공조냉동기계기술사 218

4-2. 90 ℃의 환수를 보일러에 급수하는 장치에 대하여 각각 설명하시오.

펌프는 3단 볼류트 펌프로, 토출량, 양정, 캐비테이션 계수, 회전수가 주어졌으며, 흡입관 마찰 저항도 고려해야 합니다. 1) 펌프 임펠러 1단에 대한 양정펌프는 3단 볼류트 펌프이며, 총 양정이 60m로 주어졌습니다. 펌프 임펠러가 각 단에서 동일한 양정을 발생시킨다고 가정하면, 펌프 임펠러 1단에 대한 양정은 총 양정을 단수로 나누어 구할 수 있습니다. 계산:총 양정 (H) = 60 m펌프 단수 (n) = 3 단임펠러 1단에 대한 양정 (H_stage) = 총 양정 (H) / 펌프 단수 (n)H_stage = 60 m / 3 단 = 20 m/단 답변: 펌프 임펠러 1단에 대한 양정은 20m 입니다. 이는 각 임펠러가 물을 20m 높이까지 들어올리는 역할을 한다는 의미입니다.2) 비교 회전수 (비속도,..

4-1. 보일러에 대하여 다음을 각각 설명하시오. (단, 관련식은 SI단위로 표기하시오.) 1) 보일러의 과부하, 정격, 상용, 정미 출력 2) 온수와 증기 발생열량 관련식 3) 온수와 증기 상당방열면적(EDR) 관련식

1) 보일러의 과부하, 정격, 상용, 정미 출력보일러의 출력은 다양한 기준으로 정의될 수 있으며, 각각의 출력 기준은 보일러의 성능과 운전 범위를 이해하는 데 중요합니다.과부하 출력 (Overload Output)정의: 보일러가 단시간 동안 낼 수 있는 최대 출력입니다. 일반적으로 보일러의 정격 출력을 초과하는 출력을 의미하며, 지속적인 운전은 보일러의 수명 단축 및 고장의 원인이 될 수 있습니다.특징:단시간 운전: 과부하 운전은 보일러가 설계된 최대 능력 이상으로 작동하는 상태이므로, 짧은 시간 동안만 가능합니다.효율 저하: 과부하 운전 시에는 연소 효율이 저하되고, 불완전 연소의 가능성이 높아집니다.안전 문제: 과도한 열 발생으로 인해 보일러 구성 부품에 스트레스가 증가하고, 안전 문제가 발생할 위험..

3-6. 제로에너지 건축물 인증제도에 대하여 다음을 각각 설명하시오. 1) 건축물 인증제도의 정의 2) 인증 의무대상 3) 인증 기준 4) 추진 목적

제로에너지 건축물 인증제도는 건축물의 에너지 성능을 향상시키고, 궁극적으로 에너지 자립을 목표로 하는 제도를 의미합니다. 2025년 현재, 한국을 포함한 전 세계적으로 건축물 부문의 에너지 소비 감축 및 온실가스 배출량 감소를 위한 핵심 정책 수단으로 자리매김하고 있습니다. 1) 건축물 인증제도의 정의제로에너지 건축물 인증제도는 건축물의 에너지 성능을 평가하고, 에너지 자립 수준에 따라 등급을 부여하는 제도 입니다. 이는 단순히 건축물의 설계 단계에서 에너지 효율을 고려하는 것을 넘어, 실제 건축물의 에너지 사용량과 자가 생산 에너지량을 종합적으로 평가하여 객관적인 기준으로 인증하는 것을 목표로 합니다. 핵심 개념:에너지 성능 평가: 건축물의 단열, 기밀, 고효율 설비 적용 등 에너지 소비를 줄이는 요소..

3-5. 수소연료전지에 대하여 다음을 각각 설명하시오. 1) 수소연료전지 작동원리 2) 수소연료전지 문제점 3) 수소연료전지 문제점에 대한 해결방안

수소연료전지는 수소와 산소의 화학 반응을 통해 전기를 생산하는 친환경 발전 기술입니다. 높은 에너지 효율과 물만 배출하는 깨끗한 배기가스로 인해 차세대 에너지원으로 주목받고 있습니다. 1) 수소연료전지 작동원리수소연료전지는 전기화학적 반응을 이용하여 수소 에너지를 전기에너지로 직접 변환하는 장치입니다. 일반적인 발전 방식과는 달리 연소 과정 없이 화학 반응을 통해 에너지를 얻기 때문에 효율이 높고 오염 물질 배출이 적습니다. 주요 작동 원리는 다음과 같습니다. 가. 기본 구조 및 구성 요소수소연료전지는 기본적으로 다음과 같은 구성 요소로 이루어져 있습니다.전해질 막 (Electrolyte Membrane): 연료전지의 핵심 부품으로, 이온 (주로 수소 이온, H+) 은 통과시키지만 전자는 통과시키지 않는..

3-4. 열전현상에 대하여 다음을 각각 설명하시오. 1) 제백효과(Seebeck Effect) 2) 펠티에효과(Peltier Effect) 3) 톰슨효과(Thomson Effect)

열전현상은 열에너지와 전기 에너지 간의 직접적인 상호 변환 현상을 총칭하는 용어입니다. 19세기 초에 주로 발견된 현상들로, 열역학 및 고체 물리에서 중요한 위치를 차지하며, 현대 기술에도 다양하게 응용되고 있습니다. 1) 제백 효과 (Seebeck Effect)정의:제백 효과는 서로 다른 두 종류의 금속이나 반도체를 접합하여 폐회로를 구성하고, 두 접점 사이에 온도차를 가했을 때, 회로 내에 기전력 (전압) 이 발생하는 현상입니다. 1821년 독일의 물리학자 토마스 요한 제벡(Thomas Johann Seebeck)이 발견했습니다. 원리 및 메커니즘:에너지 준위 차이: 서로 다른 물질은 자유 전자 또는 정공과 같은 전하 운반자의 에너지 준위가 다릅니다. 온도차이가 가해지면, 고온부의 전하 운반자들이 에..

3-3. 열과 관련하여 다음을 각각 설명하시오.1) 열역학법칙- 제0법칙- 제1법칙- 제2법칙- 제3법칙2) 열전달 메커니즘(Mechanism)

1) 열역학 법칙열역학 법칙은 열과 에너지의 관계를 설명하는 기본적인 법칙들입니다. 총 4가지 법칙이 있으며, 각 법칙은 다음과 같습니다.제0법칙 (열적 평형 법칙)만약 두 계(A와 B)가 각각 제 3의 계(C)와 열적 평형 상태에 있다면, 계 A와 계 B도 서로 열적 평형 상태에 있다는 법칙입니다.쉽게 말해, 서로 다른 물체들이 열적으로 접촉하여 더 이상 열의 이동이 없을 때 이들은 같은 온도를 가진다고 할 수 있습니다. 이 제0법칙은 온도라는 개념을 정의하는 데 중요한 역할을 합니다.예시: 뜨거운 커피 잔을 실온에 두면 시간이 지나면서 커피와 주변 공기가 열적 평형 상태에 도달하여 커피가 식는 현상. 이때 커피 잔, 커피, 공기는 최종적으로 같은 온도(엄밀히 말하면 국소적 평형이지만)를 가지게 됩니다..

3-2. 환기 설비에서 다음을 설명하시오.1) 일반거실과 특수거실 환기방식 각각 설명 2) 거실인원 확정과 미확정인 경우 필요 환기량 계산식 3) 일반건축물 CO2 농도를 기준으로 할 때 필요 환기량 계산식

1) 일반 거실과 특수 거실 환기 방식 각각 설명거실은 사용 목적과 환경에 따라 일반 거실과 특수 거실로 구분될 수 있으며, 각각 다른 환기 방식이 적용될 수 있습니다.(1) 일반 거실 환기 방식일반 거실은 주거 공간이나 사무 공간 등에서 일상적인 활동이 이루어지는 공간을 의미합니다. 일반 거실의 환기 방식은 쾌적한 실내 환경 유지, 오염 물질 제거, 적절한 습도 유지를 목적으로 합니다.자연 환기 방식:개요: 창문, 문, 통풍구 등을 통해 외부 바람이나 실내외 온도차에 의한 압력차를 이용하여 자연적으로 환기하는 방식입니다.장점: 설비 비용 및 운전 비용이 저렴하고, 유지 관리가 간편합니다.단점: 환기량이 외부 기상 조건에 영향을 많이 받고, 원하는 환기량을 확보하기 어려울 수 있으며, 외부 소음이나 미세..

3-1. 공조시스템에서 실내 공기에 대하여 다음을 각각 설명하시오.1) 실내로 들어오거나 발생되는 오염물질 총량과 실외로 나가는 오염물질의 총량에대한 관련식2) 실내공기의 오염농도 관련식3) 실내공기의 오염농도를 유지하기 위한 도입외기량 관련식

1. 공조시스템에서 실내 공기에 대하여 다음을 각각 설명하시오.공조시스템에서 실내 공기질은 거주자의 건강과 쾌적성에 매우 중요한 요소입니다. 실내 공기질을 효과적으로 관리하기 위해서는 실내로 유입되거나 발생하는 오염물질의 양, 실내 공기 오염 농도, 그리고 이를 적절하게 유지하기 위한 외기 도입량 등을 이해하고 관련 식을 활용하는 것이 필수적입니다. 문의하신 세 가지 사항에 대해 자세히 설명드리겠습니다.1) 실내로 들어오거나 발생되는 오염물질 총량과 실외로 나가는 오염물질의 총량에 대한 관련식실내 공간 내 오염물질의 변화는 질량 보존 법칙에 기반하여 설명할 수 있습니다. 즉, 특정 시간 동안 실내에 축적되는 오염물질의 양은 실내로 유입되거나 발생하는 오염물질의 총량에서 실외로 배출되거나 실내에서 제거되는..

2-6. 대향류 이중관(counter flow double pipe) 관련 계산문제

6. 대향류 및 평행류 이중관 열교환기 열전달 면적 계산1) 필요한 열전달 면적 A(m²)를 구하시오. (대향류 이중관)① 열교환량(Q) 계산:저온 유체의 열량 변화를 이용하여 열교환량(Q)을 계산합니다.Q = ṁc * cc * (tc_o - tc_i)ṁc = 1.6 kg/s (저온 유체 질량 유량)cc = 4.2 kJ/(kg℃) = 4200 J/(kg℃) (저온 유체 비열)tc_o = 50℃ (저온 유체 출구 온도)tc_i = 20℃ (저온 유체 입구 온도)Q = 1.6 kg/s * 4200 J/(kg℃) * (50℃ - 20℃)Q = 1.6 * 4200 * 30 J/sQ = 201,600 WQ = 201.6 kW ② 고온 유체 출구 온도 (th_o) 계산:열교환량(Q)과 고온 유체의 열용량 변화를..

2-4. VE(Value Engineering)에 대하여 다음 사항을 각각 설명하시오.1) 정의2) 기본원칙3) 실시효과4) 도입 시 고려사항

VE (Value Engineering), 즉 가치 공학은 제품이나 서비스의 기능은 유지하면서 총비용을 절감하거나 가치를 향상시키는 체계적인 방법론입니다. 단순히 원가 절감만을 추구하는 것이 아니라, '가치 (Value) = 기능 (Function) / 비용 (Cost)' 이라는 기본 개념 하에, 불필요한 비용을 제거하고 필요한 기능을 최적화하여 고객 만족도를 높이는 것을 목표로 합니다. 1) 정의VE (Value Engineering)는 다음과 같이 정의할 수 있습니다.기능 중심의 체계적인 개선 활동: VE는 제품, 프로세스, 서비스 등 다양한 대상의 기능을 분석하고, 그 기능을 개선하거나 유지하면서 비용을 절감할 수 있는 방안을 체계적으로 탐색하는 활동입니다.최저의 총비용으로 필수 기능 확보: VE는..