WO2015155613A1 - Metodo y equipo para realizar el mantenimiento preventivo y automatizado al interior de los sistemas de aire acondicionado y de refrigeración - Google Patents

Metodo y equipo para realizar el mantenimiento preventivo y automatizado al interior de los sistemas de aire acondicionado y de refrigeración Download PDF

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WO2015155613A1
WO2015155613A1 PCT/IB2015/050317 IB2015050317W WO2015155613A1 WO 2015155613 A1 WO2015155613 A1 WO 2015155613A1 IB 2015050317 W IB2015050317 W IB 2015050317W WO 2015155613 A1 WO2015155613 A1 WO 2015155613A1
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air conditioning
refrigerant
oil
filter
coolant
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PCT/IB2015/050317
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Inventor
Jairo PAEZ UREÑA
Original Assignee
Apoyo Tecnico Especializado En Aire Acondicionado Automotriz Ateac Ltda
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/02Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for separating lubricants from the refrigerant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B45/00Arrangements for charging or discharging refrigerant

Definitions

  • the object of the present invention is a method and equipment for performing preventive maintenance in air conditioning and refrigeration systems, especially in vehicle systems and domestic and commercial refrigeration systems.
  • the present invention consists of an integral method for maintenance within the complete air conditioning system, which includes: extraction of the refrigerant, separation and replacement of the lubricating oil, injection of liquid refrigerant to perform the complete cleaning of the system components such as compressor, condenser, evaporator, filters, valves, pipes and others.
  • the present invention has its application within the field of industry dedicated to the development of air conditioning and refrigeration equipment, more specifically to the industry dedicated to the repair and maintenance of the components of the automobile air conditioning system, airs Commercial or domestic.
  • the closed cycle air conditioning system consists of a compressor, condenser, evaporator, pressure regulating devices, accumulator and filters. These elements are connected to each other by means of pipes through which refrigerant and oil circulates, the latter used essentially for the lubrication of the compressor. To prevent the compressor from melting, the lubricating oil must be changed regularly. Currently, to perform this procedure, the system must be disassembled to remove the compressor. To perform the procedure, the coolant must first be removed outside, for this a set of gauges is used. Once the refrigerant is evacuated from the system, the compressor must be decoupled, which involves the disassembly of some components of the vehicle to remove the belts, release the suction and discharge lines, and then lower the compressor. Once the compressor has been disengaged, the cap must be removed where the oil is injected into the factory and placed in an inverted position for the time necessary for all the lubricating oil to decant (usually overnight).
  • Routine maintenance performed at automotive centers and Dealers start with a systematic procedure to diagnose the possible problems that the system may present. If the diagnosis of the problem is sufficiently thorough and accurate, it is possible to locate and repair all problems at the same time. In this case, maintenance depends on the diagnosis in which, if it presents an inaccurate or incomplete result, it usually leads to an incomplete repair.
  • the procedure for routine maintenance should additionally include cleaning the evaporator and changing the dryer filter (where the filter consists of a dehydrator bottle that attempts to collect or absorb the moisture present inside the system).
  • Maintenance also includes the replacement of the expansion valve which controls the flow of refrigerant to the evaporator, changing the seals or rubber rings.
  • a vacuum is also made to the system to add oil to the compressor.
  • the system is charged with its respective refrigerant which can be R-12 (CFC) or R-134 (HFC).
  • patent documents such as US4441330 refer to a method and equipment for the service of refrigeration systems in the processes of removal and refilling of refrigerant in the circuit.
  • the recovered refrigerant can be reprocessed for recharging the circuit, or fresh refrigerant can be stored and used in the circuit charging process.
  • the invention contemplates elimination. of the recovered refrigerant oil, and charging a predetermined amount of lubricating oil in the refill circuit.
  • the invention of this document is limited to the recovery and recharging of the cooling agent, however no procedure for cleaning the air conditioning system is mentioned.
  • Document CO92350462 presents a method and equipment for the recovery and purification of refrigerant contained in a refrigeration system that has a first mode of operation where the refrigerant is evacuated from the system that is undergoing maintenance, compressing, condensing and supplying in liquid form to a refrigerant storage vessel, the pressure reduction in the recovery compressor is monitored, and, when said pressure reduction exceeds a critical value (above which the compressor could be adversely effected), the evacuation of the refrigerant from the cooling system stops. The equipment is then operated in a closed cycle mode where the refrigerant recovered from the system and stored in the storage media is evacuated from there by a compressor, compressed, condensed, and expanded and returned to the storage media.
  • a critical value above which the compressor could be adversely effected
  • the US2013032220 refers to a service station for filling, emptying and washing an air conditioning system in a vehicle.
  • the station is coupled to the air conditioning system, and includes: a cabinet in which a refrigerant pipe is connected to a first port of a compressor, a refrigeration unit and an internal refrigerant storage cylinder.
  • a washing kit comprising an external washing accumulator is mounted between the vehicle's air system and a port in the service station.
  • the liquid refrigerant that is stored in the internal container is emptied from port F connected to the liquid side and exits through port G, usually in a gaseous state. In this case, the refrigerant circulates and goes into a gaseous state, so it is difficult for it to carry contaminants from the system.
  • a cabinet in which a refrigerant pipe is connected to a first port of a compressor, a refrigeration unit and an internal refrigerant storage cylinder.
  • the objective of the present invention is a procedure for maintaining the interior of the air conditioning and refrigeration system, in order to keep it in optimal conditions so as to minimize more costly failures for the user. Consequently, since every system has a useful life, it is necessary to keep its elements in optimal operating conditions so that their useful life is extended as far as possible.
  • This method has been developed to perform preventive maintenance in air conditioning systems, especially in vehicle systems and domestic and commercial refrigeration systems.
  • the present invention consists of an integral method for maintaining the complete air conditioning system, which includes the cleaning of the cooling liquid, the separation and replacement of the lubricating oil, and especially the complete washing and removal of all the polluting elements. that are inside the air conditioning system.
  • the washing process consists of the injection and suction of the refrigerant in a liquid state through the system service valves.
  • the refrigerant is maintained at a high pressure liquid state at all times as it is circulated in the opposite direction to the normal flow of the system refrigerant.
  • the high-pressure liquid removes and drains the damaged oil and contaminants, dirt and sediments accumulated inside the system elements and retains them in its filters.
  • This procedure is performed cyclically for a period of time until the cleaning of all system components such as compressor, condenser, evaporator, filters, valves, pipes and others is completed.
  • the method for preventive maintenance of air conditioning systems has the following stages:
  • the method developed in the present invention has several characteristics that make it advantageous compared to the procedures of the state of the art. Among which we can mention:
  • FIG. 1 Schematic view of the system to perform preventive maintenance of air conditioning systems.
  • FIG. 2 Schematic of system connections to perform the washing cycle of the air conditioning system.
  • FIG. 3 System connection diagram for recovery, recirculation and recharge of the refrigerant.
  • FIG. 4 Procedure for performing preventive maintenance on air conditioning systems.
  • FIG. 5 Procedure for cleaning the air conditioning system.
  • the scheme of the present invention is presented in Figure 1.
  • the present invention is applied to a conventional air conditioning system (1) such as that of a car, which is formed by a compressor (2) connected by means of a high pressure pipe to a condenser (3).
  • the liquid that comes out of the condenser (3) is passed through a dryer (4) and from this it goes to an expansion valve (5) in which the expansion of the refrigerant occurs, this is passed through an evaporator ( 6) where it is gasified at low pressure and returns to the compressor (2) where the cycle begins again.
  • the system developed for maintenance includes a mobile service station (10) that recovers, recycles and recharges the refrigerant.
  • the station has a high pressure inlet C, a low pressure inlet D and an auxiliary inlet E.
  • the cleaning unit (9) is used to recirculate coolant through the air conditioning system (1).
  • This comprises an input port A and an output port B, where the configuration and coupling of such ports depends on the stage of the maintenance process in which the process is located, as discussed below.
  • the coupling scheme for recovering the cooling agent and cleaning the air conditioning system (1) is shown in Figure 2.
  • the system load must first be checked and tested for leaks.
  • the high pressure service valve (8) of the air conditioning system (1) must be connected to the mobile refrigerant recovery station (10) through port C.
  • the mobile station evacuates and vacuum in the system so that the negative pressure must be maintained as long as there are no leaks.
  • the valves connected to the low pressure service valve (7) of the air conditioning system (1) remain closed during operation.
  • the mobile station (10) is connected by means of the cleaning unit (9), which in turn is coupled to the high pressure service valve (8) of the air conditioning system (1) , through a connection hose (1 1) in the connection port A.
  • the low pressure service valve (7) of the air conditioning system (1) in turn is connected to the auxiliary inlet E of the mobile station (10), while the high-pressure inlet port D of the mobile unit remains inactive during this stage of the process.
  • the passage to the cleaning unit (9) is enabled by means of a bypass valve (13) which is connected to the inlet of a canister or oil separator (14). At this point the canister cleans the impurities of the recovered liquid.
  • the canister has an outlet port that is coupled to a second particle filter (17), and a separate oil drain port.
  • the bypass valve (15) is activated to deposit the separated oil in an oil container (16).
  • the filter (17) contains silica gel to retain moisture and additionally foam compounds that also help retain particulate residues present in the cooling agent.
  • the exit of the coolant from the cleaning unit (9) is enabled by means of a bypass valve (18) towards the outlet port B.
  • Port B is coupled to the inlet C of the mobile station (10).
  • the valve (19) is automatically operated which allows the passage of the liquid through a particle filter (20).
  • This filter is mainly used to remove the aluminum shell resulting from the degradation of the components of the air conditioning system (1).
  • the coolant passes to an evaporator (21) to discharge the coolant into an oil separator (22). This separator filters the oil that could remain from the previous process and stores it in a container (23).
  • the refrigerant gas passes through a purge valve by means of a dehydrator filter (24). At this point, the remaining moisture and the remains of non-condensable gases are eliminated, so that the gas finally reaches the compressor (25). From this point the gas leaves towards a condenser (26) where again the cooling agent enters the liquid state.
  • a refrigerant agent container 27
  • the refrigerant liquid is exited from the container (27) through a three-way valve (28). This valve allows the coolant to escape from the station through the auxiliary port E, or enables the passage for the liquid to move towards a purifying stage separated by a check valve (29). This stage is involved in the recharging process explained below.
  • the air conditioning system (1) normally operates by passing the cooling agent in the form of low pressure gas, to the high pressure area.
  • the essence of the present invention consists in the washing process for which the mobile station (10) injects cooling liquid through the low pressure valve (7), and recovers the same liquid by suctioning it through the high pressure valve (8). In this way the high pressure liquid travels through the entire air conditioning system in the opposite direction to the normal fluid path. This causes the deteriorated oil and all the particles and dirt present inside the components of the air conditioning system to be carried away with the liquid, leaving the system components; compressor, evaporator, valves, pipes and so on, completely clean.
  • the sucked refrigerant must pass through the canister and filters, and then re-inject it completely clean to the air conditioning system.
  • the procedure must be repeated as many times as necessary until the liquid circulating in the system is completely transparent without the presence of any particulate residue or oil.
  • the recirculation of the cooling agent allows separating all the oil from the cooling liquid, which is not possible when a simple discharge of the system is made. Normally the recirculation of the cooling agent depends on the use (mileage in the case of vehicles) and a large amount of the cooling agent can be recirculated in a period of 10 or 15 minutes, which is the duration of the washing process (cleaning and purification).
  • the system must be recharged with clean coolant and lubricating oil in the proper amount.
  • the recharge system settings are displayed.
  • the low pressure service valve (7) of the system to be cleaned is coupled with the inlet port D of the mobile station.
  • the high pressure service valve (8) of the air conditioning system (1) is directly coupled with the low C port of the mobile unit.
  • the service station Before performing the final recharge of the system, the service station recovers all the cooling agent from the high pressure service valve (8) in a similar way to the air conditioning cleaning process, that is, the liquid is sucked out by the compressor ( 25) and passes through the filter (20), the evaporator (21), the oil separator (22), the dehydrator filter (24), the condenser (26), to finally be stored in the container (27).
  • a vacuum pump (39) is activated and connected to the discharge line by means of an operating valve (38). The vacuum is carried out to eliminate all the remains of moisture since this can form crystals that when circulating through the air conditioning system (1) can damage its components, especially the expansion valve (5).
  • the process of recycling and purification of the refrigerant consists in cleaning and recharging it. As well as the replacement of new refrigerant as appropriate.
  • the three-way valve (28) gives way to the liquid towards the check valve (29). This allows the liquid to pass to a metering pump (30).
  • a metering pump (30) At the pump outlet, there are two stop valves (31) and (32). The first gives way for the high pressure liquid to return to the air conditioning system (1) through the low pressure service valve (7).
  • the second, the valve (32) allows the liquid to pass through a purifier (33), of this purifier, the liquid passes through a refrigerator (34) and returns to the inlet of the metering pump (30) controlled by means of a stop valve (35).
  • the station If the air conditioning system (1) was under load, the station provides a new refrigerant tank (36) which is applied to complete the charge.
  • the new refrigerant is injected at the outlet of the purifier (33) through a bypass valve (37).
  • the exact amount of new oil is first injected as recommended by the manufacturer of the air conditioning system or refrigeration equipment. For this, the oil is collected from a tank (40) and injected by means of a metering pump (41) through a three-way valve (42) connected to a check valve
  • the maintenance procedure ends by checking the amount of refrigerant injected and the operating pressures of the air conditioning system.
  • Figure 4 shows the steps of the method to perform preventive maintenance of air conditioning systems. The procedure begins
  • the next step is to check the system load (45), the check is performed to verify that the system is not leaking (46) since the maintenance procedure cannot be performed until the system is free of them.
  • the cleaning process (47) of the air conditioning system begins. This step consists in circulating coolant in the air system in the direction opposite to the normal flow. Once the system is clean and free of contaminants, recovery (48) of all the refrigerant is carried out. After recovering the refrigerant, vacuum (49) must be performed in the system to remove all remaining moisture.
  • the recovered refrigerant is passed through a recirculation and purification process (50) in which the necessary quantity is also completed with new refrigerant.
  • the recharge (51) of the system consists in the application of new oil in the exact amount, and the refrigerant charge on the low side. This application causes the refrigerant to carry with it the lubricating oil, distributing it evenly throughout the air conditioning system.
  • FIG. 5 shows in detail the steps required to perform the cleaning procedure of the air conditioning system.
  • This process begins (53) with the connection of the cleaning unit to the air conditioning system to the service station, so that the compressor of the same sucks (54) the cooling liquid through the discharge pipe of the system, towards the canister of the cleaning unit.
  • This element together with other filters, eliminates the contaminant particles and the refrigerant moisture (55), so that the liquid can be evaporated (56) before passing through an oil separator (57).
  • the refrigerant gas is passed through a dehydrator filter in which the remaining moisture is removed (58).
  • the gas is passed through a condenser (59) to convert it to liquid again, a state in which it can be injected (60) into the air conditioning system by means of the low pressure pipe.
  • a condenser 59
  • the cycle begins again from the point at which the liquid from the air system is sucked (54), by means of the high pressure pipe.
  • the cycle (62) ends and the service station is connected directly to the service valves of the air conditioning system. It is considered not necessary to make this description more extensive for a person skilled in the art to understand the scope and advantages of the invention.

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Abstract

La presente invención consiste en un método para realizar el mantenimiento preventivo y automatizado al interior de los sistemas de aire acondicionado y de refrigeración, con lo cual se puede mejorar el desempeño del sistema y en especial aumentar la vida útil del mismo ya que el método desarrollado permite limpiar completamente el interior de los componentes de los sistemas de aire acondicionado y de refrigeración tales como el compresor, el evaporador - condensador, las tuberías y demás elementos que se deterioran con la presencia de elementos contaminantes producidos por el agente refrigerante o por el deterioro de los mismos componentes.

Description

MÉTODO Y EQUIPO PARA REALIZAR EL MANTENIMIENTO PREVENTIVO Y AUTOMATIZADO AL INTERIOR DE LOS SISTEMAS DE AIRE ACONDICIONADO Y DE REFRIGERACIÓN
Objetivo de la invención
El objeto de la presente invención es un método y un equipo para realizar el mantenimiento preventivo en sistemas de aire acondicionado y refrigeración, especialmente en sistemas para vehículos y sistemas de refrigeración doméstica y comercial. La presente invención consiste en un método integral para hacer el mantenimiento al interior del sistema completo de aire acondicionado, lo cual comprende: extracción del refrigerante, separación y reemplazo del aceite lubricante, inyección de refrigerante liquido para realizar la limpieza completa de los componentes del sistema tal como compresor, condensador, evaporador, filtros, válvulas, tuberías y demás.
Campo de la invención La presente invención tiene su aplicación dentro del campo de la industria dedicada al desarrollo de equipos de aire acondicionado y refrigeración, más específicamente a la industria dedicada a la reparación y mantenimiento de los componentes del sistema de aire acondicionado de automóviles, aires comerciales o domésticos.
Antecedentes de la invención
En los sistemas de aire acondicionado y refrigeración no se suelen realizar procesos de mantenimiento sino reparaciones al sistema, lo cual se trata como un mantenimiento correctivo. En este caso el mantenimiento se realiza solo cuando una o más partes del sistema fallan. Esta práctica resulta no ser adecuada toda vez que los elementos del sistema tales como el compresor tienden a deteriorarse más rápidamente. En general, una vez que el sistema se daña, las piezas involucradas quedan muy afectadas e incluso irreparables, lo que implica un gasto cuantioso para el usuario.
El sistema de aire acondicionado de ciclo cerrado consta de compresor, condensador, evaporador, dispositivos para regular la presión, acumulador y filtros. Estos elementos se conectan entre sí por medio de tuberías por las que circula refrigerante y aceite utilizado este último esencialmente para la lubricación del compresor. Para evitar que el compresor se funda, se debe cambiar con cierta regularidad el aceite lubricante. Actualmente para realizar este procedimiento se debe desarmar el sistema para retirara el compresor. Para realizar el procedimiento, primero se debe extraer al exterior el refrigerante, para esto se usa un juego de manómetros. Una vez evacuado el refrigerante del sistema, se debe desacoplar el compresor, lo cual implica el desarme de algunos componentes del vehículo para quitar las correas, soltar las líneas de succión y de descarga, y posteriormente bajar el compresor. Ya desacoplado el compresor, se debe retirar el tapón por donde se inyecta el aceite en la fabrica y se debe ubica en posición invertida durante el tiempo necesario para que se decante todo el aceite lubricante (generalmente toda una noche).
El proceso anterior presenta varias desventajas, en primer lugar este procedimiento es altamente contaminante ya que regularmente el refrigerante es expulsado directamente a la atmosfera. Por otro lado, el desacople del compresor implica una gran cantidad de trabajo. En el caso de aires acondicionados de automóviles, esto implica retirar los componentes y correas del motor, las líneas de succión y las líneas de descarga. Otra desventaja es el tiempo necesario para realizar el mantenimiento, ya que se debe contar el tiempo del desarme, decantación y armada del sistema, lo cual puede tomar uno o más días.
El mantenimiento de rutina que se realiza en centros automotrices y concesionarios se inicia con un procedimiento sistemático para diagnosticar los posibles problemas que puede presentar el sistema. Si el diagnóstico del problema es lo suficientemente exhaustivo y preciso, es posible localizar y reparar al mismo tiempo todos los problemas. En este caso el mantenimiento depende del diagnóstico en el cual, si presenta un resultado inexacto o incompleto suele conducir a una reparación también incompleta. El procedimiento para el mantenimiento de rutina debe comprender adicionalmente la limpieza del evaporador y el cambio del filtro secador (donde el filtro consiste en una botella deshidratadora que procura recolectar o absorber la humedad presente al interior del sistema).
El mantenimiento también comprende el reemplazo de la válvula de expansión la cual controla el flujo de refrigerante hacia el evaporador, el cambio de los sellos o anillos de caucho. También se realiza un vacío al sistema para agregar aceite al compresor. Finalmente el sistema se carga con su respectivo refrigerante el cual puede ser R-12 (CFC) ó R-134 (HFC).
La intervención de estos sistemas, estrictamente requiere tanto de entrenamiento especializado, como herramientas diseñadas para uno u otro sistema. Sin un mantenimiento regular, el aire acondicionado pierde su eficiencia original por cada año de operación. Si se le da un mantenimiento adecuado se podrá mantener la eficiencia original.
En la técnica actual se encuentran métodos y equipos para realizar la remoción y la recarga del refrigerante del sistema de aire acondicionado. Al respecto documentos de patente tal como el US4441330 se refiere a un método y un equipo para el servicio a sistemas de refrigeración en los procesos de remoción y recarga de refrigerante en el circuito. De acuerdo con la materia que enseña este documento, el refrigerante recuperado puede ser reprocesado para la recarga del circuito, o se puede almacenar y utilizar refrigerante fresco en el proceso de carga del circuito. Además, la invención contempla la eliminación del aceite de refrigerante recuperado, y la carga de una cantidad predeterminada de aceite lubricante en el circuito de recarga. La invención de este documento se limita a la recuperación y recarga del agente refrigerante, sin embargo no se menciona ningún procedimiento para realizar la limpieza del sistema de aire acondicionado.
El documento CO92350462 presenta un método y un equipo para la recuperación y purificación de refrigerante contenido en un sistema de refrigeración que tiene un primer modo de operación en donde el refrigerante es evacuado desde el sistema que esta siendo sometido a mantenimiento, comprimiendoO, condensando y suministrando en forma líquida a un recipiente de almacenamiento de refrigerante, la reducción de presión en el compresor de recuperación se monitorea, y, cuando dicha reducción de presión excede un valor critico (por encima del cual el compresor pudiera efectuarse adversamente), la evacuación del refrigerante desde el sistema de refrigeración se detiene. El equipo entonces se opera en un modo de ciclo cerrado en donde el refrigerante recuperado del sistema y almacenado en los medios de almacenamiento se evacúa desde allí por un compresor, se comprime, se condensa, y se expande y se regresa a los medios de almacenamiento para así bajar su temperatura y su presión en los medios de almacenamiento y del refrigerante contenidos allí. Elementos para la purificación del refrigerante evacuado se localizan antes del puerto de succión del compresor tal que la purificación el refringente tiene lugar durante todos los modos de operación. Cuando la temperatura en el recipiente de almacenamiento de refrigerante cae a un nivel predeterminado el sistema regresa al modo de recuperación. Durante un segundo ciclo de recuperación, debido a la temperatura sustancialmente baja en el sistema de recuperación, el recipiente de almacenamiento de refrigerante efectivamente sirve como condensador. En otros documentos se trata no solo la recuperación y recarga del refrigerante, sino también el lavado del sistema de aire acondicionado. Al respecto, el documento US2013032220 se refiere a una estación de servicio para el llenado, vaciado y lavado de un sistema de aire acondicionado en un vehículo. La estación se acopla al sistema de aire acondicionado, e incluye: un armario en el que una tubería de refrigerante se conecta con un primer puerto de un compresor, una unidad de refrigeración y un cilindro interno de almacenamiento de refrigerante. Cuando se utiliza la estación de servicio para el lavado del sistema, un kit de lavado que comprende un acumulador de lavado externo está montado entre el sistema de aire del vehículo y un puerto en la estación de servicio. El refrigerante líquido que se almacena en el recipiente interno se vacía desde el puerto F conectado al lado de líquido y sale por el puerto G, normalmente en estado gaseoso. En este caso el refrigerante circula y pasa a estado gaseoso, por lo cual es difícil que pueda arrastrar los contaminantes del sistema. Como se puede ver, en el estado de la técnica actual no existe un procedimiento que garantice una adecuada limpieza de sistema de aire acondicionado y que permite prevenir con seguridad fallos en los componentes del sistema ocasionados por deterioro y circulación de agentes contaminantes. Descripción de la invención
El objetivo de la presente invención es un procedimiento para darle mantenimiento al interior del sistema de aire acondicionado y de refrigeración, para conservarlo en óptimas condiciones para así minimizar fallas más costosas para el usuario. En consecuencia, como todo sistema tiene un periodo de vida útil, es necesario mantener los elementos del mismo en óptimas condiciones de funcionamiento de manera tal que su vida útil se prolongue hasta donde sea posible. Este método se ha desarrollado para realizar el mantenimiento preventivo en sistemas de aire acondicionados, especialmente en sistemas de vehículos y sistemas de refrigeración doméstica y comercial. La presente invención consiste en un método integral para hacer el mantenimiento del sistema completo de aire acondicionado, lo cual comprende la limpieza del liquido refrigerante, la separación y reemplazo del aceite lubricante, y en especial el lavado completo y la remoción de todos los elementos contaminantes que se encuentran dentro del sistema de aire acondicionado.
El proceso de lavado consiste en la inyección y succión del refrigerante en estado líquido a través de las válvulas de servicio del sistema. Durante este procedimiento, el refrigerante se mantiene en todo momento en estado liquido a alta presión ya que se hace circular en dirección contraria al flujo normal del refrigerante del sistema. De esta manera el líquido a alta presión remueve y arrastra el aceite deteriorado y los contaminantes, suciedad y sedimentos acumulados en el interior de los elementos del sistema y los retiene en sus filtros. Este procedimiento se realiza de forma cíclica por un periodo de tiempo hasta que se completa la limpieza de todos los componentes del sistema tales como compresor, condensador, evaporador, filtros, válvulas, tuberías y demás.
El método para el mantenimiento preventivo de sistemas de aire acondicionado presenta las siguientes etapas:
• Conectar el equipo a las válvulas de servicio del sistema de aire acondicionado, por los lados de alta y baja presión
• Recuperar el refrigerante succionándolo a través de una unidad de limpieza a una estación de servicio.
• Realizar vacio en el sistema de aire acondicionado
• Probar las fugas del sistema
• Separar el aceite del refrigerante y enviarlo a un recipiente separado.
• Hacer una autopurga del gas pasándolo por un filtro deshidratador para sacar la humedad presente.
• Filtrar el liquido refrigerante y llevarlo a un contenedor de liquido. • Realizar el lavado del sistema inyectando liquido refrigerante por la tubería de baja y succionarlo por la tubería de alta.
• Recargar el sistema inyectando aceite nuevo y liquido refrigerante limpio en las cantidades exactas.
· Verificar las presiones del sistema
De acuerdo a lo anterior, el método desarrollado en la presente invención presenta diversas características que lo hacen ventajoso frente a los procedimientos del estado de la técnica actual. Entre las cuales se pueden mencionar:
• Realizar el mantenimiento interno de los componentes del sistema sin descargar el agente refrigerante hacia la atmosfera.
• Permite hacer el mantenimiento del sistema completo, sin la necesidad de desmontar partes tales como el compresor o el condensador, ya que el sistema simplemente se conecta a las válvulas de servicio.
• Aumenta la vida útil de los componentes del sistema.
• Disminuye considerablemente la probabilidad de avería del compresor.
• Incrementa la eficiencia de enfriamiento del sistema, ya que se remueven todos los elementos contaminantes y se recarga refrigerante en la cantidad óptima.
Para completar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se adjunta a la presente memoria descriptiva una serie de figuras ilustrativas donde se podrá comprender más fácilmente las innovaciones y ventajas del método de mantenimiento preventivo desarrollado.
Breve descripción de los dibujos Los aspectos relevantes y las ventajas de la presente invención serán mejor entendidos con relación a las siguientes figuras, en las cuales: FIG. 1 Vista esquemática del sistema para realizar el mantenimiento preventivo de los sistemas de aire acondicionado.
FIG. 2 Esquema de conexiones del sistema para realizar el ciclo de lavado del sistema de aire acondicionado.
FIG. 3 Esquema de conexiones del sistema para realizar la recuperación, recirculación y recarga del refrigerante.
FIG. 4 Procedimiento para realizar el mantenimiento preventivo en los sistemas de aire acondicionado.
FIG. 5 Procedimiento para la limpieza del sistema de aire acondicionado.
Descripción Detallada de la invención
Se ha encontrado que la mejor forma para alargar la vida y mejorar el comportamiento de los sistemas de aire acondicionado y de refrigeración, es la realización periódica de un mantenimiento preventivo, con el cual se elimina toda la suciedad interna que puede afectar elementos del sistema tales como compresor, condensador, evaporador, válvulas, tuberías y demás. Un sistema adecuado para realizar este procedimiento, es una estación móvil modificada que no solo permite realizar la descarga y recarga del refrigerante, sino que también permite realizar el lavado al interior de todos los elementos del sistema de aire acondicionado.
El esquema de la presente invención se presenta en la figura 1 . La presente invención se aplica a un sistema de aire acondicionado convencional (1 ) tal como el de un automóvil, el cual esta conformado por un compresor (2) unido por medio de una tubería de alta presión a un condensador (3). El líquido que sale del condensador (3) se hace pasar por medio de un secador (4) y de este sale hacia una válvula de expansión (5) en la cual se produce la expansión del refrigerante, este se hace pasar por un evaporador (6) donde se gasifica a baja presión y vuelve al compresor (2) donde comienza nuevamente el ciclo. El sistema desarrollado para realizar el mantenimiento comprende una estación móvil de servicio (10) que recupera, recicla y recarga el refrigerante. La estación cuenta con una entrada de alta presión C, una entrada de baja presión D y una entrada auxiliar E. La unidad de limpieza (9) se utiliza para recircular liquido refrigerante por el sistema de aire acondicionado (1 ). Este comprende un puerto de entrada A y un puerto de salida B, donde la configuración y acople de tales puertos depende de la etapa del proceso de mantenimiento en la que se encuentre el proceso, tal como se expone más adelante. En la figura 2 se muestra el esquema de acoplamiento para recuperar el agente refrigerante y realizar la limpieza del sistema de aire acondicionado (1 ). Para realizar el procedimiento de mantenimiento preventivo, se debe comprobar en primera instancia la carga del sistema y probar si este tiene fugas. Para este fin, se debe conectar la válvula de servicio de alta presión (8) del sistema de aire acondicionado (1 ), a la estación móvil para la recuperación de refrigerante (10) a través del puerto C. La estación móvil hace la evacuación y vacio en el sistema de manera que la presión negativa se debe mantener mientras no se presenten fugas. Las válvulas conectadas a la válvula de servicio de baja presión (7) del sistema de aire acondicionado (1 ), permanecen cerradas durante la operación.
En un segundo paso, la estación móvil (10) se conecta por medio de la unidad de limpieza (9), la cual a su vez se acopla a la válvula de servicio de alta presión (8) del sistema de aire acondicionado (1 ), a través de una manguera de conexión (1 1 ) en el puerto de conexión A. La válvula de servicio de baja presión (7) del sistema de aire acondicionado (1 ), se conecta a su vez con la entrada auxiliar E de la estación móvil (10), mientras que el puerto de entrada de alta presión D de la unidad móvil permanece inactivo durante esta etapa del proceso. El paso hacia la unidad de limpieza (9) se habilita por medio de una válvula de paso (13) la cual se conecta con la entrada de un canister o separador de aceite (14). En este punto el canister limpia las impurezas del liquido recuperado. El canister presenta un puerto de salida que se acopla a un segundo filtro de partículas (17), y un puerto para el drenaje del aceite separado. Cuando se hace la purga del aceite, se activa la válvula de paso (15) para así depositar el aceite separado en un contenedor de aceite (16). El filtro (17) contiene silica gel para retener la humedad y adicionalmente compuestos de espuma que ayudan también a retener residuos particulados presentes en el agente refrigerante .
La salida del liquido refrigerante de la unidad de limpieza (9) se habilita por medio de una válvula de paso (18) hacia el puerto de salida B. El puerto B se acopla a la entrada C de la estación móvil (10). En esta estación se encuentran los componentes que succionan el liquido refrigerante a través de la válvula de servicio de alta presión (8) del sistema de aire acondicionado (1 ), para esto se opera automáticamente la válvula (19) la cual permite el paso del líquido a través de un filtro de partículas (20). Este filtro se utiliza principalmente para eliminar el cisco del aluminio que resulta de la degradación de los componentes del sistema de aire acondicionado (1 ). Del filtro (20) el líquido refrigerante pasa a un evaporador (21 ) para descargar el agente refrigerante en un separador de aceite (22). Este separador filtra el aceite que pudo quedar del proceso anterior y lo almacena en un contenedor (23). Una vez se ha separado el aceite, el gas refrigerante pasa por una válvula de purga por medio de un filtro deshidratador (24). En este punto se elimina la humedad restante y los restos de gases no condensables, para que el gas finalmente llegue al compresor (25). De este punto el gas sale hacia un condensador (26) donde nuevamente el agente refrigerante pasa al estado liquido. Una vez se ha recuperado el agente refrigerante, se deposita en un contenedor de agente refrigerante (27). La salida del liquido refrigerante del contenedor (27) se realiza a través de una válvula de tres vías (28). Esta válvula permite que el líquido refrigerante salga de la estación por el puerto auxiliar E, o habilita el paso para que el liquido se mueva hacia una etapa purificadora separada por una válvula de retención (29). Esta etapa interviene en el proceso de recarga que se explica más adelante.
El sistema de aire acondicionado (1 ) funciona normalmente pasando el agente refrigerante en forma de gas de baja presión, hacia la zona de alta presión. La esencia del presente invento consiste en el proceso de lavado para lo cual la estación móvil (10) inyecta liquido refrigerante por la válvula de baja presión (7), y recupera el mismo liquido succionándolo por la válvula de alta presión (8). De esta manera el líquido a alta presión, recorre todo el sistema de aire acondicionado en la dirección contraria al recorrido normal del fluido. Esto hace que el aceite deteriorado y todas las partículas y suciedad presente al interior de los componentes del sistema de aire acondicionado, sean arrastradas con el líquido, dejando a los componentes del sistema; compresor, evaporador, válvulas, tuberías y demás, completamente limpios.
Como se puede ver el refrigerante succionado debe pasar por el canister y los filtros, para posteriormente volverlo a inyectar completamente limpio al sistema de aire acondicionado. El procedimiento se debe repetir las veces que sea necesario hasta que el liquido que circule por el sistema este completamente transparente sin presencia de ningún residuo particulado ni aceite. La recirculación del agente refrigerante permite separar todo el aceite del líquido refrigerante, lo cual no es posible cuando se hace una simple descarga del sistema. Normalmente la recirculación de agente refrigerante depende del uso (kilometraje en el caso de los vehículos) y se puede recircular gran cantidad de agente refrigerante en un lapso de 10 o 15 minutos que es el tiempo que dura el proceso lavado (limpieza y purificación). Una vez se ha realizado el proceso de limpieza, se debe recargar el sistema con refrigerante limpio y aceite lubricante en la cantidad adecuada. En la figura 3 se muestra la configuración del sistema de recarga. Para realizar este proceso se acopla la válvula de servicio de baja presión (7) del sistema a limpiar, con el puerto de entrada D de la estación móvil. La válvula de servicio de alta presión (8) del sistema de aire acondicionado (1 ), se acopla directamente con el puerto de baja C de la unidad móvil. Antes de realizar la recarga final del sistema, la estación de servicio recupera todo el agente refrigerante desde la válvula de servicio de alta presión (8) de manera similar al proceso de limpieza del aire acondicionado, es decir el liquido es succionado por el compresor (25) y pasa por el filtro (20), el evaporador (21 ), el separador de aceite (22), el filtro deshidratador (24), el condensador (26), para finalmente almacenarse en el contenedor (27). Una vez se ha recuperado todo el agente refrigerante, se activa una bomba de vacio (39) que se conecta a la línea de alta por medio de una válvula de operación (38). El vacio se realiza para eliminar todos los restos de humedad ya que esta puede formar cristales que al circular por el sistema de aire acondicionado (1 ) pueden dañar los componentes del mismo, en especial la válvula de expansión (5).
El proceso de reciclado y purificación del refrigerante, consiste en la limpieza y la recarga del mismo. Así como la reposición de refrigerante nuevo según sea el caso. Para esto, la válvula de tres vías (28) da paso al líquido hacia la válvula de retención (29). Esta permite el paso el líquido hacia una bomba dosificadora (30). A la salida de la bomba, se encuentran dos válvulas de paso (31 ) y (32). La primera da paso para que el líquido a alta presión retorne al sistema de aire acondicionado (1 ) a través de la válvula de servicio de baja presión (7). La segunda, la válvula (32) permite que el liquido pase por un purificador (33), de este purificador, el liquido pasa por un refrigerador (34) y retorna hacia la entrada del la bomba dosificadora (30) controlado por medio de una válvula de paso (35). Si el sistema de aire acondicionado (1 ) se encontraba bajo de carga, la estación prevé un tanque de refrigerante nuevo (36) el cual se aplica para completar la carga. El refrigerante nuevo se inyecta a la salida del purificador (33) a través de una válvula de paso (37). Finalmente, en la etapa de recarga del sistema, primero se inyecta la cantidad exacta de aceite nuevo según recomienda el fabricante del sistema de aire acondicionado o del equipo de refrigeración. Para esto se recoge el aceite desde un deposito (40) y se inyecta por medio de una bomba dosificadora (41 ) a través de una válvula de tres vías (42) conectada a una válvula de retención
(43) que conecta con la línea de baja presión de la válvula de servicio de baja presión (7) del sistema de aire acondicionado (1 ). Una vez se inyecta el aceite, se procede a cargar el líquido refrigerante según el procedimiento explicado anteriormente. Al inyectar el liquido a alta presión, este arrastra consigo el aceite lubricante distribuyéndolo de manera uniforme en todo el sistema de aire acondicionado (1 ) y en especial en el compresor (2).
El procedimiento de mantenimiento finaliza comprobando la cantidad de refrigerante inyectado y las presiones de operación del sistema de aire acondicionado.
La figura 4 muestra los pasos del método para realizar el mantenimiento preventivo de los sistemas de aire acondicionado. El procedimiento comienza
(44) conectando las válvulas de servicio del sistema de aire acondicionado a la estación móvil por medio de una unidad de limpieza. El siguiente paso es comprobar la carga del sistema (45), la comprobación se realiza para verificar que el sistema no tenga fugas (46) ya que el procedimiento de mantenimiento no se puede realizar hasta que el sistema este libre de estas. Cuando se comprueba que el sistema esta libre de fugas se comienza el proceso de limpieza (47) del sistema de aire acondicionado. Este paso consiste en hacer circular liquido refrigerante en el sistema de aire en la dirección contraria al flujo normal. Una vez el sistema esta limpio y libre de contaminantes, se realiza la recuperación (48) de todo el refrigerante. Después de recuperar el refrigerante, se debe realizar vacio (49) en el sistema para eliminar toda la humedad restante. El refrigerante recuperado, se pasa por un proceso de recirculación y purificación (50) en el cual también se completa la cantidad necesaria con refrigerante nuevo. La recarga (51 ) del sistema consiste en la aplicación de aceite nuevo en la cantidad exacta, y la carga del refrigerante por el lado de baja. Esta aplicación provoca que el refrigerante arrastre consigo el aceite lubricante distribuyéndolo de manera uniforme en todo el sistema de aire acondicionado.
El mantenimiento finaliza (52) una vez se comprueban las presiones correctas en los lados de alta y baja del sistema de aire acondicionado y se pone a funcionar el sistema.
La figura 5 muestra en detalle los pasos requeridos para realizar el procedimiento de limpieza del sistema de aire acondicionado. Este proceso inicia (53) con la conexión de la unidad de limpieza al sistema de aire acondicionado a la estación de servicio, para que el compresor de la misma succione (54) el liquido refrigerante por la tubería de alta del sistema, hacia el canister de la unidad de limpieza. Este elemento junto con otros filtros, eliminan las partículas contaminantes y la humedad del refrigerante (55), para que el liquido pueda ser evaporado (56) antes de pasar por un separador de aceite (57). Después de pasar por el separador de aceite, el gas refrigerante se hace pasar por un filtro deshidratador en el cual se retira la humedad restante (58). El gas se hace pasar por un condensador (59) para convertirlo a liquido nuevamente, estado en el cual puede ser inyectado (60) hacia el sistema de aire acondicionado por medio de la tubería de baja presión. En este punto se examina si el liquido circulante contiene contaminantes (61 ), caso en el cual el ciclo comienza nuevamente desde el punto en el cual se succiona (54) el liquido del sistema de aire, por medio de la tubería de alta presión. En el caso que el liquido circulante se encuentre libre de contaminantes, finaliza el ciclo (62) y se conecta directamente la estación de servicio a las válvulas de servicio del sistema de aire acondicionado. Se considera no necesario hacer más extensa esta descripción para que un experto en la materia comprenda el alcance y las ventajas de la invención. Los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos serán susceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga alteración en la forma esencial del invento. Todos los términos técnicos y científicos aquí empleados tienen el mismo significado tal como comúnmente los entienden aquellos expertos en la técnica. Todas las publicaciones, solicitudes de patente y patentes y otras referencias mencionadas, quedan incorporadas por referencia en su totalidad.

Claims

REIVINDICACIONES
1 . Un método para realizar el mantenimiento interno preventivo a los sistemas de aire acondicionado y de refrigeración que consiste en recircular liquido refrigerante por los elementos del sistema de aire acondicionado en la dirección contraria a la dirección normal del flujo. El método se caracteriza por los siguientes pasos:
• Lavar el sistema de aire acondicionado (1 ) inyectando liquido refrigerante por la tubería de baja y succionarlo por la tubería de alta.
• Conectar una unidad de limpieza (9) a la válvula de servicio de alta presión (8) del sistema de aire acondicionado (1 ).
• Conectar la unidad de limpieza (9) a la entrada de alta C de la estación de servicio (10).
• Conectar la entrada auxiliar E de la estación de servicio (10) a la válvula de servicio de baja presión (7) del sistema de aire acondicionado (1 ).
• Succionar el liquido refrigerante del sistema de aire acondicionado (1 ) a través de la unidad de limpieza (9).
• Circular el liquido refrigerante por el canister (14).
• Filtrar y separar el aceite del liquido refrigerante
• Retener la humedad y los residuos particulados presentes en el agente refrigerante por medio del filtro silica gel (17).
• Eliminar el cisco del aluminio en un filtro (20).
• Evaporar el liquido refrigerante.
• Separar el aceite del gas refrigerante y almacenarlo en un contenedor.
• Eliminar los gases no condensables a través de una válvula de purga del filtro deshidratador (24) y expulsarlos.
• Condensar el gas refrigerante
• Depositar el liquido refrigerante en un tanque (27). • Inyectar desde el tanque (27) el liquido refrigerante a través de la tubería de baja presión del sistema de aire acondicionado (1 ).
• Re-circular el liquido refrigerante a través del sistema de aire acondicionado (1 ) hasta que no contenga contaminantes.
· Recuperar el refrigerante succionándolo a través de la estación de servicio (10)
• Realizar vacio en el sistema de aire acondicionado.
• Reciclar y purificar el agente refrigerante
• Recargar el sistema inyectado aceite nuevo y liquido refrigerante en las cantidades exactas.
• Verificar las presiones del sistema
2. Un método para realizar el mantenimiento interno preventivo a los sistemas de aire acondicionado y de refrigeración según la reivindicación 1 donde el paso de recuperación de refrigerante comprende succionar el liquido por el compresor (25) y pasarlo por el filtro (20), el evaporador (21 ), el separador de aceite (22), el filtro deshidratador (24), el condensador (26), para finalmente almacenarse en el contenedor (27).
3. Un método para realizar el mantenimiento interno preventivo a los sistemas de aire acondicionado y de refrigeración según la reivindicación 1 donde el proceso de reciclado y purificación del agente refrigerante, comprende circular el líquido refrigerante por una bomba dosificadora (30) y retornarlo al sistema de aire acondicionado (1 ) a través de la válvula de servicio de baja presión (7), o hacerlo circular a través de un purificador (33), de este purificador, el liquido pasa por un refrigerador (34) y retorna hacia la entrada del la bomba dosificadora (30)
4. Un método para realizar el mantenimiento interno preventivo a los sistemas de aire acondicionado y de refrigeración según la reivindicación 1 donde el paso de recarga comprende inyectar refrigerante nuevo desde un tanque de refrigerante (36) a la salida del purificador (33).
5. Un método para realizar el mantenimiento interno preventivo a los sistemas de aire acondicionado y de refrigeración según la reivindicación 1 donde la etapa de recarga comprende inyectar la cantidad exacta de aceite nuevo en la línea de baja presión de la válvula de servicio (7) desde un deposito de aceite (40) por medio de una bomba dosificadora (41 ).
6. Un método para realizar el mantenimiento interno preventivo a los sistemas de aire acondicionado y de refrigeración según la reivindicación 1 donde el paso de recarga comprende inyectar el liquido refrigerante a alta presión, y arrastrar el aceite lubricante a través de todo el sistema de aire acondicionado (1 ).
7. Un equipo para realizar el mantenimiento interno preventivo a los sistemas de aire acondicionado y de refrigeración que comprende una unidad de limpieza (9) y una estación de servicio móvil (10). Equipo caracterizado porque un canister (14) de la unidad de limpieza (9) se conecta con la válvula de servicio de alta (8) a través de una manguera de conexión (1 1 ). El canister presenta un puerto de salida que se acopla a un filtro de partículas (17), y un puerto para el drenaje del aceite separado. La salida del filtro (17) se conecta a la entrada de la estación de servicio (10) a través de una válvula (19) que acopla un filtro de partículas (20). Del filtro (20) el líquido refrigerante para a un evaporador (21 ) cuya salida esta acoplada a un separador de aceite (22). el separador se conecta a un filtro deshidratador (24) cuya salida se conecta a un compresor (25). La salida del compresor sale hacia un condensador (26) el cual se conecta con un contenedor de agente refrigerante (27). La salida del liquido refrigerante del tanque (27) se conecta a través de una válvula de tres vías (28) con la válvula de servicio de baja presión (7).
8. Un equipo para realizar el mantenimiento interno preventivo a los sistemas de aire acondicionado y de refrigeración según la reivindicación 7 donde la unidad de limpieza (9) comprende una válvula de paso (15) para así depositar el aceite separado en un contenedor de aceite (16).
9. Un equipo para realizar el mantenimiento interno preventivo a los sistemas de aire acondicionado y de refrigeración según la reivindicación 7 donde el filtro (17) contiene silica gel para retener la humedad y compuestos de espuma para retener residuos particulados presentes en el agente refrigerante .
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