KR20070050046A

KR20070050046A - 리시버 플래시 가스에 대한 액체 냉매의 서브-쿨링을 위한ｃｏ₂ 냉각 회로 및 ｃｏ₂ 냉각 회로를 작동시키는 방법

Info

Publication number: KR20070050046A
Application number: KR1020077003139A
Authority: KR
Inventors: 슈레쉬 듀레이서미
Original assignee: 캐리어 코포레이션
Priority date: 2004-08-09
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2007-05-14
Also published as: CN101014815A; ATE544992T1; EP1895246A3; EP2264385A3; EP1895246A2; AU2005270472B2; RU2007107807A; DK2264385T3; WO2006022829A8; NO343330B1; US8113008B2; DK1895246T6; EP2264385B1; KR20070046847A; EP1789732A1; EP1794510A1; CN101713596B; DK1794510T3; HK1144011A1; EP1782001B1

Abstract

본 발명은 사전설정된 유동 방향으로 냉매를 순환시키는 CO₂ 냉각 회로(2)에 관한 것으로, 유동 방향으로 열-방출 열교환기(4), 액체부(12)와 플래시 가스부(14)를 구비한 리시버(10), 및 상기 리시버(10)에 후속하는 중간 온도 루프(20) 및 낮은 온도 루프(24)를 포함하고, 상기 중간 온도 루프 및 낮은 온도 루프(20, 24) 각각은 유동 방향으로 팽창 디바이스(26, 28), 증발기(30, 32) 및 압축기(46, 38)를 포함하고, 상기 냉각 회로(2)는, 상기 리시버(10)의 상기 액체부(12)를 상기 중간 온도 루프 및 낮은 온도 루프(20, 24) 중 1 이상과 연결하고, 내부 열 교환기(54)를 구비하는 액체 라인(16), 및 상기 리시버(10)의 상기 플래시 가스부(14)를 상기 내부 열 교환기(54)를 통해 상기 낮은 온도 압축기(46)의 유입부와 연결하는 플래시 가스 라인(50)을 더 포함하고, 상기 내부 열 교환기(54)는 사용시 상기 액체 라인(16)을 통해 유동하는 액체로부터의 열을 상기 플래시 가스 라인(50)을 통해 유동하는 플래시 가스로 전달한다.

Description

리시버 플래시 가스에 대한 액체 냉매의 서브-쿨링을 위한 ＣＯ₂ 냉각 회로 및 ＣＯ₂ 냉각 회로를 작동시키는 방법{CO2 REFRIGERATION CIRCUIT WITH SUB-COOLING OF THE LIQUID REFRIGERANT AGAINST THE RECEIVER FLASH GAS AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}

본 발명은 사전설정된 유동 방향으로 CO₂ 냉매를 순환시키는 CO₂ 냉각 회로에 관한 것으로, 유동 방향으로 열-방출(heat-rejecting) 열교환기, 액체부와 플래시 가스부를 구비한 리시버, 및 상기 리시버에 후속하는 중간 온도 루프 및 낮은 온도 루프를 포함하고, 상기 중간 온도 루프 및 낮은 온도 루프 각각은 유동 방향으로 팽창 디바이스, 증발기 및 압축기를 포함한다. 냉각 회로는 리시버의 액체부를 중간 온도 루프 및 낮은 온도 루프 중 1 이상과 연결하는 액체 라인을 더 포함한다. 또한, 본 발명은 이러한 종류의 냉각 회로를 작동시키는 방법에 관한 것이다.

이러한 타입의 CO₂ 냉각 회로에 의하면, 리시버에서 플래시 가스가 생성되고, CO₂ 냉각 회로의 연속적인 작동을 유지시키기 위하여 상기 리시버로부터 플래시 가스를 뽑아낼(draw) 필요가 있다. 중간 온도 압축기의 유입부 또는 흡입부로 플래 시 가스를 복귀시키는 방법이 제안되어 왔다. 하지만, 플래시 가스는 일반적으로 압축기로 이끄는 흡입 라인 내의 흡입 가스보다 높은 압력 상태에 있고, 이러한 보다 낮은 압력으로의 플래시 가스의 필요한 팽창은 냉각 회로에 대해 바람직하지 않은 손실들을 초래한다.

따라서, 리시버에 수집되는 플래시 가스를 핸들링하고 중간 온도 압축기의 유입부를 향하는 플래시 가스의 단순한 팽창과 비교하여 냉각 회로의 효율성을 향상시키는 것이 목적이다.

보다 이전의, 그러나 본 출원의 출원일의 출원인의 자회사(subsidiary)

의 미공개된 출원 DE 10 2004 038 640.4의 개시내용은 전체적으로 본 출원에 인용 참조되고, 리시버로부터 나오는 액체 냉매와 열 교환의 관계로 내부 열교환기를 통해 그리고 중간 온도 루프의 압축기로 나아가는 낮은 온도 루프의 복귀 라인으로 플래시 가스를 유동시킬 것을 제안하고 있다.

본 발명은 상술된 문제의 대안적인 해법에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이 문제는 내부 열 교환기를 통해 리시버의 플래시 가스부를 낮은 온도 압축기의 유입부와 연결하는 플래시 가스 라인 및 액체 라인 내에 내부 열교환기를 구비함으로써 해결되며, 내부 열 교환기는 사용시 액체 라인을 통해 유동하는 액체로부터의 열을 플래시 가스 라인을 통해 유동하는 플래시 가스로 전달한다. 열전달은 액체 라인 내의 액체의 서브-쿨링(sub-cooling) 및 플래시 가스의 과열(superheating)을 초래한다. 액체의 서브-쿨링은 액체 냉매의 냉각 능력의 향상을 가져온다. 동시에, 플래시 가스의 과열은 낮은 온도의 압축기 내로 들어가기 전에 플래시 가스가 완전 건조되고 과열되도록 한다. DE 10 2004 038 640.4의 해법과 비교하여 보다 높은 온도차 및 보다 높은 압력차는 냉각 능력의 훨씬 더 큰 향상을 가져온다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 플래시 가스 밸브는 플래시 가스 라인 내에 배치된다. 플래시 가스 밸브 대신, 여타의 어떠한 팽창 디바이스(expansion device)도 제공될 수 있다. 플래시 가스 밸브는 내부 열교환기로의 그리고 마지막으로 압축기로의 플래시 가스의 유동을 가능 및 불가능하게 할 수 있다. 특히 열-방출 열 교환기가 주변 공기에 대해 작동하는 경우 플래시 가스의 생성은 환경 조건들에 크게 의존적이며, "겨울 모드"와 "여름 모드" 사이에서 냉각 회로를 조정하도록 제안되었다. 예를 들어, 겨울 모드에서 플래시 가스의 생성이 비교적 적은 경우, 조정가능한 플래시 가스 밸브가 제공된다면 플래시 가스 밸브를 폐쇄시키거나 그를 조정하여 보다 적은 양의 플래시 가스가 유동하도록 하는 것이 더욱 효과적일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 플래시 가스 밸브는 제어 밸브이다. 제어 밸브는 제어부에 의한 자동적인 제어, 예를 들어 제어부에 의한 "여름 모드"와 "겨울 모드" 사이에 걸친 중앙 스위칭(centrally switching)을 가능하게 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, CO₂ 냉각 회로 플래시 가스의 과열과 같은 조건을 모니터링하도록 되어 있는 플래스 가스 라인 내의 모니터링 디바이스를 더 포함한다. 이것은, 2-상(2-phase) 플래시 가스가 모니터링 디바이스에 의해 검출되는 경우에 작동 변수들의 조정을 가능하게 한다. 모니터링 디바이스는 압력 센서 및/또는 온도 센서를 포함할 수 있다. 압력 센서와 온도 센서의 조합은 플래시 가스의 "특질(quality)"을 결정하는데 있어 특히 간단한 방법이다. 다른 센서들이 사용될 수도 있다. 모니터링 디바이스에 제어부를 연결하는 것, 즉 제어부에 모니터링 신호들을 제공하고, 플래시 가스의 조건에 기초해 제어 밸브를 조절하기 위하여 상기 제어부를 제어 밸브에 연결하는 것이 바람직하다. 따라서, 내부 열 교환기를 통한 플래시 가스의 유동은 플래시 가스 특질에 기초하여 제어될 수 있다. 따라서, 플래시 가스의 과열이 없다면, 즉 2-상 플래시 가스가 플래시 가스 라인 내에 존재한다면, 액체 냉매로부터 플래시 가스로 열교환이 증대되도록 플래시 가스의 유동이 감소될 수 있다. 제어 밸브를 제공하고 플래시 가스 특질에 따라 제어 밸브를 제어하는 아이디어는 그 자체가, 그리고 특히 독립 청구항들에서 청구된 특징들 없이 또는 그 특징들의 일부만으로도 독창적인 갖는 것으로 간주된다는데 유의해야 한다.

CO₂ 냉각 회로는 열-방출 열 교환기와 리시버 사이에 중간 팽창 디바이스를 포함할 수도 있다. 중간 팽창 디바이스는 100 내지 120 바아(bar)일 수 있는 고압을 열-방출 열 교환기에 대략 30 내지 40 바아의 중간 압력으로 바람직하게는 대략 36 바아의 중간 압력으로 저감시킬 수 있다. 컨슈머(consumer) 팽창 디바이스 및 컨슈머 증발기를 포함하는 냉각 컨슈머(들)에 중간 압력을 갖는 냉매를 공급할 수 있다. 압축기, 열-방출 열 교환기 및 리시버는 일반적으로 별도의 머신 룸 내에 또는 머신 룸에 이웃하여 서로 이웃해 배치되는 한편, 냉각 컨슈머들에 대한 라인들은 실질적인 길이를 가질 수 있다. 이러한 라인들 내에서만 저감된 압력을 갖도록 함으로써, 라인들에 대한 비용들 및 각각의 컨슈머들을 밀봉하기 위한 지출을 실질적으로 줄일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 온도 압축기의 유출부는 중간 온도 압축기의 유입부와 연결된다. "낮은 온도 루프" 및 "중간 온도 루프"라는 용어들은 일반적으로 폐쇄 루프들을 각각 지칭한다. 하지만, 루프들의 부분들은 조인트 루프 부와 일치한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서 중간 온도 압축기는 낮은 온도 루프를 위한 제 2 스테이지 압축기를 형성할 수 있다. 열-방출 열 교환기 및/또는 중간 팽창 디바이스 및/또는 리시버와 같은 다른 구성요소들 또한 루프들의 조인트 부분들의 구성요소들일 수 있다. 대안적으로, 낮은 온도 루프를 위한 단일의 낮은 온도 압축기 또는 복수의 낮은 온도 압축기 스테이지들을 별도로 제공할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예는 본 발명의 일 실시예에 따른 CO₂ 냉각 회로를 포함하는 CO₂ 냉각 장치에 관한 것이다. 냉각 장치는 수퍼마켓용 냉각 시스템, 산업용(industrial) 냉각 시스템 등일 수 있다. 수퍼마켓용 냉각 시스템의 경우에, 중간 온도 냉각 컨슈머(들)은, 예를 들어 10℃ 아래에서 0℃ 주위까지의 냉각 레벨을 갖는 유제품, 육류, 야채 및 과일을 위한 진열 캐비넷(display cabinets) 등일 수 있다. 낮은 온도 냉각 컨슈머(들)은 -20℃ 이하의 냉각 레벨을 갖는 냉동장치(freezer)일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예는 사전설정된 유동 방향으로 냉매를 순환시키는 CO₂ 냉각 회로를 작동시키는 방법에 관한 것으로, 상기 CO₂ 냉각 회로는 유동 방향으로 열-방출 열교환기, 액체부와 플래시 가스부를 구비한 리시버, 및 상기 리시버에 후속하는 중간 온도 루프 및 낮은 온도 루프를 포함하고, 상기 중간 온도 루프 및 낮은 온도 루프 각각은 유동 방향으로 팽창 디바이스, 증발기 및 압축기를 포함하고, 상기 냉각 회로는 리시버의 액체부를 중간 온도 루프 및 낮은 온도 루프 중 1 이상과 연결하는 액체 라인을 더 포함하며, 상기 방법은:

(a) 상기 리시버의 플래시 가스부로부터 플래시 가스를 태핑하는(tapping) 단계;

(b) 액체로부터 플래시 가스로 열 교환을 실행하기 위하여 열 교환의 관계로 플래시 가스를 유동시키고 액체 라인 내의 액체를 유동시키는 단계;

(c) 대략적으로 낮은 온도 압축기 유입부 압력 레벨의 압력 레벨에서 낮은 온도 루프 내에 상기 플래시 가스를 복귀시키는 단계를 포함한다.

단계 (c)와 관련하여, 낮은 온도 압축기의 유입부 내에 또는 낮은 온도 압축기를 향하여 나아가는 낮은 온도 흡입 라인 내에 직접적으로 플래시 가스를 복귀시키는 것이 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 방법은 리시버로부터 태핑되는 플래시 가스의 양, 즉 CO2 냉각 회로의 작동 조건에 따라 플래시 가스의 유동을 조정하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 방법은 플래시 가스의 조건, 즉 플래시 가스가 과열되었지는 또는 액체 및 가스 상태의 냉매를 포함하는 2-상 조건으로 되어 있는지를 모니터링하는 단계, 및 플래시 가스 조건에 기초하여 열 교환 관계로 플래시 가스의 유동을 조정하는 단계를 더 포함한다. 특히, 압축기의 안전한 작동을 확보하기 위하여 낮은 온도 압축기의 유입부에 순수 가스 상태의 플래시 가스가 존재하도록 하는 것이 바람직하다. 과열의 양이 0의 과열을 향해 진행된다면, 플래시 가스의 유동을 저감시켜 열전달을 증가시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 플래시 가스 조건을 모니터링하는 단계는 플래시 가스의 압력 및 온도를 감지하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 플래시 가스의 조건을 모니터링하는 단계에 후속하여 플래시 가스 및 액체를 열 교환 관계로 유동시키는 단계가 수행된다. 이는 플래시 가스의 "특질", 즉 플래시 가스의 압력 및 온도를 간단하게 감지함으로써 플래시 가스의 완전 건조 조건을 특별히 간단하게 모니터링할 수 있도록 한다. 또한, 리시버 및/또는 플래시 가스 라인 내의 플래시 가스 조건을 모니터링하고, 액체 및 가스 상태의 냉매들의 유동들 및 열 교환량에 기초하여 플래시 가스의 과열을 계산하는 것도 가능하다.

도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 보다 상세히 후술된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 회로를 나타낸다.

도 1은 사전설정된 유동 방향으로 CO₂ 냉매를 순환시키기 위한 CO₂ 냉각 회로(2)를 나타내고 있다. 냉각 회로(2)는 CO₂ 냉매를 가지고 임계초과(supercritical)의 작동 모드에서는 가스쿨러이고 임계미만(subcritical)의 작동 모드에서는 콘덴서인 열-방출 열 교환기(4)를 포함한다. 열 교환기 유출 라인(6)은 열-방출 열 교환기(4)를 중간 팽창 디바이스(8)를 통해 리시버(10)에 연결시킨다. 냉매의 압력은 120 바아까지 이를 수 있고, 열-방출 열 교환기(10) 및 그것의 유출 라인(6)에서 통상적으로 "여름 모드"에서는 대략 85 바아이고 "겨울 모드"에서는 대략 45 바아인 한편, 중간 팽창 디바이스(8)는 30 내지 40 바아, 바람직하게는 36 바아까지 압력을 저감시키며 상기 중간 압력은 통상적으로 "겨울 모드" 및 "여름 모드"와는 독립적이다. 리시버(10)는 액체 및 가스 상태의 리시버 부(12, 14)에서 액체 및 가스 상태의 냉매를 각각 수집 및 분리시킨다.

액체 라인(16)은 리시버(10)의 액체부(12)를 중간 온도 루프(20) 및 낮은 온도 루프(24)의 냉각 컨슈머들(18, 22)과 연결시킨다. 특히, 액체 라인(16)은 낮은 온도 브랜치 라인(17) 및 중간 온도 브랜치 라인(19)으로 분기된다. 각각의 낮은 온도 루프 및 높은 온도 루프(20 및 24)는 1 이상의 낮은 온도 및 중간 온도 냉각 컨슈머(18, 22)를 각각 포함한다. 각각의 냉각 컨슈머(18, 22)는 팽창 디바이스(26, 28) 및 증발기(30, 32)를 포함한다.

중간 온도 루프(20)는 중간 온도 루프(20)의 압축기 셋트(36)의 압축기들 (38)의 유입부들로 나아가는 흡입 라인(34)과, 압축기들(38)의 유출부를 열-방출 열 교환기(4)의 유입부와 연결시키는 고압 라인(40)을 통해 폐쇄된다. 중간 온도 루프 압축기들(38)의 유입부에서의 압력은 통상적으로 20 내지 30 바아이고, 대략적으로는 중간 온도 루프(20)의 냉각 컨슈머(들)에서 대략 -10℃의 냉매의 온도를 초래하는 26 바아이다.

낮은 온도 루프(24)에서 낮은 온도 흡입 라인(42)은 낮은 온도 냉각 컨슈머(들)(22)를 낮은 온도 루프 압축기 셋트(44)의 압축기들(46)의 유입부들과 연결시킨다. 복귀 라인(48)은 중간 온도 루프 압축기 셋트(36)의 유입부로 낮은 온도 루프 냉매를 복귀시킨다. 낮은 온도 루프 압축기 셋트(44)의 유입부에서의 압력은 통상적으로 8 내지 20 바아이고, 대략적으로는 낮은 온도 루프(24)의 냉각 컨슈머(들)에서 대략 -37℃의 냉매의 온도를 초래하는 12 바아인 것이 바람직한 한편, 유출부에서의 압력은 중간 온도 루프 압축기 셋트의 유입 압력과 대략 동일한 레벨이다. 낮은 온도 루프(24)는 공통의 루프 부, 즉 중간 온도 루프 압축기 셋트(36), 고압 라인(40), 열-방출 열 교환기(4), 중간 팽창 디바이스(8), 리시버(10) 및 액체 라인(16)을 통해 중간 온도 루프(20)와 함께 순차적으로 폐쇄된다.

플래시 가스 라인(50)은 리시버(10)의 가스부(14)와 연결된다. 플래시 가스 라인(50)은 실질적으로 포화 압력, 즉 적어도 2-상 상태 부근인 플래시 가스를 태핑한다. 플래시 가스 라인(50)은 플래시 가스 팽창 디바이스, 예를 들어 플래시 가스 밸브(52)와, 액체 냉매와 열 교환 관계로 액체 라인(16)에 연결되어 상기 액체 냉매를 낮은 온도 루프 압축기 셋트(44)의 유입부 또는 흡입부로 복귀시키는 내부 열 교환기(54)를 통해 플래시 가스를 인도한다. 따라서, 리시버에서 대략 36 바아의 중간 압력에 있는 플래시 가스는 낮은 온도 루프 압축기(46)로의 유입부에서 대략 12 바아까지 팽창된다. 각각의 쿨링 능력, 즉 액체 냉매로부터의 열은 실질적으로 내부 열 교환기(54)에서 액체 냉매로 전달되고 액체 냉매의 쿨링 또는 냉각 능력을 증대시킨다. 플래시 가스 냉매로의 열전달은 그것의 온도를 높이고 초기에 2-상 상태의 플래시 가스가 완전히 건조해지고 낮은 온도 압축기 흡입부 또는 유입부로의 공급 이전에 과열되도록 한다. 내부 열 교환기(54)는 중간 온도 루프 및 낮은 온도 루프(20, 24)를 위한 액체의 냉각 능력의 증가를 초래하는 액체 라인(16)에 있으나, 또한 단지 상기 루프들(20, 24)을 위한 냉각 능력이 증가되도록 브랜치 라인(17 및 19) 중 어디에도 있을 수 있다. 또한, 내부 열 교환기(54) 다음의 플래시 가스 라인(50), 및 스위치-오버(switch-over) 밸브 및 따라서 내부 열 교환기(54)를 중간 온도 압축기 셋트(36)의 유입부 또는 흡입부에 연결하는 대안의 플래시 가스 라인(도시 안됨)에 스위치-오버 밸브(도시 안됨)를 제공할 수도 있다. 낮은 온도 압축기(46)의 유입부에 플래시 가스를 유동시키는 것과 중간 온도 압축기(38)의 유입부에 플래시 가스를 유동시키는 것을 전환(switch over)함으로써, 냉각 능력의 증가가 폭넓은 범위에서 제어될 수 있다.

플래시 가스 밸브(52)는 열적 팽창 디바이스일 수 있으며 당업자에게 알려진 바와 같은 타입의 제어가능한 밸브일 수 있다. 특히, 플래시 가스 밸브(52)는 전자적으로 제어되는 밸브 또는 기계적으로 제어되는 밸브일 수 있다. 플래시 가스 밸브(52)는 열적 팽창 밸브(thermal expansion valve:TXV) 또는 전자적 팽창 밸브 (electronic expansion valve:EXV)일 수 있다.

제어부(60)는 플래시 가스 밸브(52)를 제어하기 위해 제공된다. 제어부는 전체 냉각 회로 제어부와는 별도로 되어 있거나 그 일부를 형성한다. 또한, 제어부는 플래시 가스 밸브(52)와 통합될 수도 있다. 온도 센서(70) 및 압력 센서(72)를 포함하는 모니터링 디바이스(56)는 라인(58)을 통해 제어부(60)에 연결된다. 제어부(60)는, 예를 들어 액체 냉매의 원하는 냉각 능력의 증대 또는 플래시 가스의 과열 조건에 따라 내부 열 교환기(54)를 통해 플래시 가스의 유동을 제어하도록 되어 있다. 제어부(60)는 또한 상술된 스위치-오버 밸브를 제어하도록 구성될 수도 있다.

또한, 열-방출 열 교환기 유출 라인(6) 내의 고압의 냉매를 위해 서브-쿨링이 제공된다. 따라서, 냉매의 일 부분은 냉매의 나머지 부분을 서브-쿨링하기 위하여 고압 팽창 밸브(64) 및 고압 열 교환기(62)를 통해 방향 전환된다. 라인(68)은 냉매의 방향 전환된 부분을 압축기(66)의 유입부로 복귀시킨다. 압축기(66)의 유입부는 압축기 셋트(36)의 나머지 압축기들(38)과 동일한 압력 레벨 또는 상이한 압력 레벨, 즉 보다 높거나 낮은 레벨에 있을 수 있다.

Claims

사전설정된 유동 방향으로 냉매를 순환시키는 CO₂ 냉각 회로(2)에 있어서,

유동 방향으로 열-방출 열교환기(4), 액체부(12)와 플래시 가스부(14)를 구비한 리시버(10), 및 상기 리시버(10)에 후속하는 중간 온도 루프(20) 및 낮은 온도 루프(24)를 포함하고, 상기 중간 온도 루프 및 낮은 온도 루프(20, 24) 각각은 유동 방향으로 팽창 디바이스(26, 28), 증발기(30, 32) 및 압축기(46, 38)를 포함하고, 상기 냉각 회로(2)는, 상기 리시버(10)의 상기 액체부(12)를 상기 중간 온도 루프 및 낮은 온도 루프(20, 24) 중 1 이상과 연결하고 내부 열 교환기(54)를 구비하는 액체 라인(16), 및 상기 리시버(10)의 상기 플래시 가스부(14)를 상기 내부 열 교환기(54)를 통해 상기 낮은 온도 압축기(46)의 유입부와 연결하는 플래시 가스 라인(50)을 더 포함하고,

상기 내부 열 교환기(54)는 사용시, 상기 액체 라인(16)을 통해 유동하는 액체로부터 상기 플래시 가스 라인(50)을 통해 유동하는 플래시 가스로 열을 전달하는 것을 특징으로 하는 CO₂ 냉각 회로.
제 1 항에 있어서,

상기 플래시 가스 라인(50) 내에 플래시 가스 밸브(52)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CO₂ 냉각 회로.
제 2 항에 있어서,

상기 플래시 가스 밸브(52)는 제어 밸브인 것을 특징으로 하는 CO₂ 냉각 회로.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 플래시 가스의 조건을 모니터링하도록 되어 있는 상기 플래시 가스 라인(50) 내의 모니터링 디바이스(56)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CO₂ 냉각 회로.
제 4 항에 있어서,

상기 모니터링 디바이스(56)는 압력 센서(72) 및 온도 센서(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 CO₂ 냉각 회로.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 플래시 가스의 조건에 기초해 상기 제어 밸브(52)를 조절하기 위하여 상기 모니터링 디바이스(56) 및 제어 밸브(52)에 연결되는 제어부(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CO₂ 냉각 회로.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 열-방출 열 교환기(4)와 상기 리시버(10) 사이에 중간 팽창 디바이스(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CO₂ 냉각 회로.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 낮은 온도 압축기(46)의 유출부는 상기 중간 온도 압축기(38)의 유입부와 연결되는 것을 특징으로 하는 CO₂ 냉각 회로.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 CO₂ 냉각 회로(2)를 포함하는 CO₂ 냉각 장치(3).
사전설정된 유동 방향으로 냉매를 순환시키는 CO₂ 냉각 회로를 작동시키는 방법에 있어서,

상기 CO₂ 냉각 회로(2)는 유동 방향으로 열-방출 열교환기(4), 액체부(12)와 플래시 가스부(14)를 구비한 리시버(10), 및 상기 리시버(10)에 후속하는 중간 온도 루프(20) 및 낮은 온도 루프(24)를 포함하고, 상기 중간 온도 루프 및 낮은 온도 루프(20, 24) 각각은 유동 방향으로 팽창 디바이스(26, 28), 증발기(30, 32) 및 압축기(46, 38)를 포함하고, 상기 냉각 회로(2)는 상기 리시버(10)의 액체부(12)를 상기 중간 온도 루프 및 낮은 온도 루프(20, 24) 중 1 이상과 연결하는 액체 라인(16)을 더 포함하며, 상기 방법은:

(a) 상기 리시버(10)의 플래시 가스부(14)로부터 플래시 가스를 태핑하는(tapping) 단계;

(b) 액체로부터 상기 플래시 가스로 열전달을 실행하기 위하여 열 교환의 관계로 상기 플래시 가스를 유동시키고 상기 액체 라인(16) 내에서 상기 액체를 유동시키는 단계;

(c) 상기 플래시 가스를 낮은 온도 압축기(46) 유입부 부근 위치에서 낮은 온도 루프(24) 내로 복귀시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10 항에 있어서,

작동 조건에 따라 상기 리시버(10)로부터 태핑되는 플래시 가스의 양을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,

상기 플래시 가스의 조건을 모니터링하고 상기 플래시 가스의 조건에 기초하여 플래시 가스의 양을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 플래시 가스 조건을 모니터링하는 단계는 상기 플래시 가스의 압력 및 온도를 감지하는 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,

상기 플래시 가스의 조건을 모니터링하는 단계는 상기 플래시 가스 및 상기 액체를 열 교환 관계로 유동시키는 단계에 후속하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.