DE4215993A1 - Entsorgungsvorrichtung von fluorchlorkohlenwasserstoffen (fckw) aus kuehlschraenken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Entsorgungsvorrichtung von Fluor­ chlorkohlenwasserstoffen (der Typen R11- und R12-FCKW und der Type R22 als sog. teilhalogenisierter H-FCKW) vor allem aus Kühlschränken und anderen Aggregaten, in denen FCKW eingesetzt werden. Wegen der günstigen physikalisch-chemischen Eigenschaf­ ten der FCKW als Kühlmittel wurden diese bis zum heutigen Tag ausschließlich in den beschriebenen Geräten eingesetzt und müs­ sen auf gesetzlicher Basis zukünftig durch andere reale Gase er­ setzt werden. Die Begründung hierzu liegt darin, daß bei einer Verschrottung dieser Gerate die FCKW in die Atmosphäre exponiert werden und hier durch katalytische Reaktionsabläufe die Zerset­ zung des Ozons in der Hochatmosphäre bewirken.

Es ist bekannt, daß Ozon in der Atmosphäre bestimmte Wellenlän­ gen des von der Sonne ausgestrahlten elektromagnetischen Spek­ trums absorbiert. Dieses Spektrum ist in der Lage, im unge­ schwächten Zustand Mutationen des Zellgewebes der Häute von z. B. Säugetieren auszulösen, die bis zu akuten karzinomen Zuständen (Hautkrebs) führen können. Dieses Verhalten ist bereits seit längerer Zeit bekannt und wird durch Ozonkonzentrationsmesssun­ gen der Hochatmosphäre beobachtet. Als bekanntestes Beispiel ist das Ozonloch in der Antarktis zu nennen. Letzte Beobachtungen in der Arktis berichten ebenfalls von einem Trend zur Abnahme der Ozonkonzentration.

Um dem Umweltschutz zu genügen und den in Vorbereitung befindli­ chen Gesetzen zu entsprechen, wie sie nicht nur in der Bundesre­ publik Deutschland und der Europäischen Gemeinschaft verfügt werden, haben sich bereits einige Unternehmungen mit der Entsor­ gung der FCKW engagiert.

Bei einem bekannten Entsorgungsverfahren für Kühlschränke werden diese in einen Autoklaven überführt, das Kühlleitungssystem auf­ getrennt und das Luft/FCKW-Gemisch abgesaugt. Unter Beachtung der physikalisch-chemischen Größen "kritische Temperatur" und "kritischer Druck" sind die FCKW zu verflüssigen und somit zu separieren.

Diese Art der Entsorgung ist sehr zeitaufwendig und mit dem Transport sperriger Massen verbunden. Es müssen daher die zu entsorgenden Kühlschränke oder andere Aggregate auf einem Sam­ melplatz konzentriert und in der beschriebenen Art verfahren werden.

Diese Arbeiten sind auch davon gekennzeichnet, daß von dem Ver­ arbeitungspersonal eine hohe Zuverlässigkeit abverlangt wird, da regelwidrige Entsorgungsleistungen nur schwer nachweisbar sind.

Um Beschädigungen FCKW-führender Aggregate zu mindern, ist es sinnvoll, unnötige Transportwege zu vermeiden.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine transportable Entsor­ gungsvorrichtung zu nutzen, mit deren Hilfe es möglich ist, aus Kühlschränken und anderen mit FCKW arbeitenden Aggregaten an je­ dem Ort die Schadstoffphasen quantitativ zu separieren und zu deponieren. Hierbei sollen die Entsorgungskosten auf ein Minimum herabgesetzt und eine einfache Lehre zum technischen Handeln ge­ geben werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an dem Entsorgungsaggregat, z. B. einem Kühlschrank, die folgenden Ar­ beitsschritte vorgenommen werden:

• 1. Exposition des FCKW,
• 2. Absaugung und Verdichtung des FCKW,
• 3. Kondensation und Deposition des FCKW.

Die Exponierung des FCKW wird vorgenommen, indem um einen Teil­ abschnitt des externen Wärmeaustauscherrohres eine Manschette angebracht wird. Diese Manschette ist als Hohlform ausgebildet und gestattet mit Hilfe einer Vorrichtung das Austauscherrohr ganz oder teilweise auf zutrennen. Diese Trennung kann durch An­ fräsen bzw. -bohren oder mit einer elektromagnetischen Schneid­ zange durchgeführt werden.

Die Manschette ist über ein Leitungssystem an ein Doppelventil angeschlossen, das mittig zwischen den Ventilen mit einer Kol­ benpumpe in Verbindung steht. Die Ventile sind in ihrer Sperr- und Passierstellung reziprok wirkend angeordnet, so daß mit dem Kolbenhub sowohl gasförmige als auch flüssige Schadstoffmodifi­ kanten aus dem zu entsorgenden Aggregat angesaugt und in ein Kondensationsgefäß überführt werden können.

Für die praktische Anwendung ist es notwendig, für die verschie­ denen Austauscherrohrquerschnitte entsprechende Spannmanschet­ ten mit Dichtungselementen einzusetzen. Diese Spannmanschetten sind kompatibel in die Rohrtrenneinrichtung einzusetzen, die ihrerseits über eine Leitung mit dem beschriebenen Doppelventil in Verbindung steht.

Der modifizierte Kolbenbetrieb bewirkt die vollständige Entfer­ nung der FCKW-Modifikanten aus dem Kühlsystem bis zu einem Un­ terdruck von 133 Pa (1 Torr).

Während der Verdichtungsphase des Kolbens werden die FCKW-Modi­ fikanten über die entsprechende Stellung des Doppelventils in ein gekühltes Kondensationsgefäß überführt. Ein PELTIER-Element ist zusätzlich vorgesehen, um in die Bereiche der Tieftempera­ turen zu gelangen. Unter Beachtung der physikalisch-chemischen Großen der "kritischen Temperatur" und des "kritischen Druckes" ist das Entsorgungsgut in die flüssige Form zu überführen und zu deponieren. Gefüllte Kondensationsgefäße sind durch vorgekühlte leere Kondensationsgefäße zu ersetzen.

Die Entsorgungsvorrichtung kann als transportable Einheit in verschiedenen Größenklassen ausgelegt werden. Diese Größenklas­ sen umfassen tragbare Tornistergeräte bis zu fahrbaren Großgerä­ ten. Als Energieversorgungsquellen können sowohl das Stromnetz als auch Akkumulatoren eingesetzt werden. Drei Funktionen werden mit dieser elektrischen Energieform angetrieben:

• 1. Trennung der Wärmeaustauscherrohre,
• 2. Absaugung und Verdichtung des FCKW,
• 3. Elektrisches Kühlsystem und/oder PELTIER-Elemente.

Ausführungsbeispiel

Das Ausführungsbeispiel wird mit einem Entsorgungsvorgang eines Haushaltskühlschrankes und Einbeziehung der Zeichnungsunterlagen erläutert.

Das Entsorgungsprinzip mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mit Hilfe der Fig. 1 zu verdeutlichen. Fig. 1 (1) stellt den zu entsorgenden Kühlschrank dar, der grundsätzlich nach den Prinzi­ pien der Wärmepumpe arbeitet. Als reales Gas werden Fluorchlor­ kohlenwasserstoffe eingesetzt, die nach einer Kompression im Kühlraum entspannt werden. Hierdurch wird der Umgebung Wärme entzogen und äquivalent außerhalb des Kühlschrankes an die äußere Umgebung abgegeben. Das Medium wird hierbei durch Wärme­ austauscherrohre Fig. 1 (2) geführt, die leichtermaßen von außen zugänglich sind.

In der Fig. 1 (3) ist eine zweckmäßige Stelle des Wärmeaustau­ scherrohres symbolisiert, an welcher eine Exponiervorrichtung Fig. 1 (4) mit einem Manschetten-Dichtungssystem angebracht wer­ den kann, um den Trennvorgang des Rohres bewirken zu können.

Fig. 1 (5) kennzeichnet eine Pumpen-Verdichter-Einheit mit einem speziellen Ventilsystem, die über ein Vakuumschlauch an die Ex­ poniervorrichtung angeschlossen ist. Die zu entsorgenden FCKW werden unter Druck in gekühlte Behälter kondensiert, die aus­ wechselbar sind.

Zur Exponierung der FCKW wird auf das Wärmeaustauscherrohr Fig. 2 (1) eine durch Aufspannung montierbare und mit Elastomerdich­ tungen Fig. 2 (2) versehene Vorrichtung geführt, die eine gas­ dichte Drehdurchführung Fig. 2 (3) aufweist. Mit Hilfe eines Fräskopfes oder Bohrers Fig. 2 (4) wird die Wandung des Wärme­ tauscherrohres zerstört, so daß die FCKW über den Entsorgungs­ stutzen Fig. 2 (5) abgeführt werden können. Auch der Einsatz einer elektromagnetischen Schneidzange ist an dieser Stelle mög­ lich.

Die exponierten FCKW werden über einen Vakuumschlauch einem spe­ ziellen Ventilsystem Fig. 3 (3) zugeführt. Dieses Ventilsystem besteht aus zwei Einzelventilen, von denen jedes eine Schließpo­ sition Fig. 3 (1) und eine Fließposition Fig. 3 (2) einnehmen kann. Bei der Fließposition besteht der Abschnitt in Fig. 3 (2) aus einer Dreipunktauflage für die Ventilkalotten.

An dem zwischen den Ventilen angeordneten Stutzen wird eine Kol­ benpumpe über einen Vakuumschlauch Fig. 4 (1) mit Absperrventil angeschlossen. Der sich aus den Kolbenstellungen Fig. 4 (3) und (4) ergebene Hubraum (5) beträgt ca. 100 cm³, so daß sich bei einem Entsorgungsbetriebszustand ein maximales Kondensat von ca. 0,2 cm³ FCKW pro Hub ergibt.

Die Kondensation der FCKW wird unter Druck in einem gekühlten Wechselgefäß vorgenommen, woraus sich die Vakuumschlauchver­ schaltung von dem Spezialventil Fig. 3 (4) zum Kondensator Fig. 5 (1) mit Absperrventil Fig. 5 (2) ergibt. Die Volumina der Wech­ selgefäße richten sich nach den zu entsorgenden Mengen an FCKW und kann von einigen Litern bis einigen Zehnlitern reichen.

Die Wechselgefäße werden in einem Kühleinsatz Fig. 5 (4) mit ei­ nem PELTIER-Element Fig. 5 (5) überführt.

Die deponierten FCKW müssen entweder einer speziellen Überfüh­ rung in unschädliche Modifikanten unterworfen oder einer Wieder­ verwendung zugeführt werden.

Bezugszeichenliste

Fig. 1:
(1) Kühlschrank
(2) Wärmeaustauscherrohr
(3) Exponierstelle
(4) Exponiervorrichtung
(5) Pumpenverdichter mit Ventilsystem
(6) Kondensationsgefäß

Fig. 2:
(1) Wärmeaustauscherrohr
(2) Dichtungsmanschette
(3) Drehdurchführung
(4) Fräskopf/Bohrer
(5) Entsorgungsstutzen

Fig. 3:
(1) Dichtungspassung
(2) Dreipunktauflage
(3) Ventileinlaß
(4) Ventilauslaß
(5) Pumpenstutzen-Ventil

Fig. 4:
(1) Pumpenstutzen-Saugverdichter
(2) Absperrventil
(3) unterer TP des Kolbens
(4) oberer TP des Kolbens
(5) Hubraum

Fig. 5:
(1) Füllstutzen
(2) Absperrventil
(3) Wechselgefäß
(4) Kühlgefäß
(5) PELTIER-Element

Claims (4)

1. Entsorgungsvorrichtung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) aus Kühlschränken und anderen Aggregaten,in denen FCKW eingesetzt werden, gekennzeichnet durch die folgenden Details:

• - Montage einer Exponiervorrichtung Fig. 2 (2-5) von FCKW an einen Rohrabschnitt Fig. 2 (1) der externen Wärmeaustauscher­ leitung, bestehend aus einer Hohlform mit beidseitigen Man­ schettendichtungen Fig. 2 (2), einer Auftrennvorrichtung Fig. 2 (3) mit einem Fräskopf oder Bohrer Fig. 2 (4) für den überdeckten Rohrabschnitt und einem Abführungsanschluß Fig. 2 (5) für die Schadstoffphase,
• - Anschluß eines Doppelventils Fig. 3 (1-5) über den Einlaß­ stutzen Fig. 3 (3) an den Abführungsanschluß Fig. 2 (5), dessen Kegelventilkörper im Sperrzustand an Dichtungspassungen Fig. 3 (1) und im Öffnungszustand an Dreipunktauflagen Fig. 3 (2) geführt werden und zwischen denen sich der Pumpenstutzen Fig. 3 (5) befindet und mit einem im Betriebszustand immer mit einem Überdruck beauflagten Auslaßstutzen Fig. 3 (4),
• - Anschluß einer Kolbenpumpe mit Absperrventil Fig. 4 (1, 2) an den Arbeitsstutzen des Doppelventils Fig. 3 (5), deren Hubraum Fig. 4 (5) durch die Totpunktlagen des Kolbens Fig. 4 (3, 4) be­ stimmt wird,
• - Anschluß eines Kondensations- und Deponierungsgefäßes über den Füllstutzen mit Absperrventil Fig. 5 (1, 2) an den Auslaß­ stutzen des Doppelventils Fig. 3 (4), welches ein anwendungs­ bezogenes Füllvolumen aufweist und in einem Temperiergefäß Fig. 5 (4) gekühlt und bodenseitig mit einem PELTIER-Element Fig. 5 (5) tiefgekühlt wird.

2. Entsorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch die Größengestaltung von tragbaren Kleinvorrichtungen bis fahrbaren Großvorrichtungen.

3. Entsorgungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch die Möglichkeiten des Ak­ kumulatorbetriebes und/oder Betriebes am Stromnetz zur Energie­ versorgung.

4. Entsorgungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, ge­ kennzeichnet durch die Konstruktive Gestal­ tung des Pumpen-Ventil-Systems zur Erzeugung eines Unterdruckes in dem zu entsorgenden Aggregat von 133 Pa.