공조냉동기계기능사 필기시험 5회핵심 요약노트
1. 안전 및 재료 관리
안전 일반 및 보호구
가스 누설 검사:아세틸렌과 같은 가연성 가스의 누설은비눗물을 칠하여 확인하는 것이 가장 안전하고 적절한 방법입니다.
안전사고의 심리적 요인:안전사고를 유발하는 정신적 원인으로는감정(불안, 초조), 안전지식 부족, 방심, 판단력 부족 등이 있습니다.
보호구 선정 및 사용:보호구는방호 성능이 우수하고 품질이 양호해야합니다. 작업에 적절한 보호구를 선정해야 합니다.
작업장 조명:근로자가 안전하게 통행할 수 있는 통로에는 최소75 lx이상의 조명시설을 확보해야 합니다.
소화기 사용:유류화재 (B급 화재) 시에는분말 소화기가 가장 적합합니다.
장비 및 재료 관리
연삭숫돌 시험 운전:연삭숫돌을 교체한 후에는 최소3분 이상공회전을 시켜 안전성을 확인해야 합니다.
방폭 구조:전기기기 방폭구조에는 내압(耐壓), 압력, 안전증(安全增), 유입(油入), 본질안전(本質安全) 방폭구조 등이 있으며,차동 방폭구조는 해당되지 않습니다.
차량계 하역운반기계:지게차, 화물 자동차, 구내 운반차 등이 포함되며,크레인은 이에 속하지 않습니다.
광명단 도료:일종의 사삼산화연(적연)으로 붉은빛을 띠며, 방청 효과가 매우 우수하여 기계류 도장 밑칠에 널리 사용됩니다.은분은 광명단이 아닙니다.
2. 배관 및 설비
배관 종류 및 압력 기준
통기관의 종류:각개 통기관, 루프 통기관, 신정 통기관, 결합 통기관, 습윤 통기관 등이 있으며,분해 통기관은 통기관의 종류가 아닙니다.
도시가스 배관 압력 기준:
저압: 0.1 MPa 미만
중압: 0.1 MPa 이상 1 MPa 미만
고압: 1 MPa 이상
관의 지름이 다를 때 사용하는 이음쇠:부싱(Bushing), 리듀서(Reducer), 편심 이경 소켓 등이 있으며,리턴 밴드는 방향 전환용입니다.
감압밸브:고압측 압력을 필요한 압력으로 낮추어 저압측 압력을 일정하게 유지시키는 밸브입니다.
냉매 배관 시공
흡입관 시공:흡입관 입상이 매우 길 때는 약10m마다중간에 트랩(오일 트랩)을 설치하여 오일 회수를 돕습니다.
플래시 가스(Flash Gas) 방지 조치:프레온 냉매 액관에서 플래시 가스 발생을 방지하기 위해서는 응축 설계 온도를높게해야 합니다. 열교환기 설치, 액관 방열 등의 조치도 필요합니다.
증기 트랩 (Steam Trap, ST):응축수 및 공기를 배출하여 수격작용 및 배관 부식을 방지하는 장치입니다.
3. 냉동 이론 및 사이클
냉매의 특성 및 종류
냉매 구비 조건:증발 잠열이 클 것, 응고점이 낮을 것, 증기의 비열비가작을 것(이상적), 독성 및 가연성이 없을 것 등이 있습니다.
암모니아 (NH3) 냉매:냉동 효과가 크고 물에 잘 용해되지만, 독성이 있고 구리 계열 재료를 부식시키므로밀폐형 압축기에는 사용할 수 없습니다.
냉동 사이클 구성 요소
이상적인 압축 과정:냉동장치에서 압축기의 이상적인 압축 과정은등엔트로피 변화입니다.
증발 과정:표준 냉동 사이클의 증발 과정 동안압력과 온도는 모두 일정합니다.
팽창 밸브:
정압식 자동 팽창 밸브 (AEV):증발기 내의 압력에 의해서 작동하며, 증발기 압력을 일정하게 유지합니다.
팽창 밸브를 적게 열었을 때:냉매 순환량이 감소하여 증발기 과열도가 증가하고, 압축기토출 온도 상승을 유발합니다.
고압 차단 스위치 (HPS):작동 압력은 통상적으로 정상적인 고압보다 약4 kgf/cm2정도 높게 설정합니다.
만액식 증발기 전열 조건:냉매측 전열을 좋게 하려면 열전달 증가를 위해관 간격이 좁아야합니다.
냉동 사이클 종류 및 계산
역 카르노 사이클 (Reverse Carnot Cycle):이상적인 냉동 사이클로서, 2개의 단열 과정과 2개의 등온 과정으로 이루어져 있습니다.
P-h 선도 (압력-엔탈피 선도)로 구할 수 있는 것:냉동 능력, 성적 계수(COP), 냉매 순환량, 압축기 소요 동력 등을 구할 수 있으며,마찰 계수는 구할 수 없습니다.
2단 압축 2단 팽창 사이클 COP 공식:COP = 냉동 능력 / 압축 일 COP = [GL x (h1 - h8)] / [(GL x (h2 - h1)) + (GH x (h4 - h3))] (GL, GH는 저단, 고단 냉매 순환량입니다.)
브라인 (Brine) 종류
염화칼슘 (CaCl2):공정점 -55도C 이며, 저온용 브라인으로제빙 및 공업용으로 많이 사용됩니다.
염화나트륨 (NaCl):식품 저장용으로 사용됩니다.
4. 공기조화 및 환기
공기 상태 및 선도
상대 습도 (phi) 공식:phi = (습공기 수증기 분압 / 포화 수증기압) x 100 (%)
수정 유효 온도 (CET):유효 온도에복사열의 영향을 고려한 온도 지표입니다.
실내 장치 노점 온도 (R.A.D.P):현열비선과 포화 곡선과의 교점 온도로, 취출 공기가 실내 잠열 부하를 제거하는 데 필요한 코일 표면 온도입니다.
공기선도 구성 요소:b: 비체적, c: 절대습도, e: 엔탈피 등이 해당됩니다.
공조 방식 및 장치
기계 환기법의 효과:제1종 환기법 (급기/배기 모두 송풍기 사용)이 실내 압력 조절이 자유로워환기 효과가 가장 큽니다.
단일 덕트 정풍량 방식 (CAV):실내 부하가 감소되어도 송풍량을 줄일 수 없어실내 공기가 오염되거나 에너지가 낭비될 수 있다는 단점이 있습니다.
패키지형 공조 방식:실내 설치 및덕트 접속 모두 가능하며, 개별 제어 및 유지 관리가 용이합니다.
취출구 종류:원형 또는 원추형 팬을 매달아 천장면을 따라 수평 방향으로 공기를 취출하는 것은팬형 취출구입니다.
전열교환기 (ERV) 사용:외기량과 배기량의 밸런스를 조정할 때,배기량은 외기량의 40% 이상을 확보해야 합니다.
극간풍 방지:회전문 설치, 이중문 설치,에어커튼 설치등이 적절합니다.
5. 열역학 및 열전달
열역학 기초
엔탈피 변화 (Delta H) 공식:기체 내부 에너지 변화가 없을 때 엔탈피 변화량은 다음과 같습니다. Delta H = (변화 후 압력 x 변화 후 체적) - (변화 전 압력 x 변화 전 체적)
비열비 (감마) 공식:정압 비열과 정적 비열의 비율입니다. 비열비 = 정압 비열 / 정적 비열
도선에 흐르는 전류와 열량:전류가 흐를 때 발생하는 열량은전류의 세기의 제곱에 비례합니다.
열전달 및 덕트
덕트 동압 (Dynamic Pressure, Pv) 공식:Pv는 공기의 비중량과 유속의 제곱에 비례하고 중력가속도에 반비례합니다. Pv = (공기의 비중량 x 유속의 제곱) / (2 x 중력가속도)
벽체의 열량 이동 (Q) 공식:Q = 열관류율 x 상당 온도차
열관류율 (K) 공식:응축기의 열관류율(K)은 각 부위의 열저항의 합의 역수입니다. K = 1 / [ (1/열전달율) + (관 두께/관 열전도율) + (물때 두께/물때 열전도율) + (1/열전달율) ]