JP2008185327A - Co2 refrigerating apparatus with two-stage arrangement oil overflow type screw compressor - Google Patents

Co2 refrigerating apparatus with two-stage arrangement oil overflow type screw compressor Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a CO<SB>2</SB>refrigerating apparatus attaining effective adjustment or control and having an improved COP value. <P>SOLUTION: The CO<SB>2</SB>refrigerating apparatus comprises a two-stage screw compressor. A check valve is disposed between both compressors, and an oil shut-off valve is disposed in front of the lower pressure stage compressor. Both compressors have a common oil circuit, and a connecting line between both compressors is provided with an intermediate pressure connection part. The connection part communicates with an intermediate pressure container through a line with a controllable valve device, and the container communicates with the reservoir side of an upper auxiliary liquid separator through an intermediate throttle part. A head part of the separator is connected to an economizer connection part of the upper pressure stage compressor through a line with a controllable valve device, and the reservoir side of the upper auxiliary liquid separator is connected to a lower auxiliary liquid separator. A controllable shut-off valve and a lower throttle part are arranged in the line. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、二段式に圧縮及び調整される形式のＣＯ2冷凍装置に関する。 The present invention relates to a CO 2 refrigeration apparatus of a type compressed and adjusted in two stages.

互いに別個の２つの冷却回路を備えたいわゆるカスケード冷凍装置が公知であり、この場合ＣＯ2が低温領域において固有の閉鎖された冷却回路内で使用され、カスケード冷凍装置の高温領域では、別の第２の冷媒、例えばアンモニアが、他の第２の閉鎖された冷却回路内においてしようされ、これによってＣＯ2を凝縮することができる。DKV-Tagungsbericht（会議レポート） 2001, Ulm, Arbeitsabteilung（作業区分）II.2, Band（判）II.2, 第４５頁〜に記載されているように、ＣＯ2は、いわゆるカスケードコンデンサ内において液化され、このカスケードコンデンサは、コンデンサと第２の冷却回路のエバポレータとを形成している。ＣＯ2凝縮熱は、高温領域の第２の冷却回路における気化を生ぜしめる。ＣＯ2の凝縮温度は、ＣＯ2の臨界点よりも著しく下にある。オイルオーバフロー式のスクリューコンプレッサを備えた２つの冷凍装置部分は、コンプレッサの他に、オイルセパレータとオイルクーラとオイルフィルタと固定部材（Armatur）と管路と、圧力監視兼温度監視用のセンサ装置とから成るオイル供給系を有しており、このオイル供給系は、冷媒及び運転条件に合わせられている。 So-called cascade refrigeration units with two cooling circuits which are separate from each other are known, in which case CO 2 is used in an inherently closed refrigeration circuit in the low temperature region, and in the high temperature region of the cascade refrigeration device, another second Two refrigerants, such as ammonia, can be used in the other second closed cooling circuit to condense the CO 2 . DKV-Tagungsbericht (Conference Report) 2001, Ulm, Arbeitsabteilung (operation blocks) II.2, Band (determine) II.2, as described in ~ 45 pages, CO 2 is liquefied in a so-called cascade within the capacitor This cascade capacitor forms a capacitor and an evaporator of the second cooling circuit. The CO 2 condensation heat causes vaporization in the second cooling circuit in the high temperature region. Condensation temperature of the CO 2 is below significantly than the critical point of CO 2. In addition to the compressor, the two refrigeration system parts equipped with an oil overflow screw compressor include an oil separator, an oil cooler, an oil filter, a fixed member (Armatur), a pipe line, and a sensor device for pressure monitoring and temperature monitoring. The oil supply system is adapted to the refrigerant and operating conditions.

この公知の構成には次のような欠点がある。すなわち公知の構成では、カスケード冷凍装置は技術的に極めて複雑でありかつ高価である。それというのは、この場合、異なった２つの冷媒と潤滑オイル及びそのために必要なオイル系の付加的装置を備えた、スクリューコンプレッサを含めて２つの別個の冷凍回路装置部分が使用されるからである。カスケード装置用のコンプレッサステーションを構成するためには、２つのオイルセパレータと２つのオイルクーラと２つのオイルフィルタ構成グループと必要なすべての管路が、付属の固定部材及び安全装置並びに制御装置と共に、２倍の構成で必要である。両方のスクリューコンプレッサは、搬送容量を変えるための手段、例えば各１つの調整スプールを備えた構成されており、これらの手段もしくは調整スプールは、部分的に、ロータを内包するハウジング内に配置されていて、作動させるためにさらに別の液圧構成部材及び制御エレメントを要する。カスケード装置においてダブルで必要なこれら構成部材は、コストを増大させ、ひいては装置全体のコストを高騰させることになる。   This known configuration has the following drawbacks. That is, in the known configuration, the cascade refrigeration apparatus is technically very complex and expensive. This is because, in this case, two separate refrigeration circuit device parts are used, including screw compressors, with two different refrigerants and lubricating oil and the additional oil system required for it. is there. In order to construct a compressor station for a cascade device, two oil separators, two oil coolers, two oil filter component groups and all necessary lines, together with the attached fixings and safety devices and control devices, It is necessary in a double configuration. Both screw compressors are configured with means for changing the conveying capacity, for example one adjusting spool each, which are arranged in part in a housing containing the rotor. In order to operate, further hydraulic components and control elements are required. These components, which are required double in the cascade device, increase the cost, which in turn increases the overall cost of the device.

別の公知の解決策では、カスケードコンデンサなしに、ＣＯ2を冷媒として備えた２つの圧力段が使用されている（「KK DIE KAELTE und Klimatechnik」, 57. ２００５年からの別刷り参照）。この別の公知の構成では、第１の圧力段の圧縮されたガスは、インタクーラにおいて飽和蒸気状態に冷却される。そのために必要な液体は、上位の圧力段の高圧側から、この中間圧への弛緩によって準備される。この際に生じる「フラッシュ蒸気」もしくは「フラッシュガス」と、液体の気化に基づいて再冷却に起因して生じる蒸気部分とは、一緒に、飽和蒸気状態に冷却された下位の圧力段の冷媒共に、上位の圧力段のコンプレッサによって吸い込まれ、臨界圧を越えて冷凍装置の最終圧にまで圧縮される。プロセスを継続するために、ガスクーラにおける熱は周囲に排出される。下位の圧力段及び上位の圧力段はこの場合確かに同じ冷媒ＣＯ2を使用するが、しかしながら固有のオイル供給系を備えた２つの完全なユニットを必要とするので、この公知の構成もやはり極めて高価である。 Another known solution uses two pressure stages with CO 2 as refrigerant without cascade capacitors (see reprint from “KK DIE KAELTE und Klimatechnik”, 57. 2005). In this other known configuration, the compressed gas of the first pressure stage is cooled to a saturated vapor state in an intercooler. The liquid required for this is prepared by relaxing to this intermediate pressure from the high pressure side of the upper pressure stage. The “flash vapor” or “flash gas” generated at this time and the vapor portion resulting from re-cooling based on the vaporization of the liquid together with the refrigerant of the lower pressure stage cooled to the saturated vapor state. , Sucked in by the upper pressure stage compressor and compressed to the final pressure of the refrigeration system over the critical pressure. In order to continue the process, the heat in the gas cooler is discharged to the surroundings. The lower pressure stage and the upper pressure stage in this case do indeed use the same refrigerant CO 2 , however, since this requires two complete units with their own oil supply system, this known arrangement is also very Expensive.

さらに別の解決策では、ＣＯ2が２つの圧力段において使用されており、両圧力段は、中間熱交換器によって、カスケード冷凍装置の解決策と同様に、２つの異なった冷媒を備えていて、互いに連結されている。この公知の解決策においても高コストであると欠点がある。そして最後２つの構成には、カスケード冷凍装置に比べてエネルギ効率が不良であるという欠点がある。
DKV-Tagungsbericht（会議レポート） 2001, Ulm, Arbeitsabteilung（作業区分）II.2, Band（判）II.2 「KK DIE KAELTE und Klimatechnik」, 57. ２００５年からの別刷り In yet another solution, CO 2 is used in two pressure stages, both pressure stages being equipped with two different refrigerants, similar to the cascade refrigeration solution, by means of an intermediate heat exchanger. Are connected to each other. This known solution also has the disadvantage of being expensive. And the last two configurations have the disadvantage of poor energy efficiency compared to cascade refrigeration equipment.
DKV-Tagungsbericht (conference report) 2001, Ulm, Arbeitsabteilung (work category) II.2, Band (size) II.2 "KK DIE KAELTE und Klimatechnik", 57. Reprint from 2005

ゆえに本発明の課題は、上に述べた公知の構成における欠点を排除し、効果的な調整もしくは制御を可能にし、改善されたＣＯＰ（Coefficient of Performance コンプレッサの駆動出力に対する冷却出力のこと、成績係数もしくは動作係数と呼ぶ）を有するＣＯ2冷凍装置を提供することである。 Therefore, the object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the known configurations described above, enable effective adjustment or control, improved COP (Coefficient of Performance, cooling output relative to compressor driving output, coefficient of performance Or a CO 2 refrigeration apparatus having a coefficient of operation).

この課題を解決するために本発明の構成では、二段配置形式のオイルオーバフロー式スクリューコンプレッサを備えたＣＯ2冷凍装置であって、オーバフロー式の２つのスクリューコンプレッサが流れ方向において相前後して配置されていて、それぞれ１つのエコノマイザ接続部を有している形式のものにおいて、両スクリューコンプレッサの間に逆止弁が配置されており、下位の圧力段のスクリューコンプレッサの前に、オイル遮断弁が配置されていて、両スクリューコンプレッサが１つの共通のオイル回路を有していて、該オイル回路がオイルセパレータとオイルクーラとオイルフィルタとから成っており、これらの構成部材がガス側及びオイル側において、上位の圧力段のスクリューコンプレッサの下流側に配置されていて、下位及び上位の圧力段の両スクリューコンプレッサエコノマイザ接続部が、流れ的にハウジングにおけるロータの歯溝に隣接していて、エコノマイザ接続部が歯溝と接続されている場合には、吸込み側にも圧力側にも流れ接続部が生じないようになっており、両圧力段のスクリューコンプレッサの間における接続管路に、中間圧接続部が設けられており、該中間圧接続部が、制御可能な弁装置を有する管路を介して中間圧容器と連通していて、該中間圧容器が、中間の絞り箇所を介して上位の補助液体セパレータの溜め側と連通されていて、該上位の補助液体セパレータのヘッド部分が、制御可能な弁装置を有する管路を介して、上位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部と接続されていて、中間圧容器の溜め側が下流側で管路を介して下位の補助液体セパレータと接続されており、該管路に、制御可能な遮断弁と下位の絞り箇所とが配置されており、さらに下位の補助液体セパレータが、制御可能な弁装置を有する管路を介して、下位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部と接続されており、これに対して上位の補助液体セパレータが管路を介してガスクーラの下流に配置されており、該管路に上位の絞り箇所が配置されており、上位の補助液体セパレータが、その溜め側において中間の絞り箇所を介して中間圧容器と接続されていて、下位の補助液体セパレータの溜めが下位の絞り箇所を介して、エバポレータ・液体分離系と連通されているようにした。 In order to solve this problem, the configuration of the present invention is a CO 2 refrigeration apparatus including a two-stage arrangement type oil overflow type screw compressor, in which two overflow type screw compressors are arranged one after the other in the flow direction. In each type having one economizer connection, a check valve is arranged between the screw compressors, and an oil shut-off valve is placed in front of the screw compressor in the lower pressure stage. Both screw compressors have one common oil circuit, which consists of an oil separator, an oil cooler and an oil filter, and these components are on the gas side and oil side , Located downstream of the upper pressure stage screw compressor, If the two-stage compressor compressor economizer connection of the lower pressure stage is flow-adjacently adjacent to the rotor tooth gap in the housing and the economizer connection is connected to the tooth groove, both the suction side and the pressure side The intermediate pressure connection portion is provided in the connection line between the screw compressors of both pressure stages, and the intermediate pressure connection portion is a controllable valve device. The intermediate pressure vessel communicates with the reservoir side of the upper auxiliary liquid separator via an intermediate throttle point, and the upper auxiliary liquid separator head The part is connected to the economizer connection of the screw compressor of the upper pressure stage via a pipe line having a controllable valve device, and the reservoir side of the intermediate pressure vessel is connected to the downstream side via the pipe line Are connected to a lower auxiliary liquid separator, and a controllable shut-off valve and a lower throttle part are arranged in the pipe line, and the lower auxiliary liquid separator has a controllable valve device. A pipe compressor is connected to the economizer connection of the lower pressure stage screw compressor, whereas the upper auxiliary liquid separator is arranged downstream of the gas cooler via the pipe. The upper auxiliary liquid separator is connected to the intermediate pressure vessel via the intermediate throttle point on the reservoir side, and the lower auxiliary liquid separator reservoir is connected to the lower throttle point. It was made to communicate with an evaporator and a liquid separation system via.

また本発明の別の構成では、二段式のスクリューコンプレッサユニットを備えたＣＯ2冷凍装置であって、上位及び下位の圧力段のオイルオーバフロー式スクリューコンプレッサが二段配置形式で流れ方向において相前後して配置されている形式のものにおいて、両スクリューコンプレッサの間に逆止弁が配置されており、下位の圧力段のスクリューコンプレッサの前に、オイル遮断弁が配置されていて、両スクリューコンプレッサが１つの共通のオイル回路を有していて、該オイル回路がオイルセパレータとオイルクーラとオイルフィルタとから成っており、これらの構成部材がガス側及びオイル側において、上位の圧力段のスクリューコンプレッサの下流側に配置されており、ガスクーラ流出部とエバポレータ流入部との間において、冷媒主流のための流路を形成していて冷媒を通す管路に、１つの絞り装置が設けられ、かつ少なくとも３つの熱交換器が該流路において直列に配置されており、これらの熱交換器が、上位の補助液体クーラ、中間の補助液体クーラ及び下位の補助液体クーラとして形成されており、これらの熱交換器がその熱交換面の片側において前記流路の一部を形成していて、他方の側において、絞り弁を介して流路からの液体分岐部と接続されていて、該熱交換器側の流出部が、上位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部に接続されているか、下位の圧力段のスクリューコンプレッサと上位の圧力段のスクリューコンプレッサの間の中間圧接続部に接続されているか、又は下位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部に接続されているようにした。 Further, in another configuration of the present invention, a CO 2 refrigeration apparatus including a two-stage screw compressor unit, wherein the upper and lower pressure stage oil overflow type screw compressors are arranged in a two-stage arrangement in the flow direction. The check valve is arranged between the screw compressors, the oil shut-off valve is arranged in front of the screw compressor of the lower pressure stage, and both screw compressors are The oil circuit is composed of an oil separator, an oil cooler, and an oil filter. These components are arranged on the gas side and the oil side of the screw compressor of the upper pressure stage. It is arranged on the downstream side, and it is cooled between the gas cooler outflow part and the evaporator inflow part. One expansion device is provided in a pipe line that forms a flow path for main flow and passes a refrigerant, and at least three heat exchangers are arranged in series in the flow path, and these heat exchangers Are formed as an upper auxiliary liquid cooler, an intermediate auxiliary liquid cooler and a lower auxiliary liquid cooler, and these heat exchangers form part of the flow path on one side of the heat exchange surface, On the other side, it is connected to the liquid branch from the flow path via a throttle valve, and the outflow part on the heat exchanger side is connected to the economizer connection part of the screw compressor of the upper pressure stage, Connected to the intermediate pressure connection between the lower pressure stage screw compressor and the upper pressure stage screw compressor, or to the economizer connection of the lower pressure stage screw compressor I was connected.

本発明によれば、冷媒ＣＯ2は、流れ方向において相前後して配置されたオイルオーバフロー式のスクリューコンプレッサを備えた２段式装置において使用される。ロータの潤滑、冷却及びシールのために、下位の圧力段のコンプレッサに供給されるオイルは、ＣＯ2と一緒に、下位の圧力段のコンプレッサの圧力側から流出し、高圧段である上位の圧力段のコンプレッサの吸込み側に供給され、この上位の圧力段のコンプレッサには同様に、潤滑、冷却及びシールのためにオイルが供給される。両コンプレッサ段のオイル流は、圧縮されたＣＯ2と一緒に、上位の圧力段のコンプレッサから、上位の圧力段の後ろに配置されたオイルセパレータに達する。オイルセパレータにおいてオイルはＣＯ2から分離される。下位の圧力段の最終圧レベルは有利には、下位の圧力段のＣＯＰ値と上位の圧力段のＣＯＰ値とがほぼ同じ大きさになるように、選択されている。上位の圧力段の出力圧又は最終圧は、周囲への熱の排出が可能であるように、上昇させられる。この場合冷媒の臨界点は下回られる。低温領域もしくは下位の圧力段において、オイル調製系を備えていない少なくとも１つのスクリューコンプレッサが設けられており、高温領域又は上位の圧力段には、ＣＯ2を臨界点の上の圧力にまで圧縮する少なくとも１つの高圧コンプレッサが配置されている。下位の圧力段のコンプレッサ及び上位の圧力段のコンプレッサは、１つの共通の冷却回路の一部である。下位の圧力段のオイルは、圧縮されたＣＯ2と一緒に上位の圧力段に達する。オイルセパレータとオイルクーラとオイルフィルタとから成るオイル調製系は、ガス側及びオイル側において、上位の圧力段のコンプレッサの下流側に配置されている。オイルセパレータはオイル溜を有しており、このオイル溜から、下位及び上位の圧力段には、熱交換器において冷却されてオイルフィルタにおいて清浄化されたオイルが供給され、この場合熱交換器及びオイルフィルタは、オイルセパレータの下流においてコンプレッサに向かって配置されている。オイルはコンプレッサの機能箇所、例えば軸受、及び圧縮過程の冷却を目的とした作業室、作業室を取り囲む間隙面の液体によるシール部及び潤滑部に供給される。両圧力段のスクリューコンプレッサは有利には、自体公知の各１つの中間圧開口、いわゆるエコノマイザ接続部を有しており、このエコノマイザ接続部は流れ的にハウジング内においてロータの歯溝に隣接していて、エコノマイザ接続部が歯溝と接続されている場合には、吸込み側にも圧力側にも流れ接続部が生じないようになっている。上位の圧力段のコンプレッサは有利には、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３３４９４７号明細書に記載のように構成されている。つまりエコノマイザ接続開口は、コンプレッサに対して次のように、すなわち、最大の室容積が得られるまでに、流れ接続部が生じるように、配置されている。両圧力段のコンプレッサの間における接続管路には、有利には、本発明による第１の構成では、中間圧接続部が設けられており、この中間圧接続部を介してフラッシュガスが、中間圧容器から、制御可能な弁装置を備えた管路を介して供給されるようになっており、かつ場合によっては、他のエバポレータ系からの冷媒ベーパの形又は、補助液体クーラからの気化された冷媒の形のサイド負荷（Seitenlast）が供給されてもよい。中間圧容器は本発明による第１の構成では、有利には、上位の補助液体セパレータの溜め側から中間の絞り箇所を介して供給され、この上位の補助液体セパレータのフラッシュガスは、制御可能な弁装置を備えた管路を介して、上位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部に供給される。中間圧容器の溜め側は下流側において管路及び下位の絞り箇所を介して、液体供給を目的として下位の補助液体セパレータに接続されている。下位の絞り箇所の下流において生じるフラッシュ蒸気は、補助液体セパレータにおいて分離され、制御可能な弁装置を備えた管路を介して、下位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部に供給される。上位の補助液体セパレータはガスクーラの下流において管路を介して、上位の絞り箇所と接続されている。この上位の補助液体セパレータにおいて、第１の弛緩段階において生じる２つの相、つまりフラッシュ蒸気と液体とが分離される。フラッシュ蒸気は上位の圧力段のコンプレッサのエコノマイザ接続部に、該エコノマイザ接続部の上流側に配置された制御可能な弁を介して供給される。液体は中間の絞り箇所を介して、中間圧セパレータとも呼ばれる中間圧容器内に弛緩される。この場合新たに、液体と蒸気とが、低い温度レベルと中間の圧力レベルにおいて発生する。中間圧セパレータにおいてこの液体及びフラッシュ蒸気の相は、中間の圧力レベルにおいて分離される。フラッシュ蒸気は有利には、制御可能な弁装置を介して中間圧接続部に供給され、これに対して液体は下位の絞り箇所を介して下位の補助液体セパレータ内に弛緩される。この際に発生するフラッシュ蒸気及び液体の相は、ここで互いに分離される。そこから初めて液体は、最下位の絞り箇所を介して、エバポレータ・液体分離系に達し、このエバポレータ・液体分離系からフラッシュ蒸気は、下位の圧力段のスクリューコンプレッサの吸込み側に、熱供給によってエバポレータにおいて発生した冷媒ベーパと一緒に供給される。 According to the present invention, the refrigerant CO 2 is used in a two-stage apparatus equipped with an oil overflow screw compressor arranged one after the other in the flow direction. For the lubrication, cooling and sealing of the rotor, the oil supplied to the compressor of the lower pressure stage flows out of the pressure side of the compressor of the lower pressure stage together with CO 2, and the upper pressure which is the high pressure stage Oil is supplied to the suction side of the stage compressor, and this higher pressure stage compressor is also lubricated, cooled and sealed. The oil streams of both compressor stages, together with the compressed CO 2 , reach the oil separator located behind the upper pressure stage from the upper pressure stage compressor. Oil is separated from CO 2 in the oil separator. The final pressure level of the lower pressure stage is advantageously selected such that the COP value of the lower pressure stage and the COP value of the upper pressure stage are approximately the same magnitude. The output pressure or final pressure of the upper pressure stage is raised so that heat can be discharged to the surroundings. In this case, the critical point of the refrigerant is lowered. At least one screw compressor without an oil preparation system is provided in the low temperature region or the lower pressure stage, and CO 2 is compressed to a pressure above the critical point in the high temperature region or the upper pressure stage. At least one high pressure compressor is arranged. The lower pressure stage compressor and the upper pressure stage compressor are part of one common cooling circuit. The lower pressure stage oil reaches the upper pressure stage together with the compressed CO 2 . An oil preparation system composed of an oil separator, an oil cooler, and an oil filter is arranged on the gas side and the oil side on the downstream side of the upper pressure stage compressor. The oil separator has an oil reservoir, from which the lower and upper pressure stages are supplied with oil that has been cooled in a heat exchanger and purified in an oil filter. In this case, the heat exchanger and The oil filter is disposed toward the compressor downstream of the oil separator. The oil is supplied to functional parts of the compressor, such as a bearing, a working chamber for cooling the compression process, and a sealing portion and a lubricating portion by a liquid in a gap surface surrounding the working chamber. The screw compressors of both pressure stages preferably have one intermediate pressure opening known per se, the so-called economizer connection, which is flow-adjacent in the housing adjacent to the rotor tooth space. Thus, when the economizer connection portion is connected to the tooth gap, no flow connection portion is generated on either the suction side or the pressure side. The upper pressure stage compressor is advantageously constructed as described in DE 103 34 947 A1. In other words, the economizer connection opening is arranged in the following manner with respect to the compressor, i.e., so that a flow connection is produced before the maximum chamber volume is obtained. The connecting line between the compressors of the two pressure stages is advantageously provided with an intermediate pressure connection in the first configuration according to the invention, via which the flash gas passes through the intermediate pressure connection. It is supplied from the pressure vessel via a conduit with a controllable valve device and, in some cases, is in the form of refrigerant vapor from other evaporator systems or vaporized from the auxiliary liquid cooler. A side load (Seitenlast) in the form of a refrigerant may be supplied. In the first configuration according to the invention, the intermediate pressure vessel is advantageously supplied from the reservoir side of the upper auxiliary liquid separator via an intermediate throttle point, the flush gas of this upper auxiliary liquid separator being controllable. It is supplied to the economizer connection part of the screw compressor of the upper pressure stage via a pipe line provided with a valve device. The reservoir side of the intermediate pressure vessel is connected to a lower auxiliary liquid separator for the purpose of supplying liquid via a pipe line and a lower throttle part on the downstream side. The flash vapor generated downstream of the lower throttling point is separated in the auxiliary liquid separator and supplied to the economizer connection of the lower pressure stage screw compressor via a line with a controllable valve device. The upper auxiliary liquid separator is connected to the upper throttling point via a pipe line downstream of the gas cooler. In this upper auxiliary liquid separator, the two phases that occur in the first relaxation stage, namely flash vapor and liquid, are separated. The flash steam is supplied to the economizer connection of the upper pressure stage compressor via a controllable valve located upstream of the economizer connection. The liquid is relaxed in an intermediate pressure vessel, also called an intermediate pressure separator, through an intermediate throttle point. In this case, liquid and vapor are newly generated at low temperature levels and intermediate pressure levels. In an intermediate pressure separator, the liquid and flash vapor phases are separated at an intermediate pressure level. The flash vapor is advantageously supplied to the intermediate pressure connection via a controllable valve device, whereas the liquid is relaxed into the lower auxiliary liquid separator via the lower throttling point. The flash vapor and liquid phases generated here are separated from one another here. For the first time, the liquid reaches the evaporator / liquid separation system via the lowest throttling point, and the flash vapor from the evaporator / liquid separation system is supplied to the suction side of the screw compressor in the lower pressure stage by the heat supply. Is supplied together with the refrigerant vapor generated in

複数の弛緩段階が配置されていることによって、プロセスが著しく改善される。それというのは、ガスクーラの下流における高圧蒸気の弛緩が、単段式ではなく、多段式に、異なった４つの高さの圧力レベルに弛緩され、フラッシュ蒸気はこれらの圧力レベルから上位の圧力段の最終圧に圧縮されることができるからである。   By arranging multiple relaxation stages, the process is significantly improved. This is because the relaxation of the high pressure steam downstream of the gas cooler is relaxed to four different pressure levels in a multi-stage rather than a single stage, and the flash steam is higher than these pressure levels. It is because it can be compressed to the final pressure.

本発明の第２の解決策では、エバポレータ系に供給された冷媒流は、複数の補助冷却区分を通過した後で、単段式に弛緩される。冷媒主流のための流路に配置されている上位の補助液体クーラ、中間の補助液体クーラ及び下位の補助液体クーラにおいて、冷媒流を冷却するために、それぞれの補助液体クーラの上流における液体分岐部によって、冷媒液体の部分流が分岐され、それぞれの補助液体クーラにおいて気化される。この冷媒ベーパは、上位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部に供給されるか、下位の圧力段のスクリューコンプレッサと上位の圧力段のスクリューコンプレッサの間の中間圧接続部に供給されるか、又は下位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部に供給される。本発明によるこの配置形式では、ガスクーラの冷媒流出部とエバポレータの流入部との間に少なくとも２つの補助液体クーラが、流路において相前後して配置されており、これらの補助液体クーラは、高圧下にあるＣＯ2を、補助冷却される主流から取り出されて気化するＣＯ2部分流によって、冷却し、これによって液化又は補助冷却し、そして気化しているＣＯ2部分流は、各エコノマイザ接続部又は中間圧接続部に供給される。補助液体クーラは有利には１つの熱交換器構成グループにまとめられ、この熱交換器構成グループには、補助冷却されるＣＯ2主流から部分流を取り出すために変向カバーに分岐部を備えた管路系が配置されている。本発明によれば、少なくとも上位の圧力段のコンプレッサへの流入部の前には、下位の圧力領域と上位の圧力領域との境界を定めるために、逆止弁が配置されており、この場合中間圧接続部は流れ方向において逆止弁の下流に配置されている。このようにして下位の圧力段のスクリューコンプレッサは例えば５２バールに制限することができ、これに対して上位の圧力段のコンプレッサは例えば１３０バールに制限される。さらに、中間圧セパレータを備えた構成では、強制制御される弁が、下位の圧力段のスクリューコンプレッサに通じるオイル供給管路に配置されており、この弁は、下位の圧力段のスクリューコンプレッサの運転時にのみ開放され、該コンプレッサの停止時には閉鎖される。付加的に、二段式のコンプレッサ装置は、消費機側における運転パラメータ、例えばエバポレータ流出部における圧力又は下位の圧力段の吸込み側における圧力を、所定近傍の値に保つために、そして気化温度を一定に保ち、ひいては消費機側における温度を調整するために、公知の手段を有している。下位の圧力段のスクリューコンプレッサは、エバポレータからの蒸気容積流への適合を目的として吐出流を変化させるために、出力調整のための公知の手段、例えば調整スプール又は、回転数可変の駆動装置を備えており、この場合調整スプールは、ロータを取り囲むハウジングの１周壁部分を形成していて、コンプレッサの吐出量を変化させるために、ハウジングに設けられたバイパス開口を開放し、このバイパス開口を通して、吸い込まれた吐出容積の一部がコンプレッサの吸込み側に戻し案内される。これによって、コンプレッサによって吐出される質量流が変化し、この質量流は、エンタルピー差（Enthalpiedifferenz）を掛けられて、冷却出力を生ぜしめる。 In the second solution of the invention, the refrigerant flow supplied to the evaporator system is relaxed in a single stage after passing through a plurality of auxiliary cooling sections. In the upper auxiliary liquid cooler, the intermediate auxiliary liquid cooler and the lower auxiliary liquid cooler arranged in the flow path for the main refrigerant flow, in order to cool the refrigerant flow, the liquid branch upstream of each auxiliary liquid cooler As a result, the partial flow of the refrigerant liquid is branched and vaporized in each auxiliary liquid cooler. This refrigerant vapor is supplied to the economizer connection of the upper pressure stage screw compressor, or to the intermediate pressure connection between the lower pressure stage screw compressor and the upper pressure stage screw compressor, Or it is supplied to the economizer connection of the screw compressor of the lower pressure stage. In this form of arrangement according to the invention, at least two auxiliary liquid coolers are arranged one after the other in the flow path between the refrigerant outflow part of the gas cooler and the inflow part of the evaporator. The underlying CO 2 is cooled by a CO 2 partial stream that is removed from the main stream that is subcooled and vaporized, thereby liquefaction or auxiliary cooling, and the CO 2 partial stream that is vaporized is connected to each economizer connection. Or it is supplied to the intermediate pressure connection. The auxiliary liquid coolers are preferably grouped together in one heat exchanger configuration group, which includes a diverging section in the diverting cover to extract a partial flow from the auxiliary cooled main stream of CO 2 . A pipeline system is arranged. According to the present invention, at least before the inflow to the compressor of the upper pressure stage, a check valve is arranged to define the boundary between the lower pressure region and the upper pressure region, in this case The intermediate pressure connection is arranged downstream of the check valve in the flow direction. In this way, the lower pressure stage screw compressor can be limited to, for example, 52 bar, whereas the upper pressure stage compressor is limited to, for example, 130 bar. In addition, in the configuration with an intermediate pressure separator, the forcibly controlled valve is located in the oil supply line leading to the lower pressure stage screw compressor, which is used to operate the lower pressure stage screw compressor. Only open at times and closed when the compressor is stopped. In addition, the two-stage compressor system is used to maintain operating parameters on the consumer side, such as the pressure at the evaporator outlet or the pressure on the suction side of the lower pressure stage, and a vaporization temperature. In order to keep it constant and thus adjust the temperature on the consumer side, it has known means. In order to change the discharge flow for the purpose of adapting to the vapor volume flow from the evaporator, the screw compressor of the lower pressure stage uses a known means for adjusting the output, for example, a adjusting spool or a variable speed driving device. In this case, the adjusting spool forms a peripheral wall portion of the housing that surrounds the rotor, and in order to change the discharge amount of the compressor, the bypass opening provided in the housing is opened, and through this bypass opening, A part of the sucked discharge volume is guided back to the suction side of the compressor. This changes the mass flow discharged by the compressor and this mass flow is multiplied by an enthalpy difference to produce a cooling output.

次に図面を参照しながら本発明の有利な実施形態を説明する。   An advantageous embodiment of the invention will now be described with reference to the drawings.

図１に示された本発明による解決策では、冷媒ＣＯ2は、流れ方向において相前後して配置されたオイルオーバフロー式（oelueberflutet）のスクリューコンプレッサ１，２を備えた二段式装置において圧縮される。両スクリューコンプレッサ１，２の間には逆止弁１０が配置されており、この逆止弁１０はスクリューコンプレッサの遮断時に、逆流による許容不能な圧力上昇を阻止する。下位の圧力段のスクリューコンプレッサ１にオイル遮断弁１６を介して供給された、ロータの潤滑、冷却及びシールのためのオイルは、ＣＯ2と一緒に、スクリューコンプレッサ１の圧力側から流出し、スクリューコンプレッサ２の吸込み側１３に導かれ、このスクリューコンプレッサ２にも同様に、潤滑、冷却及びシールのためにオイルが供給される。破線は、両スクリューコンプレッサ１，２のためのオイル回路を示している。両スクリューコンプレッサ１，２のオイル流は一緒に、オイルセパレータ３に達する。オイルセパレータ３とオイルクーラと図示されていないオイルフィルタとから成るオイル調製系は、ガス側及びオイル側においてスクリューコンプレッサ２の後ろに、つまり下流に配置されている。両スクリューコンプレッサ１，２には、冷却されかつ濾過されたオイルが供給される。オイルはスクリューコンプレッサ１，２の機能箇所、例えば軸受、及び圧縮過程の冷却を目的とした作業室、作業室を取り囲む間隙面のシール部及び潤滑部に供給される。スクリューコンプレッサ１，２は、共通の冷却回路の一部である。下位の圧力段の最終圧レベルは、下位の圧力段のＣＯＰ値と上位の圧力段のＣＯＰ値とがほぼ同じ大きさになるように、選択されている。上位の圧力段の最終圧は、冷媒の臨界点における圧力よりも高い。スクリューコンプレッサ１，２は有利には各１つの中間圧接続部、いわゆるエコノマイザ接続部２５，２６を有しており、このエコノマイザ接続部２５，２６は、流れ的にハウジング内においてロータの歯溝に隣接していて、エコノマイザ接続部が歯溝と接続されている場合には、吸込み側にも圧力側にも流れ接続部が生じないようになっている。スクリューコンプレッサ２は有利には、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３３４９４７号明細書に記載のように構成されている。スクリューコンプレッサ１，２の間における接続管路には、中間圧接続部２７が設けられており、この中間圧接続部２７においてフラッシュガスが、中間圧容器５から、制御可能な弁装置２０を備えた管路１２を介して供給される。中間圧容器５は、上位の補助液体セパレータ１７の溜め側から中間の絞り箇所２８を介して供給され、この上位の補助液体セパレータ１７のフラッシュガスは、制御可能な弁装置１９を備えた管路６を介して、スクリューコンプレッサ２のエコノマイザ接続部２６に供給される。中間圧容器５の溜め側は、下流において、下位の補助液体セパレータ１８への液体供給のために管路を介して接続されている。この管路には遮断弁２３と下位の絞り箇所２９とが配置されている。遮断弁２３は両方のコンプレッサの運転時にのみ開放されている。下位の絞り箇所２９の後ろに存在するフラッシュガスは、補助液体セパレータ１８において分離され、制御可能な弁装置２１を備えた管路７を介して、スクリューコンプレッサ１のエコノマイザ接続部２５に供給される。上位の補助液体セパレータ１７は上流側でガスクーラ４の下流側に、上位の絞り箇所２２が配置されている管路３０を介して接続されている。この上位の補助液体セパレータ１７において、２つの相が、つまり第１の弛緩状態の結果として発生する液体とフラッシュガスとが分離される。液体は中間の絞り箇所２８を介して中間圧容器５に弛緩される。下位の補助液体セパレータ１８の溜めから液体は、最下位の絞り箇所２４を介して、エバポレータ兼液体分離系８に達し、この液体分離系８からフラッシュガスは、下位の圧力段のスクリューコンプレッサ１の吸込み側に、熱供給によってエバポレータ９内において発生している冷媒ガスと一緒に、供給される。 In the solution according to the invention shown in FIG. 1, the refrigerant CO 2 is compressed in a two-stage device comprising oil overflow screw compressors 1, 2 arranged one after the other in the flow direction. The A check valve 10 is disposed between the screw compressors 1 and 2, and the check valve 10 prevents an unacceptable pressure increase due to the backflow when the screw compressor is shut off. Oil for lubricating, cooling and sealing the rotor supplied to the screw compressor 1 in the lower pressure stage via the oil shut-off valve 16 flows out from the pressure side of the screw compressor 1 together with CO 2 , It is led to the suction side 13 of the compressor 2 and oil is also supplied to the screw compressor 2 for lubrication, cooling and sealing. The broken line shows the oil circuit for both screw compressors 1,2. The oil flows of both screw compressors 1 and 2 reach the oil separator 3 together. An oil preparation system including an oil separator 3, an oil cooler, and an oil filter (not shown) is arranged behind the screw compressor 2, that is, downstream, on the gas side and the oil side. Both screw compressors 1 and 2 are supplied with cooled and filtered oil. The oil is supplied to functional parts of the screw compressors 1 and 2, for example, a bearing, a working chamber for cooling the compression process, a seal portion on a gap surface surrounding the working chamber, and a lubricating portion. The screw compressors 1 and 2 are part of a common cooling circuit. The final pressure level of the lower pressure stage is selected so that the COP value of the lower pressure stage and the COP value of the upper pressure stage are approximately the same magnitude. The final pressure of the upper pressure stage is higher than the pressure at the critical point of the refrigerant. The screw compressors 1, 2 preferably each have one intermediate pressure connection, so-called economizer connections 25, 26, which are flowably flown into the teeth of the rotor in the housing. When the economizer connection part is adjacent and connected to the tooth gap, the flow connection part does not occur on either the suction side or the pressure side. The screw compressor 2 is advantageously constructed as described in DE 103 34 947 A1. An intermediate pressure connecting portion 27 is provided in the connecting pipe line between the screw compressors 1 and 2, and a flash gas is controlled from the intermediate pressure vessel 5 in the intermediate pressure connecting portion 27 by a valve device 20 that can be controlled. Supplied via the conduit 12. The intermediate pressure vessel 5 is supplied from the reservoir side of the upper auxiliary liquid separator 17 through an intermediate throttle point 28, and the flush gas of the upper auxiliary liquid separator 17 is a conduit having a controllable valve device 19. 6 is supplied to the economizer connection portion 26 of the screw compressor 2. The reservoir side of the intermediate pressure vessel 5 is connected downstream via a pipe for supplying liquid to the lower auxiliary liquid separator 18. A shut-off valve 23 and a lower throttling point 29 are arranged in this pipe line. The shut-off valve 23 is opened only when both compressors are operating. The flash gas present behind the lower throttling point 29 is separated in the auxiliary liquid separator 18 and supplied to the economizer connection 25 of the screw compressor 1 via the pipe line 7 equipped with a controllable valve device 21. . The upper auxiliary liquid separator 17 is connected to the upstream side and the downstream side of the gas cooler 4 via a pipe line 30 in which the upper throttle portion 22 is disposed. In this upper auxiliary liquid separator 17, the two phases, that is, the liquid generated as a result of the first relaxed state, and the flash gas are separated. The liquid is relaxed to the intermediate pressure vessel 5 via an intermediate throttle point 28. From the reservoir of the lower auxiliary liquid separator 18, the liquid reaches the evaporator / liquid separation system 8 through the lowermost throttling point 24, and the flash gas from the liquid separation system 8 flows into the screw compressor 1 of the lower pressure stage. It is supplied to the suction side together with the refrigerant gas generated in the evaporator 9 by heat supply.

複数の弛緩段の配置によってプロセスが改善される。それというのは、ガスクーラを出た後における高圧蒸気の弛緩は、単段式ではなく、複数段式に相前後して４つの圧力レベルに弛緩され、個々のセパレータのフラッシュガスはそれぞれの圧力レベルから、上位の圧力段の最終圧に圧縮されるだけだからである。   The arrangement of multiple relaxation stages improves the process. This is because the relaxation of the high-pressure steam after leaving the gas cooler is not single-stage, but is relaxed to four pressure levels in succession in multiple stages, and the flash gas in each separator is at its respective pressure level. This is because it is only compressed to the final pressure of the upper pressure stage.

図２に示された本発明の別の解決策においても同様に、２つのスクリューコンプレッサ１，２が設けられている。しかしながらこの実施例では、エバポレータに供給される冷媒流は、複数の非冷却区分を貫通した後で、単段式に弛緩される。冷媒主流のための流路３０に配置されている上位の補助液体クーラ３１と中間の補助液体クーラ３２と下位の補助液体クーラ３３とにおける冷媒流の冷却のために、各補助液体クーラ区分の前における液体分岐路によって、冷媒液の部分流が分岐され、絞り弁３４，３５，３６においてそれぞれの中間圧に弛緩され、各補助液体クーラ３１，３２，３３において気化される。この冷媒ベーパはそれぞれスクリューコンプレッサ２のエコノマイザ接続部２６と、スクリューコンプレッサ１とスクリューコンプレッサ２との間の中間圧接続部２７と、スクリューコンプレッサ１のエコノマイザ接続部２５とに供給される。冷媒管路３０における遮断弁２３は、スクリューコンプレッサ２が運転中で、このスクリューコンプレッサ２の吸込み圧が例えば５２バールである所定の値を下回っている場合にのみ、開放されている。   Similarly, in the alternative solution of the invention shown in FIG. 2, two screw compressors 1, 2 are provided. However, in this embodiment, the refrigerant flow supplied to the evaporator is relaxed in a single stage after passing through a plurality of uncooled sections. In order to cool the refrigerant flow in the upper auxiliary liquid cooler 31, the intermediate auxiliary liquid cooler 32 and the lower auxiliary liquid cooler 33 arranged in the flow path 30 for the refrigerant main flow, before each auxiliary liquid cooler section, The partial flow of the refrigerant liquid is branched by the liquid branching path at, and is relaxed to the respective intermediate pressures at the throttle valves 34, 35, and 36, and is vaporized at the auxiliary liquid coolers 31, 32, and 33. The refrigerant vapor is supplied to the economizer connection portion 26 of the screw compressor 2, the intermediate pressure connection portion 27 between the screw compressor 1 and the screw compressor 2, and the economizer connection portion 25 of the screw compressor 1. The shut-off valve 23 in the refrigerant line 30 is opened only when the screw compressor 2 is in operation and the suction pressure of the screw compressor 2 is below a predetermined value, for example 52 bar.

高い圧力レベルにおける冷媒主流の冷却のために冷媒部分流を弛緩させる複数の弛緩段を備えた上記本発明による解決策は、第１実施例におけるとほぼ同様に、冷却出力の増大及び効果の改善を可能にする。   The above-described solution according to the present invention comprising a plurality of relaxation stages for relaxing the refrigerant partial flow for cooling the refrigerant main flow at high pressure levels increases the cooling output and improves the effect, almost as in the first embodiment. Enable.

弛緩を４回行う二段式スクリューコンプレッサ装置を備えた本発明による冷凍装置を概略的に示す回路図である。It is a circuit diagram which shows roughly the freezing apparatus by this invention provided with the two-stage type screw compressor apparatus which performs relaxation 4 times. ガスクーラ流出部の後でＣＯ2の単段式の弛緩と複数段の冷却及び凝縮を行う、二段式スクリューコンプレッサ装置を備えた本発明による冷凍装置を概略的に示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram schematically illustrating a refrigeration apparatus according to the present invention having a two-stage screw compressor apparatus that performs single-stage relaxation and multiple-stage cooling and condensation of CO 2 after a gas cooler outlet.

符号の説明Explanation of symbols

１，２ スクリューコンプレッサ、 ３ オイルセパレータ、 ４ ガスクーラ、 ５ 中間圧容器、 ６，７ 管路、 ８ 液体分離系、 ９ エバポレータ、 １０ 逆止弁、 １３ 吸込み側、 １６ オイル遮断弁、 １７，１８ 補助液体セパレータ、 １９，２０，２１ 弁装置、２２ 絞り箇所、 ２３ 遮断弁、 ２４ 絞り箇所、 ２５，２６ エコノマイザ接続部、 ２７ 中間圧接続部、 ２８，２９ 絞り箇所、 ３０ 流路、 ３１ 上位の補助液体クーラ、 ３２ 中間の補助液体クーラ、 ３３ 下位の補助液体クーラ、 ３４，３５，３６ 絞り弁、 ３７ オイルクーラ   1, 2 Screw compressor, 3 Oil separator, 4 Gas cooler, 5 Intermediate pressure vessel, 6, 7 Pipe line, 8 Liquid separation system, 9 Evaporator, 10 Check valve, 13 Suction side, 16 Oil shut-off valve, 17, 18 Auxiliary Liquid separator, 19, 20, 21 Valve device, 22 Throttle location, 23 Shut-off valve, 24 Throttle location, 25, 26 Economizer connection, 27 Intermediate pressure connection, 28, 29 Throttle location, 30 Flow path, 31 Upper auxiliary Liquid cooler, 32 Intermediate auxiliary liquid cooler, 33 Lower auxiliary liquid cooler, 34, 35, 36 Throttle valve, 37 Oil cooler

Claims (6)

二段配置形式のオイルオーバフロー式スクリューコンプレッサを備えたＣＯ2冷凍装置であって、オーバフロー式の２つのスクリューコンプレッサが流れ方向において相前後して配置されていて、それぞれ１つのエコノマイザ接続部を有している形式のものにおいて、
両スクリューコンプレッサの間に逆止弁が配置されており、下位の圧力段のスクリューコンプレッサの前に、オイル遮断弁が配置されていて、両スクリューコンプレッサが１つの共通のオイル回路を有していて、該オイル回路がオイルセパレータとオイルクーラとオイルフィルタとから成っており、これらの構成部材がガス側及びオイル側において、上位の圧力段のスクリューコンプレッサの下流側に配置されていて、下位及び上位の圧力段の両スクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部が、流れ的にハウジングにおけるロータの歯溝に隣接していて、エコノマイザ接続部が歯溝と接続されている場合には、吸込み側にも圧力側にも流れ接続部が生じないようになっており、両圧力段のスクリューコンプレッサの間における接続管路に、中間圧接続部が設けられており、該中間圧接続部が、制御可能な弁装置を有する管路を介して中間圧容器と連通していて、該中間圧容器が、中間の絞り箇所を介して上位の補助液体セパレータの溜め側と連通されていて、該上位の補助液体セパレータのヘッド部分が、制御可能な弁装置を有する管路を介して、上位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部と接続されていて、中間圧容器の溜め側が下流側で管路を介して下位の補助液体セパレータと接続されており、該管路に、制御可能な遮断弁と下位の絞り箇所とが配置されており、さらに下位の補助液体セパレータが、制御可能な弁装置を有する管路を介して、下位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部と接続されており、これに対して上位の補助液体セパレータが管路を介してガスクーラの下流に配置されており、該管路に上位の絞り箇所が配置されており、上位の補助液体セパレータが、その溜め側において中間の絞り箇所を介して中間圧容器と接続されていて、下位の補助液体セパレータの溜めが下位の絞り箇所を介して、エバポレータ・液体分離系と連通されていることを特徴とする、二段配置形式のオイルオーバフロー式スクリューコンプレッサを備えたＣＯ2冷凍装置。 A CO 2 refrigeration system equipped with an oil overflow screw compressor of a two-stage arrangement type, wherein two overflow screw compressors are arranged one after the other in the flow direction and each has one economizer connection In the form of
A check valve is arranged between the screw compressors, an oil shut-off valve is arranged in front of the screw compressor in the lower pressure stage, and both screw compressors have one common oil circuit. The oil circuit is composed of an oil separator, an oil cooler, and an oil filter, and these components are arranged on the gas side and the oil side on the downstream side of the screw compressor of the upper pressure stage, If the economizer connection of both screw compressors in the pressure stage is adjacent to the rotor tooth gap in the housing and the economizer connection is connected to the tooth groove, both the suction side and the pressure side The flow connection does not occur, and the connection line between the screw compressors in both pressure stages An intermediate pressure connection is provided, the intermediate pressure connection communicates with the intermediate pressure vessel via a conduit having a controllable valve device, and the intermediate pressure vessel is connected via an intermediate throttle point. The upper auxiliary liquid separator is connected to the reservoir side, and the head part of the upper auxiliary liquid separator is connected to the economizer connection of the upper pressure stage screw compressor via a pipe having a controllable valve device. The reservoir side of the intermediate pressure vessel is connected to a lower auxiliary liquid separator via a pipe line on the downstream side, and a controllable shut-off valve and a lower throttle point are arranged in the pipe line. Further, the lower auxiliary liquid separator is connected to the economizer connection of the screw compressor of the lower pressure stage via a pipe line having a controllable valve device. A separator is disposed downstream of the gas cooler via a pipe line, and an upper throttling point is disposed in the pipe line, and the upper auxiliary liquid separator is connected to an intermediate pressure via an intermediate throttling point on the reservoir side. A two-stage oil overflow type screw compressor connected to a container and having a reservoir of a lower auxiliary liquid separator communicated with an evaporator and a liquid separation system through a lower throttle portion CO 2 refrigeration equipment provided. 二段式のスクリューコンプレッサユニットを備えたＣＯ2冷凍装置であって、上位及び下位の圧力段のオイルオーバフロー式スクリューコンプレッサが二段配置形式で流れ方向において相前後して配置されている形式のものにおいて、
両スクリューコンプレッサの間に逆止弁が配置されており、下位の圧力段のスクリューコンプレッサの前に、オイル遮断弁が配置されていて、両スクリューコンプレッサが１つの共通のオイル回路を有していて、該オイル回路がオイルセパレータとオイルクーラとオイルフィルタとから成っており、これらの構成部材がガス側及びオイル側において、上位の圧力段のスクリューコンプレッサの下流側に配置されており、ガスクーラ流出部とエバポレータ流入部との間において、冷媒主流のための流路を形成していて冷媒を通す管路に、１つの絞り装置が設けられ、かつ少なくとも３つの熱交換器が該流路において直列に配置されており、これらの熱交換器が、上位の補助液体クーラ、中間の補助液体クーラ及び下位の補助液体クーラとして形成されており、これらの熱交換器がその熱交換面の片側において前記流路の一部を形成していて、他方の側において、絞り弁を介して流路からの液体分岐部と接続されていて、該熱交換器側の流出部が、上位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部に接続されているか、下位の圧力段のスクリューコンプレッサと上位の圧力段のスクリューコンプレッサの間の中間圧接続部に接続されているか、又は下位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部に接続されていることを特徴とする、二段式のスクリューコンプレッサユニットを備えたＣＯ2冷凍装置。 A CO 2 refrigeration system equipped with a two-stage screw compressor unit, in which upper and lower pressure oil stage oil overflow screw compressors are arranged in a two-stage arrangement, one after the other in the flow direction. In
A check valve is arranged between the screw compressors, an oil shut-off valve is arranged in front of the screw compressor in the lower pressure stage, and both screw compressors have one common oil circuit. The oil circuit is composed of an oil separator, an oil cooler, and an oil filter, and these components are arranged on the gas side and the oil side on the downstream side of the screw compressor of the upper pressure stage, and the gas cooler outflow portion And an evaporator inflow section, a flow path for the refrigerant mainstream is formed, and one throttle device is provided in a conduit for passing the refrigerant, and at least three heat exchangers are connected in series in the flow path. These heat exchangers are shaped as upper auxiliary liquid coolers, intermediate auxiliary liquid coolers and lower auxiliary liquid coolers. These heat exchangers form part of the flow path on one side of the heat exchange surface, and are connected to a liquid branch from the flow path via a throttle valve on the other side. The outlet of the heat exchanger is connected to the economizer connection of the upper pressure stage screw compressor, or the intermediate pressure connection between the lower pressure stage screw compressor and the upper pressure stage screw compressor. A CO 2 refrigeration apparatus equipped with a two-stage screw compressor unit, characterized in that it is connected to a section or connected to an economizer connection section of a screw compressor of a lower pressure stage. 上位の圧力段のスクリューコンプレッサが、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３３４９４７号明細書におけるように、構成されていて、両圧力段のスクリューコンプレッサの間における接続管路に、逆止弁と中間圧接続部とが設けられている、請求項１又は２記載の冷凍装置。   The upper pressure stage screw compressor is constructed as in DE 103 34 947, with a check valve and intermediate pressure connection in the connecting line between the screw compressors of both pressure stages The refrigeration apparatus according to claim 1, wherein a cooling unit is provided. 下位の圧力段の最終圧レベルが、下位の圧力段のＣＯＰ値と上位の圧力段のＣＯＰ値とがほぼ同じ大きさになるように、設定されている、請求項１又は２記載の冷凍装置。   The refrigeration apparatus according to claim 1 or 2, wherein the final pressure level of the lower pressure stage is set such that the COP value of the lower pressure stage and the COP value of the upper pressure stage are substantially the same. . 上位の圧力段の最終圧が、冷媒の臨界点における圧力よりも高い、請求項１又は２記載の冷凍装置。   The refrigeration apparatus according to claim 1 or 2, wherein a final pressure of the upper pressure stage is higher than a pressure at a critical point of the refrigerant. 直列に配置されている熱交換器が、１つの熱交換器構成グループを形成している、請求項２記載の冷凍装置。   The refrigeration apparatus according to claim 2, wherein the heat exchangers arranged in series form one heat exchanger configuration group.
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