction miscible, en partie au moins, avec l'huile de nettoyage.
  11. Procédé selon la revendication précédente selon lequel le fluide d'extraction est formé, en partie au moins, dudit gaz liquéfié.
  12. Procédé selon la revendication précédente, selon lequel après extraction de la mousse de l'élément, on récupère celle-ci dans un récipient de récupération, on en extrait la phase gazeuse que l'on met en circulation dans ledit élément
  13. Procédé selon la revendication précédente, selon lequel on extrait ladite phase gazeuse au moyen d'une machine de transfert par laquelle le gaz est liquéfié avant d'être mis en circulation dans ledit élément.
  14. Procédé selon l'une des revendications 9 à 13, comprenant une étape initiale de mise en communication avec une source de vide.
  15. Procédé selon l'une des revendications 13 et 14, comprenant une étape finale de purge au moyen de la machine de transfert.
  16. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications, au moyen d'un fluide de nettoyage selon l'une des revendications 1 à 8, comprenant une source de fluide de nettoyage, un moyen de récupération du fluide de nettoyage, des conduits mettant en communication ladite source avec une entrée de l'élément à nettoyer, des conduits mettant en communication une sortie de l'élément à nettoyer avec le moyen de récupération, et des vannes commandant lesdites mises en communication.
  17. Dispositif selon la revendication précédente, comprenant une machine de transfert pouvant être interposée au moyen de vannes entre une sortie gazeuse du moyen de récupération et l'entrée de l'élément pour effectuer l'étape de rinçage par le gaz liquéfié.
  18. Dispositif comprenant une pompe à vide pouvant être mise en communication au moyen de vannes avec l'ensemble du circuit de nettoyage pour une mise au vide.
  19. Dispositif selon l'unes des revendications 15 à 18 comprenant un bloc composé desdites vannes avec des moyens de raccordement à au moins l'un des organes suivants : la source de fluide nettoyage, le moyen de récupération, une machine de transfert, une pompe à vide ou l'élément de l'installation frigorifique à nettoyer.
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