공조냉동기계기능사 필기시험 7회 핵심요약노트 및 실전테스트

📝 공조냉동기계기능사 필기시험 7회 핵심 요약노트

아래에 정리되어 있는 핵심포인트를 먼저 공부하신 후에

본 글 최하단에

실전테스트를 하시면 됩니다.

1. 안전 관리 및 산업 안전

1.1. 안전 태세 및 관리

안전 태도 형성의 가장 유효한 방법: 안전에 관한 교육 실시
안전 관리자의 주 업무: 산업재해 조사, 재발 방지 기술 지도, 기계 적격품 선정 보좌, 안전 교육 계획 수립 및 실시 보좌.
안전 관리자의 업무가 아닌 것: 안전에 관한 조직 편성 및 예산 책정.
통로 조명 시설 기준: 근로자가 안전하게 통행할 수 있도록 75 lx (럭스) 이상의 조명 시설을 설치해야 합니다.
냉동 설비 경계 표지: 외부 사람이 명확하게 식별할 수 있는 크기로 게시해야 합니다.
산업 안전 증진의 이점: 기업 신뢰도 향상, 이직률 감소, 고유 기술 축적 및 품질 향상, 기업의 투자 경비 절감.
냉매 취급 안전: 냉매의 특성 (독성, 가연성 등)을 이해하는 것은 안전 관리에 큰 도움이 됩니다.
보호구: 감전되거나 전기 화상을 입을 위험이 있는 작업에서는 인체를 보호하기 위해 보호구를 구비해야 합니다.

1.2. 공구 및 장치 안전

공구 취급: 결함 없는 완전한 공구를 사용하고, 사용 전 반드시 점검해야 합니다. 불량 공구는 수리하여 사용하지 않고 반드시 반납해야 합니다.
교류 용접기 규격 (예: AW200): 숫자 200은 정격 2차 전류값을 나타냅니다.
용접기 취급 주의사항: 용접기는 환기가 잘되는 곳에 두며, 지표보다 약간 높게 두어 습기의 침입을 막아야 합니다.
연삭 숫돌 교체 후 시험 운전: 최소 3분 이상 공회전을 시켜야 합니다.

1.3. 가스 및 화재 안전

가연성 가스/분진 체류 장소: 환기 설비를 반드시 설치해야 합니다.
가연성 가스 설비의 전기 설비: 방폭 기능을 갖는 구조이어야 합니다.
가스 용접 시 금지 재료: 구리는 아세틸렌과 접촉 시 폭발성 물질 (구리 아세틸라이드)을 생성하므로 사용 금지입니다.
가스 용접기 소화 순서: 용접을 마친 후 산소 밸브를 먼저 닫고 아세틸렌 밸브를 닫습니다.
가스 보일러 점화 주의사항: 착화는 1회에 즉시 이루어져야 합니다 (3~4회는 틀린 설명).
유류 화재 (B급 화재): 유류 화재 시 사용하는 소화기로 가장 적합한 것은 분말 소화기입니다.
안전 보건 표지 색채 (비상구/피난소): 녹색입니다.

2. 냉동 및 열역학 기초

2.1. 열역학 및 열 전달

열의 이동 (전열):
- 전도: 온도가 다른 두 물체가 접촉할 때 열이 이동.
- 대류: 기체나 액체 운동에 의한 열 이동.
- 복사: 중간 물질과 관계없이 열선의 형태로 전달.
전열량: 물체 내부를 이동할 때 전열량은 온도차에 비례하고, 거리에 반비례합니다.
이상 기체의 단열 팽창: 온도는 내려갑니다.
보일-샤를의 법칙: 기체의 부피는 압력에 반비례하고 절대 온도에 비례합니다.
1 BTU (영국 열량 단위): 물 **1 lb (파운드)**를 1 도F (화씨) 올리는 데 필요한 열량입니다.

2.2. 압력 및 용해도

절대 압력: 완전 진공을 0으로 기준하여 측정한 압력입니다.
기체의 용해도: 저온, 고압일수록 용해도가 커집니다.

2.3. 몰리에르 선도 (압력-엔탈피 선도)

몰리에르 선도에서의 성적계수 (COP) 설명:
- 성적계수 (COP)는 증발기에서 흡수한 열량을 압축기가 한 일로 나눈 값입니다.
- 몰리에르 선도 (P-h 선도)에서 이 값은 엔탈피 차이로 나타냅니다.
- COP = (h1 - h4) / (h2 - h1)
  - (h1 - h4): 증발기에서의 흡수 열량 (냉동 효과)
  - (h2 - h1): 압축기가 한 일

3. 냉동 장치 및 시스템

3.1. 압축기 및 부속 장치

왕복식 압축기 축봉 장치 (Shaft Seal): 냉매나 오일의 누설을 방지하고, 외부 공기 (외기)의 침입을 방지합니다. 전동기의 슬립 방지와는 무관합니다.
압축기의 체적 효율: 격간 (Clearance)의 증대에 의하여 감소하며, 압축비가 클수록 감소합니다.
원심식 냉동기 서징 현상: 운전 중 고압과 저압의 차가 증가하여 냉매가 임펠러를 통과할 때 역류하는 현상입니다.
중간 냉각기 (인터쿨러): 저단측 토출 가스의 온도를 냉각시켜 고단측 압축기가 과열되는 것을 방지합니다.

3.2. 열교환기 및 배관

응축기와 관계없는 것: **감온통 (Thermo Sensing Bulb)**은 팽창 밸브의 과열도 조절 장치입니다.
냉매 건조기 (Dryer): 프레온 냉동 장치에서 수분 제거를 위해 팽창 밸브 직전의 액관에 설치하며, 팽창 밸브에서의 동결을 방지하는 것이 주된 목적입니다.
셸 앤드 튜브 (Shell & Tube)형 열교환기: 전열관 내 유속은 내식성을 고려하여 약 1.8 m/s 이하가 바람직합니다. 동관 사용 시 유체 온도는 150 도C 이하가 좋습니다.
암모니아 냉매 배관: 흡입관에 액 압축을 방지하기 위하여 U-트랩이나 굴곡부를 설치하지 않습니다.

3.3. 밸브 및 기타 장치

정압식 자동 팽창 밸브: 증발기 내의 압력에 의해서 작동하며, 증발 압력을 일정하게 유지합니다.
스윙형 체크 밸브: 수평 배관뿐만 아니라 수직 배관에도 사용 가능합니다. (리프트형 체크 밸브는 수평 배관에 주로 사용).

3.4. 특수 냉동

흡수식 냉동 사이클 순서: 재생기 -> 응축기 -> 냉각 (증발)기 -> 흡수기 순입니다.
흡수식 냉동기와 압축기 역할 비교: 흡수기와 재생기는 증기 압축식 냉동 사이클의 압축기와 같은 역할을 합니다. 따라서 흡수식 냉동 장치에는 압축기가 없습니다.
열전 냉동법 (펠티에 효과): 운전 부분이 없어 소음과 진동이 없습니다.
CA 냉장고: 청과물 보관용으로 사용됩니다. (Controlled Atmosphere).
배치식 동결 장치: 수평형, 수직형, 브라인식 등이 있으며, 연속형은 배치식에 해당하지 않습니다.

4. 공기 조화 및 난방

4.1. 습공기 및 계산

습공기: 공기 조화에 취급되는 공기는 대부분 수증기가 포함된 습공기입니다.
노점 온도: 공기 중의 수증기가 응축하기 시작할 때의 온도입니다.
환기에 의한 손실 열량 계산:
- 공식: 체적 x 공기 비중량 x 공기 비열 x 온도차 x 환기 횟수 (회/h)
- 예시 문제 계산: (2 x 3 x 2.5) x 1.2 x 0.24 x (21 - 5) x 3 = 207.4 kcal/h
냉각된 공기 온도 계산 (BPF: 바이패스 팩터):
- 공식: 장치 노점 온도 + [BPF x (건구 온도 - 장치 노점 온도)]
- 예시 문제 계산: 10 + [0.1 x (30 - 10)] = 12 도
송풍량에 따른 실내 온도 계산:
- 공식: 감열량 = 공기 비열 x 공기 비중량 x 송풍량 x (실내 온도 - 유입 공기 온도)
- 예시 문제 계산: 35000 = 0.24 x 1.29 x 9000 x (25 - 유입 온도) -> 유입 온도 약 12.4 도

4.2. 공조 방식 및 환기

환기 방식 (실내 오염 방지): 외부의 오염된 공기가 실내로 유입되는 것을 방지하려면 실내를 정압으로 유지하는 제2종 환기법이 적합합니다.
- 제2종 환기법: 급기 강제 (송풍기), 배기 자연
단일덕트 정풍량 방식: 각 실마다 부하 변동에 대응하기가 곤란하며, 변풍량 방식에 비해 에너지 소비가 많습니다.

4.3. 난방 및 열펌프

건식 환수관식: 환수 주관을 보일러 수면보다 높은 위치에 배관하는 방식입니다.
절탄기: 보일러에서 배기 가스의 현열을 이용하여 급수 (물)를 예열하는 장치입니다.
열펌프 (난방) 성적 계수 (COP) 계산:
- 공식: (273 + 고온부 온도) / [(273 + 고온부 온도) - (273 + 저온부 온도)]
- 예시 문제 계산 (고온 30 도C, 저온 -10 도C): (273 + 30) / [(273 + 30) - (273 - 10)] = 303 / 40 약 7.5
지열 이용 열펌프가 아닌 것: **엔진 구동 열펌프 (GHP)**는 가스를 연료로 사용합니다.

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