DE68905593T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung von Kältemittel. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von Kältemittel nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2.
• Die Entwicklungen von Kühlschränken und Tiefkühlsystemen haben zu weitgehender Verwendung von unterschiedlichen Freonarten als Kältemittel geführt. Bei Reparatur und Verschrottung von Kühl- und Tiefkühlsystemen ist die Rückgewinnung des Kältemittels außer acht gelassen worden, weil es kein Verfahren gibt, mittels dessen das Kältemittel leicht und schnell und zu relativ geringen Kosten wiedergewonnen werden kann. Stattdessen sind diese Freone ganz einfach in die Atmosphäre freigesetzt worden. Bei großen Systemen sind in vergleichbaren Situationen Versuche unternommen worden, vom Kältemittel so viel wie möglich mit Hilfe von relativ teuren und unhandlichen, kolbenlosen Kompressorpumpen wiederzugewinnen.
• Die unlängst anerkannte Tatsache, daß sich Freone auf die die Erde umgebende atmosphärische Schutzschicht aus Ozon schädlich auswirken, hat zu der Forderung geführt, die Freonemissionen in die Atmosphäre zu reduzieren. Diese Forderung resultierte in der Entwicklung von Freon-Absauggeräten oder Freonabsaugern, die auf der Verwendung von Kolbenkompressoren der Art basieren, die in großer Anzahl und demzufolge zu relativ geringen Kosten für den Einsatz in Verbindung mit kompressorbetriebenen Kühlschränken und Gefriermaschinen in Mengen gefertigt werden können. Diese Freon-Absauggeräte sind jedoch nur für die Abscheidung von Freon in Gasform geeignet, weil flüssiges Freon nicht komprimiert werden kann, und demzufolge der Kompressor schwer beschädigt wird, wenn flüssiges Freon in einen arbeitenden Kolbenkompressor eindringt. Bei der Entleerung solcher Kühlsysteme, die in verschiedenen Teilen des Systems Freon sowohl in flüssigem als auch in gasförmigem Zustand enthalten, wird deshalb empfohlen, das System von der Gasseite zu entleeren und zu ermöglichen, daß das flüssige Freon während des Prozesses der Systementleerung im System in einen gasförmigen Zustand übergeht. Ein derartiger Entleerungsprozeß dauert jedoch bis zum Abschluß sehr lange und ist nicht völlig sicher, weil immer die Gefahr besteht, daß flüssiges Freon in die Pumpe eindringt und schwere Beschädigung der Pumpe verursacht.
• Eine Vorrichtung für die Wiedergewinnung von Kühlmitteln ist in der US-Patentschrift Nr. 3 699 -81 beschrieben. Die beschriebene Vorrichtung hat eine mit einem zu entleerenden Kühlsystem verbundene Einlaßleitung. Die Einlaßleitung enthält ein Druckminderungsventil, ein Heizgerät für die Verdampfung von Flüssigkeit, die sich eventuell in der Rohrverzweigung der Kühlung gebildet hat, einen Ölabscheider, einen Trockner und einen Filter, durch welchen das Kältemittel vor Erreichung eines Kompressors läuft. Nachdem das Kältemittel komprimiert und dann in einem Kühler von einem Ventilator gekühlt worden ist, kann es in einem flüssigen Zustand in einen Speicherzylinder gefördert werden. Diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß sowohl ein Einzelheizgerät als auch ein Einzelkühlventilator erforderlich sind.
• Ein Ziel der Erfindung ist die Zurverfügungstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, welche die schnelle und sichere Entleerung eines Kühlsystems sowohl von der Gasals auch von der Fluidseite des Systems ermöglichen. Ein weiteres Ziel ist die Zurverfügungstellung kostengünstigerer, leicht hantierbarer und leicht zu transportierender Freon-Absauggeräte durch Ermöglichung, solche Geräte mit Hilfe bekannter, in Mengen hergestellter Teile zu konstruieren. Diese Ziele werden nach der Erfindung mittels einer erfinderischen Methode und Anordnung mit den in den folgenden Verfahrens- und Vorrichtungsansprüchen dargelegten charakteristischen Merkmalen erreicht.
• Die Erfindung wird jetzt mit Verweis auf die beigefügte Zeichnung genauer beschrieben, in welcher Figur 1 eine erfinderische Methode zum Pumpen eines Kältemittels aus einem Kühlsystem in einen Behälter mit Hilfe einer Kolbenkompressorpumpe schematisch veranschaulicht, und Figur 2 eine Seitenansicht ist, die eine alternative Positionierung der Hauptteile einer erfinderischen Anordnung schematisch veranschaulicht.
• Figur 1 veranschaulicht schematisch die erfinderische Methode zum Pumpen eines Kältemittels, z.B. Freon, aus einer Kühlanlage oder einem Kühlsystem 9, von denen nur ein Teil gezeigt ist, in einen Behälter 8, und die Verweisziffer 1 in besagter Figur kennzeichnet eine gestrichelte, eine die für die Ausführung der Methode erforderlichen Teile enthaltende Pumpenanordnung umgebende Linie. Zusätzlich zu einer(m) damit verbundenen Kolbenkompressorpumpe 2 und einem Ölabscheider 3 enthalten diese Teile außerdem einen Wärmetauscher 4 mit zwei Kammern oder Rohrsystemen, und ein Druckminderventil 5. Eine Kammer des Wärmetauschers 4 ist in das Rohr oder die Leitung geschaltet, durch welche das Kältemittel zum Kompressor 2, d.h. zur Saugleitung 6 an eine Stelle nahe dem Kompressor gefördert wird, und das Druckminderventil 5 ist an die Leitung 6 an einer Stelle oberhalb des Kompressors angeschlossen, wie aus der Fließrichtung des Kältemittels zum Kompressor ersichtlich ist. Das Rohr oder die Leitung, die aus dem Kompressor 2 hervorstehen, d.h. die Druckleitung 7, geht zuerst durch einen Ölabscheider 3, in welchem eventuell im Kältemittel vorhandenes und vom Kompressor aufgenommenes Öl vom Kältemittel abgeschieden und zum Kompressor zurückgeleitet wird. Das Kältemittel wird dann der anderen Kammer des Wärmetauschers 4 zugeführt, bevor es an einen Sammelbehälter oder -zylinder 8 angeschlossen werden kann.
• Die Kühlanlage 9, von der nur ein Teil gezeigt ist, und von der angenommen wird, daß ihre Funktionsprinzipien bekannt sind, enthält einen Kühlkompressor 12, an dessen Saug- und Druckseite Absperrventile 10, lI montiert sind. In bezug auf den bevorzugten Zustand des Kältemittels im Kühlsystem der Anlage 9 kann das Kühlsystem in eine Niederdruckseite und eine Hochdruckseite aufgeteilt werden, wobei der Kompressor 12 und ein < nicht gezeigtes) System-Expansionsventil in den Zonen zwischen den besagten Seiten angeordnet sind. Auf die Niederdruckseite wird mit dem Buchstaben A, und auf die Hochdruckseite mit dem Buchstaben B verwiesen, und eine gestrichelte Linie durch den Kompressor 12 markiert eine imaginäre Grenze zwischen diesen Seiten. Zum Zweck der Überführung des Kältemittels zum Behälter 8 ist die Saugleitung 6 der Pumpanordnung 1 sowohl an die Niederdruckseite A als auch an die Hochdruckseite B der Kühlanlage 9 mittels zweier Zweigleitungen 13 und 14 angeschlossen. Damit kann das Kältemittel aus dem Kühlsystem entweder nur von der Niederdruckseite A oder nur von der Hochdruckseite B, oder gleichzeitig von sowohl der Seite A als auch von der Seite B durch entsprechende Einstellung der Markierungen auf den Ventilen 10 und 11 entleert werden. Wenn das System von der B-Seite entleert wird, kommt das Kältemittel am Reduzierventil 5 vorzugsweise unter Druck und in einem flüssigen Zustand an, und ein größerer Teil des Kältemittels wird im Druckminderventil in Gasform umgewandelt. Das Kältemittel passiert dann eine der Kammern des Wärmetauschers 4, der nach dem Gegenstromprinzip funktioniert und in dem gegebenenfalls flüssiges Kältemittel im Kältemittelfluß progressiv erwärmt und damit vergast wird. Das in den Kompressor 2 einfließende Kältemittel ist somit in gasförmigem Zustand, wird im Kompressor verdichtet und dann dem Ölabscheider 3 zugeführt, in welchem gegebenenfalls noch im Kältemittel vorhandenes Öl von diesem getrennt wird, wonach das Kältemittel unter Druck der anderen Kammer des Wärmetauschers 4 zugeführt wird, in welcher es progressiv in einen flüssigen Zustand gekühlt wird, so daß es in den Behälter oder Zylinder 8 geleitet werden kann. Somit wird das durch Druckminderung in der Saugleitung 6 gekühlte Kältemittel im Wärmetauscher 4 durch Erwärmung des Kältemittels durch Kompression in der Druckleitung gleichzeitig mit der Kühlung des Kältemittels in der Druckleitung 7 durch das Medium in der Saugleitung 6 erwärmt.
• Figur 2 ist eine Seitenansicht mit schematischer Darstellung einer alternativen Positionierung der Hauptteile einer in einem Gehäuse 1 enthaltenen erfinderischen Pumpanordnung. Die Pumpanordnung enthält einen Kompressor 2, ein Druckminderventil 5, einen Wärmetauscher 4 und einen Ölabscheider 3, und in die Saugleitung 6 in der mit Pfeilen angegebenen Richtung einfließende gasförmige oder flüssige Kältemittel passieren zuerst durch das Ventil 5 und dann durch eine Kammer des Wäremtauschers 4, und werden dem Kompressor 2 in gasförmigem Zustand zugeführt. Wenn das Kältemittel den Kompressor verläßt, in welchem der Druck des Kältemittels erhöht wird, wird das Kältemittel durch den Ölabscheider 3 und von dort zur anderen Kammer des Wärmetauschers geleitet, in welcher das Kältemittel gekühlt wird und die Druckleitung 7 in einem vorzugsweise flüssigen Zustand verläßt.
• In Abhängigkeit van den verschiedenen in Frage kommenden Faktoren, wie zum Beispiel dem Siedepunkt des zu pumpenden Mediums, kann erforderlich werden, die Pumpanordnung 1 mit Hilfsgeräten, zum Beispiel einem Trocknungsfilter auf der Ansaugseite oder einem Kondensator auf der Druckseite, zu ergänzen. Dieses letztere Hilfsgerät kann notwendig sein, wenn der Wärmetauscher das Kältemittel nicht hinreichend kühlt. Das Druckminderventil soll vorzugsweise auch ein Ventiltyp sein, der auf gewünschte Druckabfälle eingestellt werden kann, um die Pumpanordnung optimal mit allen Kältemittelarten einsetzen zu können.

Claims (2)

1. Verfahren für die Rückgewinnung von Kältemittel aus einem ersten Kältemittelkreis in einem zweiten Kältemittelkreis, enthaltend folgende Schritte: Verdampfung des Kältemittels aus dem ersten Kältemittelkreis durch zunächst Minderung dessen Drucks und danach dessen Erwärmung, Komprimierung des verdampften Kältemittels in einem Kolbenkompressor, Kühlung und Verflüssigung des komprimierten Kältemittels, und Zuführung des verflüssigten Kältemittels zum zweiten Kältemittelkreis, dadurch gekennzeichnet, daß das komprimierte Kältemittel durch dessen Durchlauf durch einen Wärmetauscher im Gegenstrom zu dem im Verdampfungsschritt zu erwärmenden Kältemittel gekühlt und verflüssigt wird.

2. Vorrichtung für die Wiedergewinnung von Kältemittel aus einem ersten Kältemittelkreis in einem zweiten Kältemittelkreis, enthaltend einen Kolbenkompressor (2) mit einer Saugleitung (6) für den Anschluß an den ersten Kältemittelkreis und einer Druckleitung (7) für den Anschluß an den zweiten Kältemittelkreis, ein Druckminderventil (5) und eine Heizvorrichtung, in dieser Reihenfolge in der Saugleitung (6) für die Verdampfung des Kältemittels angeordnet, und eine in der Druckleitung (7) vorgesehene Kühlvorrichtung für die Verflüssigung des komprimierten Kältemittels, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung als eine erste Kammer eines Gegenstromwärmetauschers (4) ausgebildet ist, und die Kühlvorrichtung als die zweite Kammer des besagten Wärmetauschers (4) derart ausgebildet ist, daß das komprimierte Kältemittel durch Gegenstromwärmetausch mit dem verdampfenden Kältemittel in der Saugleitung verflüssigt wird.