10년 3회차

산업재해의 원인 중 불안전한 상태(설비·환경의 결함)와 불안전한 행동은 재해의 직접적인 원인에 해당한다.

기술적 원인, 교육적 원인, 관리적 원인은 불안전한 상태나 행동을 유발하는 배경이 되는 간접적인 원인으로 분류된다.

냉동장치에 불응축가스가 침입하면 응축압력이 상승해 압축비와 소요동력이 증대되고, 압축비가 커지면서 토출가스 온도는 오히려 상승한다.

따라서 토출가스 온도가 저하된다는 설명은 실제 영향과 반대이므로 틀린 내용이다.

산업안전보건기준에 관한 규칙에서는 작업장 내 계단의 폭을 1m 이상으로 하도록 정하고 있다.

다만 급유용·보수용·비상용 계단이나 나선형 계단 등은 예외로 두고 있다.

도미노 이론은 사회적 환경 → 개인적 결함 → 불안전한 행동 및 상태 → 사고 → 재해로 이어지는 5단계로 재해가 발생한다고 설명한다.

이 중 불안전한 행동 및 상태는 사고 직전 단계로, 이 단계의 요인을 제거하면 사고와 재해로 이어지는 연쇄를 끊을 수 있어 재해예방에 가장 핵심적인 요인으로 본다.

용접 작업처럼 불꽃이나 파편이 튀어 얼굴에 위험을 줄 수 있는 작업에는 얼굴 전체를 가리는 보안면을 착용하는 것이 적합한 보호구 사용 예이다.

• 물체 낙하·비래 위험에는 안전모, 감전 위험에는 절연용 보호구, 추락 위험에는 안전대를 각각 착용해야 하므로 세 가지 위험을 안전대 하나로 묶은 설명은 맞지 않는다.
• 감전 위험이 있는 작업에는 보안경이 아니라 절연용 보호구를 착용해야 한다.
• 고열에 의한 화상 위험이 있는 작업에는 방화복이 아니라 방열복을 착용해야 한다.

소화기는 사용 전까지 약제 유출이나 이물질 유입을 막기 위해 뚜껑을 밀폐하고 봉인된 상태로 보관해야 하므로, 뚜껑을 조금 열어놓고 봉인하지 않는다는 것은 잘못된 보관법이다.

습기가 적고 서늘한 곳에 두고 겨울철 동파를 막기 위해 보온에 유의하며, 가스를 채워 넣는 소화기의 가스 충전은 제조업자에게 의뢰하는 것이 올바른 보관·관리 방법이다.

공기압축기 가동 전 점검사항에는 공기저장 압력용기의 외관 상태, 드레인밸브의 조작 및 배수 상태, 압력방출장치의 기능 등이 포함된다.

비상정지장치 및 비상하강방지장치는 리프트나 곤돌라 등 승강형 설비의 점검항목으로, 공기압축기의 시작 전 점검사항에는 해당하지 않는다.

용접 작업 시에는 보호구를 착용하고, 홀더·용접봉을 맨손으로 다루지 않으며, 작업 전 소화기와 방화사를 준비해야 한다.

또한 용접이 끝나면 용접봉을 홀더에서 빼내어 감전과 화재 위험을 줄여야 하므로, 홀더에서 빼지 않는다는 설명은 안전사항에 어긋난다.

정(chisel) 작업에서는 칩이 거의 끊어질 무렵에는 힘을 빼고 가볍게 타격해야 하며, 힘주어 때리는 것은 위험한 작업 방법이다.

칩이 끊어지기 직전에 세게 내리치면 칩이 튀거나 정이 미끄러지면서 손이나 눈을 다칠 위험이 커지기 때문이다.

• 비산 방지판을 세우는 것은 칩의 비산으로 인한 부상을 막는 올바른 안전조치이다.
• 정은 올바른 치수와 형태의 것을 사용해야 작업이 안정적이고 안전하다.
• 담금질(열처리)한 재료는 정으로 가공하지 않는 것이 원칙이다 — 재질이 단단해 칩이 튀거나 정 날이 손상되기 쉽다.

안전인증 기준상 내전압성 안전모는 7,000V 이하의 전압에 견디도록 시험하는 종류(AE종, ABE종)를 말한다.

내전압성 시험은 절연파괴 여부를 확인하는 절차로, 전기작업 시 감전 위험으로부터 머리를 보호하기 위한 것이며, 출제 당시 기준을 따른다.

고압가스 안전관리법령상 원심식 압축기를 사용하는 냉동설비의 냉동능력은 압축기 원동기의 정격출력 1.2kW를 1일 냉동능력 1톤으로 산정한다.

이는 왕복동식 등 용적형 압축기의 산정 기준(피스톤 압출량 기준)과는 별도의 기준이며, 출제 당시의 관련 기준에 따른 수치이다.

보일러 안전밸브는 이상압력 상승 시 신속하게 열려 즉시 증기를 분출해야 하므로, 개폐 동작이 서서히 이루어지는 것은 안전밸브의 구비조건에 어긋난다.

• 안전밸브의 지름과 분출장치의 크기는 보일러 용량에 맞게 적정해야 한다.
• 압력이 정상으로 돌아오면 분출을 멈추어야 한다.
• 보일러 정격용량 이상을 분출할 수 있는 능력을 갖추어야 한다.

휘발성 유류는 증기가 실내에 정체되면 화재·폭발 위험이 커지므로, 실내 공기를 외부와 차단하는 것이 아니라 충분히 환기시켜 증기가 축적되지 않도록 해야 한다.

• 인화물질의 누설 여부는 수시로 점검해야 한다.
• 소화기를 규정에 맞게 비치하고 조작법을 미리 익혀두어야 한다.
• 정전기가 발생하기 쉬운 작업복 착용은 금해야 한다.

보호구는 작업 중 위험요인으로부터 신체를 보호하는 필수 장비이므로, 개인의 판단에 따라 사용하지 않아도 된다는 것은 옳지 않다.

• 작업 내용에 맞는 보호구를 선정해야 한다.
• 작업장에는 필요한 수량의 보호구를 비치해야 한다.
• 보호구는 착용에 불편이 없도록 철저히 관리해야 한다.

크레인에서 지정된 거리(권상 한계)에 도달하면 권상 동작을 자동으로 정지시키는 방호장치는 권과방지장치이다.

• 과부하방지장치는 정격하중 초과 시 작동을 정지시키는 장치이다.
• 비상정지장치는 긴급 상황에서 전체 동작을 정지시키는 장치이다.
• 해지장치는 훅에서 화물이 이탈되지 않도록 하는 장치이다.

물을 얼음으로 만드는 데 필요한 열량은 현열(물 냉각)+응고잠열+현열(얼음 냉각)의 합으로 구하며, 이를 시간당 열량으로 환산해 냉동톤을 구하면 약 20냉동톤이 된다.

25℃ 물 100kg을 0℃로 냉각: $100 \times 1 \times 25 = 2500\ \mathrm{kcal}$, 0℃ 물의 응고(잠열 약 80kcal/kg): $100 \times 80 = 8000\ \mathrm{kcal}$, 0℃ 얼음을 -10℃로 냉각(비열 약 0.5): $100 \times 0.5 \times 10 = 500\ \mathrm{kcal}$

합계 $11000\ \mathrm{kcal}$를 10분($\dfrac{1}{6}$시간)에 처리했으므로 시간당 열량은 $11000 \times 6 = 66000\ \mathrm{kcal/h}$이고, $\dfrac{66000}{3320} \approx 20$ 냉동톤이다.

익스팬더(관 끝 확관), 사이징 툴(관 끝을 원형으로 교정), 튜브 벤더(관 굽힘)는 모두 동관 작업용 공구다. 봄볼은 주관에 구멍을 뚫는 연관(납관) 작업용 공구이므로 동관 공구와 관계가 적다.

만액식 증발기의 전열 성능을 높이려면 냉각관과 냉매액 사이의 온도차가 크고 유속이 빨라야 하므로, 평균 온도차가 작아야 한다는 설명은 옳지 않다.

• 냉각관이 냉매액에 잠기거나 접촉해 있어야 전열이 좋아진다.
• 관에 핀을 부착하면 전열면적이 늘어나 전열이 향상된다.
• 냉각관 표면에 유막이 없어야 전열저항이 줄어든다.

팽창효율은 압축기의 성능을 나타내는 효율에 해당하지 않는다. 압축기의 성능은 체적효율·압축효율·기계효율로 평가한다.

• 체적효율은 이론적 피스톤 압출량에 대한 실제 흡입 냉매 체적의 비이다.
• 압축효율은 실제 지시동력에 대한 이론 소요동력의 비이다.
• 기계효율은 축동력에 대한 지시동력의 비로, 마찰 등에 의한 손실을 반영한다.

냉동장치 내 냉매가 부족하면 증발기로 공급되는 냉매량이 줄어들어 흡입압력이 낮아진다.

냉매가 부족하면 흡입관에 서리가 오히려 적게 붙고 토출압력도 낮아지며, 냉동능력 또한 감소하므로 나머지 설명은 실제 현상과 반대된다.

유분리기는 압축기에서 토출된 냉매가스에 섞인 오일을 분리하는 장치이므로 압축기의 토출부(토출관)에 설치하며, 흡입부에 설치한다는 설명은 옳지 않다.

• 여과기(스트레이너)는 냉매 계통의 이물질을 제거하기 위해 사용한다.
• 암모니아 냉동장치의 유분리기에서 분리된 오일은 냉매와 분리한 뒤 회수한다.
• 프레온은 냉매와 오일이 잘 혼합되므로 별도의 유회수장치가 필요하다.

2단 압축 냉동장치에서 저단측 압축기의 토출가스 온도를 냉각시켜 고단측 압축기의 과열을 방지하는 장치는 인터쿨러(중간냉각기)이다.

부스터는 저단측 압축을 담당하는 압축기, 콤파운드 압축기는 저단과 고단을 하나로 결합한 압축기, 익스펜션탱크는 브라인 등의 팽창을 흡수하는 장치로 각각 목적이 다르다.

융해열은 고체가 액체로 상태 변화할 때 필요한 열로, 온도 변화 없이 상태만 바뀌므로 잠열에 해당하며 현열의 일종이라는 설명은 옳지 않다.

• 승화열은 고체가 기체로 될 때 주위에서 흡수하는 열이다.
• 잠열은 물체의 상태 변화에 관여하는 열이다.
• 현열은 상태 변화 없이 온도만 변화시키는 데 필요한 열이다.

암모니아는 비열비가 커서 압축 시 토출가스 온도가 높아지므로 압축기 실린더의 과열이 프레온보다 심하다.

반대로 냉동장치 내 수분에 의한 악영향은 수분과 잘 섞이지 않는 프레온 쪽이 훨씬 민감하고, 암모니아와 프레온은 물성·운전 특성이 서로 달라 동일 조건이라도 성능과 제원이 같을 수 없다.

팽창밸브를 선정할 때는 사용 냉매의 종류, 냉동기의 냉동능력, 증발기의 형식 및 크기 등을 고려해야 하며, 배관의 관 두께는 팽창밸브 선정과 직접적인 관계가 없다.

냉매배관의 나사 이음부에 사용하는 패킹재는 냉매에 대한 내식성이 요구되며, 전통적으로 일산화연(리사지) 계통의 패킹재가 냉매배관용 나사용 패킹으로 주로 사용되어 왔다.

고무나 몰드 등은 용도나 내냉매성 측면에서 냉매배관의 나사부 패킹으로는 적합하지 않다.

열전도율은 얼음 > 물 > 공기 순으로 크므로, 물은 얼음보다 열전도율이 작지만 공기보다는 크다는 설명이 옳다.

냉장실 내부 온도는 대류와 전도 등 복합적인 열전달로 균일화되며 열복사만으로 균일해지는 것은 아니고, 방열벽에는 열전도율이 작은 단열재를 사용해야 하며, 수냉응축기의 전열은 냉각수 유속의 영향도 받으므로 나머지 설명은 옳지 않다.

터보(원심식) 냉동기는 저압냉매를 사용하므로 취급이 쉽고 고압에 의한 위험이 적다.

왕복동식과 달리 회전운동만 하여 마찰부분이 적고 마모가 작으며, 회전수 제어 등으로 제어범위가 넓어 정밀제어가 가능하고, 저온장치에서는 오히려 압축단수가 많아지는 특징이 있다.

냉동기 오일은 저온에서도 응고되지 않도록 응고점이 낮고, 화재 위험을 줄이기 위해 인화점이 높아야 하므로 이와 반대로 서술한 설명은 옳지 않다.

• 윤활 방식에는 비말식과 강제급유식이 있다.
• 수분 함유량이 적고 장기간 사용해도 변질이 적어야 한다.
• 고속다기통 압축기의 윤활유 온도는 대체로 50~60℃ 정도이다.

2원 냉동장치는 저온측과 고온측 두 개의 독립된 냉동사이클을 캐스케이드 콘덴서로 열교환시키는 방식이며, 중간냉각기로 열교환한다는 설명은 2단 압축방식에 해당하는 내용이므로 2원 냉동장치의 설명으로 볼 수 없다.

2원 냉동장치는 약 -80℃ 이하의 극저온을 얻는 데 사용되며, 비등점이 높은 냉매는 고온측에 사용하고, 저온측 압축기 흡입관에는 팽창탱크가 설치된다.

그림의 크로스는 좌우 직선 관이 32A와 25A, 위아래 가지 관이 25A와 20A이므로 호칭은 크로스 : 32A×25A×25A×20A가 된다.

이형 크로스의 호칭은 지름이 가장 큰 관을 먼저 쓰고, 그와 일직선을 이루는 반대쪽 관을 이어 쓴 다음, 나머지 가지 관을 큰 것에서 작은 것 순으로 적는다.

따라서 32A(가장 큰 관) → 25A(그 맞은편) → 25A(가지 중 큰 것) → 20A(가지 중 작은 것) 순서가 된다. 20A를 앞세우거나 25A를 맨 앞에 두는 표기는 큰 지름부터 적는다는 원칙에 어긋난다.

전자밸브(솔레노이드밸브)는 전류의 통전 여부에 따라 완전히 열리거나 닫히는 2위치 동작 방식으로 작동한다.

R-21과 R-22는 분자 내에 수소원자(H)를 포함한 냉매이고, R-502는 R-22를 포함한 혼합냉매이므로 역시 수소원자를 가진다.

반면 R-114는 탄소원자에 결합된 원자가 모두 염소와 불소로 치환된 냉매로, 수소원자를 가지고 있지 않다.

공정점이 약 -55℃로 매우 낮아 저온용 브라인으로 사용되며, 제빙·냉장·공업용으로 널리 쓰이는 무기질 브라인은 염화칼슘(CaCl₂)이다.

염화나트륨 브라인의 공정점은 이보다 훨씬 높은 약 -21℃ 수준이어서 극저온용으로는 부적합하다.

수냉 응축기의 응축부하는 냉각수량 × 비열 × 입출구 온도차로 구한다.

냉각수량을 시간당으로 환산하면 $120\ \mathrm{L/min} \times 60 = 7200\ \mathrm{L/h}$이고, 온도차 6℃를 곱하면 $7200 \times 1 \times 6 = 43200\ \mathrm{kcal/h}$가 된다.

기준 냉동사이클의 증발 과정은 냉매가 일정한 압력과 온도에서 액체가 기체로 상태 변화하는 과정이므로, 압력과 온도가 모두 일정하게 유지된다.

회전식(로터리) 압축기는 구조가 비교적 단순하여 소형·소용량 장치나 가정용 냉장고 등에 주로 사용되며, 대형압축기나 저온용 압축기로는 잘 사용되지 않는다.

왕복동식보다 부품 수가 적고 흡입밸브가 없으며, 압축이 연속적으로 이루어져 진공펌프로도 활용되지만, 조립·조정에는 고도의 정밀도가 요구된다.

가용전은 화재 등 이상 고온 시 일정 온도에서 녹아 냉매를 방출시켜 냉동장치의 파손을 방지하는 안전장치이다.

가용전의 구성 성분은 주석, 카드뮴, 납, 비스무트 등 저융점 금속의 합금으로, 융점이 높은 구리는 포함되지 않는다.

용융점은 대체로 68~75℃ 이하로 하며, 토출가스의 직접적인 영향을 받지 않는 곳에 설치해야 한다.

보온재와 보냉재는 사용되는 온도 범위, 즉 안전사용 온도를 기준으로 구분한다.

단단 증기압축식 이론 냉동사이클의 성적계수는 냉동능력을 압축일(응축부하-냉동능력)로 나눈 값이다.

$COP = \dfrac{6}{10-6} = \dfrac{6}{4} = 1.5$

흡수식 냉동기의 용량제어는 주로 구동열원(증기) 입구제어, 증기토출제어, 발생기 공급 용액량 조절 등의 방법으로 이루어진다.

증발기 압력제어는 흡수식 냉동기의 대표적인 용량제어 방법에 해당하지 않는다.

서로 지름이 다른 관을 접속할 때 사용하는 이경 관이음쇠는 부싱이다.

소켓과 유니온은 같은 지름의 관을 직선으로 연결할 때, 플러그는 관 끝을 막을 때 사용하는 부속이다.

물질의 산성·알칼리성 정도를 나타내는 단위는 pH(수소이온농도지수)이다.

pH는 0~14 범위로 표시되며 7을 기준으로 작을수록 산성, 클수록 알칼리성을 나타낸다.

• CHU(Centigrade Heat Unit)와 B.T.U는 열량을 나타내는 단위이다.
• RT는 냉동톤으로, 냉동능력을 나타내는 단위이다.

팽창밸브 통과 직후의 냉매는 일부가 증발한 습증기 상태이며, 냉동효과는 증발잠열에 (1-건조도)를 곱한 값으로 구한다.

$400 \times (1-0.14) = 400 \times 0.86 = 344\ \mathrm{kcal/kg}$

지열을 이용하는 열펌프는 열원에 따라 지하수 이용, 지표수 이용, 지중열 이용 방식으로 구분된다.

엔진구동 열펌프는 열원이 아니라 압축기를 구동하는 방식을 가리키는 용어이므로 지열 이용 열펌프의 종류로 분류되지 않는다.

수관식 보일러는 관경이 작아 급수 중 불순물이 많으면 스케일이 발생하기 쉬우므로 급수의 순도 관리가 중요하며, 순도가 낮아도 스케일이 잘 안 생긴다는 설명은 옳지 않다.

수관식 보일러는 보유수량이 적어 부하변동에 따른 압력변화가 크고, 파열 시 피해가 상대적으로 적으며, 고온·고압 증기를 발생시켜 열 이용도를 높인 구조이다.

공조설비의 구성은 열원장치(보일러·냉동기·냉각탑 등 냉온수·증기를 만드는 장치), 공기처리장치(냉각기·가열기·가습기·에어필터 등), 열운반장치(송풍기·덕트·펌프·배관), 자동제어장치(온도·습도조절장치)로 나뉜다.

정답 지문의 가열기는 공기를 직접 처리하는 공기처리장치에, 펌프는 만들어진 열매체를 실어 나르는 열운반장치에 속한다.

따라서 "열원장치 : 가열기, 펌프"는 구성 요소의 분류가 맞지 않는 설명이다.

개별공조방식은 실별로 유닛을 두어 개별제어가 쉬운 것이 가장 큰 특징이므로, 개별제어가 어렵다는 설명은 틀렸다.

설치·철거가 간편하고 히트펌프식은 냉난방을 겸할 수 있으며, 유닛이 실내에 노출된 경우 소음·진동이 발생하는 것은 모두 개별공조방식의 실제 특징과 맞는 설명이다.

복사난방은 방열체(바닥·벽체)의 열용량이 크기 때문에 외기온도 변화에 따라 방열량을 빠르게 조절하기 어렵다는 것이 단점이다.

바닥 이용도가 높고 열손실이 적은 점, 단열층 공사비가 많이 들고 매설 배관의 고장을 찾기 어려운 점, 대류난방보다 설비비가 많이 드는 점은 모두 복사난방의 실제 특징과 일치한다.

고온수 난방은 고압에 견디는 설계가 필요해 배관·기기의 압력강도, 팽창탱크 용량 등을 별도로 검토해야 하므로 일반 온수난방보다 오히려 설계가 까다롭다.

공급·환수 온도차를 크게 잡을 수 있어 열수송량이 크고 배관경을 작게 할 수 있다는 점, 증기난방보다 연료가 절약된다는 점은 고온수 난방의 실제 장점에 해당한다.

공조덕트의 분기부에서 두 갈래로 나뉘는 풍량을 조절할 때는 스플리트 댐퍼(분기댐퍼)를 사용한다. 베인형(루버형) 댐퍼는 날개를 여러 장 겹친 구조로 대형 덕트의 풍량을 조절할 때 쓰는 것이어서 분기부용 댐퍼로는 맞지 않는다.

소형 풍량 조절에 버터플라이 댐퍼를 쓰는 것, 화재 시 자동으로 닫히는 방화댐퍼, 연기 감지로 작동하는 방연댐퍼는 모두 실제 용도와 맞는 설명이다.

노점온도보다 낮은 냉각코일을 지나면 공기 중 수분이 응축·제거되면서 공기 상태가 포화선에 가까워져 상대습도는 오히려 높아지거나 100%에 근접하므로, 상대습도가 저하한다는 설명은 틀렸다.

수분이 제거되므로 절대습도는 낮아지고, 온도가 내려가므로 건구온도와 비체적도 함께 낮아진다.

공기의 감습(제습)은 공기 중 수분을 줄이는 조작으로, 냉각식·흡수식·흡착식·압축식 등이 이에 해당하고 가열식은 습도를 낮추는 방법이 아니다.

가열은 공기의 상대습도를 낮출 수는 있어도 절대습도(수분량) 자체를 줄이는 감습 방식으로 분류되지 않는다.

유인 유닛방식은 1차 공조기에서 만든 고속·고압의 1차 공기를 유닛의 노즐로 분출시키고, 이때 생기는 유인력으로 실내의 2차 공기를 끌어들여 냉각기 또는 가열기(유닛 내 코일)를 거쳐 실내로 보내는 공조방식이다.

패키지 유닛방식이나 FCU방식은 실내 유닛 자체가 냉온수 코일과 송풍기로 실내공기를 순환·처리하는 방식이어서 노즐의 유인력을 이용하지 않는다는 점에서 구분된다.

배기가스에 선회력(원심력)을 주어 입자를 벽면으로 밀어내 분리하는 집진기는 싸이클론(사이클론) 집진기이다.

세정식은 물로 씻어내는 방식, 전기집진기는 하전·전기력을 이용하는 방식, 자석식은 자성 입자에만 적용되는 방식으로 선회 원심력을 이용한 집진과는 원리가 다르다.

벽체로부터의 전도열은 온도차에 의해서만 전달되는 열이므로 현열부하만 발생한다.

• 극간풍(틈새바람)은 외기가 함께 유입되어 현열과 잠열을 모두 가져온다.
• 인체의 발열은 체표면의 현열 발산과 함께 호흡·땀에 의한 잠열 발산도 있다.
• 실내기구의 발열도 조리기구 등에서 수증기가 함께 발생하면 잠열을 동반한다.

현열비(SHF)는 전체 냉방부하 중 현열부하가 차지하는 비율로 정의되므로, $SHF = \dfrac{q_{s}}{q_{s}+q_{L}}$ (여기서 $q_s$는 현열부하, $q_L$은 잠열부하)로 계산한다.

즉 현열부하를 현열부하와 잠열부하의 합으로 나눈 값이 현열비이다.

온풍난방은 더운 공기를 강제로 순환시키는 방식이라 실내 상하 온도차가 크게 나타나기 쉬워 실내온도 분포가 균등하다는 것은 장점이 될 수 없다.

예열시간이 짧아 연료소비량이 비교적 적은 점, 온도의 자동제어가 쉬운 점, 필터를 채택해 깨끗한 공기를 유지할 수 있는 점은 온풍난방의 실제 장점에 해당한다.

화재 시 발생한 연기를 방연구획 등 건물의 일정 구역 안에 가두었다가 밖으로 뽑아내는 설비는 배연설비이다.

환기설비·급기설비·통풍설비는 평상시 실내공기의 질을 유지하기 위한 설비로, 화재 시 연기를 배출하는 방재 목적의 설비와는 기능이 다르다.

상대습도 100%는 공기가 그 온도에서 가질 수 있는 최대 수분을 머금은 포화 상태를 뜻하며, 이때는 건구온도·습구온도·노점온도가 모두 같아진다.

반면 작용온도는 기온뿐 아니라 주위 벽·기구의 복사온도와 기류 등을 함께 고려해 체감을 나타내는 값이라 습도가 100%라고 해서 다른 세 온도와 같아지지는 않는다.