DE68910203T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Kühlmittelleckprüfung. - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Kühlmittelleckprüfung.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen von Kältemittellecks in Klimaanlagen und dgl.
- Bekannte Verfahren und Vorrichtungen dieser Art sind aus der US-A-2 096 099 und der US-A-2 169 605 bekannt.
- Ein Verfahren, das zur Zeit zum Lecktesten von unteratmosphärischen Klimaanlagen und dgl. auf Kältemittellecks benutzt wird, besteht darin, die Anlage mit Stickstoff unter Druck zu setzen und eine übliche "Schnüffel"- Vorrichtung zu benutzen, die das Vorhandensein von Kältemittel und dgl. erkennt. Wenn ein solcher Lecktest beendet worden ist, wird der Stickstoff in die Atmosphäre entlassen, wobei er geringe Mengen an Kältemittel mit sich nimmt.
- Ein weiteres Verfahren, das zur Zeit zum Lecktesten von unteratmosphärischen Klimaanlagen und dgl. auf Lecktests benutzt wird, besteht darin, heißes Wasser aus einem Kessel in die Anlage zu leiten, um auf das Kältemittel in der Anlage Wärme zu übertragen, was bewirkt, daß der Kältemitteldruck in der Anlage ansteigt und jegliche Leckage des Kältemittels ausgeprägter und einfacher erkennbar macht.
- Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Testen auf Kältemittellecks zu schaffen. Das Konzept der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei welchen ein Wärmeübertragungsmedium, welches durch einen mit einem Kältemittel gefüllten Behälter hindurchgeleitet wird, auf eine kontrollierte Weise erhitzt wird, so daß Wärme auf das Kältemittel übertragen wird, was bewirkt, daß der Druck innerhalb des Behälters ansteigt und jegliche Leckage des Kältemittels ausgeprägter und einfacher erkennbar macht.
- Die Vorrichtung und das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen 1 bzw. 12 definiert.
- Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die EPA-Be-Stimmungen über das Entweichen von Kältemittelgasen in die Atmosphäre zu erfüllen.
- Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, nachteilige Auswirkungen (z.B. Kopfschmerzen, Benommenheit, getrübten Blick, Brechreiz) auf Dienstpersonal aufgrund des Einatmens von Kältemittel zu verhindern.
- Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, nachteilige Auswirkungen aufgrund von Ausrüstung zu verhindern, die nahe dem "Kühler" einer Kälteanlage angeordnet ist, wie z.B. gasgefeuerten Kesseln und gasgefeuerten Warmwassererhitzern (wenn Kältemittelgas durch solche Kessel und Erhitzer verbrannt wird, wird giftiges und tötliches Gas erzeugt werden).
- Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, daß die Kosten von Arbeit und Kältemittel reduziert werden.
- Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, die verbunden mit einem Teil einer Gebäudeklimaanlage dargestellt ist.
- Fig. 2 ist ein elektrisches Schaltbild eines ersten Teils der elektrischen Schaltung der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.
- Fig. 3 ist ein elektrisches Schaltbild eines zweiten Teils der elektrischen Schaltung der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.
- Die Vorrichtung 11 nach der vorliegenden Erfindung wird benutzt, um beim Erkennen von Kältemittellecks in einer Kälteanlage 13 zu helfen, die von dem Typ ist, der einen luftdichten Anlagenbehälter 15 aufweist, Kältemittel 17 wie Freon innerhalb des Anlagebehälters 15, eine geschlossene Schleife einer Anlagenrohrleitung 19, die ein flüssiges Wärmeübertragungsmedium 20 wie Wasser od. dgl. enthält, wobei wenigstens ein "Konditionierungs"-Teil 21 derselben (z.B. ein Wärmetauscher) sich durch den Anlagenbehälter 15 erstreckt, in welchem das flüssige Wärmeübertragungsmedium 20 durch das Kältemittel 17 "konditioniert" wird, und einen "Übertragungs"-Teil (nicht gezeigt), der ein flüssiges Wärmeübertragungsmedium/Luftübertragungsmittel zur Verwendung beim Kühlen eines Raums usw. enthält. Die Kälteanlage 13 kann eine typische kommerzielle Klimaanlage sein, bei der der Anlagenbehälter 15 üblicherweise als "Kühler-Verdampfer" bezeichnet wird und mit einem Kompressor 23 und einem Kondensator 25 auf eine Weise und aus Gründen verbunden ist, die dem Fachmann geläufig sind.
- Die Vorrichtung 11 ist vorzugsweise tragbar und weist einen Vorrichtungsbehälter 27 auf, der mit der Anlagenrohrleitung 19 verbindbar ist, um dem Wärmeübertragungsmedium 20 hindurchzufließen zu gestatten; und sie weist eine Erhitzungseinrichtung 29 zum Erhitzen des Wärmeübertragungsmediums 20 innerhalb des Vorrichtungsbehälters 27 auf, um Wärme auf das Kältemittel 17 innerhalb des Anlagenbehälters 15 zu übertragen und zu bewirken, daß der Druck des Kältemittels 17 innerhalb des Anlagenbehälters 15 ansteigt. Der Anstieg des Druckes des Kältemittels 17 innerhalb des Anlagenbehälters 15 wird jegliches Leck darin vergrößern und wird dadurch bei der Erfassung von irgendwelchen Lecks in dem Anlagenbehälter 15 usw. helfen. Es sei angemerkt, daß das tatsächliche Testen auf irgendein derartiges Kältemittelleck eines von verschiedenen Verfahren sein kann, die dem Fachmann geläufig sind, z.B. mit der typischen "Schnüffel"-Einrichtung, welche das Vorhandensein eines Kältemittels erkennt.
- Der Vorrichtungsbehälter 27 hat vorzugsweise eine Vorrichtungsrohrleitung 31, die mit der Anlagenrohrleitung 19 verbindbar ist und dazu dient, dem Wärmeübertragungsmedium 20 hindurchzufließen zu gestatten, und enthält vorzugsweise eine Kammer 33, die mit der Vorrichtungsrohrleitung 31 verbunden ist, um das Wärmeübertragungsmedium 20 zu empfangen. Die Erhitzungseinrichtung 29 ist vorzugsweise der Kammer 33 zugeordnet, um das Wärmeübertragungsmedium 20 innerhalb der Kammer 33 zu erhitzen.
- Die Erhitzungseinrichtung 29 enthält vorzugsweise ein Erhitzungselement 35, das sich in die Kammer 33 des Vorrichtungsbehälters 27 erstreckt. Das Erhitzungselement 35 enthält vorzugsweise ein erstes elektrisches Heizelement 37 und ein zweites elektrisches Heizelement 39. Die Heizelemente 37, 39 können verschiedene typische Konstruktionen und Betriebsweisen haben, wie es nun für den Fachmann klar sein dürfte. Die Vorrichtung 11 enthält vorzugsweise eine elektrische Schaltungseinrichtung 41 zum wahlweisen Speisen der Heizelemente 37, 39.
- Die Vorrichtung 11 hat eine Steuereinrichtung zum Steuern der Temperatur des Wärmeübertragungsmediums 20 und zum Steuern des Anstiegs des Druckes des Kältemittels 17 in dem Anlagenbehälter 15. Die Steuereinrichtung weist vorzugsweise eine temperaturbetätigte Schalteinrichtung 43 auf zum Aktivieren und Inaktivieren der Heizelemente 37, 39 aufgrund der Temperatur des Wärmeübertragungsmediums 20 innerhalb der Kammer 33 des Vorrichtungsbehälters 27, eine durchf lußbetätigte Schalteinrichtung 45 zum Aktivieren und Inaktivieren der Heizelemente 37, 39 aufgrund des Durchflusses des Wärmeübertragungsmediums 20 durch die Kammer 33 des Vorrichtungsbehälters 27, eine druckbetätigte Schalteinrichtung 47 zum Aktivieren und Inaktivieren der Heizelemente 37, 39 aufgrund des Druckes des Kältemittels 17 innerhalb des Anlagenbehälters 15 und eine zweite temperaturbetätigte Schalteinrichtung 49 zum Aktivieren und Inakti-Vieren der Heizelemente 37, 39 aufgrund der Temperatur des Wärmeübertragungsmediums 20, das in die Kammer 33 des Vorrichtungsbehälters 27 strömt.
- Die Steuereinrichtung weist vorzugsweise eine erste Temperaturmeßeinrichtung 51 auf zum Anzeigen der Temperatur des Wärmeübertragungsmediums 20, das in die Kammer 33 des Vorrichtungsbehälter5 27 strömt, und eine zweite Temperaturmeßeinrichtung 53 zum Anzeigen der Temperatur des Wärmeübertragungsmediums 20, das aus der Kammer 33 des Vorrichtungsbehälters 27 strömt.
- Die Steuereinrichtung weist vorzugsweise eine Überdruckventileinrichtung 55 auf, die der Kammer 33 des Vorrichtungsbehälters 27 zugeordnet ist, um dem Wärmeübertragungsmedium 20 zu gestatten, aus der Kammer 33 des Vorrichtungsbehälters 27 zu entweichen, wenn der Druck des Wärmeübertragungsmediums 20 in der Kammer 33 des Vorrichtungsbehälters 27 über einem vorbestimmten Wert ist.
- Die Vorrichtung 11 weist eine Pumpeinrichtung 57 auf zum Hindurchpumpen des Wärmeübertragungsmediums 20 durch die Kammer 33 des Vorrichtungsbehälters 27 und eine Ventileinrichtung 59, die der Vorrichtungsrohrleitung 31 zum Steuern des Durchflusses des Wärmeübertragungsmediums 20 durch die Vorrichtungsrohrleitung 31 zugeordnet ist.
- Die Steuereinrichtung enthält vorzugsweise eine erste Relaiseinrichtung, die vorzugsweise eine elektromagnetische Steuereinrichtung 61 aufweist, eine erste Kontakteinrichtung 63, die mit der Steuereinrichtung 61 verbunden ist, um durch die Steuereinrichtung 61 wahlweise geschlossen zu werden, und eine zweite Kontakteinrichtung 65, die mit der Steuereinrichtung 61 verbunden ist, um durch die Steuereinrichtung 61 wahlweise geschlossen zu werden. Die Steuereinrichtung enthält vorzugsweise eine zweite Relaiseinrichtung, die vorzugsweise eine elektromagnetische Steuereinrichtung 67 enthält, eine erste Kontakteinrichtung 69, die mit der Steuereinrichtung 67 verbunden ist, um durch die Steuereinrichtung 67 wahlweise geschlossen zu werden, und eine zweite Kontakteinrichtung 71, die mit der Steuereinrichtung 67 verbunden ist, um durch die Steuereinrichtung 67 wahlweise geschlossen zu werden.
- Die Vorrichtung 11 weist vorzugsweise eine erste elektrische Schaltung auf, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, und eine zweite elektrische Schaltung, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, wobei jede Schaltung durch einen Hauptschalter 73 gesteuert und durch eine Schmelzsicherung 75 geschützt wird und mit einer elektrischen Stromversorgung verbunden ist. Die erste elektrische Schaltung kann mit einer Pilotlampe 77 versehen sein, um anzuzeigen, wann sie betätigt ist. Die erste und zweite elektrische Schaltung sind miteinander über die erste und zweite Relaiseinrichtung verbunden, wie es in den Fig. 2 und 3 klar gezeigt ist, wobei die verschiedenen elektrischen Schaltungselemente so verdrahtet sind, wie es klar gezeigt ist.
- Das Verfahren zum Erkennen von Kältemittellecks nach der vorliegenden Erfindung (und die Arbeitsweise der Vorrichtung 11) ist ganz einfach. Der Vorrichtungsbehälter 27 wird mit der Anlagenrohrleitung 31 über die Vorrichtungsrohrleitung 19 verbunden. Die Ventileinrichtung 59 ist offen, und die Pumpeinrichtung 57 wird betätigt, um zu bewirken, daß das Wärmeübertragungsmedium 20 durch den Vorrichtungsbehälter 27 gepumpt wird. Die Erhitzungseinrichtung 29 wird betätigt, um das Wärmeübertragungsmedium 20 innerhalb des Vorrichtungsbehälters 27 zu erhitzen und dadurch Wärme auf das Kältemittel 17 innerhalb des Anlagenbehälters 15 zu übertragen, wodurch der Druck des Kältemittels 17 in dem Anlagenbehälter 15 ansteigen wird, wie es dem Fachmann nun klar sein wird. Die Kälteanlage 13 wird dann auf Kältemittellecks auf irgendeine typische Weise getestet, während die Steuereinrichtung die Temperatur des Wärmeübertragungsmediums 20 und den Anstieg des Druckes des Kältemittels 17 innerhalb des Anlagenbehälters 15 steuert.
- Um die Arbeitsweise der bevorzugten Ausführungsform zusammenzufassen, wenn bei offenen Ventilen 59 die Schalter 73 geschlossen werden, wird die Steuereinrichtung 61 die erste Kontakteinrichtung 63 schließen, um die Pumpeinrichtung 57 mit Strom zu versorgen und zu bewirken, daß das Medium 20 durch die Vorrichtungsrohrleitung gepumpt wird, wobei die durchf lußbetätigte Schalteinrichtung 45 geschlossen wird, und wird (bei geschlossenen Schalteinrichtungen 43, 45, 47, 49) die zweite Kontakteinrichtung 65 schließen, um die Steuereinrichtung 67 mit Strom zu versorgen, die ihrerseits die erste und zweite Kontakteinrichtung 69, 71 schließen wird, um die Heizelemente 37, 39 mit Strom zu versorgen.
- Die vorliegende Erfindung ist zwar in bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform und eine bevorzugte Verwendung derselben beschrieben und dargestellt worden, sie beschränkt sich jedoch nicht darauf, da Modifizierungen und Änderungen vorgenommen werden können, die innerhalb des vollen beabsichtigten Schutzbereiches der Erfindung, wie sie beansprucht ist, liegen.
Claims (12)
1. Vorrichtung (11) zum Helfen beim Erkennen von
Kältemittellecks in einer Kälteanlage des Typs, der einen
luftdichten Anlagenbehälter (15), Kältemittel (17) innerhalb
des Anlagenbehälters (15), eine geschlossene Schleife einer
Anlagenrohrleitung (19), von der wenigstens ein Teil sich
durch den Anlagenbehälter (15) erstreckt, und ein
Wärmeübertragungsmedium (20), das durch die Anlagenrohrleitung
(19) strömt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung (11) aufweist:
a) einen Vorrichtungsbehälter (27) zum Verbinden mit der
Anlagenrohrleitung (19),
b) eine Pumpeinrichtung (57) zum Pumpen des
Wärmeübertragungsmediums (20) aus der Anlagenrohrleitung (19) durch den
Vorrichtungsbehälter (27) und zurück in die
Anlagenrohrleitung (19),
c) eine Erhitzungseinrichtung (29) zum Erhitzen des
Wärmeübertragungsmediums (20) innerhalb des
Vorrichtungsbehälters (27), um Wärme auf das Kältemittel (17) innerhalb
des Anlagenbehälters (15) zu übertragen, wenn das
Wärmeübertragungsmedium (20) aus dem Vorrichtungsbehälter (27)
zurück in die Anlagenrohrleitung (19) gepumpt wird, und um
zu bewirken, daß der Druck des Kältemittels (17) innerhalb
des Anlagenbehälters (15) ansteigt, und
d) Steuereinrichtungen (43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 59, 61,
67) zum Steuern der Temperatur des Wärmeübertragungsmediums
(20) und zum Steuern des Anstiegs des Drucks des
Kältemittels (17) innerhalb des Anlagenbehälters (15), wobei die
Steuereinrichtungen eine druckbetätigte Schalteinrichtung
(47) zum Aktivieren und Inaktivieren der
Erhitzungseinrichtung (29) aufgrund des Druckes des
Kältemittels (17) innerhalb des Anlagenbehälters (15) aufweisen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Vorrichtungsbehälter (27) eine Vorrichtungsrohrleitung
(31) zum Verbinden mit der Anlagenrohrleitung (19) und zum
Gestatten, daß das Wärmeübertragungsmedium (20)
hindurchströmt, aufweist und eine Kammer (33) zum Verbinden mit der
Vorrichtungsrohrleitung (31) enthält zum Empfangen des
Wärmeübertragungsmediums (20), wobei die Erhitzungseinrichtung
(29) der Kammer (33) zugeordnet ist, um das
Wärmeübertragungsmedium (20) innerhalb der Kammer (33) zu erhitzen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Erhitzungseinrichtung (29) ein Heizelement (29)
aufweist, das sich in die Kammer (33) des
Vorrichtungsbehälters (27) erstreckt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung eine temperaturbetätigte
Schalteinrichtung (43) aufweist zum Aktivieren und Inaktivieren des
Heizelements (29) der Erhitzungseinrichtung aufgrund der
Temperatur des Wärmeübertragungsmediums (20) innerhalb der
Kammer (33) des Vorrichtungsbehälters (27).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung eine strömungsbetätigte
Schalteinrichtung (45) aufweist zum Aktivieren und lnaktivieren
des Heizelements (29) der Erhitzungseinrichtung aufgrund
der Strömung des Wärmeübertragungsmediums (20) durch die
Kammer (33) des Vorrichtungsbehälters (27).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung eine zweite temperaturbetätigte
Schalteinrichtung (49) aufweist zum Aktivieren und
Inaktivieren des Heizelements (29) der Erhitzungseinrichtung
aufgrund der Temperatur des Wärmeübertragungsmediums (20),
das in die Kammer (33) des Vorrichtungsbehälters (27)
strömt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung eine Temperaturmeßeinrichtung (51)
aufweist zum Anzeigen der Temperatur des
Wärmeübertragungsmediums
(20), das in die Kammer (33) des
Vorrichtungsbehälters (27) strömt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung eine zweite Temperaturmeßeinrichtung
(53) aufweist zum Anzeigen der Temperatur des
Wärmeübertragungsmediums (20), das aus der Kammer (33) des
Vorrichtungsbehälters (27) strömt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung eine Überdruckventileinrichtung (55)
aufweist, die der Kammer (33) des Vorrichtungsbehälters
(27) zugeordnet ist, um dem Wärmeübertragungsmedium (20) zu
gestatten, aus der Kammer (33) des Vorrichtungsbehälters
(27) zu entweichen, wenn der Druck des
Wärmeübertragungsmediums (20) innerhalb der Kammer (33) des
Vorrichtungsbehälters (27) oberhalb eines vorbestimmten Wertes
ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung eine Ventileinrichtung (59)
aufweist, die der Vorrichtungsrohrleitung (31) zugeordnet ist,
zum Steuern der Strömung des Wärmeübertragungsmediums (20)
durch die Vorrichtungsrohrleitung (31).
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung (11) tragbar ist.
12. Vorrichtung zum Erleichtern des Erkennens von
Kältemittellecks in einer Kälteanlage des Typs, die einen
luftdichten Anlagenbehälter (15), ein Kältemittel (17)
innerhalb des Anlagenbehälters (15), eine geschlossene Schleife
einer Anlagenrohrleitung (19), von der wenigstens ein Teil
sich durch den Anlagenbehälter (15) erstreckt, und ein
Wärmeübertragungsmedium (20), das durch die Anlagenrohrleitung
(19) strömt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verfahren die Schritte beinhaltet:
a) Pumpen des Wärmeübertragungsmediums (20) durch einen
Vorrichtungsbehälter (27),
b) Erhitzen des Wärmeübertragungsmediums innerhalb des
Vorrichtungsbehälters (27), um Wärme auf das Kältemittel (17)
innerhalb des Anlagenbehälters (15) zu übertragen und zu
bewirken, daß der Druck des Kältemittels (17) innerhalb des
Anlagenbehälters (15) ansteigt, und
c) Aktivieren und lnaktivieren der Erhitzungseinrichtung
(29) innerhalb des Vorrichtungsbehälters (15) aufgrund des
Druckes des Kältemittels (17) innerhalb des
Anlagenbehälters (15), um die Temperatur des
Wärmeübertragungsmediums (20) zu steuern und den Anstieg des Druckes des
Kältemittels (17) innerhalb des Anlagenbehälters (15) zu
steuern.
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