책소개

현재까지 나와 있는 냉동 공학 관련 저서는 주로 기계 열역학이나 화공 열역학에서 하나의 장으로 구분되어 구성되어 있다. 카로노 사이클에 기반을 둔 카르노 냉동기의 성능 계수에 대한 개념적인 소개를 바탕으로 해서 증기 재압축 냉동사이클과 흡수식 열펌프 그리고 다단 또는 다원 냉동 사이클에 대한 원리 위주로 설명되어 있는 것이 대부분이었다고 해도 과히 크게 틀린 말은 아닐 것이다.
이 책의 두드러지는 첫 번째 특징은 바로 본 교재에 수록되어 있는 수식은 가급적이면 중간과정을 생략하지 않고 모두 친절하게 한 줄, 한 줄 모든 유도과정을 설명해 놓았다는 것이다. 이것은 어찌 보면 지면을 낭비하는 것처럼 보일 수도 있으나 냉동 공학이 열역학과 유체역학 및 열전달을 기본으로 하는 학문인만큼 초보자들도 쉽게 공부할 수 있도록 하고자 하는 의도가 있다고 할 수 있다.
이 책의 두 번째 특징은 바로 AspenTech사의 Aspen Plus 범용성 공정모사기를 주로 활용하여 각종 냉동 공정에 대한 해석과 문제풀이에 활용하였다는 점을 들 수 있다. 이 책에서 처음 소개되는 냉동 사이클에 대한 예제 문제들에 대해서는 Aspen Plus를 활용한 전산모사 절차에 대해서 매우 친절하게 설명되어져 있으며, 유사한 예제의 연습을 위해서 충분한 양의 연습문제를 각 장의 뒷부분에 수록하였다.
이 책의 세 번째 특징이라고 하면, 냉동 공정에 대한 해석을 다룬 대다수의 교과서에서처럼 P-H, P-T 혹은 T-S 다이어그램을 정성적으로 다루었지만, 본 저서에서는 정량적인 해석을 시도하였다는 것이다. 즉 본 저서에서 다룬 모든 냉매 또는 작동유체의 실제 물성 데이터를 이용해서 P-H, P-T 또는 T-S 다이어그램에 대한 해석을 시도하였다는 것이다.

저자소개

목차

제 1장 온도를 낮추는 방법 1
1.2 공랭식 및 수냉식 냉각에 의해서 낮출 수 있는 온도 4
1.3 줄-톰슨 팽창에 의한 냉각 5
1.4 터보 팽창기에 의한 냉각 17
1.5 냉매를 이용한 냉동 사이클에 의한 냉각 19
1.6 카르노 열기관 21
1.7 실제적인 증기 재압축 냉동 사이클 기본 25

제 2장 냉동 사이클의 전산모사를 위한 열역학 모델식 27
2.1 순수성분의 증기-액 상평형 관계식 27
2.2 반데르발스 상태방정식 32
2.3 Redlich-Kwong 상태방정식과 최초의 Alpha 함수의 소개 40
2.4 Pitzer의 이심인자의 소개 45
2.5 Soave-Redlich-Kwong 상태방정식의 소개 46
2.6 SRK 상태방정식에서 Alpha 함수의 문제점 48
2.7 Peng-Robinson 상태방정식의 소개 49
2.8 일반적인 2개의 매개변수를 가지는 3차형 상태방정식 56
2.9 Twu의 변형된 Alpha 함수의 소개 57
2.10 혼합물의 K-value를 잘 추산하기 위한 혼합규칙에 대한 소개 59
2.11 혼합물 중의 성분 ‘i’의 퓨개시티 표현식의 유도 60
2.12 SRK 상태방정식에 적용한 혼합물 중의 성분 ‘i’의 퓨개시티 표현식 62
2.13 PR 상태방정식에 적용한 혼합물 중의 성분 ‘i’의 퓨개시티 표현식 68
2.14 BWRS 모델식에 대한 소개 76
2.15 GERG-2008 모델식에 대한 소개 77
2.16 SAFT 모델식에 대한 소개 80
2.17 PC-SAFT 모델식에 대한 소개 86
참고 문헌 90

제 3장 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 91
3.1 냉매가 갖추어야 할 조건 92
3.2 프로판 냉매를 이용한 냉동 사이클의 문제 설정 93
3.3 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 절차 93
3.4 압축기 후단 압력의 추산 96
3.5 증발기 heat duty 및 증발기로 주입되는 냉매의 유량 추정 100
3.6 압축기 후단 압력의 계산 107
3.7 팽창밸브 후단 압력의 계산 110
3.8 증발기로 주입되는 냉매 유량의 계산 113
3.9 냉매 총 순환유량의 결정 116
3.10 압축기 소요동력 및 압축기 후단온도의 계산 120
3.11 응축기 heat duty 및 냉각수 소모유량의 계산 123
3.12 전체 냉동 사이클의 구성 127
3.13 혼합냉매 냉동 사이클의 전산모사 131

제 4장 몇 가지 냉매에 적용한 LNG 1톤에 함유된 냉열 가격 135
4.1 온도대별 각종 냉매의 공급 온도 135
4.2 0.5x106 kcal/h의 냉매 증발기에 필요한 냉매별 압축기 소요 동력 추산 136
4.2.1 R152(C2H4F2) 냉매를 이용한 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 137
4.2.2 R21(CHFCl2) 냉매를 이용한 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 138
4.2.3 R133a(C2H2F3Cl) 냉매를 이용한 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 139
4.2.4 R600(C4H10) 냉매를 이용한 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 139
4.2.5 R12b1(CBrClF2) 냉매를 이용한 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 140
4.2.6 R630(CH3NH2) 냉매를 이용한 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 141
4.2.7 R764(SO2) 냉매를 이용한 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 142
4.2.8 R600a(Iso-C4H10) 냉매를 이용한 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 142
4.2.9 R134(C2H2F4) 냉매를 이용한 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 143
4.2.10 R40(CH3Cl) 냉매를 이용한 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 144
4.2.11 RE170(CH3OCH3) 냉매를 이용한 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 145
4.2.12 R152a(C2H4F2) 냉매를 이용한 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 145
4.2.13 R134a(C2H2F4) 냉매를 이용한 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 146
4.2.14 R1113(C2ClF3) 냉매를 이용한 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 147
4.2.15 R1234yf(C3H2F4) 냉매를 이용한 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 148
4.2.16 R12(CCl2F2) 냉매를 이용한 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 148
4.2.17 R717(NH3) 냉매를 이용한 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 149
4.2.18 R161(C2H5F) 냉매를 이용한 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 150
4.2.19 R161(C2H5F) 냉매를 이용한 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 151
4.2.20 R115(C2F5Cl) 냉매를 이용한 증기 재압축 냉동 사이클의 전산모사 151
4.3 각종 냉매의 종류별 LNG 1톤에 함유되어 있는 냉열 가격의 추산 152
참고 문헌 153