ES2240248T3 - Dispositivo de llenado para instalaciones de climaqtizacion de vehiculos automoviles. - Google Patents

Dispositivo de llenado para instalaciones de climaqtizacion de vehiculos automoviles.

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ES2240248T3 ES01101894T ES01101894T ES2240248T3 ES 2240248 T3 ES2240248 T3 ES 2240248T3 ES 01101894 T ES01101894 T ES 01101894T ES 01101894 T ES01101894 T ES 01101894T ES 2240248 T3 ES2240248 T3 ES 2240248T3
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Wolfgang Schmidt
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Abstract

Dispositivo de llenado para instalaciones de climatización de vehículos automóviles - con una conexión (12) para conectar el dispositivo (10) a la instalación de climatización - con una conducción de salida (18) que contiene una válvula de salida (24) para la salida definida del refrigerante de la instalación de climatización - con una conducción de evacuación por bomba (20) que presenta una bomba (36), la cual está conectada con la conexión (12), para el vaciado por bomba completo de residuos de refrigerante, y - con una conducción de suministro de refrigerante (22), conectada con la conexión (12), para llenar la instalación de climatización con refrigerante procedente de un depósito de almacenamiento de refrigerante (44), - con un medio de calefacción (60) para calentar el depósito de almacenamiento de refrigerante (44), - con una desconexión de seguridad (62) mecánica, de manera que cuando la temperatura del depósito de almacenamiento de refrigerante (44) sea demasiado alta se reduzca la potencia de calefacción, caracterizado porque presenta una conmutación de regulación electrónica para la regulación de la potencia de calefacción de la calefacción del depósito de almacenamiento de refrigerante.

Description

Dispositivo de llenado para instalaciones de climatización de vehículos automóviles.
La invención se refiere a un dispositivo de llenado para instalaciones de climatización de vehículos automóviles, que se necesitan para el mantenimiento de instalaciones de climatización, para cambiar refrigerante viejo usado por nuevo.
Por el documento EP 0 315 296 B1 se conoce una instalación de recuperación de refrigerante con la cual se extrae refrigerante a una instalación de climatización, se limpia y se vuelve a suministrar de nuevo a la instalación de climatización. Esta instalación de recuperación de refrigerante conocida resulta adecuada para instalaciones de climatización que se hacen funcionar con los refrigerantes R12 o R134a. Estos refrigerantes son, debido a su contenido en hidrocarburos, extremadamente dañinos para el medio ambiente y no pueden ser emitidos al medio ambiente, de manera que es necesaria una instalación de recuperación de refrigerante de este tipo con un gran número de componentes como evaporador, condensador, compresor y diferentes válvulas y una estructura complicada.
El documento US-A-4 624 112 da a conocer un dispositivo de llenado con un termostato para el depósito colector de refrigerante con el fin de regular la temperatura en el depósito colector.
Para instalaciones de climatización que contienen refrigerantes no peligrosos y naturales, por ejemplo CO_{2}, no es necesaria ni tiene sentido una instalación de recuperación de refrigerante de este tipo.
La invención se plantea por ello el problema de proporcionar un dispositivo de llenado para instalaciones de climatización de vehículos automóviles con refrigerantes que no sean peligrosos, particularmente CO_{2}, la cual debe estar estructurada de manera sencilla y es correspondientemente económica y representa un alto estándar de seguridad.
Este problema se resuelve mediante un dispositivo de llenado con las características de la reivindicación 1.
Según la invención el dispositivo de llenado presenta únicamente una conexión para conectar el dispositivo a la instalación de climatización, de manera que de la conexión se ramifican esencialmente tres conducciones. La primera de ellas está formada como conducción de salida y contiene una válvula de salida, con la cual se puede dejar salir el refrigerante, particularmente CO_{2}, de forma definida. Una salida lenta definida del refrigerante es especialmente importante en instalaciones de climatización de CO_{2} dado que en caso de una salida incontrolada del CO_{2}, pueden dañarse los polímeros utilizados en la instalación de climatización, por ejemplo obturaciones. Una segunda conducción está formada como conducción de evacuación por bomba, la cual contiene una bomba, con la cual se pueden evacuar por bomba por completo la humedad, la suciedad y los restos de carga de llenado del CO_{2} de la instalación de climatización, de manera que la instalación de climatización puede ser llenada a continuación con CO_{2}, a través de la conducción de suministro. El CO_{2} está previsto en un depósito de almacenamiento de refrigerante habitual en el comercio.
El dispositivo de llenado según la invención ofrece un alto estándar de seguridad y está estructurado de forma sencilla y correspondientemente económica y, por consiguiente, puede ser utilizado fácilmente por personal no especializado.
En un perfeccionamiento de la invención está previsto un separador de aceite en la conducción de salida, de manera que al dejar salir el aceite de la máquina frigorífica arrastrado por el CO_{2} no sea emitido al medio ambiente sino que pueda ser recogido y eliminado.
Para asegurar una salida definida del CO_{2} está previsto un regulador de presión en la conducción de salida, de manera que el CO_{2} se puede dejar salir con una tasa de corriente de masa o volumen predeterminada.
Para poder ajustar con seguridad la presión de llenado con CO_{2} nuevo está previsto un manómetro en la conducción de suministro.
Para poder alcanzar las presiones de llenado necesarias, el depósito de almacenamiento de refrigerante presenta un medio de calefacción con el cual puede ser calentado el CO_{2} que se encuentra en el depósito de almacenamiento, de manera que la instalación de climatización se puede llenar con la presión correspondiente, por ejemplo 70 bar. Para que la potencia de calefacción no sea demasiado alta, y con ello no se forme una presión excesivamente alta, la cual podría provocar a daños en la instalación de climatización, está prevista una conmutación de seguridad para la limitación de la potencia de calefacción.
En una instalación de climatización de vehículo automóvil con CO_{2} como refrigerante hay que cargar una cantidad definida de CO_{2}, de manera que las tolerancias no deberían superar \pm10 gramos. Para poder mantener estos límites de tolerancia está prevista una balanza con la cual se puede determinar de manera exacta la cantidad de refrigerante extraída del depósito de almacenamiento.
En otro perfeccionamiento de la invención la bomba para el vaciado completo de la instalación de climatización está formada como bomba de vacío, con la cual se puede evacuar por bomba el CO_{2} gaseoso y se puede generar una vacío definido en las conducciones y componentes del circuito de refrigeración, de manera que se puede llevar a cabo una comprobación de la estanqueidad del circuito de refrigeración. En caso de generación de un vacío es purgado y evacuado por bomba del aceite el CO_{2} disuelto en el aceite de la máquina frigorífica.
Para la simplificación de la manejabilidad está previsto un aparato de control para el control de todos los componentes del dispositivo de llenado, tales como válvulas, medios de calefacción, balanza, etc., con el cual se pueden controlar de forma central los componentes individuales. Con ello se pueden automatizar todos los procesos esenciales, tales como dejar salir de manera definida el refrigerante, la generación del vacío en el circuito de refrigeración, el control y el ajuste de la presión de llenado y el llenado definido de la instalación de climatización con una cantidad definida de refrigerante con un caudal másico definido.
Para que las conducciones individuales puedan resistir las altas presiones que pudieran aparecer eventualmente, deberían estar realizadas en acero o de aluminio.
Para poder utilizar el dispositivo de llenado de forma variable, la totalidad del dispositivo de llenado está albergado en una carcasa y está formado transportable. De forma conocida esto se puede realizar mediante rodillos en la carcasa.
A continuación la invención se explica con detalle a partir de un ejemplo de realización y haciendo referencia al dibujo. La única figura del dibujo muestra un diagrama de bloques esquemático del dispositivo de llenado según la invención.
Un dispositivo de llenado 10 según la invención presenta una conexión 12 para conectar el dispositivo de llenado 10 a una instalación de climatización de vehículo automóvil. A la conexión 12 se conecta una conducción 14 la cual se puede cerrar mediante una primera válvula de cierre 16 y la cual se divide en una conducción de salida 18, una conducción de evacuación por bomba 20 y una conducción de suministro de refrigerante 22.
La conducción de salida 18 presenta una segunda válvula de cierre 24, un dispositivo para la reducción de la presión 26 y un separador de aceite 30 conectados en serie. En el extremo de la conducción de salida 18 está dispuesta una salida de refrigerante 32, a través de la cual el refrigerante que se deja salir puede ser emitido al entorno.
La conducción de evacuación por bomba 20 presenta una tercera válvula de cierre 34 y una bomba de vacío 36 postconectada. Entre la válvula de cierre 34 y la bomba de vacío 36 se ramifica una conducción de seguridad 38, en la cual está dispuesta una válvula de retención, de manera que cuando se presentan grandes cantidades de refrigerante en la entrada 40 de la bomba de vacío 36, éstas no tienen que ser retiradas por completo a través de la bomba de vacío 36 sino que pueden ser emitidas al entorno a través de la conducción de seguridad 38 y la válvula de retención 40.
La conducción de suministro de refrigerante 22 conecta la conducción 14 con un depósito de almacenamiento de refrigerante 44, en el cual está previsto el refrigerante, particularmente CO_{2}, que hay que cargar en la instalación de climatización. Como depósito de almacenamiento 44 se utilizan, por motivos de seguridad, botellas de gas líquido con tubo ascendente usuales en el comercio. El depósito de almacenamiento 44 se puede cerrar mediante una válvula para botella de gas 46. La conducción de suministro 22 se puede cerrar asimismo mediante una cuarta válvula de cierre 48. Al abrir las válvulas 46, 48 y 16 para llenar la instalación de climatización un dispositivo de estrangulación 50 impide un derrame excesivamente rápido de refrigerante desde el depósito de almacenamiento 44 al sistema conducción del dispositivo de llenado 10. La presión de llenado de la instalación de climatización se ajusta dependiendo de la temperatura y de la cantidad de refrigerante existente en el depósito de almacenamiento 44 y puede ser leída en presiómetros 52 y 54 previstos en la conducción 14 y la conducción de suministro 22. Para permitir que se derrame refrigerante desde el depósito de almacenamiento 44, la presión de funcionamiento en el depósito de almacenamiento 44 debe ser siempre mayor que la presión ajustada actualmente en el circuito de refrigeración. Para generar las presiones de funcionamiento necesarias para ello en el depósito de almacenamiento en caso necesario, el depósito de almacenamiento de refrigerante 44 presenta unos medios de calefacción 60 con los cuales puede ser calentado el depósito de almacenamiento de refrigerante y por consiguiente el refrigerante que se encuentra en su interior.
La potencia de calefacción puede ser regulada mediante una conmutación de regulación electrónica, de manera que se alcance la presión de funcionamiento correspondiente en el depósito de almacenamiento y, para presiones demasiado altas, tenga lugar una regulación de la calefacción 60. Además está prevista una desconexión de seguridad 62 mecánica la cual presenta una sonda de temperatura 63 dispuesta en el depósito de almacenamiento 44, la cual está conectada mediante un capilar con la desconexión de seguridad. Al alcanzar una temperatura límite de seguridad es interrumpido el suministro eléctrico para la calefacción 60.
De la conducción de suministro 22 se ramifica una segunda conducción de seguridad 56, la cual puede ser abierta mediante una válvula de seguridad 58. La válvula de seguridad 58 puede ser abierta también a mano en caso de necesidad, cuando por motivos desconocidos la presión en la conducción de suministro 22 es demasiado alta.
El depósito de almacenamiento de refrigerante 44 está apoyado sobre una balanza 64 de manera que, mediante una unidad de indicación y control 66 de la balanza 64, se puede retirar del depósito de almacenamiento de refrigerante 44 una cantidad de refrigerante que se puede determinar con exactitud.
El llenado de la instalación de climatización de un vehículo automóvil tiene lugar según las siguientes etapas del procedimiento:
En primer lugar se conecta el dispositivo de llenado 10 con su conexión 12 a una válvula de llenado 68 dispuesta en el vehículo automóvil de la instalación de climatización del vehículo automóvil. La tercera válvula de cierre 34 es cerrada y la válvula de llenado 68 así como la primera, segunda y cuarta válvulas de cierre 16, 24 y 48 son abiertas y el dispositivo para la reducción de la presión 26 se ajusta de tal manera que se ajusta un paso deseado. El refrigerante viejo puede ser emitido a continuación de forma definidamente lenta, a través del separador de aceite 30, a la atmósfera a través de la salida 32. Cuando la presión en la instalación de climatización y en las conducciones del dispositivo de llenado 10 ha descendido hasta la presión del entorno y, por consiguiente, el paso a través de la conducción de salida 18 ha descendido hasta cero, se cierra la segunda válvula de cierre 24 y se arranca la bomba de vacío 36 y se abre la tercera válvula de cierre 34, de manera que ahora pueden ser evacuados por bomba de la instalación de climatización, a través de la conducción de evacuación por bomba 20, el refrigerante restante así como la humedad y la suciedad.
Después de que el refrigerante restante ha sido evacuado por bomba de la instalación de climatización, se cierran la tercera válvula de cierre 34 y la válvula de llenado 68 y se abre la válvula para botella de gas 46. A continuación, se ajusta una presión de llenado determinada dependiendo de la temperatura y del contenido del depósito de almacenamiento 44. Para alcanzar la presión de llenado se puede calentar eventualmente el depósito de almacenamiento de refrigerante 44 mediante los medios de calefacción 60. Con anterioridad se ha leído la indicación 66 de la balanza 64 de manera que es posible una determinación del refrigerante extraído del depósito de almacenamiento de refrigerante 44. El refrigerante fluye a continuación desde el depósito de almacenamiento de refrigerante 44 al sistema de conducción del dispositivo de llenado 10. El circuito de refrigeración de la instalación de climatización es llenado mediante la apertura controlada de la válvula de llenado 68 en el vehículo automóvil.
Tras alcanzar la cantidad de refrigerante especificada se cierra la válvula de llenado 68. La cantidad de refrigerante cargada corresponde a la reducción de peso del depósito de almacenamiento 44. Mediante el cierre de la válvula para botella de gas 46 y la apertura de la segunda válvula de cierre 24 se deja salir al entorno el refrigerante en el sistema de conducción del dispositivo de llenado 10. A continuación el dispositivo de llenado 10 puede ser separado del circuito de refrigeración.
La totalidad del proceso de vaciado y llenado puede desarrollarse automáticamente mediante un aparato de control que no se muestra con mayor detalle, como se ha descrito ya al inicio. Para ello se puede introducir ventajosamente en el aparato de control la cantidad de refrigerante que hay que cargar.

Claims (9)

1. Dispositivo de llenado para instalaciones de climatización de vehículos automóviles
-
con una conexión (12) para conectar el dispositivo (10) a la instalación de climatización,
-
con una conducción de salida (18) que contiene una válvula de salida (24) para la salida definida del refrigerante de la instalación de climatización,
-
con una conducción de evacuación por bomba (20) que presenta una bomba (36), la cual está conectada con la conexión (12), para el vaciado por bomba completo de residuos de refrigerante, y
-
con una conducción de suministro de refrigerante (22), conectada con la conexión (12), para llenar la instalación de climatización con refrigerante procedente de un depósito de almacenamiento de refrigerante (44),
-
con un medio de calefacción (60) para calentar el depósito de almacenamiento de refrigerante (44),
-
con una desconexión de seguridad (62) mecánica, de manera que cuando la temperatura del depósito de almacenamiento de refrigerante (44) sea demasiado alta se reduzca la potencia de calefacción, caracterizado porque presenta una conmutación de regulación electrónica para la regulación de la potencia de calefacción de la calefacción del depósito de almacenamiento de refrigerante.
2. Dispositivo de llenado según la reivindicación 1, caracterizado porque en la conducción de salida (18) está previsto un separador de aceite (30).
3. Dispositivo de llenado según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en la conducción de salida (18) está previsto un regulador de presión
(26).
4. Dispositivo de llenado según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la conducción de suministro (22) está previsto un presiómetro (52).
5. Dispositivo de llenado según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está prevista una balanza (64) para la determinación de la cantidad de refrigerante extraída del depósito de almacenamiento (44).
6. Dispositivo de llenado según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la bomba (36) es una bomba de vacío (36).
7. Dispositivo de llenado según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque presenta un aparato de control para el control de todas las válvulas, unos medios de calefacción y una balanza del dispositivo de llenado.
8. Dispositivo de llenado según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las conducciones (14, 18, 20, 22) están realizadas en acero o aluminio.
9. Dispositivo de llenado según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los componentes individuales del dispositivo de llenado están previstos en una carcasa común y esta carcasa común está diseñada para ser transportable.
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