EP1354985B1 - 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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EP1354985B1
EP1354985B1 EP03290960A EP03290960A EP1354985B1 EP 1354985 B1 EP1354985 B1 EP 1354985B1 EP 03290960 A EP03290960 A EP 03290960A EP 03290960 A EP03290960 A EP 03290960A EP 1354985 B1 EP1354985 B1 EP 1354985B1
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EP
European Patent Office
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cleaning
fluid
oil
foam
liquefied gas
Prior art date
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EP03290960A
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German (de)
English (en)
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EP1354985A1 (fr
Inventor
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
    • 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
    • C11D2111/00—Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
    • C11D2111/10—Objects to be cleaned
    • C11D2111/14—Hard surfaces
    • C11D2111/20—Industrial or commercial equipment, e.g. reactors, tubes or engines

Definitions

  • the invention relates to the field of refrigerating installations in which a refrigerant circulates in a closed circuit. It aims in particular a means for cleaning the equipment.
  • the installations concerned by the present invention comprise a closed circuit in which circulates a refrigerant driven by means of a compressor of the lubricated type. Due to the lubrication requirements of the compressor, there is introduced, as is known, a lubricating oil.
  • the proper functioning of the installation is conditioned by a good condition of the inner surfaces of the circuit. It is up to the operator to remove impurities that may be entrained by the refrigerant. At the origin of the formation of its impurities, one finds the incidents of operation of the engine in hermetic or accessible hermetic units and the resulting formation of calamine, the presence of water in the circuit, the formation of acid, the degradation of the lubricating oil or the formation of oxides to welds and solders when they have been carried out without first evacuating the oxygen trapped in the conduits.
  • a cleaning operation is therefore necessary already at the start of a new installation or subsequently after repair of a fault that has caused the contamination of the circuit.
  • This keg is itself maintained at atmospheric pressure by being connected to the open air by a pipe which allows to evacuate the nitrogen and the possible vapors of product.
  • the venting is sufficient because the product has a low vapor pressure under the conditions of use, its boiling temperature being higher than 30 ° C.
  • the cleaning operation involves circulating the fluid by opening the cylinder valve.
  • the fluid is then propelled by the gas under pressure.
  • the circulation is eventually activated by creating water hammers in the fluid, by repeatedly opening and closing the valve.
  • the fluid supply is stopped when the liquid recovered in the barrel flows clear. The installation is clean.
  • the replacement product must have the same properties as the previous one. It must be a solvent for the products used in the installations, not be flammable under the conditions of use, be extractable, have a low viscosity, not leave residual traces or, strictly speaking, traces compatible with the fluids refrigerants and lubricating oils used in the refrigerant circuit. It must be inexpensive.
  • Cleaning oils based on polyol ester (POE) or polyalkylene glycol (PAG) in particular which have the stripping properties and the low viscosity required for this application. They are also compatible with the refrigerant used in the circuit. They are used in particular to convert facilities to new refrigerants. In circulation in a closed circuit, the quantity is of the order of 1%, 3% at the most. 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 is a non-extractable oil residue that can affect the proper operation or even cause breakage machine.
  • the subject of the invention is therefore a cleaning fluid for a refrigerating installation which does not have this drawback.
  • the cleaning fluid is characterized in that it comprises a liquid cleaning oil mixed with a liquefied transport gas with which it forms by expansion a cleaning foam, the cleaning fluid consisting of 10 to 80% cleaning oil and 90% to 20% liquefied gas.
  • the transport fluid is based on hydro-fluoro-carbon.
  • R-134a tetrafluoro 1,1,1,2 ethane
  • the cleaning agent is a POE or PAG oil.
  • Other products are concerned 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 fluid R-134a is however the most suitable fluid for the present application.
  • the cleaning fluid consists of 20 to 40% 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, to act mechanically to detach and cause impurities of the circuit in which it is injected. Moreover, in this form, it limits the amount of cleaning oil contained in the circuit during the cleaning operation and therefore the amount of residual product that is necessary to extract after cleaning. In addition, the liquefied gas alone can be used to flush the circuit through its miscibility with the cleaning agent.
  • the fluid is packaged in a pressure vessel, at least 4 bar, 10 bars maximum, so that it forms a foam when extracted from it.
  • the invention therefore also relates to a method for cleaning a circuit element in which circulates a refrigerant of a refrigeration system. This is characterized in that it comprises the following steps: creating a foam from the oil and a transport fluid, circulating the foam in said element, extracting the foam.
  • the extraction step is carried out by circulating in the element to be cleaned, a miscible extraction fluid, at least in part, with the cleaning oil.
  • the extraction fluid is formed of the transport fluid which has been separated from the foam.
  • the foam from the element After extracting the foam from the element, it is collected in a recovery vessel, and circulating the transport fluid in said element by means of a transfer machine.
  • the transport fluid is extracted in gaseous form from said vessel and then liquefied before being injected into the element of the refrigerating plant.
  • the method comprises an initial step of placing in communication with a source of vacuum. It also includes a final purge step by means of the transfer machine.
  • the invention also relates to a device for carrying out the method by means of a cleaning fluid. It comprises a source of cleaning fluid, a means for recovering the cleaning fluid, ducts connecting said source with an inlet of the element of the refrigerating installation to be cleaned, ducts putting into communication an outlet of the element to clean with the recovery means, and valves controlling said links.
  • the device also comprises a transfer machine, which can be interposed by means of valves between a gas outlet of the recovery means and the inlet of the element to perform the rinsing step.
  • the device comprises a vacuum pump which can means of valves to the entire cleaning circuit for a vacuum.
  • the device comprises a block composed of said valves with means for connection to at least the source of cleaning fluid, the recovery means, a transfer machine, a vacuum pump or the element of the invention. refrigerating system to be cleaned.
  • FIG. 1 we see an element of a refrigeration system F to clean.
  • a serpentine-shaped pipe with an F1 input and an F2 output.
  • the invention is not limited to the cleaning of a single element; all or part of an installation can be cleaned
  • the source of cleaning fluid is represented by a BF bottle. It comprises a valve BF1 for controlling the extraction of the cleaning fluid FN which shows the liquid phase and the gas or vapor phase represented by transparency.
  • the valve controls the passage through a dip tube in the liquid phase.
  • the cleaning fluid consists of a mixture of cleaning oil and liquefied gas.
  • the cleaning agent is to solubilize the lubricating oil to be extracted, to draw off the water and the acids, as well as the contamination products.
  • the cleaning oil is a synthetic oil, preferably based on polyol ester (POE) or polyalkylene glycol (PAG). These products are commercially available for POE, for example under the brand names Planetelf ACD of the company Totalfinaelf, Arctic EAL de the company Exxon Mobil or Emkarate RL from ICI-Emkarate, and for the PAG, for example under the brand names Planetelf Pag488, Planetelf Pag244 and Planetelf Pag Sp20 by 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 of 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 ambient pressure below 20 ° C and preferably below -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 obtain a foam and a minimum amount of gas to obtain a pressure.
  • the rate is between 10% and 70% of cleaning oil.
  • a mixture of 20 to 40% of cleaning oil is advantageously used for 80 to 60% of liquefied gas.
  • R-134a fluid is the preferred liquefied gas.
  • the cleaning fluid recovery means which is also a bottle BR.
  • This includes two valves, BR1 and BR2.
  • the valve BR1 controls the passage through a tube immersed in the liquid phase of the recovered fluid
  • the valve BR2 controls the passage through a shorter tube communicating with the gas phase of the recovered fluid.
  • An autonomous transfer machine T comprises a pump which is preferably a dry piston or a diaphragm piston, TP, because it does not require any lubricating oil.
  • a pump which is preferably a dry piston or a diaphragm piston, TP, because it does not require any lubricating oil.
  • the use of an open compressor, airtight or hermetic accessible is possible but we face the risk of pollution, and it requires a monitoring of the oil level. It also includes a ventilated TE exchanger.
  • the fluid to be transferred initially in the vapor state, is admitted inside by an inlet T1 which is provided with a filtering means T3. He passes successively through the pump and then into the exchanger where it is cooled down to liquefaction and is discharged through the outlet T2.
  • the device of the invention comprises a block V having 6 valves V1 to V6, and internal conduits putting in communication six pipe connectors: VT1, VBR1, VE2, VBR2, VT2, VE1, VV, VBF.
  • block is meant any assembly comprising the various organs. These can be mounted on a support plate for example.
  • the valves are two-way with manual control.
  • the valves V1, V3 and V5 are placed in series, the valves V2, V4 and V6 also.
  • the valve V1 is placed in series with the connection 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 connection.
  • the V2 valve is in series with the VBR2 fitting on one side and with the V4 valve on the other. This communicates with the valve V6 which is connected to the connection VV.
  • the fitting VBR1 corresponds with the duct connecting the valves V1 and V5, the fitting VT2 with the duct connecting the valves V5 and V3, the fitting VT1 with the duct connecting V2 and V4, and the fitting VE1 with the duct connecting V4 and V6.
  • a duct communicates the duct placed between the valves V4 and V6, and the duct placed between the valve V3 and the VBF coupling.
  • the connectors allow the connection of external pipes, for example flexible, to put them in communication with the different valves as explained below. Fittings can be fast type.
  • the pipe C1 connects the valve BF1 of the cleaning fluid bottle to the VBF connection; the pipe C2 connects the valve of the recovery bottle BR1 to VBR1; the pipe C3 connects the valve BR2 to VBR2; the pipe C4 connects the connection VE2 to an inlet F2 of the element to be cleaned; the pipe C5 connects VE1 to another input F1 of the element; the pipe C7 connects VT2 to the output T2 of the transfer machine; the pipe C6 connects VT1 to the input T1 of the transfer machine. Finally the pipe C8 connects VV to a vacuum pump PV.
  • the cleaning of an element of a refrigeration plant is carried out as follows.
  • the connections were made as shown on the figure 1 .
  • All faucets are closed.
  • a heating jacket is placed around the bottle B so as to maintain it at a temperature of between 20 ° C. and 50 ° C. as a function of the ambient temperature.
  • the bottle contains for example 30% of POE oil and 70% of a liquefied gas such as R-134a which by relaxing through the oil is likely to lather.
  • the liquefied gas chosen also has the property of being miscible with the cleaning oil.
  • the operation is initialized by placing the entire circuit under vacuum.
  • the taps of the bottles are closed.
  • the six valves are opened and the vacuum pump PV is started.
  • the void does not need to be pushed; when the pump manometer reads -1bar, the valve V6 is closed, and the pump is stopped.
  • Valves V2, V3, V4, V5 and V6 are closed.
  • Valve V1 remains open.
  • the tap BF1 is opened. This has the effect of allowing the liquefied gas to relax. Passing through the FNL liquid phase, it forms a foam.
  • the foam formed of the oil-gas mixture is propelled into the circuit which is in depression. A few moments later, the time that the pipes are filled, we open the valve BR1 of the recovery bottle.
  • the foam expelled from the bottle BF travels the ducts C1 and C5 before entering the element of the refrigerating plant.
  • the combined effect of POE oil, stripping and detergent, and foam, abrasive allows the detachment of particles or waste adhering to the walls.
  • the circulation and fluid status can be monitored by observing the LEDs located at the two VBF and VBR1 connections. When the fluid has a sufficiently clear appearance, the cleaning phase is stopped by closing the valve BF1.
  • Valves V4, V5 and V6 are closed.
  • the valves V1, V2 and V3 are opened as well as the valve BR2.
  • a heating jacket is placed around the bottle BR to promote the vaporization of the liquefied gas from the mixture collected in the bottle.
  • R-134a gas simply heat to 30 ° C.
  • the compressor TP of the transfer machine is started. The machine sucks up the gas phase of the bottle BR. It therefore includes only the gas separated from the oil. It follows the conduits C3 and C6, enters the machine through the filter T3, is compressed by the self-lubricating compressor piston and then cooled in the TE exchanger, enough to liquefy.
  • the liquefied gas flows through the conduit C7 and passes through the element F. Because of its miscible nature with the cleaning oil, and because it is at the entrance of the element with a close oil level from zero, it absorbs all traces of oil that it meets in the circuit, until saturation. It is then brought back to the recovery bottle BR where the liquid phase is deposited at the bottom. Rinsing is continued until no more foam is seen through the VBR1 fitting indicator.
  • the cleaning operation is completed by purging the ducts.
  • the figure 4 shows the circulation of fluids. Close the BR2 valve of the recovery bottle, the valve BF1 of the cleaning fluid bottle, and the valves V1, V3 and V6. Valves V2, V4 and V5 are opened. We put in action the transfer machine. The created depression aims to empty all the ducts and the element of the refrigeration system. The mixture is discharged by the compressor of the transfer machine into the recovery bottle. The machine is stopped when its manometer indicates a given pressure that is considered satisfactory, for example 0.15 bar relative.
  • the set is then ready for a new start.
  • the storage mixture is a single-phase liquid at all temperatures between 0 ° C and 50 ° C and all proportions tested.
  • the foam is formed by relaxation
  • the foaming effect of the mixture is strong when it comprises between 10 and 80% oil. It decreases rapidly outside these proportions.

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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 entraîné 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 entraînées 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 entraîné 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 connaît 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 entraîner 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, le fluide de nettoyage étant constitué de 10 à 80 % d'huile de nettoyage et de 90 % à 20 % de gaz liquéfié. Avantageusement, le fluide de transport est à base d'hydro-fluoro-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.
  • De préférence le fluide de nettoyage 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 entraîner 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'un élément de circuit dans lequel circule un fluide frigorigène 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, sans rejet dans 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.
  • Il comprend également 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 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 apparaître 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'entraîner 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 apparaît 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 entraîné 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 (18)

  1. Fluide de nettoyage pour installation frigorifique, caractérisé par le fait qu'il est constitué de 10 à 80 % en poids d'une huile de nettoyage en mélange avec 90 % à 20 % d'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 de circuit dans lequel circule un fluide frigorigène dans 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 finale 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 13 à 15, au moyen d'un fluide de nettoyage selon l'une des revendications 1 à 8, comprenant une source de fluide de nettoyage (BF), un moyen de récupération du fluide de nettoyage (BR), des conduits mettant en communication ladite source avec une entrée de l'élément à nettoyer (F), 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, une machine de transfert (T) 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.
  17. Dispositif selon la revendication précédente comprenant une pompe à vide (PV) pouvant être mise en communication au moyen de vannes avec l'ensemble du circuit de nettoyage pour une mise au vide.
  18. Dispositif selon l'une des revendications 16 à 17 comprenant un bloc (V) 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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