본 논문에서는 수냉식 압축형 CO2 하이드레이트 직접 접촉 축냉 시스템의 시뮬레이션 모델을 구축하고, 다양한 충진 압력(3.5, 3.6, 3.7, 3.8 MPa) 하에서 축냉 시스템의 냉각 곡선과 총 축냉량을 모의 연구하였다. 연구 결과, 냉각 곡선의 시뮬레이션 결과와 실험 결과의 상대 오차는 각각 4.02%, 4.43%, 3.38%, 1.89%이며, 총 축냉량의 시뮬레이션 결과와 실험 결과의 상대 오차는 각각 0.82%, 3.41%, 1.45%, 1.81%로 모두 5% 미만으로 모델이 우수한 예측 능력을 갖고 있음을 보여준다. 실험 시스템의 축냉 성능 향상을 위해 모델을 이용한 시스템 최적화를 수행한 결과, 냉각수 유량이 65 mL/s에서 100 mL/s로 증가할 때 시스템의 예냉 시간이 22.5분에서 20.8분으로 감소하였고, 시스템 COP는 처음 증가하다가 감소하였다. 냉각수 유량이 95 mL/s일 때 시스템 COP가 최대였으며, 냉각수 온도가 22℃에서 30℃로 상승할 때 시스템 예냉 시간은 16.1분에서 21.9분으로 증가하였고, 시스템 COP는 1.77에서 1.53으로 감소하였다. 충진 압력이 3.5 MPa에서 5.0 MPa로 상승할 때 배기 압력은 5.4 MPa에서 12.1 MPa로 상승하였다. 충진 압력이 5.0 MPa일 때 배기 압력이 12.1 MPa로, 압축기 경고 압력을 초과하므로 5.0 MPa 미만의 충진 압력이 비교적 안전하다.

CO2 하이드레이트; 압축식 냉동 사이클; 축냉 시스템; 시뮬레이션; 최적화