專利名稱：改進(jìn)的致冷劑回收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的致冷劑回收系統(tǒng)，尤其涉及一種致冷劑氣體回收量最大而不凝性雜質(zhì)最少的致冷劑回收系統(tǒng)。
在低于大氣壓的壓力下運(yùn)行的制冷系統(tǒng)中，各種不凝性氣體(包括空氣)經(jīng)常會(huì)滲入系統(tǒng)。這些氣體增加了冷凝器的壓力，要求輸入壓縮機(jī)的功率大，而且會(huì)腐蝕系統(tǒng)的機(jī)械部分。所有這些影響降低了制冷系統(tǒng)的熱傳遞效率和性能。
人們已經(jīng)發(fā)明了各種方法和系統(tǒng)來去除制冷系統(tǒng)中的不凝性氣體。通常，不凝性氣體被從冷凝器抽到一個(gè)凈化設(shè)備中。該凈化設(shè)備將不凝性氣體與致冷劑蒸汽分離。然后致冷劑蒸汽通過例如空氣、水或液態(tài)致冷劑冷卻和凝結(jié)后返回系統(tǒng)。被分離出的不凝性氣體隨后排入大氣中。但是，一些致冷劑蒸汽也隨著不凝性氣體一起排到大氣中。
為了進(jìn)一步提高從不凝性氣體中分離出致冷劑的效率，采用了一個(gè)充填了吸附材料的容器。該吸附材料箱與凈化設(shè)備的出口連接，以回收排出的不凝性氣體和致冷劑蒸汽的混合物。一種恰當(dāng)?shù)奈讲牧?如粒狀碳)被置于箱中，在不凝性氣體排向大氣時(shí)吸附致冷劑蒸汽。隨后從吸附材料中回收被吸附的致冷劑蒸汽并通過例如真空泵使其返回制冷系統(tǒng)。裝在箱體上的一個(gè)加熱器可以通過加熱箱體更快地從吸附材料中解吸出被吸附的致冷劑，以促進(jìn)致冷劑回收過程。然而，在這種系統(tǒng)中，在致冷劑回收和箱中的吸附材料被再生過程中，附帶進(jìn)來的不凝性氣體和致冷劑蒸汽流到碳箱。此外，特別是在吸附循環(huán)的開始，不使用冷卻設(shè)備會(huì)導(dǎo)致碳材料的吸附能力降低。
另一種采用充填了吸附材料的箱的致冷劑回收系統(tǒng)在箱體中采用了盤管。這種盤管接受一個(gè)從制冷冷凝器來的熱加壓氣體的穩(wěn)定流。當(dāng)不凝性氣體排向大氣時(shí)，熱氣使致冷劑氣體從吸附材料中連續(xù)分離。但是，至少這些分離的致冷劑氣體的一部分隨不凝性氣體排到大氣中。此外，在盤管中的熱氣的溫度隨著制冷系統(tǒng)的運(yùn)行會(huì)發(fā)生變化。這會(huì)降低吸附材料的再生效率。
致冷劑回收系統(tǒng)也使用與充填有吸附材料的箱連接的氣泵從箱中把不凝性氣體抽到大氣中。但是，氣泵的使用會(huì)使箱體中的壓力低于大氣壓，從而引起吸附的致冷劑解吸和使致冷劑釋放到大氣中。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一個(gè)改進(jìn)的與制冷系統(tǒng)連接使用的致冷劑回收系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使回收到制冷系統(tǒng)中的致冷劑氣體最多不凝性氣體雜質(zhì)最少的高效致冷劑回收系統(tǒng)。本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)，有的將在下面的描述中進(jìn)一步闡述，有的將通過下面的描述變得顯而易見，或在本發(fā)明的實(shí)踐中領(lǐng)會(huì)到。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將借助于權(quán)利要求中具體指出的部件和組合來實(shí)現(xiàn)和得到。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的任務(wù)，本發(fā)明包括一個(gè)與制冷系統(tǒng)和凈化設(shè)備連接使用的致冷劑回收系統(tǒng)，該制冷系統(tǒng)具有一個(gè)蒸發(fā)器、一臺(tái)壓縮機(jī)和一個(gè)冷凝器，該凈化設(shè)備與冷凝器連接用來從冷凝器中接收氣態(tài)致冷劑和不凝性氣體。一個(gè)箱體與凈化設(shè)備連接來接收從凈化設(shè)備中排出的氣態(tài)致冷劑和排出的不凝性氣體。該箱體中裝有用于從排出的不凝性氣體中回收排出的氣態(tài)致冷劑的吸附材料。該系統(tǒng)包括傳感器和控制器，它們用于確定何時(shí)箱體回收的氣態(tài)致冷劑達(dá)到一個(gè)預(yù)定量。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明包括一個(gè)與制冷系統(tǒng)和凈化設(shè)備連接使用的致冷劑回收系統(tǒng)，該制冷系統(tǒng)具有一個(gè)蒸發(fā)器、一臺(tái)壓縮機(jī)和一個(gè)冷凝器，該凈化設(shè)備與冷凝器連接用來從冷凝器中接收氣態(tài)致冷劑和不凝性氣體。一個(gè)箱體與凈化設(shè)備連接以接收從凈化設(shè)備中排出的氣態(tài)致冷劑和排出的不凝性氣體。該箱體中裝有用于從排出的不凝性氣體中回收排出的氣態(tài)致冷劑的吸附材料。一個(gè)加熱器緊鄰吸附材料來促使被吸附的致冷劑從吸附材料中解吸出來。傳感器和控制器與加熱器操作性地連接來確定被吸附的致冷劑的解吸時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，本發(fā)明包括把致冷劑回收到制冷系統(tǒng)中的方法，該制冷系統(tǒng)具有一個(gè)蒸發(fā)器、一臺(tái)壓縮機(jī)、一個(gè)冷凝器和一個(gè)與冷凝器連接的用來從冷凝器中回收氣態(tài)致冷劑和不凝性氣體的凈化設(shè)備。該方法包括以下步驟把排出的氣態(tài)致冷劑和排出的不凝性氣體從凈化設(shè)備供到裝有吸附材料的箱體，確定供給箱體預(yù)定量的排出的氣態(tài)致冷劑的時(shí)間，通過吸附材料從排出的不凝性氣體中吸附排出的氣態(tài)致冷劑，從箱體中把排出的不凝性氣體排到大氣中，一旦吸附材料達(dá)到預(yù)定的飽和度就從吸附材料中回收被吸附的致冷劑，并使回收的致冷劑返回到蒸發(fā)器。
應(yīng)該明白上述的一般描述和下面的詳細(xì)描述僅是示例性的和說明性的，而不象權(quán)利要求書那樣限定發(fā)明。
附圖表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，它與說明書相配合并構(gòu)成說明書的一部分以使發(fā)明更加清楚，它和文字描述一起用來解釋本發(fā)明的原理。


圖1是表示本發(fā)明的致冷劑回收系統(tǒng)實(shí)施例的部件的示意圖，它示出了本發(fā)明的飽和階段的流程；圖2是如圖1所示的致冷劑回收系統(tǒng)，它示出了本發(fā)明的飽和階段的排氣步驟期間的流程；圖3是如圖1所示的致冷劑回收系統(tǒng)，它示出了本發(fā)明再生階段的加熱步驟期間的流程；圖4是如圖1所示的致冷劑回收系統(tǒng)，它示出了本發(fā)明的再生階段的回收步驟期間的流程；圖5是如圖1所示的致冷劑回收系統(tǒng)，它示出了本發(fā)明的冷卻階段期間的流程；現(xiàn)在參照附圖所示，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。在各附圖中相同的部件用相同的附圖標(biāo)號(hào)表示。
本發(fā)明提供一種改進(jìn)的致冷劑回收系統(tǒng)。圖1-5示出了本發(fā)明的致冷劑回收系統(tǒng)的各組成部分。各個(gè)圖分別表示了下文中將描述的致冷劑回收過程的一個(gè)階段。使用時(shí)該改進(jìn)的致冷劑回收系統(tǒng)與一個(gè)常規(guī)的制冷系統(tǒng)及一個(gè)常規(guī)的凈化設(shè)備連接，這些也表示在圖1-5中，并將在下文中說明。
附圖標(biāo)號(hào)10表示的一個(gè)常規(guī)的制冷系統(tǒng)包括一個(gè)蒸發(fā)器12、一個(gè)壓縮機(jī)14和一個(gè)冷凝器16。蒸發(fā)器12中形成氣態(tài)致冷劑并通過管線18把氣態(tài)致冷劑供給壓縮機(jī)14。壓縮機(jī)14壓縮致冷劑并通過管線20將其供給冷凝器16。被壓縮、加壓的致冷劑在冷凝器16中冷卻然后通過管線22返回蒸發(fā)器12，完成制冷循環(huán)。設(shè)在管線22上的一個(gè)常用的孔板或限流器24產(chǎn)生壓力降來調(diào)整返回蒸發(fā)器12的液態(tài)致冷劑流。壓力降使蒸發(fā)器12中產(chǎn)生低壓區(qū)。
象已經(jīng)提到的，對(duì)在低于大氣壓下運(yùn)行的制冷系統(tǒng)，水蒸氣、空氣和其他不凝性氣體可能會(huì)滲入系統(tǒng)并隨著氣態(tài)致冷劑匯集在冷凝器16的上部。在圖1-5所示的實(shí)施例中，一個(gè)常規(guī)的凈化設(shè)備26用來從冷凝器16中去除這些氣體并從不凝性氣體中分離氣態(tài)致冷劑。作為一個(gè)例子，美國專利USNo.3,620,038披露并描述了一個(gè)用于和本發(fā)明連接的常規(guī)的凈化設(shè)備，該專利文獻(xiàn)作為本發(fā)明的參考文獻(xiàn)。
如圖1所示，管線28把一個(gè)凈化設(shè)備26連接到冷凝器16的上部。氣態(tài)致冷劑夾雜著水蒸氣、空氣和其他不凝性氣體通過管線28流到凈化設(shè)備26。凈化設(shè)備26使氣態(tài)致冷劑部分冷凝形成液態(tài)致冷劑，余下的為氣態(tài)致冷劑、水蒸氣和不凝性氣體的混合物。當(dāng)冷凝的液態(tài)致冷劑的量增至一個(gè)預(yù)定的量時(shí)，凈化設(shè)備回收閥30(常規(guī)是一個(gè)電磁閥或其他適當(dāng)形式的閥)開啟讓液態(tài)致冷劑通過管線32流到蒸發(fā)器12。閥30的控制最好獨(dú)立于一個(gè)下面將要說明的改進(jìn)的致冷劑回收系統(tǒng)的控制分開。閥30最好是采用象沒有改進(jìn)的致冷劑回收系統(tǒng)的凈化設(shè)備那樣的一種傳統(tǒng)的方法控制。在這種傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，氣態(tài)致冷劑、水蒸氣和其他不凝性氣體的混合物被排到大氣中。
在一個(gè)理想的制冷系統(tǒng)中，沒有致冷劑排到大氣中。但是，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的凈化設(shè)備常常把一些氣態(tài)致冷劑排到大氣中，所以，希望開發(fā)出減少或消除致冷劑向大氣的排放的更有效的致冷劑回收系統(tǒng)。因此，根據(jù)本發(fā)明的致冷劑回收系統(tǒng)通過使氣態(tài)致冷劑向大氣的排放量最少和使不凝性氣體雜質(zhì)返回制冷系統(tǒng)的量最少，提高了對(duì)冷凝器16釋放的氣態(tài)致冷劑的回收。
本回收系統(tǒng)大致包括三個(gè)階段來回收氣態(tài)致冷劑，它們是飽和、再生和冷卻。每一個(gè)階段將在下面描述。象將要描述的那樣，回收系統(tǒng)有效地運(yùn)行，通過確定供給吸附材料箱的排出的氣態(tài)致冷劑最佳量的時(shí)間，及通過控制在箱體中氣態(tài)致冷劑的吸附、回收的致冷劑返回制冷系統(tǒng)和為吸附材料再利用進(jìn)行的冷卻，使飽和、再生和冷卻階段被有效地控制。
致冷劑回收系統(tǒng)的第一階段——飽和階段，包括分別在圖1和圖2中表示的兩個(gè)步驟。在圖1表示的第一步中，從凈化設(shè)備26來的不凝性氣體、水蒸氣和氣態(tài)致冷劑通過凈化管線34供給箱體32。在這一步中，象下面將要描述的那樣，排出控制閥36(如一個(gè)電磁閥或其他適當(dāng)形式的閥)開啟或重復(fù)地開啟和關(guān)閉，使這些氣體流到箱體32中。閥36的開啟和關(guān)閉是因凈化設(shè)備26的壓力引起的。
箱體32中裝有一種用來從不凝性氣體中分離氣態(tài)致冷劑的吸附材料38。有機(jī)的吸附劑，例如活性炭，就是合適的吸附材料，當(dāng)然也可以使用本領(lǐng)域已知的用于吸附氣態(tài)致冷劑的類似材料。最好是使用氣相的活性炭粒作為吸附材料。另一種可能的吸附材料是疏水分子篩粒狀材料。
在飽和階段的第一步中，吸附材料38吸附氣態(tài)致冷劑，最好是達(dá)到飽和點(diǎn)。吸附材料38能吸附的氣態(tài)致冷劑的量取決于吸附材料38的體積、種類和特性。
為了確定吸附材料38何時(shí)達(dá)到預(yù)定的飽和度，通過一個(gè)或多個(gè)傳感器或控制器來監(jiān)視供給箱體32的包括氣態(tài)致冷劑的氣體的量。管線34上的凈化計(jì)數(shù)器40就是一個(gè)這樣的傳感器。在本發(fā)明的采用計(jì)數(shù)器40的實(shí)施例中，當(dāng)凈化設(shè)備26中的氣體的壓力增加到預(yù)定的第一值時(shí)，控制閥36開啟。在閥36顯示的壓力減小到預(yù)定的第二值之前，控制閥36保持開啟，讓氣體流到箱體32中。然后控制閥36關(guān)閉。以上構(gòu)成一次排放。
上述預(yù)定壓力值通過一個(gè)適當(dāng)?shù)膲毫鞲醒b置來監(jiān)視并裝在凈化設(shè)備中。當(dāng)不與致冷劑回收系統(tǒng)連接時(shí)，傳統(tǒng)的凈化設(shè)備將在設(shè)備一達(dá)到第一預(yù)定值就把氣體釋放到大氣中。氣體將繼續(xù)地排到大氣中，直到設(shè)備中的壓力降到預(yù)定的第二值。在本發(fā)明的改進(jìn)的致冷劑回收系統(tǒng)的飽和階段中，這些壓力值用作預(yù)定的壓力值來操作閥36的開啟和關(guān)閉。
在飽和階段，閥36根據(jù)凈化設(shè)備26中的壓力繼續(xù)開啟和關(guān)閉，直到獲得一個(gè)預(yù)定的最佳排放量，以便把最佳量的致冷劑供到箱體32中。比如，閥36可以開啟和關(guān)閉25次，構(gòu)成25次排放，這樣就把最佳量的氣態(tài)致冷劑供給箱體32。計(jì)數(shù)器40，最好是一個(gè)常規(guī)的數(shù)字計(jì)數(shù)器或類似裝置，計(jì)算從凈化設(shè)備26中排出氣體的總次數(shù)。確定排放最佳次數(shù)的方法將在下面描述完改進(jìn)的致冷劑回收系統(tǒng)的其余步驟之后描述。
在飽和階段的第一步中，氣體供給箱體32，在氣態(tài)致冷劑被吸附時(shí)，不凝性氣體充滿箱體32，使箱體32中的壓力增大到接近大氣壓。最好監(jiān)控箱體32的壓力使其不超過大氣壓。否則，會(huì)發(fā)生過飽和及吸附材料效率降低。箱體32中的壓力通過一個(gè)連在箱體32上的壓力傳感器42監(jiān)控。
如圖2所示，一旦壓力傳感器42測(cè)定箱體32中的壓力接近大氣壓，排氣閥44開啟，讓不凝性氣體通過管線46排到大氣中。這是飽和階段的排氣步驟。比如，不凝性氣體可以在吸附材料38飽和所需的25次排放中的第10次排放時(shí)排到大氣中。在飽和階段其余步驟中排氣閥44保持開啟。接著上面的同一個(gè)例子，閥44在飽和階段的所有25次排放的最后15次期間保持開啟。
在正常運(yùn)行情況下，飽和階段需要幾個(gè)工作日來完成。應(yīng)該明白上述時(shí)間隨著許多因素的不同而不同，上述因素包括傳統(tǒng)的凈化設(shè)備的特性和與致冷劑回收系統(tǒng)相連的制冷系統(tǒng)的特性。此外，非正常情況，如系統(tǒng)的滲漏，也會(huì)影響飽和要求的時(shí)間。在整個(gè)飽和階段中，下面將描述的冷卻閥48、箱體回收閥50和閉合回路閥52保持關(guān)閉。
一旦本發(fā)明的傳感器和/或控制器測(cè)定吸附材料38飽和達(dá)到一個(gè)預(yù)定值，即，計(jì)數(shù)器40記錄將表明預(yù)定的最佳排放量的氣態(tài)致冷劑已供到箱體32的預(yù)定最佳排放次數(shù)，壓力傳感器42停止工作(關(guān)閉)，一個(gè)計(jì)時(shí)器54設(shè)到0并開始計(jì)時(shí)，再生階段的加熱步驟開始。再生階段表示在圖3和4中。再生階段的目標(biāo)是從吸附材料38中解吸被吸附的致冷劑并把致冷劑返回蒸發(fā)器12。計(jì)時(shí)器54最好是任意的傳統(tǒng)的計(jì)時(shí)裝置，例如以秒分等計(jì)時(shí)的表等。它還可以與微處理器配合。在再生階段的加熱步驟開始時(shí)，計(jì)時(shí)器54的觸發(fā)使凈化閥36和排氣閥44關(guān)閉，閉合回路閥52開啟，箱體32中的加熱器56啟動(dòng)。閥48和50保持關(guān)閉。在這些狀態(tài)下，從凈化設(shè)備26中排出的氣態(tài)致冷劑、水蒸氣和不凝性氣體不流到箱體32，而通過閉合回路58中的閉合回路閥52返回凈化設(shè)備26。這發(fā)生在整個(gè)再生階段。由于大多數(shù)排放發(fā)生在再生階段之前，排放的中止不會(huì)對(duì)凈化操作產(chǎn)生明顯不利影響。作為選擇，電磁閥52和管線58可以在再生階段與大氣相通以便將凈化的氣體排入大氣中。
在圖3所示的再生階段的加熱步驟中，加熱器56加熱箱體32，以便被吸附的致冷劑從吸附材料38中解吸出來。最好是一個(gè)浸沒管式加熱器在箱體32中將碳材料加熱到約200°F的溫度。其它可以采用的加熱器包括熱板輻射式加熱器或置于箱體32外的柔性條式加熱器(flexible strip typeheater)。
計(jì)時(shí)器54對(duì)加熱步驟進(jìn)行記時(shí)，以達(dá)到預(yù)定的最佳的時(shí)間，例如約1.5到2小時(shí)，使再生階段的加熱步驟盡可能地高效。上述最佳加熱時(shí)間由系統(tǒng)的特性如吸附材料的體積和種類及加熱器的溫度等決定，并可與最佳排放次數(shù)相結(jié)合預(yù)先確定，如下文所述。當(dāng)被吸附的致冷劑解吸時(shí)，致冷劑氣體將在箱體32中積累，從而引起箱體32中的壓力增加到高于大氣壓，并高于壓力低于大氣壓的蒸發(fā)器12的壓力。
一旦計(jì)時(shí)器確定已達(dá)到最佳的預(yù)定加熱時(shí)間，加熱器56關(guān)閉并且管線60上的箱體回收閥50通過計(jì)時(shí)器54開啟，如圖4所示。此時(shí)，由于箱體32的高壓產(chǎn)生的自然的壓差，使致冷劑氣體流到蒸發(fā)器12中?；厥盏母邏褐吕鋭怏w被低壓的蒸發(fā)器12經(jīng)管線60抽取到蒸發(fā)器12中供以后在制冷系統(tǒng)中使用。在優(yōu)選實(shí)施例中，只有整個(gè)解吸步驟完成后閥50才被開啟。
當(dāng)箱體32的壓力高于大氣壓時(shí)，只是由于加熱器15的加熱被吸附的致冷劑發(fā)生解吸。當(dāng)箱體回收電磁閥50開啟時(shí)，還由于蒸發(fā)器12中的壓力低于大氣壓，進(jìn)一步的解吸在低于大氣壓的情況下發(fā)生。在由計(jì)時(shí)器54測(cè)量的短的時(shí)間段內(nèi)，箱體回收閥50保持開啟。最好是，閥50保持開啟幾分鐘，約2-6分鐘。
然后還是由計(jì)時(shí)器54控制，閥50關(guān)閉，冷卻閥48開啟，開始冷卻階段——致冷劑回收系統(tǒng)的第三也是最后階段。在這一階段的開始，箱體32和蒸發(fā)器12中的壓力大致相等，都低于大氣壓。在冷卻階段，最好用冷的液態(tài)致冷劑來冷卻吸附材料38，并由此在它再利用之前增加其吸附能力。在這個(gè)階段，閥36保持關(guān)閉。如圖5所示，冷卻閥48開啟讓冷的液態(tài)致冷劑從冷凝器16經(jīng)管線62流到箱體32。在進(jìn)入箱體32之前，液態(tài)致冷劑流過一個(gè)冷卻孔板64，使液態(tài)致冷劑閃蒸并保持大約與蒸發(fā)器12的溫度相等的表面溫度。液態(tài)致冷劑進(jìn)入箱體32并沿其中的冷卻盤管循環(huán)，從吸附材料38吸收熱量。吸收了熱量的致冷劑液-汽混合物通過返回管線68返回蒸發(fā)器12。
吸附材料38的溫度在最佳時(shí)間段中最好降低到環(huán)境溫度(約70-75°F)。最佳的冷卻時(shí)間也與最佳排放次數(shù)和最佳加熱時(shí)間結(jié)合起來預(yù)先確定。計(jì)時(shí)器54確定冷卻階段的時(shí)間來增加系統(tǒng)的效率。作為一種選擇，材料的溫度可以通過一個(gè)溫度傳感器來直接測(cè)定。完成冷卻階段的時(shí)間最好是約1-2小時(shí)，它取決于吸附材料的體積和種類、再使用率要求的溫度變化和蒸發(fā)器12的操作條件。例如，蒸發(fā)器12的溫度越低，完成冷卻階段需要的時(shí)間越短。
當(dāng)達(dá)到預(yù)定冷卻時(shí)間時(shí)，箱體32中的壓力低于蒸發(fā)器12的壓力。此時(shí)，計(jì)時(shí)器54使閉合回路閥52和冷卻閥48關(guān)閉，排放計(jì)數(shù)器40置零，壓力傳感器42開啟。在這時(shí)，排放閥36也通過壓力傳感器42開啟。飽和階段重新開始。
飽和、再生和冷卻階段的控制通過一個(gè)控制系統(tǒng)來進(jìn)行，該系統(tǒng)最好是包括一個(gè)與排放計(jì)數(shù)器40，閥36、44、48、50、52，加熱器56，計(jì)時(shí)器54和壓力傳感器42電氣連接的微處理器。這些元件通過它們與微處理器的相互連接彼此交互式地工作。整個(gè)過程中的通過控制閥和流動(dòng)路徑中的各種測(cè)量值，被輸入或置于微處理器中以控制各種閥的開啟和關(guān)閉、加熱器和壓力傳感器接通和斷開、流過熱交換器的盤管的冷卻劑流和計(jì)時(shí)器和排放計(jì)數(shù)器的置零。
運(yùn)用在系統(tǒng)中的排放次數(shù)、冷卻和加熱時(shí)間的組合一起來最終確定系統(tǒng)的效率和排放到大氣中的致冷劑的數(shù)量。排放的最佳次數(shù)和加熱與冷卻的最佳時(shí)間是通過對(duì)具體的制冷系統(tǒng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)而預(yù)先確定的。首先，是為了反復(fù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試而裝配制冷系統(tǒng)的。其次，將凈化設(shè)備和改進(jìn)的致冷劑回收系統(tǒng)與該制冷系統(tǒng)連接。為了反復(fù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，作為對(duì)使用蒸發(fā)器作為冷源的替代方式，也可以選擇任何其他的適當(dāng)冷卻源，如溫度與致冷劑相似的冷水。
一旦系統(tǒng)已裝配好，則進(jìn)行一個(gè)任意的排放次數(shù)，并采用任意的加熱和冷卻時(shí)間。然后使系統(tǒng)在任意的排放次數(shù)和任意的加熱和冷卻時(shí)間的情況下運(yùn)行數(shù)次飽和、再生和冷卻階段，以保證吸附材料不是新鮮的。然后在管線46上從箱體32中提取氣體測(cè)試試樣。氣體試樣是在飽和階段的最后提取的，即，在任意次數(shù)排放的最后提取的。接著用合適的實(shí)驗(yàn)技術(shù)對(duì)試樣進(jìn)行分析，如氣體色譜分析技術(shù)，來確定測(cè)試試樣中致冷劑和空氣的排放比率。一個(gè)實(shí)際的可接受的致使很少量的致冷劑排到大氣中的排放比率是每1lbm空氣中致冷劑含量小于約0.1lbm。更好的排放比率是每1lbm空氣中致冷劑含量小于約0.001lbm。該排放比率可以根據(jù)具體的制冷系統(tǒng)的指標(biāo)改變。
如果被分析的測(cè)試試樣的排放比率高于可接受的排放比率，排放的次數(shù)就減少，加熱和/或冷卻的時(shí)間增加，或?qū)⑦@些變化組合起來進(jìn)行。然后進(jìn)行第二次重復(fù)，即，系統(tǒng)在新確定的排放次數(shù)和加熱與冷卻時(shí)間下運(yùn)行。從管線46提取第二次氣體試樣，并通過實(shí)驗(yàn)確定第二次排放比率。這種重復(fù)過程繼續(xù)進(jìn)行直到獲得可接受的排放比率，從而得出用在該致冷劑回收系統(tǒng)中的最佳排放次數(shù)、最佳加熱和冷卻時(shí)間的組合。
應(yīng)該明白得出的最佳排放次數(shù)、最佳加熱和冷卻時(shí)間并不很嚴(yán)格。例如，排放次數(shù)可以增加，加熱和/或冷卻時(shí)間可以減少，或其得到一個(gè)略高的排放比率的組合。這將使該致冷劑回收系統(tǒng)消耗較少的能源，但可能帶來某些缺點(diǎn)，如吸附材料過飽和、在再生階段不能把所有吸附的致冷劑解吸出來、或在冷卻階段不能有效地增加吸附材料的吸附能力。
對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言顯而易見的是，在不超出本發(fā)明的范圍或構(gòu)思的前提下，可對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)的致冷劑回收系統(tǒng)進(jìn)行各種更改和變化。因此，本發(fā)明包括在權(quán)利要求書及其等同內(nèi)容限定的保護(hù)范圍內(nèi)作出的對(duì)發(fā)明的更改和變化。
權(quán)利要求
1.一種與制冷系統(tǒng)和凈化設(shè)備連接使用的致冷劑回收系統(tǒng)，該制冷系統(tǒng)具有一個(gè)蒸發(fā)器、一臺(tái)壓縮機(jī)和一個(gè)冷凝器，設(shè)凈化設(shè)備與冷凝器連接用來接收來自冷凝器的氣態(tài)致冷劑和不凝性氣體，該致冷劑回收系統(tǒng)包括一個(gè)與凈化設(shè)備連接用來接收來自凈化設(shè)備的排放的氣態(tài)致冷劑和排放的不凝性氣體的箱體，該箱體裝有用于從排放的不凝性氣體中回收排放的氣態(tài)致冷劑的吸附材料；和確定箱體何時(shí)接收到預(yù)定量的氣態(tài)致冷劑的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的致冷劑回收系統(tǒng)，其中確定裝置包括一個(gè)計(jì)數(shù)器。
3.如權(quán)利要求1所述的致冷劑回收系統(tǒng)，還包括位于所述凈化設(shè)備與所述箱體之間的控制供給箱體排放氣態(tài)致冷劑和不凝性氣體的閥裝置，和控制閥裝置運(yùn)行以便使箱體接收預(yù)定量的排出氣體物質(zhì)的裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的致冷劑回收系統(tǒng)，其中控制裝置多次開啟和關(guān)閉閥直到箱體接收預(yù)定量的排放氣體為止。
5.如權(quán)利要求1所述的致冷劑回收系統(tǒng)，還包括一個(gè)靠近吸附材料促進(jìn)吸附材料中被吸附的致冷劑解吸的加熱器；和與加熱器操作性地連接的選擇性地啟動(dòng)加熱器的裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的致冷劑回收系統(tǒng)，其中所述的啟動(dòng)加熱器的裝置選擇性地啟動(dòng)加熱器經(jīng)過一段預(yù)定的最佳時(shí)間。
7.如權(quán)利要求1所述的致冷劑回收系統(tǒng)，還包括靠近吸附材料、包括用于冷卻吸附材料的冷卻劑以便增加吸附材料的吸附能力的冷卻盤管；和與冷卻盤管操作性地連接的控制冷卻劑在冷卻盤管中流動(dòng)的裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的致冷劑回收系統(tǒng)，還包括選擇性地從冷凝器供應(yīng)冷的致冷劑流體到冷卻盤管的管線。
9.如權(quán)利要求7所述的致冷劑回收系統(tǒng)，其中所述控制冷卻劑流動(dòng)的裝置使冷卻劑流動(dòng)一段預(yù)定最佳時(shí)間。
10.如權(quán)利要求1所述的致冷劑回收系統(tǒng)，還包括選擇性地允許和阻止排放的氣態(tài)致冷劑和排放的不凝性氣體流向箱體的閥裝置；和一個(gè)連接凈化設(shè)備的出口和進(jìn)口的閉合回路，用于接收離開凈化設(shè)備的排放的氣態(tài)致冷劑和排放的不凝性氣體的流動(dòng)并且當(dāng)該閥裝置切斷向箱體的流動(dòng)時(shí)使流出的排放氣態(tài)致冷劑和排放的不凝性氣體返回到凈化設(shè)備。
11.如權(quán)利要求10所述的致冷劑回收系統(tǒng)，還包括控制裝置，它與所述確定裝置互相連接，當(dāng)箱體已接收預(yù)定的最佳量排放氣態(tài)致冷劑時(shí)，操作閥關(guān)閉并由此引導(dǎo)排放的氣態(tài)致冷劑和排放的不凝性氣體流流到閉合回路。
12.一個(gè)與制冷系統(tǒng)和凈化設(shè)備連接使用的致冷劑回收系統(tǒng)，該制冷系統(tǒng)具有一個(gè)蒸發(fā)器、一臺(tái)壓縮機(jī)和一個(gè)冷凝器，該凈化設(shè)備與冷凝器連接用來接收來自冷凝器的氣態(tài)致冷劑和不凝性氣體，該致冷劑回收系統(tǒng)包括一個(gè)與凈化設(shè)備連接用來接收來自凈化設(shè)備的排放的氣態(tài)致冷劑和排放的不凝性氣體的箱體，該箱體裝有用于從排放的不凝性氣體中回收排放的氣態(tài)致冷劑的吸附材料；一個(gè)靠近吸附材料促進(jìn)吸附材料中被吸附的致冷劑解吸的加熱器；和與加熱器操作性地連接的選擇性地啟動(dòng)加熱器的裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的致冷劑回收系統(tǒng)，還包括一個(gè)控制流向箱體的排放的氣態(tài)致冷劑和排放的不凝性氣體的閥裝置；和一個(gè)連接凈化設(shè)備的出口和進(jìn)口的閉合回路，用來接收離開凈化設(shè)備的排放的氣態(tài)致冷劑和排放的不凝性氣體的流動(dòng)并且當(dāng)加熱器被啟動(dòng)促進(jìn)吸附材料中被吸附的致冷劑解吸時(shí)使流出的排放氣態(tài)致冷劑和排放的不凝性氣體返回到凈化設(shè)備。
14.如權(quán)利要求13所述的致冷劑回收系統(tǒng)，還包括靠近吸附材料、用來冷卻吸附材料以便增加吸附材料的吸附能力的冷卻盤管；和選擇性地使冷卻劑在冷卻盤管中流動(dòng)的裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的致冷劑回收系統(tǒng)，還包括控制裝置，當(dāng)加熱器被啟動(dòng)和當(dāng)冷卻劑流過冷卻盤管時(shí)，該控制裝置操作閥裝置切斷流向箱體的排放氣態(tài)致冷劑和排放不凝性氣體；在加熱器已關(guān)斷并且冷卻盤管中的冷卻劑流動(dòng)停止后，該控制裝置開啟閥裝置并允許排放氣態(tài)致冷劑和排放不凝性氣體流向箱體。
16.如權(quán)利要求12所述的致冷劑回收系統(tǒng)，還包括一個(gè)連接箱體與蒸發(fā)器的回收管線，用于使被回收的致冷劑流到蒸發(fā)器；位于回收管線上的控制流到蒸發(fā)器的回收致冷劑的通道的回收閥裝置；和一個(gè)控制裝置，用來操作回收閥裝置在加熱器關(guān)斷之后使回收的致冷劑能夠通過。
17.一種制冷系統(tǒng)的致冷劑回收方法，該制冷系統(tǒng)具有一個(gè)蒸發(fā)器、一臺(tái)壓縮機(jī)、一個(gè)冷凝器及一個(gè)與冷凝器連接的用來接收來自冷凝器的氣態(tài)致冷劑和不凝性氣體的凈化設(shè)備，該方法包括以下步驟從凈化設(shè)備把排放的氣態(tài)致冷劑和排放的不凝性氣體供應(yīng)到裝有吸附材料的箱體；通過吸附材料從排放的不凝性氣體中吸附排放的氣態(tài)致冷劑；確定已供給箱體預(yù)定量的排放致冷劑的時(shí)間；當(dāng)箱體中的壓力達(dá)到預(yù)定量時(shí)，從箱體中排放排出的不凝性氣體；一旦吸附材料達(dá)到一個(gè)預(yù)定的飽和度，就從吸附材料中回收被吸附的致冷劑；和使回收的致冷劑返回蒸發(fā)器。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括在致冷劑回收步驟中切斷向箱體供應(yīng)排放的氣態(tài)致冷劑和排放的不凝性氣體的步驟。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括在致冷劑回收步驟中從凈化設(shè)備的出口引導(dǎo)排放的氣態(tài)致冷劑和排放的不凝性氣體流動(dòng)到凈化設(shè)備進(jìn)口的步驟。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中致冷劑回收步驟包括選擇性地加熱吸附材料來促進(jìn)被吸附的致冷劑解吸的步驟。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中將吸附材料選擇性地加熱預(yù)定的最佳時(shí)間。
22.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括在返回步驟后冷卻吸附材料來增加吸附材料的吸附能力的步驟。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中冷卻步驟包括對(duì)冷卻進(jìn)行計(jì)時(shí)達(dá)預(yù)定的最佳時(shí)間。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其中冷卻步驟包括用從冷凝器來的冷的致冷劑液體冷卻吸附材料。
25.如權(quán)利要求17所述的方法，其中吸附步驟包括監(jiān)測(cè)箱體中的壓力，排放步驟包括當(dāng)箱體中壓力達(dá)到預(yù)定壓力時(shí)排放不凝性氣體。
全文摘要
一種與制冷系統(tǒng)和凈化設(shè)備連接使用的致冷劑回收系統(tǒng),該制冷系統(tǒng)具有一個(gè)蒸發(fā)器、一臺(tái)壓縮機(jī)和一個(gè)冷凝器,設(shè)凈化設(shè)備與冷凝器連接用來接收來自冷凝器的氣態(tài)致冷劑和不凝性氣體。一個(gè)箱體通過管線與凈化設(shè)備連接用來接收來自凈化設(shè)備的排放的氣態(tài)致冷劑和排放的不凝性氣體。該箱體裝有從排放的不凝性氣體中回收排放的氣態(tài)致冷劑的吸附材料。該系統(tǒng)包括確定箱體接收的排放氣態(tài)致冷劑何時(shí)達(dá)到預(yù)定量的裝置和控制流體流入和流出箱體的裝置。
文檔編號(hào)B01D53/04GK1203350SQ9810808
公開日1998年12月30日 申請(qǐng)日期1998年4月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月7日
發(fā)明者S·R·凱克馬基, W·A·洛伯丁斯凱 申請(qǐng)人:約克國際有限公司