[공조냉동기계기사 필기] 22년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

유효온도(ET, Effective Temperature)는 건구온도·습도·기류 세 가지 요소만으로 체감온도를 나타내는 지표로, 주위 표면의 복사 영향은 반영하지 않는다.
수정유효온도(CET)는 글로브온도계를 이용해 복사 효과를 포함시킨 지표이며, 예상온열감(PMV)과 작용온도(OT) 역시 복사열을 고려하는 지표라는 점에서 유효온도와 차이가 있다.

터보냉동기는 전동기로 압축기를 구동하는 전동식 냉동기이므로 주간에 가동할 경우 오히려 피크전력을 가중시키는 방식이다.
수축열·빙축열 방식은 심야전력으로 냉열을 저장해 두었다가 주간에 사용하는 방식이고, 흡수식 냉동기는 가스나 증기 등의 열원을 이용하므로 세 방식 모두 주간 피크전력 저감에 기여한다.

공기 중 수증기량(절대습도)이 일정할 때, 상대습도가 높을수록 그 공기의 건구온도는 노점온도에 가까워지므로 둘의 차이는 작아진다(상대습도 100%에서는 두 온도가 같아진다).
결로는 표면온도가 실내 공기의 노점온도보다 낮을 때 발생하며, 절대습도는 함유 수증기량에 의해 결정되고, 건구온도가 높을수록 포화수증기량이 커져 더 많은 수증기를 함유할 수 있다는 점에서 나머지 설명들은 옳지 않다.

대수평균온도차는 $LMTD = \dfrac{\Delta t_1 - \Delta t_2}{\ln(\Delta t_1/\Delta t_2)}$로 구하며, 입구측 온도차 16℃와 출구측 온도차 6℃를 대입하면 $LMTD = \dfrac{16-6}{\ln(16/6)} \approx \dfrac{10}{0.981} \approx 10.2\ ^\circ\text{C}$가 된다.

단열가습(순환수를 이용한 증발가습, 세정가습)에서는 물이 증발하는 데 필요한 잠열을 공기 자신이 가진 현열에서 공급받으므로, 외부에서 별도의 열이 출입하지 않는 근사적 등엔탈피 과정으로 취급한다.
열수분비 $u = \Delta h/\Delta x$에서 엔탈피 변화가 거의 0이므로, 단열가습의 열수분비는 0에 해당한다.

습공기선도(t-x선도)에는 건구온도, 습구온도, 노점온도, 절대습도, 상대습도, 엔탈피, 비체적 등 습공기의 상태값이 표시된다.
그러나 기류의 속도(풍속)는 습공기의 열역학적 상태량이 아니므로 습공기선도만으로는 알 수 없다.

연소 우려가 있는 부분의 외벽 개구부는 화재 확산을 막기 위해 방화댐퍼가 설치되는 위치이며, 통상적인 풍량조절 댐퍼의 설치 위치로는 적절하지 않다.
송풍기·공조기의 토출측 및 흡입측, 분기덕트, 덕트계에서 분기하여 사용하는 곳 등은 풍량을 조절할 필요가 있는 대표적인 풍량조절 댐퍼 설치 위치이다.

냉각수가 흡수하는 열량은 $Q = mc\Delta t$로 구하며, 유량 300 LPM을 시간당 유량으로 바꾸면 $300 \times 60 = 18000\ \text{kg/h}$이므로 $Q = 18000 \times 4.2 \times 5 = 378000\ \text{kJ/h}$이다.
이를 LNG 발열량으로 환산하면 $\dfrac{378000}{43961.4} \approx 8.6\ \text{N}\cdot\text{m}^3$가 된다.

스플릿댐퍼(split damper)는 덕트가 분기되는 지점에 설치하여 분기 덕트로 흐르는 풍량을 조절하는 데 사용되는 대표적인 댐퍼이다.
방화댐퍼는 화재 확산 방지, 피봇댐퍼는 축을 중심으로 회전하는 일반형 댐퍼, 터닝베인은 덕트 곡관부에서 기류 방향을 안내하는 부속으로 분기점 풍량조절 용도와는 다르다.

증기난방은 증기의 잠열을 이용해 관내로 열을 신속히 전달하므로 예열시간이 짧다는 것이 특징이며, 대신 방열량(열량) 조절은 어려운 편이다.
제시된 설명처럼 "예열시간이 길지만 열량 조절이 용이하다"는 것은 실제 증기난방의 특성과 반대로 서술된 것이므로 틀린 설명이다.

공기 중의 수증기가 응축하기 시작하는, 즉 공기가 포화상태(상대습도 100%)에 도달하는 온도를 노점온도라 한다.

일반 사무용 건물의 난방부하 계산에서는 안전측 설계를 위해 인체에서 발생하는 발열(인체 부하)을 통상 고려하지 않으며, 이는 냉방부하 계산과 대비되는 특징이다.
반면 외기온도, 벽체를 통한 손실열량, 틈새바람에 의한 부하는 난방부하를 결정짓는 핵심 요소로 작용한다.

에어와셔 단열가습에서의 포화효율은 입구·출구 건구온도의 차이를 입구 건구온도와 입구 습구온도의 차이로 나눈 값, 즉 $\eta = \dfrac{t_1 - t_2}{t_1 - t_{w1}}$로 정의된다.
이는 이상적으로 입구 습구온도까지 냉각·가습되는 것을 기준(효율 100%)으로, 실제 출구온도가 입구온도에서 얼마나 낮아졌는지를 비율로 나타낸 것이다.

전동기 부하에 의한 취득열량은 정격출력에 대수와 부하율을 곱하고 전동기 효율로 나눈 뒤 가동율을 곱해 구한다.
$q = 35 \times 12 \times \dfrac{0.92}{0.87} \times 0.74 \approx 329\ \text{kW}$로 계산된다.

보일러 시운전 보고서에는 제어기 세팅값과 급배수 조건, 연도 가스 분석, 성능·효율 측정값과 설계값의 비교 등 보일러 자체의 연소·전열 성능과 관련된 항목이 기록된다.
입/출구 공기의 습구온도는 공조기·냉각탑 등 공기측 설비의 성능 평가에 관련된 항목으로, 보일러 시운전 보고서와는 직접적인 관련이 적다.

유인비는 유인유닛 등에서 1차 공기가 실내(2차) 공기를 유인하는 정도를 나타내는 값으로, 1차 공기량에 대한 전체 취출공기량(1차+2차)의 비로 정의된다.
제시된 설명은 분모와 분자가 뒤바뀐 형태로 서술되어 있어 정의가 틀렸다.

증기난방은 증기의 잠열을 이용해 관내 열전달이 빠르게 이루어지므로 예열시간이 짧다는 것이 온수난방과 대비되는 특징이며, 반대로 온수난방은 물의 큰 현열용량 때문에 예열에 시간이 더 오래 걸린다.
제시된 설명처럼 "온수난방에 비하여 증기난방의 예열부하와 시간이 많이 소요된다"는 것은 실제와 반대로 서술된 것이므로 틀린 설명이다.

정풍량 댐퍼(Linear Volume Control Damper)는 사전에 설정된 유량을 일정하게(선형적으로) 유지하도록 작동하는 댐퍼로, 에너지 절약 목적의 정풍량 제어가 핵심 기능이다.
제시된 설명에 포함된 역류방지 기능은 정풍량 댐퍼 고유의 표준 기능으로 보기 어려우며, 일반댐퍼·방화댐퍼·밸런싱댐퍼에 대한 나머지 설명은 각각의 표준적인 정의와 일치한다.

T.A.B(시험·조정·평가) 측정은 시스템이 정상적인 운전 상태에 있을 때 이루어져야 하므로, 댐퍼·말단유닛·터미널 등의 개도는 완전히 개방된 상태여야 정확한 풍량·수량 측정이 가능하다.
제시된 설명처럼 개도가 완전 밀폐되어야 한다는 것은 실제 측정요건과 반대이므로 틀린 설명이다.

개방형 팽창탱크는 대기와 통해 있어 계통 내 압력이 대기압 수준으로 유지되므로, 온수가 끓어 증발하지 않도록 온수 온도를 100℃ 미만으로 유지해야 한다.
이보다 높은 온도가 필요한 경우에는 계통에 압력을 가할 수 있는 밀폐형 팽창탱크를 사용해야 한다.

이상기체 상태방정식 $PV = mRT$를 이용하며, 기체상수는 $R = C_p - C_v = 5 - 3 = 2\ \text{kJ/kg}\cdot\text{K}$이다.
절대온도 $T = 100+273 = 373\ \text{K}$를 대입하면 $m = \dfrac{PV}{RT} = \dfrac{3000 \times 0.4}{2 \times 373} \approx 1.6\ \text{kg}$으로 계산된다.

가역단열(등엔트로피) 과정의 온도-압력 관계식으로 팽창 후 온도를 구하면, $T_2 = T_1 \left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}} = 373 \times \left(\dfrac{100}{200}\right)^{0.2857} \approx 306\ \text{K}$이다.
단열과정에서는 계가 한 일이 내부에너지 감소량과 같으므로 $W = mC_v(T_1 - T_2) = 0.4 \times 0.7 \times (373-306) \approx 18.8\ \text{kJ}$로 계산된다.

폴리트로픽 과정에서는 $P_1 V_1^{\,n} = P_2 V_2^{\,n}$이 성립하므로, 지수 $n$은 $n = \dfrac{\ln(P_2/P_1)}{\ln(V_1/V_2)}$로 구할 수 있다.
주어진 값을 대입하면 $n = \dfrac{\ln(800/70)}{\ln(12/2)} = \dfrac{\ln 11.43}{\ln 6} \approx \dfrac{2.436}{1.792} \approx 1.36$이 된다.

그림에서 정압비열은 온도 t의 1차식 $C_p = 1.0053 + 0.000079\,t$ [kJ/kg·℃]로 주어져 있다. 비열이 온도에 따라 변하므로 열량은 $Q = m\int_{t_1}^{t_2} C_p\,dt$로 적분해서 구해야 한다.
0℃에서 100℃까지 적분하면 $\int_0^{100}(1.0053+0.000079t)dt = 1.0053\times100 + \frac{0.000079}{2}\times100^2 = 100.53 + 0.395 = 100.925$ kJ/kg 이다.
공기 질량이 5 kg이므로 $Q = 5 \times 100.925 \approx 504.6$ kJ 이다.
비열이 1차식이므로 평균온도 50℃의 비열 $1.0053+0.000079\times50 = 1.00925$ kJ/kg·℃를 써서 $5\times1.00925\times100$으로 계산해도 같은 값이 나온다.

흡수식 냉동기에서 냉매(물 등)는 증발기(냉각기)에서 증발하며 주위로부터 열을 빼앗아 냉각작용을 하고, 발생한 냉매증기는 흡수기에서 흡수액(리튬브로마이드 용액 등)에 흡수된다.
냉매를 흡수한 묽은 용액은 재생기(발생기)로 이송되어 가열되어 냉매증기가 다시 분리되며, 분리된 냉매증기는 응축기에서 냉각·응축된 뒤 팽창밸브를 거쳐 다시 증발기로 순환한다.

등온과정에서 이상기체가 하는 일은 $W = P_1 V_1 \ln\dfrac{V_2}{V_1}$ 로 구한다.
압력을 Pa 단위로 바꾸면 $P_1 = 2000\ \text{Pa}$이므로 $P_1V_1 = 2000 \times 0.1 = 200\ \text{J}$이고, 부피비는 $\dfrac{0.3}{0.1}=3$이다.
따라서 $W = 200 \times \ln 3 \approx 200 \times 1.0986 \approx 220\ \text{J}$로 계산된다.

그림에서 입구 조건은 $h_i=3137.0$ kJ/kg, $v_i=50$ m/s, $z_i=6$ m 이고, 출구 조건은 $h_e=2675.5$ kJ/kg, $v_e=200$ m/s, $z_e=3$ m 이며 유량은 입·출구 모두 $1.5$ kg/s 이다.
검사면(control surface)에 대한 정상유동 에너지식은 $\dot W = \dot m\left[(h_i-h_e)+\frac{v_i^2-v_e^2}{2}+g(z_i-z_e)\right]-\dot Q_{loss}$ 이다.
엔탈피 차는 $3137.0-2675.5=461.5$ kJ/kg, 운동에너지 항은 $\frac{50^2-200^2}{2}=-18750$ J/kg $=-18.75$ kJ/kg, 위치에너지 항은 $9.8\times(6-3)=29.4$ J/kg $\approx 0.03$ kJ/kg 이므로 합은 $442.78$ kJ/kg 이다.
따라서 $\dot W = 1.5\times442.78 - 8.5 = 664.2 - 8.5 \approx 655.7$ kW 이다. 속도가 50 m/s에서 200 m/s로 커지며 운동에너지로 빠져나간 몫과 열손실 8.5 kW만큼 출력이 깎이는 것이 핵심이다.

이론적인 최대 성적계수는 역카르노 사이클의 성적계수로, $COP = \dfrac{T_e}{T_c - T_e}$ 로 구한다.
절대온도로 환산하면 증발온도는 $T_e = -10+273=263\ \text{K}$, 응축온도는 $T_c = 47+273=320\ \text{K}$이다.
따라서 $COP = \dfrac{263}{320-263} = \dfrac{263}{57} \approx 4.61$로 계산된다.

체적효율은 실제로 흡입된 냉매증기의 체적과 피스톤이 만드는 행정체적의 비로, 압축비가 커질수록 재팽창하는 냉매의 체적이 늘어나 실제 흡입량이 줄어들기 때문에 같은 흡입압력·과열도 조건에서도 체적효율이 낮아진다.
간극체적(top clearance)이 커지면 재팽창가스량이 늘어 체적효율은 오히려 작아지므로, 간극체적이 작을수록 체적효율이 작다는 설명은 옳지 않다.
피스톤링이나 흡입밸브 시트에서의 누설이 작을수록 손실이 줄어 체적효율은 오히려 커지며, 체적효율은 압축동력비가 아니라 흡입 체적의 비로 정의되므로 나머지 설명들은 체적효율의 정의나 경향과 맞지 않는다.

플래시가스는 액관 내 냉매액이 압력강하나 온도상승으로 일부 기화하는 현상으로, 액관이 직사광선에 노출되거나 지나치게 길고 입상이 심할수록, 또는 관경이 작아지거나 스케일로 막히면 압력손실과 열침입이 커져 플래시가스 발생이 늘어난다.
반대로 응축기의 냉각수 유량이 많아지면 냉각이 원활해져 냉매액의 과냉각도가 커지므로 플래시가스 발생은 줄어드는 방향이며, 이는 플래시가스의 발생 원인으로 볼 수 없다.

가용전은 이상 고온·고압 상황에서 저융점 합금이 녹아 냉매를 방출시켜 응축기 등의 파손을 막는 안전장치로, 용융온도는 일반적으로 75℃ 이하로 설계되고 주석(Sn), 카드뮴(Cd), 비스무트(Bi) 등의 합금으로 만들어진다.
다만 가용전의 최소구경은 냉매를 충분히 방출할 수 있도록 안전밸브 최소구경의 1/2 이상이 되어야 하므로, 1/2 이하로 제한된다는 설명은 옳지 않다.

흡수식 냉동기의 흡수제는 냉매를 잘 흡수하기 위해 냉매와의 비등점(끓는점) 차이가 커야 하며, 이 차이가 커야 재생기에서 흡수제와 냉매증기를 쉽게 분리할 수 있다.
화학적으로 안정하고 부식성이 없어야 하며, 재생에 필요한 열량이 작고 점성이 낮아야 하는 것도 흡수제의 구비조건이지만, 냉매와의 비등온도 차이는 작아야 하는 것이 아니라 커야 한다.

클리어런스(간극체적)가 커지면 압축 후 남은 고압가스가 재팽창하는 양이 늘어나므로 실제로 흡입되는 냉매량과 냉동능력, 체적효율이 모두 감소한다.
그러나 피스톤의 체적 배출량(행정체적)은 실린더 지름과 행정, 회전수 등 압축기의 기하학적 치수로 정해지는 값으로, 클리어런스 크기와는 무관하게 일정하므로 클리어런스가 커진다고 해서 감소하지 않는다.

정적과정의 비열은 $c_v = \dfrac{Q}{m\Delta T}$로 구하며, $c_v = \dfrac{836}{1 \times (100-20)} = \dfrac{836}{80} \approx 10.45\ \text{kJ/kg}\cdot\text{K}$이다.
기체상수는 $R = \dfrac{8.314}{M} = \dfrac{8.314}{2} \approx 4.16\ \text{kJ/kg}\cdot\text{K}$이므로, 정압비열은 $c_p = c_v + R \approx 10.45+4.16 \approx 14.6\ \text{kJ/kg}\cdot\text{K}$로 계산된다.

냉동능력은 물을 0℃까지 냉각하는 현열과 얼음으로 응고시키는 잠열을 합해 구한다.
$Q = m(c\Delta T + r) = 90 \times (4.2 \times 20 + 335) = 90 \times 419 = 37710\ \text{kJ/h}$이다.
이를 kW로 환산하면 $\dfrac{37710}{3600} \approx 10.5\ \text{kW}$로 계산된다.

브라인은 냉매와 열교환하는 2차 냉매로, 비등점이 높고 응고점이 낮아야 하며 점도가 낮고 부식성이 없어야 원활한 순환과 열전달이 가능하다.
열전달률은 작을수록이 아니라 클수록 열교환 성능이 좋아지므로 유리한 조건이며, 열전달률이 작아야 한다는 설명은 브라인의 구비조건에 맞지 않는다.

등온과정의 엔트로피 변화는 $\Delta S = \dfrac{Q}{T}$로 구한다.
절대온도로 환산하면 $T = 120+273=393\ \text{K}$이므로, $\Delta S = \dfrac{40}{393} \approx 0.102\ \text{kJ/kg}\cdot\text{K}$로 계산된다.

팽창밸브 등에서 일어나는 단열 교축과정(throttling)은 외부와 열 출입이 없고 일도 하지 않으며 위치·운동에너지 변화를 무시할 수 있어, 에너지 보존식에 의해 입구와 출구의 엔탈피가 같은 등엔탈피 과정으로 취급된다.
이 때문에 표준냉동사이클에서 팽창밸브를 통과하는 냉매의 압력과 온도는 급격히 떨어지지만 엔탈피는 변하지 않는다.

온도식 자동팽창밸브(TEV)는 감온부와 작동부로 구성되며 벨로즈식·다이어프램식이 있고, 만액식·건식 증발기 어디에나 적용할 수 있다.
다만 이 밸브가 조절하는 것은 증발기 출구 냉매의 과열도를 일정하게 유지하는 것이며, 증발기 내 압력(증발압력)을 일정하게 유지하는 기능은 정압식 자동팽창밸브의 특징이므로 온도식 팽창밸브의 설명으로는 옳지 않다.

가역 과정에서 계에 출입하는 열전달량은 엔트로피를 이용해 $\delta Q = TdS$로 표현되므로, 과정 전체의 열전달량은 $\int TdS$와 같다.
$\int PdV$는 가역 과정에서 계가 외부에 하는 일을 나타내는 항으로, 열전달량이 아니라 일량을 의미하므로 이와 혼동해서는 안 된다.

그림의 지문은 “충전용기”란 고압가스의 충전질량 또는 충전압력의 ( ㉠ )이 충전되어 있는 상태의 용기, “잔가스용기”란 충전질량 또는 충전압력의 ( ㉡ )이 충전되어 있는 상태의 용기라고 정의하고 있다.
고압가스 안전관리법령의 용어 정의에서 두 용기는 2분의 1을 경계로 갈린다. 충전질량(또는 충전압력)의 2분의 1 이상이 들어 있으면 충전용기다.
반대로 2분의 1 미만만 남아 있으면 잔가스용기로 본다. 즉 ㉠에는 2분의 1 이상, ㉡에는 2분의 1 미만이 들어간다.
“초과 – 이하”가 아니라 “이상 – 미만”으로 짝을 이루어야 정확히 2분의 1을 기준으로 두 정의가 빈틈없이 이어진다는 점을 기억하면 헷갈리지 않는다.

기계설비법령에서는 기계설비산업의 육성과 효율적인 유지관리를 위해 국토교통부장관이 5년마다 기계설비 발전 기본계획을 수립·시행하도록 정하고 있다.

기계설비법령은 기계설비 유지관리교육에 관한 업무를 국토교통부장관이 관련 협회 등에 위탁할 수 있도록 하고 있으며, 실제로 이 업무를 위탁받아 시행하는 기관은 대한기계설비건설협회이다.
기계설비 유지관리 분야와 직접 관련이 없는 공작기계 산업이나 건설기계 산업 관련 단체는 이 교육의 위탁시행기관에 해당하지 않는다.

고압가스 안전관리법령에서는 냉동능력이 일정 규모 이상인 냉동기를 제조하려는 자에게 냉동기 제조등록을 하도록 하고 있으며, 그 기준은 냉동능력 3톤 이상인 냉동기이다.

그림의 네 항목은 ㉠ 신고를 하지 않고 고압가스를 제조한 경우, ㉡ 특정고압가스 사용신고자가 사용 전에 안전관리자를 선임하지 않은 경우, ㉢ 등록을 하지 않고 고압가스 수입업을 한 경우, ㉣ 등록을 하지 않고 고압가스를 운반한 경우이다.
고압가스 안전관리법에서 500만원 이하의 벌금은 제조 신고 의무 위반과 안전관리자 선임 의무 위반에 붙는 벌칙이다. 따라서 ㉠과 ㉡이 여기에 해당한다.
반면 고압가스 수입업 등록이나 고압가스 운반자 등록을 하지 않은 경우는 더 무거운 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금 대상이어서 500만원 이하 벌금 기준에는 들어가지 않는다.
정리하면 500만원 이하의 벌금에 해당하는 것은 ㉠과 ㉡ 두 가지다. 허가·등록 위반은 징역형이 함께 규정된 무거운 벌칙, 신고·선임 위반은 벌금만 규정된 가벼운 벌칙으로 나누어 외우면 편하다.

전류계의 측정 범위를 확대하려면 전류계에 낮은 저항의 분로(shunt)를 병렬로 연결하여 전류의 일부만 계기에 흐르게 하는데, 이 저항기를 분류기라고 한다.
배율기는 전압계의 측정범위를 확대할 때 직렬로 연결하는 저항이므로 전류 측정범위 확대와는 다른 용도이다.

절연저항은 매우 큰 저항값이므로, 고압의 직류전원을 내장한 절연저항계(메거)로 측정하는 것이 가장 일반적이고 적절한 방법이다.

저항에서 소비되는 전력은 $P = I^2 R$로 구한다.
$P = 5^2 \times 100 = 25 \times 100 = 2500\ \text{W}$로 계산된다.

슬립은 동기속도와 실제 회전속도의 차이를 동기속도에 대한 비로 나타낸 값으로, 슬립이 0이라는 것은 회전자가 동기속도와 같은 속도로 회전한다는 의미이다.
실제 유도전동기는 회전자기장과 회전자 사이에 상대속도(슬립)가 있어야 토크가 발생하므로, 정지 상태나 전부하 상태를 나타내는 것이 아니다.

흡수법칙에 의해 $X(X+Y) = X$이고, $XY + X\overline{Y} = X(Y+\overline{Y}) = X$이며, 분배법칙에 의해 $(X+Y)(X+\overline{Y}) = X + Y\overline{Y} = X$이므로 세 식은 모두 $X$와 같다.
반면 $X(\overline{X}+Y) = X\overline{X} + XY = 0 + XY = XY$가 되어 다른 세 식과 값이 달라진다.

정현파에서 위상이 90° 앞선 함수는 $\sin(\omega t + 90^\circ) = \cos\omega t$의 관계를 이용해 표현할 수 있다.
따라서 $i = I_m \sin\omega t$보다 위상이 90° 앞선 전류는 $I_m \cos\omega t$로 표시된다.

주파수가 다른 두 정현파 성분이 더해진 비정현파 전류의 실효값은 각 성분 실효값의 제곱합의 제곱근으로 구할 수 있다.
각 성분의 실효값은 $\dfrac{I_{m1}}{\sqrt{2}}$와 $\dfrac{I_{m2}}{\sqrt{2}}$이므로, 전체 실효값은 $\sqrt{\dfrac{I_{m1}^2}{2}+\dfrac{I_{m2}^2}{2}} = \sqrt{\dfrac{I_{m1}^2+I_{m2}^2}{2}}$가 된다.

그림의 다이오드 4개는 마름모의 네 변에 놓여 있고, 화살표(애노드→캐소드) 방향을 읽으면 D→A, B→A, C→D, C→B로 모두 위쪽을 향한다.
브리지 정류회로에서는 캐소드(음극)가 두 개 모이는 점이 직류 (+) 출력, 애노드(양극)가 두 개 모이는 점이 직류 (−) 출력이다. 그림에서 꼭대기 A는 두 다이오드의 캐소드가 모이는 점이고, 맨 아래 C는 두 다이오드의 애노드가 모이는 점이다.
따라서 A(+)와 C(−)가 직류 출력단이고, 남은 B와 D는 각각 캐소드 하나와 애노드 하나가 만나는 점이므로 이 두 점이 교류 입력단이 된다.
즉 교류 입력은 B점과 D점에 연결해야 한다. 반주기마다 D→A→부하→C→B, 다음 반주기에는 B→A→부하→C→D 경로가 번갈아 도통하여 부하에는 항상 같은 방향의 전류가 흐른다(전파정류).

추종제어는 목표값이 시간에 따라 임의로 변화하는 제어로, 물체의 위치·방위·자세를 목표에 따라 계속 추적하는 서보기구가 대표적인 예이다.
반면 유량은 목표값이 일정하게 유지되는 경우가 많은 프로세스 변량으로, 압력·온도·유량 등과 함께 프로세스 제어의 제어량에 속하므로 추종제어의 대상으로 보기 어렵다.

직권 정류자 전동기는 정류자와 브러시를 통해 전기자와 계자가 직렬로 연결된 구조로, 교류·직류 어느 전원을 인가해도 토크의 방향이 항상 같은 방향으로 발생하므로 직류와 교류 양쪽에서 모두 사용할 수 있는 만능전동기로 쓰인다.

배율기를 사용할 때 실제 측정전압은 전압계 지시값에 배율 $m = 1+\dfrac{R_m}{R_v}$를 곱해 구한다.
배율은 $m = 1+\dfrac{50}{25} = 3$이므로, 측정한 전압은 $100 \times 3 = 300\ \text{V}$로 계산된다.

그림의 회로는 입력 A, B가 AND 게이트로 들어가고, 입력 C는 NOT(인버터)을 지난 뒤 그 AND 출력과 함께 OR 게이트로 들어가 출력 X가 된다. 즉 $X = A\cdot B + \overline{C}$ 이다.
이 식을 NAND만으로 바꾸려면 이중부정과 드모르간 정리를 쓴다. $X = AB+\overline{C} = \overline{\overline{AB+\overline{C}}} = \overline{\overline{AB}\cdot C}$ 로 정리된다.
마지막 식은 첫 번째 NAND로 $\overline{AB}$를 만들고, 그 출력과 C를 두 번째 NAND에 넣는 형태다. 실제로 $\overline{\overline{AB}\cdot C} = AB + \overline{C}$ 이므로 원래 회로와 진리값이 완전히 같다.
따라서 필요한 NAND 소자는 최소 2개다. AND·OR·NOT을 각각 NAND 조합으로 하나씩 바꿔 쌓으면 개수가 훨씬 늘어나지만, 식을 먼저 정리하면 이렇게 줄일 수 있다.

궤환제어계에서 목표값은 제어계 내부의 궤환 신호가 아니라, 제어량이 그 값을 따르도록 외부에서 주어지는 기준 입력 신호를 말한다.
기준입력요소를 거쳐 만들어지는 신호와 궤환신호를 비교해 동작신호(편차)를 만드는 것이 궤환제어의 기본 구조이므로, 동작신호나 궤환신호는 외부에서 직접 주어지는 목표값과는 구분된다.

그림의 회로는 세 부분으로 되어 있다. 왼쪽은 누름버튼 S(a접점)와 릴레이 코일 A가 직렬, 가운데는 A의 a접점과 릴레이 코일 Z가 직렬, 오른쪽은 Z의 b접점이 교류전원과 부하 RL과 함께 별도의 회로를 이룬다.
S를 누르지 않은 상태(입력 없음)에서는 코일 A와 Z가 모두 소자되어 있고, Z의 b접점은 닫힌 채이므로 부하 RL에 전류가 흘러 출력이 있다.
S를 누르면(입력 있음) 코일 A가 여자되어 A의 a접점이 닫히고, 이어서 코일 Z가 여자된다. 그러면 Z의 b접점이 열려 RL 회로가 끊기므로 출력이 없다.
입력이 있으면 출력이 없고 입력이 없으면 출력이 있으므로, 이 회로는 입력을 반전시키는 NOT 게이트로 동작한다. 최종 출력단에 b접점을 두는 구성이 부정(반전) 동작의 핵심이다.

프로세스 제어는 압력·유량·온도·액위 등 공정 상태량을 제어량으로 하는 제어로, 목표값이 비교적 일정하게 유지되는 경우가 많다.
속도는 위치·방위·자세와 함께 시간에 따라 목표값이 변화하는 추종제어(서보기구)의 대표적인 제어량으로 분류되므로 프로세스 제어에 속하지 않는다.

수격작용(water hammer)은 배관 내 유속이 급격히 변할 때 발생하는 압력파 현상으로, 이를 방지하려면 유속을 낮추고 급격한 흐름 변화를 피해야 한다.
플래시 밸브나 급속 개폐식 수전은 오히려 순간적으로 유로를 급격히 열고 닫아 유속을 급변시키므로 수격작용을 유발하는 요인이지, 방지 대책이 될 수 없다.
반면 관경을 크게 하여 유속을 2.0~2.5m/s 이내로 낮추거나, 역류 방지를 위한 체크 밸브 설치, 분기부에 T 이음을 사용하는 것은 모두 수격작용을 줄이는 데 도움이 되는 조치다.

동관은 관의 두께에 따라 형별로 구분되며, 같은 호칭경이라도 관 두께가 두꺼울수록 내압성이 높아져 사용압력이 커진다.
두께는 K형이 가장 두껍고 L형, M형 순으로 얇아지므로, 사용압력이 가장 높은 것은 K형 동관이다.

덕트를 설계할 때는 정압손실을 최소화하고 소음·진동을 줄이며 건물 구조에 맞게 배치하는 것이 기본 원칙이다.
이를 위해서는 덕트 경로를 가능한 한 짧고 직선적으로 구성해야 마찰저항과 압력손실이 줄어드는데, 경로를 최장거리로 설계하는 것은 오히려 압력손실과 반송동력을 늘리는 잘못된 설계 방향이다.

가스배관은 누설 시 신속한 발견과 유지보수, 환기가 가능하도록 원칙적으로 노출 배관을 기본으로 하며, 부득이하게 매설하는 경우에는 별도의 방식·환기 조치를 요구한다.
따라서 안전을 이유로 건물 내 배관을 벽이나 바닥에 매설하여 시공한다는 것은 가스배관 시공의 원칙에 어긋난다.
벽 관통부에 보호관과 부식방지 피복을 하거나, 배관 경로 선정 시 장래 계획과 타 설비와의 조화를 고려하고, 부식 우려 장소에 방식·절연 조치를 하는 것은 모두 올바른 시공 방법이다.

냉각 레그(cooling leg)는 증기트랩 직전에 설치하는 무보온 배관 구간으로, 응축수가 트랩에 도달하기 전에 충분히 냉각되도록 하여 재증발(플래시 증기)이 없는 완전한 응축수를 얻기 위한 것이다.
이는 동파 방지나 열전도 차단을 위한 보온 구간, 혹은 배관 신축을 흡수하는 익스팬션 조인트와는 목적이 다르다.

좋은 보온재는 열전도율이 낮고 흡습성이 작아야 보냉·보온 효율을 유지할 수 있다.
재질 자체의 모세관 현상이 크면 수분을 쉽게 흡수하여 열전도율이 높아지고 단열 성능이 떨어지므로, 모세관 현상은 오히려 작아야 좋은 보온재의 조건이 된다.
표면시공성이 좋고, 보냉 효율이 우수하며, 난연성·불연성을 갖추는 것은 보온재가 갖추어야 할 바람직한 조건이다.

배관의 신축이음쇠에는 온도 변화에 따른 배관의 팽창·수축을 흡수하기 위해 벨로즈형, 루프형, 슬리브형, 스위블형 등이 사용된다.
플랜지형은 관과 관을 볼트로 결합하는 일반적인 관 이음 방식일 뿐, 신축을 흡수하는 기능을 갖는 이음쇠가 아니다.

증기배관은 압력에 따라 권장 유속이 달라지며, 고압증기관에서는 저압증기관보다 높은 30~50m/s 정도를 적정 유속 범위로 본다.
유속이 지나치게 낮으면 관경이 커져 설비비가 증가하고, 지나치게 높으면 압력손실과 소음, 침식이 커지므로 이 범위 내에서 관경을 선정한다.

진공환수식 증기난방은 환수관 끝에 진공펌프를 설치하여 응축수와 공기를 강제로 흡인하는 방식으로, 관내 압력차를 크게 확보할 수 있어 증기의 순환 속도가 가장 빠르다.
또한 방열기 설치 위치에 큰 제약을 받지 않고 원거리·대규모 배관에서도 안정적인 순환이 가능하여, 대규모 난방설비에 주로 채택된다.

온수난방 배관에서는 관내 공기가 정체될 우려가 있는 곳에 에어벤트를 설치하고, 수리·휴지 시 배수를 위한 드레인 밸브를 두는 것이 기본 원칙이다.
그러나 보일러에서 팽창탱크로 이어지는 팽창관에는 도중에 어떠한 밸브도 설치하지 않는 것이 원칙이다. 팽창관에 밸브가 있으면 밸브가 잠겼을 때 온수의 팽창분이 팽창탱크로 빠져나가지 못해 배관 내 이상 고압이 발생할 위험이 있기 때문이다.
따라서 팽창관에 밸브를 2개 이상 부착한다는 설명은 온수배관 시공 원칙에 어긋난다.

강관의 인치(B) 호칭경과 밀리미터(A) 호칭경은 서로 대응 관계로 정해져 있으며, 대표적으로 20A는 3/4B, 32A는 1+1/4B, 50A는 2B에 대응한다.
25A는 1B에 대응하는 호칭경으로, 1+1/2B는 40A에 해당한다. 따라서 25A를 1+1/2B로 연결한 것은 잘못된 대응이다.

펌프의 흡입 배관은 공기가 고이지 않도록 펌프를 향해 1/50~1/100 정도의 올림구배(상향 구배)를 주어 시공하는 것이 원칙이다. 이는 흡입관 내에 공기가 갇혀 공동현상(캐비테이션)이나 흡입 불량이 발생하는 것을 막기 위함이다.
압력계와 진공계(연성계)는 이와 반대로 흡입측에 진공계, 토출측에 압력계를 설치하며, 토출관에는 펌프 쪽에 체크밸브를 먼저 설치한 뒤 그 다음에 게이트밸브를 두는 순서로 시공한다.
또한 펌프의 진동이나 관의 열팽창을 흡수하기 위해서는 신축이음이 아니라 방진이음(플렉시블 조인트)을 사용한다.

중·고압 가스배관에서 관내 유량을 구하는 식은 처음압력과 최종압력의 제곱의 차를 사용하며, 근호 안에 관 내경의 5제곱이 들어가는 형태로 표현된다.
즉 $Q = K\sqrt{\dfrac{(P_1^2 - P_2^2)d^5}{s \cdot \ell}}$ 형태이며, 이는 압력차를 제곱하지 않고 그대로(1제곱) 사용하는 저압배관용 유량식과 구분된다.

보온재의 열전도율은 재료 내 수분이 적고, 온도가 낮을수록, 그리고 밀도(기공 구조)가 낮을수록 작아지는 경향을 갖는다. 이는 기공 속 정체된 공기층이 많을수록 전열이 억제되기 때문이다.
따라서 재료의 밀도가 클수록 열전도율이 작아진다는 설명은 반대로 서술된 것으로, 밀도가 커지면 오히려 열전도율이 증가한다.
재료 두께가 두꺼울수록 전체 열저항이 커져 열관류가 억제되는 것은 맞는 설명이다.

증기를 이용한 간접가열식 온수공급탱크의 가열관은 증기의 열을 탱크 내 물에 효율적으로 전달해야 하므로 열전도율이 높은 동관을 주로 사용한다.
납관이나 주철관, 도관(토관)은 열전도성이나 내구성 면에서 가열관에 적합하지 않다.

펌프의 축동력은 $L = \dfrac{\gamma Q H}{\eta}$로 구한다.
양수량 $Q = 60\,m^3/min = 1\,m^3/s$, 비중량 $\gamma = 9800\,N/m^3$, 전양정 $H=20\,m$, 효율 $\eta=0.6$을 대입하면 $L = \dfrac{9800 \times 1 \times 20}{0.6} \approx 326667\,W \approx 326.7\,kW$가 된다.

주철관 이음법에는 소켓 이음, 플랜지 이음, 메커니컬 이음, 그리고 고무링을 이용해 삽입만으로 수밀을 유지하는 타이튼(Tyton) 이음 등이 있다.
납땜 이음은 동관에서, 플라스턴 이음은 연관(납관)에서 쓰이는 접합법이며, 열간 이음은 경질염화비닐관을 가열·연화시켜 접합하는 방식으로 모두 주철관 이음법과는 다르다.

수도직결 방식은 상수도 본관의 압력을 그대로 이용해 급수하므로 전기 동력이 필요 없어 정전 시에도 급수가 가능하며, 별도의 저수조를 거치지 않아 물이 오염될 가능성도 가장 낮다.
압력탱크 방식이나 부스터 방식은 펌프 구동을 위한 전력이 필요하고, 고가탱크 방식은 저수조를 거치는 과정에서 오염 가능성이 상대적으로 높다.

도시가스 공급설비의 가스홀더는 저장·조압 방식에 따라 유수식, 무수식, 고압식 등으로 구분된다.
'중수식'이라는 명칭은 가스홀더의 분류에 해당하지 않는다.

강관의 두께는 스케줄 번호(Schedule Number)로 규격화되어 있으며, 스케줄 번호가 클수록 관 두께가 두껍고 사용압력에 견디는 능력이 커진다.
곡률반경은 배관 굽힘 가공에, 내경·외경은 유량이나 관 규격 표시에 관련된 항목으로 두께 선정의 직접적 기준은 아니다.