CoolProp 함수 목록 [Excel]

• Excel 에서 CoolProp 사용하기

Excel sheet에서 Alt + F11 을 눌러 Visual Basic Editor를 열어보자.

앞서 설치방법 글을 잘 따라왔다면 아래 그림과 같은 프로젝트 창이 생긴 것을 확인할 수 있다.

해당 모듈에서 VBA에서 사용 가능한 함수를 확인할 수 있으며, 그 중 우리가 주로 사용할 함수는 아래와 같다.

PropsSI, PhaseSI, Props1SI, HAPropsSI

하나씩 살펴보도록 하자.

---

1. PropsSI

냉매의 상태량 두 가지를 입력값으로 하여 나머지 상태량을 구하는 함수이다.

단위는 마지막 두 글자에 나와있듯이 SI단위로 입력해야 한다. 

주로 구할 상태량의 약어는 다음과 같다.

(온도: T, 압력: P, 엔탈피: H, 건도: Q, 밀도: D, 점도: V, 열전도도: L, 엔트로피: S, 비열: C)

그 외 추가로 더 필요하다면 본 블로그 내 「물성 DB 및 함수 구조」 글을 참조하자. → 링크: https://engineer-kim.tistory.com/4

위 약어는 하단의 Parameter, Par_input_# 에 들어간다. 

PropsSI("Parameter", "Par_input_1", input_1_value, "Par_input_2", input_2_value, "Fluid_name")

Q) 온도가 100℃, 1기압인 물의 상태량은?

=PropsSI("H","T",100+273.15,"P",101325,"water")  →  엔탈피: 2,675,583 J/kg

=PropsSI("D","T",100+273.15,"P",101325,"water")  →  밀도: 2,675,583 kg/m^3

=PropsSI("C","T",100+273.15,"P",101325,"water")  →  비열: 2,675,583 J/(kg-K)

=PropsSI("V","T",100+273.15,"P",101325,"water")  →  점도: 2,675,583 Pa-s

=PropsSI("S","T",100+273.15,"P",101325,"water")  →  엔트로피: 2,675,583 J/(kg-K)

=PropsSI("L","T",100+273.15,"P",101325,"water")  →  열전도도: 2,675,583 W/(m-K)

2. PhaseSI

냉매의 상태량 두 가지를 입력값으로 하여 유체의 상을 문자로 도출하는 함수이다.

PhaseSI("Par_input_1", input_1_value, "Par_input_2", input_2_value, "Fluid_name")

고체는 unknown 에러가 뜨며, 액체 혹은 기체만 판단이 가능하다.

아래 예를 따라해보자.

=PhaseSI("T",100+273.15,"P",101325,"water")  →  gas

=PhaseSI("T",50+273.15,"P",101325,"water")  →  liquid

=PhaseSI("T",0+273.15,"P",101325,"water")  →  unknown: For now, we don't support T [273.15 K] below Tmelt(p) [273.153 K] : PropsSI("Phase","T",273.15,"P",101325,"water")

PropsSI로도 유체의 상을 계산할 수 있는데, 이 때는 숫자로 출력이 된다.

→ 기체: 5, 액체: 0, 고체: 아직 지원 안함

3. Props1SI

냉매의 임계점(Critical point) 혹은 삼중점(Triple point)과 같은 특정 포인트의 상태량을 구할 때 사용하는 함수이다.

parameter에 p_critical을 입력하면 임계압력, T_critical을 입력하면 임계온도를 구할 수 있고

p_triple, T_triple을 입력하면 삼중점에서의 압력과 온도를 구할 수 있다.

Props1SI("Fluid_name", "parameter")

이 두 가지는 자주 사용하지 않을 것처럼 보이지만 의외로 중요한 곳에서 사용된다.

critical point은 유체 상태량의 상한선을, triple point는 하한선을 나타내며, 두 값으로 CoolProp에서 유체의 경계조건을 설정할 수 있다.

이는 열전달 해석을 수행할 때 최적화 알고리즘을 적용하여 원하는 상태량을 구하고자 할 때 유용하게 쓰인다.

=Props1SI("water", "p_critical")  →  22,064,000 Pa (Maximum)

=Props1SI("water", "p_triple")  →  611.6548 Pa (Minimum)

=Props1SI("water", "T_critical")-273.15  →  373.946 ℃ (Maximum)

=Props1SI("water", "T_triple")-273.15  →  0.01 ℃ (Minimum)

4. HAPropsSI

공기의 상태량 세 가지를 입력값으로 원하는 상태량을 계산하는 함수이다.

입력값 중 하나는 반드시 절대습도 혹은 상대습도가 들어가야 한다.

주로 구할 상태량의 약어는 다음과 같다.

(온도: T, 압력: P, 엔탈피: H, 상대습도: R, 절대습도: W, 비체적: V, 밀도: 1/비체적, 열전도도: K, 점도: M, 비열: C)

HAPropsSI("Parameter", "Par_input_1", input_1_value, "Par_input_2", input_2_value, "Par_input_3", input_3_value)

Q) 습공기의 온도 50℃, 1기압, 상대습도 100%, 50%, 0% 에서의 엔탈피를 구해보자.

=HAPropsSI("H","T",50+273.15,"P",101325,"R",1)  →  275,353.2 J/kg

=HAPropsSI("H","T",50+273.15,"P",101325,"R",0.5)  →  155,557.4 J/kg

=HAPropsSI("H","T",50+273.15,"P",101325,"R",0)  →  50,318.62 J/kg

습공기의 증발잠열을 계산할 때는 HAPropsSI가 아닌 PropsSI를 이용해야한다.

Q) 50℃ 물의 증발잠열을 구해보자.

PropsSI("H","T",50+273.15,"Q",1,"water") - PropsSI("H","T",50+273.15,"Q",0,"water") = 2,591,289 - 209,341.8 = 2,381,947 J/kg

CoolProp에서는 승화잠열을 구할 수 없으므로 가지고 있는 전공서적을 이용하여 영하온도 조건에서의 승화열을 회귀식으로 만든 후 증발잠열과 더해주면 된다. (대략 2800정도가 나오면 정답)