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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..

2-2. 송풍기에서 풍량제어의 중요성에 대하여 설명하고 다음 사항에 대한 운전특성곡선과장단점에 대하여 각각 설명하시오. 1) 송풍기에서 풍량제어의 중요성 2) 토출댐퍼 제어 3) 흡입댐퍼 제어 4) 흡입베인 제어 5) 회전수 변경에 의한 제어 6) 가변피치 제어

1) 송풍기에서 풍량 제어의 중요성송풍기에서 풍량 제어는 효율적인 시스템 운전과 에너지 절약을 위해 매우 중요합니다. 풍량 제어의 중요성은 다음과 같이 요약할 수 있습니다.에너지 효율 향상: 대부분의 송풍 시스템은 설계 조건 외의 다양한 운전 조건에서 작동합니다. 필요한 풍량이 감소했을 때, 송풍기를 설계 최대 풍량으로 계속 운전하는 것은 에너지 낭비를 초래합니다. 풍량 제어를 통해 실제 필요한 풍량에 맞춰 송풍기 운전을 조절함으로써 에너지 소비를 크게 줄일 수 있습니다. 특히, 회전수 제어와 같은 효율적인 제어 방식을 사용하면 에너지 절감 효과가 극대화됩니다.공정 제어 정밀도 향상: 특정 산업 공정에서는 정확한 풍량 유지가 필수적입니다. 예를 들어, HVAC 시스템에서는 쾌적한 실내 환경 유지를 위해,..

1-10. 냉동 장치에 사용되는 증발압력 조절밸브(EPR), 흡입압력 조절밸브(SPR), 응축압력조절밸브(CPR)에 대하여 설치 위치와 사용 목적을 각각 설명하시오.

냉동 장치에 사용되는 증발압력 조절밸브(EPR), 흡입압력 조절밸브(SPR), 응축압력 조절밸브(CPR)는 냉동 시스템의 효율성과 안전성을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 각 밸브의 설치 위치와 사용 목적은 다음과 같습니다. 1. 증발압력 조절밸브(EPR, Evaporator Pressure Regulator)설치 위치:증발기 출구와 압축기 흡입 라인 사이에 설치됩니다.사용 목적:증발기 내부의 압력을 일정하게 유지하여 증발 온도를 조절합니다.증발 압력이 설정값 이하로 떨어지는 것을 방지하여 증발기의 동결을 방지합니다.여러 개의 증발기가 있는 시스템에서 각 증발기의 온도를 독립적으로 제어하는 데 사용됩니다.2. 흡입압력 조절밸브(SPR, Suction Pressure Regulator)설치 위치:압축기..

1-9. 이원냉동사이클(Two-stage Cascade Refrigeration Cycle)에 대하여 설명하시오.

이원 냉동 사이클(Two-stage Cascade Refrigeration Cycle)은 극저온을 얻기 위해 두 개 이상의 냉동 사이클을 직렬로 연결한 시스템입니다. 각 사이클은 서로 다른 냉매를 사용하며, 고온 사이클의 응축기가 저온 사이클의 증발기 역할을 하는 것이 특징입니다. 1. 이원 냉동 사이클의 작동 원리:고온 사이클: 일반적인 냉동 사이클과 유사하게 작동하며, 비교적 높은 온도에서 냉매를 압축, 응축, 팽창, 증발시킵니다.저온 사이클: 고온 사이클에서 응축된 냉매를 증발시켜 더욱 낮은 온도를 얻습니다. 이때, 고온 사이클의 응축기는 저온 사이클의 증발기 역할을 하여 두 사이클 간의 열 교환을 담당합니다.캐스케이드 열교환기: 고온 사이클의 응축기와 저온 사이클의 증발기가 통합된 열교환기로, 두..

1-8. 냉동기 압축기에서 발생하는 오일포밍에 대하여 다음 사항을 각각 설명하시오. 1) 오일포밍 원인 2) 오일포밍 문제점 3) 오일포밍 방지대책

냉동기 압축기에서 발생하는 오일포밍은 냉동유에 용해된 냉매가 급격히 증발하여 거품을 형성하는 현상으로, 냉동 시스템의 효율성과 안전성에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 다음은 오일포밍의 원인, 문제점, 방지 대책에 대한 설명입니다. 1. 오일포밍의 원인냉매의 과다 용해:압축기가 정지된 상태에서 냉매가 냉동유에 과다하게 용해될 경우, 압축기 재가동 시 급격한 압력 변화로 인해 오일포밍이 발생할 수 있습니다.액 냉매의 흡입:압축기 흡입 라인으로 액 냉매가 유입되면 냉동유와 급격히 혼합되어 오일포밍을 유발할 수 있습니다.크랭크케이스 히터의 작동 불량:크랭크케이스 히터는 냉동유의 온도를 유지하여 냉매의 용해를 방지하는 역할을 합니다. 히터의 작동 불량은 냉동유의 온도 저하를 초래하여 오일포밍 발생 가능성을 높..

1-7. 표준냉동사이클을 설명하고 몰리에르선도를 그리시오.

표준 냉동 사이클은 증기 압축 냉동 사이클이라고도 하며, 가장 일반적으로 사용되는 냉동 시스템의 기본 원리입니다. 이 사이클은 냉매라는 작동 유체를 사용하여 저온의 열원에서 고온의 열원으로 열을 전달함으로써 냉각 효과를 생성합니다. 1. 표준 냉동 사이클의 4가지 주요 과정표준 냉동 사이클은 다음과 같은 4가지 주요 과정으로 구성됩니다.1) 압축 과정 (Process 1-2):설명: 저온, 저압의 기체 상태 냉매가 압축기로 들어가 등엔트로피 과정 (이상적인 경우) 또는 폴리트로픽 과정을 거쳐 고온, 고압의 기체 상태로 압축됩니다.냉매 상태 변화: 압력과 온도가 모두 상승하며, 엔트로피는 이상적인 경우 일정하게 유지되지만 실제로는 약간 증가합니다. 냉매는 과열 증기 상태가 됩니다.주요 기기: 압축기 (Co..

1-6. 이상기체 거동을 하기 위한 조건(가정)을 설명하고, 보일의 법칙, 샤를의 법칙, 아보가드로의 법칙을 이용하여 이상기체 상태방정식을 유도하시오.

이상 기체 거동을 위한 조건 (가정)이상 기체는 실제 기체의 거동을 단순화하여 설명하기 위한 가상의 기체입니다. 이상 기체는 다음과 같은 가정을 만족합니다.기체 분자의 크기 무시: 기체 분자의 크기는 기체 전체의 부피에 비해 매우 작아 무시할 수 있다고 가정합니다. 즉, 기체 분자는 질량을 가진 점으로 간주합니다.분자 간 상호작용 무시: 기체 분자 간의 인력이나 반발력과 같은 상호작용은 무시할 수 있다고 가정합니다. 즉, 기체 분자는 서로 독립적으로 운동합니다.완전 탄성 충돌: 기체 분자 간의 충돌은 완전 탄성 충돌이라고 가정합니다. 즉, 충돌 과정에서 운동 에너지의 손실이 없습니다.이러한 가정들은 실제 기체가 낮은 압력과 높은 온도에서 이상 기체와 유사한 거동을 보이는 이유를 설명합니다.이상 기체 상태..

1-3. 냉각탑(Cooling Tower)에 대하여 다음 사항을 각각 설명하시오. 1) 쿨링 레인지(Cooling Range) 2) 쿨링 어프로치(Cooling Approach)

냉각탑 (Cooling Tower)의 쿨링 레인지(Cooling Range) 및 쿨링 어프로치(Cooling Approach) 설명냉각탑 성능을 이해하는 데 중요한 두 가지 주요 개념인 쿨링 레인지와 쿨링 어프로치에 대해 각각 자세히 설명해 드리겠습니다.1) 쿨링 레인지 (Cooling Range)정의:쿨링 레인지(Cooling Range)는 냉각탑으로 유입되는 더운 물의 온도와 냉각탑에서 냉각되어 배출되는 찬 물의 온도 차이를 의미합니다. 간단히 말해, 냉각탑을 통해 물이 얼마나 온도가 낮아졌는지를 나타내는 값입니다.수식:쿨링 레인지 = (냉각탑 유입 온수 온도) - (냉각탑 배출 냉수 온도)단위:일반적으로 섭씨 온도 (°C) 또는 화씨 온도 (°F) 단위를 사용합니다.설명:쿨링 레인지는 냉각탑이 실제..