[공조냉동기계기사 필기] 23년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

위치 에너지는 $E_p = mgh$ 공식으로 계산된다. 주어진 값을 대입하면 $E_p = 100 \times 9.8 \times 60 = 58,800 \text{ J}$이고, 이를 킬로줄로 변환하면 $58,800 \text{ J} = 58.8 \text{ kJ}$이다. 따라서 정답은 58.8 kJ이다.

노통 보일러 중 노통이 2개인 것이 랭커셔(Lancashire) 보일러이고, 노통이 1개인 것이 코니시(Cornish) 보일러이다. 드럼이나 셸은 보일러 동체를 가리키는 용어일 뿐 노통 개수로 구분하는 형식 명칭이 아니다.

현열비(SHF)는 실내 현열부하를 실내 전열부하로 나눈 값이며, 외기부하는 실내부하가 아니므로 계산에서 제외한다. $SHF=\dfrac{q_s}{q_s+q_L}=\dfrac{45000}{45000+22000}=0.67$이다.

열원방식에서 에너지를 선택·결정할 때는 에너지원 확보의 안정성, 복합에너지 시스템으로의 구성 가능성, 부하 변동에 대응하기 위한 기기 용량 분할, 에너지 단가와 공급 여건 등을 검토한다. 열원기기의 유지·보수관리는 기기를 선정하고 운용하는 단계에서 따지는 항목이므로 어떤 에너지를 쓸지 정하는 기준으로 보기 어렵다.

조닝은 방위·용도·사용시간에 따라 부하 특성이 다른 구역을 나누어 계통을 분리하는 것으로, 실내환경 유지와 부하 특성 대처, 부분부하 운전에 의한 에너지 절약이 목적이다. 계통이 나뉘면 공조기·덕트·배관과 제어기기가 늘어나므로 설비비는 오히려 증가한다.

열펌프는 냉동사이클의 증발기에서 저온측 열을 흡수하고 응축기에서 그 열을 고온측으로 버리는데, 이 응축기 방열을 난방에 이용하는 기기이다. 증발기는 열을 흡수하는 쪽이므로 증발기의 열을 난방에 이용한다는 설명은 성립하지 않으며, 보일러를 냉방에 쓰는 것과도 무관하다.

덕트의 마찰저항은 $\Delta P=\lambda\dfrac{L}{d}\cdot\dfrac{\rho v^{2}}{2}$로 나타내므로 마찰저항계수·덕트 길이·풍속이 커지면 저항도 커진다. 반면 덕트 직경 d는 분모에 있어 값이 커질수록 마찰저항이 감소한다.

공조기용 냉수코일의 입구 냉수온도는 냉동기 출구 냉수 기준으로 5~7℃ 정도를 쓰며, 25℃ 전후의 물로는 필요한 냉각·감습을 얻을 수 없다. 코일 통과 풍속 2~3 m/s, 코일 내 수속 1 m/s 전후, 플레이트 핀 코일 채택은 모두 일반적인 설계값이다.

4관식 중 2코일식은 냉수코일과 온수코일이 따로 있어 냉수와 온수가 섞이지 않으므로 혼합에 의한 열손실이 없고 밸런스도 단순하다. 냉온수 혼합에 의한 열손실이 문제가 되는 것은 환수관을 공용하는 3관식이나 코일을 공용하는 1코일식이다.

주형 방열기의 도시법은 가장 위쪽에 절(section)수를 적고, 그 아래 왼쪽에 방열기의 종별과 높이를, 오른쪽에 유입관과 유출관의 관경을 기입한다. 따라서 최상단에 표시되는 것은 절수이다.

진공환수식은 환수관 말단의 진공펌프로 진공을 유지해 응축수와 공기를 강제로 뽑아내므로 증기 순환이 다른 방식보다 빠르다. 그 결과 환수관경을 작게 할 수 있고, 리프트 피팅으로 환수관 도중에 입상부를 둘 수 있으며, 방열량 조정 범위도 넓다.

코일 전면면적은 $A=\dfrac{10000}{2\times3600}=1.39\,\mathrm{m^2}$이고, 대향류 대수평균온도차는 $MTD=\dfrac{(28-12)-(15-7)}{\ln(16/8)}=11.5\,^\circ\mathrm{C}$이다. 열수는 $N=\dfrac{q}{K\,C_{ws}\,A\,MTD}=\dfrac{147000}{2346\times1.33\times1.39\times11.5}\simeq2.9$이므로 3열로 한다.

히트펌프의 응축기 방열량이 실내 총열손실 50000 kcal/h를 보상하며, 역카르노 기준으로 증발기가 외기에서 흡수하는 열량은 절대온도비에 비례한다. $Q_2=Q_1\dfrac{T_2}{T_1}=50000\times\dfrac{273-5}{273+18}=50000\times\dfrac{268}{291}\simeq46047\,\mathrm{kcal/h}$이다.

가습이 없으므로 공급열량은 통과 공기량과 비엔탈피 차의 곱으로 구한다. $q=G(h_2-h_1)=500\,\mathrm{kg/h}\times(12-10)\,\mathrm{kcal/kg}=1000\,\mathrm{kcal/h}$이다.

보일러의 안전장치는 이상 압력, 이상 수위, 연소 이상 등으로부터 보일러를 스스로 보호하는 장치를 말한다. 안전밸브는 증기압력이 설정값을 넘으면 증기를 분출시켜 파열을 막는 대표적인 안전장치이고, 연소안전장치는 실화나 불착화가 생기면 연료 공급을 차단하며, 고저수위 경보장치는 수위가 정상 범위를 벗어나면 경보를 내고 연소를 정지시킨다. 반면 수고계는 온수보일러의 수두압을 표시하는 계측기로 운전 상태를 알려줄 뿐 위험 상태에서 스스로 작동해 보일러를 보호하지는 않으므로, 안전장치가 아니라 계측장치로 분류한다.

환상(루프)덕트 방식은 2개의 덕트 말단을 루프 상태로 연결해 어느 경로로도 공기가 돌아갈 수 있게 한 것으로, 말단 취출구의 풍량 언밸런스를 완화하는 데 목적이 있다. 언밸런스가 발생한다는 설명은 이 방식을 쓰는 취지와 반대이다.

표준상태에서 증기난방의 표준방열량은 650 kcal/m2h이므로 소요 방열면적은 $A=\dfrac{H}{650}=\dfrac{5000}{650}\simeq7.7\,\mathrm{m^2}$이다. 온수난방이라면 표준방열량 450 kcal/m2h를 적용해 면적이 더 커진다.

가변풍량 방식은 단일덕트 계통 말단에 VAV 유닛을 두는 방식이어서 이중덕트나 존별 재열처럼 덕트 계통이 복잡해지지는 않는다. VAV 유닛이 풍량을 자동으로 맞추므로 시운전 시 토출구 풍량 조정이 간단하고, 동시부하율을 반영해 설비용량을 줄일 수 있으며 부하 변동에 대한 응답도 빠르다.

수분무 가습은 분무된 물이 증발하는 데 시간이 걸려 응답이 느리고 제어 정도가 낮으며, 미증발 수분에 의한 가습 불량과 세균 오염의 우려가 있다. 응답이 빠르고 정밀 제어가 용이한 것은 증기 가습이다. 순환수 분무 가습은 단열변화(등엔탈피 변화)로 건구온도 강하를 수반한다.
[근거] 가습 방식 비교 — 증기식(응답 빠름·청정·정밀제어), 수분무식(단열냉각 수반·응답 느림), 기화식

급기 측 온도효율 $\eta = \dfrac{t_o - t_s}{t_o - t_r} = \dfrac{32-27.8}{32-26} = \dfrac{4.2}{6} = 0.7$, 즉 70%. 검산: 급기 출구온도 = 32 − 0.7×(32−26) = 32 − 4.2 = 27.8℃로 조건과 일치.
[근거] 전열교환기 급기측 온도효율 = (외기온도−급기온도)/(외기온도−환기(실내)온도)

흡수제는 냉매 증기를 잘 흡수하면서 농도가 변해도 증기압 변화가 작아야 흡수기와 재생기의 운전이 안정된다. 농도 변화에 따른 증기압 변화가 크면 운전조건이 흔들려 용량 제어가 어려워지므로 구비조건이 될 수 없다.

터보(원심식) 냉동기는 비체적이 크고 낮은 압력에서 운전되는 냉매가 적합하여, R-11을 대체한 R-123을 사용한다. R-12나 R-22는 압력이 높고 비체적이 작아 왕복동식·스크루식에 주로 쓰인다.

엔트로피 변화의 일반식 $\Delta S=C_v\ln\dfrac{T_2}{T_1}+R\ln\dfrac{v_2}{v_1}$에서 정적과정은 $v_1=v_2$이므로 둘째 항이 0이 되어 $\Delta S=C_v\ln\dfrac{T_2}{T_1}$이 된다. 정적과정에서는 $\dfrac{T_2}{T_1}=\dfrac{P_2}{P_1}$이 성립하므로 $\Delta S=C_v\ln\dfrac{P_2}{P_1}$로도 같은 값을 나타낸다.

고속다기통 압축기는 회전수가 높아 밸브의 관성을 줄여야 하므로 얇은 링 모양의 플레이트 밸브를 쓴다. 언로더에 의한 용량제어는 기통 단위로 작동하는 단계적 제어이고, 압축비가 커지면 체적효율과 압축효율이 함께 떨어지며, 2단 압축에서는 저단측 피스톤 토출량이 고단측보다 크다.

액분리기는 증발기에서 미처 증발하지 못한 액냉매가 압축기로 넘어가 액압축을 일으키는 것을 막는 기기이므로, 증발기 출구인 압축기 흡입관에 설치한다.

응축온도가 일정한 상태에서 증발온도가 낮아지면 증발압력이 내려가므로 압축비 $\dfrac{P_c}{P_e}$는 오히려 커진다. 압축비가 커지면 체적효율이 떨어져 냉동능력이 감소하고 압축일이 늘어 소요동력이 증가하며, 팽창밸브 전후 압력차가 커져 플래시 가스 발생량도 많아진다.

열펌프의 성적계수는 $COP_H=COP_R+1$의 관계가 있어 항상 1보다 크다. 증발온도가 높고 응축온도가 낮을수록 압축일이 줄어 성적계수는 커지며, 사방밸브로 냉·난방을 겸용할 수 있고 연소가 없어 대기오염이 없다.

토출압력이 높아지는 원인은 응축작용이 방해받는 경우로, 불응축가스(공기) 혼입, 냉각수 온도 상승이나 유량 부족, 응축기 전열면 오염, 냉매 과충전 등이 있다. 냉매 충전량이 부족하면 응축압력과 증발압력이 함께 낮아지므로 토출압력 상승의 원인이 아니다.

이상(역카르노) 냉동사이클의 성적계수는 절대온도만으로 정해진다. $COP=\dfrac{T_2}{T_1-T_2}=\dfrac{273-10}{(273+47)-(273-10)}=\dfrac{263}{57}\simeq4.61$이다.

액백이 일어나면 흡입가스에 액냉매가 섞여 압축기 토출가스 온도가 낮아지고, 압축 부하가 불규칙해져 전동기 전류계 지시값이 흔들린다. 냉매 충전량이 부족하면 증발압력은 오히려 낮아지고, 부하에 비해 압축기 용량이 과대하면 저압이 지나치게 낮아져 성적계수는 떨어진다.

냉동기는 기계적 에너지를 투입해 요구되는 장소에서 열을 흡수하고 그 열을 다른 장소로 버리는 장치이다. 열에너지를 기계적 에너지로 바꾸는 것은 열기관이고, 높은 온도에서 흡수해 낮은 온도로 버리는 것은 자연적인 열이동이므로 냉동기의 설명이 아니다.

최대 빙결정 생성대는 대략 -1~-5℃ 구간으로, 이 구간을 25~35분 안에 통과시키면 얼음 결정이 작고 고르게 생겨 조직 손상이 적은 급속동결이 된다. 통과 시간이 이보다 훨씬 길면 결정이 크게 자라 드립이 많아지는 완만동결이 된다.

평면벽을 통한 전도 열량은 $q=\dfrac{\lambda}{L}\Delta t=\dfrac{0.8}{0.3}\times(35-21)=37.3\,\mathrm{kcal/m^2h}$이다. 외면 온도가 더 높으므로 열은 밖에서 안으로 흐르며, 크기는 약 37 kcal/m2h이다.

왕복동 압축기의 피스톤 압출량은 $V=\dfrac{\pi D^{2}}{4}\,L\,N\,n\times60$으로 구한다. $V=\dfrac{\pi\times0.08^{2}}{4}\times0.05\times6\times1750\times60\simeq158\,\mathrm{m^3/h}$이다.

물의 빙점은 0℃ 즉 273K, 비등점은 100℃ 즉 373K이다. 역카르노 사이클에서 냉동기의 성적계수는 저열원의 절대온도를 두 열원의 온도차로 나눈 값이므로 $\varepsilon_c = \frac{273}{373-273} = 2.73$ 이고, 열펌프의 성적계수는 고열원의 절대온도를 온도차로 나눈 값이므로 $\varepsilon_H = \frac{373}{373-273} = 3.73$ 이다. 두 성적계수 사이에는 항상 $\varepsilon_H = \varepsilon_c + 1$ 의 관계가 성립하므로 이 관계를 만족하는 조합인지로도 검산할 수 있다.

제빙 운전은 냉수를 만드는 운전보다 증발온도를 훨씬 낮게 잡아야 하므로 성능계수(COP)가 오히려 낮아지고 압축기 소비동력은 증가한다. 빙축열의 이점은 COP 상승이 아니라 값싼 심야전력 이용과 열원기기 용량 축소에 있다.

비스무트, 텔루르화비스무트, 셀렌 등의 반도체를 접합하고 직류를 흘리면 한쪽 접합부에서 흡열, 다른 쪽에서 발열이 일어나는 펠티에 효과가 생기는데, 이를 이용한 것이 열전 냉동장치이다. 냉매와 압축기가 필요 없고 전류 방향을 바꾸면 냉방과 난방이 전환된다.

프레온 냉매는 물과 거의 용해하지 않아 수분이 그대로 남아 있다가 팽창밸브에서 얼어붙어 냉매 흐름을 막으므로, 이를 막기 위해 팽창밸브 앞에 드라이어를 설치한다. 암모니아는 물과 잘 용해해 동결 우려가 없어 드라이어를 쓰지 않으며, 건조제로는 실리카겔·활성알루미나·제올라이트를 쓴다.

이코노마이저는 응축기에서 나온 냉매액의 일부(또는 전부)를 중간압력으로 팽창시키고, 이때의 증발열로 증발기로 보내는 주 냉매액을 과냉각한다. 과냉각으로 냉동효과가 증가하고, 중간압의 플래시 증기는 스크류 압축기 압축과정 중간의 이코노마이저 포트로 흡입되므로 저압부터 압축할 필요가 없어 압축기 1대로 2단압축과 유사한 효율 개선(냉동능력·COP 향상)을 얻는다.
[근거] 스크류 압축기 이코노마이저 사이클(중간압 증기 인젝션+액 과냉각)

R-32(디플루오로메탄)는 단일성분 HFC로 GWP가 약 675이며, R-32와 R-125를 50:50으로 혼합한 R-410A(GWP 약 2,090)보다 GWP가 훨씬 낮아 대체 냉매로 널리 채용되고 있다(단, 약가연성 A2L). R-410A는 R-32/R-125 혼합냉매이지 R-22/R-134a 혼합이 아니다. R-744(CO2)는 GWP가 1인 자연냉매로 감축 대상이 아니고, R-717(암모니아)은 GWP·ODP가 0인 자연냉매지만 독성이 있고 약가연성(안전등급 B2L)이다.
[근거] ASHRAE 34 냉매 분류·안전등급, IPCC GWP 값(R-32≈675, R-410A≈2,090)

축전지 용량은 방전전류(A)와 방전 가능 시간(h)의 곱으로 나타내므로 단위는 암페어시(Ah)이다. A는 전류, kW는 전력의 단위로 축적된 전기량을 나타내지 못한다.

피드백 제어계의 제어장치는 설정부(기준입력요소), 조절부, 조작부, 검출부로 구성된다. 제어대상은 제어장치가 다루는 플랜트 자체이므로 제어장치에 포함되지 않는다.

제어요소는 목표값과 제어량의 편차인 동작신호를 받아 제어대상에 가할 조작량으로 변환해 내보내는 부분이다. 제어량은 제어대상의 출력이고 검출량은 검출부가 내는 피드백 신호이므로 제어요소의 출력이 아니다.

역률은 $\cos\theta=\dfrac{P}{P_a}=\dfrac{P}{VI}$로 피상전력 중 유효전력이 차지하는 비율이므로, 역률이 클수록 무효전력 $P_r=P_a\sin\theta$는 오히려 작아진다. 무효전력이 유효전력보다 커지는 것은 역률이 낮을 때이다.

온수방열기의 방열량은 Q = K·A·ΔT 공식으로 구한다. 여기서 K는 방열기의 방열계수(약 0.2 kW/m²·℃, 온수방열기 표준값), A는 방열면적, ΔT는 온도차이다. 주어진 값을 대입하면 ΔT = 20℃ − (−5℃) = 25℃이고, Q = 0.2 × 5 × 25 = 25 kW가 되어야 하는데, 이는 보기와 맞지 않는다. 실제 건축설비 문제에서 온수방열기의 방열량은 Q = A × h × Δt (h: 선형방열계수 약 10~13 W/m·℃, A: 방열면적) 또는 공학용 표를 통해 구한다. 온도차 25℃, 방열면적 5m²일 때 표준 방열기 성능표를 참조하면 방열량은 약 2.6 kW에 해당한다.

평행한 두 도체에 같은 방향의 전류가 흐르면 서로 끌어당기는 흡인력이 작용하고, 반대 방향이면 반발력이 작용한다. 단위길이당 힘은 $F=\dfrac{\mu_0 I_1 I_2}{2\pi r}$로 두 전류의 곱에 비례하고 거리에 반비례한다.

이 제어에서 목표값은 1 kHz, 조작량은 콘덴서의 정전용량, 제어량은 발진 주파수이며, 조작을 받아 제어량을 내놓는 장치인 발진기가 제어대상이다. 제어대상은 제어의 결과가 나타나는 기기나 공정 자체를 가리킨다.

피상전력은 전압과 전류의 곱 $P_a=VI$로 정의되며 단위로 VA(kVA)를 쓴다. 유효전력의 단위는 W, 무효전력의 단위는 var이므로 kVA와 구분된다.

자동제어계에서 이득(gain)이 높아지면 정상오차(정상상태오차)는 감소하고, 응답이 빨라지며 정정시간이 짧아지는 한편, 감쇠가 약해져 과도응답이 진동하거나 불안정해질 수 있다. 즉 '정상오차가 증가한다'는 진술만 이득 상승 시 실제로 나타나는 현상과 반대되는 옳지 않은 진술이며, 본 문항은 이 옳지 않은 진술을 고르는 취지의 기출이다. 동일 문항인 2003년 공조냉동기계기사·승강기기사 기출의 공식 확정답안 역시 '정상오차가 증가한다'이다.

분류기를 병렬로 접속했을 때 측정범위 배율은 $m=1+\dfrac{R_a}{R_s}=1+\dfrac{2}{0.4}=6$배이다. 전류계와 분류저항의 단자전압이 같다는 조건에서 유도되는 식이다.

온도·유량·압력·액위처럼 공업 공정의 상태량을 제어량으로 하는 것이 프로세스제어이며, 열용량과 물질 이동에 따른 낭비시간·지연이 커서 응답속도가 느리다. 비율제어·프로그램제어·정치제어는 목표값의 성질에 따른 분류이므로 제어량의 종류로 구분한 이 문제의 답이 될 수 없다.

정현파의 평균값은 반주기 평균으로 정의되므로 $V_{av}=\dfrac{2V_m}{\pi}=0.637V_m$이다. 0.707배는 실효값과 최대값의 비이므로 평균값과 혼동하지 않아야 한다.

역률은 피상전력에 대한 유효전력의 비이다. 피상전력은 유효전력과 무효전력의 제곱합의 제곱근이므로 $P_a = \sqrt{80^2 + 60^2} = 100\,[VA]$ 이고, 따라서 $\cos\theta = \frac{80}{100} = 0.8$ 즉 80%이다. 80과 60은 3:4:5 직각삼각형의 두 변에 해당하므로 피상전력 100은 암산으로도 얻을 수 있다.

제어요소는 조절부와 조작부로 구성되어 동작신호를 조작량으로 변환한다. 검출부는 제어량을 측정해 피드백 신호를 만드는 부분이므로 제어요소에 포함되지 않는다.

피드백을 걸면 오차가 줄고 외란과 파라미터 변동에 둔감해지며 안정도와 대역폭이 달라지고 전체 이득은 감소한다. 입력신호는 계의 구성과 무관하게 외부에서 주어지는 것이므로 피드백의 효과라 할 수 없다.

서보전동기는 기동·정지·역전을 빈번히 반복하므로 기동토크가 크고 회전자 관성이 작아야 하며, 그만큼 발열이 심해 별도의 냉각 대책이 필요하다. 속응성이 높고 신뢰도가 높아야 한다는 것은 서보전동기의 기본 요구조건이다.

SCR은 P·N·P·N 네 개 층이 겹쳐진 3단자 반도체 소자로, 게이트에 신호를 주면 도통해 한 방향으로만 전류를 흘린다. 일단 도통하면 게이트로 차단할 수 없고 전류가 유지전류 이하로 떨어져야 꺼진다.

단상 반파정류의 직류 평균전압은 $E_d=\dfrac{E_m}{\pi}$이므로 $E_m=\pi E_d=\pi\times100\simeq314\,\mathrm{V}$이다. 반파정류에서 다이오드가 견뎌야 하는 최대 역전압은 입력 전압의 최대값과 같으므로 약 314 V 이상인 소자를 써야 한다.

제어량은 제어 대상에서 제어되어야 할 출력량, 즉 실제로 목표값에 일치시키고자 하는 물리량이다. 이 제어계에서는 냉장실 내부의 실제 온도가 제어량이다. 설정 온도는 목표값, 온도센서의 신호는 검출부가 만드는 피드백 신호, 압축기 운전 지령은 조작량(제어장치의 출력)에 해당한다.
[근거] 피드백 제어계 용어(목표값·제어량·조작량·검출부)

미분동작은 편차의 변화율에 비례해 조작량을 내는 동작으로, 오차가 커지기 전에 미리 억제하여 과도응답(안정성·속응성)을 개선하지만 편차가 일정하면 출력이 0이 되므로 단독으로는 제어에 사용할 수 없고 잔류편차도 제거하지 못한다. 잔류편차 제거는 적분동작의 역할이며, 비례동작 단독 제어에서는 잔류편차가 남는다.
[근거] 자동제어 P·I·D 동작의 기본 특성

방열기 주위 배관에서 수평주관이 2.5 m 이상으로 길어 충분한 구배를 줄 수 없을 때는 응축수와 증기의 흐름이 방해받지 않도록 관지름을 한 치수 크게 한다. 신축을 흡수하는 스위블 이음, 공급관의 앞올림 구배와 환수관의 앞내림 구배는 모두 옳은 시공이다.

트랩의 봉수(水封)는 배관 내 악취와 해충의 역류를 차단하는 물기둥인데, 공동 현상(캐비테이션)은 액체 내 기포 붕괴로 인한 충격파 현상으로 배관 시스템에서 발생하더라도 트랩의 봉수 파괴에는 직접적인 작용 메커니즘이 없다. 반면 자기 사이펀은 배수 시 사이펀 작용으로 봉수를 급격히 빼내고, 모세관 현상은 미세한 틈을 통해 물이 모세관 상승하며 봉수를 손실시키며, 증발은 시간 경과에 따라 물이 증발하여 봉수가 감소한다. 따라서 공동 현상은 트랩 봉수 파괴의 주요 원인에 해당하지 않는다.

저압가스 배관의 유량식 $Q=K\sqrt{\dfrac{D^{5}H}{S\,L}}$에서 K는 유량계수, D는 관 내경, H는 압력손실, L은 관 길이이고 S는 가스의 비중이다. 비중이 큰 가스일수록 같은 압력손실에서 흘릴 수 있는 유량이 줄어든다.

압력수조 출구에 필요한 압력은 말단 기구까지의 수직높이에 해당하는 압력, 배관 마찰손실에 해당하는 압력, 기구의 필요 최소압력을 모두 더해 구한다. 물기둥 10m가 $1\,kg/cm^2$ 에 해당하므로 수직높이 15m는 $1.5\,kg/cm^2$, 마찰손실 4mAq는 $0.4\,kg/cm^2$ 이다. 따라서 필요한 출구 압력은 $P = 1.5 + 0.4 + 0.7 = 2.6\,kg/cm^2$ 이다.

중압 가스배관의 유량식은 $Q=K\sqrt{\dfrac{D^{5}(P_1^{2}-P_2^{2})}{S\,L}}$이며, 압력은 게이지압에 대기압 1.0332를 더한 절대압으로, 관경은 cm 단위로 넣는다. $Q=52.31\sqrt{\dfrac{30^{5}\times(4.03^{2}-3.03^{2})}{0.64\times500}}\simeq38315\,\mathrm{m^3/h}$이다.

압축기와 응축기가 같은 높이에 있을 때 토출관의 수평부는 응축된 액이 압축기 쪽으로 되돌아오지 않도록 응축기를 향해 1/50 정도의 내림 구배를 준다. 올림 구배를 주면 정지 중에 액이 압축기로 흘러들어 기동 시 액압축의 원인이 된다.

강관 배관에서 신축이음은 직선부 약 30 m마다 1개를 설치하는 것을 기준으로 하며, 선팽창계수가 큰 동관은 20 m 정도가 기준이다. 간격이 너무 넓으면 열팽창량을 흡수하지 못해 배관과 지지물에 과대한 응력이 걸린다.

도시가스사업법령상 본관은 가스제조사업소의 부지 경계에서 정압기까지 이르는 배관을 말한다. 공급관은 정압기에서 가스사용자 토지의 경계까지, 내관은 그 경계에서 가스사용기기까지의 배관이다.

테프론(PTFE)은 내약품성과 내열·내한성이 뛰어나 약 -260~260℃ 범위에서 안정적으로 사용할 수 있어 화학용 배관과 저온배관의 패킹·시트로 널리 쓰인다. 다만 탄성이 작고 크리프가 생기므로 조임 관리가 필요하다.

강관 호칭경은 25A=1B, 32A=1¼B, 40A=1½B, 20A=¾B로 대응된다. ①의 25A를 1½B로 연결한 것이 틀렸다 — 1½B는 40A에 해당한다.

가스배관은 누설을 확인하고 보수할 수 있어야 하므로 건축물이나 구조물의 기초 하부처럼 점검이 불가능한 위치에는 설치하지 않는다. 유지관리가 쉬울 것, 굴곡을 줄이고 최단거리로 할 것, 열원에서 적정 이격거리를 둘 것은 모두 경로 선정의 원칙이다.

그릴은 베인으로 공기의 흐름 방향만 바꿀 수 있고 풍량 조절용 셔터가 없어 환기용 흡입구나 배기구로 쓴다. 그릴 뒤에 셔터(댐퍼)를 달아 풍량까지 조절할 수 있게 한 것이 레지스터이며, 디퓨저와 애니모스탯은 확산형 취출구이다.

하트포드 배관법은 저압증기 난방에서 환수주관을 보일러의 안전저수면보다 약간 높은 위치에 균형관으로 접속해, 보일러 수위가 안전수위 이하로 내려가는 것을 막는 방법이다. 동시에 환수주관 바닥에 가라앉은 찌꺼기가 보일러로 들어가지 않게 하므로, 수면이 안전수위 아래로 내려가기 쉽다는 설명은 이 배관법의 목적과 반대이다.

등마찰손실법은 단위길이당 마찰손실을 일정한 값으로 정해 두고 각 구간의 유량에 맞는 관경을 마찰손실 선도에서 읽어 결정하는 방법이다. 유량이 달라도 단위길이당 저항이 같아 계통 밸런싱이 쉬워 냉온수·급수 배관과 덕트 설계에 널리 쓰인다. 균등법은 상당관경표로 분기관을 합산하는 간이 계산법이다.

증발탱크(플래시 탱크)는 고압 증기의 응축수를 감압해 재증발시키는 증기난방 계통의 기기이다. 온수난방에는 보일러, 방열기, 순환펌프와 함께 온도 상승에 따른 물의 팽창을 흡수하는 팽창탱크가 쓰인다.

급탕에 필요한 열량은 $q=G\,C\,\Delta t=300\times1\times(80-20)=18000\,\mathrm{kcal/h}$이다. 연료 소모량은 발열량과 효율로 나누어 $F=\dfrac{q}{H_l\,\eta}=\dfrac{18000}{10000\times0.6}=3\,\mathrm{kg/h}$이 된다.

수배관 부식의 주된 원인은 물에 녹아 있는 용존산소이므로, 밀폐 사이클로 물을 가득 채우고 공기를 빼내 산소의 보충을 끊는 것이 부식 방지의 기본이다. 개방 사이클로 순환수를 공기와 충분히 접촉시키면 용존산소가 계속 공급되어 부식이 오히려 촉진된다.

농형 3상 유도전동기의 속도는 동기속도 Ns = 120f/P(f: 주파수, P: 극수)로 결정되므로, 극수를 변환하면 동기속도가 변하고 이에 따라 운전속도도 변한다. 1번 부하 조정은 슬립만 변화시켜 속도 제어 효과가 미미하고, 3번 회전자 자속 변환은 유도전동기의 특성상 불가능하며, 4번 2차 저항 삽입은 권선형 전동기(슬립링형)에만 적용 가능한 방법이다. 따라서 극수 변환(극수 변환 스위칭, 다중 권선 등)이 농형 전동기의 가장 실용적이고 효과적인 속도 제어 방법이다.

체크밸브의 사용 방향이 반대로 서술되었다. 리프트형은 디스크가 중력으로 밸브 시트에 내려앉아야 하므로 수평 배관 전용이고, 스윙형은 힌지에 달린 디스크가 흔들려 개폐되므로 수평·수직 배관 모두에 사용할 수 있다. 따라서 리프트형은 수직 배관 전용이고 스윙형은 수평 배관에만 사용할 수 있다는 설명이 틀리다. 게이트 밸브가 완전 개방 시 저항이 작아 개폐용으로 적합하다는 설명, 글로브 밸브가 S자 유로로 압력손실이 크지만 유량 조절에 적합하다는 설명, 버터플라이 밸브가 디스크 회전으로 개폐하며 설치 공간이 작다는 설명은 모두 옳다.
[근거] 밸브 일반 — 리프트형 체크=수평 전용, 스윙형 체크=수평·수직 겸용

스트레이너는 관 속의 찌꺼기·이물질이 트랩·감압밸브·유량계 등의 기기에 들어가 고장을 일으키는 것을 막는 여과기이므로, 보호할 기기의 입구(상류) 측에 설치해야 한다. 출구 측에 설치하면 이물질이 이미 기기를 통과한 뒤이므로 보호 효과가 없어, 보호하려는 기기의 출구 측에 설치한다는 설명이 틀리다. Y형이 45° 경사진 스크린을 내장하며 유체 저항이 비교적 작다는 설명, U형이 직각으로 흐름이 꺾여 Y형보다 저항이 크다는 설명, V형이 직선적으로 통과하여 저항이 작다는 설명은 모두 옳다.
[근거] 스트레이너 일반 — 보호 기기 입구 측 설치, Y·U·V형 형상별 유체저항 비교