• 공업화학
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• 제31권2호
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• pp.153-163
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• 2020

액체 수소는 기체 수소 부피의 약 1/800로 감소시킬 수 있어 동일 압력에서 기체 수소 대비 800배의 체적 에너지 밀도를 가지고 있고, 기체 수소에 비해 폭발 위험성이 낮고 수송이 용이하다는 장점이 있다. 하지만 수소 액화를 위해서는 대규모 시설투자가 필요하고, 단순 압축 저장방식에 비해 많은 에너지가 필요함으로써 경제성 문제가 수반된다. 따라서 에너지 절감형 수소액화공정 연구는 매우 중요하다고 볼 수 있다. 본 연구에서는 수소 액화를 위한 주요 공정으로 헬륨/네온(몰 비 80 : 20) 냉동사이클을 선정하고 화학공정모사기 AVEVA 사의 PRO/II ver. 10.2를 이용하여 공정모사 및 에너지 사용량을 도출하였다. 수소 액화를 위해 헬륨/네온 냉동사이클만을 사용하는 경우, SMR+헬륨/네온 냉동사이클을 사용하는 경우, C3-MR+헬륨/네온 냉동사이클을 사용하는 경우 에너지 사용량을 상호 비교하였다. 그 결과 수소 1 kg을 액화하는데 소요되는 압축기 총 소요 동력은 각각 16.3, 7.03, 6.64 kWh이었다. 헬륨/네온 냉동사이클만을 사용하는 것보다 상용화되어 있는 SMR 공정이나 C3-MR 공정을 사용하여 예냉하는 경우 에너지를 크게 절감할 수 있는 것을 확인하였다.

• 연구논문집
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• 통권25호
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• pp.77-90
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• 1995

For improving performance of heat pump system, researcher has adapted 2-stage economizer cycle and developed a high-efficiency screw compressor, new working medium(non-azeotropic mixed refrigerant) and counterflow heat exchangers operating with a small temperature difference. Target of this study is development of high performance heat pump system with the 2-stage economizer system using the non-azeotropic mixed refrigerant. For the purpose of excuting target, we constucted computer simulation programs, compared and examed various types of cycle and non-azeotropic mixture. Based on the results from computer simulation we selected optimum mixtures and reflected design and production process of performance test equipment with the 1-stage econmizer system. In order to accomplish the final target, design and production of the 2-stage economizer system, we performed pilot test using the 1-stage economizer performance test system and finally design and production of the 2-stage economizer system.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.626-629
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• 2012

본 논문은 냉매의 특성 곡선을 이용한 냉동시스템의 기초 설계자료를 제공하기 위해서 실제 냉동시스템과 데이터를 비교 분석하였다. 압축기, 응축기, 수액기, 팽창밸브, 증발기, 액 분리기로 구성된 냉동시스템 장비의 데이터와 냉매의 특성곡선을 기초로 하여 개발된 시뮬레이션 프로그램의 온도 변화와 몰리에르 선도를 비교 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.1013-1019
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• 2011

본 논문에서는 천연가스를 액화시키기 위해서 프로판, 에틸렌 및 메탄 냉매를 이용한 다단 캐스케이드 냉동사이클에 대한 전산모사를 PRO/II with PROVISION 8.3에 내장되어 있는 Peng-Robinson 상태방정식을 활용하여 수행하였다. 천연가스의 조성은 한국가스공사로부터 제공받은 것을 적용하였으며, 유량은 연간 500만톤으로 가정하였다. 프로판 냉매의 공급온도는 $-40^{\circ}C$로, 에틸렌 냉매의 공급온도는 $-95^{\circ}C$로 메탄 냉매의 공급온도는 $-155^{\circ}C$로 각각 정하였으며, 천연가스와 각각의 냉매의 최소 접근온도는 $3^{\circ}C$로 정하였다. 다단 냉동을 위한 프로판 냉동 사이클은 3단 냉동을 가정하였으며, 에틸렌 냉동 사이클은 2단 냉동을 그리고 메탄 냉동 사이클은 3단 냉동을 가정하였다. 메탄 냉매에 의해서 $-152^{\circ}C$까지 냉각된 천연가스는 줄-톰슨 팽창에 의해서 $-162^{\circ}C$까지 냉각되어 액화가 일어나도록 하였다. 결론적으로 캐스케이드 냉동 사이클과 줄-톰슨 팽창을 통한 천연가스의 액화율은 몰 비로 91.71%이며, 액화천연가스 1.0 kg/hr당 0.433 kW의 압축 일이 필요함을 알 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.473-477
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• 2019

In this paper, cold heat price contained in the 1 ton/h of LNG has been evaluated using PRO/II with PROVISION release 10.2 from Aveva company when LNG is used to liquefy several refrigerants instead of using vapor recompression refrigeration cycle. Normal butane, R134a, NH3, R22, propane and propylene refrigerants were selected for the modeling of refrigeration cycle. It was concluded that LNG cold heat price was inversely proportional to the refrigerant supply temperature, even though LNG supply flow rate is not varied according to the refrigerant supply temperature.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권6호
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• pp.839-845
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• 2021

본 연구에서는 CO₂ 가스 배출 저감 및 선박 폐열 회수 증대를 목적으로 선박 배기로 버려지는 폐열을 전기로 변환하는 ORC(Organic Rankine Cycle) 발전에 대해 시뮬레이션을 통한 냉매별 효율을 보여주고 있다. 상대적으로 고온인 배기가스의 폐열과 상대적으로 저온인 냉각해수를 이용하여 Aspen HYSYS 11을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 해수냉각 ORC 발전시스템의 시뮬레이션 결과, 작동유체 효율은 R717 냉매가 2.86 %로 가장 높았고, 다음 순으로 R152a, R134a, R143a, R125a로 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권4호
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• pp.502-507
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• 2014

본 논문에서는 혼합작동유체를 해양온도차발전에 적용하였을 때에 그에 따른 사이클의 성능특성에 대해 연구를 수행하였다. 다양한 혼합작동유체 중 본 논문에서는 R32/R152a를 해양온도차발전에 적용하였다. 사이클로는 기존의 밀폐형사이클, 암모니아/물 혼합물에 적용하고 있는 칼리나 사이클에 대해 시뮬레이션 해석을 수행하였고, 온열원의 온도는 $26^{\circ}C$, 냉열원의 온도는 $5^{\circ}C$를 적용하였다. R32를 적용한 밀폐사이클의 출력은 22kW, 사이클의 효율은 2.02%를 보였다. 혼합작동유체를 적용하였을 때에 R32/R152a(90%:10%)의 출력은 29.93kW, 사이클 효율은 2.78%로 기존의 단일 냉매보다 36%, 사이클효율은 37%상승함을 확인 하였다. 칼리나 사이클 또한 위와 같은 방법으로 연구를 수행하였다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.255-262
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• 2008

The simulation of refrigeration cycle is important since the experimental approach is too costly and time-consuming. The present simulation focuses on the effect of capillary tube-suction line heat exchangers (CT-SLHX), which are widely used in small vapor compression refrigeration systems. The simulation of steady states is based on fundamental conservation equations of mass and energy. These equations are solved simultaneously through iterative process. The non-adiabatic capillary tube model is based on homogeneous two-phase model. This model is used to understand the refrigerant flow behavior inside the non-adiabatic capillary tubes. The simulation results show that both of the location and length of heat exchange section influence the coefficient of performance (COP). These results can be used in either design calculation of capillary tube length for refrigeration cycle or effect of suction line heat exchanging on refrigeration cycle.

• 설비공학논문집
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• 제11권3호
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• pp.422-430
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• 1999

This paper concerns the study of a two-stage absorption heat pump cycle to utilize treated sewage. This two-stage cycle consists of coupling double-effect with parallel or series flow type and single effect cycle so that the first stage absorber and condenser produces hot water to evaporate refrigerant in the evaporator of the second stage. The effects of operating variables such as absorber temperature on the coefficient of performance have been studied for two-stage absorption heat pump cycle. The working fluid is lithium bromide and water solution. The efficiency of the two-stage absorption heat pump cycle has been studied and simulation results show that higher coefficient of performance could be obtained for the first stage with parallel flow type. The optimum ratio of solution distribution can be shown by considering the COP, the crystallization of solution and the generator temperature.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제22권2호
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• pp.181-189
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• 1998

A general steady-state model for simulation on domastic refrigerator has been developed. The system model consists of various standard components such as evaporator compressor condenser capillary tube and cabinet. Cabinet is not system component but influence characteristic on domastic refrigerator. The purpose of this paper is to compare between characteristics of HFC 134a with CFC 12 in the domastic refrigerator and to predict the steady state cycle performance which is various specifications of cycle components under the continuous running conditions. As the results of simulation the coefficient of performance of both condenser and evaporator increases with increasing UA the increasing rate for condenser is greater than for evaporator.