[공조냉동기계산업기사 필기] 26년 1회차 시험지 PDF 다운로드
26년 1회차
등마찰법(등압법)은 덕트 전 구간의 단위길이당 마찰저항을 일정하게 잡고 관경을 정하는 설계법이다. 저속덕트의 표준 단위 마찰저항은 내외이므로 범위를 쓴다. 이보다 크게 잡으면 풍속이 높아져 송풍기 정압과 소음이 과대해진다.
바이패스 팩터(BF)는 코일을 통과하는 공기 중 코일 표면과 열교환하지 않고 그대로 빠져나가는 공기의 비율이다. 접촉하는 비율인 콘택트 팩터와는 의 관계가 성립한다. 코일 열수와 핀 매수가 많고 통과풍속이 낮을수록 BF는 작아진다.
현열부하식 를 송풍량에 대해 풀면 된다. 이다. 취출온도차를 크게 잡을수록 같은 부하에서 송풍량이 줄어든다.
3관식은 냉수관과 온수관을 따로 두지만 환수관을 하나로 공용하므로 환수관에서 냉수와 온수가 섞여 혼합 손실이 크게 생긴다. 혼합 손실이 거의 없는 것은 공급관과 환수관을 모두 분리한 4관식이다. 4관식은 냉난방 동시 운전이 가능한 대신 배관 수가 가장 많아 설비비 면에서 가장 불리하다.
실제 공급 공기량과 이론 공기량의 비 를 공기비 또는 공기과잉계수라 한다. 이론 공기량만으로는 연료와 산소가 고르게 섞이지 않아 완전연소가 어려우므로 항상 1보다 크게 운전한다. 다만 지나치게 크면 배기가스량이 늘어 배기 손실이 커진다.
공기세정기의 분무 노즐은 물을 미세하게 무화시켜야 하므로 분무 수압을 대략 (약 )로 유지한다. 은 입자가 굵어져 가습 효율이 나오지 않는 값이라 옳지 않다. 통과풍속 2~3 m/s와 루버·분무노즐·플러딩노즐·엘리미네이터로 이루어진 구조 설명은 옳다.
에어 핸들링 유닛은 공기를 처리하는 기기로 공기여과기, 냉온수 코일, 가습장치(공기세정기), 송풍기가 케이싱 안에 조립되어 있다. 압축기는 냉동기 즉 열원기기의 구성요소여서 AHU 안에는 들어가지 않는다.
유인 유닛 방식은 중앙 공조기에서 1차 공기만 처리해 고속덕트로 보내고 각 유닛에서 실내공기를 유인해 2차 코일로 처리하므로 덕트 면적이 작고 각 실 개별 제어가 쉽다. 2차 코일에 냉수와 온수를 각각 공급하는 4관식으로 구성하면 존별로 냉방과 난방을 동시에 할 수 있으므로 동시 운전이 곤란하다는 설명이 적합하지 않다.
현열비는 전열부하 중 현열이 차지하는 비율이다. 이다. 습공기 선도에서는 이 값으로 실내 상태점에서 그은 취출 상태선의 기울기를 정한다.
주철제 보일러는 섹션을 조립해 만드는 구조여서 능력이 부족하면 섹션을 추가해 용량을 늘릴 수 있고 반입·해체가 쉬운 것이 대표적 장점이다. 따라서 섹션을 늘릴 수 없다는 설명이 틀리다. 재질이 취성이 커 고압 증기용으로 쓸 수 없고 내부 청소가 불편하며 사용압력·용량 제한을 받는 것은 사실이다.
인체 온열감각을 좌우하는 실내 온열환경 4대 요소는 공기온도, 습도, 기류속도, 주위 벽면의 복사열이다. 청정도는 실내 공기질을 나타내는 지표일 뿐 온열감각을 직접 결정하는 요소가 아니다.
조명 발열은 전기에너지가 전부 열로 바뀌는 것이어서 수분 발생이 없으므로 현열만의 부하다. 인체 발열은 땀과 호흡으로, 틈새바람은 외기의 수분 반입으로, 주방기기 등 실내 기구는 수증기 발생으로 각각 잠열을 함께 동반한다.
벽체 관류 손실은 방위계수로 구한다. 이다. 북향은 일사를 받지 못해 손실이 크므로 방위계수를 1보다 크게 준다.
와 ③④/③④'는 무엇을 나타내는가?
공기가열기를 통과하는 ④→⑤ 과정은 절대습도가 일정한 채 건구온도만 올라가는 가열이므로, 엔탈피 차 에 풍량을 곱한 값이 곧 가열기가 공급하는 가열량이다. 한편 ③은 가열기 앞 장치의 입구 상태, ④'는 그 상태변화를 포화선까지 밀고 갔을 때 도달하는 점이므로, 실제 변화량을 최대 변화량으로 나눈 ③④/③④'는 콘택트 팩터(CF)이다. 나머지 몫인 ④④'/③④'가 바이패스 팩터이며 두 값의 합은 1이다.
공기와 냉수가 같은 방향으로 흐르는 병행류이므로 두 유체가 함께 들어가는 쪽의 온도차는 , 함께 나오는 쪽의 온도차는 이다. 대수평균온도차는 이므로 가 된다. 산술평균인 보다 작게 나오는 것이 대수평균온도차의 특징이다.
온수난방은 열매의 열용량이 커 부하 변동에 대한 온도 조절이 쉽고 취급과 유지관리가 간단해 주택 등 소규모 건물에 널리 쓰인다. 증기난방은 상하 온도차가 크고, 복사난방은 구조체 열용량이 커 외기 급변에 대한 방열량 조절이 늦다. 온수난방은 잠열이 아니라 온수의 현열을 이용한다.
팬코일 유닛은 송풍기, 냉온수 코일, 에어필터를 케이싱에 수납한 소형 실내용 공조기로, 중앙에서 공급된 냉온수를 받아 실내공기를 순환 처리한다. 냉동기를 내장하지는 않으며, 고속덕트의 1차 공기를 노즐로 분출해 실내공기를 유인하는 것은 유인 유닛의 설명이다.
내벽이나 중간층 바닥의 건너편은 실외가 아니라 냉난방을 하지 않는 인접 공간이므로 그 공간의 온도를 실내온도와 실외온도의 산술평균 로 본다. 따라서 적용할 온도차는 가 되어 외벽에 쓰는 온도차 의 절반이 된다.
필요 환기량은 오염물질 발생량을 허용농도와 외기농도의 차로 나눈 로 구한다. ppm은 단위이므로 체적비로 환산해 대입하면 이다.
건축물의 설비기준 등에 관한 규칙은 30세대 이상의 신축 또는 리모델링 공동주택에 자연환기설비나 기계환기설비를 설치해 시간당 0.5회 이상의 환기가 이루어지도록 규정하고 있다. 기밀 성능이 높아진 공동주택에서 실내공기질을 확보하기 위한 최소 기준이다.
NH3는 냉동기유에 거의 녹지 않지만 R-12는 기름과 완전히 섞인다는 설명, 그리고 R-22는 일정 고온에서는 냉동기유에 용해되나 저온에서는 분리되는 부분 용해성 냉매라는 설명이 옳다. 냉동기유의 비중은 약 0.9로 액체 암모니아(약 0.6)보다 무거워 아래로 가라앉으므로 냉동기유가 NH3 액보다 가볍다는 설명은 틀리다. 또 R-12는 기름과 잘 섞이므로 증발기 안에서 냉동기유가 액면 위로 떠올라 분리된다는 설명도 성립하지 않는다.
총괄열전달계수는 각 열저항의 합의 역수로 구한다. 이다. 방열벽 자체의 전도저항이 5로 압도적이어서 K가 매우 작아진다.
이론 성적계수는 냉동효과를 압축일로 나눈 값이다. 압축기 흡입 엔탈피 135, 토출 엔탈피 141, 팽창밸브 직전 액 엔탈피 106을 대입하면 이다. 팽창은 등엔탈피 변화이므로 증발기 입구 엔탈피는 응축기 출구 값과 같다.
선도에서 읽은 냉동효과를 압축일로 나눈 이론 성적계수가 약 3.9이다. 실제 성적계수는 여기에 압축효율과 기계효율을 곱해 이 된다. 체적효율은 냉매 순환량과 냉동능력 계산에 쓰이는 값이므로 성적계수에는 곱하지 않는 점이 함정이다.
보데로(Baudelot) 증발기는 냉각관 위쪽 저장조에서 피냉각액을 작은 구멍으로 흘려 관 외벽을 막상으로 타고 내리게 하면서 관 안의 냉매와 열교환시키는 액체 냉각용 증발기다. 개방형이라 청소와 살균이 쉬워 우유·주스 등 식품 냉각에 쓰인다.
흡수식 냉동기는 압축기 대신 발생기에서 열로 냉매를 분리하므로 구동원이 전기가 아니라 열이며, 80~90℃ 정도의 온수로도 운전할 수 있어 태양열 집열 온수를 그대로 열원으로 쓸 수 있다. 터보식이나 다기통 압축식은 전동기로 압축기를 돌리므로 태양열을 직접 이용할 수 없다.
등압 조건에서 이상기체의 비체적은 절대온도에 비례하므로 그 역수인 비중량은 절대온도에 반비례한다. 배가 된다. 가열하면 팽창해 가벼워지므로 1보다 작은 값이 나와야 한다.
CA 저장은 저온 유지와 함께 저장고 안의 산소 농도를 낮추고 이산화탄소 농도를 높여 호흡작용을 억제하는 방식으로, 사과 등 수확 후에도 호흡하는 청과물의 장기 저장에 쓰인다. 호흡하지 않는 제빙이나 일반 가정용 냉장에는 적용할 이유가 없다.
냉동능력은 이다. 소요동력 2.5 HP를 열량으로 바꾸면 이므로 이다. 브라인 순환량이 분당 값이므로 60을 곱해 시간당으로 맞추는 것이 요점이다.
흡수식 냉동기는 증발기, 흡수기, 발생기(재생기), 응축기가 주요 구성이며 흡수액의 농도 변화로 냉매를 순환시킨다. 압축기가 없다는 점이 압축식과의 근본적인 차이이고, 대신 용액펌프가 흡수액을 발생기로 보낸다.
정압 가열에서는 샤를의 법칙에 따라 가 일정하므로 열을 받아 온도가 오르면 체적도 그에 비례해 늘어난다. 체적이 일정한 채로 온도만 오르는 것은 정적변화이므로 정압 조건과 맞지 않는다.
냉매의 포화압력과 포화온도는 일대일로 대응하므로 압력이 낮아지면 대응하는 포화온도, 즉 증발온도도 함께 강하한다. 증발압력 조절기로 증발압력의 하한을 잡아 증발온도가 지나치게 내려가지 않게 하는 것도 이 관계를 이용한 것이다.
브라인 동결 방지에는 브라인 온도가 설정치 이하로 내려가면 정지시키는 온도 스위치, 브라인 흐름이 끊기면 정지시키는 단수 릴레이, 증발압력이 과도하게 낮아지지 않게 막는 증발압력 조절기를 쓴다. 흡입압력 조절기는 기동 시나 과부하 시 압축기 흡입압력을 제한해 전동기 과부하를 막는 기기여서 목적이 다르다.
역카르노 사이클의 성적계수는 두 열원의 절대온도만으로 정해진다. , 이다. 두 값 사이에는 항상 이 성립한다.
응축압력은 응축온도에 대응하는데 냉각수 입구온도가 낮아지면 응축온도가 내려가므로 응축압력도 오히려 낮아진다. 불응축가스 혼입, 냉각수량 부족, 냉각관 스케일 부착은 모두 냉각을 방해하거나 유효 전열을 줄여 응축압력을 높이는 원인이다.
기체상수는 이고, 이를 열의 일당량 427로 나누면 이다. 마이어 관계식 에서 이다. 일 단위를 열 단위로 환산하지 않으면 값이 크게 틀어진다.
모세관은 관지름과 길이로 교축량이 고정되어 있어 부하 변동에 따른 유량 조절이 되지 않으므로, 냉매를 여유 없이 정량 충전해 증발기 용량에 맞추는 것이 중요하다. 응축기 용량에 맞춰 냉매 순환량을 정한다는 설명이 옳지 않다. 조절 기구가 없어 구조가 단순하므로 밀폐형 소형 냉동장치에 주로 쓰인다.
오일 포밍은 정지 중 오일에 녹아 있던 냉매가 기동 시 급격히 기화하며 유막을 깨뜨리고, 크랭크케이스 히터가 단선되면 오일에 냉매가 용해되어 점도가 떨어지며, 냉매액이 압축기로 넘어오면 오일이 희석된다. 전압강하는 전동기 과열이나 기동 불량의 원인일 뿐 윤활유의 성상 저하와는 직접 관계가 없다.
R-1234yf는 분자 내 이중결합을 가진 HFO계 냉매로 대기 중 수명이 며칠 수준이라 GWP가 1 이하이며, 키갈리 개정서의 HFC 감축에 대응하는 대표적 저GWP 대체냉매다. R-410A, R-404A는 GWP가 2000~4000대이고 R-134a도 1000을 넘어 모두 감축 대상이다.
팽창은 등엔탈피 변화이므로 증발기 입구 엔탈피는 팽창밸브 입구 액의 엔탈피와 같다. 이다.
공기조화 설비는 열원기기인 냉동기와 보일러, 공기를 처리하는 공조기와 송풍기, 이를 잇는 배관·덕트 계통으로 구성된다. 세면기·대변기 같은 위생기구 설비는 급배수위생설비에 속해 공기조화 설비와는 계통이 다르다.
증기난방은 사용 증기압력으로 구분해 게이지압 이상을 고압식, 그 미만을 저압식으로 본다. 고압식은 증기의 비체적이 작아 배관지름을 줄일 수 있어 공장이나 지역난방처럼 원거리·대규모 계통에 쓴다.
저탕조 내부의 가열관에는 증기나 고온수가 흐르므로 온도와 압력을 함께 견디는 강도가 필요해 강관을 쓴다. 폴리부틸렌관은 내열 한계가 낮고, 주철관은 취성이 커 코일 형상으로 쓰기 어려우며, 연관은 강도가 부족하다.
급탕배관은 온도 변화에 따른 신축량이 커서 강관은 직관 30 m마다, 동관은 20 m마다 신축이음을 한 개씩 설치한다. 신축을 흡수하지 못하면 관과 이음부에 응력이 집중되어 누수와 지지물 파손이 생긴다.
암모니아는 수분이 있으면 구리 및 구리합금을 침식시켜 부식과 동부착 현상을 일으키므로 동관과 황동 부품을 쓰지 못한다. 배관용 탄소강 강관, 저온 배관용 강관, 배관용 스테인리스 강관은 암모니아 냉동설비에 사용할 수 있다.
벨로즈형은 주름관 자체의 탄성 변형으로 신축을 흡수하므로 패킹이 필요 없어 누설 염려가 적고 설치 공간도 작게 든다. 장시간 사용 시 패킹이 마모되어 누수가 생기는 것은 슬리브형 신축이음의 단점이므로 벨로즈형의 특징이 아니다.
4관식은 냉수와 온수의 공급관과 환수관을 각각 따로 두어 두 유체가 섞이지 않으므로 혼합 손실이 없고 냉난방 동시 운전도 가능하다. 3관식은 공급관은 나뉘어 있어도 환수관을 공용하므로 혼합 손실을 피할 수 없다.
공조용 증기코일에 공급하는 증기압력은 보통 정도의 저압으로 잡는다. 은 코일 표면온도가 지나치게 높아져 취출온도 제어가 어려워지는 값이라 틀린 설명이다. 통과풍속 3~5 m/s와 응축수 배출을 위한 순구배 확보는 옳다.
저압 가스배관의 유량은 폴(Pole)식으로 구하며, 유량은 관지름의 5제곱과 압력손실에 비례하고 가스 비중과 관 길이에 반비례하는 값의 제곱근으로 나타난다. 즉 이며, 관지름이 유량을 좌우하는 지배적 인자여서 가 5제곱으로 들어가는 것이 이 식의 특징이다. 여기서 는 , 는 , 은 단위로 대입한다.
관의 팽창량은 로 구하는데, 길이 L은 m 단위이고 선팽창계수는 mm/mm·℃ 단위이므로 결과를 mm로 얻으려면 1000을 곱해 단위를 맞춰야 한다. 따라서 이다.
물은 가열되면 체적이 늘어나는데 팽창탱크가 없으면 팽창한 물이 빠져나갈 곳이 없어 밀폐된 계통의 압력이 급격히 상승한다. 그 결과 배관이나 기기가 파열될 수 있으므로 팽창탱크로 팽창량을 흡수해 계통 압력을 일정하게 유지한다.
스위블 이음은 두 개 이상의 엘보를 조합해 나사부의 회전으로 신축을 흡수하는 방식으로, 구조가 간단하고 좁은 공간에도 설치할 수 있어 방열기 주변의 분기 배관에 적합하다. 루프형이나 벨로즈형은 주로 주관의 긴 직관부에 쓴다.
슬리브는 관보다 큰 지름의 통을 벽이나 바닥에 미리 묻고 그 안으로 배관을 통과시키는 것으로, 관이 구조체에 구속되지 않아 자유롭게 신축할 수 있고 나중에 관을 교체·수리할 때 구조체를 깨지 않아도 된다. 관이 콘크리트에 직접 물리면 신축 응력으로 관과 구조체가 함께 손상된다.
순환수량은 로 구한다. 이고, 이를 분당으로 바꾸면 이다.
네오프렌은 내유·내후성이 좋은 합성고무 패킹이지만 사용 한계온도가 100℃ 안팎이어서 그보다 높은 포화온도로 운전하는 증기배관에는 쓸 수 없다. 급수·급탕·배수처럼 100℃ 이하로 유지되는 계통에는 사용할 수 있다.
SPLT는 저온 배관용 탄소강관으로 0℃ 이하에서 저온 취성을 견디도록 만든 관이며 냉동기와 LPG 탱크 배관에 쓴다. SPHT는 고온 배관용, SPA는 배관용 합금강관, SPP는 사용압력이 낮은 일반 배관용 탄소강관이다.
냉온수 배관은 상부나 굴곡부에 공기가 모이면 순환이 방해되고 소음·부식이 생기므로 공기가 체류하는 위치에 공기빼기밸브를 설치한다. 온수의 체적팽창을 흡수하는 것은 팽창탱크와 팽창관이고 신축이음은 배관 자체의 신축을 흡수하는 장치이므로 두 설명은 서로 뒤바뀌었다. 또 물을 자주 교체하면 용존산소가 계속 공급되어 부식이 오히려 촉진된다.
동관은 재질이 연하고 관 두께가 얇아 나사를 낼 수 없으므로 나사 접합을 쓰지 못한다. 납땜(연납·경납) 접합, 용접 접합, 관 끝을 나팔 모양으로 넓혀 조이는 플레어 접합이 동관의 대표적 접합법이다.
기계설비법령에 따라 기계설비공사 발주자는 연면적 1만 제곱미터 이상인 건축물(창고시설은 5만 제곱미터 이상)에 대해 공사를 시작하기 전에 기계설비 설계도서를 관할 특별자치시장·특별자치도지사·시장·군수·구청장에게 제출해 착공 전 확인을 받아야 한다. 시공 전에 기계설비 설계의 적정성을 확인해 부실을 막기 위한 절차다.
온수의 팽창량은 가열 전후의 밀도 변화로부터 로 구한다. 이므로 팽창탱크는 이 양 이상을 수용할 수 있어야 한다.
2전력계법에서 3상 부하의 소비전력은 두 전력계 지시값의 대수합이다. 이다. 참고로 무효전력은 두 지시값의 차에 을 곱해 구한다.
정현파의 실효값은 최대값을 로 나눈 값이므로, 뒤집어 보면 최대값은 실효값의 배다. 이 비를 파고율이라 하며 정현파에서는 항상 이다.
A-D 변환 방식에는 병렬 비교형(플래시형), 순차 비교형(축차비교형), 계수형, 이중적분형, 델타 시그마형 등이 있다. 바이너리는 변환 결과가 2진 부호로 나온다는 표현일 뿐 변환 방식의 명칭이 아니다.
계자제어법은 계자전류를 줄여 자속을 약하게 하면 속도가 올라가는 대신 토크가 그만큼 줄어 출력이 거의 일정하게 유지되므로 정출력 제어에 속한다. 전기자저항제어나 전압제어(워드 레오나드 방식 포함)는 자속이 일정한 상태에서 속도를 바꾸므로 정토크 제어다.
검출기로 결과를 되돌려 받고 기억·판단 기구로 목표값과 비교해 다음 동작을 결정하는 구성은 피드백 제어의 특징이다. 순서 프로그램 제어, 조건 제어, 시한 제어는 정해진 순서나 조건, 시간에 따라 한 방향으로 진행하는 개회로 방식이어서 검출값의 되먹임이 없다.
정전용량만의 회로에서는 이므로 전류가 전압보다 앞서고, 이를 전압 기준으로 말하면 전압이 전류보다 뒤진다. 인덕턴스만의 회로는 반대로 전압이 전류보다 앞선다.
AC 서보 전동기는 제어전압을 입력, 회전자의 회전각을 출력으로 보면 전달함수가 적분요소와 1차 지연요소의 직렬 결합으로 나타난다. 미분요소와 2차요소의 직렬 결합이라는 설명이 틀리다. 기준권선과 제어권선에 90도 위상차 전압을 걸어 회전자계를 만들며 큰 회전력이 필요 없는 소용량 제어계에 쓰인다.
위상제어에서는 점호각이 작을수록 사이리스터의 도통 구간이 길어져 부하에 걸리는 평균전압이 커진다. 점호각이 0이면 전 반주기에 걸쳐 도통해 출력전압이 최대가 되므로 전동기 출력도 최대가 된다. 반대로 점호각이 에 가까우면 출력은 0에 가까워진다.
두 접점 A와 B가 서로 병렬로 연결되어 램프에 전원을 공급하므로 둘 중 어느 하나만 닫혀도 램프가 켜진다. 이는 의 논리합이므로 OR 회로이다. AND 회로가 되려면 두 접점이 직렬로 이어져 둘 다 닫혀야만 출력이 나와야 한다.
전압계가 부하와 병렬로 연결되어 있으므로 전류계가 읽는 에는 부하 전류뿐 아니라 전압계로 흐르는 전류 까지 포함되어 있다. 따라서 부하가 실제로 소비하는 전력은 측정값 에서 전압계가 먹는 몫을 뺀 이다. 전압계는 부하 양단에 직접 걸려 있어 전류계 내부저항 의 전압강하는 측정값 에 들어가지 않으므로 에 의한 보정은 필요하지 않다.
열전온도계는 노 안의 온도라는 제어량을 측정해 신호로 바꾸어 주는 기기이므로 검출부에 해당한다. 조작부는 인가전압을 바꾸는 전압조정기이고, 제어량은 전기로의 온도, 조작량은 전기로에 걸리는 전압이다.
피드백 제어는 출력을 검출해 목표값과 견주고 그 편차로 조작량을 정하는 방식이므로 기준입력과 검출된 출력을 비교하는 비교부가 반드시 있어야 한다. 비교부가 없으면 편차를 만들 수 없어 되먹임이 성립하지 않고 개회로 제어가 된다.
다이어프램은 압력을 받아 막이 휘어지면서 그 변형량이 변위로 나타나므로 압력을 변위로 바꾸는 변환요소다. 노즐 플래퍼는 변위를 공기압으로, 차동변압기는 변위를 전압으로 바꾸는 반대 방향의 변환기다.
플레밍의 오른손 법칙은 자기장 안에서 도체가 움직일 때 유도되는 기전력의 방향을 나타내므로 발전기의 원리에 해당한다. 전동기는 전류가 흐르는 도체가 자기장에서 받는 힘을 다루므로 왼손 법칙을 따른다.
변압기는 1차 권선이 만드는 자속의 시간적 변화가 2차 권선에 기전력을 유도하는 기기다. 직류를 가하면 정상상태에서 자속이 일정해 이 되므로 유도기전력이 생기지 않는다. 따라서 권수비 와 무관하게 이다.
유도전동기의 공극 자속은 에 비례하므로 전압을 그대로 둔 채 주파수만 낮추면 자속이 과대해져 자기포화와 여자전류 급증, 과열이 일어난다. 전압을 주파수에 비례해 함께 변화시켜 V/f를 일정하게 유지하면 공극 자속이 일정해져 어느 속도에서나 정격에 가까운 토크를 낼 수 있다.
동기속도는 인버터가 공급하는 주파수로 정해지므로 이다. 실제 회전수는 슬립만큼 뒤지므로 이다.
26년 1회차
등마찰법(등압법)은 덕트 전 구간의 단위길이당 마찰저항을 일정하게 잡고 관경을 정하는 설계법이다. 저속덕트의 표준 단위 마찰저항은 내외이므로 범위를 쓴다. 이보다 크게 잡으면 풍속이 높아져 송풍기 정압과 소음이 과대해진다.
바이패스 팩터(BF)는 코일을 통과하는 공기 중 코일 표면과 열교환하지 않고 그대로 빠져나가는 공기의 비율이다. 접촉하는 비율인 콘택트 팩터와는 의 관계가 성립한다. 코일 열수와 핀 매수가 많고 통과풍속이 낮을수록 BF는 작아진다.
현열부하식 를 송풍량에 대해 풀면 된다. 이다. 취출온도차를 크게 잡을수록 같은 부하에서 송풍량이 줄어든다.
3관식은 냉수관과 온수관을 따로 두지만 환수관을 하나로 공용하므로 환수관에서 냉수와 온수가 섞여 혼합 손실이 크게 생긴다. 혼합 손실이 거의 없는 것은 공급관과 환수관을 모두 분리한 4관식이다. 4관식은 냉난방 동시 운전이 가능한 대신 배관 수가 가장 많아 설비비 면에서 가장 불리하다.
실제 공급 공기량과 이론 공기량의 비 를 공기비 또는 공기과잉계수라 한다. 이론 공기량만으로는 연료와 산소가 고르게 섞이지 않아 완전연소가 어려우므로 항상 1보다 크게 운전한다. 다만 지나치게 크면 배기가스량이 늘어 배기 손실이 커진다.
공기세정기의 분무 노즐은 물을 미세하게 무화시켜야 하므로 분무 수압을 대략 (약 )로 유지한다. 은 입자가 굵어져 가습 효율이 나오지 않는 값이라 옳지 않다. 통과풍속 2~3 m/s와 루버·분무노즐·플러딩노즐·엘리미네이터로 이루어진 구조 설명은 옳다.
에어 핸들링 유닛은 공기를 처리하는 기기로 공기여과기, 냉온수 코일, 가습장치(공기세정기), 송풍기가 케이싱 안에 조립되어 있다. 압축기는 냉동기 즉 열원기기의 구성요소여서 AHU 안에는 들어가지 않는다.
유인 유닛 방식은 중앙 공조기에서 1차 공기만 처리해 고속덕트로 보내고 각 유닛에서 실내공기를 유인해 2차 코일로 처리하므로 덕트 면적이 작고 각 실 개별 제어가 쉽다. 2차 코일에 냉수와 온수를 각각 공급하는 4관식으로 구성하면 존별로 냉방과 난방을 동시에 할 수 있으므로 동시 운전이 곤란하다는 설명이 적합하지 않다.
현열비는 전열부하 중 현열이 차지하는 비율이다. 이다. 습공기 선도에서는 이 값으로 실내 상태점에서 그은 취출 상태선의 기울기를 정한다.
주철제 보일러는 섹션을 조립해 만드는 구조여서 능력이 부족하면 섹션을 추가해 용량을 늘릴 수 있고 반입·해체가 쉬운 것이 대표적 장점이다. 따라서 섹션을 늘릴 수 없다는 설명이 틀리다. 재질이 취성이 커 고압 증기용으로 쓸 수 없고 내부 청소가 불편하며 사용압력·용량 제한을 받는 것은 사실이다.
인체 온열감각을 좌우하는 실내 온열환경 4대 요소는 공기온도, 습도, 기류속도, 주위 벽면의 복사열이다. 청정도는 실내 공기질을 나타내는 지표일 뿐 온열감각을 직접 결정하는 요소가 아니다.
조명 발열은 전기에너지가 전부 열로 바뀌는 것이어서 수분 발생이 없으므로 현열만의 부하다. 인체 발열은 땀과 호흡으로, 틈새바람은 외기의 수분 반입으로, 주방기기 등 실내 기구는 수증기 발생으로 각각 잠열을 함께 동반한다.
벽체 관류 손실은 방위계수로 구한다. 이다. 북향은 일사를 받지 못해 손실이 크므로 방위계수를 1보다 크게 준다.
와 ③④/③④'는 무엇을 나타내는가?공기가열기를 통과하는 ④→⑤ 과정은 절대습도가 일정한 채 건구온도만 올라가는 가열이므로, 엔탈피 차 에 풍량을 곱한 값이 곧 가열기가 공급하는 가열량이다. 한편 ③은 가열기 앞 장치의 입구 상태, ④'는 그 상태변화를 포화선까지 밀고 갔을 때 도달하는 점이므로, 실제 변화량을 최대 변화량으로 나눈 ③④/③④'는 콘택트 팩터(CF)이다. 나머지 몫인 ④④'/③④'가 바이패스 팩터이며 두 값의 합은 1이다.
공기와 냉수가 같은 방향으로 흐르는 병행류이므로 두 유체가 함께 들어가는 쪽의 온도차는 , 함께 나오는 쪽의 온도차는 이다. 대수평균온도차는 이므로 가 된다. 산술평균인 보다 작게 나오는 것이 대수평균온도차의 특징이다.
온수난방은 열매의 열용량이 커 부하 변동에 대한 온도 조절이 쉽고 취급과 유지관리가 간단해 주택 등 소규모 건물에 널리 쓰인다. 증기난방은 상하 온도차가 크고, 복사난방은 구조체 열용량이 커 외기 급변에 대한 방열량 조절이 늦다. 온수난방은 잠열이 아니라 온수의 현열을 이용한다.
팬코일 유닛은 송풍기, 냉온수 코일, 에어필터를 케이싱에 수납한 소형 실내용 공조기로, 중앙에서 공급된 냉온수를 받아 실내공기를 순환 처리한다. 냉동기를 내장하지는 않으며, 고속덕트의 1차 공기를 노즐로 분출해 실내공기를 유인하는 것은 유인 유닛의 설명이다.
내벽이나 중간층 바닥의 건너편은 실외가 아니라 냉난방을 하지 않는 인접 공간이므로 그 공간의 온도를 실내온도와 실외온도의 산술평균 로 본다. 따라서 적용할 온도차는 가 되어 외벽에 쓰는 온도차 의 절반이 된다.
필요 환기량은 오염물질 발생량을 허용농도와 외기농도의 차로 나눈 로 구한다. ppm은 단위이므로 체적비로 환산해 대입하면 이다.
건축물의 설비기준 등에 관한 규칙은 30세대 이상의 신축 또는 리모델링 공동주택에 자연환기설비나 기계환기설비를 설치해 시간당 0.5회 이상의 환기가 이루어지도록 규정하고 있다. 기밀 성능이 높아진 공동주택에서 실내공기질을 확보하기 위한 최소 기준이다.
NH3는 냉동기유에 거의 녹지 않지만 R-12는 기름과 완전히 섞인다는 설명, 그리고 R-22는 일정 고온에서는 냉동기유에 용해되나 저온에서는 분리되는 부분 용해성 냉매라는 설명이 옳다. 냉동기유의 비중은 약 0.9로 액체 암모니아(약 0.6)보다 무거워 아래로 가라앉으므로 냉동기유가 NH3 액보다 가볍다는 설명은 틀리다. 또 R-12는 기름과 잘 섞이므로 증발기 안에서 냉동기유가 액면 위로 떠올라 분리된다는 설명도 성립하지 않는다.
총괄열전달계수는 각 열저항의 합의 역수로 구한다. 이다. 방열벽 자체의 전도저항이 5로 압도적이어서 K가 매우 작아진다.
이론 성적계수는 냉동효과를 압축일로 나눈 값이다. 압축기 흡입 엔탈피 135, 토출 엔탈피 141, 팽창밸브 직전 액 엔탈피 106을 대입하면 이다. 팽창은 등엔탈피 변화이므로 증발기 입구 엔탈피는 응축기 출구 값과 같다.
선도에서 읽은 냉동효과를 압축일로 나눈 이론 성적계수가 약 3.9이다. 실제 성적계수는 여기에 압축효율과 기계효율을 곱해 이 된다. 체적효율은 냉매 순환량과 냉동능력 계산에 쓰이는 값이므로 성적계수에는 곱하지 않는 점이 함정이다.
보데로(Baudelot) 증발기는 냉각관 위쪽 저장조에서 피냉각액을 작은 구멍으로 흘려 관 외벽을 막상으로 타고 내리게 하면서 관 안의 냉매와 열교환시키는 액체 냉각용 증발기다. 개방형이라 청소와 살균이 쉬워 우유·주스 등 식품 냉각에 쓰인다.
흡수식 냉동기는 압축기 대신 발생기에서 열로 냉매를 분리하므로 구동원이 전기가 아니라 열이며, 80~90℃ 정도의 온수로도 운전할 수 있어 태양열 집열 온수를 그대로 열원으로 쓸 수 있다. 터보식이나 다기통 압축식은 전동기로 압축기를 돌리므로 태양열을 직접 이용할 수 없다.
등압 조건에서 이상기체의 비체적은 절대온도에 비례하므로 그 역수인 비중량은 절대온도에 반비례한다. 배가 된다. 가열하면 팽창해 가벼워지므로 1보다 작은 값이 나와야 한다.
CA 저장은 저온 유지와 함께 저장고 안의 산소 농도를 낮추고 이산화탄소 농도를 높여 호흡작용을 억제하는 방식으로, 사과 등 수확 후에도 호흡하는 청과물의 장기 저장에 쓰인다. 호흡하지 않는 제빙이나 일반 가정용 냉장에는 적용할 이유가 없다.
냉동능력은 이다. 소요동력 2.5 HP를 열량으로 바꾸면 이므로 이다. 브라인 순환량이 분당 값이므로 60을 곱해 시간당으로 맞추는 것이 요점이다.
흡수식 냉동기는 증발기, 흡수기, 발생기(재생기), 응축기가 주요 구성이며 흡수액의 농도 변화로 냉매를 순환시킨다. 압축기가 없다는 점이 압축식과의 근본적인 차이이고, 대신 용액펌프가 흡수액을 발생기로 보낸다.
정압 가열에서는 샤를의 법칙에 따라 가 일정하므로 열을 받아 온도가 오르면 체적도 그에 비례해 늘어난다. 체적이 일정한 채로 온도만 오르는 것은 정적변화이므로 정압 조건과 맞지 않는다.
냉매의 포화압력과 포화온도는 일대일로 대응하므로 압력이 낮아지면 대응하는 포화온도, 즉 증발온도도 함께 강하한다. 증발압력 조절기로 증발압력의 하한을 잡아 증발온도가 지나치게 내려가지 않게 하는 것도 이 관계를 이용한 것이다.
브라인 동결 방지에는 브라인 온도가 설정치 이하로 내려가면 정지시키는 온도 스위치, 브라인 흐름이 끊기면 정지시키는 단수 릴레이, 증발압력이 과도하게 낮아지지 않게 막는 증발압력 조절기를 쓴다. 흡입압력 조절기는 기동 시나 과부하 시 압축기 흡입압력을 제한해 전동기 과부하를 막는 기기여서 목적이 다르다.
역카르노 사이클의 성적계수는 두 열원의 절대온도만으로 정해진다. , 이다. 두 값 사이에는 항상 이 성립한다.
응축압력은 응축온도에 대응하는데 냉각수 입구온도가 낮아지면 응축온도가 내려가므로 응축압력도 오히려 낮아진다. 불응축가스 혼입, 냉각수량 부족, 냉각관 스케일 부착은 모두 냉각을 방해하거나 유효 전열을 줄여 응축압력을 높이는 원인이다.
기체상수는 이고, 이를 열의 일당량 427로 나누면 이다. 마이어 관계식 에서 이다. 일 단위를 열 단위로 환산하지 않으면 값이 크게 틀어진다.
모세관은 관지름과 길이로 교축량이 고정되어 있어 부하 변동에 따른 유량 조절이 되지 않으므로, 냉매를 여유 없이 정량 충전해 증발기 용량에 맞추는 것이 중요하다. 응축기 용량에 맞춰 냉매 순환량을 정한다는 설명이 옳지 않다. 조절 기구가 없어 구조가 단순하므로 밀폐형 소형 냉동장치에 주로 쓰인다.
오일 포밍은 정지 중 오일에 녹아 있던 냉매가 기동 시 급격히 기화하며 유막을 깨뜨리고, 크랭크케이스 히터가 단선되면 오일에 냉매가 용해되어 점도가 떨어지며, 냉매액이 압축기로 넘어오면 오일이 희석된다. 전압강하는 전동기 과열이나 기동 불량의 원인일 뿐 윤활유의 성상 저하와는 직접 관계가 없다.
R-1234yf는 분자 내 이중결합을 가진 HFO계 냉매로 대기 중 수명이 며칠 수준이라 GWP가 1 이하이며, 키갈리 개정서의 HFC 감축에 대응하는 대표적 저GWP 대체냉매다. R-410A, R-404A는 GWP가 2000~4000대이고 R-134a도 1000을 넘어 모두 감축 대상이다.
팽창은 등엔탈피 변화이므로 증발기 입구 엔탈피는 팽창밸브 입구 액의 엔탈피와 같다. 이다.
공기조화 설비는 열원기기인 냉동기와 보일러, 공기를 처리하는 공조기와 송풍기, 이를 잇는 배관·덕트 계통으로 구성된다. 세면기·대변기 같은 위생기구 설비는 급배수위생설비에 속해 공기조화 설비와는 계통이 다르다.
증기난방은 사용 증기압력으로 구분해 게이지압 이상을 고압식, 그 미만을 저압식으로 본다. 고압식은 증기의 비체적이 작아 배관지름을 줄일 수 있어 공장이나 지역난방처럼 원거리·대규모 계통에 쓴다.
저탕조 내부의 가열관에는 증기나 고온수가 흐르므로 온도와 압력을 함께 견디는 강도가 필요해 강관을 쓴다. 폴리부틸렌관은 내열 한계가 낮고, 주철관은 취성이 커 코일 형상으로 쓰기 어려우며, 연관은 강도가 부족하다.
급탕배관은 온도 변화에 따른 신축량이 커서 강관은 직관 30 m마다, 동관은 20 m마다 신축이음을 한 개씩 설치한다. 신축을 흡수하지 못하면 관과 이음부에 응력이 집중되어 누수와 지지물 파손이 생긴다.
암모니아는 수분이 있으면 구리 및 구리합금을 침식시켜 부식과 동부착 현상을 일으키므로 동관과 황동 부품을 쓰지 못한다. 배관용 탄소강 강관, 저온 배관용 강관, 배관용 스테인리스 강관은 암모니아 냉동설비에 사용할 수 있다.
벨로즈형은 주름관 자체의 탄성 변형으로 신축을 흡수하므로 패킹이 필요 없어 누설 염려가 적고 설치 공간도 작게 든다. 장시간 사용 시 패킹이 마모되어 누수가 생기는 것은 슬리브형 신축이음의 단점이므로 벨로즈형의 특징이 아니다.
4관식은 냉수와 온수의 공급관과 환수관을 각각 따로 두어 두 유체가 섞이지 않으므로 혼합 손실이 없고 냉난방 동시 운전도 가능하다. 3관식은 공급관은 나뉘어 있어도 환수관을 공용하므로 혼합 손실을 피할 수 없다.
공조용 증기코일에 공급하는 증기압력은 보통 정도의 저압으로 잡는다. 은 코일 표면온도가 지나치게 높아져 취출온도 제어가 어려워지는 값이라 틀린 설명이다. 통과풍속 3~5 m/s와 응축수 배출을 위한 순구배 확보는 옳다.
저압 가스배관의 유량은 폴(Pole)식으로 구하며, 유량은 관지름의 5제곱과 압력손실에 비례하고 가스 비중과 관 길이에 반비례하는 값의 제곱근으로 나타난다. 즉 이며, 관지름이 유량을 좌우하는 지배적 인자여서 가 5제곱으로 들어가는 것이 이 식의 특징이다. 여기서 는 , 는 , 은 단위로 대입한다.
관의 팽창량은 로 구하는데, 길이 L은 m 단위이고 선팽창계수는 mm/mm·℃ 단위이므로 결과를 mm로 얻으려면 1000을 곱해 단위를 맞춰야 한다. 따라서 이다.
물은 가열되면 체적이 늘어나는데 팽창탱크가 없으면 팽창한 물이 빠져나갈 곳이 없어 밀폐된 계통의 압력이 급격히 상승한다. 그 결과 배관이나 기기가 파열될 수 있으므로 팽창탱크로 팽창량을 흡수해 계통 압력을 일정하게 유지한다.
스위블 이음은 두 개 이상의 엘보를 조합해 나사부의 회전으로 신축을 흡수하는 방식으로, 구조가 간단하고 좁은 공간에도 설치할 수 있어 방열기 주변의 분기 배관에 적합하다. 루프형이나 벨로즈형은 주로 주관의 긴 직관부에 쓴다.
슬리브는 관보다 큰 지름의 통을 벽이나 바닥에 미리 묻고 그 안으로 배관을 통과시키는 것으로, 관이 구조체에 구속되지 않아 자유롭게 신축할 수 있고 나중에 관을 교체·수리할 때 구조체를 깨지 않아도 된다. 관이 콘크리트에 직접 물리면 신축 응력으로 관과 구조체가 함께 손상된다.
순환수량은 로 구한다. 이고, 이를 분당으로 바꾸면 이다.
네오프렌은 내유·내후성이 좋은 합성고무 패킹이지만 사용 한계온도가 100℃ 안팎이어서 그보다 높은 포화온도로 운전하는 증기배관에는 쓸 수 없다. 급수·급탕·배수처럼 100℃ 이하로 유지되는 계통에는 사용할 수 있다.
SPLT는 저온 배관용 탄소강관으로 0℃ 이하에서 저온 취성을 견디도록 만든 관이며 냉동기와 LPG 탱크 배관에 쓴다. SPHT는 고온 배관용, SPA는 배관용 합금강관, SPP는 사용압력이 낮은 일반 배관용 탄소강관이다.
냉온수 배관은 상부나 굴곡부에 공기가 모이면 순환이 방해되고 소음·부식이 생기므로 공기가 체류하는 위치에 공기빼기밸브를 설치한다. 온수의 체적팽창을 흡수하는 것은 팽창탱크와 팽창관이고 신축이음은 배관 자체의 신축을 흡수하는 장치이므로 두 설명은 서로 뒤바뀌었다. 또 물을 자주 교체하면 용존산소가 계속 공급되어 부식이 오히려 촉진된다.
동관은 재질이 연하고 관 두께가 얇아 나사를 낼 수 없으므로 나사 접합을 쓰지 못한다. 납땜(연납·경납) 접합, 용접 접합, 관 끝을 나팔 모양으로 넓혀 조이는 플레어 접합이 동관의 대표적 접합법이다.
기계설비법령에 따라 기계설비공사 발주자는 연면적 1만 제곱미터 이상인 건축물(창고시설은 5만 제곱미터 이상)에 대해 공사를 시작하기 전에 기계설비 설계도서를 관할 특별자치시장·특별자치도지사·시장·군수·구청장에게 제출해 착공 전 확인을 받아야 한다. 시공 전에 기계설비 설계의 적정성을 확인해 부실을 막기 위한 절차다.
온수의 팽창량은 가열 전후의 밀도 변화로부터 로 구한다. 이므로 팽창탱크는 이 양 이상을 수용할 수 있어야 한다.
2전력계법에서 3상 부하의 소비전력은 두 전력계 지시값의 대수합이다. 이다. 참고로 무효전력은 두 지시값의 차에 을 곱해 구한다.
정현파의 실효값은 최대값을 로 나눈 값이므로, 뒤집어 보면 최대값은 실효값의 배다. 이 비를 파고율이라 하며 정현파에서는 항상 이다.
A-D 변환 방식에는 병렬 비교형(플래시형), 순차 비교형(축차비교형), 계수형, 이중적분형, 델타 시그마형 등이 있다. 바이너리는 변환 결과가 2진 부호로 나온다는 표현일 뿐 변환 방식의 명칭이 아니다.
계자제어법은 계자전류를 줄여 자속을 약하게 하면 속도가 올라가는 대신 토크가 그만큼 줄어 출력이 거의 일정하게 유지되므로 정출력 제어에 속한다. 전기자저항제어나 전압제어(워드 레오나드 방식 포함)는 자속이 일정한 상태에서 속도를 바꾸므로 정토크 제어다.
검출기로 결과를 되돌려 받고 기억·판단 기구로 목표값과 비교해 다음 동작을 결정하는 구성은 피드백 제어의 특징이다. 순서 프로그램 제어, 조건 제어, 시한 제어는 정해진 순서나 조건, 시간에 따라 한 방향으로 진행하는 개회로 방식이어서 검출값의 되먹임이 없다.
정전용량만의 회로에서는 이므로 전류가 전압보다 앞서고, 이를 전압 기준으로 말하면 전압이 전류보다 뒤진다. 인덕턴스만의 회로는 반대로 전압이 전류보다 앞선다.
AC 서보 전동기는 제어전압을 입력, 회전자의 회전각을 출력으로 보면 전달함수가 적분요소와 1차 지연요소의 직렬 결합으로 나타난다. 미분요소와 2차요소의 직렬 결합이라는 설명이 틀리다. 기준권선과 제어권선에 90도 위상차 전압을 걸어 회전자계를 만들며 큰 회전력이 필요 없는 소용량 제어계에 쓰인다.
위상제어에서는 점호각이 작을수록 사이리스터의 도통 구간이 길어져 부하에 걸리는 평균전압이 커진다. 점호각이 0이면 전 반주기에 걸쳐 도통해 출력전압이 최대가 되므로 전동기 출력도 최대가 된다. 반대로 점호각이 에 가까우면 출력은 0에 가까워진다.
두 접점 A와 B가 서로 병렬로 연결되어 램프에 전원을 공급하므로 둘 중 어느 하나만 닫혀도 램프가 켜진다. 이는 의 논리합이므로 OR 회로이다. AND 회로가 되려면 두 접점이 직렬로 이어져 둘 다 닫혀야만 출력이 나와야 한다.
전압계가 부하와 병렬로 연결되어 있으므로 전류계가 읽는 에는 부하 전류뿐 아니라 전압계로 흐르는 전류 까지 포함되어 있다. 따라서 부하가 실제로 소비하는 전력은 측정값 에서 전압계가 먹는 몫을 뺀 이다. 전압계는 부하 양단에 직접 걸려 있어 전류계 내부저항 의 전압강하는 측정값 에 들어가지 않으므로 에 의한 보정은 필요하지 않다.
열전온도계는 노 안의 온도라는 제어량을 측정해 신호로 바꾸어 주는 기기이므로 검출부에 해당한다. 조작부는 인가전압을 바꾸는 전압조정기이고, 제어량은 전기로의 온도, 조작량은 전기로에 걸리는 전압이다.
피드백 제어는 출력을 검출해 목표값과 견주고 그 편차로 조작량을 정하는 방식이므로 기준입력과 검출된 출력을 비교하는 비교부가 반드시 있어야 한다. 비교부가 없으면 편차를 만들 수 없어 되먹임이 성립하지 않고 개회로 제어가 된다.
다이어프램은 압력을 받아 막이 휘어지면서 그 변형량이 변위로 나타나므로 압력을 변위로 바꾸는 변환요소다. 노즐 플래퍼는 변위를 공기압으로, 차동변압기는 변위를 전압으로 바꾸는 반대 방향의 변환기다.
플레밍의 오른손 법칙은 자기장 안에서 도체가 움직일 때 유도되는 기전력의 방향을 나타내므로 발전기의 원리에 해당한다. 전동기는 전류가 흐르는 도체가 자기장에서 받는 힘을 다루므로 왼손 법칙을 따른다.
변압기는 1차 권선이 만드는 자속의 시간적 변화가 2차 권선에 기전력을 유도하는 기기다. 직류를 가하면 정상상태에서 자속이 일정해 이 되므로 유도기전력이 생기지 않는다. 따라서 권수비 와 무관하게 이다.
유도전동기의 공극 자속은 에 비례하므로 전압을 그대로 둔 채 주파수만 낮추면 자속이 과대해져 자기포화와 여자전류 급증, 과열이 일어난다. 전압을 주파수에 비례해 함께 변화시켜 V/f를 일정하게 유지하면 공극 자속이 일정해져 어느 속도에서나 정격에 가까운 토크를 낼 수 있다.
동기속도는 인버터가 공급하는 주파수로 정해지므로 이다. 실제 회전수는 슬립만큼 뒤지므로 이다.