EP3109571A1 - Gasanalysesystem, service-gerät für fahrzeugklimaanlagen mit einem gasanalysesystem sowie verfahren zum betreiben desselben - Google Patents

Gasanalysesystem, service-gerät für fahrzeugklimaanlagen mit einem gasanalysesystem sowie verfahren zum betreiben desselben Download PDF

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Publication number
EP3109571A1
EP3109571A1 EP16175087.2A EP16175087A EP3109571A1 EP 3109571 A1 EP3109571 A1 EP 3109571A1 EP 16175087 A EP16175087 A EP 16175087A EP 3109571 A1 EP3109571 A1 EP 3109571A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
pressure
valve
oil separator
oil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16175087.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marcel Flesch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dometic Sweden AB
Original Assignee
Dometic Sweden AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dometic Sweden AB filed Critical Dometic Sweden AB
Publication of EP3109571A1 publication Critical patent/EP3109571A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B45/00—Arrangements for charging or discharging refrigerant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2345/00—Details for charging or discharging refrigerants; Service stations therefor
    • F25B2345/003—Control issues for charging or collecting refrigerant to or from a cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2345/00—Details for charging or discharging refrigerants; Service stations therefor
    • F25B2345/005—Service stations therefor

Definitions

  • the invention relates to a gas analysis system having the features of the preamble of claim 1, a service unit for vehicle air conditioners with upstream refrigerant gas analysis with the features of the preamble of claim 2 and a method of operating the same with the features of the preamble of claim 5.
  • a generic Gas analysis system a gas analyzer and upstream of the gas analyzer with this fluidically connected oil separator.
  • a valve-controlled supply line for supplying a gas / liquid / oil mixture whose gas at room temperature, possibly under pressure, is condensed fluidly connected.
  • a valve-controlled gas exhaust duct leading to the gas analyzer for supplying the gas freed from the oil from the gas / liquid / oil mixture into the gas analyzer is fluidly connected to the oil separator.
  • a valve-controlled drain line for discharging the freed of the gas from the gas / liquid / oil mixture fluid from the oil separator is fluidly connected downstream of the oil separator.
  • Generic gas analysis systems and service equipment for vehicle air conditioning systems are used, inter alia, to empty the refrigerant circuit of different vehicle air conditioning systems from time to time and to introduce a new refrigerant charge as part of a maintenance.
  • it is necessary to comply with exact quantities and / or refrigerant specifications.
  • lubricating oil for the compressor of the refrigerant circuit of the vehicle air conditioner must be removed and usually refilled. This also takes place in quantities and specifications dependent on the vehicle type or type of air conditioning unit.
  • Some vehicle air conditioning systems also require an additive for the refrigerant circuit, which is also at least partially replaced in a maintenance service.
  • the compressor oil enters the refrigerant circuit and is therefore pumped with the operation of the vehicle air conditioners.
  • refrigerant and compressor oil are compatible with each other for this purpose.
  • service equipment for vehicle air conditioners usually also have a separator with which refrigerant from the refrigerant / compressor oil mixture can be separated for reuse (compressor oil separator).
  • Used compressor oil as well as, where appropriate, used additive is / are usually collected by the service device for later discarding or reuse.
  • this document uses a gas analyzer for the refrigerant to be extracted Analysis accuracy is improved by separating oil components from the refrigerant / compressor oil mixture prior to sampling.
  • the object of the invention is to provide a gas analysis system that substantially reduces the risk of damage to the gas analyzer.
  • a generic gas analysis system with the features of claim 1, a service device for vehicle air conditioners with the features of claim 2 and a method with the features of claim 5 is proposed.
  • the valve-controlled supply line to a pressure-reducing evaporation element and / or a pressure-dependent working switching element.
  • the optional pressure responsive switching element is configured to command the interruption of fluid communication between the valve controlled supply line and the gas analyzer when the gas pressure in the oil separator reaches a predetermined maximum pressure.
  • the invention has recognized that the above measures can effectively prevent the risk of a transfer of oil-free liquid from the oil separator into the gas analyzer.
  • FIG. 10 shows a gas analyzer unit 160 as used for separating oil from a gas / liquid / oil mixture containing the oil and for analyzing the oil-removed component in a gas analyzer 161, and particularly for analyzing the circulating fluid from and for vehicle air conditioners is.
  • This gas analysis unit is preferably, but not exclusively, used in a service unit for air conditioners, as exemplified in US Pat Fig. 2 shown and described below.
  • the gas analysis unit 160 comprises an oil separator 156, also referred to as an oil separator tank, connected upstream of a gas analyzer 161 known per se.
  • the oil separator 156 has a supply line 156B controlled, for example, via a check valve 156A, through which gas / liquid / oil mixture (also referred to as sample material) is supplied to the oil separator 156 when, as is usually the case, one for the sample delivery required pressure difference between a point upstream of the check valve 156A compared to the internal pressure of the oil separator 156 and the gas analyzer 161 is present.
  • a sampling pump could also be used. In each case, therefore, there is a pressure difference in sampling between a location upstream of the check valve 156A and the interior of the oil separator 156 and the gas analyzer 161, respectively.
  • the oil separator 156 is further fluidically connected to a gas discharge line 161 D which is valve-controlled downstream of a check valve 161 B and leads to the gas analyzer 161 for supplying thereto an oil-free gas to be analyzed.
  • the oil separator 156 is further provided in its lower portion, also referred to as an oil sump, with a drain line 156D which is valve controlled via a check valve 156C and allows the liquid separated in the oil separator to be removed therefrom.
  • the drain line 156D further serves to evacuate the interior of the oil separator 156 to below atmospheric pressure via an optional connection to a vacuum pump.
  • the valve-controlled supply line 156B now comprises a pressure-reducing evaporation element, preferably in the form of a capillary tube 162A.
  • a pressure drop occurs.
  • the differential pressure conditions and the dimensions of the capillary tube are selected such that oil present in the sample remains liquid while the remaining sample constituents, in particular the refrigerant for a vehicle air conditioning system, increasingly evaporate.
  • the sample mixture accumulating in the oil separator 156 is changed in its gas / liquid ratio in favor of an increased gas fraction with regard to the oil-free sample components. It has been found that this reduces the risk that liquid components of the sample material freed from the oil also enter the gas discharge line 161D of the oil separator 156 and thus cause damage to the gas analyzer 161.
  • the pressure difference ratios and operating temperatures in the gas analysis unit 160 may now be extremely different and also vary during sampling.
  • the internal pressure in the oil separator 156 may be very different from case to case.
  • the oil separator 156 is preceded by a pressure switch 162 B, which monitors the internal pressure in the oil separator 156 and closing a shut-off valve 156 A in the Gas supply line 156B caused directly or indirectly.
  • the shut-off valve 156A is then kept closed at least until the internal pressure in the oil separator 156 falls below the preset value again.
  • This measure is of inherently inventive significance - even if an upstream evaporation element, such as the capillary tube 162A, does not exist or its evaporation effect is too low.
  • Fig. 1 represents both an evaporator element and a pressure switch, it is therefore possible to dispense with one of the two without departing from the concept of the present invention.
  • the sample pressure applied to the gas analyzer 161 can be reduced to a desired level via a pressure reducer 161C upstream of the analyzer.
  • the gas analysis unit allows, even at very different pressure and differential pressure ratios and / or operating temperatures of the sampling material, the gas analyzer from unwanted Sample components, can be safely protected and can provide exceptionally reliable gas analysis values.
  • the gas analysis unit a variety of oil and non-oil components of the sample can be analyzed, such as - and insofar preferred - a variety of refrigerants of cooling circuits, in particular vehicle air conditioning systems, both before emptying and before refilling the vehicle air conditioning.
  • FIG. 2 results in the overall structure of a service device including a gas analysis unit after FIG. 1
  • service connection connectors 109A, 109B are provided for connection to the coolant / compressor oil circuit of, for example, a vehicle air conditioning system (not shown here), in order to maintain the latter, in particular to empty and refill it.
  • Via pressure hoses 111A, 111B there is a fluid connection to a first switching valve block 130, the function of which will be explained below.
  • the switching valve block 130 is fluidly connected to a separator 140 shown on the right of the image, which will be explained later, and (center in the middle of the picture) with a vacuum unit 150, which will also be explained below.
  • a low pressure gauge 126A and a high pressure gauge 126B connected to the switching valve block 130 serve, among other things, the state and function control of a gas / liquid mixture, such as a refrigerant compressor oil circuit of a vehicle air conditioner.
  • the switching valve block 130 is fluidly connected to a refill system 119, such as herein for compressor oil and additives, with dispensers 119C, 119D, for example, a leak detection additive, respectively, for fresh oil.
  • the system pressure within the switching valve block 130 which is important after the system control fluid circuit has been started, which will be explained below, is monitored by a pressure sensor 131A connected to a manifold 130A, 130B of the switch valve block 130, so that the system pressure, in particular the refrigerant pressure the vehicle air conditioning system is monitored, whereby, among other things, the below-described circulation systems (separation stage 140 and vacuum unit 150 or associated valve circuits) can be controlled.
  • isolation stage 140 After connecting service port connectors 109A, 109B to the appropriate ports, e.g. a vehicle air conditioner, and selectively enabling the respective valves LP 1 and 2, HP 1 and 2, LP 3 and 4, HP 3 and 4 of the switching valve block 130, the system pressure, e.g. the vehicle air conditioner, to transfer a first portion of the gas / liquid mixture, such as the contents of the refrigerant compressor oil circuit of the vehicle air conditioner, to the separation stage 140.
  • This system pressure is already around 3 bar absolute at 0 ° C and is already on the order of 6 bar absolute at about 20 ° C, so that such as e.g.
  • the promotion of the gas / liquid mixture takes place.
  • the initial evacuation e.g. a vehicle air conditioning system, not shown, initially carried out automatically to the separation stage 140.
  • this promotion can be assisted by operating a compressor 112, as explained below, and can be further maintained later with decreasing system pressure.
  • the exemplary refrigerant / compressor oil mixture passes through a coarse filter 114 and at, e.g. about 3.5 bar absolute constant pressure valve 141 into a, e.g. Separator 142 is designed as a double-walled heat exchanger.
  • the volatile components are evaporated and the gas phase passes via a line 146A into a gas dryer 146 and from there into the compressor 112.
  • the separator 142 is used in the illustrated preferred embodiment as a separator for liquid components of the exemplary refrigerant / compressor oil mixture, which is at its core to the compressor oil, optionally contained additives as well as residual amounts of the refrigerant bound in the compressor oil.
  • This liquid phase is supplied to a waste oil container 116 via an oil drain valve 116A.
  • the accumulating quantities can be registered via a weighing device (not shown) which, if desired, also coordinates the container.
  • the compressor 112 ensures that on its output side, the exemplary refrigerant is compressed to a pressure of up to, for example, 19 bar absolute.
  • a high pressure switch 112A limits the pressure to eg 19 bar.
  • a magnetic valve 112D Via a magnetic valve 112D, the compressed, dried refrigerant freed of compressor oil and additives passes into a heating coil 142C, which is located in the gas space of the separator 142.
  • the example in the compressed refrigerant contained compression heat to be discharged in order to evaporate as far as possible on the cold side of the exemplary vehicle air conditioning fresh incoming refrigerant / compressor oil mixture.
  • the purified (recycled) exemplary refrigerant passes through a valve 142D and a connection line 129 to a reservoir 115.
  • the storage container and its contents can be weighed by a weighing device (not shown).
  • the reservoir may be preceded by a condenser 115A, which may optionally be weighed and in which the exemplary refrigerant under compression pressure is condensed, to allow the refrigerant in liquid form to enter the liquid portion of the reservoir 115 via a check valve 115D and a riser 115E.
  • Both the (first) separator 112B and the reservoir 115 are designed as so-called pressure vessels.
  • the pressure in the storage tank 115 is secured against overpressure by a valve 115B, because the gas phase of non-condensable gases forming above the liquid level must, for safety reasons, be above a certain overpressure of e.g. 16 bar regulated to be drained.
  • the liquid refrigerant can return via the riser 115E, a valve 115F and a connection line 115G back into the switchover valve block 130, preferably into its manifold 130A (as indicated below).
  • the vacuum unit 150 will, if appropriate, actuate it corresponding valves (150A, 150B, 150C), started.
  • the vacuum pump 113 From the output side of the vacuum pump 113, this gas or gas mixture passes into the connecting line 143, which fluidly couples the switching valve block 130 via the vacuum unit 150 to the separating stage 140.
  • the funded by the vacuum pump 113 amounts of gas from the exemplary vehicle air conditioning system are thus treated in the separation stage 140 including any weighing as well as at the beginning of the discharge process from the vehicle air conditioning independently exiting amounts of exemplary refrigerant / compressor oil mixture.
  • the difference to the first phase, referred to here as Abströmphase is that in the second phase, referred to here as Evakuierphase, from the vehicle air conditioning due to the previous supported by the compressor 112 outflow phase no liquid components more, so essentially only gaseous refrigerant or possibly sucked air from the vehicle air conditioner become.
  • the gas volumes are significantly lower.
  • the evacuation process is terminated.
  • the gas pressure generated by the vacuum pump 113 on its output side should not exceed an order of magnitude of 2 bar absolute in order not to damage the vacuum pump 113.
  • a pressure switch 150D is associated, with the aid of which, the vacuum pump 113, when an outlet pressure of e.g. 2 bar turns off until the output pressure has dropped again accordingly, so that the vacuum pump 113 can be switched on again.
  • the vacuum pump 113 is downstream of the valve 150C designed as a drain valve, and may e.g. lead into the atmosphere. Thus, if only air is sucked out of the repaired vehicle air conditioning system for subsequent refilling, it does not necessarily have to reach the separation stage 140.
  • the evacuable oil separator 156 is at or near its upper end via a connection line 156B and a, z. B. Hand-operated or automatically actuated shut-off valve 156A close to the input side of the switching valve block 130 with the low-pressure side fluidly connected.
  • the oil separator 156 is fluidically connectable to the suction side of the vacuum pump 113 at or near its lower end via at least one other shut-off valve 156C and a connection line 157B and further via the first switching valve block 130 and its manifold 130A.
  • the connecting line 157B preferably has a flow connection also to the waste oil container 116 so that compressor oil accumulated in the oil separator 156 can also be received directly by the waste oil container 116.
  • this service device 100 for a vehicle air conditioning system is as follows: At the beginning of a refrigerant exchange, the service connection connectors 109A, 109B are fluidly coupled to the respective coupling points of the refrigerant circuit of a vehicle air conditioning system. So then the analysis routine is done as related to FIG. 1 partly already described. First, an evacuation routine for the oil separator 156 is performed. For this purpose, the shut-off valves 156A and 161B, possibly automatically, closed and the shut-off valve 156C kept open or preferably electrically, opened. In the manner described above, the oil separator 156 evacuated and its internal pressure to z. B 1 mbar are lowered absolutely.
  • the short lines are evacuated upstream of the oil separator 156 up to the said shut-off valve (s), so that no gases falsifying the subsequent analysis, especially in the oil separator 156, are present. Any residues of compressor oil are transferred from the oil separator 156 in the waste oil container 116.
  • the oil separator 156 is sealed off to the vacuum pump 113 by closing the shut-off valve 156C and fluidly connected by opening the shut-off valve 156A via the communication line 156B to the gas analysis port 161A and the low-pressure line such as the pressure hose 111A.
  • the oil separator 156 is also fluidly connected to the service port connector 109A of the low-pressure side and the upstream-connected vehicle air conditioner.
  • the liquid phase of the refrigerant / compressor oil mixture continues - as far as it could not be vaporized by the evaporation element, such as a capillary tube 162A - In the bottom region at the lower end of the oil separator 156, while in the above this liquid level forming gas phase vaporized refrigerant and possibly air are.
  • the degree of separation is preferably 99% or better, but should be at least above 90%.
  • the oil separator 156 is fluidically connected to the gas analyzer 161 by opening its input-side shut-off valve 161 B.
  • the overpressure which generally prevails in the gas phase of the oil separator, refrigerant gas and possibly air, but no compressor oil or liquid refrigerant, flow into the gas analyzer 161.
  • the gas analysis is performed and then the tested refrigerant sample is discharged from the analyzer.
  • the refrigerant present in the oil separator 156 and the compressor oil can now be sucked off by opening the shut-off valve 156C again.
  • the extracted mixture is not released into the atmosphere, but supplied from the vacuum pump 113 via the connecting line 143 to the separator 142 to deposit the compressor oil in the waste oil container 116 and to recover the refrigerant in the same manner as in the step of emptying the vehicle air conditioning happens.
  • the compressor oil can, as related to FIG. 2 already mentioned above, via the connecting line 157 B and a flow connection to the waste oil container 116, are also taken directly from the waste oil container 116.
  • the refrigerant / compressor oil mixture can pass through the first valve block 130 in the separation stage 140 and treated there, as in connection with FIG. 2 already explained in more detail.
  • the gas analyzer 161 does not accept the refrigerant sample obtained from the vehicle air conditioner, the refrigerant / compressor oil mixture from the vehicle air conditioner may not flow into the service device 100 or not. In this case, the refrigerant / compressor oil mixture is discharged and does not get into the switching valve block 130 or not.

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Abstract

Gasanalysesystem, mit einem Gasanalysator (161) und einem stromauf des Gasanalysators mit diesem fluidisch verbundenen Ölseparator (156), mit einer mit dem Ölseparator stromauf desselben fluidisch verbundenen ventilgesteuerten Zuführleitung (156B) zum Zuführen eines Gas/Flüssig/Öl-Gemisches dessen Gas bei Raumtemperatur, ggf. unter Überdruck, kondensierbar ist, mit einer mit dem Ölseparator stromab desselben fluidisch verbundenen, zum Gasanalysator (161) führenden ventilgesteuerten Gasabführleitung (161 D) zum Zuführen des von dem Öl befreiten Gases aus dem Gas/Flüssig/Öl-Gemisch in den Gasanalysator (161), und mit einer mit einem Sumpfbereich des Ölseparators fluidisch verbundenen ventilgesteuerten Entbehrungsleitung (156D) zum Abführen der von dem Gas aus dem Gas/Flüssig/Öl-Gemisch befreiten Flüssigkeit aus dem Ölseparator (156), bei dem die ventilgesteuerte Zuführleitung (156B) ein druckreduzierendes Verdampfungselement und/oder ein druckabhängig arbeitendes Schaltelement aufweist, das dazu eingerichtet ist, die Unterbrechung der Fluidverbindung zwischen der ventilgesteuerten Zuführleitung (156B) und dem Gasanalysator (161) zu befehlen, wenn der Gasdruck im Ölseparator (156) bzw. im Gasanalysator (161) einen vorbestimmten maximalen Druck erreicht.

Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft ein Gasanalysesystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, ein Servicegerät für Fahrzeugklimaanlagen mit vorgeschalteter Kältemittel-Gasanalyse mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 2 sowie ein Verfahren zum Betreiben desselben mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 5. Demnach umfasst ein gattungsgemäßes Gasanalysesystem einen Gasanalysator und einem stromauf des Gasanalysators mit diesem fluidisch verbundenen Ölseparator. Mit dem Ölseparator ist stromauf desselben eine ventilgesteuerte Zuführleitung zum Zuführen eines Gas/Flüssig/Öl-Gemisches dessen Gas bei Raumtemperatur, ggf. unter Überdruck, kondensierbar ist, fluidisch verbunden. Mit dem Ölseparator ist weiterhin, und zwar stromab desselben, eine zum Gasanalysator führende ventilgesteuerte Gasabführleitung zum Zuführen des von dem Öl befreiten Gases aus dem Gas/Flüssig/Öl-Gemisch in den Gasanalysator fluidisch verbunden. Schließlich ist mit einem Sumpfbereich des Ölseparators eine ventilgesteuerte Entleerungsleitung zum Abführen der von dem Gas aus dem Gas/Flüssig/Ol-Gemisch befreiten Flüssigkeit aus dem Ölseparator fluidisch verbunden.
    • TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND
  • Gattungsgemäße Gasanalysesysteme und Service-Geräte für Fahrzeugklimaanlagen dienen unter anderem dazu, im Rahmen einer Wartung den Kältemittelkreislauf unterschiedlichster Fahrzeugklimaanlagen von Zeit zu Zeit zu entleeren und eine neue Kältemittelfüllung einzubringen. Dabei ist es u.a. erforderlich genaue Mengen und/oder Kältemittelspezifikationen einzuhalten. Außerdem muss in vielen Fällen Schmieröl für den Kompressor des Kältemittelkreislaufs der Fahrzeugklimaanlage entfernt und in der Regel wieder nachgefüllt werden. Auch dies erfolgt in vom Fahrzeugtyp bzw. Klimagerätetyp abhängigen Mengen und Spezifikationen. Manche Fahrzeugklimaanlagen benötigen außerdem ein Additiv für den Kältemittelkreislauf, welches bei einem Wartungsservice ebenfalls zumindest teilweise ausgetauscht wird. Üblicherweise gelangt das Kompressorenöl in den Kältemittelkreislauf und wird beim Betrieb der Fahrzeugklimaanlagen daher mit umgepumpt. Nur ganz bestimmte Paarungen von Kältemittel und Kompressorenöl sind für diesen Zweck miteinander verträglich. Um nach dem Absaugen des Kältemittel/Kompressorenöl-Gemisches zumindest einen Teil, vorzugsweise den überwiegenden Teil, des Kältemittels zur Wiederverwendung zurückgewinnen zu können, weisen Service-Geräte für Fahrzeugklimaanlagen üblicherweise auch einen Separator auf, mit welchem Kältemittel aus dem Kältemittel/Kompressorenölgemisch zur Wiederverwendung abgetrennt werden kann (Kompresseröl-Separator). Gebrauchtes Kompressorenöl sowie, gegebenenfalls, gebrauchtes Additiv wird/werden in der Regel durch das Service-Gerät aufgefangen, um später verworfen oder wiederverwendet zu werden.
  • Aus der WO 2012/159749 A1 der Anmelderin, von der die Erfindung ausgeht und wie sie am 29.11.2012 veröffentlicht wurde, ist ein Service-Gerät für Fahrzeugklimaanlagen mit vorgeschalteter Gasanalyse bekannt. Die Offenbarung dieser Druckschrift wird durch Bezugnahme auch zum Inhalt der vorliegenden Patentanmeldung gemacht.
  • Um zu vermeiden, dass aus einer zu wartenden Fahrzeugklimaanlage ein, z.B. fälschlich dort verwendetes, Kältemittel in - das Service-Gerät gelangt, das mit dem/den übrigen von dem Service-Gerät abgesaugten und in ihm gespeicherten Kältemittel/n nicht verträglich ist, wird in dieser Druckschrift ein Gasanalyse-Geräte für abzusaugendes Kältemittel eingesetzt, dessen Analysegenauigkeit durch Abscheiden von Ölbestandteilen aus dem Kältemittel-/Kompressoröl-Gemisch vor der Probenentnahme verbessert wird.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Es wurde gefunden, dass trotz der vorbezeichneten Ölabscheidung das Analysegerät durch flüssige Kältemittelbestandteile der zu messenden Probe nachhaltig geschädigt werden kann. Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gasanalysesystem zu schaffen, dass das Schädigungsrisiko des Gasanalysators erheblich verringert.
  • Zur Lösung des der Erfindung zugrunde liegenden Problems wird ein gattungsgemäßes Gasanalysesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Servicegerät für Fahrzeugklimaanlagen mit den Merkmalen des Anspruchs 2 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 vorgeschlagen. Demnach weist bei einem gattungsgemäßen Gasanalysesystem die ventilgesteuerte Zuführleitung ein druckreduzierendes Verdampfungselement und/oder ein druckabhängig arbeitendes Schaltelement auf. Das etwaige druckabhängig arbeitende Schaltelement ist dazu eingerichtet, die Unterbrechung der Fluidverbindung zwischen der ventilgesteuerten Zuführleitung und dem Gasanalysator zu befehlen, wenn der Gasdruck im Ölseparator einen vorbestimmten maximalen Druck erreicht.
  • Die Erfindung hat erkannt, dass sich durch die vorbezeichneten Maßnahmen das Risiko eines Übertritts ölbefreiter Flüssigkeit aus dem Ölseparator in den Gasanalysator wirkungsvoll verhindern lässt.
  • Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung, in der - beispielhaft - ein Ausführungsbeispiel eines Servicegeräts für Fahrzeugklimaanlagen dargestellt ist. Auch einzelne Merkmale der Ansprüche oder der Ausführungsformen können mit anderen Merkmalen anderer Ansprüche und Ausführungsformen kombiniert werden.
    • KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    eine Gasanalyse-Einheit als Blockschaltbild;
    Fig. 2
    ein Servicegerät für Fahrzeugklimaanlagen mit der Gasanalyse-Einheit nach Fig. 1 als Blockschaltbild.
    DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Das Blockschaltbild nach Fig. 1 zeigt eine Gasanalyseeinheit 160, wie sie für das Separieren von Öl aus einem das Öl enthaltenden Gas/Fiüssig/Ol-Gemisch und für eine Analyse der vom Öl befreiten Komponente in einem Gasanalysator 161 verwendet wird und insbesondere zur Analyse des Kreislauffluids von und für Fahrzeugklimaanlagen vorgesehen ist. Diese Gasanalyseeinheit wird vorzugsweise -aber nicht ausschließlich - in einem Servicegerät für Klimaanlagen eingesetzt, wie es beispielhaft in Fig. 2 dargestellt und weiter unten beschrieben wird.
  • Die Gasanalyseeinheit 160 umfasst einen, einem an sich bekannten Gasanalysator 161 vorgeschalteten, Ölseparator 156, auch als Ölabscheidebehälter bezeichnet. Der Ölseparator 156 weist eine zum Beispiel über ein Absperrventil 156A gesteuerte Zuführleitung 156B auf, durch welche Gas/Flüssig/Ol-Gemisch (auch als Probenmaterial bezeichnet) dem Ölseparator 156 zugeführt wird, wenn - wie es in der Regel der Fall ist - ein für die Probenförderung erforderlicher Druckdifferenz zwischen einer Stelle stromauf des Absperrventils 156A im Vergleich zum Innendruck des Ölseparators 156 bzw. des Gasanalysators 161 ansteht. Grundsätzlich konnte aber auch eine Probennahmepumpe verwendet werden. In jedem der Fälle steht also eine Druckdifferenz bei der Probennahme zwischen einer Stelle stromauf des Absperrventils 156A und dem Inneren des Ölseparators 156 bzw. des Gasanalysators 161 an.
  • Der Ölseparator 156 ist weiterhin mit einer Gasabführleitung 161 D fluidisch verbunden, die stromab durch ein Absperrventil 161 B ventilgesteuert ist und zum Gasanalysator 161 führt, um diesem ein von dem Öl befreites Gas, welches es zu analysieren gilt, zuzuführen.
  • Der Ölseparator 156 ist ferner in seinem unteren Bereich, auch als Ölsumpf bezeichnet, mit einer Entleerungsleitung 156D versehen, welche über ein Absperrventil 156C ventilgesteuert ist und es gestattet, die in dem Ölseparator abgeschiedene Flüssigkeit aus diesem zu entfernen. Die Entleerungsleitung 156D dient ferner dazu, über eine wahlweise herzustellende Verbindung mit einer Vakuumpumpe das Innere des Ölseparators 156 auf unter Atmosphärendruck zu evakuieren.
  • Die ventilgesteuerte Zuführleitung 156B umfasst nun ein druckminderndes Verdampfungselement, vorzugsweise in Gestalt eines Kapillarohrs 162A. Bei der Durchströmung des Kapillarohrs 162A mit dem Probenfluid erfolgt ein Druckabfall. Die Differenzdruckverhältnisse und die Dimensionierung des Kapillarohrs sind so gewählt, dass in der Probe vorhandenes Öl flüssig bleibt während die übrigen Probebestandteile, insbesondere das Kältemittel für eine Fahrzeugklimaanlage, zunehmend verdampft. Dadurch wird das im Ölseparator 156 anfallende Probengemisch hinsichtlich der ölfreien Probenanteile in seinem Gas/Flüssigkeitsverhältnis zugunsten eines erhöhten Gasanteils verändert. Es wurde festgestellt, dass dadurch das Risiko, dass auch flüssige Bestandteile des vom Öl befreiten Probenmaterials in die Gasabführleitung 161D des Ölseparators 156 gelangen und somit Schäden am Gasanalysator 161 verursachen, vermindert wird.
  • Die Druckdifferenzverhältnisse und Betriebstemperaturen in der Gasanalyseeinheit 160 können nun äußerst verschieden sein und sich auch während einer Probennahme verändern. Insbesondere kann der Innendruck im Ölseparator 156 von Fall zu Fall sehr verschieden sein. Um nun zu vermeiden, dass bei einem entsprechenden Druckanstieg im Ölseparator 156 größere Kondensatmengen in den Ölseparator 156 gelangen, ist dem Ölseparator 156 ein Druckschalter 162B vorgeschaltet, der den Innendruck im Ölseparator 156 überwacht und bei Übersteigen eines voreingestellten Druckniveaus ein Schließen des Absperrventils 156A in der Gaszuführleitung 156B direkt oder indirekt veranlasst. Das Absperrventil 156A wird dann zumindest solange geschlossen gehalten, bis der Innendruck im Ölseparator 156 den voreingestellten Wert wieder unterschreitet. Diese Maßnahme ist von eigenständig erfinderischer Bedeutung - selbst wenn ein vorgeschaltetes Verdampfungselement, wie das Kapillarrohr 162A, nicht vorhanden oder seine Verdampfungswirkung zu gering ist.
  • Während Fig. 1 sowohl ein Verdampferelement als auch einen Druckschalter darstellt, ist es also möglich, auf einen der beiden zu verzichten ohne das Konzept der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Gewünschtenfalls kann der am Gasanalysator 161 anstehende Probendruck über einen dem Analysator vorgeschalteten Druckreduzierer 161C auf ein gewünschtes Niveau verringert werden.
  • Versuche bei allen gängigen Probenametemperaturen, welche zum Beispiel im Temperaturbereich zwischen 0°C und 50°C liegen können, haben gezeigt, dass die erfindungsgemäße Gasanalyseeinheit es gestattet, auch bei höchst unterschiedlichen Druck- und Differenzdruckverhältnissen und/oder Betriebstemperaturen des Probenahmematerials der Gasanalysator vor unerwünschten Probenbestandteilen, sicher geschützt werden und außerordentlich zuverlässige Gasanalysenwerte liefern kann. Mit der Gasanalyseeinheit können verschiedenste Öl- und Nichtölbestandteile der Probe analysiert werden, wie zum Beispiel - und insoweit bevorzugt - unterschiedlichste Kältemittel von Kühlkreisläufen, insbesondere von Fahrzeugklimaanlagen, und zwar sowohl vor dem Entleeren als auch vor dem Wiederbefüllen der Fahrzeugklimaanlage.
  • Aus dem Blockschaltbild nach Fig. 2 ergibt sich der Gesamtaufbau eines Servicegerätes unter Einschluss einer Gasanalyse-Einheit nach Figur 1, wobei allerdings nicht alle der dargestellten Komponenten zwingender Bestandteil der vorliegenden Erfindung sind, deren Kern sich aus der in Figur 1 dargestellten Detailzeichnung ergibt. Gemäß dem Gesamtaufbau nach Figur 2 sind Service-Anschlussverbinder 109A, 109B zum Anschluss an den Kühlmittel-/Kompressorölkreislauf z.B. einer (hier nicht dargestellten) Fahrzeugklimaanlage vorgesehen, um Letztere zu warten, insbesondere zu entleeren und wiederzubefüllen. Über Druckschläuche 111A, 111B besteht eine fluidische Verbindung zu einem ersten Umschalt-Ventilblock 130, dessen Funktion weiter unten erklärt wird. Der Umschalt-Ventilblock 130 ist zum Einen mit einer rechts im Bild dargestellten Trennstufe 140, die weiter unten erklärt wird, und zum Anderen (Mitte unten im Bild) mit einer Vakuumeinheit 150, die ebenfalls weiter unten erklärt werden wird, fluidisch verbunden. Ein Niederdruckmanometer 126A und ein Hochdruckmanometer 126B, angeschlossen am Umschalt-Ventilblock 130, dienen unter anderem der Zustands- und Funktionskontrolle eines Gas/Flüssiggemisches, wie eines Kühlmittel-Kompressorölkreislaufes einer Fahrzeugklimaanlage. Des Weiteren ist der Umschalt-Ventilblock 130 an ein Wiederauffüllsystem 119, wie vorliegend - beispielhaft - für Kompressoröl und Additive, fluidisch angeschlossen, mit Spendern 119C, 119D, zum Beispiel für ein Lecksuchadditiv respektive für Frischöl. Der Systemdruck innerhalb des Umschalt-Ventilblocks 130, der nach beginnender Entleerung des Fluidkreislaufes für die Systemsteuerung, die weiter unten erklärt wird, von Bedeutung ist, wird über einen mit einer Sammelleitung 130A, 130B des Umschalt-Ventilblocks 130 verbundenen Drucksensor 131A überwacht, so dass der Anlagendruck, insbesondere der Kältemitteldruck der Fahrzeugklimaanlage überwacht wird, wodurch unter anderem die nachfolgend erläuterten Kreislaufsysteme (Trennstufe 140 und Vakuumeinheit 150 bzw. zugehörige Ventilschaltungen) gesteuert werden können.
  • Die Funktionsweise der Trennstufe 140 ist die Folgende: Nach Anschließen der Service-Anschlussverbinder 109A, 109B an die entsprechenden Ports, z.B. einer Fahrzeugklimaanlage, und wahlweiser Freigabe der entsprechenden Ventile LP 1 und 2, HP 1 und 2, LP 3 und 4, HP 3 und 4 des Umschalt-Ventilblocks 130, steht der Systemdruck, z.B. der Fahrzeugklimaanlage, zur Verfügung, um einen ersten Teil des Gas/Flüssiggemisches, wie des Inhalts des Kältemittelkompressorölkreislaufes der Fahrzeugklimaanlage, in die Trennstufe 140 zu überführen. Dieser Systemdruck beträgt bei 0°C bereits etwa 3 bar absolut und liegt bei etwa 20°C bereits in einer Größenordnung von 6 bar absolut, so dass, wie z.B. in einer späteren Befüllungsphase, die weiter unten beschrieben wird, die Förderung des Gas/Flüssiggemisches, wie eines Kältemittel/Kompressoröl-Gemisches, erfolgt. Also kann die anfängliche Entleerung, z.B. einer nicht dargestellten Fahrzeugklimaanlage, zur Trennstufe 140 hin zunächst selbsttätig erfolgen. Im Übrigen kann diese Förderung durch Betreiben eines Verdichters 112, wie weiter unten erläutert, unterstützt und später bei abfallendem Systemdruck weiter in Gang gehalten werden. Von dem Umschalt-Ventilblock 130 gelangt das beispielhafte Kältemittel/Kompressoröl-Gemisch über einen Grobfilter 114 und ein auf z.B. etwa 3,5 bar absolut eingestelltes Konstantdruckventil 141 in einen, z.B. als Doppelmanteiwärmeaustauscher gestalteten, Separator 142. Dort werden die flüchtigen Komponenten verdampft und die Gasphase gelangt über eine Leitung 146A in einen Gastrockner 146 und von dort in den Verdichter 112.
  • Der Separator 142 dient in dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel als Separator für flüssige Bestandteile des beispielhaften Kältemittel/Kompressoröl-Gemisches, bei dem es sich im Kern um das Kompressoröl, gegebenenfalls enthaltene Additive sowie im Kompressoröl noch gebundene Restmengen des Kältemittels handelt. Diese Flüssigphase wird über ein Ölablassventil 116A einem Altölbehälter 116 zugeführt. Die anfallenden Mengen können über eine (nicht dargestellte) Wiegeeinrichtung, welche den Behälter gewünschtenfalls mitwiegt, registriert werden.
  • Der Verdichter 112 sorgt dafür, dass an seiner Ausgangsseite das beispielhafte Kältemittel auf einen Druck von bis zu z.B. 19 bar absolut komprimiert wird. Ein Hochdruckwächter 112A begrenzt den Druck auf z.B. 19 bar. Da das Schmieröl des Verdichters 112 auch in das komprimierte beispielhafte Kältemittel gelangt, wird dieses in einem beispielhaften (ersten) Ölseparator 112B abgetrennt und über ein Kapillarrohr 112C, das wie eine Druckdrossel wirkt, der Schmierung des Verdichters 112 wieder zugeführt. Über ein Magnetventil 112D gelangt das komprimierte, getrocknete und von Kompressoröl sowie Additiven befreite Kältemittel in eine Heizwendel 142C, die sich im Gasraum des Separators 142 befindet. Hierdurch kann die im komprimierten beispielhaften Kältemittel enthaltene Kompressionswärme abgegeben werden, um auf der Kaltseite das aus der beispielhaften Fahrzeugklimaanlage frisch ankommende Kältemittel/Kompressoröl-Gemisch so weit wie möglich zu verdampfen. Aus der Heizwendel 142C gelangt das gereinigte (recycelte) beispielhafte Kältemittel über einen Ventil 142D und eine Verbindungsleitung 129 zu einem Vorratsbehälter 115.
  • Der Vorratsbehälter kann samt Inhalt von einer (nicht dargestellten) Wiegeeinrichtung gewogen werden. Dem Vorratsbehälter kann ein Verflüssiger 115A, der gewünschtenfalls mitgewogen werden kann und in dem das unter Kompressionsdruck stehende beispielhafte Kältemittel kondensiert wird, vorgeschaltet sein, damit das Kältemittel in flüssiger Form über ein Rückschlagventil 115D und ein Steigrohr 115E in den Flüssigbereich des Vorratsbehälters 115 gelangt. Sowohl der (erste) Separator 112B als auch der Vorratsbehälter 115 sind als sogenannte Druckbehälter ausgelegt. Der Druck im Vorratsbehälter 115 wird über ein Ventil 115B gegen Überdruck gesichert, denn die sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ausbildende Gasphase nicht kondensierbarer Gase muss aus Sicherheitsgründen ab einem bestimmten Überdruck von z.B. 16 bar geregelt abgelassen werden.
  • Um die beispielhafte Fahrzeugklimaanlage mit Kältemittel ggf. wiederbefüllen zu können, kann (wie weiter unten aufgeführt) das flüssige Kältemittel über das Steigrohr 115E, ein Ventil 115F und eine Verbindungsleitung 115G zurück in den Umschalt-Ventilblock 130, vorzugsweise in dessen Sammelleitung 130A, gelangen.
  • Sobald die beispielhafte Fahrzeugklimaanlage soweit entleert ist, dass der Verdichter 112 auf seiner Niederdruckseite nicht mehr genügend Kältemittel-/Kompressorölgemisch ansaugen kann, was z.B. bei einem Druck 0,7 bar absolut der Fall sein kann, wird die Vakuumeinheit 150, ggf. unter Betätigen ihrer entsprechenden Ventile (150A, 150B, 150C), in Gang gesetzt. So werden weitere Gasbestandteile aus dem Fluidkreislauf der beispielhaften Fahrzeugklimaanlage über die Sammelleitung des Umschalt-Ventilblocks 130 durch die Vakuumpumpe 113 angesaugt. Von der Ausgangsseite der Vakuumpumpe 113 gelangt dieses Gas oder Gasgemisch in die Verbindungsleitung 143, die den Umschalt-Ventilblock 130 über die Vakuumeinheit 150 an die Trennstufe 140 fluidisch ankoppelt. Die von der Vakuumpumpe 113 geförderten Gasmengen aus der beispielhaften Fahrzeugklimaanlage werden also in der Trennstufe 140 einschließlich etwaiger Wägung genauso behandelt, wie die bei Beginn des Entleerungsprozesses aus der Fahrzeugklimaanlage selbstständig austretenden Mengen an beispielhaften Kältemittel-/Kompressoröl-Gemisch. Der Unterschied zu der ersten Phase, hier als Abströmphase bezeichnet, besteht darin, dass in der zweiten Phase, hier als Evakuierphase bezeichnet, aus der Fahrzeugklimaanlage aufgrund der vorangehenden durch den Verdichter 112 unterstützten Abströmphase keine flüssigen Bestandteile mehr, also im Wesentlichen nur noch gasförmiges Kältemittel oder ggf. Luft aus der Fahrzeugklimaanlage angesaugt werden. Dabei sind zunächst relativ große Gasmengen zu bewältigen. Gegen Ende der Evakuierphase werden die Gasmengen aber deutlich geringer. Bei einem Eingangsdruck von etwa 1mbar oder nach Ablauf einer fest voreingestellten Prozesszeit wird der Evakuierprozess beendet.
  • Der von der Vakuumpumpe 113 erzeugte Gasdruck auf ihrer Ausgangsseite sollte eine Größenordnung von 2 bar absolut nicht überschreiten, um die Vakuumpumpe 113 nicht zu schädigen. Zur Druckkontrolle ist, der Vakuumpumpe nachgeschaltet, ein Druckschalter 150D zugeordnet, mit dessen Hilfe, die Vakuumpumpe 113 bei Überschreiten eines Ausgangsdruckes von z.B. 2 bar abschaltet, bis der Ausgangsdruck wieder entsprechend abgesunken ist, so dass die Vakuumpumpe 113 wieder zugeschaltet werden kann.
  • Da das dargestellte und insoweit bevorzugte Service-Gerät nicht nur für das Absaugen und Wiederbefüllen der beispielhaften Fahrzeugklimaanlage im normalen Wartungsbetrieb genutzt werden kann, sondern auch für Reparaturfälle an Klimaanlagen, z.B. Komponentenaustausch, ist der Vakuumpumpe 113 nachgeschaltet das Ventil 150C als Ablassventil ausgestaltet, und kann z.B. in die Atmosphäre führen. Wenn also aus der reparierten Fahrzeugklimaanlage für nachfolgendes Wiederbefüllen lediglich Luft abgesaugt wird, muss diese nicht zwingender Maßen in die Trennstufe 140 gelangen.
  • Wie im Zusammenhang mit Figur 1 bereits erläutert, ist der evakuierbare Ölseparator 156 an oder nahe seinem oberen Ende über eine Verbindungsleitung 156B und ein, z. B. von Hand betriebenes oder automatisch betätigbares, Absperrventil 156A nahe an der Eingangsseite des Umschalt-Ventilblocks 130 mit der Niederdruckseite fluidisch verbunden.
  • Der Ölseparator 156 ist an oder nahe seinem unteren Ende über zumindest ein weiteres Absperrventil 156C und eine Verbindungsleitung 157B sowie weiter über den ersten Umschalt-Ventilblock 130 und dessen Sammelleitung 130A mit der Saugseite der Vakuumpumpe 113 fluidisch verbindbar. Somit kann eine direkte Strömungsverbindung zwischen dem evakuierbaren Ölseparator 156 und der Vakuumpumpe 113 hergestellt werden. Die Verbindungsleitung 157B hat vorzugsweise eine Strömungsverbindung auch zum Altölbehälter 116, so dass in dem Ölseparator 156 angefallenes Kompressoröl auch direkt von dem Altölbehälter 116 aufgenommen werden kann.
  • Die Funktionsweise dieses Service-Gerätes 100 für eine Fahrzeugklimaanlage ist Folgende: Zu Beginn eines Kältemittelaustausches werden die Service-Anschlussverbinder 109A, 109B an die entsprechenden Kopplungsstellen des Kältemittelkreislaufes einer Fahrzeugklimaanlage fluidisch angekoppelt. So dann wird die Analyse-Routine durchgeführt, wie sie im Zusammenhang mit Figur 1 zum Teil bereits beschrieben wurde. Zunächst wird eine Evakuierroutine für den Ölseparator 156 durchgeführt. Hierzu werden die Absperrventile 156A und 161 B, ggf. selbsttätig, geschlossen und das Absperrventil 156C offen gehalten bzw. vorzugsweise elektrisch, geöffnet. Auf die vorbeschriebene Weise kann der Ölseparator 156 evakuiert und sein Innendruck auf z. B 1 mbar absolut abgesenkt werden. Ebenso werden die kurzen Leitungen stromauf des Ölseparators 156 bis hin zu dem/den genannten Absperrventil/en evakuiert, so dass keine die spätere Analyse verfälschende Gase, vor allem im Ölseparator 156, vorhanden sind. Etwaige Rückstände von Kompressoröl werden aus dem Ölseparator 156 in den Altölbehälter 116 überführt.
  • In dem nachfolgenden Arbeitsschritt, der Probenbereitstellung, wird der Ölseparator 156 zur Vakuumpumpe 113 hin durch Schließen des Absperrventils 156C abgeschottet und durch Öffnen des Absperrventils 156A über die Verbindungsleitung 156B mit dem Gasanalyseanschluss 161A und der Niederdruckleitung, wie z.B. dem Druckschlauch 111A, fluidisch verbunden. Somit wird auch der Ölseparator 156 mit dem Serviceanschlussverbinder 109A der Niederdruckseite und der stromauf angeschlossenen Fahrzeugklimaanlage fluidisch leitend verbunden. Durch den in der Fahrzeugklimaanlage zu Beginn in der Regel vorherrschenden Überdruck, jedenfalls aber auf Grund des Vakuums im Ölseparator 156, strömt nun Kältemittel/Kompressoröl-Gemisch in den Ölseparator 156 über, bis dessen Innendruck mit dem der Fahrzeugklimaanlage ausgeglichen ist, oder bis das Absperrventil 156A wieder geschlossen wird, bzw. bis der Druckschalter 162B dieses Schließen auslöst. Jedenfalls wird in der Regel abgewartet, bis im Ölseperator 156 ein gewisser Überdruck herrscht. Schon während des Überströmens von gebrauchtem Kältemittel/Kompressoröl-Gemisch in den Ölseparator 156 und auch nach Schließen seines stromauf befindlichen Absperrventils 156A setzt sich die Flüssigphase des Kältemittel/Kompressoröl-Gemisches - soweit sie durch das Verdampfungselement, wie ein Kapillarrohr 162A, nicht verdampft werden konnte - im Sumpfbereich am unteren Ende des Ölseparators 156 ab, während sich in der oberhalb dieses Flüssigkeitsspiegels bildenden Gasphase verdampftes Kältemittel und ggf. Luft befinden. Der Abscheidegrad beträgt vorzugsweise 99% oder besser, sollte aber zumindest oberhalb von 90% liegen. Durch den Druckschalter 162B wird, wie zu Figur 1 beschrieben, verhindert, dass der etwaige Flüssigkeitsbestandteil des Kältemittels im Ölseparator 156 ein vorbestimmtes Maß überschreitet.
  • In der nächsten Arbeitsphase wird der Ölseparator 156 mit dem Gasanalysator 161 durch Öffnen seines eingangsseitigen Absperrventils 161 B fluidisch verbunden. Durch den in der Gasphase des Ölseparators in der Regel herrschenden Überdruck strömt nun Kältemittelgas und ggf. Luft aber kein Kompressoröl oder flüssiges Kältemittel in den Gasanalysator 161 über. Schon während des Überströmens des Probengases, oder aber, wie bevorzugt, nach einem fluidischen Trennen des Ölseparators 156 vom Gasanalysator 161 durch Schließen des Absperrventils 161B, wird die Gasanalyse durchgeführt und anschließend die geprüfte Kältemittelprobe aus dem Analysator abgelassen.
  • Wenn der Gasanalysator 161 das Kältemittelgas akzeptiert, können nunmehr das im Ölseparator 156 vorhandene Kältemittel und das Kompressoröl abgesaugt werden, indem das Absperrventil 156C wieder geöffnet wird. Bevorzugt wird das dabei abgesaugte Gemisch aber nicht in die Atmosphäre entlassen, sondern von der Vakuumpumpe 113 über die Verbindungsleitung 143 dem Separator 142 zugeführt, um das Kompressoröl in den Altölbehälter 116 abzuscheiden und das Kältemittel in der gleichen Weise wiederzugewinnen, wie es im Schritt des Entleerens der Fahrzeugklimaanlage geschieht. Das Kompressoröl kann dabei, wie im Zusammenhang mit Figur 2 weiter oben bereits erwähnt, über die Verbindungsleitung 157B und eine Strömungsverbindung zum Altölbehälter 116, auch direkt von dem Altölbehälter 116 aufgenommen werden. Im Übrigen kann das Kältemittel/Kompressoröl-Gemisch über den ersten Ventilblock 130 in die Trennstufe 140 gelangen und dort behandelt werden, wie im Zusammenhang mit Figur 2 bereits näher erläutert.
  • Wenn hingegen der Gasanalysator 161 die aus der Fahrzeugklimaanlage gewonnene Kältemittelprobe nicht akzeptiert, darf das Kältemittel/Kompressoröl-Gemisch aus der Fahrzeugklimaanlage in das Servicegerät 100 nicht bzw. nicht weiter einströmen. In diesem Fall, wird das Kältemittel/Kompressoröl-Gemisch abgeleitet und gelangt auch nicht, oder nicht weiter, in den Umschalt-Ventilblock 130. BEZUGSZEICHENLISTE
    100 Servicegerät 126B Hochdruckmanometer
    109A Service-Anschlussverbinder 129 Verbindungsleitung
    109B Service-Anschlussverbinder 130 erster Umschalt-Ventilblock
    111A Druckschläuche 130A Sammelleitung
    111B Druckschläuche 130B Sammelleitung
    112 Verdichter 131A Drucksensor
    112A Hochd ruckwächter 131B Vakuumsensor
    112B erster Ölseparator 131C Ventil
    112C Kapillarrohr 140 Trennstufe
    112D Magnetventil 141 Konstantdruckventil
    113 Vakuumpumpe 142 Separator
    113A Saugleitung 142C Heizwendel
    113B Saugleitung 142D Ventil
    114 Grobfilter 143 Verbindungsleitung
    114A Zuführleitung 146 Gastrockner
    115 Vorratsbehälter 146A Leitung
    115A Verflüssiger 150 Vakuumeinheit
    115B Ventil 150A Ventil
    115C Ventil 150B Ventil
    115D Rückschlagventil 150C Ventil
    115E Steigrohr 150D Druckschalter
    115F Ventil 156 Ölseparator
    115G Verbindungsleitung 156A Absperrventil
    116 Altölbehälter 156B Zuführleitung
    116A Ölablassventil 156C Absperrventil
    116B Ventil 156D Entleerungsleitung
    119 Wiederauffüllsystem 157B Verbindungsleitung
    119C Spender 160 Gasanalyseeinheit
    119D Spender 161 Gasanalysator
    126A Niederdruckmanometer 161A Gasanalyseanschluss
    161B Absperrventil LP2 Ventil
    161C Druckred uzierer LP3 Ventil
    161D Gasabführleitung LP4 Ventil
    162A Kapillarrohr HP1 Ventil
    162B Druckschalter HP2 Ventil
    HP3 Ventil
    HP4 Ventil
    LP1 Ventil

Claims (5)

  1. Gasanalysesystem, mit einem Gasanalysator (161) und einem stromauf des Gasanalysators mit diesem fluidisch verbundenen Ölseparator (156), mit einer mit dem Ölseparator stromauf desselben fluidisch verbundenen ventilgesteuerten Zuführleitung (156B) zum Zuführen eines Gas/Flüssig/Öl-Gemisches dessen Gas bei Raumtemperatur, ggf. unter Überdruck, kondensierbar ist, mit einer mit dem Ölseparator stromab desselben fluidisch verbundenen, zum Gasanalysator (161) führenden ventilgesteuerten Gasabführleitung (161D) zum Zuführen des von dem Öl befreiten Gases aus dem Gas/Flüssig/Ol-Gemisch in den Gasanalysator (161), und mit einer mit einem Sumpfbereich des Ölseparators fluidisch verbundenen ventilgesteuerten Entbehrungsleitung (156D) zum Abführen der von dem Gas aus dem Gas/Flüssig/Ol-Gemisch befreiten Flüssigkeit aus dem Ölseparator (156),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die ventilgesteuerte Zuführleitung (156B) ein druckreduzierendes Verdampfungselement und/oder ein druckabhängig arbeitendes Schaltelement, das dazu eingerichtet ist, die Unterbrechung der Fluidverbindung zwischen der ventilgesteuerten Zuführleitung (156B) und dem Gasanalysator (161) zu befehlen, wenn der Gasdruck im Ölseparator (156) bzw. im Gasanalysator (161) einen vorbestimmten maximalen Druck erreicht, aufweist.
  2. Service-Gerät für Fahrzeugklimaanlagen umfassend eine Entleereinrichtung zum Absaugen des Kältemittel-/Kompressoröl-Gemisches aus dem Kältemittel-Kreislaufsystem einer Fahrzeugklimaanlage und einen Kältemittel-Gasanalysator (161) mit vorgeschaltetem Ölseparator (156), mit einer mit dem Ölseparator stromauf desselben fluidisch verbundenen ventilgesteuerten Zuführleitung (156B) zum Zuführen des Kältemittel/Kompressoröl-Gemisch aus der Fahrzeugklimaanlage mit einer mit dem Ölseparator stromab desselben fluidisch verbundenen, zum Gasanalysator (161) führenden ventilgesteuerten Gasabführleitung (161D) zum Zuführen des von dem Kompressoröl befreiten Gases aus dem Kältemittel/Kompressoröl-Gemisch aus der Fahrzeugklimaanlage in den Gasanalysator (161), und mit einer mit einem Sumpfbereich des Ölseparators fluidisch verbundenen ventilgesteuerten Entbehrungsleitung (156D) zum Abführen der von dem Kältemittel-Gas aus dem Kältemittel/Kompressoröl-Gemisch aus der Fahrzeugklimaanlage befreiten Flüssigkeit aus dem Ölseparator (156), dadurch gekennzeichnet, dass
    die ventilgesteuerte Zuführleitung (156B) ein druckreduzierendes Verdampfungselement und/oder ein druckabhängig arbeitendes Schaltelement, das dazu eingerichtet ist, die Unterbrechung der Fluidverbindung zwischen der ventilgesteuerten Zuführleitung (156B) und dem Gasanalysator (161) zu befehlen, wenn der Gasdruck im Ölseparator (156) bzw. im Gasanalysator (161) einen vorbestimmten maximalen Druck erreicht, aufweist.
  3. Gasanalysesystem oder Service-Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das druckreduzierende Verdampfungselement ein Kapillarrohr (162A) ist.
  4. Gasanalysesystem oder Servicegeräte nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das druckabhängige arbeitende Schaltelement ein Druckschalter (162B) ist.
  5. Verfahren zur vorgeschalteten Kältemittel-Gasanalyse an Servicegeräten für Fahrzeugklimaanlagen, bei dem eine Probe von Kältemittel/Kompressoröl-Gemisch aus der Fahrzeugklimaanlage in einen zuvor evakuierten Ölabscheider aus der Fahrzeugklimaanlage überführt und nach Wiederschließen der Verbindungsleitung zur Fahrzeugklimaanlage und nach einer in dem Ölseparator erfolgten Trennung in eine Gasphase und eine Flüssigphase der Gasphasebereich mit dem Gasanalysator zur Kältemittelanalyse verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel/Kompressoröl-Gemisch aus der Fahrzeugklimaanlage stromauf des Ölabscheiders einem Verdampfungsschritt unter Druckreduktion unterzogen wird und/oder sein Gasdruck gemessen und die Zuleitung zum Gasanalysator unterbrochen wird, solange der Gasdruck im Ölseparator bzw. im Gasanalysator (161) einen vorbestimmten maximalen Druck übersteigt.
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