정답은 순환수분무방식입니다.

문제제시가 (공기)감습방식을 이야기했으니

물이 들어간 명칭은 아니란걸 이해.......

​각층 유닛방식은 건물 전체를 하나의 대형 공조기로 제어하는 대신, 각 층마다 별도의 공조 유닛을 설치하는 방식입니다. 중앙 기계실에서 냉수나 온수를 각 층의 유닛으로 보내면, 해당 층의 유닛이 공기를 냉각 또는 가열하여 덕트를 통해 실내로 분배합니다.

​각 층에 수배관을 설치하지 않으므로 누수의 염려가 없다. (틀림)

​이 방식은 공기를 조절하기 위해 각 층의 유닛까지 냉온수 배관(수배관)이 올라가야 합니다. 따라서 실내 공간에 수배관이 들어오게 되며, 관리 소홀 시 누수의 위험이 항상 존재합니다.

​이 문제는 각 공조 방식의 계통별 특징을 묻는 단골 문제입니다. '패키지 유닛'이라는 이름 자체에 답이 숨어 있는데, 이를 쉽게 이해하고 암기하는 포인트를 짚어 드릴게요.

​1. 패키지 유닛 방식이 정답인 이유 (키워드 매칭)

​취급이 간단: 냉동기, 냉각코일, 송풍기 등이 하나의 상자(Package) 안에 다 들어있어 설치와 조작이 매우 쉽습니다. (마치 가정용 스탠드 에어컨을 생각하시면 됩니다.)

​독립 운전 (에너지 절감): 각 층이나 각 방에 유닛을 따로 설치하므로, 사람이 없는 층은 꺼두고 필요한 층만 켤 수 있어 에너지가 절약됩니다.

​공사비 저렴 & 기간 단축: 덕트 시설을 길게 뺄 필요가 없거나 짧게 끝나므로 대규모 중앙식 공조보다 공사가 훨씬 단순합니다.

​2. 오답 분석 (왜 다른 건 안 될까요?)

​복사 냉난방 방식: 바닥이나 천장에 코일을 깔아 열을 전달하는 방식입니다. 초기 공사비가 매우 비싸고 응축수(결로) 관리 등이 까다로워 '취급이 간단'하다는 말과 거리가 멉니다.

​인덕션 유닛 방식: 중앙에서 보낸 고압 공기로 실내 공기를 유인하는 방식입니다. 노즐 소음이 있고 구조가 복잡합니다.

​2중 덕트 방식: 냉풍과 온풍 덕트를 각각 따로 설치해서 혼합하는 방식입니다. 덕트가 두 줄이라 공간을 많이 차지하고 설비비가 가장 비싼 축에 속합니다.

​ 암기 팁: "패키지 = 올인원(All-in-one)"

​시험 문제에서 '각 층 독립 운전', '공사비 저렴', **'소규모 건물'**이라는 단어가 조합되어 나오면 고민하지 말고 패키지 방식을 고르세요!

1. 왜 3번이 틀렸나요? (다익형 송풍기의 특징)

​다익형 송풍기(시로코 팬): 깃(Blade)이 회전 방향으로 굽어 있는 형태입니다.

​축동력의 변화: 풍량이 증가하면 축동력(모터가 내는 힘)이 급격히 증가합니다.

​과부하 위험: 풍량을 계속 늘리다 보면 모터에 과부하가 걸려 타버릴 수도 있습니다.

그래서 "풍량이 증가하면 축동력도 증가한다"가 맞는 표현입니다.

​ 암기 팁: "다익형은 **다(多)**익(날개)이 많아서 풍량이 늘면 모터가 다 힘들어진다!

"라고 외우시면 편합니다.

​1. 왜 유닛히터가 정답인가요? (강제대류)

​강제대류(Forced Convection): 송풍기(Fan)나 펌프 같은 기계적인 힘을 빌려 공기를 강제로 순환시키는 방식입니다.

​유닛히터의 구조: 본체 내부에 가열 코일이 있고, 그 뒤에 전동기(모터)와 팬이 달려 있어 뜨거운 바람을 멀리까지 쏴줍니다.(유닛이란 단어 :송풍기가 포함된 독립장치)

​특징: 열 전달 속도가 매우 빠르고, 공장이나 창고처럼효과적입니다.

2. 오답 분석 (자연대류형 방열기)

​나머지 보기들은 모두 팬 없이 온도 차에 의한 공기의 흐름(자연대류)과 복사열을 이용합니다.

​주철제 방열기: 우리가 흔히 아는 무거운 무쇠 방열기입니다. (자연대류+복사)

​길드 방열기 (Gilled Radiator): 관 표면에 핀(Fin, 날개)을 촘촘히 붙여 방열 면적을 넓힌 형태입니다. 팬은 없습니다.

​베이스보드 방열기: 벽면 하단(걸레받이 쪽)에 길게 설치하여 아래에서 위로 자연스럽게 대류가 일어나게 하는 방식입니다.

전압(Pr)=정압(Ps)+동압(Pv)

동압구하는공식 v^2/2g 7(유사문자)[mmAq]

Pr=Ps+v^2/2g 7(유사문자)[mmAq]

1) 구간은 위공식을 통하여 아래와 같이 풀수 있다

전압 = 15 + ( 10^2/ 2 x 9.8 ) x 1 =20.1

2)구간의전압 1-2구간의 전압손실 2mmAq를 감해준다

Ps=P1-ΔP

20.1 - 2 = 18.1

베르누이정리와 전압의 정의 

※ 공식이해하기

Pa - Pi+ P- 15+5.1

15+(V^2/2g)=15+(10^2/2x 9.8)

= 20.1 mmAq

Pv=r.V^2/2g

=비중량x 속도^2/2x 9.8

분모2는 상수값

g는 왜 9.8인가?

g는 중력가속도로 지구가 물체를 잡아당기는 힘의 크기로 시험문제에서 9.8m/s^2 라고 고정값사용 여기서 공기의 비중량r(gamma)을 보통 1.2로 보기도 하지만, 이 문제에서는 밀도를 1로 줬으므로 비중량 위치에 1을 넣어서 계산합니다.​

분자: 1x 10^2 = 100​

분모: 2 x9.8 = 19.6​

결과: 100 ÷19.6≈ 5.102...​

그래서 동압이 약 5.1 mmAq가 나오는 것입니다.... (이해하는시간 소요됨)

​증기 분무 가습 (가장 높음)

​이미 **기체 상태(증기)**인 물을 직접 공기 중에 뿌려줍니다.

​물 입자를 기화시킬 에너지가 따로 필요 없으며, 공기와 섞이는 속도가 매우 빠릅니다.

​덕트나 공조기 내에서 결로가 생기지 않고 거의 100% 공기 중으로 흡수되기 때문에 효율이 가장 좋습니다.

​고압수 분무 / 온수 분무 가습

​액체 상태의 물방울을 미세하게 쪼개서 뿌리는 방식입니다.

​물방울이 공기 중에서 증발해야 습도가 올라가는데, 증발하지 못하고 바닥에 떨어지거나 벽에 맺히는 양이 생겨서 증기식보다 효율이 떨어집니다.

​ 요점 정리 (시험용)

​효율 순위: 증기 분무 > 수분무(고압수/온수) > 증발식

​증기 가습의 특징: 등온 가습(온도 변화가 거의 없음), 높은 효율, 위생적임.

​시험 문제 서문에 

가장 효율이 좋은 것-> 증기식

냉방 효과가 있는 것 ->수분무식(고압수 등)

정답은 **네 번째 항목: "염화에틸(냉매)

- 취화리튬(흡수제)"**입니다.

1. 각 보기 분석

​① 물(냉매) - 황산(흡수제): 과거에 사용되었던 조합으로, 이론적으로 가능합니다.

​② 암모니아(냉매) - 물(흡수제): 저온용(냉동용) 흡수식 냉동기에서 주로 사용되는 대표적인 조합입니다. 암모니아가 냉매이고 물이 흡수제 역할을 합니다.

​③ 물(냉매) - 가성소다(흡수제): 이 역시 이론적으로 가능한 조합 중 하나입니다.

​④ 염화에틸(냉매) - 취화리튬(흡수제) (정답): 짝이 완전히 잘못되었습니다. 현재 가장 널리 쓰이는 방식은 물(냉매) - 취화리튬(흡수제) 조합입니다. 취화리튬(LiBr)은 물을 흡수하는 성질이 매우 강해 공조용 냉방기에 주로 사용됩니다.

냉매 (Refrigerant) 흡수제 (Absorbent) 용도 및 특징

물 (H_2O) 취화리튬 (LiBr) 가장 일반적인 공조용. 물이 증발하면서 냉각함.

암모니아 (NH_3) 물 (H_2O) 저온

1)냉동능력 = 10 x 3320 = 33200

2)COP = T2/T1-T2

①T1 = 273 +25 =298 ,

②T2 = (-20 + 273 ) = 253

③COP = 253 / 298 - 253

= 5.622

3) COP = 냉동능력(Q2) / 압축일량(Aw) 에서 Aw를 구한다

4)Aw=Q2/COP=10 x 3320 /5.62=5907.47Kcal/h

5)= 5905.37 / 860 = 6.87 Kw

정답은 **수액기 및 응축기내에 냉매가 충만해 있다.**입니다.

​냉동 사이클에서 증발압력이 낮아지는 원인은 쉽게 말해 '증발기로 냉매가 잘 못 들어가거나', '증발기에서 냉매가 열을 제대로 못 받아서 증발이 안 될 때' 발생합니다.

​ 왜 '냉매 충만'이 정답과 거리가 먼가요?

​냉매가 충만할 때:

​수액기나 응축기에 냉매가 가득 차 있다는 것은 장치 내에 냉매량이 충분하거나 오히려 많다는 뜻입니다.

​냉매가 많으면 보통 응축압력이 상승하게 되며, 증발기로 공급되는 냉매량도 줄어들지 않기 때문에 증발압력이 낮아지는 직접적인 원인이 되지 않습니다.

​증발압력이 낮아지는 실제 원인들 (오답 분석):

​팽창밸브가 너무 조여 있다: 증발기로 들어가는 냉매 입구를 꽉 막은 셈입니다. 냉매가 못 들어가니 증발기 안은 텅 비게 되고 압력이 뚝 떨어집니다.

​증발기의 풍량이 부족하다: 냉매가 증발하려면 주변 공기에서 열을 뺏어야 하는데, 바람이 안 불면 열을 못 받습니다. 증발이 안 되니 압력이 낮게 유지됩니다.

​여과기(스트레이너)가 막혀 있다: 배관 중간이 막혔으니 팽창밸브를 조인 것과 똑같이 증발기로 냉매가 공급되지 않아 압력이 낮아집니다.

​ 요점 정리 (시험용)

​증발압력이 낮아지는 상황을 **"냉매가 배고픈 상황"**이라고 이해하시면 쉽습니다.

​통로가 막혔을 때 (필터, 밸브 등)

​냉매 자체가 부족할 때

​열을 전해줄 공기나 물이 부족할 때 (풍량 부족, 증발기 착상 등)

왕복동 압축기 운전 중 유압(Oil Pressure)이 저하되는 원인으로 가장 적절한 것은 **'오일 스트레이너가 막힘'**과 **'크랭크실 내 냉동유에 냉매가 너무 많이 섞여 있다'**입니다.

​제시하신 항목들이 유압에 미치는 영향은 다음과 같습니다.

​1. 유압 저하의 직접적인 원인

​오일 스트레이너(여과기)가 막힘: 오일 펌프가 기름을 흡입하는 통로가 막히므로 당연히 펌프 토출 압력(유압)이 떨어집니다.

​크랭크실 내 냉매 혼입 (오일 포밍): 냉동유에 냉매가 많이 섞여 있으면 펌프가 오일을 흡입할 때 냉매가 기화하면서 거품이 발생합니다. 이로 인해 펌프가 액체를 제대로 밀어내지 못해 유압이 급격히 저하됩니다.

​2. 기타 항목 분석

​유온(기름 온도)이 낮다: 기름 온도가 낮으면 점도가 높아져서 오히려 유압이 상승하는 경향이 있습니다. (반대로 유온이 너무 높으면 점도가 낮아져 유압이 떨어집니다.)

​냉동유 과충전: 냉동유가 너무 많으면 크랭크샤프트에 부딪혀 거품이 생길 수는 있으나, 단순히 양이 많은 것 자체가 직접적인 유압 저하의 주원인으로 꼽히지는 않습니다. (오히려 부족할 때가 치명적입니다.)

​

요약: 유압이 낮아지는 주요 원인

​-오일 스트레이너 및 배관의 폐쇄
-​오일 펌프 자체의 마모 및 고장
-​냉동유 내 냉매 혼입에 의한 포밍(Foaming) 현상

​-유온 상승으로 인한 점도 저하

​-냉동유의 부족

​시험 준비 중이시라면

**'여과기 막힘'**과 '냉매 혼입(포밍)' 이 두 가지를 유압 저하의

핵심 키워드로 기억해 두시면 좋습니다.

​1. 현상 분석

​흡입배관이 작아지면 냉매가 흐를 때 저항(압력강하)이 커집니다. 이로 인해 다음과 같은 변화가 일어납니다.

​증발압력 저하: 배관 저항으로 인해 압축기 입구에서의 압력이 낮아집니다.

​비체적(v) 증가: 압력이 낮아지면 가스의 부피가 팽창하므로 비체적이 커집니다.

​냉매 순환량 감소: 가스가 가벼워져(비체적 증가) 실제 압축기가 흡입하는 냉매의 질량 유량이 줄어듭니다.

​냉동능력 감소: 순환되는 냉매량이 적으니 당연히 냉동 효과도 떨어집니다.

​압축비 상승: 증발압력은 낮아지고 응축압력은 그대로라면 압축비(P_k/P_e)가 커집니다.

​토출가스 온도 상승: 압축비가 커지면 단열 압축 과정에서 가스의 온도가 더 높게 올라갑니다.

2.보기 검토

​냉동능력 감소: 냉매 순환량이 줄어들므로 발생하는 현상이 맞습니다.

​흡입가스의 비체적 증가: 압력 강하로 인해 밀도가 낮아지고 부피가 커지므로 맞습니다.

​소비동력 증가: 압축비가 커지면 압축기가 해야 할 일이 많아져 비성적 계수가 나빠지고 소비동력이 증가합니다.

​토출가스온도 강하: 압축비가 커지면 토출온도는 상승하게 됩니다. 따라서 이 설명이 가장 거리가 멉니다.

​정답

​토출가스온도 강하

​이 현상은 오히려 흡입 가스의 과열도가 낮거나 액백(Liquid Back) 현상이 있을 때 발생할 수 있는 현상입니다. 배관이 좁아져 발생하는 압력 손실은 시스템의 효율을 떨어뜨리고 온도를 높이는 주범이 됩니다.

제시된 T-S 선도에서 4-5-1 구간은 냉매가 고압 상태에서 열을 방출하며 상태가 변하는 응축 과정을 나타냅니다.

​정답은 1번: 4-5-1은 등압선이고 응축과정이다. 입니다.

​그 이유는 다음과 같습니다.

​1. 과정별 분석

​4 → 5 (감온 과정, Desuperheating): 압축기에서 나온 고온·고압의 과열증기가 응축기에 들어와 포화증기 상태(5번 지점)가 될 때까지 현열을 방출하며 온도가 내려가는 구간입니다.

​5 → 1 (응축 과정, Condensation): 포화증기가 포화액(1번 지점)으로 변하는 구간으로, 상변화가 일어나기 때문에 온도가 일정하게 유지됩니다.

​전체 구간 (4-5-1): 실제 냉동 사이클의 응축기 내에서 일어나는 변화이며, 압력 손실을 무시한다면 이론적으로는 압력이 일정한 등압 과정으로 간주합니다.

​2. 오답 분석

​2번: 5-1은 교축과정이 아니라 응축과정입니다. 교축과정(팽창)은 1-2 구간입니다.

​3번: 4-5 역시 응축기의 초기 냉각 과정으로, 정상적인 사이클에서 나타나는 현상입니다.

​4번: 4에서 5로 온도가 떨어진 것은 응축기 내에서 냉각수나 외부 공기에 의해 열을 방출(감온)했기 때문이지, 흡입가스의 영향이 아닙니다.

​T-S 선도 요약 (표준 사이클 기준)

​1 → 2: 팽창밸브 (단열 팽창, 엔트로피 증가)

​2 → 3: 증발기 (등온·등압 흡열)

​3 → 4: 압축기 (단열 압축, 엔트로피 일정/이상적일 때)

​4 → 5 → 1: 응축기 (등압 방열)

냉동공학에서 냉매 순환량(G)을 구하는 공식이 두 가지로 보여 헷갈릴 수 있습니다. 핵심은 **"압축기 성능(하드웨어)"**을 기준으로 계산하느냐, 아니면 **"냉동 능력(열량)"**을 기준으로 계산하느냐의 차이입니다.

​상황에 따라 어떤 공식을 써야 하는지 명확하게 정리해 드릴게요.

​1. 압축기 사양 기준 (기계적 관점)

​압축기가 실제로 가스를 얼마나 빨아들여서 내뱉는지를 계산하는 방식입니다. 주로 체적효율, 비체적, 피스톤 압출량 같은 단어가 문제에 나올 때 사용합니다.

​용도: 압축기의 기계적 성능을 통해 실제 흐르는 냉매의 양을 알고 싶을 때.

​주요 변수:

​Vp: 피스톤 압출량 (압축기가 이론상 밀어낼 수 있는 부피)
​η​v: 체적효율 (실제로 채워지는 비율)

​v: 흡입가스 비체적 (가스 1kg이 차지하는 부피)

2.냉동 능력 기준 (열역학적 관점)

​우리가 원하는 만큼 시원하게 만들기 위해 필요한 냉매량을 계산하는 방식입니다. **냉동 능력(kcal/h 또는 kW)**과 엔탈피 값이 주어질 때 사용합니다.

​용도: 목표로 하는 냉동 부하를 처리하기 위해 냉매를 몇 kg이나 돌려야 하는지 알고 싶을 때.

​주요 변수:

​Qe: 냉동 능력 (전체 열량)

​qe: 냉동 효과 (냉매 1kg이 흡수하는 열량)

​h1 - h4: 증발기 입·출구의 엔탈피 차이

G=V/v x ηv

=(120/0.65)x 0.81=149.54 [kg/h]

약 150 [kg/h]

냉매 순환량을 구하는 공식에 주어진 수치들을 대입하면 간단히 풀 수 있는 문제입니다.
​1. 관련 공식
​냉매의 질량 순환량(G)은 압축기의 피스톤 압출량(V_p), 체적효율(\eta_v), 그리고 흡입가스의 비체적(v)을 이용하여 다음과 같이 계산합니다.

​G: 냉매 순환량 (kg/h)
​Vp: 피스톤 압출량 (m^3/h).....120m^3/h

​ηv: 체적효율......................0.81
​v: 비체적 (m^3/kg)....................0.65m^3/kg

​정답

​150kg/h

​참고로 문제에서 주어진 **소요동력(1.1kW)**은 냉매 순환량을 구하는 데 직접적으로 필요하지 않은 함정 데이터입니다. 시험에서는 이처럼 필요한 정보와 불필요한 정보를 구분하는 능력도 중요합니다.

​1. 보기 분석

​이론적 피스톤 압출량을 흡입가스량으로 나눈 값이다? (X)

​반대입니다. 실제 흡입 가스량(V_a)을 이론적 피스톤 압출량(V_p)으로 나눈 값입니다. 즉, 체적효율 공식 이해

​이론적인 체적효율 공식은 다음과 같습니다.ηv = Va / Vp입니다.

​체적 효율은 압축비가 증가하면 감소한다? (O)

​정답입니다. 압축비(Pk/Pe)가 커지면 피스톤 상부에 남은 고압 가스(극간 가스)가 팽창하면서 실린더 내부를 많이 차지하게 됩니다. 이로 인해 새로운 저압 가스가 들어올 공간이 줄어들어 체적효율은 떨어집니다.

​동일 냉매 이용 시 체적효율은 항상 동일하다? (X)

​체적효율은 냉매의 종류뿐만 아니라 압축비, 압축기의 구조(극간 용적), 흡입 가스의 상태 등에 따라 계속 변합니다.

​피스톤 격간(Clearance)이 클수록 체적효율은 증가한다? (X)

​격간(피스톤과 밸브 사이의 빈 공간)이 크면, 그 안에 남은 고압 가스가 팽창하면서 흡입 과정을 방해하므로 체적효율은 감소합니다.

체적효율 공식 이해

​이론적인 체적효율 공식은 다음과 같습니다.

​C: 극간비(Clearance ratio)

​Pk/Pe: 압축비

​n: 단열지수

​이 식을 보면 압축비(Pk/Pe)가 커질수록, 그리고 극간비(C)가 커질수록 1에서 빼주는 값이 커지기 때문에 전체적인 체적효율(ηv)은 작아진다는 것을 알 수 있습니다.

​정답

​체적 효율은 압축비가 증가하면 감소한다.

​압축비가 커질수록 압축기는 "헛발질"을 더 많이 하게 되어 효율이 떨어진다고 이해하시면 기억하기 쉽습니다!

응축기 내부에서 일어나는 열전달 메커니즘을 묻는 문제입니다. 냉매의 열이 외부 매체(물 또는 공기)로 전달되는 물리적인 과정을 이해하면 쉽게 풀 수 있습니다.

​1. 열전달 과정 분석

​응축기에서는 다음과 같은 순서로 열이 이동합니다.

​대류(Convection): 고온의 냉매 가스가 응축기 관 내벽에 부딪히며 열을 전달하거나, 관 외벽에서 냉각수나 공기가 흐르며 열을 뺏어가는 과정입니다. (유체의 흐름에 의한 열전달)

​전도(Conduction): 냉매의 열이 응축기 관(금속벽) 자체를 통과하여 안쪽 벽에서 바깥쪽 벽으로 전달되는 과정입니다. (고체를 통한 열전달)

​2. 보기 검토

​복사(Radiation): 매질 없이 전자기파 형태로 열이 전달되는 방식입니다. 태양열이나 난로의 열기 같은 경우이며, 응축기 내부의 주된 열전달 방식은 아닙니다.

​승화(Sublimation): 고체가 액체를 거치지 않고 바로 기체가 되는 현상입니다. 냉동 사이클의 일반적인 과정이 아닙니다.

​기화(Evaporation): 액체가 기체가 되는 현상으로, 이는 증발기에서 일어나는 현상입니다. 응축기에서는 반대로 기체가 액체가 되는 **액화(Condensation)**가 일어납니다.

​대류와 전도: 유체(냉매, 냉각매체)와 고체(관벽) 사이에서 일어나는 가장 핵심적인 열전달 방식입니다.

​정답

​대류와 전도

​결국 응축기의 성능은 이 전도가 일어나는 관의 재질(열전도율)과 대류가 일어나는 표면적 및 유체의 속도에 의해 결정됩니다. 그래서 응축기 핀(Fin)을 달아 표면적을 넓히거나 청소를 통해 전도를 방해하는 스케일을 제거하는 것이 중요합니다.

증기보일러의 진공환수식(Vacuum Return System) 배관법에 관한 문제입니다. 진공환수식은 환수 주관 끝에 진공 펌프를 설치하여 관내를 부압(진공) 상태로 만들어 환수하는 방식으로, 대규모 설비나 방열기 설치 위치가 보일러보다 낮을 때 유용합니다.

​각 보기를 분석해 보겠습니다.

​1. 보기 분석

​증기주관은 선하향 구배로 설치한다? (O)

​정답입니다. 증기 배관의 기본 원칙은 증기의 흐름 방향과 응축수의 흐름 방향을 일치시켜 마찰 저항을 줄이고 수격 작용(Water Hammer)을 방지하는 것입니다. 따라서 증기 진행 방향으로 낮아지는 **'선하향 구배'**로 설치합니다.

​환수관은 습식 환수관을 사용한다? (X)

​진공환수식은 환수관 내에 응축수뿐만 아니라 공기도 함께 흡입하여 이송하므로 건식 환수관을 사용합니다.

​리프트 피팅의 1단 흡상고는 3m로 설치한다? (X)

​리프트 피팅(Lift Fitting)을 이용해 응축수를 위로 끌어올릴 때, 1단의 흡상 높이는 1.5m 이하로 하는 것이 원칙입니다. 너무 높으면 응축수가 제대로 올라가지 못합니다.

​리프트 피팅은 펌프부근에 2개 이상 설치한다? (X)

​리프트 피팅은 응축수를 끌어올려야 하는 **굴곡부(상승부)**에 설치합니다. 펌프 부근에 몰아서 설치하는 것이 아니라, 배관의 고저 차가 발생하는 지점에 적절히 배치해야 합니다.

​2. 진공환수식의 주요 특징

​환수 능력이 좋아 방열기 설치 위치에 제약이 적습니다.

​배관 관경을 비교적 작게 할 수 있습니다.

​증기 순환이 빨라 예열 시간이 단축됩니다.

​진공 펌프 등 부속 설비가 필요하여 설비비가 비쌉니다.

​정답

​증기주관은 선하향 구배로 설치한다.

​증기 배관에서 '구배(기울기)' 문제는 단골 출제 유형입니다. 증기 주관은 선하향, 환수 주관은 선하향이 기본이지만, 상황에 따라 선상향이 쓰이는 예외 경우도 함께 정리해 두시면 좋습니다.

덕트(Duct) 제작 시 판과 판을 연결하거나 모서리를 접합할 때 사용하는 **심(Seam, 이음)**의 종류를 묻는 문제입니다. 덕트 기능사나 공조냉동 기계 기사 시험에서 자주 출제되는 유형이죠.

​1. 덕트 심(Seam)의 종류 분석

​피츠버그 심 (Pittsburgh Seam): 덕트 제작에서 가장 많이 사용되는 방식입니다. 한쪽 판 끝을 'L'자로 꺾고 다른 쪽을 주머니 모양으로 만들어 끼운 뒤 때려 눕히는 방식으로, 기밀성이 아주 우수합니다.

​버튼펀치스냅 심 (Button Punch Snap Seam): 피츠버그 심과 비슷하지만, 별도의 망치질 없이 '버튼' 모양의 돌출부를 홈에 끼워 딸깍하고 고정하는 방식입니다. 조립이 빠르다는 장점이 있습니다.

​그루브 심 (Grooved Seam): 두 판의 끝을 갈고리 모양으로 꺾어 서로 맞물리게 한 뒤 압착하는 방식입니다. 주로 원형 덕트나 평판 연결에 사용됩니다.

​포켓펀치 심 (Pocket Punch Seam): 이런 명칭의 심은 존재하지 않습니다. 아마도 '버튼펀치'와 혼동을 주기 위해 만들어진 오답으로 보입니다. 유사한 이름으로는 슬립 조인트(Slip Joint)나 더블 심(Double Seam) 등이 있습니다.

이음 명칭                                             특징 및 용도

피츠버그 심                  사각 덕트의 모서리 연결, 가장 일반적이고 튼튼함

버튼펀치스냅 심           현장 조립용 사각 덕트, 망치질 소음이 적고 빠름

그루브 심                     원형 덕트의 세로 방향 이음

스탠딩 심                     덕트의 강도를 높이기 위해 이음 부위를 세우는방식

정답: 포켓 펀치심( 용어자체 없음: 펀치라는 용어는 구멍을 뚫는다)

​덕트 제작법은 용어 자체가 생소할 수 있지만, 피츠버그(모서리), 그루브(평면/원형), 버튼펀치(간편 조립) 세 가지만 확실히 기억해 두셔도 대부분의 문제를 풀 수 있습니다.

배수펌프의 용량

배수량 조건 --------------------------배수펌프용량

시간최대유입량 산정가능'''''''''''''''''''시간최대유입량의 1.2배

유입량이 소량'''''''''''''''''''''''''''''''''''''' 최소용량은 펌프구경에 따름

일정한 배수량유입''''''''''''''''''''''''''''''''시간평균유입량의1.2배~1.5배

​1. 배수 펌프 용량 결정 기준
​유입량이 비교적 일정하게 들어오는 경우, 시간당 평균적으로 들어오는 유입량(평균 유입량)에 대해 여유율을 둡니다.
​이때 가장 적당한 배수 능력은 평균 유입량의 1.5~2.0배 정도로 보는 것이 일반적이나, 시험 문제에서는 보통 가장 최소한의 적정 범위인 1.2~1.5배를 정답으로 채택하는 경우가 많습니다.
​

2. 보기 분석 및 정답

​-1.2~1.5배: 펌프가 유입량을 안정적으로 처리하면서도, 너무 잦은 기동을 방지할 수 있는 경제적인 범위입니다.
​

-3.2배 이상: 유입량에 비해 펌프가 너무 크면, 배수조의 물이 순식간에 빠져나가 펌프가 금방 멈췄다가 다시 도는 현상이 반복되어 모터에 무리가 갑니다.

​정답
​1.2~1.5배

​참고로 배수 펌프가 2대일 경우에는 교대 운전을 기본으로 하며,

비상시에는 2대가 동시에 가동하여 최대 유입량에 대응하도록 설계합니다.

문제에서 '일정한 배수량이 유입되는 경우'라는 전제가 붙었으므로 가장 효율적인 배수인 1.2~1.5배가 정답이 됩니다.

​배관 내부로 흐르는 유체(증기)가 목적지까지 안정적으로 도달하기 위해 관경을 정할 때는 보통 다음 세 가지를 계산합니다.

​증기의 속도: 속도가 너무 빠르면 소음과 진동, 배관 부식이 생기고, 너무 느리면 관경이 불필요하게 커져 설비비가 비싸집니다.

​압력손실: 관을 타고 흐르는 동안 마찰 등에 의해 손실되는 압력을 계산해야 합니다.

​관의 길이: 배관이 길수록 마찰 저항이 누적되어 압력손실이 커지므로, 이를 고려하여 관경을 키워야 할 수도 있습니다.

​이 세 가지 요소와 증기 유량을 조합하여 적절한 관경을 산출하게 됩니다.

​2. 보기 분석

​증기의 속도 (O): 배관 설계의 직접적인 기준입니다.

​압력손실 (O): 허용 가능한 압력 강화 내에서 관경을 결정해야 합니다.

​관의 길이 (O): 압력 손실 계산의 핵심 변수입니다.

​팽창탱크 체적 (X): 팽창탱크는 주로 온수 난방 설비에서 온도의 변화에 따른 물의 체적 팽창을 흡수하기 위해 설치하는 장치입니다. 증기 난방의 주 증기관 관경을 정하는 것과는 직접적인 관련이 없습니다.

정답

​팽창탱크 체적

​증기 시스템에서는 응축수 환수나 비수 방지 등이 중요하지만, 팽창탱크는 '온수' 시스템의 상징적인 장치라는 점을 기억하시면 오답을 쉽게 골라낼 수 있습니다.

증기 시스템에 팽창탱크가 없는 이유

​체적 변화의 흡수 방식: 온수 시스템은 배관 내부에 '물'이 꽉 차 있습니다. 물은 열을 받으면 부피가 팽창하는데, 갈 곳이 없으면 배관이 터질 수 있어 팽창탱크가 그 늘어난 부피를 받아줘야 합니다.

​증기의 압축성: 반면, 증기는 기체입니다. 기체는 압축성이 있기 때문에 부피 변화를 스스로 흡수할 수 있습니다. 또한 증기는 사용 후 응축수로 변해 환수관을 통해 돌아오는데, 이 과정에서 발생하는 압력 변화는 안전밸브나 압력 조절기를 통해 제어합니다.

​2. 증기 시스템에서 대신 사용하는 장치들

​팽창탱크 대신 증기 시스템의 안정성을 위해 설치하는 핵심 장치들은 다음과 같습니다.

감압밸브 (Pressure Reducing Valve): 고압의 증기를 사용하기 적당한 저압으로 낮춰 일정하게 유지합니다.

안전밸브 (Safety Valve): 보일러나 배관 내 압력이 허용치를 넘을 때 증기를 외부로 배출하여 폭발을 방지합니다. 

증기 헤더 (Steam Header): 여러 곳으로 증기를 보내기 전 잠시 모아두는 곳으로, 압력을 균일하게 유지하고 부하 변동에 대응합니다.

응축수 탱크 (Condensate Tank): 증기가 식어서 된 응축수를 모으는 탱크입니다. 온수의 팽창탱크와는 용도가 다르며, 모인 물을 다시 보일러로 보내기 위해 대기하고 있는 곳입니다.