공조냉동기계기술사/133회 기출문제 풀이 31

3-2. 증기 압축식 냉동기의 팽창밸브 종류와 특성을 설명하시오.

증기 압축식 냉동기에서 팽창밸브는 고온 고압의 액체 냉매를 저온 저압의 액체 냉매로 감압시켜 증발기에서 냉매가 쉽게 증발하여 냉각 작용을 할 수 있도록 하는 중요한 역할을 합니다. 팽창밸브의 종류와 각각의 특성은 다음과 같습니다.1. 모세관 (Capillary Tube)특성:가장 단순한 형태의 팽창 장치로, 좁고 긴 관으로 이루어져 있습니다.내부 직경과 길이에 따라 냉매 유량을 고정적으로 조절합니다.구조가 간단하고 가격이 저렴하며, 별도의 구동 부품이 없어 유지보수가 용이합니다.주로 소형 냉장고, 에어컨 등 부하 변동이 적은 시스템에 사용됩니다.부하 변동에 대한 적응 능력이 떨어지므로, 설계 조건에서 벗어나면 냉동 효율이 저하될 수 있습니다.과냉각도가 냉동 성능에 큰 영향을 미칩니다.2. 자동 팽창 밸브..

3-1. 펌프 운전 중 아래의 현상에 대하여 설명하고 방지 대책을 설명하시오. 1) 캐비테이션(Cavitation) 2) 수격(Water Hammer) 3) 서징(Surging)

펌프 운전 중에는 다양한 현상이 발생할 수 있으며, 이는 펌프의 성능 저하 및 손상으로 이어질 수 있습니다. 다음은 펌프 운전 중 주요 현상인 캐비테이션, 수격, 서징에 대한 설명과 방지 대책입니다.1. 캐비테이션(Cavitation)1) 현상 설명:캐비테이션은 펌프 흡입 측의 압력이 액체의 증기압 이하로 낮아질 때 액체 내에 기포가 생성되고, 이 기포들이 펌프 임펠러의 고압 영역으로 이동하면서 갑자기 터지는 현상입니다. 이때 발생하는 충격파는 임펠러 표면에 심한 손상을 일으키고, 소음과 진동을 유발하며 펌프 효율을 저하시킵니다.2) 발생 원인:흡입 압력 부족: 흡입 탱크의 수위가 너무 낮거나 흡입 배관의 손실이 클 경우 발생합니다.높은 액체 온도: 액체의 증기압이 높아져 캐비테이션 발생 가능성이 커집니..

2-6. 녹색요금제도(Green Pricing)와 녹색프리미엄제도(Green Premium)에 대하여 설명하시오.

녹색요금제도와 녹색프리미엄제도는 기업이나 소비자가 자발적으로 재생에너지 사용을 확대하고 관련 투자를 촉진하기 위해 도입된 제도입니다. 하지만 운영 방식과 특징에서 차이가 있습니다. 1) 녹색요금제도 (Green Pricing)정의: 녹색요금제도는 전력회사가 제공하는 선택형 요금제로, 소비자가 일반 전기요금보다 높은 요금을 지불하는 대신, 해당 요금으로 생산된 전력량만큼 재생에너지 전력을 공급받는 제도입니다.메커니즘:소비자는 전력회사가 제공하는 녹색요금제에 가입합니다.전력회사는 녹색요금제 가입자들이 지불하는 추가 요금을 활용하여 재생에너지 발전 설비에 투자하거나, 재생에너지 발전 사업자로부터 전력을 구매합니다.녹색요금제 가입자는 일반 전력망을 통해 전력을 공급받지만, 자신이 사용한 전력량만큼 재생에너지로 ..

2-5. 수소에너지(Hydrogen Energy)와 관련하여 그레이수소(Gray Hydrogen), 블루수소(BlueHydrogen), 그린수소(Green Hydrogen)에 대하여 설명하시오.

수소 에너지는 연소 시 물만 배출하는 친환경 에너지원으로 주목받고 있지만, 생산 방식에 따라 환경에 미치는 영향이 다릅니다. 생산 과정에서 탄소 배출 여부에 따라 그레이수소, 블루수소, 그린수소로 분류됩니다. 1) 그레이수소 (Gray Hydrogen)정의: 그레이수소는 화석 연료(천연가스, 석탄 등)를 사용하여 생산되는 수소입니다. 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소를 포집하거나 저장하지 않고 대기 중으로 배출합니다.생산 방식: 주로 천연가스 개질(Steam Methane Reforming, SMR) 방식이 사용됩니다. 고온에서 수증기와 천연가스를 반응시켜 수소를 생산하며, 이 과정에서 이산화탄소(CO₂)가 부산물로 발생합니다. 석탄 가스화 방식을 통해서도 생산될 수 있습니다.환경 영향: 현재 생산되는 ..

2-4. 연중 냉방기간 및 난방기간을 외기온도 및 실내 냉·난방온도를 활용한 도일(Degree-Day) 그래프로 표시(가로축:일(Day), 세로축:온도(℃))하고 난방도일을 활용한 보일러난방 연료비 산출과정을 설명하시오.

4. 도일(Degree-Day) 그래프 및 난방 연료비 산출 과정1) 도일(Degree-Day) 그래프도일은 특정 기준 온도보다 높거나 낮은 날들의 정도를 나타내는 지표로, 냉난방 에너지 소비량을 예측하는 데 활용됩니다. 냉방도일(CDD, Cooling Degree Day)은 기준 온도보다 높은 날들의 정도를, 난방도일(HDD, Heating Degree Day)은 기준 온도보다 낮은 날들의 정도를 나타냅니다.그래프:아래는 연중 냉방기간 및 난방기간을 외기온도 및 실내 냉·난방온도를 활용하여 도일 그래프로 나타낸 예시입니다. (부산 지역의 일반적인 기후 특성을 반영하여 단순화한 그래프입니다.)설명:가로축 (일(Day)): 연중 날짜를 나타냅니다.세로축 (온도(℃)): 온도를 나타냅니다.외기 온도 곡선: ..

2-3. 「건축물 에너지효율등급 인증 및 제로에너지건축물 인증에 관한 규칙」에 따른 제로에너지건축물의 공조계획 설계시 고려하여야 할 사항을 다음의 관점으로 각각 설명하시오. 1) 패시브(Passive) 기술 2) 액티브(Active) 기술

「건축물 에너지효율등급 인증 및 제로에너지건축물 인증에 관한 규칙」에 따른 제로에너지 건축물의 공조계획 설계 시 고려해야 할 사항을 패시브(Passive) 기술과 액티브(Active) 기술 관점에서 각각 설명하겠습니다. 1) 패시브(Passive) 기술 관점패시브 기술은 기계적인 시스템 사용을 최소화하고, 건축물의 설계 자체를 통해 에너지 부하를 줄이는 기술을 의미합니다. 제로에너지 건축물의 공조계획 설계 시 패시브 기술 관점에서 고려해야 할 주요 사항은 다음과 같습니다.건축물의 배치 및 형태 최적화:일사량 조절: 건물의 장축 방향을 남향으로 배치하여 겨울철 일사 획득을 최대화하고, 여름철 직사광선 유입을 최소화합니다.풍향 활용: 지역별 주 풍향을 고려하여 자연 환기가 용이하도록 건물의 형태와 개구부(창..

2-2. 헬륨 액화설비에 주로 사용되는 Claude 사이클의 구성도와 T-s 선도를 그리고 설명하시오.

헬륨 액화 설비에 주로 사용되는 Claude 사이클Claude 사이클은 헬륨과 같이 매우 낮은 온도에서 액화되는 기체를 효율적으로 액화시키기 위해 개발된 냉동 사이클입니다. Joule-Thomson 효과만으로는 극저온을 얻기 어렵기 때문에, Claude 사이클은 팽창기를 사용하여 냉각 효율을 높이는 특징을 가집니다.1. Claude 사이클 구성도주요 구성 요소:압축기 (Compressor): 헬륨 기체를 고온 고압으로 압축합니다. 일반적으로 다단 압축 방식을 사용하여 효율을 높입니다.열교환기 (Heat Exchanger): 고온 고압의 헬륨 기체와 저온 저압의 헬륨 기체 사이에서 열을 교환하여 고온 기체를 냉각시키고 저온 기체를 가열합니다. Claude 사이클에서는 여러 개의 열교환기가 사용됩니다.팽창기..

2-1. 증기압축식 냉동기 오일에 대하여 다음을 설명하시오. 1) 오일의 종류 2) 오일의 특성 3) 오일의 시험항목

1) 오일의 종류증기압축식 냉동기 오일은 사용되는 냉매의 종류에 따라 크게 다음과 같이 분류됩니다.광유 (Mineral Oil): 과거에 주로 사용되었으며, R12, R22와 같은 CFC 및 HCFC 계열 냉매와 상용성이 좋습니다. 파라핀계, 나프텐계 등이 있습니다.합성유 (Synthetic Oil): 환경 규제 강화로 인해 HFC, HFO 등 신형 냉매 사용이 증가하면서 개발되었습니다.폴리올 에스테르 (Polyol Ester, POE): HFC 계열 냉매(R134a, R404A, R407C, R410A 등)와 뛰어난 상용성을 가지며, 윤활성도 우수하여 현재 가장 널리 사용되는 합성유입니다. 수분에 민감한 단점이 있습니다.폴리알킬렌 글리콜 (Polyalkylene Glycol, PAG): 주로 자동차 에..

1-13. 설비시스템의 경제성평가에 관한 다음 사항을 설명하시오. 1) 초기투자비법 2) 회수기간법 3) LCC(Life Cycle Cost)분석

설비시스템의 경제성평가 방법설비시스템의 경제성을 평가하는 데 사용되는 주요 방법들은 다음과 같습니다. 1) 초기투자비법개념: 여러 설비 시스템 옵션들을 비교할 때, 가장 먼저 소요되는 초기 투자 비용만을 고려하여 경제성을 평가하는 방법입니다.원리: 초기 투자 비용이 가장 적게 드는 시스템을 경제적으로 가장 유리한 선택으로 간주합니다.장점:계산이 간편하고 이해하기 쉽습니다.필요한 데이터가 비교적 적습니다.단점:장기적인 운영 비용(에너지 비용, 유지보수 비용, 교체 비용 등)을 전혀 고려하지 않습니다.시스템의 성능, 수명, 잔존 가치 등의 차이를 무시합니다.시간의 가치를 고려하지 않습니다.활용: 예산 제약이 매우 크거나, 단기적인 프로젝트에 한정적으로 사용될 수 있습니다.2) 회수기간법개념: 투자된 초기 비..

1-12. TAB(Testing Adjusting Balancing) 수행자가 제출한 최종시험조정평가(TAB)보고서의검증 시 불합격의 판정기준을 설명하시오.

TAB (Testing, Adjusting, Balancing) 수행자가 제출한 최종시험조정평가(TAB)보고서 검증 시 불합격 판정 기준은 일반적으로 다음과 같습니다. 이는 프로젝트의 설계 사양, 관련 기준 및 규정, 그리고 계약 조건에 따라 다를 수 있습니다. 1. 설계 사양과의 불일치:풍량 및 수량 불일치: 측정된 공기 풍량(Supply, Return, Exhaust 등) 및 물 유량(냉수, 온수 등)이 설계 값의 허용 오차 범위를 벗어나는 경우. (허용 오차 범위는 프로젝트 사양에 명시됨)온도차 불일치: 냉각 코일, 가열 코일 등에서의 측정된 온도차가 설계 값의 허용 오차 범위를 벗어나는 경우.압력 불일치: 덕트 내부 정압, 기기 전후 압력 강하 등이 설계 값의 허용 오차 범위를 벗어나는 경우.기기..