[공조냉동기계기사 필기] 22년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

절대습도는 $\omega = 0.622\dfrac{P_v}{P_a}$로 정의되며, 여기서 $P_v$는 습공기 중 수증기 분압이다. 이 식을 $P_v$에 대해 정리하면 $P_v = \dfrac{\omega}{0.622}P_a$가 된다.
상대습도는 같은 온도에서의 수증기 분압과 포화수증기압의 비, 즉 $\phi = \dfrac{P_v}{P_s}$이므로 앞의 식을 대입하면 $\phi = \dfrac{\omega}{0.622}\dfrac{P_a}{P_s}$가 유도된다.

온수난방은 배관 내 물의 부식성이 증기난방보다 낮고, 초기 예열(워밍업) 시간이 증기난방보다 길다는 특징을 갖는다. 따라서 부식이 크고 워밍업 시간이 짧다는 설명은 실제 특성과 반대된다.
다만 온수난방도 배관 동결의 우려가 있어 동파 방지 대책이 필요하다는 부분은 맞는 설명이다.
저온 복사난방(바닥 복사난방)은 실내 온도분포가 균일한 것이 장점이며, 증기난방은 부하변동 대응이 어렵고 실온 분포가 온수난방보다 나쁘다는 특징도 일반적으로 맞는 설명이다.

덕트 단면적이 확대되면 연속방정식에 의해 풍속이 감소하고, 동압($\dfrac{1}{2}\rho v^2$)은 유속의 제곱에 비례하므로 함께 감소한다.
확대부에서는 동압의 일부가 정압으로 회복(전환)되지만 마찰 및 와류에 의한 손실이 발생하므로, 전압은 증가하지 않고 오히려 손실만큼 감소한다. 따라서 전압이 증가한다는 설명은 옳지 않다.
동압 감소분 중 손실을 제외한 부분이 정압 상승으로 나타나므로 정압은 증가한다.

건축 평면을 일정 크기의 격자(모듈)로 구획하고, 그 구획 안에 취출구·흡입구·조명·스프링클러 등 설비 요소를 배치하는 방식을 모듈방식이라 한다.
이 방식은 설비요소의 배치를 표준화·규격화하여 시공성과 유지관리성을 높이는 데 목적이 있다.

습공기의 가습은 물 또는 수증기를 공기 중에 공급하여 절대습도를 높이는 조작으로, 순환수 분무(단열가습), 온수 분무, 수증기 분무가 대표적인 가습 방법이다.
반면 외부공기를 가열하는 것은 절대습도의 변화 없이 건구온도만 높여 상대습도를 낮추는 조작이므로 가습 방법에 해당하지 않는다.

공조기(AHU)에 직접 연결되어 냉수·온수를 순환시키는 냉수 순환펌프, 온수 순환펌프와, 응축수를 회수하는 응축수(진공) 펌프는 공조기 자체의 열운반 계통에 속한다.
냉각수 펌프는 냉동기 응축기와 냉각탑 사이의 냉각수를 순환시키는 설비로, 공조기가 아니라 냉동기 계통에 직접 연결되므로 거리가 먼 항목이다.

1관식 상향공급식 증기난방에서는 증기가 위로 올라가는 흐름과 응축수가 아래로 내려오는 흐름이 같은 배관 안에서 서로 반대 방향으로 흐르게 되어, 증기 흐름이 응축수에 의해 방해받지 않도록 배관경을 크게 해야 한다.
반면 하향공급식은 증기와 응축수가 같은 방향으로 흐르므로 상대적으로 작은 배관경으로도 원활한 흐름이 가능하다. 따라서 상향공급식의 배관경이 하향공급식보다 커야 한다.

그림은 A점에서 B점으로 수평으로 이동하는 현열 가열 과정이다. 선도에서 A점은 $t_1=5^\circ\mathrm{C}$·상대습도 80%로 비엔탈피 $16.0\,\mathrm{kJ/kg}$, B점은 $t_2=43^\circ\mathrm{C}$·상대습도 8%로 비엔탈피 $54.2\,\mathrm{kJ/kg}$(비체적 $0.902\,\mathrm{m^3/kg}$)로 읽힌다.
공기의 질량유량은 $G=Q\rho=500\times1.2=600\,\mathrm{kg/h}$ 이다.
절대습도가 변하지 않으므로 현열식만 쓰면 $q=G\,C_p\,\Delta t=600\times1.01\times(43-5)=23028\,\mathrm{kJ/h}$, 즉 $23028/3600=6.4\,\mathrm{kW}$ 이다.
선도의 엔탈피차로 검산해도 $600\times(54.2-16.0)/3600=6.37\,\mathrm{kW}$ 로 같은 값이 나온다.

물의 열전도율은 약 0.6 W/m·℃ 수준으로, 금속인 납(수십 W/m·℃), 유리(약 1 W/m·℃ 내외), 얼음(약 2 W/m·℃ 내외)에 비해 가장 작다.
열전도율이 작을수록 열이 잘 전달되지 않는 성질을 가지므로, 제시된 보기 중 물이 가장 단열재적 성질에 가깝다.

표의 네 절차서 가운데 앞의 세 항목은 규정 내용과 일치한다. 노출확인 절차서는 반드시 호흡용 보호구를 착용한 뒤 감지기로 공기 중 암모니아 농도를 측정하도록, 노출로 인한 위험관리 절차서는 호흡보호 프로그램을 수립·운영하도록, 근로자 작업 확인 및 교육 절차서는 밀폐·외진 장소에서 작업할 때 CCTV 등을 통한 육안 확인이나 무전기·전화를 통한 음성 확인 중 하나로 근로자의 안전을 확인하도록 하고 있다.
틀린 곳은 암모니아 설비 및 안전설비의 유지관리 절차서에 적힌 점검 주기다. 설비 주변에 설치된 안전대책의 작동 및 사용 가능 여부는 최소한 매월 1회 확인·점검해야 하는데, 표에는 "최소한 매년 1회"로 적혀 있다.
안전설비는 평상시에는 작동하지 않고 사고 때만 기능하는 장치여서 방치하면 고착·부식으로 작동 불능이 되기 쉽다. 그래서 연 단위가 아니라 월 단위의 짧은 주기로 작동 여부를 확인하도록 요구한다.

외벽이나 지붕이 일사를 받으면 복사열 흡수로 인해 벽체 표면온도가 외기온도보다 높아지는데, 이처럼 일사의 영향을 포함하여 외기온도와 동일한 전열효과를 나타내도록 환산한 가상의 온도를 상당외기온도(Sol-Air Temperature)라 한다.
이는 실제 외기 건구온도와는 다른 개념으로, 외벽을 통한 취득열량을 전도 형식으로 다루기 위해 사용하는 값이다.

보일러 스케일은 보일러수 중의 칼슘, 마그네슘 등 경도 성분이 가열에 의해 석출되어 전열면에 부착되는 현상이므로, 스케일을 방지하려면 오히려 경도가 낮은 물(연수)을 사용해야 한다.
따라서 경도가 높은 물을 활용해 칼슘 생성을 돕는다는 설명은 스케일 생성을 촉진하는 것으로, 방지 방법과 반대된다.
경수연화장치로 경도 성분을 제거하거나 인산염을 투입해 스케일 성분을 슬러지화한 뒤 분출로 제거하는 것은 실제 스케일 방지 방법에 해당한다.

선도는 가로축이 건구온도(DB), 세로축이 절대습도(x)이고, 중앙의 상태점 5에서 여러 방향으로 화살표가 뻗어 있다. 그림에서 1은 수직 위, 2는 수평 왼쪽, 3은 왼쪽 아래 대각, 4는 오른쪽 아래 대각 방향이다.
따라서 건구온도는 그대로이고 절대습도만 올라가는 위쪽 방향은 가습, 절대습도가 일정한 채 건구온도만 내려가는 왼쪽 방향은 현열냉각, 건구온도가 올라가면서 절대습도가 내려가는 오른쪽 아래 방향은 가열감습으로 모두 옳다.
문제가 되는 것은 왼쪽 아래 대각 방향(5→3)이다. 이 방향은 건구온도와 절대습도가 동시에 감소하므로 냉각감습이며, 이를 "냉각가습"이라고 한 설명이 틀렸다.
냉각가습은 온도가 내려가면서 절대습도는 올라가는 과정이므로 선도상 왼쪽 위 대각 방향에 해당한다.

급기 덕트는 조화된 공기(냉풍 또는 온풍)를 실내로 공급하는 통로로, 덕트 표면과 주위 공기의 온도차가 크게 발생한다.
이 온도차로 인한 열손실을 막고(보온·보냉) 덕트 표면의 결로를 방지(방로)하기 위해 급기 덕트는 전체 구간에 걸쳐 단열이 필요하다.
배기 덕트, 외기 덕트, 배연 덕트는 이송하는 공기의 상태나 사용 목적상 전체 단열의 필요성이 급기 덕트만큼 크지 않다.

유리창을 통한 취득열량은 전도에 의한 열량과 일사(복사)에 의한 열량의 합으로 구한다. 전도열량은 $q_1 = K \times A \times \Delta t = 5.9 \times 40 \times (33-27) = 1416\ \text{W}$이다.
일사에 의한 열량은 차폐계수를 적용하여 $q_2 = SC \times I_{gr} \times A = 0.56 \times 608 \times 40 \approx 13619\ \text{W}$로 계산된다.
두 열량을 합하면 $q = q_1 + q_2 \approx 1416 + 13619 = 15035\ \text{W} \approx 15.0\ \text{kW}$가 된다.

T.A.B(시험·조정·평형)에서 유량 측정은 펌프 출구 직후처럼 유동이 안정되지 않은 위치에서는 정확한 값을 얻기 어렵다. 정확한 유량 측정을 위해서는 흐름이 충분히 안정되는 직관부 구간을 확보한 위치에서 측정해야 한다.
따라서 유량 측정 위치를 펌프 출구에서 가장 가까운 곳으로 한다는 설명은 적절하지 않다.
온도 측정은 열교환기(증발기·응축기) 입출구에 최대한 가깝게, 압력 측정은 설치된 압력계용 탭에서, 배기가스 온도는 연소기의 온도계 설치 위치나 시료 채취구를 이용하는 것이 일반적으로 적절한 측정 방법이다.

온수난방 방열기의 표준방열량은 $523\ \text{W/m}^2$이므로, 상당방열면적(EDR)은 난방부하를 표준방열량으로 나누어 구한다.
$EDR = \dfrac{7559.5}{523} \approx 14.4\ \text{m}^2$로 계산된다.

순환수를 가열도 냉각도 하지 않고 계속 분무하면, 물의 온도가 공기의 습구온도와 같아지는 단열포화(단열가습) 과정이 일어난다.
이 과정에서는 습구온도가 거의 일정하게 유지되면서 공기가 물과 접촉해 수분을 흡수하므로, 건구온도는 낮아지고 상대습도는 높아진다.

연관 보일러는 다수의 연관(煙管) 내부로 연소가스를 통과시켜 관 외부의 보일러수를 가열하는 구조로, 동일 크기 대비 전열면적이 크게 확보되어 증기 발생이 빠르고 열효율이 좋다.
다만 관이 많고 구조가 복잡해 내부 청소가 곤란하므로, 스케일 생성을 억제하기 위해 양질의 보일러수 관리가 필요하다.

증기난방은 증기의 잠열을 이용해 방열기가 빨리 데워지므로 온수난방에 비해 예열시간이 짧다는 장점이 있다.
반면 증기 온도가 높아 방열기 표면온도가 높고 실내 상하 온도차가 커 쾌적성이 떨어지며, 부하변동에 대한 방열량 제어가 온수난방보다 어렵다는 단점이 있다.

등엔트로피 온도비는 $\dfrac{T_{2s}}{T_1} = \left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}} = 4^{0.2857} \approx 1.486$이므로 $T_{2s} \approx 300 \times 1.486 \approx 445.8\ \text{K}$이다.
등엔트로피 압축일은 $w_s = C_p(T_{2s}-T_1) \approx 145.8\ \text{kJ/kg}$이고, 등엔트로피 효율을 반영한 실제 압축일은 $w = \dfrac{w_s}{0.8} \approx 182.3\ \text{kJ/kg}$이다.
입구 공기 밀도는 $\rho_1 = \dfrac{P_1}{RT_1} = \dfrac{100}{0.287 \times 300} \approx 1.161\ \text{kg/m}^3$이고, 질량유량은 $\dot m = \rho_1 \dot V \approx 0.01161\ \text{kg/s}$이다. 소요동력은 $\dot W = \dot m \times w \approx 0.01161 \times 182.3 \approx 2.1\ \text{kW}$로 계산된다.

그림에서 c는 응축기에서 나온 고압 액냉매가 위에서 들어오는 관으로, 여기서 두 갈래로 갈라진다. 한쪽은 오른쪽 팽창밸브 b를 거쳐 중간냉각기 안으로 들어가고, 다른 한쪽은 액 속을 지나는 지그재그 코일(과냉각 코일)을 통과해 아래쪽 팽창밸브 e로 빠져나간다. a는 왼쪽에서 액면 위로 들어오는 저단압축기 토출관, d는 위쪽으로 나가는 고단압축기 흡입관이다.
a로 들어온 고온의 과열증기는 중간냉각기에서 냉각되어 중간압력의 포화증기에 가까운 상태로 d로 나가므로 d의 증기온도는 a보다 낮다. 또 b는 중간냉각기로 분사되는 냉매를 중간압력까지 낮추는 제1팽창밸브이고, e는 증발기용 제2팽창밸브다.
순환량을 따져 보면 코일을 지나 e로 가는 양이 저단(증발기) 순환량 a와 같고, c는 여기에 b로 분사되는 양까지 합한 전체 고압 액냉매량이다. 즉 $c=a+(b\text{로 분사되는 양})$ 이므로 c가 a보다 크다. 두 순환량이 같다고 한 설명이 틀렸으며, c와 크기가 같은 것은 고단압축기 흡입량 d다.

흡수식 냉동기에서는 냉매가 흡수제에 흡수되는 조합이 실용화되어 있으며, 대표적으로 암모니아를 냉매, 물을 흡수제로 사용하는 조합이 있다.
이 조합에서는 물이 암모니아 증기를 잘 흡수하는 성질을 이용해 흡수기와 재생기(발생기) 사이에서 냉매를 순환시킨다.

밀폐 용기이므로 체적이 일정한 등적과정이며, 이상기체 상태방정식에서 압력과 온도는 비례하므로 $T_2 = T_1 \times \dfrac{P_2}{P_1} = 293.15 \times \dfrac{150}{100} \approx 439.7\ \text{K}$가 된다.
공기 질량은 $m = \dfrac{P_1 V}{R T_1} = \dfrac{100 \times 1}{0.287 \times 293.15} \approx 1.189\ \text{kg}$이다.
등적과정의 가열량은 $Q = m C_v (T_2-T_1) \approx 1.189 \times 0.717 \times (439.7-293.15) \approx 124.9\ \text{kJ}$로 계산된다.

압력이 일정하게 유지되는 정압과정에서 계가 한 일은 $W = P \Delta V = 500 \times (0.7-0.2) = 250\ \text{kJ}$로 계산된다.
내부에너지 증가량 60kJ은 열역학 제1법칙 $Q = \Delta U + W$에서 가해진 열량을 구하는 데 쓰이는 값이며, 계가 외부에 한 일 자체는 압력과 체적변화만으로 결정된다.

등온과정에서 이상기체가 부피를 2배로 팽창시키며 한 일은 $W_1 = RT \ln 2$이다.
폴리트로픽과정(n=2)에서 같은 초기조건으로 부피가 2배가 되면 $P_2 = P_1 \left(\dfrac{V_1}{V_2}\right)^n = \dfrac{P_1}{4}$이 되고, 한 일은 $W = \dfrac{P_1V_1 - P_2V_2}{n-1} = \dfrac{P_1V_1}{2} = \dfrac{RT}{2}$가 된다.
두 일의 비를 구하면 $\dfrac{W}{W_1} = \dfrac{RT/2}{RT\ln2} = \dfrac{1}{2\ln2}$이므로, 폴리트로픽과정에서 한 일은 $\dfrac{1}{2\ln2} \times W_1$이 된다.

만액식 증발기는 내부에 냉매액이 가득 채워져 있어 냉매와 함께 유입된 윤활유가 증발기 하부에 고이기 쉽고, 오일이 자연스럽게 압축기로 회수되지 않는 문제가 있다.
따라서 만액식 증발기에서는 오히려 윤활유를 압축기로 되돌려 보내기 위한 별도의 유회수 장치가 필요하며, 윤활유가 고일 염려가 없다는 설명은 사실과 반대된다.
냉각실 온도와 증발온도의 차이가 작을수록 압축비가 낮아져 압축기 효율이 좋아지고, 건식 증발기는 만액식에 비해 냉매 충전량이 적으며 입구에서 습증기, 출구에서 과열증기 상태를 갖는다는 설명은 맞는 내용이다.

1 mAq는 물기둥 1m에 해당하는 압력으로 $9806.65\ \text{Pa}$이고, 0.98 N/cm²는 $0.98 \times 10^4 = 9800\ \text{Pa}$, 73.56 mmHg는 $73.56 \times 133.3 \approx 9807\ \text{Pa}$로 서로 거의 같은 값이다.
반면 980.665 Pa는 이들의 약 10분의 1 수준에 불과하여 다른 세 값과 압력 크기가 다르다.

냉동기의 액-가스 열교환기는 응축기를 나온 고압의 액냉매와 증발기를 나온 저압의 흡입증기를 열교환시켜, 액냉매의 온도를 낮추는(과냉시키는) 역할을 한다.
이렇게 액냉매를 과냉시키면 팽창밸브를 통과하기 전 냉매액 온도가 낮아져, 팽창 과정에서 발생하는 플래시 가스의 양을 줄일 수 있다.

등온과정에서 이상기체가 한 일(=가해진 열량)은 $Q = W = mRT\ln\dfrac{V_2}{V_1}$이며, 이상기체 상태방정식에서 $RT = \dfrac{P_1V_1}{m} = \dfrac{100 \times 0.5}{1} = 50\ \text{kJ/kg}$이다.
따라서 $Q = 50 \times \ln\left(\dfrac{1.0}{0.5}\right) = 50 \times \ln 2 \approx 34.7\ \text{kJ}$로 계산된다.

표에서 방열계수 1.3, 응축온도 35℃, 냉각수 입구 28℃·출구 32℃, 열통과율 $K=1.05\,\mathrm{kW/m^2\cdot ^\circ C}$ 를 읽는다.
1RT당 응축부하는 방열계수를 곱해 $Q_c=1.3\times3.86=5.018\,\mathrm{kW}$ 이다.
산술평균온도차는 냉각수 평균온도를 쓰므로 $\Delta t=35-\dfrac{28+32}{2}=5^\circ\mathrm{C}$ 이다.
따라서 $A=\dfrac{Q_c}{K\,\Delta t}=\dfrac{5.018}{1.05\times5}\approx0.96\,\mathrm{m^2}$ 이다.

역카르노 냉동사이클의 성적계수는 $COP_R = \dfrac{T_L}{T_H - T_L}$로 구한다.
$COP_R = \dfrac{240}{300-240} = \dfrac{240}{60} = 4$로 계산된다.

탱크 체적이 일정하므로 등적과정이며, 초기 공기질량은 $m = \dfrac{PV}{RT_1} = \dfrac{294 \times 2.5}{0.287 \times 283.15} \approx 9.05\ \text{kg}$이다.
등적과정의 가열량은 $Q = mC_v(T_2-T_1) = 9.05 \times 0.717 \times (353.15-283.15) \approx 454\ \text{kJ}$로 계산된다.

선도에서 기준 사이클 1-2-3-4-1은 증발압력 $P_1$·응축압력 $P_2$이고, 1-B-C-4-1은 응축압력만 $P_B$로 높인 사이클, A-2-3-D-A는 증발압력만 $P_A$로 낮춘 사이클이다. 액측 상태점 3·C·4·D는 모두 같은 엔탈피 수직선($h_4=h_D$) 위에 그려져 있다.
응축압력을 높이면 냉동효과는 $h_1-h_4$ 로 그대로인데 압축일만 $h_2-h_1$ 에서 $h_B-h_1$ 로 커진다. 그래서 성적계수가 $\dfrac{h_1-h_4}{h_2-h_1}$ 에서 $\dfrac{h_1-h_4}{h_B-h_1}$ 로 바뀐다는 설명이 옳다.
같은 변화에서 압축일의 증가분은 $h_B-h_2$ 이며, $h_B-h_1$ 은 증가 후의 압축일 전체이므로 이를 증가분이라 한 설명은 틀렸다.
증발압력을 $P_1\to P_A$ 로 낮춘 경우 압축비는 $P_2/P_1$ 에서 $P_2/P_A$ 가 되므로 $P_1/P_A$ 라 한 것도 틀렸고, 냉동효과가 $h_A-h_4$ 로 줄어드는 것은 맞지만 흡입압력이 낮아졌으므로 흡입증기의 비체적은 커진다.

정압식 자동 팽창밸브는 증발기 내 압력(증발압력)을 감지하여 냉매 유량을 조절함으로써 증발압력을 항상 일정하게 유지하도록 설계된 팽창장치이다.
모세관이나 수동식 팽창밸브는 유량을 압력에 맞춰 자동으로 조절하지 못하며, 플로트식 팽창밸브는 액면(액위)을 일정하게 유지하는 방식으로 압력 제어와는 다른 원리로 작동한다.

벽 내면에서 결로가 생기지 않으려면 내면온도가 노점온도 이상으로 유지되어야 하며, 내면온도는 $t_w = t_i - \dfrac{K}{\alpha_i}(t_i - t_o)$ 로 나타낼 수 있다.
결로 방지 조건 $t_w \geq t_d$ 를 열통과율 K에 대해 정리하면 $K \leq \dfrac{\alpha_i (t_i - t_d)}{t_i - t_o}$ 이다.
수치를 대입하면 $K \leq \dfrac{7 \times (18-12.5)}{18-(-5)} = \dfrac{7 \times 5.5}{23} \approx 1.67$ W/(m²·K) 로 계산된다.

이상기체의 내부에너지는 압력이나 부피에 관계없이 오직 온도만의 함수이다. 이는 이상기체 상태방정식에서 분자 간 상호작용을 무시하기 때문에 나타나는 성질이다.
내부에너지가 압력에 따라 변한다거나 항상 일정하다는 서술, 온도와 무관하다는 서술은 모두 이상기체의 성질과 맞지 않는다.

열전 냉동장치는 서로 다른 두 금속(또는 반도체) 접합부에 직류전류를 흘려 발생하는 펠티에 효과를 이용해 냉각하는 방식으로, 별도의 냉매를 순환시키지 않는다.
흡수식·교축팽창식·증기압축식 냉동장치는 모두 냉매(작동유체)의 상변화나 압력변화를 이용하므로 냉매를 사용한다.

응축기 방열량은 냉동능력과 압축기 소요동력의 합이므로 $Q_c = 38.8 + 10 = 48.8$ kW 이다.
냉각수량은 $m=\dfrac{Q_c}{c \cdot \Delta t}=\dfrac{48.8}{4.2 \times 6} \approx 1.9365$ kg/s 이며, 분당 유량으로 환산하면 $1.9365 \times 60 \approx 116.2$ L/min 이 된다.

한 사이클을 거쳐 처음 상태로 되돌아오면 내부에너지 변화는 0이므로, 열역학 제1법칙에 의해 시스템에 가해진 전체 열량은 시스템이 한 전체 일의 양과 같다.
열과 일은 모두 경로에 의존하는 경로함수이며 상태함수가 아니다. 열의 대표 단위는 J(줄)이고 Watt(W)는 일률(동력)의 단위이며, 열역학 제1법칙은 에너지 보존을 나타낼 뿐 열과 일의 방향성을 제시하지는 않는다.

산업안전보건법령상 냉동·냉장 창고시설 건설공사는 연면적 5천제곱미터 이상인 경우 유해위험방지계획서 제출 대상에 해당한다.

기계설비법령에서 정한 착공 전 확인·사용 전 검사 대상은 건축물의 용도와 규모(연면적, 냉난방 면적)를 기준으로 규정되어 있다. 연면적 1만 제곱미터 이상인 건축물, 목욕장으로 사용되는 면적 합계 500제곱미터 이상인 건축물, 판매시설로 사용되는 면적 합계 3천제곱미터 이상인 건축물은 모두 이 기준에 포함된다.
반면 기숙사는 면적 합계 2천제곱미터 이상인 경우에 대상이 되므로, 1천제곱미터 이상이라는 기준으로 제시된 기숙사는 착공 전 확인·사용 전 검사 대상에 해당하지 않는다.

표에서 수출용으로 판매·인도되거나 그 목적으로 저장·운송·보관되는 고압가스, 그리고 시험용 또는 연구개발용(해당 고압가스를 직접 시험하거나 연구개발하는 경우만)으로 판매·인도되거나 그 목적으로 저장·운송·보관되는 고압가스는 품질기준 고시 대상에서 제외되는 경우에 그대로 해당한다.
수입량에 따른 제외 사유도 있으나 한도는 1회 수입되는 양이 40kg 이하이다. 표에 적힌 "1회 수입되는 양이 400킬로그램 이하"는 기준량을 열 배로 늘려 놓은 것이므로 제외 기준에 해당하지 않는다.
따라서 제외 기준에 맞는 것은 수출용과 시험·연구개발용 두 항목뿐이다.

고압가스안전관리법령상 일체형 냉동기는 냉매설비 및 압축기용 원동기가 하나의 프레임 위에 일체로 조립되어 있고, 사용 시 스톱밸브 조작이 필요하지 않은 것을 조건으로 한다.
따라서 "스톱밸브 조작이 필요한 것"은 일체형 냉동기의 조건과 반대되는 서술이다. 반면 응축기·증발유닛이 냉매배관으로 연결된 하루 냉동능력 20톤 미만의 공조용 패키지에어콘이나, 현장에서 용접·절단 없이 재조립 가능한 것은 일체형 냉동기로 인정되는 조건에 해당한다.

기계설비법령상 변경등록을 정해진 기간 내 하지 않은 경우의 행정처분은 위반 횟수가 늘어날수록 단계적으로 무거워지며, 1차 위반 시에는 가장 낮은 단계인 시정명령을 받는다.

엘리베이터용 전동기는 정지·기동을 반복하면서 큰 하중을 안전하게 들어올려야 하므로 기동 토크가 커야 한다. 따라서 "기동 토크가 작아야 한다"는 서술은 틀린 설명이다.
이 외에 소음이 작고, 회전부의 관성모멘트가 작아 응답성이 좋으며, 가속도의 변화비율(저크)이 일정해 승차감이 좋아야 하는 것은 엘리베이터용 전동기에 요구되는 특성이다.

그래프는 가로축이 부하전류 $I$, 세로축이 토크 $T$이고, 네 곡선이 오른쪽의 전부하점에서 한 점으로 모이도록 그려져 있다. 토크는 $T=k\Phi I$ 이므로 전류가 늘 때 계자자속이 어떻게 변하는지가 곡선 모양을 결정한다.
자속이 일정한 분권은 $T\propto I$ 로 원점을 지나는 직선이 되고, 자속이 전류에 비례하는 직권은 $T\propto I^2$ 로 경부하에서 토크가 가장 작은 아래로 처진 곡선이 된다. 가동복권은 직권 성분이 자속을 도와주므로 직권과 분권의 중간이고, 차동복권은 전류가 늘면 자속이 오히려 줄어 토크 증가가 완만해지므로 같은 전부하점을 지나려면 경부하 쪽에서 토크가 가장 높은 위로 부푼 곡선이 된다.
그림과 대응시키면 아래로 가장 크게 처진 (A)가 직권, 그 위의 (B)가 가동복권, 네 곡선 가운데 가장 직선에 가까운 (C)가 분권, 위로 가장 크게 부푼 (D)가 차동복권이다.

서보전동기는 목표값에 따라 부하를 실제로 움직이는 조작부의 기능을 담당하는 요소이다. 목표값과 출력을 비교하는 것은 비교부, 출력을 검출하는 것은 검출부의 역할이다.

그림의 회로는 a접점 A 하나가 직렬로 놓이고, 그 뒤에 a접점 A와 a접점 B가 병렬로 연결된 구조다. 논리식으로 쓰면 $X=A(A+B)$ 이다.
전개하면 $A\cdot A+A\cdot B=A+AB=A(1+B)=A$ 가 된다(흡수법칙). 즉 A가 닫히면 병렬부의 A쪽 경로도 함께 닫히므로 B는 회로 동작에 전혀 영향을 주지 못한다.
따라서 간단히 한 회로는 a접점 A 하나만 직렬로 남은 회로다. 접점 바가 단자 위에 떨어져 그려진 것이 a접점, 단자를 이어 놓은 것이 b접점이므로 B가 남은 회로나 b접점으로 그려진 회로와 혼동하지 않도록 한다.

단상 변압기 2대를 V결선하면 공급 가능한 최대 3상 전력은 $P_V = \sqrt{3} \times P_1$ 로 계산된다.
변압기 1대의 용량이 10kVA이므로 $P_V = \sqrt{3} \times 10 \approx 17.3$ kVA 이다.

역률은 유효전력과 피상전력의 비 $\cos\theta = P/S$ 로, 역률이 클수록 피상전력 중 유효전력이 차지하는 비중이 커지고 무효전력의 비중은 오히려 작아진다. 따라서 "역률이 클수록 유효전력보다 무효전력이 커진다"는 서술은 틀린 설명이다.
역률은 $\sqrt{1-(\text{무효율})^2}$ 로도 나타낼 수 있고, 전압과 전류의 위상차에 코사인을 취한 값이며, 이를 통해 교류전력의 효율(유효 이용률)을 가늠할 수 있다.

일정한 목표값과 출력값을 비교하여 그 차이를 자동으로 줄여가는 제어 방식은 피드백(폐루프) 제어이다. 아날로그 신호를 이용한 정량적 제어로서 출력을 입력측으로 되먹임하는 것이 특징이다.
시퀀스 제어는 정해진 순서에 따라 진행되는 제어이고, 오픈루프 제어는 출력을 검출·비교하지 않는 제어이므로 이 설명과는 거리가 멀다.

$G(s)=\dfrac{2(s+2)}{s^2+5s+6}$ 의 분모를 인수분해하면 $s^2+5s+6=(s+2)(s+3)$ 이므로, 방정식의 근은 $s=-2, -3$ 이다.

리액턴스의 합은 $X = X_L - X_C = 2-8=-6\ \Omega$ 로 용량성이므로, 임피던스는 $Z=R+jX=8-j6\ \Omega$ 이다.
위상각은 $\theta = \tan^{-1}\left(\dfrac{-6}{8}\right) \approx -37^\circ$ 로, 용량성 회로이므로 전류가 전압보다 약 37° 앞선다.

피상전력은 $S=\dfrac{P}{\cos\theta}=\dfrac{80}{0.8}=100$ kVA 로 계산된다.

직류전압·직류전류·교류전압 및 저항 등을 하나의 계기로 두루 측정할 수 있는 것은 회로시험기(멀티미터)이다. 검전기는 충전 여부, 검상기는 상순(相順), 메거는 절연저항을 측정하는 전용 계측기이다.

자장 속 도선이 전류에 의해 받는 힘 $F=BI\ell\sin\theta$ 은 플레밍의 왼손법칙으로 설명되며, 이 힘을 이용해 회전력을 얻는 대표적인 응용기기는 전동기이다.
반대로 도체의 운동에 의해 기전력이 유도되는 현상은 플레밍의 오른손법칙으로 설명되며, 발전기에 적용된다.

그림의 논리식은 $X=\bar{A}\bar{B}C+A\bar{B}\bar{C}+A\bar{B}C$ 로, 세 항 모두 $\bar{B}$ 를 공통으로 갖는다.
공통항을 묶으면 $X=\bar{B}(\bar{A}C+A\bar{C}+AC)=\bar{B}\left\{\bar{A}C+A(\bar{C}+C)\right\}=\bar{B}(\bar{A}C+A)$ 가 된다.
여기서 $\bar{A}C+A=A+C$ 이므로 최종적으로 $X=\bar{B}(A+C)=A\bar{B}+\bar{B}C$ 로 정리된다.

전동기가 동작 중인 상태에서 회로를 절단하지 않고 도체를 집게로 물려 교류전류를 측정할 수 있는 계기는 후크 미터(클램프 미터)이다.

그림을 왼쪽 단자 1부터 따라가면, 단자 1에서 갈라진 세 갈래 중 위쪽 갈래에 접점 a, 가운데 갈래에 접점 b가 놓여 있고 두 갈래는 오른쪽에서 한 점으로 다시 모인다. 즉 a와 b는 병렬이므로 $a+b$이다.
a와 b가 합쳐진 점에서 접점 c가 직렬로 이어져 오른쪽 수직선에 닿으므로, 이 경로는 $(a+b)c$가 된다.
맨 아래 갈래의 접점 d는 단자 1 쪽 수직선에서 곧바로 오른쪽 수직선으로 연결되어 $(a+b)c$ 경로 전체를 우회한다. 따라서 $(a+b)c$와 d가 병렬이 되어 $(a+b)c+d$이다.
마지막으로 오른쪽 수직선 위쪽의 접점 e가 단자 2까지 직렬로 놓여 있으므로 전체 논리식은 $\{(a+b)c+d\}e$이다.

청소구는 배수 수평 주관과 분기관의 분기점, 배관이 45° 이상 방향 전환되는 곳, 배수 수직관의 최하부 등 막힘이 발생하기 쉬운 위치에 설치한다.
다만 길이가 긴 수평 배수관의 경우 관경이 100A 이하일 때는 일반적으로 15m 이내마다 청소구를 설치하도록 하므로, "5m 마다 설치"는 설치 간격 기준과 맞지 않는 설명이다.

증기와 응축수의 온도 차이(과냉각도)를 감지하여 밸브를 개폐하는 방식은 온도조절식(thermostatic) 트랩으로, 벨로즈의 신축을 이용하는 벨로즈 트랩이 이에 해당한다.
버킷 트랩과 플로트 트랩은 증기와 응축수의 비중(밀도) 차이를 이용하는 기계식 트랩이고, 디스크 트랩은 증기와 응축수의 유속(운동에너지) 차이를 이용하는 방식이다.

정압기를 구조에 따라 분류하면 피셔식, 액셜 플로우식, 레이놀드식 등이 있으며, 가스미터식이라는 구조 분류는 존재하지 않는다. 가스미터는 사용량을 계량하는 기기로 정압 기능과는 별개이다.

슬리브형 신축이음쇠는 직선 배관 구간에서 슬리브가 미끄러지며 신축을 흡수하는 방식으로, 배관에 곡선부(굴곡부)가 있으면 슬리브가 정상적으로 작동하지 못해 파손이나 누설이 발생할 수 있다. 따라서 "곡선부가 있어도 파손이 되지 않는다"는 설명은 틀렸다.
신축량이 크고 신축에 의한 응력이 거의 발생하지 않는 점, 루프형보다 설치 공간이 작은 점, 장시간 사용 시 패킹 마모로 누수가 생기기 쉬운 점은 슬리브형의 실제 특징이다.

간접 가열 급탕법은 보일러에서 발생한 증기(또는 온수)로 저탕조 내의 가열코일을 통해 급탕용 물을 간접적으로 데우는 방식으로, 보일러·저탕조·고가수조(팽창탱크 겸용)가 주요 구성 장치이다.
증기 사일렌서는 증기를 물속에 직접 분사하여 가열하는 직접 가열식에서 분사 소음을 줄이기 위해 사용하는 장치이므로 간접 가열 급탕법과는 거리가 멀다.

압력배관용 탄소강관의 KS 규격 기호는 SPPS로, 짝지어진 내용이 옳다.
배관용 탄소강관은 SPP, 저온배관용 탄소강관은 SPLT, 고압배관용 탄소강관은 SPPH로 표기하므로 나머지 짝짓기는 옳지 않다.

폴리에틸렌관은 열가소성 특성을 이용해 접합하며, 용착 슬리브 접합·인서트 접합·테이퍼 접합 등이 대표적인 접합방법이다.
기볼트 접합은 주철관 등에서 볼트로 압륜을 조여 접합하는 방식으로, 폴리에틸렌관의 접합방법에는 해당하지 않는다.

보기에는 선 끝에 원을 그리고 그 원 중심에 점을 찍은 것(⊙), 점이 없는 빈 원(○), 원을 통과해 선이 반대쪽까지 계속 이어진 것, 선 중간에 ×를 찍은 것이 섞여 있다. 모두 왼쪽 선에 A라고 관 이름이 붙어 있다.
배관을 도면(화면)에 직각인 방향으로 구부릴 때, 관 끝이 보는 사람 쪽(앞쪽)으로 나오면 관의 단면이 정면으로 보인다. 이를 나타내려고 원 안에 점을 찍어 ⊙로 표시한다. 화살이 나를 향해 날아올 때 화살촉이 점처럼 보이는 것과 같은 표기다.
반대로 관이 화면 뒤쪽으로 구부러지면 중심의 점 없이 빈 원 ○만 그린다. 따라서 A 선 끝에 원을 그리고 그 중심에 점을 찍은 그림(⊙)이 배관 A가 앞쪽으로 수직하게 구부러진 상태를 나타낸다.
선이 원을 지나 반대쪽까지 이어진 그림이나 선 위에 ×가 찍힌 그림은 관 A 하나가 앞쪽으로 꺾인 상태를 나타내는 표시가 아니다.

증기보일러의 환수관 일부가 파손되어도 보일러수가 안전수위 이하로 유출되지 않도록, 보일러 표준수면보다 높은 위치에서 증기관과 환수관을 접속하는 방법이 하트포드 접속법이다.

도시가스 배관의 고정장치 설치 간격은 관경에 따라 정해지며, 관지름이 13mm 이상 33mm 미만인 경우에는 2m마다 고정 장치를 설치한다. 관지름 20mm는 이 구간에 해당한다.

진공환수식 증기배관에서 증기주관은 응축수가 흐름 방향으로 원활히 배출되도록 끝내림 구배(선하향 구배)로 시공하는 것이 표준이다.
제시된 설명처럼 진공환수식 증기주관을 선상향(끝올림) 구배로 시공한다는 것은 이 원칙과 반대되므로 틀린 설명이다.
지관 분기부의 스위블 이음, 방열기와 벽면 사이 50~60mm 이격, 보일러 주변의 밸런스관·하트포드 접속법은 모두 일반적인 증기난방 배관의 표준 시공법이다.

수격현상(워터해머)은 밸브나 수전을 급격히 여닫을 때 관내 유속이 급변하면서 발생하는 충격압으로, 이를 완충하기 위해 급폐쇄형 밸브 부근에 공기실(에어챔버)을 설치해 압력변화를 흡수한다.
도피관은 팽창탱크의 안전장치이고, 수압을 급격히 높이거나 밸브·수도꼭지를 급하게 여닫는 것은 오히려 수격현상을 유발하는 원인이므로 방지법이 될 수 없다.

관이나 이음쇠 표면에 홈(groove)을 가공하고 그 부위에 고무링을 끼운 뒤 하우징을 덮어 볼트와 너트로 체결하는 방식은 그루브 이음(빅토리 조인트)의 전형적인 구조이다.
이 방식은 용접 없이 신속한 배관 접속과 분해가 가능해 소방배관 등에 널리 쓰인다.

가열관에서 전달해야 하는 열량은 온수의 현열 상승량으로 구한다. $Q = mc\Delta t = 2000 \times 4.2 \times (90-10) = 672000\ \text{kJ/h}$이며, 시간 단위를 초로 바꾸면 $Q \approx 186.7\ \text{kW}$이다.
증기온도와 급수·급탕 온도의 평균온도차는 $\Delta t_m = 110 - \dfrac{10+90}{2} = 60\ ^\circ\text{C}$로 구한다.
전열효율을 고려한 가열관 표면적은 $A = \dfrac{Q}{K \times \Delta t_m \times \eta} = \dfrac{186.7}{1.28 \times 60 \times 0.8} \approx 3.03\ \text{m}^2$로 계산된다.

크로스 커넥션(오염된 배관과 급수배관의 직접 연결)으로 인한 역류·역사이펀 오염을 막기 위해 급수배관에는 버큠브레이커(진공파괴기)를 설치하여 배관 내 부압 발생 시 공기를 유입시켜 역류를 차단한다.
체크밸브는 일반적인 역류방지, 워터해머 어레스터는 수격방지, 신축이음은 관의 열팽창 흡수에 사용되는 것으로 크로스 커넥션 방지 목적과는 다르다.

그림의 각인은 SPPS – S – H – 1965, 11 – 100A × SCH40 × 6 이다. 강관 표시는 앞에서부터 관의 종류 → 제조방법 → 제조 연월 → 호칭지름 → 스케줄 번호 → 길이 순으로 읽는다.
맨 앞의 SPPS가 압력배관용 탄소강관이라는 관의 종류이고, 1965, 11은 제조 연월(1965년 11월), 100A는 호칭지름, SCH40은 스케줄 번호, 마지막 6은 관의 길이(m)를 뜻한다.
따라서 종류 기호 바로 뒤에 붙은 S – H는 제조방법을 나타내는 기호다. S는 이음매 없는 관(seamless), H는 열간가공(열간완성)이므로 “열간가공으로 만든 이음매 없는 관”이라는 의미가 된다.
제조방법 기호로는 이 밖에 E(전기저항용접), B(단접), A(아크용접)가 있고, 그 뒤에 붙는 가공 구분 기호로는 H(열간가공), C(냉간가공), G(제조한 그대로)가 함께 쓰인다(예: E–G는 전기저항용접한 그대로의 관).

공기조화 장치는 일반적으로 공기여과기(먼지 제거) → 공기냉각기(냉각·감습) → 공기가열기(재열) → 공기가습기(가습)의 순서로 배치되어, 외기와 환기를 여과한 뒤 필요에 따라 냉각 감습하고 재가열과 가습을 거쳐 원하는 온습도 상태의 공기를 만든다.
이 순서는 냉방 시 냉각코일에서 과도하게 낮아진 온도를 가열기로 보정하고 최종적으로 가습기를 통해 목표 절대습도에 맞추는 구성과 일치한다.

롤러 서포트는 배관을 롤러 위에 얹어 지지함으로써 온도 변화에 따른 관의 축방향 신축(열팽창·수축)을 마찰 없이 원활하게 허용하기 위한 지지구이다.
부식 방지나 진동 방지, 해체 용이성은 롤러 서포트의 주된 설치 목적이 아니다.

플러그(plug)는 배관의 말단을 막아 유체 흐름을 차단할 때 사용하는 나사식 이음쇠이다.
유니언은 관의 분해·조립을 위한 이음쇠, 니플은 짧은 관을 이용한 관과 관 사이의 연결, 소켓은 같은 지름의 관을 직선으로 잇는 이음쇠로 각각 용도가 다르다.

발포 폴리스티렌(스티로폼)은 유기질 보온재로 안전사용온도가 대략 80℃ 안팎으로 매우 낮아, 고온 배관에는 적용할 수 없다.
규조토, 암면, 펄라이트와 같은 무기질 보온재는 훨씬 높은 안전사용온도를 가져 발포 폴리스티렌보다 고온에서 사용할 수 있다.