WO2008110365A1 - Vorrichtung und verfahren zum trocknen von in geschlossenen kreisläufen geführten fluiden - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum trocknen von in geschlossenen kreisläufen geführten fluiden Download PDF

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WO2008110365A1
WO2008110365A1 PCT/EP2008/002007 EP2008002007W WO2008110365A1 WO 2008110365 A1 WO2008110365 A1 WO 2008110365A1 EP 2008002007 W EP2008002007 W EP 2008002007W WO 2008110365 A1 WO2008110365 A1 WO 2008110365A1
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dehumidifier
moisture
valve
desiccant
exchanger
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PCT/EP2008/002007
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Peter Behrends
Alexander BRÖDEL
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Testo Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F3/1411—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant
    • F24F3/1417—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant with liquid hygroscopic desiccants
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    • 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
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/24—Arrangement of shut-off valves for disconnecting a part of the refrigerant cycle, e.g. an outdoor part
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
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    • F25B2500/14—Problems to be solved the presence of moisture in a refrigeration component or cycle
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    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/02—Humidity

Definitions

  • the invention relates to a device for drying out in closed circuits, fluids and a method for drying out in closed circuits fluids'.
  • fluids are circulated in closed circuits, where it is essential that the fluids are dry.
  • Moisture especially water in refrigerants of refrigeration systems, represents a major problem for the functioning of the refrigeration system. On the one hand, it can lead to icing and
  • the object of the invention is therefore to provide an apparatus and a method for drying fluids circulated in closed circuits, which allow the continuous drying of fluid during operation of the closed circuit and thus avoid a high time and cost.
  • the device according to the invention for drying fluids guided in closed circuits is based on providing a bypass line, which can be switched via a first valve and a second valve parallel to a fluid-conducting tube of the closed circuit. Part of the through the closed circuit flowing fluid is thus directed into the bypass line.
  • a first dehumidifier is arranged in the bypass line, which removes the moisture from the fluid. Since the dehumidifier is no longer located directly in the closed circuit, if the dehumidifier needs to be replaced, the bypass line can be closed via the first and second valve to the closed circuit, whereupon the dehumidifier is removed from the bypass line and against a new or cleaned dehumidifier can be replaced.
  • a second dehumidifier is arranged in the bypass line behind the first dehumidifier, wherein the second dehumidifier can absorb moisture not absorbed by the first dehumidifier in order to improve the effectiveness of the drying of the fluid.
  • a third valve is arranged between the first valve and the first dehumidifier and a fourth valve between the second dehumidifier and the second valve, wherein via the third valve in the flow direction either the first dehumidifier or the second dehumidifier behind the Valve is switchable and wherein via the fourth valve alternatively either the second dehumidifier or the first dehumidifier is switchable in front of the second valve, so that in flow from the third valve to the fourth valve, either first first dehumidifier and then the second dehumidifier or alternatively first the second dehumidifier and then the exsLe dehumidifier is passed through.
  • the first and / or the second dehumidifier can be used as a moisture exchanger, as a moisture filter or as a moisture filter be designed integrated moisture exchanger.
  • the first dehumidifier is designed as a moisture filter and the second dehumidifier as a moisture exchanger or the first and / or second dehumidifier as a moisture filter with integrated moisture exchanger to enrich in the moisture filter first during operation of the closed circuit moisture in the moisture filter, then if a certain degree of saturation of the moisture filter has been achieved, for example, to be able to heat it and remove the moisture via the moisture exchanger from the closed circuit and the bypass line without impairment, in particular switching off the closed circuit or opening the bypass circuit.
  • the moisture exchanger thus has the advantage that moisture can be removed from the closed circuit without downtime of the circuit from the closed circuit, wherein the moisture exchanger for effective discharge of water needs a certain gradient. This is achieved by combining the moisture exchanger with a moisture filter, which initially enriches the moisture and then deliberately releases it in larger quantities, so that a high gradient is created at the moisture exchanger and the moisture exchanger effectively dissipates the moisture.
  • the first and the second dehumidifier are designed as a wet filter, while between the two moisture filters another dehumidifier is arranged in the form of an additional moisture exchanger.
  • this design makes it possible first in one of the two dehumidifiers, which are designed as a moisture filter, for example, the first dehumidifier, a large part of the moisture content.
  • the second dehumidifier filters out the residual moisture from the fluid, then on reaching the degree of saturation of the first dehumidifier this targeted for water delivery, for example by heating, to move, and then the humidity over the first Dehumidifier to drain downstream moisture exchanger, the second dehumidifier can continue to filter out the residual moisture that is not dissipated via the moisture exchanger. Subsequently, the flow direction can be changed, so that the second dehumidifier extracts most of the moisture from the fluid, so that overall the most effective possible drying and a maximum moisture removal can be achieved.
  • a device for generating a moisture gradient is preferably arranged on the side of the moisture exchanger facing away from the closed circuit.
  • This device may be formed in one embodiment as a device for generating a negative pressure.
  • the device for generating a moisture gradient is designed as a dry agent supply device which leads a desiccant past the moisture exchanger into a desiccant discharge.
  • the desiccant may be, for example, air or nitrogen.
  • the desiccant is additionally dehumidified via another device.
  • a third dehumidifier is arranged between the desiccant feed device and the moisture exchanger, which moisturizes the desiccant. deprives of activity, so that the moisture gradient is increased at the moisture exchanger.
  • a fourth dehumidifier may be arranged between the moisture exchanger and the desiccant removal means, which also removes moisture removed from the desiccant and withdrawn from the closed loop from the desiccant, especially when the desiccant is again is passed to the moisture exchanger.
  • a fifth valve is disposed between the desiccant feeder and the third dehumidifier
  • a sixth valve is disposed between the fourth dehumidifier and the desiccant discharge, wherein either the third dehumidifier or the fourth dehumidifier is switchable behind the desiccant supply means via the fifth valve in the flow direction and wherein via the sixth valve alternatively either the fourth dehumidifier or the third dehumidifier is switchable prior to the desiccant discharge, so that on flow from the desiccant supply means to the desiccant discharge either first the third dehumidifier and then the fourth dehumidifier or alternatively first the fourth dehumidifier and then the third dehumidifier is flowed through.
  • the third and / or the fourth dehumidifier are designed as a moisture filter.
  • the moisture filters are preferably designed as zeolite filters to ensure effective accumulation of moisture in the filter.
  • the various dehumidifiers are preferably heated.
  • the additional moisture exchanger if available, can also be heated.
  • the moisture exchanger is preferably designed as a moisture-permeable membrane, in particular as a Nafion membrane or as a zeolite molecular sieve, in order to ensure that, although water can pass through the membrane, the fluid or the
  • the moisture exchanger is designed as a porous ceramic tube with a zeolite coating.
  • the zeolite coating on the one hand absorbs the moisture, but also allows the passage of moisture.
  • the ceramic tube is filled with a zeolite granules to increase the storage capacity for moisture and so a combined moisture filter with integrated Fetician (2004) to form.
  • the ceramic is, for example, a PTC ceramic. This has the advantage that it can serve as a heater in addition to the carrier function.
  • the bypass line is preferably connected to a fluid-carrying tube of the closed circuit, which has a compressor. As a result, the corresponding pressure gradient is generated, which maintains the necessary flow of the fluid.
  • a humidity sensor is arranged in the bypass line, preferably after the first dehumidifier, in particular in front of the point at which the fluid is returned to the closed circuit.
  • the fluid is designed as a refrigerant and / or the closed circuit as a refrigeration system, since just refrigerant must not have moisture to ensure safe operation of the refrigeration system.
  • the method according to the invention for drying fluids circulated in closed circuits is based on leading a portion of the fluid from a fluid-carrying tube of the closed circuit into a bypass line connected in parallel with the tube of the closed circuit carrying the fluid.
  • a bypass line connected in parallel with the tube of the closed circuit carrying the fluid.
  • a device for drying fluid with at least a first dehumidifier, which is designed as a moisture filter, and at least one further dehumidifier, which is designed as a moisture exchanger of course, the moisture filter and the moisture exchanger in a dehumidifier can be arranged integrated.
  • the moisture filter is heated when a defined threshold value is reached in order to expel the moisture collected in the moisture filter and dissipate it via the moisture exchanger.
  • This allows the bypass line not to be opened to remove the moisture collected in a dehumidifier in the bypass line from the bypass line. In particular, therefore, no fluid, which is located in the bypass line, enters the environment, so that no costs for the disposal of the fluid arise.
  • a second dehumidifier which is designed as a moisture filter, arranged, which can absorb the moisture not filtered out by the first moisture filter keit and thus increases the degree of drying.
  • a third valve is arranged between the first valve and the first dehumidifier
  • a fourth valve is arranged between the second dehumidifier and the second valve, wherein either the first dehumidifier or the second dehumidifier is switchable behind the first valve via the third valve in the flow direction and wherein Alternatively, either the second dehumidifier or first dehumidifier via the fourth valve the second valve is switchable, so that in flow from the third valve to the fourth valve, either first the first dehumidifier and then the second dehumidifier or alternatively first the second dehumidifier and then the first dehumidifier is flowed through.
  • a change in the direction of flow is preferably provided after heating a moisture filter to expel the collected moisture to ensure maximum replacement and most effective drying of both desiccant and dehumidifiers.
  • the moisture gradient for optimal functioning of the moisture exchanger is increased by arranging a device for generating a moisture gradient on the side of the moisture exchanger facing away from the closed circuit.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a first embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a schematic representation of a third embodiment of the invention.
  • Fig. 4 is a schematic representation of a fourth embodiment of the invention and Fig. 5 is a schematic representation of a fifth exemplary embodiment of the invention.
  • FIGS. 1 to 5 show various exemplary embodiments of the invention, wherein identical reference symbols designate identical components and components.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a device for drying fluid guided in a closed circuit.
  • the closed circuit is designed, for example, as a refrigeration system in which a refrigerant is fed as fluid.
  • a tube 10 which carries refrigerant, is shown as part of a refrigeration system.
  • a compressor 15 is arranged, which maintains the speed of the flow and optionally regulated.
  • a bypass line 20 is arranged, which is connected via a first valve Vl and a second valve V2 to the tube 10 and can be decoupled completely from the tube 10 via these two valves Vl, V2.
  • a portion of the refrigerant conducted in the pipe 10 flows into the bypass line 20 via the first valve V1.
  • the refrigerant flow in the bypass line 20 should be less than 5% of the total mass flow of refrigerant and in particular 10%. do not exceed the total mass flow in order to disturb the cold medium flow in the refrigeration system as little as possible.
  • a throttle valve 24 is arranged, which serves to regulate the mass flow through the bypass line 20.
  • the flow direction of the refrigerant is indicated by the open arrows in FIG.
  • a first dehumidifier El is arranged, which is flowed through by the refrigerant.
  • the first dehumidifier can be a moisture exchanger or, as shown in FIG. 1, a moisture filter, in particular a zeolite filter 50.
  • This moisture filter has a housing EIa, which is sealed to the outside. Neither refrigerant nor moisture can thus escape from the housing EIa of the first dehumidifier El.
  • the refrigerant is dried in the first dehumidifier El, whereby the moisture accumulates in the zeolite filter 50.
  • the thus dried refrigerant continues to flow through the bypass line 20 in the direction of the second valve V2 to flow back into the tube 10 of the refrigeration system behind the second valve V2.
  • the moisture sensor 22 Before the refrigerant flows into the tube 10, in particular in front of the second valve V2, there is a moisture sensor 22 with which it is checked which degree of drying the refrigerant has reached. In particular, with the humidity sensor 22, the operation of the first dehumidifier El can be checked. Since moisture accumulates in the first dehumidifier E1, in particular in the zeolite filter 50, the moisture content of the zeolite filter 50 increases. If the water content in the zeolite filter 50 is too high, there is a risk of water leakage. The water content of the zeolite filter 50 must therefore be controlled, preferably via a correspondingly integrated measuring probe. Periodically, the zeolite filter 50 must be replaced to prevent water leakage.
  • valves Vl, V2 are closed, so that the bypass line 20 can be opened without disturbing the operation of Kälternittelarilage. Subsequently, the first dehumidifier El can be removed and replaced with a new dehumidifier or used again after cleaning and drying.
  • a moisture sensor 22 or Other means for detecting the saturation state of the zeolite filter 50 can be triggered by a control of the valves Vl, V2, a stop of the current through the bypass line 20 also automatically. It is sufficient to close the valve V2.
  • a further dehumidifier E5 arranged in the bypass line 20 in the bypass line 20, in a second embodiment of the invention PHg, which is shown in Figure 2, in the bypass line 20, a further dehumidifier E5 arranged in the bypass line 20, a further dehumidifier E5 arranged in the bypass line 20, a further dehumidifier E5 arranged in the bypass line 20, a further dehumidifier E5 arranged in the bypass line 20, a further dehumidifier E5 arranged in the bypass line 20, a further dehumidifier E5 arranged in the bypass line 20, a further dehumidifier E5 arranged in the bypass line 20, a further dehumidifier E5 arranged in the bypass line 20, a further dehumidifier E5 arranged in the bypass line 20, a further dehumidifier E5 arranged in the bypass line 20, a further dehumidifier E5 arranged in the bypass line 20, a further dehumidifier E5 arranged in the bypass line 20, a further dehum
  • the moisture exchanger 30 operates in such a way that with a sufficiently high moisture gradient between the two sides of the moisture-permeable membrane 32, moisture can diffuse through the membrane and be removed on the other side.
  • the moisture-permeable membrane 32 may be made of Nafion or zeolite, for example.
  • the majority of the moisture contained in the refrigerant can be collected in the zeolite filter 50 via the first dehumidifier El.
  • further residual moisture can be removed via the further dehumidifier E5, in particular if the gradient is high enough, for example because the first dehumidifier E1 has reached its saturation level.
  • Has the first dehumidifier El reaches its saturation level - the flow rate is greatly throttled via the throttle valve 24 and the first dehumidifier El heated via a heating port EIb, so that the moisture is expelled from the zeolite filter 50 again.
  • the zeolite filter 50 is again suitable for extracting further moisture from the refrigerant, so that the throttle valve 24 can be opened again in order to increase the flow rate again, and further refrigerant can be dried from the refrigeration system.
  • the operation of the refrigeration system does not have to be set at any time.
  • the moisture exchanger 30 is integrated into the first dehumidifier El in order to be able to more effectively remove the moisture from the refrigerant.
  • FIG 3 shows a third embodiment of an apparatus for drying of refrigeration systems, wherein the same parts as in the embodiments according to Figures 1 and 2 are again denoted by the same reference numerals.
  • the first dehumidifier El and the second dehumidifier E2 are designed as moisture filters, in particular as zeolite filters 50.
  • the second dehumidifier El has a housing EIa and a heating connection EIb.
  • the first dehumidifier El, then the moisture exchanger 30 and then the second dehumidifier E 2 are flowed through starting from the first valve V 1 before the refrigerant is transferred again into the pipe 10 of the refrigeration system through the second valve V 2.
  • a third valve V3 between the first valve Vl and the first dehumidifier El and a fourth valve V4 are additionally arranged between the second dehumidifier E2 and the second valve V2.
  • the third V3 and the fourth valve V4 are three-way valves, so that via the third valve V3 alternatively either the first dehumidifier El or the second dehumidifier E2 behind the first valve Vl and the fourth valve V4 alternatively the second dehumidifier E2 or the first dehumidifier El before the second valve V2 can be switched.
  • the refrigerant flows along the open arrows only through the first dehumidifier El, in which the majority of the moisture contained in the refrigerant is removed by the zeolite filter 50 from the refrigerant.
  • This moisture is stored in the zeolite filter 50.
  • Residual moisture can either be effectively removed from the refrigerant via the additional moisture exchanger 30, if the moisture gradient is high enough, or via the second dehumidifier E2, so that an increased degree of drying of the refrigerant is achieved.
  • the humidity of the refrigerant is checked.
  • E2 can be checked, which saturation level of the first dehumidifier El is already reached.
  • the refrigerant flow rate can be reduced or stopped by throttling by the throttle valve 24, whereby the first valve V1 and the second valve V2 can also be closed, if necessary, for increased safety.
  • the first dehumidifier El via the heating terminal EIb is heated, examples game, to about 200 0 C.
  • the collected water is expelled from the zeolite filter 50 of the first dehumidifier El and transported to the moisture exchanger 30th
  • the third valves V3 and the fourth valve V4 are now transferred in such a way that subsequently the flow through the bypass line along the closed arrows and thus in the opposite flow direction through the portion of the bypass line 20 between the third Valve V3 and the fourth valve V4 run, so that first of the second dehumidifier E2 then the additional moisture exchanger 30 and finally the first dehumidifier El are flowed through by the refrigerant.
  • the second dehumidifier E2 is now predominantly charged with water from the refrigerant, while the additional moisture exchanger 30 scarcely comes into operation and the first dehumidifier E1 absorbs the residual moisture from the refrigerant.
  • the water is removed via the moisture exchanger 30 in such a way that, for example, it drips out or out of the moisture-permeable membrane 32 to the outside.
  • the membrane 32 is configured in such a way that it is permeable only to water, but not to the refrigerant flowing in the refrigeration system, and may be made, for example, from Nafion or formed as a zeolite molecular sieve.
  • a device for generating negative pressure can be arranged on the side of the membrane 32 remote from the refrigeration system, so that the moisture gradient also increases and more water passes through the membrane 32 to the outside.
  • a desiccant can be guided past the side of the membrane 32 facing away from the refrigeration system, in order to increase the moisture gradient.
  • a desiccant feed means is arranged, which may for example alternatively consist of providing a compressed gas such as nitrogen or air via a gas supply 41 or in an ambient air supply 42 by means of a suitable compressor.
  • the desiccant supply device 40 leads the corresponding desiccant, for example the gas such as nitrogen or the air on the side facing away from the chiller side of the membrane 32 of the additional moisture exchanger 30 in a desiccant removal 44.
  • the in the Desiccant removal 44 arrived desiccant the desiccant feeder supplied again.
  • the desiccant can be removed only after a single use.
  • a third dehumidifier E3 is arranged, which is preferably also designed as a moisture filter, in particular zeolite filter 50.
  • the uxille dehumidifier E3 also has a housing E3a and a heating connection E3b.
  • the added desiccant is additionally dehumidified before it is conducted to the membrane 32 in order to further increase the moisture gradient over the membrane 32.
  • a fourth dehumidifier E4 is arranged between the membrane 32 and the desiccant discharge 44, which is also designed in particular as a moisture filter, in particular as a zeolite filter 50.
  • the fourth dehumidifier E4 has a housing E4a and a heating connection E4b.
  • a fifth valve V5 is arranged, while a sixth valve V6 is arranged between the fourth dehumidifier E4 and the desiccant discharge 44.
  • the fifth valve V5 and the sixth valve V6 are also designed as a three-way valve, so that via the fifth valve V5 alternatively the third dehumidifier E3 or the fourth dehumidifier E4 can be switched behind the desiccant feed device 40, while via the sixth valve V6 alternatively fourth dehumidifier E4 or the third dehumidifier E3 before desiccant removal 44 can be switched.
  • the third dehumidifier E3 and the fourth dehumidifier E4 are designed to be heated.
  • the following process for drying the desiccant and drying the third dehumidifier E3 and the fourth dehumidifier E4 is possible.
  • the desiccant is fed via the desiccant feed device 40 along the open arrows into the first dehumidifier E3, where the desiccant is dehumidified, so that the third dehumidifier E3 is loaded with moisture.
  • the desiccant in turn absorbs moisture, which can be filtered out in the fourth dehumidifier E4 if the desiccant is returned to the membrane 32. that should.
  • the membrane 32 downstream dehumidifier E4 can be additionally heated to let pass through the moisture absorbed by the desiccant and expel the moisture already absorbed.
  • the dehumidifier E3, E4 downstream of the membrane 32 can also be completely switched off from the desiccant stream by means of an additional valve in order to save heating costs in this way. In principle, it is thus also possible to arrange only one dehumidifier in the desiccant circuit.
  • valves V5, V6 are switched such that the corresponding dehumidifier E3, E4 is switched before the desiccant discharge 44.
  • the corresponding dehumidifier E3, E4 is then heated so that the moisture in
  • Direction to the desiccant removal 44 can be removed without being passed to the membrane 32 and where appropriate to cause moisture is introduced into the bypass line 20.
  • FIG. 1 A fourth embodiment of the invention is shown in FIG.
  • a first dehumidifier El 'and a second dehumidifier E2' are arranged in the bypass line 20.
  • the refrigerant firstly flows from the first valve V1 through the first dehumidifier El 'and then through the second dehumidifier E2', before it returns via the second valve V2 into the pipe 10 of the refrigeration system carrying the refrigerant is supplied.
  • the third valve V3 designed as a three-way valve is arranged, via which alternatively the first dehumidifier El' or the second dehumidifier E2 'are connected behind the first valve V1 can.
  • the second valve V2' is again designed as a three-way valve fourth valve V4, via which alternatively the first dehumidifier El 'or the second dehumidifier E2' can be switched in front of the second valve V2, so that at corresponding Circuit of the two valves V3, V4, the flow direction can be reversed such that between the two valves V3, V4, the flow along the closed arrows in the opposite direction, first by the second dehumidifier E2 'and then by the first dehumidifier El' can be done.
  • the two dehumidifiers El ', E2' are provided as a porous ceramic tube 52 with a zeolite coating 54 on the inside of the ceramic tube 52.
  • the zeolite coating ensures that only water can pass through the ceramic tube 52, but the refrigerant flows within the zeolite coating 54 through the ceramic tube 52 and thus can not escape from the bypass line 20.
  • the ceramic tube thus essentially serves as a carrier ceramic for the zeolite coating 54. If, for example, a PTC ceramic is used as the carrier ceramic, it can additionally be used as a heater.
  • the zeolite coating 54 functions essentially as a moisture exchanger.
  • the first dehumidifier El 'and the second dehumidifier E2' are located in a chamber 70 in which the moisture passed through the zeolite coating 54 is collected and which, preferably, is heated by a pump 60 during heating to provide a sufficiently high moisture gradient on the zeolite coating 54 , In particular, the moisture can drip out in a container 62 and be removed via the pump 60.
  • the Pump 60 does not necessarily run permanently.
  • a valve is preferably arranged between the chamber 70 and the container 62, which is closed during operation and is only open during the heating phases. Because a vacuum is created in the chamber 70 prior to closing the valve by the pump 60, there is only a very small proportion of air in the chamber 70 which does not cause any appreciable entry of moisture back into the refrigerant during operation.
  • the chamber 70 may be spooled with dry air or other desiccant during normal operation to maintain the moisture gradient on the zeolite coating 54 sufficiently high.
  • the air can in turn be dried with a device comparable to the side of the membrane 32 of the moisture exchanger 30 of the exemplary embodiment shown in FIG. 5 facing away from the refrigeration system.
  • the chamber 70 can in turn also have a water-permeable membrane, which on the side facing away from the dehumidifier El ', E2' can be equipped with a corresponding device for increasing the moisture gradient, so that the chamber 70 constitutes an additional protective wall, if through the Zeolite coating 54 should leak refrigerant. If pores in the zeolite coating 54 lead to a cold agent passage, this can be recognized, for example, by a rise in pressure in the chamber 70 during the drying phase, so that the leaked refrigerant is sucked dry and collected dry via another dehumidifier, not shown, in the chamber 70 could be.
  • a zeolite granulate 56 is arranged in the ceramic tube 52, which is flowed around by the refrigerant and thereby removes moisture from the refrigerant. Since the zeolite granulate 56 thus acts as a moisture filter, in this embodiment the dehumidifiers E1 ', E2' represent a moisture filter with integrated moisture exchanger. If the zeolite granules 56 reach saturation, the first dehumidifiers E1 'and the second dehumidifier E2' can again be designed to be heatable to specifically release the moisture through the zeolite coating 54 to the outside.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von in geschlossenen Kreislaufen geführten Fluiden mit einer Bypassleitung (20), welche über ein erstes Ventil (V1) und ein zweites Ventil (V2) parallel zu einem Fluid führenden Rohr (10) des geschlossenen Kreislaufs schaltbar ist, wobei in der Bypassleitung (20) ein erster Entfeuchter (E1) angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Trocknen von in geschlossenen Kreislaufen geführten Fluiden, bei welchem aus einem Fluid fuhrenden Rohr (10) des geschlossenen Kreislaufs ein Teil des Fluids in eine parallel zu dem das Fluid fuhrenden Rohr (10) des geschlossenen Kreislaufs geschaltete Bypassleitung (20) gefuhrt wird und wobei in der Bypassleitung (20) eine Vorrichtung zum Trocknen von Fluiden nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Trocknen von in geschlossenen Kreisläufen geführten Fluiden
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von in geschlossenen Kreisläufen geführten Fluiden sowie ein Verfahren zum Trocknen von in geschlossenen Kreisläufen geführten Fluiden '.
In verschiedenen Anwendungen werden Fluide in geschlossenen Kreisläufen geführt, wobei es wesentlich ist, dass die Fluide trocken sind.
Feuchtigkeit, insbesondere Wasser in Kältemittel von Kälteanlagen, stellt ein großes Problem für die Funktionstüchtigkeit der Kälteanlage dar. Einerseits kann es zu Vereisungen und
Einfrierungen wichtiger Bauelemente kommen, was den Kühlmittelstrom unterbindet. Andererseits führt das Wasser in Verbindung mit Kältemittelöl zur Säurebildung, was Säurefraß und gegebenenfalls einen Burnout eines in der Kälteanlage vorhande- nen Verdichters zur Folge haben kann. Daher ist es notwendig, den Wassergehalt im Kältekreislauf zu reduzieren und während des Betriebs der Anlage möglichst gering zu halten.
Bekannt ist es, die vollständige Kälteanlage abzuschalten, um anschließend das gesamte in der Kälteanlage vorhandene Kältemittel zu entfernen und zu entsorgen, die Anlage mit Stickstoff zu trocknen und mit trockenem Kältemittel wieder neu zu befüllen. Ein derartiges Verfahren führt dazu, dass die Kälteanlage über längere Zeit vollständig stillsteht und hat zum anderen hohe Kosten zur Folge, da das Kältemittel vollständig ausgetauscht und zudem entsorgt werden muss. Weiterhin ist es bekannt, in einer das Kältemittel führenden Leitung der Kälteanlage, insbesondere vor einem Verdichter, einen Entfeuchter in Form eines Feuchtefilters einzubauen. Das Kältemittel strömt somit durch den Feuchtefilter, welcher die Feuchtigkeit ausfiltert, die somit in dem Feuchtefilter angereichert wird. Dabei muss der Feuchtefilter überwacht werden, um zu verhindern, dass der Feuchtefilter vollständig gesättigt wird und ein Wasserdurchbruch auftreten kann. Der Feuchtefilter muss somit regelmäßig ausgetauscht werden, was ebenfalls zu Ausfallzeiten der Kälteanlage führt und mit einem hohen Arbeitsaufwand verbunden ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trocknen von in geschlossenen Kreisläufen geführten Fluiden bereitzustellen, welche das kontinuierliche Trocknen von Fluid im laufenden Betrieb des geschlossenen Kreislaufs ermöglichen und somit einen hohen Zeit- und Kostenaufwand vermeiden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Vorrichtung zum Trocknen von in geschlossenen Kreisläufen geführten Fluiden mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und mit einem Verfahren zum Trocknen von in geschlossenen Kreisläufen geführten Fluiden mit den Merkmalen der Patentansprüche 26 oder 27.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäßc Vorrichtung zum Trocknen von in geschlos- senen Kreisläufen geführten Fluiden beruht darauf, eine By- passleitung vorzusehen, welche über ein erste Ventil und ein zweites Ventil parallel zu einem Fluid führenden Rohr des geschlossenen Kreislaufs schaltbar ist. Ein Teil des durch den geschlossenen Kreislauf strömenden Fluids wird somit in die Bypassleitung gelenkt. Erfindungsgemäß ist in der Bypasslei- tung ein erster Entfeuchter angeordnet, welcher dem Fluid die Feuchtigkeit entzieht. Da der Entfeuchter nun nicht mehr di- rekt in dem geschlossenen Kreislauf angeordnet ist, kann, falls der Entfeuchter ausgetauscht werden muss, die Bypassleitung über das erste und zweite Ventil zur geschlossenen Kreislauf hin geschlossen werden, woraufhin der Entfeuchter aus der Bypassleitung entnommen und gegen einen neuen oder gereinigten Entfeuchter ausgetauscht werden kann.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in der Bypassleitung hinter dem ersten Entfeuchter ein zweiter Entfeuchter angeordnet, wobei der zweite Entfeuchter vom ersten Entfeuchter nicht aufgenommene Feuchte aufnehmen kann, um die Effektivität der Trocknung des Fluids zu verbessern.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem ersten Ventil und dem ersten Entfeuchter ein drittes Ventil und zwischen dem zweiten Entfeuchter und dem zweiten Ventil ein viertes Ventil angeordnet, wobei über das dritte Ventil in Strömungsrichtung entweder der erste Entfeuchter oder der zweite Entfeuchter hinter das Ventil schaltbar ist und wobei über das vierte Ventil alternativ entweder der zweite Entfeuchter oder der erste Entfeuchter vor das zweite Ventil schaltbar ist, so dass bei Strömung von dem dritten Ventil zu dem vierten Ventil entweder zunächst der erste Entfeuchter und dann der zweite Entfeuchter oder alternativ zunächst der zweite Entfeuchter und dann der exsLe Ent- feuchter durchströmt wird.
Der erste und/oder der zweite Entfeuchter können als Feuchte- tauscher, als Feuchtefilter oder auch als Feuchtefilter mit integrierten Feuchtetauscher ausgebildet sein. In einer Ausfuhrungsform ist der erste Entfeuchter als Feuchtefilter und der zweite Entfeuchter als Feuchtetauscher oder auch der erste und/oder zweite Entfeuchter als Feuchtefilter mit integriertem Feuchtetauscher ausgebildet, um in dem Feuchtefilter zunächst wahrend des Betriebs des geschlossenen Kreislaufs Feuchtigkeit in dem Feuchtefilter anzureichern, um anschließend, wenn ein gewisser Sättigungsgrad des Feuchtefilters erreicht wurde, diesen beispielsweise heizen zu können und die Feuchtigkeit über den Feuchtetauscher ohne Beeinträchtigung, insbesondere Abschaltung des geschlossenen Kreislaufs oder Offnen der By- passschaltung nach außen aus dem geschlossenen Kreislauf und der Bypassleitung abzuführen. Der Feuchtetauscher hat somit den Vorteil, dass Feuchtigkeit aus dem geschlossenen Kreislauf ohne Ausfallzeit des Kreislaufs aus dem geschlossenen Kreislauf abgeführt werden kann, wobei der Feuchtetauscher zur effektiven Abfuhrung des Wassers einen bestimmten Gradienten benotigt. Dieser wird dadurch erreicht, dass der Feuchtetauscher mit einem Feuchtefilter kombiniert wird, welcher zunächst die Feuchtigkeit anreichert und anschließend gezielt in größeren Mengen abgibt, so dass ein hoher Gradient an dem Feuchtetauscher entsteht und der Feuchtetauscher die Feuchtigkeit effektiv abfuhrt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung sind der erste und der zweite Entfeuchter als Feuchtfilter ausgebildet, wahrend zwischen den beiden Feuchtefiltern ein weiterer Entfeuchter in Form eines zusatzlichen Feuchtetau- schers angeordnet ist. Insbesondere mit der Möglichkeit, die Stromungsrichtung durch die Bypassleitung zu andern, gibt diese Konstruktion die Möglichkeit, zunächst in einem der beiden Entfeuchter, welche als Feuchtefilter ausgebildet sind, beispielsweise dem ersten Entfeuchter, einen Großteil der Feuch- tigkeit zu speichern, während der andere, beispielsweise der zweite Entfeuchter die Restfeuchtigkeit aus dem Fluid herausfiltert, um anschließend bei Erreichen des Sättigungsgrads des ersten Entfeuchters diesen gezielt zur Wasserabgabe, bei- spielsweise durch Aufheizen, zu bewegen, um dann die Feuchtigkeit über den dem ersten Entfeuchter nachgeschalteten Feuchte- tauscher abzuführen, wobei der zweite Entfeuchter weiterhin die Restfeuchte, die über den Feuchtetauscher nicht abgeführt wird, herausfiltern kann. Anschließend kann die Strömungsrich- tung geändert werden, so dass der zweite Entfeuchter den Großteil der Feuchtigkeit aus dem Fluid entzieht, so dass insgesamt eine möglichst effektive Trocknung und eine maximale Feuchtigkeitsabfuhr erreicht werden kann.
Strömt das Fluid lediglich an dem Feuchtetauscher vorbei, handelt es sich in der Regel um sehr geringe Wassergehalte, so dass der Feuchtegradient vergleichsweise klein ist und der Feuchtetauscher nicht optimal bzw. effektiv arbeiten kann. Daher ist vorzugsweise auf der dem geschlossenen Kreislauf abge- wandten Seite des Feuchtetauschers eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Feuchtegradienten angeordnet. Diese Vorrichtung kann in einer Ausführungsform als Vorrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks ausgebildet sein. Alternativ ist die Vorrichtung zur Erzeugung eines Feuchtegradienten als eine Tro- ckenmittelzufuhreinrichtung ausgebildet, welche ein Trockenmittel an dem Feuchtetauscher vorbei in eine Trockenmittelabfuhr führt. Das Trockenmittel kann beispielsweise Luft oder Stickstoff sein. Vorzugsweise wird das Trockenmittel über eine weitere Vorrichtung zusätzlich entfeuchtet.
Dazu ist in einer bevorzugten Ausführungsform zwischen der Trockenmittelzufuhreinrichtung und dem Feuchtetauscher ein dritter Entfeuchter angeordnet, der dem Trockenmittel Feuch- tigkeit entzieht, so dass der Feuchtegradient an dem Feuchte- tauscher erhöht wird.
Vorzugsweise kann zwischen dem Feuchtetauscher und der Tro- ckenmittelabfuhr ein vierter Entfeuchter angeordnet sein, welcher die Feuchtigkeit, die an dem Feuchtetauscher von dem Trockenmittel aufgenommen wurde und dem geschlossenen Kreislauf entzogen wurde, ebenfalls aus dem Trockenmittel wieder zu entfernen, insbesondere, wenn das Trockenmittel erneut an dem Feuchtetauscher vorbeigeführt wird.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der Trockenmittelzufuhreinrichtung und dem dritten Entfeuchter ein fünftes Ventil und zwischen dem vierten Entfeuchter und der Trockenmittelabfuhr ein sechstes Ventil angeordnet, wobei über das fünfte Ventil in Strömungsrichtung entweder der dritte Entfeuchter oder der vierte Entfeuchter hinter die Trockenmittelzufuhreinrichtung schaltbar ist und wobei über das sechste Ventil alternativ entweder der vierte Entfeuchter oder der dritte Entfeuchter vor die Trockenmittelabfuhr schaltbar ist, so dass bei Strömung von der Trockenmittelzufuhreinrichtung zu der Trockenmittelabfuhr entweder zunächst der dritte Entfeuchter und dann der vierte Entfeuchter oder alternativ zunächst der vierte Entfeuchter und dann der dritte Entfeuchter durchströmt wird. So ist auch in dem Kreislauf des Trockenmittels eine besonders effektive Trocknung des Trockenmittels wie zuvor beschrieben möglich. Aber auch wenn das Trockenmittel nicht in einem Kreislauf geführt wird, ist durch diesen Aufbau sichergestellt, dass grundsätzlich bei beiden Strömungsrichtungen ein Entfeuchter vor dem Feuchtetauscher liegt, um somit sicher zu stellen, dass getrocknetes Trockenmittel an den Feuchtetauscher geführt wird und somit der Feuchtegradient erhöht wird und andererseits zur Trocknung der Entfeuchter jeder Entfeuchter vor die Trockenmittelabfuhr geschaltet werden kann, so dass beim Ausheizen des Entfeuchters die Feuchtigkeit direkt in die Trockenmittelabfuhr gefuhrt werden kann, ohne an dem Feuchtetauscher vorbeigefuhrt zu werden und dort den Feuchtegradienten zu verringern oder gar Feuchtigkeit in den geschlossenen Kreislauf des Fluids einzutragen.
Dabei sind insbesondere in einer bevorzugten Ausfuhrungsform der dritte und/oder der vierte Entfeuchter als Feuchtefilter ausgebildet.
Die Feuchtefilter sind vorzugsweise als Zeolithfilter ausgebildet, um eine effektive Anreicherung der Feuchtigkeit in dem Filter zu gewahrleisten.
Um die Feuchtigkeit aus den Entfeuchtern ohne Wechsel der Entfeuchter auszutreiben, sind die verschiedenen Entfeuchter vorzugsweise beheizbar. Aus dem selben Grund ist auch der zusatz- liehe Feuchtetauscher, falls vorhanden, beheizbar.
Der Feuchtetauscher ist vorzugsweise als Feuchte durchlassige Membran, insbesondere als Nafion-Membran oder als Zeolithmole- kolarsieb ausgebildet, um zu gewahrleisten, dass zwar Wasser durch die Membran durchtreten kann, das Fluid oder das
Trockenmittel jedoch nicht. In einer alternativen Ausfuhrungsform ist der Feuchtetauscher als poröses Keramikrohr mit einer Zeolithbeschichtung ausgebildet. Die Zeolithbeschichtung nimmt einerseits die Feuchtigkeit auf, ermöglicht jedoch auch den Durchtritt von Feuchtigkeit. Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist das Keramikrohr mit einem Zeolithgranulat gefüllt, um die Speichermoglichkeit für Feuchtigkeit zu erhohen und so einen kombinierten Feuchtefilter mit integriertem Feυchtetauscher zu bilden. Die Keramik ist dabei beispielsweise eine PTC-Keramik. Diese hat den Vorteil, dass sie zusätzlich zur Trägerfunktion als Heizung dienen kann.
Um den Durchfluss von Fluid durch die Bypassleitung kontinuierlich aufrechtzuerhalten, ist vorzugsweise die Bypassleitung an einem Fluid führenden Rohr des geschlossenen Kreislaufs geschaltet, welches einen Verdichter aufweist. Dadurch wird das entsprechende Druckgefälle erzeugt, welches die nötige Strö- mung des Fluids aufrecht erhält.
Um zu überprüfen, wie effektiv die entsprechenden Entfeuchter das Fluid entfeuchtet haben, ist in der Bypassleitung, vorzugsweise nach dem ersten Entfeuchter, insbesondere vor der Stelle, an welcher das Fluid in den geschlossenen Kreislauf zurückgeführt wird, ein Feuchtesensor angeordnet.
Besonders bevorzugt ist das Fluid als Kältemittel und/oder der geschlossene Kreislauf als eine Kälteanlage ausgebildet, da gerade Kältemittel keine Feuchtigkeit aufweisen dürfen, um eine sichere Funktion der Kälteanlage zu gewährleisten..
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Trocknen von in geschlossenen Kreisläufen geführten Fluiden beruht darauf, aus einem Fluid führenden Rohr des geschlossenen Kreislaufs einen Teil des Fluids in eine parallel zu dem das Fluid führenden Rohr des geschlossenen Kreislaufs geschaltete Bypassleitung zu führen. In der Bypassleitung ist eine Vorrichtung zum Trocknen
M-. π id Feuchtigkeit entzogen wird. Durch Anordnung der Vorrichtung in einer Bypassleitung ist es möglich, während des Betriebs des geschlossenen Kreislaufs einerseits das Fluid zu trocknen, andererseits jedoch auch eine defekte Vorrichtung zum Trocknen von Fluid oder eine Vorrichtung zum Trocknen von Fluid, bei welcher ein Entfeuchter gesättigt ist, während des Betriebs zu warten und auszutauschen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorzugsweise in der Bypassleitung eine Vorrichtung zum Trocknen von Fluid mit wenigstens einem ersten Entfeuchter, welcher als Feuchtefilter ausgebildet ist, und wenigstens einem weiteren Entfeuchter, welcher als Feuchtetauscher ausgebildet ist, angeordnet, wobei selbstverständlich der Feuchtefilter und der Feuchtetauscher auch in einem Entfeuchter integriert angeordnet sein können. Der Feuchtefilter wird bei Erreichen eines definierten Schwellwerts erhitzt, um die in dem Feuchtefilter gesammelte Feuchte auszutreiben und über den Feuchtetauscher abzuführen. Dadurch wird ermöglicht, dass die Bypassleitung nicht geöffnet werden muss, um die Feuchtigkeit, die in einem Entfeuchter in der Bypassleitung gesammelt wurde, aus der Bypassleitung zu entfernen. Insbesondere gelangt somit kein Fluid, welches sich in der Bypassleitung befindet, in die Umgebung, so dass keine Kosten für die Entsorgung des Fluids entstehen.
Vorzugsweise ist in der Bypassleitung ein zweiter Entfeuchter, welcher als Feuchtefilter ausgebildet ist, angeordnet, welcher die von dem ersten Feuchtefilter nicht ausgefilterte Feuchtig- keit aufnehmen kann und somit den Trocknungsgrad erhöht.
Vorzugsweise ist zwischen dem ersten Ventil und dem ersten Entfeuchter ein drittes Ventil und zwischen dem zweiten Entfeuchter und dem zweiten Ventil ein viertes Ventil angeordnet, wobei über das dritte Ventil in Strömungsrichtung entweder der erste Entfeuchter oder der zweite Entfeuchter hinter das erste Ventil schaltbar ist und wobei über das vierte Ventil alternativ entweder der zweite Entfeuchter oder erste Entfeuchter vor das zweite Ventil schaltbar ist, so dass bei Strömung von dem dritten Ventil zu dem vierten Ventil entweder zunächst der erste Entfeuchter und dann der zweite Entfeuchter oder alternativ zunächst der zweite Entfeuchter und dann der erste Ent- feuchter durchströmt wird. Dadurch ist es möglich, die Strömungsrichtung umzukehren. Ein Wechsel der Strömungsrichtung ist vorzugsweise nach Beheizen eines Feuchtefilters zum Austreiben der gesammelten Feuchte vorgesehen, um einen maximalen Austausch und eine möglichst effektive Trocknung sowohl von Trockenmittel als auch von Entfeuchtern zu gewährleisten.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Feuchtegradient für eine optimale Funktionsweise des Feuchte- tauschers dadurch erhöht, dass auf der dem geschlossenen Kreislauf abgewandten Seite des Feuchtetauschers eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Feuchtegradienten angeordnet ist.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren ausführlich erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausfüh- rungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung und Fig. 5 eine schematische Darstellung eines fünften Ausfuhrungsbeispieles der Erfindung.
In den Figuren 1 bis 5 sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Bauelemente und Komponenten bezeichnen.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausfuhrungsbeispiel einer Vorrichtung zum Trocknen von in einem geschlossenen Kreislauf geführtem Fluid. Dabei ist der geschlossenen Kreislauf beispielsweise als Kälteanlage ausgebildet, in welcher als Fluid ein Kältemittel gefuhrt wird. In Figur 1 ist ein Rohr 10, welches Kältemittel fuhrt, als Bestandteil einer Kälteanlage dargestellt. In dem das Kältemittel führende Rohr 10 ist ein Verdichter 15 angeordnet, welcher die Geschwindigkeit der Strömung aufrechterhalt und gegebenenfalls reguliert. Parallel zu dem Rohr 10 ist eine Bypassleitung 20 angeordnet, welche über ein erstes Ventil Vl und ein zweites Ventil V2 an das Rohr 10 angeschlossen ist und über diese beiden Ventile Vl, V2 auch vollständig von dem Rohr 10 abgekoppelt werden kann. Über das erste Ventil Vl strömt, sobald dieses Ventil Vl geöffnet ist, ein Teil des in dem Rohr 10 geführten Kältemittels in die Bypassleitung 20. Dabei sollte der Kaltemittelstrom in der Bypassleitung 20 möglichst weniger als 5% des Gesamtmassestroms an Kältemittel betragen und insbesondere 10% des Gesamtmassestroms nicht u- berschreiten, um den Kaltemittelfluss in der Kälteanlage möglichst wenig zu stören. Hinter dem ersten Ventil Vl ist ein Drosselventil 24 angeordnet, welches zur Regelung des Massestroms durch die Bypassleitung 20 dient. Die Stroiuunysrichtung des Kältemittels wird durch die offenen Pfeile in Figur 1 angezeigt . In der Bypassleitυng 20 ist ein erster Entfeuchter El angeordnet, welcher von dem Kältemittel durchströmt wird. Bei dem ersten Entfeuchter kann es sich prinzipiell um einen Feuchte- tauscher oder, wie in Figur 1 dargestellt, um einen Feuchte- filter, insbesondere einen Zeolithfilter 50 handeln. Dieser Feuchtefilter weist ein Gehäuse EIa auf, welches nach außen abgedichtet ist. Weder Kältemittel noch Feuchtigkeit können somit aus dem Gehäuse EIa des ersten Entfeuchters El entweichen. Das Kältemittel wird in dem ersten Entfeuchter El ge- trocknet, wobei sich in dem Zeolithfilter 50 die Feuchtigkeit anreichert. Das so getrocknete Kältemittel strömt weiter durch die Bypassleitung 20 in Richtung auf das zweite Ventil V2, um hinter dem zweiten Ventil V2 wieder in das Rohr 10 der Kälteanlage einzuströmen. Bevor das Kältemittel in das Rohr 10 ein- strömt, insbesondere vor dem zweiten Ventil V2, befindet sich ein Feuchtesensor 22, mit welchem überprüft wird, welchen Trocknungsgrad das Kältemittel erreicht hat. Insbesondere kann mit dem Feuchtesensor 22 auch die Funktionsweise des ersten Entfeuchters El überprüft werden. Da sich in dem ersten Ent- feuchter El, insbesondere in dem Zeolithfilter 50, die Feuchtigkeit ansammelt, steigt der Feuchtigkeitsgehalt des Zeolithfilters 50. Bei zu hohem Wassergehalt in dem Zeolithfilter 50 besteht die Gefahr eines Wasserdurchbruchs. Der Wassergehalt des Zeolithfilters 50 muss daher kontrolliert werden, vorzugsweise über eine entsprechend integrierte Messsonde. In regelmäßigen Abständen muss der Zeolithfilter 50 ausgewechselt werden, um einen Wasserdurchbruch zu verhindern. Dazu werden die Ventile Vl, V2 geschlossen, so dass die Bypassleitung 20 geöffnet werden kann, ohne den Betrieb der Kälternittelarilage zu stören. Anschließend kann der erste Entfeuchter El entnommen und durch einen neuen Entfeuchter ersetzt oder nach Reinigung und Trocknung wieder eingesetzt werden. Über die Kontrolle des Wassergehalts mittels eines Feuchtesensors 22 oder sonstiger Mittel zur Erfassung des Sättigungszustands des Zeo- lithfilters 50 kann durch eine Ansteuerung der Ventile Vl, V2 ein Stop des Stroms durch die Bypassleitung 20 auch automatisch ausgelöst werden. Dabei genügt das Schließen des Ventils V2.
Da in dieser Ausführungsform Kältemittel, welches sich in der Bypassleitung 20 befindet, mit zusätzlichen Kosten entsorgt werden muss, ist in einer zweiten Ausführungsform der Erfin- düng, welche in Figur 2 dargestellt ist, in der Bypassleitung 20 ein weiterer Entfeuchter E5 angeordnet. Der Entfeuchter E5 ist als Feuchtetauscher 30 ausgebildet. Über einen Feuchtetau- scher 30 kann Feuchtigkeit über eine feuchtedurchlässige Schicht, insbesondere eine feuchtedurchlässige Membran 32, aus dem der Kälteanlage zugewandten System und der Bypassleitung 20 entfernt werden, ohne die Bypassleitung 20 nach außen hin öffnen zu müssen. Kältemittel kann die feuchtedurchlässige Membran 32 jedoch nicht durchdringen, so dass keine Gefahr besteht, dass das Kältemittel aus der Bypassleitung 20 austreten könnte. Der Feuchtetauscher 30 arbeitet derart, dass bei einem genügend hohen Feuchtegradienten zwischen den beiden Seiten der feuchtedurchlässigen Membran 32 Feuchtigkeit durch die Membran durch diffundiert und auf der anderen Seite abgeführt werden kann. Die feuchtedurchlässige Membran 32 kann bei- spielsweise aus Nafion oder Zeolith bestehen.
Im vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel kann über den ersten Entfeuchter El der Großteil in der in Kältemittel enthaltenen Feuchtigkeit in dem Zeolithfilter 50 gesammelt weiden. Über den weiteren Entfeuchter E5 kann gegebenenfalls weitere Restfeuchte entfernt werden, insbesondere, wenn der Gradient groß genug ist, beispielsweise weil der erste Entfeuchter El seinen Sättigungsgrad erreicht hat. Hat der erste Entfeuchter El seinen Sättigungsgrad erreicht,- wird über das Drosselventil 24 die Durchflussmenge stark gedrosselt und der erste Entfeuchter El über einen Heizanschluss EIb erhitzt, so dass die Feuchtigkeit aus dem Zeolithfilter 50 wieder ausgetrieben wird. Somit wird in kurzer Zeit eine hohe Menge an Wasser freigesetzt, welche den dem ersten Entfeuchter El nachgeschalteten weiteren Entfeuchter E5, d.h. den Feuchtetauscher 30 erreicht. Dadurch entsteht an der Membran des weiteren Entfeuchters E5 ein großer Gradient, so dass über den Feuchtetauscher 30 effektiv die Feuchtigkeit aus der Bypassleitung 20 abgeführt werden kann. Nach vollständigem Ausheizen des Zeo- lithfilters 50 ist der Zeolithfilter 50 wieder geeignet, weitere Feuchtigkeit aus dem Kältemittel zu entziehen, so dass das Drosselventil 24 wieder geöffnet werden können, um die Durchflussmenge wieder zu erhöhen, und weiter Kältemittel aus der Kälteanlage getrocknet werden kann. Der Betrieb der Kälteanlage muss zu keinem Zeitpunkt eingestellt werden.
Wesentlich ist jedoch, dass bei dieser Ausführungsform darauf geachtet wird, dass kein konzentriertes Wasser in die Kälteanlage zurückgeführt wird. Dies könnte passieren, wenn der Zeo- lithfilter 50 ausgeheizt wird, der Feuchtetauscher 30 jedoch nicht sämtliches Wasser abführt. Dies wird dadurch vermieden, dass das Ventil V2 und vorzugsweise auch das Ventil Vl beim Ausheizprozess vollständig geschlossen werden. Da sich beim Ausheizen in der Bypassleitung 20 bei geschlossenen Ventilen Vl, V2 ein höherer Druck aufbaut, ist es gegebenenfalls notwendig, ein Druckausgleichsventil vorzusehen. Alternativ kann dem Feuchtetauscher 30 noch ein zweiter Entfeuchter, welcher wie der erste Entfeuchter El als Feuchtefilter ausgebildet ist, nachgeschaltet werden, der dem Kältemittel die Feuchtigkeit, die nicht über den Feuchtetauscher 30 abgeführt wird, entzieht . Besonders bevorzugt wird der Feuchtetauscher 30 in den ersten Entfeuchter El integriert, um dem Kältemittel die Feuchtigkeit noch effektiver entziehen zu können.
Figur 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Trocknen von Kälteanlagen, wobei gleiche Teile wie in den Ausführungsbeispielen gemäß Figur 1 und 2 wiederum mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.
In der Bypassleitung 20 ist der erste Entfeuchter El, ein zweiter Entfeuchter E2 und zwischen den beiden Entfeuchtern El, E2 der weitere Entfeuchter E5, welcher als Feuchtetauscher 30 ausgebildet ist, angeordnet. Der erste Entfeuchter El und der zweite Entfeuchter E2 sind als Feuchtefilter, insbesondere als Zeolithfilter 50 ausgebildet. Insbesondere weist auch der zweite Entfeuchter El ein Gehäuse EIa sowie einen Heizan- schluss EIb auf. Bei Strömungsrichtung entlang der offenen Pfeile wird aus ausgehend von dem ersten Ventil Vl zunächst der erste Entfeuchter El, dann der Feuchtetauscher 30 und anschließend der zweite Entfeuchter E2 durchströmt, bevor das Kältemittel durch das zweite Ventil V2 wieder in das Rohr 10 der Kälteanlage überführt wird. Bei dieser Ausführungsform sind jedoch zusätzlich ein drittes Ventil V3 zwischen dem ers- ten Ventil Vl und dem ersten Entfeuchter El sowie eine viertes Ventil V4 zwischen dem zweiten Entfeuchter E2 und dem zweiten Ventil V2 angeordnet. Bei dem dritten V3 und dem vierten Ventil V4 handelt es sich um Dreiwegeventile, so dass über das dritte Ventil V3 alternativ entweder der erste Entfeuchter El oder der zweite Entfeuchter E2 hinter das erste Ventil Vl und über das vierte Ventil V4 alternativ der zweite Entfeuchter E2 oder der erste Entfeuchter El vor das zweite Ventil V2 geschaltet werden können. Dadurch wird es ermöglicht, die Strö- mungsrichtung zwischen dem dritten Ventil V3 und dem vierten Ventil V4 durch die Bypassleitung 20 umzukehren, so dass entweder entlang der offenen Pfeile in Figur 3 zunächst der erste Entfeuchter E2 und dann der zweite Entfeuchter E2 oder alter- nativ entlang der geschlossenen Pfeile in Figur 3 zunächst der zweite Entfeuchter E2 und dann der erste Entfeuchter El mit dem Kältemittel durchströmt wird. Insbesondere in Kombination mit dem zwischen den beiden Entfeuchtern El, E2 angeordneten zusatzlichen Feuchtetauscher 30 ergibt sich damit folgende be- vorzugte Betriebsweise. Zunächst strömt das Kältemittel entlang der offenen Pfeile erst durch den ersten Entfeuchter El, in welchem der Großteil der in dem Kältemittel enthaltenen Feuchtigkeit durch den Zeolithfilter 50 aus dem Kältemittel entzogen wird. Diese Feuchtigkeit wird in dem Zeolithfilter 50 gespeichert. Restfeuchte kann entweder über den zusatzlichen Feuchtetauscher 30, falls der Feuchtegradient groß genug ist, oder über den zweiten Entfeuchter E2 effektiv aus dem Kältemittel entzogen werden, so dass ein erhöhter Trocknungsgrad des Kältemittels erreicht wird. Über den Feuchtesensor 22 wird die Feuchtigkeit des Kältemittels überprüft. Somit oder mit Hilfe von zusatzlichen Messsonden an den Entfeuchtern El, E2 kann überprüft werden, welcher Sättigungsgrad des ersten Entfeuchters El bereits erreicht wird. Ist der entsprechende Sättigungsgrad des Entfeuchters El erreicht, kann durch das Dros- selventil 24 die Kaltemitteldurchflussmenge durch Drosselung reduziert oder gestoppt werden, wobei auch das erste Ventil Vl und das zweite Ventil V2 gegebenenfalls zur erhöhten Sicherheit geschlossen werden können. Anschließend wird der erste Entfeuchter El über den Heizanschluss EIb aufgeheizt, bei- spielsweise auf etwa 2000C. Durch das Aufheizten wird das gesammelte Wasser aus dem Zeolithfilter 50 des ersten Entfeuchters El ausgetrieben und zu dem Feuchtetauscher 30 transportiert. Dort besteht nun ein genügend großer Feuchtegradient, um das Wasser effektiv über den Feuchtetauscher 30 abzuführen. Gegebenenfalls im Kältemittel verbleibende Restfeuchte wird über den zweiten Entfeuchter E2 aufgenommen. Nachdem der erste Entfeuchter El auf diese Weise getrocknet wurde, werden nun die dritten Ventile V3 und das vierte Ventil V4 derart umgelegt, dass anschließend die Strömung durch die Bypassleitung entlang der geschlossenen Pfeile und somit in entgegengesetzter Strömungsrichtung durch den Abschnitt der Bypassleitung 20 zwischen dem dritten Ventil V3 und dem vierten Ventil V4 ver- läuft, so dass zunächst der zweite Entfeuchter E2 dann der zusätzliche Feuchtetauscher 30 und schließlich der erste Entfeuchter El von dem Kältemittel durchströmt werden. Dadurch wird nun der zweite Entfeuchter E2 vorwiegend mit Wasser aus dem Kältemittel beladen, während der zusätzliche Feuchtetau- scher 30 kaum in Funktion tritt und der erste Entfeuchter El die Restfeuchte aus dem Kältemittel aufnimmt. Auf diese Weise kann ein maximaler Austausch und ein möglichst effektiver Trocknungsgrad des Kältemittels sowie ein hoher Trocknungsgrad der Entfeuchter El, E2 erreicht werden, ohne die Bypassleitung 20 oder gar die Kälteanlage öffnen zu müssen. Insbesondere muss auch der Betrieb der Kälteanlage nicht eingestellt werden.
Über den Feuchtetauscher 30 wird in den in Figur 3 dargestell- ten Ausführungsbeispielen das Wasser derart abgeführt, dass es beispielsweise aus der feuchtedurchlässigen Membran 32 nach außen heraustropft oder ausgast. Die Membran 32 ist dabei derart ausgestaltet, dass sie lediglich für Wasser durchlässig ist, nicht jedoch für das in der Kälteanlage strömende Kälte- mittel, und kann beispielsweise aus Nafion gefertigt oder als Zeolith-Molekularsieb ausgebildet sein. Um den Feuchtegradienten über der Membran 32 zu erhöhen, kann beispielsweise auf der der Kälteanlage abgewandten Seite der Membran 32 eine Vorrichtung zur Erzeugung von Unterdruck angeordnet werden, so dass sich auch der Feuchtegradient erhöht und mehr Wasser durch die Membran 32 nach außen tritt. Alternativ kann auch ein Trockenmittel an der der Kälteanlage abgewandten Seite der Membran 32 vorbeigeführt werden, um den Feuchtegradienten zu erhöhen. Dies kann beispielsweise mit einer fünften Ausführungsform der Erfindung erreicht werden, wie sie in Figur 5 dargestellt ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist auf der der Kälteanlage abgewandten Seite der Membran 32 eine Trockenmittelzufuhreinrichtung angeordnet, die beispielsweise alternativ in der Bereitstellung eines komprimierten Gases wie Stickstoff oder Luft über eine Gaszufuhr 41 oder in einer Umgebungsluftzufuhr 42 mit Hilfe eines geeigneten Verdichters bestehen kann. Die Trockenmittelzufuhreinrichtung 40 führt das entsprechende Trockenmittel, beispielsweise das Gas wie Stickstoff oder die Luft an der der Kälteanlage abgewandte Seite der Membran 32 des zusätzlichen Feuchtetauschers 30 vor- bei in eine Trockenmittelabfuhr 44. Um das Trockenmittel in einem Kreislauf zu halten, kann das in der Trockenmittelabfuhr 44 gelangte Trockenmittel der Trockenmittelzufuhreinrichtung wieder zugeführt werden. Das Trockenmittel kann jedoch auch lediglich nach einmaligem Gebrauch abgeführt werden.
Zwischen der Trockenmittelzufuhreinrichtung 40 und der Membran 32 ist ein dritter Entfeuchter E3 angeordnet, welcher vorzugsweise ebenfalls als Feuchtefilter, insbesondere Zeolithfilter 50, ausgebildet ist. Dabei weist auch der uxille Entfeuchter E3 ein Gehäuse E3a und einen Heizanschluss E3b auf. In dem Ze- olithfilter 50 wird das zugeführte Trockenmittel zusätzlich entfeuchtet, bevor es an die Membran 32 geführt wird, um den Feuchtegradienten über der Membran 32 weiter zu erhöhen. Vorzugsweise ist zwischen der Membran 32 und der Trockenmittelabfuhr 44 ein vierter Entfeuchter E4 angeordnet, der insbesondere ebenfalls als Feuchtefilter, insbesondere als Zeo- lithfilter 50 ausgebildet ist. Dabei weist auch der vierte Entfeuchter E4 ein Gehäuse E4a und einen Heizanschluss E4b auf .
Zwischen der Trockenmittelzufuhreinrichtung 40 und dem dritten Entfeuchter E3 ist ein fünftes Ventil V5 angeordnet, während zwischen dem vierten Entfeuchter E4 und der Trockenmittelabfuhr 44 ein sechstes Ventil V6 angeordnet ist. Das fünfte Ventil V5 und das sechste Ventil V6 sind ebenfalls als Dreiwegeventil ausgebildet, so dass über das fünfte Ventil V5 alterna- tiv der dritte Entfeuchter E3 oder der vierte Entfeuchter E4 hinter die Trockenmittelzufuhreinrichtung 40 geschaltet werden kann, während über das sechste Ventil V6 alternativ der vierte Entfeuchter E4 oder der dritte Entfeuchter E3 vor die Trockenmittelabfuhr 44 geschaltet werden kann. Dadurch ist auch in dieser Anordnung wiederum wie durch die offenen bzw. geschlossenen Pfeile angedeutet eine Umkehr der Strömungsrichtung durch den Trockenmittelkreislauf möglich. Weiterhin sind auch der dritte Entfeuchter E3 und der vierte Entfeuchter E4 heizbar ausgebildet. Dadurch ist folgendes Verfahren zur Trocknung des Trockenmittels und Trocknung des dritten Entfeuchters E3 und des vierten Entfeuchters E4 möglich. Zunächst wird über die Trockenmittelzufuhreinrichtung 40 entlang der offenen Pfeile das Trockenmittel in den ersten Entfeuchter E3 geführt, wo das Trockenmittel entfeuchtet wird, so dass der dritte Ent- feuchter E3 mit Feuchtigkeit beladen wird. An der Membran 32 nimmt das Trockenmittel jedoch wiederum Feuchtigkeit auf, welche in dem vierten Entfeuchter E4 ausgefiltert werden kann, falls das Trockenmittel wieder an die Membran 32 geführt wer- den soll. Alternativ kann der der Membran 32 nachgeschaltete Entfeuchter E4 zusätzlich beheizt werden, um die von dem Trockenmittel aufgenommene Feuchte durchzulassen und die bereits aufgenommene Feuchte auszutreiben. Über ein zusätzliches Ven- til kann alternativ auch der jeweils der Membran 32 nachgeschaltete Entfeuchter E3, E4 vollständig aus dem Trockenmittelstrom ausgeschaltet werden, um auf diese Weise Heizkosten zu sparen. Prinzipiell ist somit auch möglich, lediglich einen Entfeuchter in dem Trockenmittelkreis anzuordnen.
Erreicht einer der beiden Entfeuchter E3, E4 seinen Sättigungsgrad, werden die Ventile V5, V6 derart geschaltet, dass der entsprechende Entfeuchter E3, E4 vor die Trockenmittelabfuhr 44 geschaltet wird. Der entsprechende Entfeuchter E3, E4 wird anschließend aufgeheizt, so dass die Feuchtigkeit in
Richtung auf die Trockenmittelabfuhr 44 abgeführt werden kann, ohne an der Membran 32 vorbeigeführt zu werden und dort gegebenenfalls zu bewirken, dass Feuchtigkeit in die Bypassleitung 20 eingetragen wird.
Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Figur 4 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel sind in der Bypassleitung 20 ein erster Entfeuchter El' und ein zweiter Entfeuchter E2' angeordnet. Bei Strömungsrichtung entlang der of- fenen Pfeile strömt das Kältemittel ausgehend von dem ersten Ventil Vl zunächst durch den ersten Entfeuchter El' und anschließend durch den zweiten Entfeuchter E2', bevor es über das zweite Ventil V2 wieder in das das Kältemittel führende Rohr 10 der Kälteanlage zugeführt wird. Zwischen dem ersten Entfeuchter El' und dem ersten Ventil Vl ist wiederum das als Dreiwegeventil ausgebildete dritte Ventil V3 angeordnet, über welches alternativ der erste Entfeuchter El' oder der zweite Entfeuchter E2' hinter das erste Ventil Vl geschaltet werden kann. Zwischen dein zweiten Entfeuchter E2' und dem zweiten Ventil V2' ist wiederum das als Dreiwegeventil ausgebildete vierte Ventil V4 angeordnet, über welches alternativ der erste Entfeuchter El' oder der zweite Entfeuchter E2' vor das zweite Ventil V2 geschaltet werden kann, so dass bei entsprechender Schaltung der beiden Ventile V3, V4 die Stromungsrichtung derart umgekehrt werden kann, dass zwischen den beiden Ventilen V3, V4 die Strömung auch entlang der geschlossenen Pfeile in umgekehrter Richtung zunächst durch den zweiten Entfeuchter E2' und anschließend durch den ersten Entfeuchter El' erfolgen kann.
Die beiden Entfeuchter El', E2' sind als poröses Keramikrohr 52 mit einer Zeolithbeschichtung 54 auf der Innenseite des Ke- ramikrohrs 52 ausgestattet. Durch die Zeolithbeschichtung wird sichergestellt, dass lediglich Wasser durch das Keramikrohr 52 durchtreten kann, das Kältemittel jedoch innerhalb der Zeolithbeschichtung 54 durch das Keramikrohr 52 strömt und somit nicht aus der Bypassleitung 20 austreten kann. Das Keramikrohr dient somit im Wesentlichen als Tragerkeramik für die Zeolithbeschichtung 54. Wird als Tragerkeramik beispielsweise eine PTC-Keramik verwendet, kann diese zusatzlich als Heizung eingesetzt werden. Die Zeolithbeschichtung 54 fungiert im Wesentlichen als Feuchtetauscher .
Der erste Entfeuchter El' und der zweite Entfeuchter E2' finden sich in einer Kammer 70, in welcher die durch die Zeolithbeschichtung 54 getretene Feuchtigkeit gesammelt und welche vorzugsweise beim Ausheizen aber eine Pumpe 60 entieeπ wird, um einen genügend hohen Feuchtegradienten an der Zeolithbeschichtung 54 bereitzustellen. Insbesondere kann dabei die Feuchtigkeit in einem Behalter 62 heraustropfen und über die Pumpe 60 entfernt werden. Im normalen Betrieb muss die Pumpe 60 nicht notwendigerweise permanent laufen. Um dann jedoch zu verhindern, dass Feuchtigkeit aus dem Behalter 62 wieder zurück durch die Zeolithbeschichtunq in das Kältemittel eintreten kann, ist vorzugsweise zwischen der Kammer 70 und dem Behalter 62 ein Ventil angeordnet, welches beim Betrieb geschlossen ist und nur wahrend der Ausheizphasen geöffnet ist. Da vor dem Schließen des Ventils durch die Pumpe 60 ein Unterdrück in der Kammer 70 erzeugt wird, befindet sich lediglich ein sehr geringer Luftanteil in der Kammer 70, der keinen nennenswerten Eintrag von Feuchtigkeit zurück in das Kältemittel wahrend des Betriebs verursacht.
Die Kammer 70 kann alternativ auch beim normalen Betrieb mit trockener Luft oder einem anderen Trockenmittel gespult wer- den, um den Feuchtegradienten an der Zeolithbeschichtung 54 ausreichend hoch zu halten. Dabei kann insbesondere die Luft wiederum mit eine Vorrichtung vergleichbar der auf der Kälteanlage abgewandten Seite der Membran 32 des Feuchtetauschers 30 des Ausfuhrungsbeispiels in Figur 5 dargestellten Vorrich- tung getrocknet werden.
Die Kammer 70 kann ihrerseits auch eine wasserdurchlässige Membran aufweisen, welche auf der der Entfeuchter El' , E2' abgewandten Seite mit einer entsprechenden Vorrichtung zur Erho- hung des Feuchtegradienten ausgestattet sein kann, so dass die Kammer 70 eine zusatzliche Schutzwand darstellt, falls durch die Zeolithbeschichtung 54 Kältemittel austreten sollte. Sollten Poren in der Zeolithbeschichtung 54 zu einem Kaltemittel- αurchlass fuhren, ist dies beispielsweise durch einen Druckan- stieg in der Kammer 70 wahrend der Trocknungsphase erkennbar, so dass das ausgetretene Kältemittel über einen weiteren in der Kammer 70 angeordneten nicht dargestellten Entfeuchter trocken abgesaugt und gesammelt werden konnte. Um den Trocknungsgrad der Entfeuchter El' , E2' weiter zu erhöhen, ist in dem Keramikrohr 52 ein Zeolithgranulat 56 angeordnet, welches von dem Kältemittel umströmt wird und dabei Feuchtigkeit aus dem Kältemittel entzieht. Da das Zeolithgranulat 56 somit als Feuchtefilter fungiert, stellen in dieser Ausführungsform die Entfeuchter El' , E2' einen Feuchtefilter mit integrierten Feuchtetauscher dar. Erreicht das Zeolithgranulat 56 eine Sättigung, können die ersten Entfeuchter El' und der zweite Entfeuchter E2' wiederum beheizbar ausgebildet sein, um gezielt die Feuchtigkeit über die Zeolithbeschichtung 54 nach außen abzugeben.
Bezugszeichenliste
10 Rohr
15 Verdichter
20 Bypassleitung
22 Feuchtesensor
24 Drosselventil
Vl erstes Ventil
V2 zweites Ventil
V3 drittes Ventil
V4 viertes Ventil
V5 fünftes Ventil
Vβ sechstes Ventil
El erster Entfeuchter
El' erster Entfeuchter
EIa Gehäuse
EIb Heizanschluss
E2 zweiter Entfeuchter
E2' zweiter Entfeuchter
E2a Gehäuse
E2b Heizanschluss
E3 dritter Entfeuchter
E3a Gehäuse
E3b HeizanschIuss
E4 vierter Entfeuchter
E4a Gehäuse
E4b Heizanschluss E5 fünfter Entfeuchter
30 Feuchtetauscher 32 Membran
40 Trockenmittel zufuhreinrichtung
41 Gaszufuhr
42 Umgebungsluftzufuhr 44 Trockenmittelabfuhr
50 Zeolithfilter
52 Keramikrohr
54 Zeolithbeschichtung 56 Zeolithgranulat
60 Pumpe
62 Behälter
70 Kammer

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Trocknen von in geschlossenen Kreisläufen geführten Fluiden mit einer Bypassleitung (20), welche über ein erstes Ventil (Vl) und ein zweites Ventil (V2) parallel zu einem Fluid führenden Rohr (10) des geschlossenen Kreislaufs schaltbar ist, wobei in der Bypassleitung (20) ein erster Entfeuchter (El) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in der Bypassleitung (20) hinter dem ersten Entfeuchter (El) ein zweiter Entfeuchter (E2, E5) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen dem ersten Ventil (Vl) und dem ersten Entfeuchter (El) ein drittes Ventil (V3) und zwischen dem zweiten Entfeuchter (E2) und dem zweiten Ventil (V2) ein viertes Ventil (V4) angeordnet ist, wobei über das dritte Ventil (V3) in Strömungsrichtung entweder der erste Entfeuchter (El) oder der zweite Entfeuchter (E2) hinter das erste Ventil (Vl) schaltbar ist und wobei über das vierte Ventil alternativ entweder der zweite Entfeuchter (E2) oder der erste (El) Entfeuchter vor das zweite Ventil (V2) schaltbar ist, so dass bei Strömung von dem dritten Ventil (V3) zu dem vierten Ventil (V4) entweder zunächst der erste Entfeuchter (El) und dann der zweite Entfeuchter (E2) oder alternativ zunächst der zweite Entfeuchter (E2) und dann der erste (El) Entfeuchter durchströmt wird.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der ers- te Entfeuchter (El) und/oder der zweite Entfeuchter (E2, E5) als Feuchtetauscher ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der erste Entfeuchter (El) und/oder der zweite Entfeuchter (E2) als Feuchtefilter ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der erste Entfeuchter (El) und/oder der zweite Entfeuchter (E2) als Feuchtefilter mit integriertem Feuchtetauscher ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der erste Entfeuchter (El) als Feuchtefilter und der zweite Entfeuchter (E2, E5) als Feuchtetauscher ausgebildet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der erste Entfeuchter (El) und der zweite Entfeuchter (E2) als Feuchtefilter ausgebildet sind und zwischen den beiden Feuchtefiltern ein weiterer Entfeuchter (E5) angeordnet ist, welcher als Feuchtetauscher (30) ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4, 6, 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass auf der dem geschlossenen Kreislauf abgewandten Seite des Feuch- tetauschers (30) eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Feuchtegradienten angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Vorrichtung zur Erzeugung eines Feuchtegradienten als eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Vorrichtung zur Erzeugung eines Feuchtegradienten als eine Trockenmittelzufuhreinrichtung (40) ausgebildet ist, welche ein Trockenmittel an dem Feuchtetauscher (30) vorbei in eine Trockenmittelabfuhr (44) führt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen der Trockenmittelzufuhreinrichtung (40) und dem Feuchte- tauscher (30) ein dritter Entfeuchter (E3) angeordnet ist .
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen dem Feuchtetauscher (30) und der Trockenmittelabfuhr (44) ein vierter Entfeuchter (E4) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 und 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen der Trockenmittelzufuhreinrichtung (40) und dem dritten Entfeuchter (E3) ein fünftes Ventil (V5) und zwischen dem vierten Entfeuchtex (E4) und der Trockenmitteiabfuhr (44) ein sechstes Ventil (V6) angeordnet ist, wobei über das fünfte Ventil (V5) in Strömungsrichtung entweder der dritte Entfeuchter (E3) oder der vierte Entfeuchter (E4) hinter die Trockenmittelzufuhreinrichtung (40) schaltbar ist und wobei über das sechste Ventil (V6) alternativ entweder der vierte Entfeuchter (E4) oder der dritte Entfeuchter (E3) vor die Trockenmittelabfuhr (44) schaltbar ist, so dass bei Strömung von der Trockenmittelzufuhrein- richtung (40) zu der Trockenmittelabfuhr (44) entweder zunächst der dritte Entfeuchter (E3) und dann der vierte Entfeuchter (E4) oder alternativ zunächst der vierte Entfeuchter (E4) und dann der dritte Entfeuchter (E3) durchströmt wird.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der dritte Entfeuchter (E3) und/oder der vierte Entfeuchter (E4) als Feuchtefilter ausgebildet sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Feuchtefilter als Zeolithfilter (50) ausgebildet sind.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der erste Entfeuchter (El) und/oder der zweite Entfeuchter (E2, E5) und/oder der dritte Entfeuchter (E3) und/oder der vierte Entfeuchter (E4) und/oder der weitere Entfeuchter (E5) beheizbar sind.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der zusätzliche Feuchtetauscher (30) beheizbar ist.
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Feuchtetauscher (30) als feuchtedurchlässige Membran, insbesondere als Nafion-Membran oder als Zeolith- Molekularsieb, ausgebildet ist.
20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der
Feuchtetauscher (30) als poröses Keramikrohr (52) mit einer Zeolithbeschichtung (54) ausgebildet ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Keramikrohr (52) mit einem Zeolithgranulat (56) gefüllt ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Keramikrohr (52) aus einer PTC-Keramik gefertigt ist.
23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in dem Fluid führenden Rohr (10) des geschlossenen Kreislaufs ein Verdichter (15) angeordnet ist.
24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in der Bypassleitung (20), vorzugsweise nach dem ersten Entfeuchter (El), ein Feuchtesensor (22) angeordnet ist.
25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das FIu- id ein Kältemittel und/oder der geschlossene Kreislauf eine Kälteanlage ist.
26, Verfahren zum Trocknen von in geschlossenen Kreislaufen geführten Fluiden, bei welchem aus einem Fluid führenden Rohr (10) des geschlossenen Kreislaufs ein Teil des Fluids in eine parallel zu dem das Fluid führenden Rohr (10) des geschlossenen Kreislaufs geschaltete Bypassleitung
(20) geführt wird und wobei in der Bypassleitung (20) eine Vorrichtung zum Trocknen von Fluiden nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist.
27. Verfahren zum Trocknen von in geschlossenen Kreisläufen geführten Fluiden, bei welchem aus einem Fluid führenden Rohr (10) des geschlossenen Kreislaufs ein Teil des Fluids in eine über ein erstes Ventil (Vl) und ein zweites Ventil (V2) parallel zu dem das Fluid führenden Rohr (10) des geschlossenen Kreislaufs geschaltete Bypassleitung (20) geführt wird und wobei in der Bypassleitung eine Vorrichtung zum Trocknen von Fluid mit wenigstens einem ersten Entfeuchter (El), welcher als Feuchtefilter ausgebildet ist, und wenigstens einem zweiten Entfeuchter (E2, E5) , welcher als Feuchtetauscher (30) ausgebildet ist, und wobei der Feuchtefilter bei Erreichen eines definierten Schwellwerts erhitzt wird, um die in dem Feuchtefilter gesammelte Feuchte auszutreiben und über den Feuchte- tauscher (30) abzuführen.
28. Verfahren nach Anspruch 27, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in der Bypassleitung (20) ein zweiter Entfeuchter (E2), welcher vorzugsweise als Feuchtefilter ausgebildet ist, angeord- net ist.
29. Verfahren nach Anspruch 28, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen dem ersten Ventil (Vl) und dem ersten Entfeuchter (El) ein drittes Ventil (V3)und zwischen dem zweiten Entfeuchter (E2) und dem zweiten Ventil (V2) ein viertes Ventil (V4) angeordnet ist, wobei über das dritte Ventil (V3) in Strömungsrichtung entweder der erste Entfeuchter (El) o- der der zweite Entfeuchter (E2) hinter das erste Ventil (Vl) schaltbar ist und wobei über das vierte Ventil (V4) alternativ entweder der zweite Entfeuchter (E2) oder der erste Entfeuchter (El) vor das zweite Ventil (V2) schalt- bar ist, so dass bei Strömung von dem dritten Ventil (V3) zu dem vierten Ventil (V4) entweder zunächst der erste Entfeuchter (El) und dann der zweite Entfeuchter (E2) o- der alternativ zunächst der zweite Entfeuchter (E2) und dann der erste Entfeuchter (El) durchströmt wird.
30. Verfahren nach Anspruch 29, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass nach Beheizen eines Entfeuchters (El, E2) zum Austreiben der gesammelten Feuchte die Strömungsrichtung gewechselt wird.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass auf der dem geschlossenen Kreislauf abgewandten Seite des Feuch- tetauschers (30) eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Feuchtegradienten angeordnet ist.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130091871A1 (en) * 2011-10-12 2013-04-18 International Business Machines Corporation Contaminant cold trap for a vapor-compression refrigeration apparatus
US9207002B2 (en) 2011-10-12 2015-12-08 International Business Machines Corporation Contaminant separator for a vapor-compression refrigeration apparatus
US9999843B2 (en) 2013-07-11 2018-06-19 Parker-Hannifin Corporation Offline filtration device and method
DE102015110200A1 (de) * 2015-06-25 2016-12-29 Sanhua Aweco Appliance Systems Gmbh Luftentfeuchtungsvorrichtung mit einer hygroskopischen Flüssigkeit
US11029295B2 (en) * 2018-10-11 2021-06-08 Tintoria Piana Us, Inc. Voctron: a low weight portable air sampling device
JP7168868B2 (ja) * 2020-06-29 2022-11-10 ダイキン工業株式会社 空気組成調整装置、輸送用冷凍装置、及び輸送用コンテナ

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3723962A1 (de) * 1986-07-22 1988-04-28 Ckd Corp Apparatur zum trennen von gasfoermigen gemischen
DE102005018142A1 (de) * 2005-04-20 2006-10-26 Airbus Deutschland Gmbh Klimakammer zur schnellen Erreichung und Aufrechterhaltung einer vorgegebenen Luftfeuchtigkeit und/oder einer vorgegebenen Temperatur sowie Verfahren

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2691280A (en) * 1952-08-04 1954-10-12 James A Albert Refrigeration system and drying means therefor
US3145544A (en) * 1961-11-07 1964-08-25 American Radiator & Standard Refrigeration system impurity purge means
US4304102A (en) * 1980-04-28 1981-12-08 Carrier Corporation Refrigeration purging system
JPH03244979A (ja) * 1990-02-21 1991-10-31 Sanden Corp 冷却回路，その除水方法，及び冷却回路に用いられるドライヤーの構造
US5062273A (en) * 1990-07-12 1991-11-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method and apparatus for removal of gas from refrigeration system
DE4212367C2 (de) * 1991-04-15 2000-08-03 Denso Corp Vorrichtung zur Entfernung von Wasser in einem Kühlsystem
US7096600B2 (en) * 2002-12-13 2006-08-29 Holtec International, Inc. Forced gas flow canister dehydration
JP2004218860A (ja) * 2003-01-09 2004-08-05 Nippon Sanso Corp 低温破砕装置における被破砕物の空気冷却システム及びその運転方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3723962A1 (de) * 1986-07-22 1988-04-28 Ckd Corp Apparatur zum trennen von gasfoermigen gemischen
DE102005018142A1 (de) * 2005-04-20 2006-10-26 Airbus Deutschland Gmbh Klimakammer zur schnellen Erreichung und Aufrechterhaltung einer vorgegebenen Luftfeuchtigkeit und/oder einer vorgegebenen Temperatur sowie Verfahren

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