A Study on the Simulation of LPG Refrigeration Cylcle Using Pure Propane Refrigerant

순수한 프로판 냉매를 사용한 액화석유가스 냉동사이클의 모사에 관한 연구

In this study, a simulation technology for refrigeration cycle which can liquefy and store liquified petroleum gas (LPG) using pure propane as a refrigerant has been introduced. Cooling water as the second cooling medium was used for the liquefaction of propane. Peng-Robinson equation of state was used for the entire refrigeration cycle. A new alpha formulation proposed by Twu et al. was used for the more accurate prediction of vapor pressures of pure propane component and LPG constituents. API method for the accurate estimation of liquid densities of propane and LPG was used instead of using Peng-Robinson equation of state. PRO/II with PROVISION release 7.1, a general purpose chemical process simulator was used for the simulation of the overall refrigeration system. Through this work, we can successfully simulate the real propane refrigeration plant operating at domestic site.

본 연구에서는 순수한 프로판 냉매를 사용하여 액화석유가스(LPG)를 액화 및 냉동 저장할 수 있는 냉동 사이클에 대한 모사기법을 소개하였다. 프로판을 액화시키기 위한 2차 냉매로써는 물을 사용하였다. 전체 냉동 사이클의 모사를 위한 열역학 모델로서는 Peng-Robinson 상태방정식을 사용하였다. 프로판 성분과 LPG구성성분의 증기압의 좀 더 정확한 추산을 위하여 Twu 등이 제안한 새로운 alpha function을 사용하였다. 또한 액상의 밀도를 정확하게 추산하기 위해서는 Peng-Robinson상태방정식 대신에 API모델식을 사용하였다. 모사를 위하여 Simulation Science사의 PRO/II with PROVISION version 7.1 범용성 화학공정 모사기를 사용하였다 본 연구를 통하여 국내에서 실제로 가동되고 있는 LPG 저장을 위한 냉동 사이클을 성공적으로 모사할 수 있었다.