공조냉동기계기술사 247

1-4. 냉온수 코일의 설계기준 10가지를 나열하시오.

냉온수 코일은 공조 시스템에서 공기를 가열하거나 냉각하는 핵심 부품입니다. 코일의 성능과 효율은 여러 설계 기준에 따라 결정됩니다. 주요 설계 기준 10가지는 다음과 같습니다.요구 열용량 (Required Heating/Cooling Capacity): 코일이 전달해야 하는 열량(냉방 시 열 제거량, 난방 시 열 공급량)은 가장 기본적인 설계 기준입니다. 이는 부하 계산 결과를 기반으로 결정됩니다.공기 유량 및 조건 (Air Flow Rate and Conditions): 코일을 통과하는 공기의 체적 유량 또는 질량 유량, 그리고 코일 진입 시 공기의 건구 온도 및 습구 온도(냉방 시)는 코일 성능 계산의 필수 입력값입니다.냉온수 유량 및 조건 (Water Flow Rate and Conditions):..

1-3. 덕트의 소음과 진동을 예방하기 위한 방법 10가지를 나열하시오.

덕트에서 발생하는 소음과 진동은 공조 시스템의 성능 저하뿐만 아니라 거주자에게 불쾌감을 줄 수 있습니다. 덕트의 소음 및 진동을 예방하기 위한 10가지 주요 방법은 다음과 같습니다.송풍기(Fan) 및 공조기(AHU)의 방진 설치: 소음과 진동의 주요 발생원인인 송풍기나 공조기 자체를 스프링 마운트나 고무 패드와 같은 방진 장치 위에 설치하여 장비 자체의 진동이 건물 구조체로 전달되는 것을 차단합니다.덕트와 송풍기/공조기 연결부에 플렉시블 커넥터 사용: 덕트와 송풍기 또는 공조기 사이를 캔버스나 고무 재질의 유연한 이음(Flexible Connector)으로 연결하여, 장비에서 발생하는 진동이 덕트 라인을 따라 전달되는 것을 효과적으로 막습니다.덕트 소음기(Silencer/Attenuator) 설치: 송풍..

1-2. 다음 기초관계식에 대하여 설명하시오.(1)열역학관계식(상태방정식의 유도)(2)유체역학관계식(베르누이 정리)(3)열전달관계식(열관류율, 열저항)

(1) 열역학 관계식 (상태방정식의 유도와 관련된 열역학 관계)열역학에서 '상태방정식'은 어떤 물질의 상태를 나타내는 물리량(압력, 부피, 온도 등) 사이의 관계를 나타내는 식입니다. 예를 들어, 이상 기체 상태 방정식 PV=nRT는 압력(P), 부피(V), 몰수(n), 기체 상수(R), 온도(T) 사이의 관계를 보여줍니다.여기서 요청하신 '상태방정식의 유도와 관련된 열역학 관계식'은 단순히 특정 상태 방정식을 유도하는 과정을 넘어, 열역학적 상태량(내부 에너지, 엔탈피, 엔트로피, 헬름홀츠 자유에너지, 깁스 자유에너지 등)들 사이의 근본적인 관계를 다루는 것을 의미하는 것으로 보입니다. 이러한 관계식들은 열역학 제1법칙 및 제2법칙으로부터 유도되며, 상태량들이 가지는 미분 관계를 통해 다양한 물리량의 ..

1-1. 비등에 대하여 종류별로 열거하고 그 내용을 설명하시오.

비등(Boiling)은 액체가 가열되어 기체로 상변화하는 현상을 말합니다. 비등은 액체와 가열면의 온도차, 유체의 유동 상태 등 다양한 조건에 따라 여러 가지 형태로 나타납니다. 주요 비등의 종류는 다음과 같습니다. 1. 풀 비등 (Pool Boiling)유체가 정지해 있는 상태에서 가열에 의해 발생하는 비등입니다. 유체의 움직임은 주로 부력에 의한 자연대류와 생성된 기포의 움직임에 의해 일어납니다. 냄비에 물을 넣고 가열할 때 일어나는 현상이 대표적인 풀 비등입니다. 가열면의 온도와 액체의 포화 온도 차이에 따라 다음과 같은 영역으로 나뉩니다.자연대류 비등 (Natural Convection Boiling): 가열면 온도가 포화 온도보다 약간 높지만 아직 기포가 활발하게 생성되지 않는 단계입니다. 열전..

4-6. 브라인 입구 및 출구 온도가 각각 –6℃와 –10℃, 냉매 증발온도가 –15℃인 브라인냉각기(brine cooler)가 있다. 브라인 유량 및 밀도가 각각 0.3 m3/min과 1180 kg/m3이고 브라인의 비열은 3.19 kJ/kg∙℃이다. 열통과율이 465 W/m2∙℃일 때 다음 물음에답하시오. (단, 1 RT는 13877 kJ/h로 한다.)

주어진 조건:브라인 입구 온도: -6 °C브라인 출구 온도: -10 °C냉매 증발 온도: -15 °C브라인 유량: 0.3 m³/min브라인 밀도: 1180 kg/m³브라인 비열: 3.19 kJ/kg·°C열관류율: 465 W/m²·°C1 RT = 13877 kJ/h(1) 이 브라인 냉각기의 냉동능력(RT)을 구하시오.냉동능력은 브라인이 냉각되면서 제거되는 열량과 같습니다. 먼저 브라인의 질량 유량을 계산합니다.브라인 질량 유량(m˙) = 브라인 유량 × 브라인 밀도이를 초당 질량 유량으로 변환합니다.브라인이 제거하는 열량(Q)은 다음과 같이 계산합니다.여기서 cp​는 브라인의 비열, ΔT는 브라인의 온도 변화량입니다.Q = 5.9 (kg/s) × 3.19 (kJ/kg·°C) × 4 (°C) = 75.324..

4-5. 냉동냉장 및 저온물류 창고의 냉장부하 계산방법 중 저온저장고내에서 발생하는 열의종류 및 각각 부하(열량) 계산식을 설명하시오.

저온저장고의 냉장부하(Refrigeration Load) 계산은 저장고의 설계 및 적절한 냉동설비 용량 선정을 위해 매우 중요합니다. 저장고 내부 온도를 일정하게 유지하기 위해 제거해야 하는 열량을 계산하는 과정이며, 이 열은 다양한 원인으로 인해 발생합니다. 주요 열의 종류와 각각의 부하(열량) 계산식은 다음과 같습니다.외기 침입 부하 (Transmission Load)발생 원인: 저장고 외부와 내부의 온도 차이로 인해 벽체, 천장, 바닥의 단열재를 통해 외부에서 내부로 전달되는 열입니다. 단열 성능(열관류율), 온도차, 표면적에 비례하여 발생합니다.계산식: QT​=U⋅A⋅ΔTQT​: 외기 침입 부하 (kcal/h)U: 구조체의 열관류율 (kcal/m²·h·℃). 단열재의 종류, 두께, 구조체의 구성에..

4-4. 「고압가스 안전관리법」에서 규정하고 있는 법정냉동톤 관련 다음을 쓰시오.(1) 원심식 압축기와 흡수식 냉동설비의 법정냉동능력 1톤 기준(2) 규정하지 않은 냉매가스에 대한 냉매상수 C값을 구하는 방법(3) 냉동능력을 합산하는 기준

(1) 원심식 압축기와 흡수식 냉동설비의 법정냉동능력 1톤 기준원심식 압축기를 사용하는 냉동설비: 그 압축기의 원동기 정격출력 1.2 kW를 1일의 냉동능력 1톤으로 봅니다.흡수식 냉동설비: 발생기를 가열하는 1시간의 입열량 6,640 kcal를 1일의 냉동능력 1톤으로 봅니다.그 밖의 냉동설비는 다음 산식에 따릅니다. R=V/C(2) 규정하지 않은 냉매가스에 대한 냉매상수 C값을 구하는 방법「고압가스 안전관리법 시행규칙」 별표 3에 규정되지 않은 냉매가스의 C값은 다음 계산식에 따릅니다.C=(iA−iB)⋅ηv3320⋅VA​여기서, VA,iA,iB 및 ηv는 각각 다음의 수치를 나타냅니다.VA: 해당 냉매가스의 대기압 1기압, 0℃에서의 비체적 (단위: m3/kg)iA: 증발온도 -15℃, 건포화증기일 ..

4-3. 수냉식 응축기에서 발생하는 전열관 벽면의 오염에 대하여 다음을 설명하시오.(1) 물측 전열관벽 오염원인(2) 시간에 따른 오염계수의 변화(3) 콜게이트관 표면에서 오염이 발생하기 어려운 이유

(1) 물측 전열관벽 오염원인수냉식 응축기의 전열관 내부(물측) 표면에 발생하는 오염은 냉각수의 성분 및 운전 조건에 따라 다양한 원인으로 발생하며, 주로 다음과 같은 종류가 있습니다.결정형 스케일 (Crystallization Fouling / Scaling): 냉각수 중에 용해되어 있는 무기염류(주로 칼슘, 마그네슘 등의 경도 성분)가 온도, pH 등의 변화에 따라 용해도를 초과하여 전열면(특히 온도가 높은 부분)에 석출·부착되어 형성됩니다. 탄산칼슘(CaCO₃), 황산칼슘(CaSO₄), 규산염(Silica) 등이 대표적입니다. 특히 탄산칼슘은 온도 상승 시 용해도가 감소하는 특성이 있어 응축기 전열관 표면에 쉽게 스케일화됩니다.침전물 오염 (Particulate Fouling / Sedimentat..

4-2. 환기 설비에서 다음을 설명하시오.(1) 일반거실과 특수거실의 환기방식(2) 독립된 환기계통 장소(7가지)(3) 거실인원 확정과 미확정인 경우의 필요 환기량 계산식

(1) 일반거실과 특수거실의 환기방식일반거실 (General Living Rooms):정의: 사무실, 회의실, 주택의 거실, 교실 등과 같이 사람들이 주로 활동하는 일반적인 공간을 의미합니다. 이곳에서는 주로 재실자의 호흡이나 활동, 건축자재 등에서 발생하는 오염물질을 다룹니다.환기방식: 주로 희석 환기(Dilution Ventilation) 방식을 사용합니다. 외부의 신선한 공기를 실내로 공급하여 내부의 오염된 공기를 희석시키고 배출함으로써 전체적인 실내 공기질을 허용 가능한 수준으로 유지하는 것을 목표로 합니다. 자연 환기(창문 개방 등)나 기계 환기 방식(급기팬/배기팬 조합에 따른 1종, 2종, 3종 방식)이 적용될 수 있으며, 실내 CO₂ 농도나 기타 오염물질 농도를 기준으로 필요 환기량을 결정합..

4-1. 공기 냉각에서 냉수형 코일에 대하여 다음을 설명하시오.(1) 핀(fin)형상에 따른 분류(2) 유로의 배열에 따른 분류(3) 냉각공기와 관내 물 유속의 설계 시 주의 사항(4) 냉수코일 열수의 산출식

(1) 핀(fin) 형상에 따른 분류코일의 전열 성능은 공기와 접촉하는 면적에 크게 좌우됩니다. 공기 측의 열전달률은 물 측보다 훨씬 낮기 때문에, 공기와의 접촉 면적을 넓혀 열 교환 효율을 높이기 위해 핀(fin)을 사용합니다. 핀의 형상에 따라 다음과 같이 분류할 수 있습니다.평판 핀 (Plate Fin): 가장 일반적으로 사용되는 형태로, 여러 장의 얇은 금속판(Plate)에 구멍을 뚫어 여러 개의 전열관(Tube)을 관통시키는 방식입니다. 제작이 용이하고 비교적 저렴합니다.나선형 핀 / 스파이럴 핀 (Spiral Fin): 각각의 전열관 주위에 얇은 금속 리본을 나선형으로 감아 부착한 형태입니다. 관과 핀의 밀착성이 중요합니다.파형 핀 / 주름 핀 (Wavy Fin / Corrugated Fin)..