[공조냉동기계기사 필기] 23년 3회차 기출문제 해설 페이지

인터록 제어는 정해진 조건이 충족되지 않으면 다음 동작을 강제로 금지하거나 운전 중인 기기를 즉시 정지시키는 안전 목적의 제어이다. 화염검출기가 실화(失火)를 감지했을 때 연료 밸브를 즉시 차단하는 것은 미연소 가스의 축적과 폭발을 막기 위한 대표적인 보일러 인터록이다. 시퀀스 제어는 미리 정해진 순서대로 단계를 진행시키는 제어이므로 이상 발생 시의 강제 차단 기능과는 구분된다.

단일덕트 정풍량(CAV) 방식은 중앙 공조기에서 만든 동일한 상태의 공기를 일정 풍량으로 각 실에 보내므로, 실별 부하 변동에 맞춘 개별제어가 어렵다. 개별제어가 필요하면 변풍량(VAV) 방식이나 존별 재열을 병용해야 한다. 나머지 설명처럼 주 덕트가 굵어 덕트 스페이스가 크게 필요하고, 부하가 작은 실의 과냉을 막기 위해 재열을 쓰기도 하는 것은 맞는 특징이다.

습공기 선도의 상태점이 이동한 순서(외기와 환기의 혼합 → 코일에서의 상태 변화 → 가습·재열 등)를 장치도에서 공기가 지나가는 기기의 배열 순서와 하나씩 대응시켜 판별한다. 각 구간의 이동 방향(건구온도 증감, 절대습도 증감)이 그 구간에 놓인 기기의 기능과 모두 일치하는 것은 2번 장치도뿐이다.

혼합공기의 상태는 질량 가중평균으로 구한다. 건구온도는 $t = \dfrac{150\times32 + 50\times15}{150+50} = 27.75\,^\circ\mathrm{C}$이다. 절대습도는 32℃·60%에서 약 $0.0180\,\mathrm{kg/kg'}$, 15℃·80%에서 약 $0.0085\,\mathrm{kg/kg'}$이므로 $x = \dfrac{150\times0.0180 + 50\times0.0085}{200} \approx 0.0158\,\mathrm{kg/kg'}$이 된다.

겨울철 외기는 먼저 예열해 코일 동결과 과도한 온도차를 막은 뒤 환기와 혼합하고, 혼합공기를 가열코일로 데운 다음 마지막에 증기가습으로 절대습도를 올린다. 증기가습은 건구온도 변화가 거의 없이 절대습도만 상승하는 변화로 선도상 거의 수직으로 나타나므로, 가열(수평 우향) 뒤 수직 상승 구간이 증기가습에 해당한다.

연관 보일러는 동체 내부에 다수의 연관을 배치해 크기에 비해 전열면적이 크므로 증기 발생이 빠르고 열효율이 높다. 다만 관이 조밀하게 배열되어 수측(관 바깥) 청소가 어렵기 때문에 스케일 생성을 막을 수 있는 양질의 보일러수를 써야 한다. 노통 보일러는 전열면적이 작아 증기 발생이 느리다는 점에서 구분된다.

5→3 과정은 건구온도가 내려가면서 절대습도도 함께 낮아지는 냉각·감습 변화이므로 '냉각가습'이라는 설명은 맞지 않는다. 냉각가습은 냉각과 동시에 절대습도가 증가하는 변화로 물분무 가습 등에서 나타난다. 현열냉각은 절대습도가 일정한 채 왼쪽으로 수평 이동하는 변화이다.

실내 분진 농도가 정상상태이면 급기로 들어온 분진과 실내 발생량의 합이 배기로 빠지는 분진량과 같다. 필터 입구 분진량은 $Q_O C_O + Q_R C_R$이고 제거되어야 할 분진량은 $Q_O(C_O - C_R) + M$이므로 효율은 $\eta = \dfrac{Q_O(C_O - C_R) + M}{Q_O C_O + Q_R C_R}$가 된다.

사각덕트를 같은 마찰저항·같은 풍량의 원형덕트로 환산할 때 쓰는 상당직경은 $d = 1.3\left[\dfrac{(ab)^5}{(a+b)^2}\right]^{1/8}$이다. 단순히 단면적이 같은 원의 지름이나 수력직경 $\dfrac{2ab}{a+b}$가 아니라, 마찰손실이 같아지도록 실험식으로 정한 값이라는 점이 핵심이다.

분기 덕트의 풍량 분배·제어에는 주로 스플릿 댐퍼를 사용한다. 익형(에어포일형) 댐퍼는 날개 단면을 유선형으로 만들어 압력손실과 소음을 줄인 것으로 대형 주 덕트의 풍량 조절에 쓰인다. 방화구획 관통부의 방화·방연댐퍼 설치와 곡부 가이드베인의 와류 저감 목적은 모두 맞는 설명이다.

현열비(SHF)는 전열량에 대한 현열량의 비이다. ①에서 ②로 변화할 때 점 ③은 ②와 같은 건구온도이면서 ①과 같은 절대습도인 보조점이므로, 현열 변화량은 $i_3 - i_1$, 전열 변화량은 $i_2 - i_1$이 된다. 따라서 $SHF = \dfrac{i_3 - i_1}{i_2 - i_1}$이며, 온도차나 절대습도차의 비로는 나타낼 수 없다.

온풍난방은 방열기와 배관, 보일러를 갖추는 직접난방에 비해 설비가 단순해 설비비가 오히려 싸고 예열시간도 짧다. 대신 공기를 매체로 하므로 층고가 높으면 상하 온도차가 커지고 기류 분포에 따라 국부적인 과열이나 난방 불량이 생긴다. 외기 도입이 쉬워 환기와 온습도 조절이 용이한 것은 장점이다.

상당외기온도(SAT)는 일사에 의한 복사열 흡수 효과를 외기온도에 더해 하나의 등가 온도로 나타낸 값으로, $t_e = t_o + \dfrac{\alpha I}{h_o}$ 형태로 정의된다. 외벽·지붕의 취득열량은 이 상당외기온도와 실내온도의 차에 시간지연을 고려한 상당온도차(ETD)를 곱해 계산한다.

물-브롬화리튬 흡수식 냉동기에서 냉매는 물(H2O)이고 흡수제가 브롬화리튬(LiBr)이므로 설명이 뒤바뀌었다. 물은 증발잠열이 커 냉매로 쓰이고 LiBr 수용액이 저압에서 수증기를 흡수한다. 발생기는 증기·온수로 가열해 냉매를 분리하고, 흡수기와 응축기는 냉각수로 냉각한다.

공조기 코일의 관내 회로 구성은 유량과 유속에 따라 풀서킷(full circuit), 관수를 절반으로 나눠 유속을 낮추는 더블서킷(double circuit), 유량이 적을 때 유속을 확보하는 하프서킷(half circuit)으로 구분한다. 탑다운서킷이라는 배열방식은 존재하지 않는다.

전동기와 구동기계가 같은 실에 있으면 전동기 입력 전부가 실내 취득열이 되므로 $q = \dfrac{P \times \text{대수} \times \text{부하율} \times \text{가동률}}{\text{효율}}$로 구한다. 대입하면 $q = \dfrac{35\times12\times0.92\times0.74}{0.87} \approx 329\,\mathrm{kW}$이다.

2중 덕트 방식은 냉풍 덕트와 온풍 덕트를 각각 보내고 각 실 입구의 혼합상자(믹싱박스)에서 실내 부하에 맞는 비율로 두 공기를 자동 혼합해 공급한다. 개별제어성과 응답성은 우수하지만 덕트가 두 계통이라 설치공간이 크고 냉·온풍 혼합에 따른 에너지 손실이 크다.

혼합공기의 건구온도는 각 공기의 풍량(질량)을 가중치로 한 평균으로 $t_m = \dfrac{m_1 t_1 + m_2 t_2}{m_1 + m_2}$로 구한다. 주어진 외기와 재순환 공기의 온도·풍량을 대입하면 약 28.6℃가 되며, 혼합점은 선도상 두 상태점을 잇는 직선을 풍량비의 역비로 내분한 위치에 놓인다.

VAV 방식은 부하에 따라 송풍량 자체를 변화시키는 방식이므로, 저부하 시 풍량이 감소하면 실내 기류분포가 나빠지고 도입 외기량(환기량)이 부족해질 수 있어 최소 풍량 확보 대책이 필요하다. 송풍량이 일정하게 유지되는 것은 정풍량(CAV) 방식의 특징이다.
[근거] VAV 방식 — 장점: 송풍동력 절감·개별제어, 단점: 저부하 시 환기량 부족·기류분포 악화

바닥복사 방식은 콘크리트 슬래브 등 열용량이 큰 구조체를 가열·냉각하므로 예열(예냉)시간이 길고 부하 변동에 대한 응답이 느려 간헐운전이나 급격한 부하 변동 대응에는 불리하다. 복사냉방에서는 바닥 표면온도가 노점온도 이하로 내려가면 결로가 발생하므로 노점 이상으로 제어해야 한다.
[근거] 복사 냉난방 특징 — 상하 온도분포 균일·쾌적, 열용량 큼(응답 느림), 냉방 시 결로 한계

열전도율의 단위는 $\mathrm{W/(m\cdot K)}$이며, $\mathrm{W/(m^2\cdot K)}$는 대류 열전달계수와 열통과율(열관류율)의 단위이다. 따라서 열전도율 단위를 $\mathrm{W/(m^2\cdot K)}$로 쓴 설명이 틀렸고, 대류 열전달계수와 열통과율의 단위가 같다는 설명은 맞다.

체적이 일정하므로 $\dfrac{P_1}{T_1} = \dfrac{P_2}{T_2}$가 성립하고, 절대압력으로 계산해야 한다. $P_1 = 183 + 101.3 = 284.3\,\mathrm{kPa}$이므로 $P_2 = 284.3\times\dfrac{353}{293} \approx 342.5\,\mathrm{kPa}$이다. 압력 상승분은 $342.5 - 284.3 \approx 58\,\mathrm{kPa}$이다.

폴리트로픽 과정 $Pv^n = C$에서 지수 n이 비열비 k와 같으면 $Pv^k = C$가 되어 가역단열(등엔트로피) 과정이 된다. n=0이면 정압, n=1이면 등온, n=∞이면 정적 과정이므로 나머지 보기는 서로 뒤바뀐 설명이다.

냉매량이 부족하면 증발기로 공급되는 냉매가 모자라 증발압력, 즉 흡입압력이 낮아진다. 순환량이 줄어 응축기 부하도 작아지므로 토출압력은 오히려 낮아지고, 냉매 순환량 감소로 냉동능력도 떨어진다. 흡입압력 저하로 압축비가 커져 토출가스 온도는 상승한다.

액가스 열교환기는 응축기를 나와 팽창밸브로 향하는 고온의 냉매액과 증발기를 나와 압축기로 흡입되는 저온의 냉매증기를 열교환시키는 장치이다. 보기 3은 열교환 대상을 증발기 입구 증기와 압축기 토출가스로 잘못 서술했다. 액을 과냉각해 플래시가스를 줄이고 흡입가스를 과열시켜 액압축을 막으므로 냉동효과와 성적계수가 향상되며, 토출가스 온도가 크게 오르는 암모니아에는 잘 쓰지 않는다.

SI 기본단위 7가지는 s, m, kg, A, K, mol, cd이며 J, Pa, N, W는 유도단위, ℃는 기본단위가 아니다. 보기 2는 cd, K, kg, m, s(및 mol)가 포함되어 정확히 표기된 기본단위 수가 가장 많다. 다른 보기들은 Cd, S처럼 대소문자가 틀렸거나 유도단위·섭씨온도가 섞여 있어 기본단위 개수가 적다.

대기압에서 100℃ 물이 100℃ 수증기로 변하는 데 필요한 증발잠열은 약 $2257\,\mathrm{kJ/kg}$로, 물이나 공기의 몇 도 온도 상승에 따른 현열 변화보다 비교할 수 없이 크다. 물 1℃ 상승은 약 $4.19\,\mathrm{kJ/kg}$, 공기 100℃ 상승도 약 $100\,\mathrm{kJ/kg}$ 수준에 그친다.

이상적인 냉동기(역카르노 사이클)의 성적계수는 $COP = \dfrac{T_e}{T_c - T_e}$이며 절대온도를 대입해야 한다. $COP = \dfrac{273-30}{(273+45)-(273-30)} = \dfrac{243}{75} \approx 3.2$이다.

냉동기유는 마찰부의 윤활, 마찰열·압축열의 냉각, 축봉부와 실린더의 밀봉, 방청과 소음 저감 등의 역할을 한다. 탄화는 유온이 과도하게 상승했을 때 오일이 열분해되어 슬러지가 생기는 열화 현상으로, 냉동기유가 수행하는 역할이 아니라 피해야 할 이상 현상이다.

일은 힘을 변위로 적분한 값이므로 $W = \int kX^{1.5}\,dX = \dfrac{k}{2.5}X^{2.5}$이다. 따라서 $\dfrac{W_a}{W_b} = \dfrac{0.1^{2.5}}{0.2^{2.5} - 0.1^{2.5}} = \dfrac{0.00316}{0.01789 - 0.00316} \approx 0.214$이다.

먼저 공기 질량을 이상기체 상태식으로 구하면 $m = \dfrac{PV}{RT} = \dfrac{294\times2.5}{0.287\times283} \approx 9.05\,\mathrm{kg}$이다. 정적가열이므로 $Q = m\,c_v\,\Delta T = 9.05\times0.717\times(80-10) \approx 454\,\mathrm{kJ}$이다.

Maxwell 관계식은 네 가지 열역학 퍼텐셜의 완전미분에서 유도되며 $\left(\dfrac{\partial T}{\partial v}\right)_s = -\left(\dfrac{\partial P}{\partial s}\right)_v$, $\left(\dfrac{\partial T}{\partial P}\right)_s = \left(\dfrac{\partial v}{\partial s}\right)_P$, $\left(\dfrac{\partial s}{\partial v}\right)_T = \left(\dfrac{\partial P}{\partial T}\right)_v$, $\left(\dfrac{\partial s}{\partial P}\right)_T = -\left(\dfrac{\partial v}{\partial T}\right)_P$이다. 4번은 이 중 부호 또는 고정 변수가 맞지 않아 성립하지 않는다.

보기 4의 '각 층 각 실이 구조체로 구획되고 구조체 안쪽에 각각 단열을 시공한다'는 설명은 내부단열 방식에 대한 것이다. 외부단열은 구조체 바깥을 끊김 없이 단열재로 감싸므로 열교가 적고 구조체가 온도 변화를 덜 받아 단열의 내구성이 좋으며, 창고 내 벽면 온도가 균일해진다.

1냉동톤은 $3320\,\mathrm{kcal/h}$이므로 응축열량은 $1.2\times3320 = 3984\,\mathrm{kcal/h}$이다. 냉각수량은 $10\,\mathrm{L/min} = 600\,\mathrm{kg/h}$이므로 $\Delta t = \dfrac{3984}{600\times1} \approx 6.6\,^\circ\mathrm{C}$이고, 출구온도는 $32 + 6.6 \approx 38.6\,^\circ\mathrm{C}$이다.

열효율이 40%이므로 공급열량은 $Q_1 = \dfrac{W}{\eta} = \dfrac{110}{0.4} = 275\,\mathrm{kW}$이다. 주위로 버려지는 열량은 $Q_2 = Q_1 - W = 275 - 110 = 165\,\mathrm{kW}$이다.

비체적은 밀도의 역수이므로 $v = \dfrac{1}{\rho} = \dfrac{1}{741} \approx 1.35\times10^{-3}\,\mathrm{m^3/kg}$이다.

van der Waals 식은 이상기체 상태식에 실제기체의 두 가지 효과를 보정한 것으로, $\dfrac{a}{v^2}$ 항은 분자 간 인력에 의해 벽면에 가해지는 압력이 줄어드는 것을 보정하고, b는 분자 자체가 차지하는 부피만큼 운동할 수 있는 체적이 줄어드는 것을 보정한다. 즉 a는 분자 간 작용 인력, b는 기체 분자들이 차지하는 체적을 뜻한다.

압력이 체적에 대해 선형(P = aV)으로 변하므로 P-V 선도에서 과정선 아래 면적은 사다리꼴이 된다. 따라서 기체가 한 일은 $W = \int_{V_1}^{V_2} P\,dV = \dfrac{(P_1 + P_2)(V_2 - V_1)}{2}$이다.

키갈리 개정서는 2016년 제28차 몬트리올 의정서 당사국회의(르완다 키갈리)에서 채택되어 2019년 발효되었으며, 오존층은 파괴하지 않지만(ODP=0) GWP가 큰 HFC 18종을 규제물질로 새로 추가하였다. 즉시 금지가 아니라 국가군별 일정에 따른 단계적 감축(phase-down) 방식이며, 우리나라는 2024년 동결을 시작으로 2029년 10%, 2035년 30%, 2040년 50%, 2045년 80% 감축 일정을 적용받는다. CFC·HCFC(R-22 등)는 키갈리 이전부터 몬트리올 의정서의 기존 규제(ODP 물질) 대상이다.
[근거] 몬트리올 의정서 키갈리 개정서(2016 채택·2019 발효, HFC 18종 단계적 감축), 한국(A5 1그룹) 감축 일정: 2024 동결→2045 80%

흡수식 냉동기에서는 흡수기가 증발기에서 발생한 저압 냉매증기(수증기)를 LiBr 용액에 흡수하고(압축기의 흡입행정에 해당), 용액펌프가 희용액을 고압측으로 이송하며, 재생기(발생기)가 용액을 가열하여 고압의 냉매증기를 분리해 응축기로 보낸다(토출행정에 해당). 즉 흡수기·용액펌프·재생기의 조합이 압축기 역할을 대신하며, 기계적 압축 대신 열에너지를 이용하므로 소비 전력은 용액펌프 구동분 정도로 매우 작다.
[근거] 흡수식 냉동사이클 원리(흡수기+용액펌프+재생기 = 열압축기)

서미스터는 온도에 따라 저항이 크게 변하는 반도체 소자로, 특히 부(-)특성 서미스터는 회로의 온도 상승에 따른 특성 변화를 상쇄하는 온도 보상용으로 널리 쓰인다. 바리스터는 전압에 따라 저항이 변해 이상전압(서지) 흡수에 쓰이므로 온도 보상 소자가 아니다.

단위 임펄스 입력의 라플라스 변환은 1이므로 전달함수는 임펄스 응답의 라플라스 변환과 같다. $\mathcal{L}\left[t e^{-3t}\right] = \dfrac{1}{(s+3)^2}$이므로 전달함수는 $G(s) = \dfrac{1}{(s+3)^2}$이다.

적분(I) 동작은 편차를 시간에 대해 적분한 값, 즉 오차 곡선과 시간축이 둘러싸는 면적에 비례하는 조작량을 낸다. 이 때문에 잔류편차(오프셋)를 없앨 수 있지만 응답이 느려지는 특성이 있다. 비례(P) 동작은 편차의 크기에, 미분(D) 동작은 편차의 변화율에 비례한다.

평행한 두 도선 사이의 단위길이당 힘은 $F = \dfrac{\mu_0 I_1 I_2}{2\pi r}$로 거리 r에 반비례한다. 전류 방향이 같으면 흡인력, 반대이면 반발력이 작용하는데 왕복 도선은 전류가 서로 반대 방향이므로 반발력이 된다.

벨로스와 다이어프램은 압력을 받아 탄성 변형하면서 변위를 만들고, 스프링도 힘·압력을 변위로 바꾸는 요소이다. 반면 노즐플래퍼는 플래퍼의 미소 변위에 따라 노즐 배압이 변하는 장치로 변위를 압력으로 바꾸는 요소이므로 방향이 반대이다.

제어대상(controlled system)은 기계·장치·프로세스 가운데 실제로 제어를 받는 부분으로, 그 출력이 곧 제어량이 된다. 제어장치는 제어에 필요한 신호를 만드는 장치, 조작장치는 조작량을 제어대상에 가하는 장치, 검출장치는 제어량을 측정해 되먹임하는 장치이다.

정격 60Hz 전동기를 정격전압 그대로 50Hz에서 쓰면 V/f 비가 커져 자속이 증가하고 철심이 포화된다. 그 결과 여자전류와 철손이 늘어 온도가 상승하고 토크는 커지지만, 무효분 전류가 증가하므로 역률은 낮아진다.

특성방정식의 근(극점)이 모두 s평면의 좌반면에 있으면 각 모드가 $e^{-\sigma t}$ 형태로 시간이 지남에 따라 감쇠하므로 계는 안정하다. 근이 하나라도 우반면에 있으면 발산하여 불안정하고, 허수축 위에 있으면 임계(안정 한계) 상태가 된다.

콘덴서에 직류전압을 걸어 충전한 뒤 전압계로 단자전압을 관찰하면, 누설전류가 있는 경우 전압이 서서히 떨어지므로 누설 유무를 판정할 수 있다. 분류기는 전류계 측정범위 확대용, 자속계는 자속 측정용이어서 이 판정에 쓸 수 없다.

PLC의 CPU부는 연산(마이크로프로세서)부, 사용자 프로그램을 저장하는 프로그램 메모리부, 입출력 상태와 연산 결과를 저장하는 데이터 메모리부로 구성된다. 전원부는 각 부에 안정된 전원을 공급하는 별도의 모듈로 CPU부의 구성 요소가 아니다.

R, L, C가 직렬로 연결된 회로의 s영역 임피던스는 각 소자의 임피던스 합이므로 $R + Ls + \dfrac{1}{Cs}$가 된다. 커패시터의 임피던스는 $Cs$가 아니라 $\dfrac{1}{Cs}$라는 점이 정오를 가르는 핵심이다.

와전류 제동은 회전하는 도체판이 자속을 끊을 때 생기는 와전류와 자계의 작용으로 제동력을 얻으므로, 회전이 멈추면 와전류가 생기지 않아 정지 시에는 제동토크가 걸리지 않는다. 접촉 마찰이 없어 마모부가 없고, 제동토크는 여자전류(자속)에 비례하며, 회전에너지가 열로 바뀌므로 오히려 냉각 대책이 필요하다.

논리대수에서는 멱등법칙 $A + A = A$, $A\cdot A = A$와 흡수법칙 $A + AB = A$, 보원법칙 $A + \bar{A} = 1$이 성립한다. 4번 식은 이들 법칙 어디에도 맞지 않아 좌변과 우변의 진리표가 일치하지 않으므로 틀린 식이다.

직렬 부분은 저항을 더하고 병렬 부분은 $\dfrac{R_1 R_2}{R_1 + R_2}$로 합성해 회로 전체의 등가저항을 구한 뒤 옴의 법칙 $I = \dfrac{V}{R}$을 적용한다. 이렇게 정리한 합성저항으로 전원전압을 나누면 회로에 흐르는 전류는 0.3 A가 된다.

변압기의 동손은 권선 저항에서 생기는 $P_c = I^2 R$ 손실이므로 부하전류의 제곱에 비례해 변한다. 주파수와 자속밀도에 좌우되는 것은 철손(히스테리시스손·와류손)이고, 권선 저항은 온도에 따라 변하므로 동손도 온도와 무관하지 않다.

슬립은 $s = \dfrac{N_s - N}{N_s}$로 정의되므로 s=0이면 회전자 속도 N이 동기속도 $N_s$와 같다는 뜻이다. 이때는 회전자 도체가 자속을 끊지 못해 유도기전력과 토크가 발생하지 않으므로 실제 유도전동기는 s=0에 도달하지 못한다. 정지 상태는 s=1이다.

VVVF(가변전압 가변주파수) 방식은 인버터로 전압과 주파수를 함께 바꾸어 V/f를 일정하게 유지하므로, 자속을 일정하게 두고 넓은 속도 범위에서 토크를 확보할 수 있다. 그 결과 유도전동기로도 직류전동기에 준하는 속도·토크 제어 성능을 얻을 수 있다.

회로시험기(멀티미터, 테스터)는 하나의 계기로 직류전압·직류전류·교류전압·저항 등을 선택 스위치로 바꿔가며 측정할 수 있다. 메거는 절연저항 전용, 검전기는 충전 유무 확인용, 검상기는 3상 상회전 방향 확인용이다.

NTC 서미스터는 금속산화물 반도체 소자로 부(-)의 저항온도계수를 가져 온도가 상승하면 저항이 급격히 감소한다. 저항 변화율이 백금측온저항체보다 훨씬 커서 감도가 높은 반면 직선성은 떨어진다. 열기전력을 이용하는 것은 열전대, 온도 상승 시 저항이 직선적으로 증가하는 것은 백금측온저항체(Pt100)의 특성이다.
[근거] 온도센서 방식 비교(서미스터·열전대·측온저항체)

인체 감전보호용 누전차단기는 정격감도전류 30mA 이하, 동작시간 0.03초 이내의 고감도 고속형을 사용하여야 한다. 물기 등이 있어 위험이 높은 장소에서는 정격감도전류 15mA 이하의 것을 사용한다. 누전차단기는 영상변류기(ZCT)로 지락전류를 검출하여 동작한다.
[근거] 산업안전보건기준에 관한 규칙 및 KEC의 감전보호용 누전차단기 기준(30mA·0.03초)

안전밸브는 밸브 기호 위에 스프링을 나타내는 지그재그 선(또는 추)이 붙은 형태로 표시하며, 설정압력을 넘으면 자동으로 열려 압력을 방출하는 밸브임을 나타낸다. 3번이 이 스프링식 안전밸브 기호이고 나머지는 글로브·체크·감압밸브 등 다른 밸브의 기호이다.

용접식 엘보의 곡률반경은 롱 엘보가 관경의 1.5배, 숏 엘보가 관경과 같은 1배를 표준으로 한다. 따라서 25mm 강관의 숏 엘보 곡률반경은 25mm이며, 같은 조건의 롱 엘보라면 37.5mm가 된다.

스위블 이음은 2개 이상의 엘보를 조합해 나사부의 회전으로 신축을 흡수하는 이음으로, 구조가 간단하고 저압 온수·증기 방열기나 팬코일 유닛의 분기 배관에 적합하다. 루프형이나 슬리브형은 주로 굵은 간선 배관의 큰 신축을 흡수하는 데 쓰인다.

펌프 흡입측 수평관에서 동심 레듀서를 쓰면 관경이 바뀌는 윗부분에 공기 주머니가 생겨 캐비테이션과 흡입 불량의 원인이 된다. 관 윗면을 평평하게 맞춘 편심 레듀서를 쓰면 공기가 고이지 않고 펌프 쪽으로 원활히 빠져나간다.

냉동배관 재료는 저온에서도 취성 파괴가 없도록 기계적 강도가 커야 하며, 압력손실이 작아야 한다는 조건과 강도 조건을 함께 '적을 것'으로 서술한 보기가 틀렸다. 그 밖에 가공성과 내식성이 좋고, 냉매와 윤활유의 혼합물에 화학적으로 안정할 것이 요구된다.

배수관에는 찬 배수가 흘러 관 표면에 결로가 생기고 배수 흐름에 따른 소음이 전달되므로, 보온재를 10mm 정도 감아 방로(결로 방지)와 방음을 꾀한다. 배수관 피복은 보온이나 부식 방지보다 이 두 가지가 주된 목적이다.

칼로라이징은 알루미늄 분말 속에서 가열해 강 표면에 Al을 침투·확산시키는 금속침투법으로, 표면에 치밀한 산화알루미늄 피막이 생겨 고온 산화에 강해진다. 크롬을 침투시키면 크로마이징, 규소는 실리코나이징, 아연은 셰라다이징이라 한다.

타이튼 이음은 소켓 홈에 끼운 고무링만으로 관을 밀어 넣어 수밀을 확보하는 방식으로, 볼트가 필요 없어 시공이 빠르다. 고무링을 압륜으로 눌러 볼트로 죄는 것은 기계식(메커니컬) 이음이다. 동관의 플레어 이음, 스테인리스 강관의 프레스 이음, 경질염화비닐관의 TS 이음 설명은 모두 맞다.

익스팬더(확관기)는 동관의 끝을 넓혀 다른 관을 끼울 수 있게 하는 확관용 공구이고, 찌그러진 관 끝을 원형으로 다듬는 것은 사이징 툴의 역할이다. 봄볼로 분기 구멍을 뚫고, PVC관은 열풍 용접기로 접합·수리하며, 리드형 오스타로 강관에 수동 나사를 내는 설명은 옳다.

방열기 도시기호에서 위쪽 숫자는 방열기의 쪽수(섹션 수)를 나타내고, 아래쪽에는 종별과 형(높이), 그리고 유입관·유출관의 관경을 함께 표기한다. 따라서 '5'는 방열기의 섹션 수를 뜻한다.

보온재의 열전도율은 재료 자체보다 내부에 갇힌 정지 공기가 좌우하므로, 밀도가 커져 기공이 줄면 열전도율은 오히려 커진다. 반대로 수분이 적을수록, 온도가 낮을수록 열전도율은 작아지며, 두께가 두꺼울수록 열저항이 커져 열관류율이 작아진다.

오버플로관은 양수관(급수 유입관) 토출구보다 위쪽에 설치해야 만수 시 넘치는 물을 확실히 배출하고 탱크의 과잉 수위를 막을 수 있다. 또한 오버플로관은 배수관에 직결하지 않고 간접배수로 하여 배수의 역류·오염을 방지한다.

저온수 난방에서 배관 내 공기는 최상부로 모이므로, 배기관(공기빼기관)은 개방식 팽창탱크의 상단에 설치해 공기를 대기로 배출한다. 팽창관은 탱크로 연결해 팽창수를 받고, 배기관은 그 상부에서 공기만 빼내는 역할을 한다.

펌프 흡입측 수평배관은 공기가 관 상부에 고이지 않도록 펌프를 향해 1/50~1/100 정도의 올림(상향) 구배로 시공해야 한다. 하향 구배로 하면 중간에 에어포켓이 생겨 흡입 불량과 캐비테이션을 일으킨다. 이음부의 수밀·기밀 유지, 흡입관 최단화, 양정이 높을 때 토출측 체크밸브 설치는 옳은 시공법이다.

버킷 트랩은 응축수가 차오르면 버킷의 부력이 변해 밸브가 열리고, 배출 후 다시 닫히는 동작을 반복하는 기계식 트랩으로 응축수를 간헐적으로 배출한다. 열동식 트랩은 온도차(벨로스의 열팽창)로, 충격식(디스크형) 트랩은 재증발 증기의 압력 변화로 작동한다.

리버스 리턴(역환수) 방식은 각 기기를 도는 공급관과 환수관의 합계 길이를 거의 같게 만들어 저항을 균등화하는 방식으로, 밀폐식 폐회로(closed loop)에서 유량 밸런싱 목적으로 쓴다. 개방회로에서는 정수두 차이가 지배적이어서 권장되지 않는다. 환수관을 따로 돌려야 하므로 배관 공간과 재료비가 늘어난다.

신축 이음쇠에는 루프형(만곡관), 슬리브형(미끄럼형), 벨로즈형(주름관), 스위블형, 볼조인트형 등이 있다. 플랜지형은 관을 분해·조립하기 위한 접합 방식일 뿐 신축을 흡수하는 기능이 없으므로 신축 이음쇠가 아니다.

수도직결 방식은 수도 본관의 압력을 그대로 이용해 급수하므로 정전이 되어도 급수가 계속되고, 저수조나 고가탱크에 물이 체류하지 않아 오염 가능성이 가장 작다. 압력탱크·부스터 방식은 펌프에 의존해 정전 시 급수가 끊기고, 고가탱크 방식은 탱크 내 체류로 수질 저하 우려가 있다.

증기트랩은 작동 원리에 따라 기계식(밀도·부력차: 플로트식, 버킷식), 온도조절식(온도차: 벨로즈식, 바이메탈식), 열역학식(디스크식·오리피스식)으로 대분류된다. 디스크식은 응축수와 증기가 오리피스를 통과할 때의 속도·압력(열역학적 특성) 차이로 디스크가 개폐되므로 ②가 옳다. 버킷식은 부력(밀도차)식이므로 ① 틀림, 바이메탈식은 온도차식이므로 ③ 틀림, 플로트식은 부력으로 수위에 따라 연속 배출하므로 ④ 틀림.
[근거] 증기트랩 3대 분류 — 기계식(플로트·버킷)/온도조절식(벨로즈·바이메탈)/열역학식(디스크)

감압밸브가 고장으로 열린 채 고착되면 1차 측 고압 증기가 그대로 저압 측으로 넘어가 저압 측 기기·배관이 과압으로 파손될 수 있다. 따라서 감압밸브의 저압(2차) 측에는 반드시 안전밸브(릴리프밸브)를 설치하여야 하므로 ①이 틀리다. 입구 측 스트레이너(이물질에 의한 시트 고착 방지), 전후 압력계, 바이패스 배관(감압밸브 분리 수리 중에도 수동 감압 운전 가능)은 모두 표준 설치 사항이다.
[근거] 감압밸브 표준 설치 요령 — 1차측 스트레이너, 전후 압력계, 2차측 안전밸브, 바이패스관