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Title:
SERVICE DEVICE FOR THE MAINTENANCE OF VEHICLE AIR-CONDITIONING SYSTEMS AND METHOD FOR OPERATING A SERVICE DEVICE OF THIS TYPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/180559
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a service device for exchanging a coolant/compressor-oil mixture in vehicle air-conditioning systems, said device comprising a coolant reservoir (215) and a first separation stage (240) which feeds the coolant reservoir and separates coolant and non-condensable gases from the compressor oil. In said device, the discharge of coolant into the environment is largely prevented by the provision of a second separation stage in the service device, said stage being fed by the coolant reservoir (215) and having an intermediate container (225) for separating the coolant and non-condensable gases.

Inventors:
ESCH, Franz-Josef (Schulkamp 66, Hörstel, 48477, DE)
Application Number:
EP2014/001199
Publication Date:
November 13, 2014
Filing Date:
May 06, 2014
Export Citation:
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Assignee:
DOMETIC SWEDEN AB (Torggatan 8, Solna, S-171 54, SE)
International Classes:
B60H1/00; B01D5/00; F25B45/00
Domestic Patent References:
WO2011063961A12011-06-03
WO2007085480A12007-08-02
WO2012103469A22012-08-02
Foreign References:
US5167126A1992-12-01
US5598714A1997-02-04
US5582019A1996-12-10
DE102009054436A12011-05-26
DE202006001374U12007-06-06
DE202006001376U12007-06-06
DE202008003123U12009-07-30
Attorney, Agent or Firm:
GROSSE SCHUMACHER KNAUER VON HIRSCHHAUSEN (Frühlingstr. 43A, Essen, 45133, DE)
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Claims:
Service-Gerät zum Warten von Fahrzeugklimaanlagen, insbesondere zum Austauschen eines Kältemittel/Kompressoröl-Gemisches, mit einem Kältemittelvorrat (215) und mit einer, den Kältemittelvorrat speisenden Trennstufe (240) zum Trennen von Kältemittel und nicht kondensierbaren Gasen von Kompressoröl, dadurch gekennzeichnet, dass das Service-Gerät eine weitere, von dem Kältemittelvorrat (215), insbesondere von dessen Gasphase, gespeiste Trennstufe mit einem Zwischenbehälter (225) zum Trennen von Kältemittel und nicht-kondensierbaren Gasen um- fasst.

Service-Gerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbehälter (225) Mittel zum Kühlen zur Kondensation des Kältemittels aufweist.

Service-Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelvorrat (215) einen oben gelegenen Ausgang (225A') für ein Kältemittel/nicht-kondensierbare-Gase-Gemisch aus dem Kältemittelvorrat (215) aufweist, der über eine, vorzugsweise absperrbare, Leitung (225E) mit einem Eingang (225E') des Zwischenbehälters (225) für das Kältemit- tel/nicht-kondensierbare-Gase-Gemisch aus dem Kältemittelvorrat (215) verbunden ist.

Service-Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbehälter (225) einen ersten, vorzugsweise im oberen Bereich des Zwischenbehälters (225) angeordneten, absperrbaren.Ausgang (225CT) für die nicht-kondensierbaren Gase zur Umgebung und einen zwei- ten, vorzugsweise im unteren Bereich des Zwischenbehälters (225) angeordneten, absperrbaren Ausgang (225F) für das Kältemittel umfasst.

Service-Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ausgang (225F) mit der ersten Trennstufe (240) und/oder dem Kältemittelvorrat (215) und/oder der Fahrzeugklimaanlage und/oder einem zweiten Kältemittelvorrat verbunden oder verbindbar ist.

Service-Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbehälter (225) einen Eingang (220') und einen Ausgang (225H') aufweisende, mit einem Ausgang (215G') des Kältemittelvorrats (215) verbindbarer Verdampferschlange (225B) umfasst.

Service-Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang (225Ι-Γ) der Verdampferschlange (225B) mit einem zweiten Ausgang (225F) des Zwischenbehälters (225) verbindbar ist.

Service-Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbehälter (225) und/oder der Kältemittelvorrat und/oder eine Verdampferschlange (225B) und/oder zugeordnete Leitungen und/oder zugeordnete Ventile für eine batchweise Befüllung und Entleerung des Zwischenbehälters (225) vorgesehen sind.

Service-Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ausgang (225CT) des Zwischenbehälters (225) steuerbar ist und/oder einen Öffnungsschwelldruck von 1 ,01 bar bis 2bar, vorzugsweise von 1 ,03bar bis 1 ,3 bar und besonders vorzugsweise von 1 ,05 bar bis 1 ,15 bar aufweist.

Verfahren zum Betreiben eines Servicegerätes zum Warten einer Fahrzeugklimaanlage, bei dem ein Kältemittel/nicht-kondensierbare-Gase/Kompressoröl-Gemisch der Fahrzeugklimaanlage in das Service-Gerät, insbesondere in ein Service-Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, geleitet wird, das Kompressoröl des Gemischs in einer ersten Trennstufe (240) des Service-Geräts abgeschieden wird, das vom Kompressoröl befreite Kältemittel/nicht-kondensierbare- Gase-Gemisch in einem Kältemittelvorrat (215) gesammelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Kältemittel/nicht-kondensierbare-Gase- Gemisches aus dem Kältemittelvorrat (215) in einen Zwischenbehälter (225) geleitet wird, das gasförmige Kältemittel im Zwischenbehälter (225), vorzugsweise mittels Verdampfens von flüssigem Kältemittel, bis zur zumindest weitgehenden Kondensation abgekühlt wird.

Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der nicht-kondensierbaren Gase nach der Kondensation des Kältemittels im Zwischenbehälter (225) durch Überdruck an die Umgebung abgegeben wird.

Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das kondensierte Kältemittel im Zwischenbehälter (225) durch Schwerkraft und/oder Überdruck aus dem Zwischenbehälter (225) geleitet oder nach vorangegangenem Ableiten nicht kondensierter Gase zumindest teilweise verdampft und nachfolgend durch Überdruck und/oder durch Absaugen aus dem Zwischenbehälter entfernt wird.

Description:
Service-Gerät zum Warten von Fahrzeugklimaanlagen sowie Verfahren zum Betreiben eines solchen Service-Gerätes

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Service-Gerät zum Warten von Fahrzeugklimaanlagen sowie Verfahren zum Betreiben eines solchen Service-Gerätes gemäß Oberbegriff von Ansprüchen 1 und 10. Demnach umfasst ein gattungssgemäßes Service-Gerät einen Kältemittelvorrat und eine erste, den Kältemittelvorrat speisende Trennstufe zum Trennen von Kältemittel und etwaigen nicht-kondensierbaren Gasen von Kompressoröl und ggf. Additiven. Hierdurch kann aus einem Kältemittel/nicht- kondensierbare-Gase/Kompressoröl-Gemisch einer Fahrzeugklimaanlage das Kompressoröl sowie flüssige Additive des Gemischs in der ersten Trennstufe des Service-Geräts abgeschieden sowie das vom Kompressoröl gereinigte Kältemittel sowie etwaige nicht-kondensierbare-Gase in dem Kältemittelvorrat gesammelt wer-

BESTÄTIGUNGSKOPIE den. Die Trennstufe trennt also im Wesentlichen Kompressoröl von dem Kältemit- tel/nicht-kondensierbare-Gasen. Durch Ausgestaltung des Ölseparators als Wärmetauscher kann das Kältemittel/Kompressoröl-Gemisch so erwärmt werden, dass das Kältemittel dabei völlig verdampft und keine flüssigen Bestandteile in den nachgeschalteten Kompressor gelangen. Das nach wie vor flüssige, in der Regel verunreinigte Kompressoröl wird gesondert gesammelt.

TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND Ein gattungsgemäßes Service-Gerät zum Warten von Fahrzeugklimaanlagen ist aus der WO 2011/063961 A1 derselben Anmelderin, angemeldet unter dem Aktenzeichen PCT/EP2010/007155 am 25. November 2010 und veröffentlicht am 03. Juni 2011 , die hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Offenbarung vollständig mit einbezogen wird, bekannt.

Aus dem Blockschaltbild nach Figur 1 ergibt sich der Grundaufbau eines Service- Gerätes für Fahrzeugklimaanlagen wie es die WO 2011/063961 A1 bevorzugt. Demnach sind Service-Anschlussverbinder 109A, 109B zum Anschluss an den Kühlmittel-/Kompressionskreislauf einer Fahrzeugklimaanlage (hier nicht darge- stellt) vorgesehen, um diese zu warten, insbesondere zu entleeren und wiederzu- befüllen. Über Druckschläuche 111 A, 111 B besteht eine fluidische Verbindung zu einem ersten Umschalt- Ventilblock 130, dessen Funktion weiter unten erklärt wird. Der Umschalt- Ventilblock 130 ist zum Einen mit einer rechts im Bild dargestellten Trennstufe 140, die weiter unten erklärt wird, und zum Anderen (links unten im Bild) mit einer Vakuumeinheit 150, die ebenfalls weiter unten erklärt werden wird, fluidisch verbunden. Ein Niederdruckmanometer 126A und ein Hochdruckmanometer 126B am Umschalt- Ventilblock 130 dienen unter anderem der Zustands- und Funktionskontrolle des Kühlmittel-Kompressorölkreislaufes der Fahrzeugklimaanlage. Des Weiteren ist der Umschalt- Ventilblock 130 an ein Wiederauffüllsystem 119 für Kompressoröl und Additive fluidisch angeschlossen, mit Wiegeeinrichtungen 117C und 117D für Spender 119C, 119D, zum Beispiel für ein Lecksuchadditiv respektive für Frischöl. Der Systemdruck innerhalb des Umschalt- Ventilblocks 130, der nach beginnender Entleerung des Fluidkreislaufes für die Systemsteuerung, die weiter unten erklärt wird, von Bedeutung ist, wird über einen mit einer Sammelleitung des Umschalt-Ventilblocks 130 verbundenen Drucksensor 131 überwacht, so dass der Anlagendruck, insbesondere der Kältemitteldruck der Fahrzeugklimaanlage über- wacht wird, so dass unter anderem die nachfolgend erläuterten Kreislaufsysteme (Trennstufe 140 und Vakuumeinheit 150 bzw. zugehörige Ventilschaltungen) gesteuert werden können. Innerhalb des Umschalt-Ventilblocks 130 sind die dem Kreislauf der Trennstufe 140 zuzuordnenden Leitungen punktiert dargestellt. Demgegenüber sind die der Vakuumeinheit 150 zuzuordnenden Leitungen strichpunk- tiert dargestellt, um nachfolgend die Arbeitsphasen des Systems besser unterscheiden zu können.

Die Funktionsweise der Trennstufe 140 ist die Folgende: Nach Anschließen der Service-Anschlussverbinder 109A, 109B an die entsprechenden Ports der Fahr- zeugklimaanlage und Freigabe der entsprechenden Ventile LP, HP, CX 2 des Umschalt-Ventilblocks 130, steht der Systemdruck der Fahrzeugklimaanlage zur Verfügung, um einen ersten Teil des Inhalts des Kältemittelkompressorölkreislaufes der Fahrzeugklimaanlage in die Trennstufe 140 zu überführen. Dieser Systemdruck beträgt bei 0°C bereits etwa 3 bar absolut und liegt bei etwa 20°C bereits in einer Größenordnung von 6 bar absolut, so dass die Förderung von Kältemittel- Kompressorölgemisch in die Trennstufe140 zunächst sogar selbsttätig erfolgt. Im Übrigen wird diese Förderung durch Betreiben des Verdichters 112, wie weiter unten erläutert, unterstützt und später bei abfallendem Systemdruck weiter in Gang gehalten. Von dem Umschalt- Ventilblock 130 gelangt das Kältemittelkompressoröl- gemisch über einen Grobfilter 114 und ein auf etwa 3,5 bar absolut eingestelltes Konstantdruckventil 141 in einen Doppelmantelwärmeaustauscher 142, und zwar in dessen Innenbehälter 142A. Dort werden die flüchtigen Komponenten verdampft und die Gasphase gelangt über eine Leitung 146A in einen Gastrockner 146 und von dort in den Verdichter 112.

Der Doppelmantelwärmeaustauscher 142 dient gleichzeitig als Separator für flüssige Bestandteile des Kältemittel-Kompressorölgemisches, hier handelt es sich im Kern um das Kompressoröl, gegebenenfalls enthaltene Additive sowie im Kom- pressoröl noch gebundene Restmengen des Kältemittels. Diese Flüssigphase wird über ein Ölablassventil 1 16A einem Altölbehälter 1 16 zugeführt. Die anfallenden Mengen können über eine Wägeeinrichtung 1 17A, welche den Behälter mitwiegt, registriert werden.

Der Verdichter 112 sorgt dafür, dass das Kältemittel an seiner Ausgangsseite auf einen Druck von bis zu z.B. 19 bar absolut komprimiert wird. Ein Kompressornotausventil 112A begrenzt den Druck in der Regel auf 19 bar. Da das Schmieröl des Verdichters auch in das komprimierte Kältemittel gelangt, wird dieses in einem Öl- separator 112B abgetrennt und über ein Kapillarrohr 1 12C, das wie eine Druckdrossel wirkt, der Schmierung des Verdichters 1 12 wieder zugeführt. Über ein Magnetventil 1 12D gelangt das komprimierte, getrocknete und von Kompressoröl sowie Additiven befreite Kältemittel in eine Heizwendel 142C, die sich im Gasraum des Innenbehälters 142A des Doppelmantelwärmeaustauschers 142 befindet. Hierdurch kann die im komprimierten Kältemittel enthaltene Kompressionswärme abgegeben werden, um auf der Kaltseite das aus der Fahrzeugklimaanlage frisch ankommende Kältemittel/Kompressorölgemisch so weit wie möglich zu verdampfen. Aus der Heizwendel 142C gelangt das gereinigte (recycelte) Kältemittel zu- nächst in den Außenmantelbereich (Außenbehälter 142B) des Doppelmantelwärmeaustauschers 142 und von dort über einen Ventilblock 142D und einen Verbindungsschlauch 129 zum Kältemittelvorrat 1 15 (Vorratsbehälter). Der Vorratsbehälter wird samt Inhalt von einer Wägeeinrichtung 1 17B gewogen. Der Vorratsbehälter trägt auch einen Kältemittelverflüssiger 1 15A, der vorteilhafter Weise mit gewogen wird und in dem das unter Kompressionsdruck stehende Kältemittel kondensiert wird, um in flüssiger Form in den Kältemittelvorrat 1 15 zu gelangen. Sowohl der Separator 1 12B als auch der Kältemittelvorrat+ 115 sind also so genannte Druckbehälter ausgelegt. Der Druck im Kältemittelvorrat 1 15 wird über ein Ventil 1 15B gegen Überdruck gesichert, denn die sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels aus- bildende Gasphase nicht kondensierbarer Gase muss aus Sicherheitsgründen ab einem bestimmten Überdruck von z.B. 16 bar geregelt abgelassen werden. Dies kann auch nicht automatisch über eine Handhabe 1 15C durch eine Bedienperson erfolgen.

Das flüssige Kältemittel gelangt über ein Rückschlagventil 115D und ein Steigrohr 1 15E in den Flüssigbereich des Kältemittelvorrat 1 15. Um die Fahrzeugklimaanlage mit Kältemittel wiederbefüllen zu können, gelangt flüssiges Kältemittel über das Steigrohr 115E, ein Ventil 1 15F und eine Verbindungsleitung 115G zurück in den Umschalt-Ventilblock 130. Sobald die Fahrzeugklimaanlage soweit entleert ist, dass der Verdichter 1 12 auf seiner Niederdruckseite nicht mehr genügend Kältemittel-/Kompressorölgemisch ansaugen kann, was z.B. bei einem Druck 0,7 bar absolut der Fall sein kann, wird die Vakuumeinheit 150 durch Betätigen der entsprechenden Ventile in Gang gesetzt. So werden weitere Gasbestandteile aus dem Fluidkreislauf der Fahrzeugkli- maanlage über die Sammelleitung des Umschalt- Ventilblocks 130 durch die Vakuumpumpe 1 13 angesaugt. Von der Ausgangsseite der Vakuumpumpe 1 13 gelangt dieses Gas oder Gasgemisch über einen (zweiten) Umschalt-Ventilblock 151 und Magnetventile VC2 zurück zum Umschalt-Ventilblock 130 und von dort in die Verbindungsleitung 143, die den Umschalt-Ventilblock 130 an die Trennstufe 140 flui- disch ankoppelt. Die von der Vakuumpumpe 1 13 geförderten Gasmengen aus der Fahrzeugklimaanlage werden nun in der Trennstufe 140 genauso behandelt, wie die bei Beginn des Entleerungsprozesses selbstständig aus der Fahrzeugklimaanlage austretenden Mengen an Kältemittel-/Kompressorölgemisch. Der Unterschied zu der ersten Phase, hier als Abströmphase bezeichnet, besteht darin, dass aus der Fahrzeugklimaanlage aufgrund der vorangehenden durch den Verdichter 1 12 unterstützten Abströmphase keine flüssigen Bestandteile, also im wesentlichen gasförmiges Kältemittel oder ggf. Luft aus der Fahrzeugklimaanlage angesaugt werden. Dabei sind zunächst relativ große Gasmengen zu bewältigen, während gegen Ende der zweiten Phase, hier als Evakuierphase bezeichnet, die Gasmen- gen deutlich geringer werden. Bei einem Eingangsdruck von etwa 1 mbar oder nach Ablauf einer fest voreingestellten Prozesszeit wird der Evakuierprozess beendet. Der von der Vakuumpumpe 113 erzeugte Gasdruck auf ihrer Ausgangsseite sollte eine Größenordnung von 2 bar absolut nicht überschreiten, um die Vakuumpumpe 113 nicht zu schädigen. Zur Druckkontrolle ist dem der Vakuumpumpe nachgeschaltete Umschalt-Ventilblock 151 ein Druckschalter 151 A zugeordnet, mit dessen Hilfe, die Vakuumpumpe 113 bei Überschreiten eines Ausgangsdruckes von z.B. 2 bar abschaltet, bis der Ausgangsdruck wieder entsprechend abgesunken ist, so dass die Vakuumpumpe 113 wieder zugeschaltet werden kann.

Da das Service-Gerät nicht nur für das Absaugen und Wiederbefüllen der Fahr- zeugklimaanlage im normalen Wartungsbetrieb genutzt wird, sondern auch für Reparaturfälle an Klimaanlagen, z.B. Komponentenaustausch, ist der der Vakuumpumpe 113 nachgeschaltete Umschalt-Ventilblock 151 mit einem Ablassventil VC 3 ausgestattet, das z.B. in die Atmosphäre führen kann. Wenn also aus der reparierten Fahrzeugklimaanlage für nachfolgendes Wiederbefüllen lediglich Luft abge- saugt wird, gelangt diese nicht in die Trennstufe140.

Demnach sieht die WO 20011/063961 A1 unter anderem vor, den Druck im Kältemittelvorrat 115 zu überwachen und die sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ausbildende Gasphase nicht kondensierter und nicht kondensierbarer Gase aus Sicherheitsgründen ab einem bestimmten Überdruck von z.B. 16 bar geregelt abzulassen. In einem solchen Vorratsbehälter liegt das abgetrennte Kältemittel in der Regel in verflüssigter Form vor und die unter den vorherrschenden Druck- und Temperaturbedingungen nicht kondensierbaren Gase oberhalb des Kältemittel- Flüssigkeitsspiegels weisen auch gewisse Kältemittelmengen auf. Wenn in dem Vorratsbehälter auf Grund der herrschenden Druck- und Temperaturverhältnisse nennenswerte Restmengen an Kältemitteln in der Gasphase anfallen, ist es ggf. vorgesehen, diese über die Vakuumpumpe 113 oder auf Grund des Innendruckes Kältemittelvorratsbehälter erneut der Trennstufe zuzuführen. Gleiches kann mit den nicht kondensierten Gasbestandteilen vorgenommen werden, die in der Trennstufe in dem dem Ölseparator nachgeschalteten Altölbehälter 116 in Gasform anfallen oder mit den in dem Kompressoröl etwa noch gelösten Kältemittelrestmengen. DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es wurde gefunden, dass der Anteil von Kältemittel in dem Gasvolumen oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des Kältemittelvorrates in einem gattungsgemäßen Servi- cegerät für Fahrzeugklimaanlagen so beträchtlich sein kann, dass es aus Kosten- und/oder Sicherheitsgründen wünschenswert oder gar erforderlich ist, diese Kältemittelrestmengen nicht in die Umgebungsatmosphäre zu entlassen. Um dies zu erreichen, ist der Vorschlag, die aus dem Kältemittelvorrat gezielt abgelassenen nicht kondensierbaren Gase der Trennstufe wieder zuzuführen grundsätzlich zur Problemlösung geeignet. Eine der Schwierigkeiten besteht allerdings darin, dass auf diesem Wege sämtliche nicht kondensierbaren Gase, insbesondere Luft, im Kreislauf durch die Trennstufe gefahren werden. Es fehlt an einer Senke für nicht kondensierbare Gase. Dieses Problem löst die in den Ansprüchen 1 und 10 wiedergegebene Erfindung. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Warten einer Fahrzeugklimaanlage, insbesondere mit einem Service-Gerät nach Anspruch 1 , wird - wie bekannt - ein Kältemittel/nicht-kondensierbare-Gase/Kompressoröl-Gemisch der Fahrzeugklimaanlage in ein Service-Gerät geleitet, das Kompressoröl des Gemischs in einer ers- ten Trennstufe des Service-Geräts abgeschieden und das vom Kompressoröl gereinigte Kältemittel/nicht-kondensierbare-Gase-Gemisch in einem Kältemittelvorrat gesammelt. Erfindungsgemäß wird das Kältemittel/nicht-kondensierbare-Gase- Gemisch aus dem Kältemittelvorrat in einen Zwischenbehälter geleitet und das gasförmige Kältemittel im Zwischenbehälter bis zur Kondensation abgekühlt. Dabei kann die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt vorsehen, die aus der Gasphase des Kältemittelvorratsbehälters bei entsprechenden Druckverhältnissen von Zeit zu Zeit abgelassenen Gasvolumina in einer gesonderten, zweiten Trennstufe durch Abkühlen in einem Zwischenbehälter für nicht kondensierte Gase in eine nicht kondensierbare Gase umfassende Gasphase und eine kondensiertes Kältemittel umfassende Flüssigphase, vorzugsweise batchweise, zu trennen. Die Gasphase im Zwischenbehälter kann nachfolgend bis auf einen geringen Restdruck, der vorzugsweise oberhalb der Umgebungsatmosphäre liegt, z. B. an die Umgebung abzulassen. Die in dem Zwischenbehälter anfallende Flüssigphase kann dem Kältemittelkreislauf, vorzugsweise dem Kältemittelvorrat, in geeigneter Weise wieder zugeführt werden. Erfindungsgemäß weist das Service-Gerät also eine zweite, von den Kältemittelvorrat, insbesondere von dessen Gasphase, ge- speiste Trennstufe mit einem Zwischenbehälter zum Trennen von Kältemittel und nicht-kondensierbaren Gasen auf. Die zweite Trennstufe hat im Wesentlichen die Aufgabe, das kondensierbare Kältemittel von den nicht-kondensierbaren Gasen räumlich zu trennen. Es hat sich gezeigt, dass auf dem vorbeschriebenen Wege eine effiziente "Senke" für nicht kondensierbare Gase geschaffen wird, welche bedeutend weniger Reste an noch gasförmigem Kältemittel enthält, als die Gasphase im Kältemittelvorrat des Servicegerätes für Fahrzeugklimaanlagen. Es ist nun auf verschiedene Weise möglich, die Erfindung auszuführen: So kann es vorteilhaft sein, die Flüssigphase aus dem Zwischenbehälter für nicht kondensierte Gase, das heißt, das "auskondensierte" Kältemittel, im Anschluss an ein völliges oder teilweises Ablassen der Gasatmosphäre wieder zu verdampfen, um es auf diese Weise aus dem Zwischenbehälter in einfacher Weise i.W. gasförmig ablas- sen, absaugen oder austreiben zu können.

In jedem Fall ist es von Vorteil, die in dem Zwischenbehälter, vorzugsweise batch- weise, anfallenden Mengen an Kältemittel dem Kältemittelvorrat in kondensierter Form wieder zuzuführen. Hierzu sind im Stand der Technik gemäß WO 2011/063961 A1 beschriebenen Vorrichtungsbestandteile einer Trennstufe für Käl- temittel/Kompressoröl-Gemisch besonders geeignet. Es wird aber in der Regel nicht erforderlich, zu diesem Zweck die in einem solchen Servicegerät für Fahrzeugklimaanlagen wahlweise vorgesehene Vakuumpumpe einzusetzen. Vorzugsweise wird deren Einsatz unterbleiben.

Das Service-Gerät zum Warten von Fahrzeugklimaanlagen, insbesondere zum Austausch eines Kältemittel/Kompressoröl-Gemisches, dient zunächst dem Aus- tausch des Kältemittel/Kompressoröl-Gemischs, aber auch der Reparatur von Fahrzeugklimaanlagen. Beides, Austausch und Reparatur, wird mit dem Begriff „Wartung" zusammen gefasst. Unter„nicht-kondensierbaren Gasen" sind solche Gase zu verstehen, welche nur unter extremen Bedingungen, also extremen Drücken und/oder Temperaturen, kondensieren und i.d.R. unerwünschterweise in den Kältemittel/Kompressoröl-Kreislauf der Fahrzeugklimaanlage eindringen. Dies ist im Besonderen Luft, welche u.a. die Effizienz der Klimaanlage deutlich verringern kann.

Ein Verdichter kann verwendet werden, um einerseits den für die Verflüssigung von Kältemittel notwendigen Druck zu erzielen. Kompressionswärme aus dem verdichteten Gasgemischs kann in einem Wärmetauscher genutzt werden. Der Kälte mitte Ivo rrat kann frisches, vom Hersteller geliefertes Kältemittel, aber auch oder ausschließlich wiederaufbereitetes Kältemittel aufnehmen; es wird in einem Kältemittelvorratsbehälter gesammelt und bei Bedarf an eine Fahrzeugklimaanlage abgegeben. In dem Kältemittelvorratsbehälter bildet sich in der Regel eine flüssige und eine gasförmige Phase aus. Die flüssige Phase umfasst allenfalls ge- ringfügig verunreinigtes Kältemittel, wohingegen die gasförmige Phase neben nicht-kondensierbaren Gasen auch gasförmiges Kältemittel umfassen kann, dass in Abhängigkeit von Druck und Temperatur in einem jeweiligen Gleichgewicht mit seiner Flüssigphase steht. Es ist nun auf verschiedene Weise möglich, das Auskondensieren der Kältemittelanteile in dem Zwischenbehälter für nicht kondensierte/ nicht kondensierbare Gase zu bewerkstelligen. Vorzugsweise wird hierzu flüssiges Kältemittel aus dem Kältemittelvorrat in einem Verdampfer wie einer Verdampferschlange verdampft, die sich an oder besonders bevorzugt innerhalb des Zwischenbehälters befindet. Das dabei verdampfte Kältemittel kann nachfolgend, insbesondere über die Trennstufe für Kältemittel/Kompressoröl-Gemisch wieder verflüssigt und rückstandsfrei dem Kältemittelvorratsbehälter in flüssiger Form wieder zugeführt werden. Vorzugsweise weist der Zwischenbehälter Mittel zum Kühlen zur Kondensation des Kältemittels auf. Das Kältemittel kondensiert und sammelt sich am Boden des Zwischenbehälters, wohingegen die nicht kondensierbaren Gase sich oberhalb des kondensierten Kältemittels sammeln. Der Bereich, in dem sich das flüssige Kältemittel im Zwischenbehälter typischerweise befindet, kann als Flüssigzone, und der typische Bereich der nicht-kondensierten Gase als Gaszone bezeichnet werden.

Der Kältemittelvorrat kann einen Ausgang für das Kältemittel/nicht-kondensierbare- Gase-Gemisch aufweisen. Dieser Ausgang dient der Weiterleitung des Kältemit- tel/nicht-kondensierbare-Gase-Gemischs an die Trennstufe, also insbesondere an den Zwischenbehälter. Entsprechend kann der Zwischenbehälter einen Eingang für das Kältemittel/nicht-kondensierbare-Gase-Gemisch aus dem Kältemittelvorrat umfassen. Dadurch entsteht eine Verbindung zwischen Kältemittelvorrat, insbesonde- re zwischen der gasförmigen Phase des Kältemittelvorrats, und Zwischenbehälter.

Wenn der Zwischenbehälter einen ersten, insbesondere zur Umgebungsatmosphäre führenden Ausgang für die nicht-kondensierbaren Gase umfasst, kann auf diese Weise eine Senke für die nicht-kondensierbaren Gase geschaffen werden. Der ers- te Ausgang kann in der Gaszone, vorzugsweise im oberen Bereich, und besonders vorzugsweise am oberen Ende des Zwischenbehälters angeordnet sein. Die nicht- kondensierbaren Gase können so, falls gewünscht, zuerst aus dem Zwischenbehälter entfernt werden. Dieses Entfernen kann mittels eines Überdrucks im Zwischenbehälter, aber auch mit einem außerhalb des Zwischenbehälters erzeugten Unter- druck erreicht werden.

Wenn der Zwischenbehälter einen zweiten, für das Kältemittel vorgesehenen Ausgang umfasst, kann das kondensierte Kältemittel z.B. unmittelbar in den Kältemittelvorrat zurück geleitet werden oder auch direkt in die Fahrzeugklimaanlage und/oder die erste Trennstufe und/oder einen zweiten Kältemittelvorrat. Der zweite Ausgang kann in der Flüssigzone, vorzugsweise im unteren Bereich, und besonders vorzugsweise am unteren Ende des Zwischenbehälters angeordnet sein. Das Kältemittel kann so, auch wenn bereits die nicht-kondensierbaren Gase abgelassen wurden und ein Druckausgleich, z.B. mit der Umgebung, herbeigeführt wurde, aufgrund der Schwerkraft aus dem Zwischenbehälter entfernt werden. Je weiter unten sich der Ausgang befindet, umso vollständiger kann der Zwischenbehälter geleert werden und umso effektiver ist der Trennvorgang. Falls sich die nicht- kondensierbaren Gase noch im Zwischenbehälter befinden und ein Überdruck herrscht, kann beispielsweise ein Sensor erkennen, wann das Kältemittel vollständig aus dem Zwischenbehälter gelaufen oder ausgetrieben ist und dann einen Ven- tilschluss herbeiführen. Somit kann die Entleerungsreihenfolge auch gewechselt werden.

Wenn der Kältemittelvorrat einen Ausgang für flüssiges Kältemittel aus dem Kältemittelvorrat aufweist, kann das flüssige Kältemittel in einen Eingang einer des Zwischenbehälters, vorzugsweise in eine Verdampferschlange, fließen. Das kalte, flüssige Kältemittel kühlt die Verdampferschlange, welche sich vorzugsweise innerhalb des Zwischenbehälter befindet und so das gasförmige Kältemittel/nicht- kondensierbare-Gase-Gemisch kühlt. In der Folge kondensiert das aus der Gasphase des Kältemittelvorrats in den Zwischenbehälter übergeleitete Kältemittel, während die Anteile an nichtkondensierbaren Gasen gasförmig bleiben.

Der Ausgang der Verdampferschlange kann mit dem zweiten Ausgang des Zwischenbehälters verbindbar oder verbunden sein. Auf diese Weise kann das zum Kühlen genutzte Kältemittel und das im Zwischenbehälter auskondensierte Kältemittel gemeinsam der Fahrzeugklimaanlage und/oder dem Kältemitte Ivo rrat und/oder der ersten Trennstufe und/oder dem zweiten Kältemittelvorrat zugeführt werden.

Vorzugsweise sind der Zwischenbehälter und/oder der Kältemittelvorrat und/oder die Verdampferschlange und/oder zugeordnete Leitungen und/oder zugeordnete Ventile für eine batchweise Befüllung und Entleerung des Zwischenbehälters vorgesehen oder ausgelegt. Dies bedingt unter Anderem eine größere Prozesseffizienz. Wenn der für die Gasphase vorgesehene (erste) Ausgang des Zwischenbehälters steuerbar ist und/oder einen Öffnungsschwelldruck von 1 ,01 bar bis 2bar, vorzugsweise von 1 ,03bar bis 1 ,3 bar und besonders vorzugsweise von 1 ,05 bar bis 1 ,15 bar aufweist, werden keine weiteren Gerätekomponenten, beispielsweise eine Unterdruckpumpe, benötigt, um die nicht-kondensierbaren Gase aus dem Zwischenbehälter hinaus zu leiten. Der Ausgang kann manuell oder automatisch geöffnet werden und bleibt, vorzugsweise, bis zum Erreichen eines Schwelldrucks geöffnet. Unter dem Begriff „ein" und in allen seinen grammatikalisch möglichen Fällen ist regelmäßig„wenigstens ein" zu verstehen. Falls„genau ein" gemeint ist, wird dies jeweils ausdrücklich klargestellt. Dies gilt ebenso für alle weiteren Stückzahlen, so dass unter z.B.„vier Stück" regelmäßig„wenigstens vier Stück" verstanden wird, sofern nicht ausdrücklich eingeschränkt wird. Im Falle von technisch- naturwissenschaftlichen Größen (Temperatur, Druck, Kraft, Energie, Stromstärke, Stoffmenge usw.) hingegen sind Zahlenangeben regelmäßig als Beispiel einer in dem Anwendungsgebiet bekannten Spanne zu verstehen, sofern nicht ausdrücklich davon abgewichen wird. Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung, in der - beispielhaft - ein Ausführungsbeispiel eines Service-Gerätes für Fahrzeugklimaanlagen dargestellt ist. Auch einzelne Merkmale der Ansprüche oder der Ausführungsformen können mit anderen Merkmalen anderer Ansprüche und Ausführungsformen kombiniert werden. DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN

Die einzige Figur (Figur 2) zeigt ausschnittsweise ein Blockschaltbild derjenigen Bestandteile eines Klimaservicegerätes für Fahrzeugklimaanlagen welche zum Zwecke der Erfindung wahlweise oder vorzugsweise genutzt werden. Im Übrigen kann das Servicegerät für Fahrzeugklimaanlagen weitere Bestandteile enthalten wie sie u.a. in den folgenden Schutzrechten der Anmelderin Verwendung finden: WO 2007/085480 A1 , WO 201 1/063961 A1 , WO 2012/034695 A1 , DE 102009/054436 A1 , DE 202006/001374 U1 , DE 202006/001376 U1 , DE 202008/003123 U1 .

In dem Blockschaltbild nach Figur 2 ist links unten ein Kältemittelvorrat 215 für wiederaufbereitetes Kältemittel ersichtlich. Es handelt sich um einen Druckbehälter von z.B. 16 Litern Fassungsvermögen, in dem sich unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels im wesentlichen reines Kältemittel befindet, während in dem Gasraum darüber neben nicht kondensierbaren Gasen, wie Luft, sich auch gasförmige Kältemittelbestandteile in einer von Temperatur und Druck abhängigen Menge befinden. Der Kältemittelvorrat 215 kann, wie bekannt aber nicht eigens dargestellt, insgesamt wägbar sein. Ein dem Kältemittel vorgeschalteter Kältemittelverflüssiger 215A kann sich, wie bekannt aber nicht eigens dargestellt, unmittelbar an der Wandung des Kältemittelvorrats 215 befinden und mitgewogen werden oder z.B., wie in der Zeichnung dargestellt, an gesonderter Stelle sich befinden. Aufbereitetes, das heißt von Kompressoröl und etwaigem Additiv in einer aus der WO2011/063961 A1 bekannten Trennstufe 240 im wesentlichen befreites Kältemittel gelangt (nach Ver- dichtung durch einen Verdichter 212, Abtrennung von Kompressoröl des Verdichters in einem Ölseperator 212B und Abgabe eines Teils der Kompressionswärme in einer Heizwendel 242C eines Wärmeaustauschers 242) danach über schaltbare Ventile 212D und 242D in den Kältemittelverflüssiger 215A. In diesem wird das auf beispielsweise bis 15 bar komprimierte Kältemittel unter Wärmeabgabe konden- siert, um nachfolgend (in flüssiger Form) über ein Rückschlagventil 215D und ein Mehrwegeventil 215F sowie ein Tauchrohr, das auch als Steigrohr 215E dient, in den unteren Aufnahmebereich des Kältemittelvorrates 215 zu gelangen. Beim Befüllen einer Fahrzeugklimaanlage gelangt das flüssige Kältemittel aus dem Kältemittelvorrat 215 über das Steigrohr 215E, das Mehrwegeventil 215F sowie weitere Schaltventile, wie das Ventil RE eines in der Zeichnung nicht dargestellten Ventilumschaltblockes, in dosierter Form in die Fahrzeugklimaanlage.

Wenn, (in der Regel von dem Hochdruckserviceanschluß der Fahrzeugklimaanlage ausgehend) Kältemittel/Kompressoröl-Gemisch (gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer - in Fig.2 nicht dargestellten Vakuumpumpe) mit Hilfe des Verdich- ters 212 in die Trennstufe 240 gefördert wird, gelangt dieses (gegebenenfalls nach Passieren eines in der Zeichnung nicht dargestellten Grobfilters) in den Wärmeaustauscher 242, der als Ölseperator dient. In diesem Wärmeaustauscher 242 werden noch nicht verdampfte Kältemittelbestandteile mittels der Heizwendel 242C verdampft und über eine Leitung 246A einem Gastrockner 246 zugeführt. Das so von flüssigen Bestandteilen befreite Kältemittel gelangt nachfolgend in den Verdichter 212, der über ein Kompressornotausventil 212A gegen Überlast geschützt wird. Das für den Verdichter 212 benötigte Kompressoröl gelangt mit in das auf z.B. auf 1 bis 19 bar komprimierte Kältemittel und wird im Kreislauf über den Ölseperator 212B und ein Kapilarrohr 212C dem Verdichter 212 im Kreislauf wieder zugeführt. In den Wärmeaustauscher 242 fallen in dessen Sumpfbereich altes Kompressoröl aus der Fahrzeugklimaanlage sowie etwaige Additive in flüssiger Form an und können über ein schaltbares Ölablassventil 216A in einen (in der Zeichnung nicht dargestellten) Altölbehälter gelangen. In dem Altölbehälter etwa sich sammelnde gasförmige Bestandteile können von der nicht dargestellten Vakuumpumpe von Zeit zu Zeit abgesaugt und der Trennstufe 240 erneut zugeführt werden. - Insoweit ist das Servicegerät für Fahrzeugklimaanlagen unter anderem aus der WO 2011/063961 A1 bekannt.

Um das in dem Kältemittelvorratsbehälter 215 vorhandene Gasvolumen, das zu großen Teilen aus nicht kondensierbaren Gasen (NKG), insbesondere Luft, sowie einem druck-und temperaturabhängigen Anteil von gasförmigem Kältemittel besteht, von den nicht kondensierbaren Gasen weitestgehend befreien können, so dass diese an die "Umgebung" abgegeben werden können, ist ein Zwischenbehälter 225 von in der Regel vergleichsweise geringerem Fassungsvermögen (z. B. etwa 2,2 Itr.) als dem Kältemittelvorrat 215 vorgesehen. Er kann als Drucktank ausgestaltet sein. Aus dem Gasraum des Vorratsbehälters 215 gelangen die unter Druck stehenden nicht kondensierten Gase bei Öffnen eines Überströmventils 225A in Zwischenbehälter 225, dessen Innenraum sich zunächst etwa auf Umgebungsdruck oder; vorzugsweise, auf einem unter Umgebungsdruck liegenden Druckniveau befindet, welches durch den Verdichter 212, wie nachgehend erläutert, erzeugt werden kann. Eine vom Zwischenbehälter 225 zur Trennstufe 240 füh- rende Verbindungsleitung 225G wird durch ein schaltbares Trennventil 225F geschlossen gehalten, so dass bei geöffnetem Überströmventil 225A die nicht kondensierten Gase so lange in den Zwischenbehälter 225 überströmen bis im wesentlichen ein Druckausgleich mit dem Gasraum des Vorratsbehälters 215 erreicht ist. Danach kann das Überströmventil 225A wieder geschlossen werden.

Um in dem Zwischenbehälter 225 die Kältemittelbestandteile auszukondensieren, wird sein Gasraum auf z. B. -30°Celsius gekühlt. Hierzu kann Kältemittel aus dem Kältemittelvorrat 215 über ein schaltbares Ventil 215G in eine Verdampferschlange 225B überführt werden. Das flüssige Kältemittel wird über das thermostatische Ex- pansionsventil 220 entspannt. Das thermostatische Expansionsventil misst die Temperatur am Austritt der Verdampferschlange 225B an der Leistungsverbindung 225H und gewährleistet eine leichte Überhitzung des Kältemittels. Die dabei verdampften Kältemittelgase können über ein Rückschlagventil 225H und die Leitung 225G zum Verdichter 212 gelangen, um nach Verdichtung über den Verflüssiger 215A wieder zurück in die Flüssigphase des Vorratsbehälters 215 gespeist zu werden. Das aus den nicht kondensierten Gasen in dem Zwischenbehälter 225 auskondensierte Kältemittel bildet einen Flüssigkeitsspiegel innerhalb des Zwischenbehälters 225. Oberhalb dieses Flüssigkeitsspiegels befinden sich im wesentlichen nur noch nicht kondensierbare Gase, wie insbesondere Luft.

Es ist nun auf verschiedene Weise möglich, die gesondert vorliegenden Flüssig- und Gasvolumina aus dem Zwischen behälter 225 zu entfernen. Eine Möglichkeit besteht darin, einen sich in der Gasphase bildenden Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck auszunutzen und die Gasphase über ein schaltbares Ablassventil 225C an die Umgebung zu entlassen. Ein geringfügiger Restdruck von z.B. 1 ,1 bar absolut in der Gasphase des Zwischenbehälters 225 sollte, vorzugsweise, nicht unterschritten werden, um ein Eintreten nichtkondensierbarer Gase von außen in den Gasraum des Zwischenbehälters 225 möglichst zu vermeiden. Nach Schließen des Ablaßventils 225C befinden sich dann deutlich weniger kondensierbare Gase in dem Zwischenbehälter 225 als zuvor. Es ist möglich, das kondensierte Kältemittel aus dem Zwischenbehälter 225 nach unten abströmen zu lassen, um es nachfolgend in der Leitung 225G und/oder im Wärmeaustauscher 242 zu verdampfen. Es ist auch möglich, das kondensierte Kältemittel (wie nicht dargestellt) vom unteren Ende des Zwischenbehälters 225 direkt in den Kältemittelvorrat 215 abfließen zu lassen. Hierzu muß Zwischenbehälter 225C sich auf einem entsprechenden Höhenniveau befinden. Dieses Überströmen kann von einem Magnetventil gestartet und beendet werden (nicht dargestellt).

Alternativ kann das in dem Zwischenbehälter 225 kondensierte Kältemittel nach dem Ablassen der nicht kondensierbaren Gase unmittelbar in dem Zwischenbehäl- ter 225 verdampft werden. Hierzu kann ein Heizelement 225D auf der Oberfläche des ansonsten vorzugweise wärmeisolierten Zwischenbehälters 225 dienen. Auf diese Weise gelangt das Kältemittel, insbesondere als Naßdampf, über die Leitungen 225G und den Wärmeaustauscher 242 in den Verdichter 212, wie weiter oben beschrieben, in den Kältemittel-Vorratsbehälter 215.

BEZUGSZEICHENLISTE

26A Niederdruckmanometer

1 Kompressor 26B Hochdruckmanometer

2 Verdampfer 119 Wiederauffüllsystem

3 Verflüssiger 109A Service-Anschlussverbinder

4A-C Rohrleitungen 109B Service-Anschlussverbinder

5 Abscheider 111A Druckschläuche

6A/B Serviceanschlüsse 111 B Druckschläuche

7 Kaltluftgebläse 112 Verdichter

8 Warmluftgebläse 112A Kompressornotausventil

9A/B Service-Anschlussverbinder 112B Ölseparator

10 Fahrzeugklimaanlage 112C Kapillarrohr

11 A/B Druckschläuche 112D Magnetventil

12 Absaugpumpe 113 Vakuumpumpe

13 Vakuumpumpe 114 Grobfilter

14 Separator 115 Kältemittelvorrat

15 Kältemittelvorrat 115A Kältemittelverflüssiger

15A Kältemittelverflussiger 115B Ventil

16 Altölbehälter 115C Hanhabe

17A-J Wägeeinrichtungen 115D Rückschlagventil

18 Entlastungseinrichtung 115E Steigrohr

19 Wiederauffüllsystem 115F Ventil

19A Steuereinheit mit Ventilblock 115G Verbindungsleitung

19B Steuerleitungen 116 Altölbehälter

19C Vorratsbehälter 116A Ölablassventil ,

19D Vorratsbehälter 117A Wägeeinrichtung

19E Fernanzeige 117B Wägeeinrichtung

19F' Dosier- und Ventileinheit 117C Wägeeinrichtung

19F" Dosier- und Ventileinheit 117D Wägeeinrichtung

19F" Dosier- und Ventileinheit 119 Wiederauffüllsystem

20 Service-Gerät 119C Spender

119D Spender 126A Niederdruckmanometer 215F Mehrwege-Ventil 126B Hochdruckmanometer 215G Schaltventil

129 Verbindungsschlauch 215G * Ausgang

130 erster Umschalt- Ventilblock 216A Ölablassventil

131 Drucksensor 220 Regelbares Ventil

140 Trennstufe 220 ' Eingang Verdampferschlange

141 Konstantdruckventil 225 Zwischen-Behälter

142 Doppelmantel-Wärme225A Überströmventil

austauscher 225A ' Ausgang

142A Innenbehälter 225B Verdampferschlange

142B Außenbehälter 225C Ablassventil

142C Heizwendel 225CT Erster Ausgang

142D Ventilblock 225D Heizelement

143 Verbindungsleitung 225E Leitung

46 Gastrockner 225E Eingang

146A Leitung 225F Trennventil

150 Vakuumeinheit 225F Zweiter Ausgang

151 zweiter Umschalt-Ventilblock 225G Leitung

151A Druckschalter 225H Rückschlagventil

212 Verdichter 225Η Ausgang

212A Kompressornotausventil 226A Gaszone

212B Ölseparator 226B Flüssigzone

212C Kapillarrohr 240 Trennstufe

212D Magnetventil 242 Wärmeaustauscher

215 Kältemittelvorrat 242C Heizwendel

215A Kältemittelverflüssiger 242D Ventilblock

215D Rückschlagventil 246 Gastrockner

215E Steigrohr 246A Leitung