본 연구에서는 물 냉각 압축식 CO2 하이드레이트 직접 접촉 냉각 시스템의 시뮬레이션 모델을 개발하고, 서로 다른 충전 압력(3.5, 3.6, 3.7, 3.8 MPa)에서의 냉각 시스템의 냉각 곡선 및 총 냉각량을 모의 연구했다. 연구 결과를 통해, 냉각 곡선의 시뮬레이션 결과와 실험 결과의 상대 오차가 각각 4.02%, 4.43%, 3.38%, 1.89%이며, 총 냉각량의 모의 결과와 실험 결과의 상대 오차가 각각 0.82%, 3.41%, 1.45%, 1.81%로 모든 상대 오차가 5% 미만으로 모델이 우수한 예측 능력을 가지고 있음을 확인했다. 실험 시스템의 냉각 성능을 향상시키기 위해 모델을 사용하여 시스템을 최적화하였고, 결과적으로 냉각수 유량이 65 mL/s에서 100 mL/s로 증가할 때 시스템의 사전 냉각 시간이 22.5 분에서 20.8 분으로 감소하며, 시스템의 COP는 먼저 증가한 후 감소했다. 냉각수 유량이 95 mL/s일 때 시스템의 COP는 최대이며, 냉각수 온도가 22 ℃에서 30 ℃로 증가할 때 시스템의 사전 냉각 시간이 16.1 분에서 21.9 분으로 증가하며, 시스템의 COP는 1.77에서 1.53으로 감소한다. 충전 압력이 3.5 MPa에서 5.0 MPa로 증가함에 따라 배출 압력이 5.4 MPa에서 12.1 MPa로 증가한다. 충전 압력이 5.0 MPa일 때 배출 압력이 12.1 MPa로, 압축기 경고 압력을 초과하기 때문에 5.0 MPa 미만의 충전 압력이 더 안전하다.

CO2 하이드레이트; 압축식 냉각 순환; 냉각 시스템; 시뮬레이션; 최적화