CN102792107A - 用于空气调节***的冲洗的***和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于以易燃的冷却剂操作的车辆中的空气调节***或类似的移动空气调节***的填充、清空和尤其是冲洗的维护站。维护站与空气调节***联接，并包括机柜，所述机柜中，用于输送冷却剂的管线(5)连接第一端口(E)、压缩机(8)、冷却装置和用于存储冷却剂的内部缸体(4)、以及第二端口(F)。加热的冲洗储液器(14)配置在维护站(1)之内的第一端口(E)和压缩机(8)之间。还公开一种冲洗空气调节***的方法，其比已知的冲洗方法更快。所述***和方法消除了对于外部安装冲洗套件的需求，并提供了一种维护站和冲洗方法，当维护和尤其冲洗包含易燃的冷却剂的空气调节***时使用是安全的。

Description

用于空气调节***的冲洗的***和方法
技术领域
本发明涉及一种用于执行空气调节***的维护和冲洗的***，其中空气调节***尤其是车辆（例如小汽车和卡车等）的移动空气调节***。
另外，本发明涉及一种冲洗这种空气调节***的方法。
背景技术
当今，空气调节***(A/C***)，例如车辆中的空气调节***，含有非易燃的冷却剂，车辆例如为小汽车、公共汽车或卡车等。在车辆的制造期间，添加冷却剂，且有时对车辆中的A/C***进行维护和修理。用于执行该维护和修理的设备是已知的。
现在最常用的冷却剂为1,1,1,2-四氟乙烯，习知为R134a。然而，由于R134a的高温室效应(GWP，全球变暖潜值)，在2011年1月1日之后不允许使用R134a作为新产车辆的冷却剂。
已经开发出具有允许的低GWP值的替代冷却剂，遗憾的是，其为易燃的。因此，用于填充、清空和冲洗新的易燃的冷却剂的维护站必须满足关于在潜在***性气氛或易燃的气氛中使用的设备和保护性***的ATEX规范94/9/EU。该EU规范，简称ATEX，指出用于A/C***（尤其车辆中的移动A/C***）的填充和清空的维护站，在将易燃的冷却剂加入A/C***时，或在包含易燃的冷却剂的A/C***上进行维护时，必须遵守大量技术要求。
根据ATEX，zone 2被归类为通常不会出现易燃的气氛的区域，仅在事故的情况下有易燃气氛而且非常短暂。根据ATEX，zone 2为最低的区域分类。
包含易燃的介质且还具有技术上为非密闭的连接件或衬垫的组件，被认为在连接件或衬垫周围半径1米内具有zone 2。衬垫通常是密闭的，但可能因磨损和/或老化而泄露。因此，根据ATEX，zone 2气氛将肯定出现在衬垫周围。
当对A/C***进行维修时，在维护或修理之前，将冷却剂排出A/C***。通常通过抽吸执行该排出。
根据ATEX，在对以易燃的冷却剂进行操作的A/C***执行维护和/或修理时，维护***必须因此适合在zone 2环境中使用。换言之，应至少在维护站之内满足zone 2要求。
在A/C***包括待更换组件的情况下，存在这样的过程，即：需要通过所谓的冲洗过程冲洗出组件本身或整个空气调节***内的油和/或微粒内容物。迄今，所谓的冲洗套件已经被用于此，在冲洗过程期间，供应至维护站的所述套件作为"附加件"安装在A/C***和维护站之间。在现有技术中，如上所述，冲洗套件安装在移动A/C***和维护站之间。该冲洗套件的主要目的在于，捕获从维护站以液体形式冲洗通过A/C***的所有冷却剂，以及冷却剂的冲洗流所附带的油和任何固体或微粒。在收集之后，维护站的任务是，以气体形式从冲洗套件的储液器清空冷却剂，从而在储液器内留下油。用于移动A/C***的现有维护站通常包含其自身的抽吸储液器（suction accumulator）、加热的抽吸储液器，其与冲洗套件中的这些冲洗储液器（flushing accumulator）基本上功能相同-只是它们较小，因为在对移动A/C***实施正常维护即仅清空A/C***时，它们不用容纳任何大量的冷却剂，且仅容纳少量的油。
然而，因为新的冷却剂为易燃的，该冲洗套件将需要遵守ATEX的特殊要求，这对维护站也适用，因为zone 2将出现在每个连接件周围，即还出现在外部冲洗套件和维护站之间的连接件周围。
根据关于在***性或易燃的气氛中使用的电气设备的国际标准IEC/EN60079-15，易燃的区域，例如zone 2区域，应与环境隔离，且zone 2区域应通风。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种***，其可用于A/C***例如移动A/C***的填充、清空和尤其冲洗，该***可在包含易燃的冷却剂的A/C***的维护和/或维修期间使用。
本发明的另一目的在于，提供一种可用于A/C***的填充、清空和尤其冲洗的简化***，其消除对于冲洗套件（包括外部安装的冲洗储液器）的需要。本发明的又一目的在于，提供一种***，其还可消除维护站的冷却剂回路中的抽吸储液器。
本发明的目的还在于，提供一种用于A/C***的冲洗的方法，尤其用于以易燃的冷却剂操作的A/C***的方法。另外，本发明的目的在于，提供一种冲洗A/C***的方法，其消耗较少时间，且在冲洗过程期间消除压缩机容量的降低。
上述目的通过如技术方案1公开的冲洗空气调节***的方法实现，其可用于以易燃的冷却剂操作的车辆中的空气调节***或类似的移动空气调节***的冲洗，该方法包括以下步骤：使液体形式的冷却剂从维护站中的内部缸体冲洗通过空气调节***；从空气调节***提取已经被冲洗的气态冷却剂和油和/或微粒的混合物，并使混合物传递到安装在维护站之内的加热的冲洗储液器；通过压缩机从加热的冲洗储液器抽吸气态冷却剂，在加热的冲洗储液器内使油和/或微粒与冷却剂分离；通过冷却来冷凝冷却剂；和将液化冷却剂输送至内部缸体。所述方法能够得到消耗较少时间的冲洗过程，并能够冲洗以易燃的冷却剂操作的A/C***。
如技术方案2公开的那样，有利的是，液体冷却剂通过连接至空气调节***的液体侧的维护端口进入空气调节***，并通过空气调节***的气体侧的维护端口以气态形式离开空气调节***，且其包括任何附带的油和/或微粒。
如技术方案3公开的那样，有利的是，在安装在加热的冲洗储液器内的加热线圈内冷却冷却剂，其同时加热加热的冲洗储液器内存在的冷却剂、油和/或微粒的混合物。
技术方案4-7公开了所述方法的其它有利实施例，其中所述方法可进一步包括从加热的冲洗储液器清空油和/或微粒。
本发明的目的还通过如技术方案8公开的用于空气调节***的填充、清空和冲洗的***实现，其可用于冲洗以易燃的冷却剂操作的车辆中的空气调节***或类似的移动空气调节***，其包括维护站，在填充、清空和/或冲洗过程期间维护站与空气调节***联接，其中维护站包括机柜，在机柜中，用于输送冷却剂的管线连接第一端口、压缩机、冷却装置和用于存储冷却剂的内部缸体、以及第二端口，并且其中加热的冲洗储液器配置在维护站之内的第一端口和压缩机之间以便捕获从维护站冲洗并通过A/C***的冷却剂，并且加热加热的冲洗储液器内存在的冷却剂，同时冷却加热线圈内的冷却剂，以在将冷却剂存储在内部缸体之前冷凝热的气态或部分液化冷却剂。
根据本发明，可省略现有维护站中使用的外部安装冲洗套件和内部抽吸储液器，因为它们的功能通过加热的冲洗储液器实现。因为省略了外部安装冲洗套件，所以避免了与冲洗套件相关的衬垫和/或连接件。其结果是，维护站外zone 2区域较少，且新***因此满足ATEX要求。另外，在外部冲洗套件不必安装在维护站和MAC之间时，处理时间进一步节省，即实际冲洗过程将更快和更容易。维护站的简化结构和外部冲洗套件的消除还将简化***，使其制造较便宜。
如技术方案10公开的那样，加热的冲洗储液器优选地包括加热线圈，已经在压缩机内被加热的气态冷却剂流动通过该加热线圈。加热线圈利用气态冷却剂中存在的废热，并且与冷却效应抵消，以及防止造成压缩机的容量下降，而在压缩机从现有外部安装冲洗储液器抽吸冷却的气态冷却剂时压缩机的容量会下降。
如技术方案9公开的那样，维护站的机柜优选为气密的，如技术方案11公开的那样，有利的是，加热的冲洗储液器进一步包括安装在出口的阀，通过所述阀使油和/或微粒从加热的冲洗储液器收回。
如技术方案12公开的那样，优选的是，管线包括安装在内部缸体的出口和第二端口之间的阀，技术方案13-16公开了其它有利的实施例。
附图说明
以下将参考附图对本发明进行解释，其中：
图1显示了用于以R134a操作的移动A/C***的填充、清空和/或冲洗的现有维护站的图，和
图2显示了用于以易燃的冷却剂操作的移动A/C***的填充、清空和/或冲洗的本发明的新维护站的图。
具体实施方式
图1显示了用于A/C***尤其是移动A/C***(以下称为MAC)2的填充、清空和/或冲洗的现有技术维护站1。在利用现有维护站(见图1)对MAC2执行正常维护时，外部冲洗储液器3，如图1所示，安装在MAC2的端口G和维护站的端口E之间。首先从MAC2抽出冷却剂，然后将其吸入内部缸体4。冷却剂经端口E被吸入维护站1，端口E通过管道或软管(未显示)连接至MAC的端口G。气态冷却剂经以下讨论的维护站管线5和加热的抽吸储液器6被吸入压缩机8，可选的是，气态冷却剂可经过过滤器7。气态冷却剂在压缩机8中被压缩，成为加热的气态冷却剂，或加热的和部分冷凝的冷却剂，并经油分离器9和用于在冷却剂被存储于内部缸体4之前冷凝冷却剂的冷却装置，被传输至内部缸体4。当已经从MAC2抽出所有冷却剂时，可执行正常维护。
现有维护站通常包含抽吸储液器6，抽吸储液器6与外部冲洗储液器3功能基本上相同。然而，抽吸储液器6为更小的内部储液器，因为其不用于容纳大量的冷却剂，并且仅容纳少量的油和微粒，这些油和微粒在正常维护期间即在将清空MAC2时从MAC2进入维护站1。
在正常维护完成时，通过端口E对MAC2填充液体冷却剂。通过打开阀10和11以及关闭阀12启动填充。在填充完成时，使维护站与MAC2分离。
在现有维护站被用于MAC2的冲洗时，包括外部冲洗储液器3的冲洗套件被安装在MAC2和维护站的端口E之间。存储在内部缸体4内的液体冷却剂从连接至MAC2的液体侧的端口F冲洗通过MAC2，并通常以气态在端口G离开MAC2。
冷却剂然后与油和微粒或固体一起进入外部冲洗储液器3，油和微粒或固体被循环冷却剂冲出MAC2。
冲洗套件的外装冲洗储液器3的主要作用在于，捕获从维护站冲洗通过MAC的所有冷却剂以及流过MAC2的冷却剂所附带的油和/或任何微粒或固体。在收集之后，然后维护站的任务在于，以气态形式将冷却剂从冲洗储液器3的储液器清空，由此将油和任何固体或微粒留在冲洗储液器3内。
因为实际冲洗主要包括使大量的液体冷却剂从内部缸体4冲出，经打开的阀10和13，并经维护联接件F通过MAC2自身(或待冲洗的独立组件)，进入冲洗储液器3，在冲洗过程中使用的大部分时间用于使压缩机8从冲洗储液器3以气态形式排出冷却剂。一些情况下，从外部冲洗储液器3提取的冷却剂并非全是气态形式，即一定量的液体冷却剂随同气相冷却剂被提取并吸入维护站1。在压缩机8从冲洗储液器3吸出气态冷却剂时，冷却剂被急剧冷却，由此冲洗储液器3内的压力降低。降低的压力还导致密度降低，结果，导致压缩机8的容量减小，即质量流量下降，且由此，清空冲洗储液器3的总时间增加。
在冲洗过程期间，抽吸储液器6用作冷却装置，以便在冷却剂被存储于内部缸体4之前，通过与由压缩机8吸入经过抽吸储液器6的冷却的气态冷却剂进行热交换来冷凝热的气态或部分液化冷却剂。在冲洗过程期间，抽吸储液器6中不会积聚大量的油和/或微粒，因为被冲出MAC2的大多数油和/或微粒被收集在外部冲洗储液器3中。
如果部分冷凝的冷却剂在冲洗期间从外部冲洗储液器3被抽吸，那么其可被收集在内部的加热抽吸储液器6中并汽化，部分是在加热抽吸储液器6内被加热线圈加热，而部分是由于压缩机8从加热的抽吸储液器6抽吸气体。
在冲洗序列被完成且冲洗储液器3已经与维护站1分离时，可从冲洗储液器3提取油和/或固体。
现有维护站的改进形式显示在图2中，图中显示了根据本发明的***。现有技术(图1)中也具有的特征采用相同参考标记，且不再解释。
在本发明中，冲洗储液器14安装在A点和B点之间，它们在维护站1之内，而不是安装在外部。
当冲洗储液器14安装在维护站之内时，可借助连接点C+D(图1)使用废热加热冲洗储液器14，在连接点C+D，来自压缩机8的热压缩气态冷却剂用于在安装于冲洗储液器14内的加热线圈15中加热冲洗储液器14中的混合物，并因此形成加热的冲洗储液器14。在作为液体冷却剂存储于内部缸体4之前，热压缩气态，或部分液化冷却剂在加热线圈15中冷却和冷凝。因此，冲洗储液器14内的混合物用于冷却加热线圈15中的冷却剂。由此，内部安装的加热的冲洗储液器14具有双重功能，用作捕获从维护站以液体形式冲洗通过A/C***的冷却剂以及冷却剂的冲洗流所附带的油和任何固体或微粒，还用作在存储于内部缸体4之前冷却加热线圈15中的冷却剂，用于冷凝热的气态或部分液化的冷却剂。此外，当维护站1在正常维护过程期间用于回收冷却剂时，内部安装的加热的冲洗储液器14还作用在冷却剂回收期间捕获从MAC2逸出的油和/或微粒。
类似于外部安装的冲洗储液器3，压缩机从加热的冲洗储液器14吸出气态冷却剂，由此冷却剂急剧冷却，从而，加热的冲洗储液器14内的压力降低。
当离开压缩机8的压缩气态冷却剂中存在的废热通过使热的气态冷却剂经过加热的冲洗储液器14内的加热线圈15而被用于加热冷却剂/油/微粒混合物时，可抵消加热的冲洗储液器14内存在的混合物的冷却(现有技术中利用外部安装冲洗储液器使其发生)，可因此维持压缩机的满容量。因此，冲洗过程将比现有技术冲洗过程快得多，因为冷却加热线圈15内的冷却剂以及同时加热加热的冲洗储液器14内的冷却剂、油和/或微粒的混合物是在同一冲洗储液器14内进行的。
优选的是，通过例如以固定和预先确定的时间间隔打开阀16在清空或冲洗过程期间从加热的冲洗储液器14收回油和/或微粒。
在维护站之内包含管线5和组件之间的衬垫和连接件，因此符合根据ATEX定义的zone 2区域。为了满足zone 2要求，根据本发明的维护站1的机柜具有气密机柜，且优选地通风。因为消除了外部安装冲洗套件，所以没有外部衬垫或连接件，因此当其用于对包括易燃的冷却剂的MAC2维护或修理期间执行填充、清空和/或冲洗时，在维护站之外无zone 2，除了在维护站1和MAC2（即点F和G）之间的联接点周围的区域。
根据本发明，还可省略现有维护站1中使用的抽吸储液器6，因为其功能将通过加热的冲洗储液器14实现。另外，当外部冲洗套件不必安装在维护站和MAC之间时，处理更为节省，即实际冲洗过程更快和更容易。维护站的简化结构和外部冲洗套件的消除还导致制造起来更便宜的简化***。
本发明还涉及一种冲洗A/C***的方法，尤其是以易燃的冷却剂操作的移动A/C***。首先，将维护站联接在MAC2上。将维护端口E连接至MAC2的气态侧，将维护端口F连接至MAC2的液体侧。通过打开阀10和13和关闭阀11执行冲洗，随后液体冷却剂从内部缸体4流出，并经管线5b并通过连接至MAC2的液体侧的维护端口F进入空气调节***。冷却剂循环通过MAC2，并且捕获任何的油和/或微粒，并通过维护端口E以气态形式离开MAC2，包括任何附带的油和/或微粒。压缩机8将冷却剂和油和/或微粒的混合物吸入安装在维护站1之内的加热的冲洗储液器14中。
因压缩机8从加热的冲洗储液器14抽吸气态冷却剂，油和/或微粒在加热的冲洗储液器14内与冷却剂分开。当在压缩机8内压缩气态冷却剂时，其也被加热。通过使加热的气态冷却剂通过加热线圈15，将传递至压缩机8内的气态冷却剂的废热用于加热加热的冲洗储液器14内的混合物。在加热加热的冲洗储液器内的混合物的同时，热的气态冷却剂在加热线圈15内被充分冷却，以便冷凝，使冷却剂能够以液体形式存储在内部缸体4内。
在清空过程中，从加热的冲洗储液器14收回油和/或微粒，清空过程是在冲洗过程期间进行的。
通过阀16从加热的冲洗储液器14清空油和/或微粒，利用计时器控制阀16的打开和关闭。
优选的是，在加热线圈15中冷却之前，在油分离器9中移除可能因其通过压缩机8的通道而被传输进入循环冷却剂的油。

Claims (16)

1.一种用于冲洗以易燃的冷却剂操作的空气调节***的方法，所述空气调节***是诸如车辆中的空气调节***或类似的移动空气调节***，所述方法包括以下步骤：
a)使液体形式的冷却剂从维护站(1)中的内部缸体冲洗通过所述空气调节***(2)；
b)从所述空气调节***提取已经被冲洗的气态冷却剂和油和/或微粒的混合物，并使所述混合物传递到安装在所述维护站(1)之内的加热的冲洗储液器(14)；
c)通过所述压缩机(8)从所述加热的冲洗储液器(14)抽吸气态冷却剂，在所述加热的冲洗储液器(14)内使油和/或微粒与冷却剂分开；
d)通过冷却来冷凝冷却剂；和
e)将液化的冷却剂输送至所述内部缸体(4)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液体冷却剂通过连接至所述空气调节***(2)的液体侧的维护端口(F)进入所述空气调节***，并通过所述空气调节***(2)的气体侧的维护端口(E)以气态形式离开所述空气调节***(2)，包括任何附带的油和/或微粒。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在安装在所述加热的冲洗储液器(14)内的加热线圈(15)内冷却冷却剂，且同时加热所述加热的冲洗储液器(14)内存在的冷却剂、油和/或微粒的混合物。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括从所述加热的冲洗储液器(14)清空油和/或微粒的步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述冲洗过程期间执行从所述加热的冲洗储液器(14)清空油和/或微粒的步骤。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，通过阀(16)从所述加热的冲洗储液器(14)清空油和/或微粒，其中利用计时器控制所述阀(16)的打开和关闭。
7.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在所述加热线圈(15)中冷却之前，将因通过所述压缩机(8)的通道而传输至循环冷却剂的任何油分离。
8.一种用于对以易燃的冷却剂操作的空气调节***进行填充、清空和冲洗的***，所述空气调节***是诸如车辆中的空气调节***或类似的移动空气调节***，所述***包括用于在填充、清空和/或冲洗过程期间与所述空气调节***联接的维护站，其特征在于，所述维护站(1)包括机柜，在所述机柜中，用于输送冷却剂的管线(5)连接第一端口(E)、压缩机(8)、冷却装置和用于存储冷却剂的内部缸体(4)、以及第二端口(F)，并且其中，加热的冲洗储液器(14)配置在所述维护站(1)之内的所述第一端口(E)和所述压缩机(8)之间以便捕获从所述维护站(1)冲洗并通过所述A/C***(2)的冷却剂，并且加热所述加热的冲洗储液器(14)内存在的冷却剂，同时冷却所述加热线圈(15)内的冷却剂，以在将冷却剂存储在所述内部缸体(4)之前冷凝热的气态或部分液化的冷却剂。
9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述机柜为气密的。
10.根据权利要求8或9所述的***，其特征在于，所述加热的冲洗储液器(14)包括加热线圈(15)，已经在所述压缩机(8)内被加热的气态冷却剂流动通过所述加热线圈(15)。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的***，其特征在于，所述加热的冲洗储液器(14)进一步包括安装在出口的阀(16)，通过所述阀(16)使油和/或微粒从所述加热的冲洗储液器(14)收回。
12.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述管线(5b)包括安装在所述内部缸体(4)的出口和所述第二端口(F)之间的阀(10，13)。
13.根据权利要求12所述的***，其特征在于，在所述第一端口(E)和所述加热的冲洗储液器(14)之间安装有阀(12)。
14.根据权利要求12或13所述的***，其特征在于，所述内部缸体(4)的出口经所述管线的支线(5a)连接至所述第一端口(E)，所述支线(5a)包括阀(11)。
15.根据权利要求8-14中任一项所述的***，其特征在于，在所述压缩机(8)和所述加热线圈(15)之间安装有油分离器(9)。
16.根据权利要求8-15中任一项所述的***，其特征在于，在所述加热的冲洗储液器(14)和所述压缩机(8)之间安装有过滤器(7)。
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