에너지관리기능사 필기시험 9회 핵심요약노트 및 실전테스트

📝 에너지관리기능사 필기시험 9회 핵심 요약노트

아래에 정리되어 있는 핵심포인트를 먼저 공부하신 후에

본 글 최하단에

실전테스트를 하시면 됩니다.

1. 보일러의 종류 및 구조, 성능 관련 지식

1.1 보일러의 종류별 특징

입형(직립) 보일러:
- 동체를 바로 세워 연소실을 하부에 둔 보일러입니다.
- 전열면적이 작아 소용량에 적합하며, 대용량에는 부적합합니다.
관류보일러:
- 긴 관을 지나는 동안 급수가 차례로 가열, 증발, 과열되어 과열 증기로 변하는 형식의 보일러입니다.
원통형 및 수관식 보일러:
- 노통 접합부는 애덤슨 조인트(Adamson Joint)로 연결하여 열 신축을 흡수합니다.
- 강수관 내부에는 열가스가 통과하지 않으며, 보일러수 순환을 증진하는 역할을 합니다.

1.2 보일러 안전 및 제어

수압시험 압력:
- 강철제 보일러의 수압시험 압력은 최고 사용압력의 1.5배입니다.
- (예: 16 kgf/cm² x 1.5 = 24 kgf/cm²)
압력계 최고 눈금:
- 압력계의 눈금 범위는 최고사용압력의 1.5배 이상 3배 이하로 합니다.
안전장치:
- 안전밸브, 화염검출기, 방폭문, 가용전, 저수위 경보기 등이 해당됩니다. (수위계는 안전장치보다는 계측장치에 가깝습니다.)
수면계 기능시험 시기:
- 보일러 가동 전, 프라이밍/포밍 발생 시, 두 수면계의 수위가 다를 경우 등. (수위 움직임이 활발할 때는 점검하지 않습니다.)
연소용 공기 제어 설비:
- 자동연소제어 설비인 ACC (Automatic Combustion Control)에 속합니다.

2. 연소 및 연료의 특성

2.1 연료의 성분 및 연소 방식

LPG 주성분: 프로판, 부탄, 프로필렌, 부틸렌 등. (메탄은 LNG의 주성분)
고체연료 연료비: 고정탄소와 휘발분의 비로 정의됩니다.
액체연료 일반 공기비: 1.2 ~ 1.4
액체연료 기화연소방식: 포트식, 심지식, 증발식. (무화식은 분무 연소 방식)
미연가스 발생 경우: 심한 불완전연소, 점화 조작 실패, 연소 정지 중 연료 누설 등. (안전 저연소율보다 부하를 높이면 미연가스가 발생하지 않습니다.)

2.2 발열량 계산 (저위발열량)

저위발열량 계산 공식:

저위발열량 (kcal/kg) = 고위발열량 - 600 * (9 * 수소 함량 + 수분 함량)

예시 계산:
- (고위발열량 10,600 kcal/kg, 수소 0.12, 수분 0.003)
- 10,600 - 600 * (9 * 0.12 + 0.003) = 9,950 kcal/kg

3. 열역학 및 열전달

3.1 온도와 열의 기본 개념

절대온도와 섭씨온도:
```
섭씨온도 (ºC) = 절대온도 K - 273
```
- 360 K를 섭씨로 환산하면 360 - 273 = 87 ºC
열의 일당량: 427 kg*m/kcal
잠열: 열을 가하여도 온도 변화는 없고 상(相)변화에만 관계하는 열. (예: 기화열, 응축열, 융해열)

3.2 열량, 비열, 일의 열량 계산

비열 (c) 계산:
```
열량 (Q) = 물질의 양 (W) * 비열 (c) * 온도변화 (dt)
```
- 3,000 kcal = 500 kg * c * (50-20) ºC
- c = 0.2 kcal/kg*ºC
열전도량 (Q) 계산:
```
Q = 열전도율 * 면적 * (온도차) / 두께(m)
```
- Q = 0.02 * 10 m2 * (200 - 20) ºC / 0.13 m, 약 276.9 kcal/h
일의 열량 환산:
```
열량 (kcal) = 일의 양 (kg*m) / 427
```
- 일의 양 = 80 kg * 5 m = 400 kg*m
- 열량 = 400 / 427 약 0.94 kcal

3.3 증기 및 열교환

습증기의 엔탈피 (Hx):

Hx = H (포화수 엔탈피) + X (건조도) * R (증발잠열)

증기과열기 열가스 흐름 방식:
- 향류형: 증기와 연소가스의 흐름이 반대 방향으로 지나면서 열교환이 되는 방식입니다.

4. 보일러 수처리 및 부식

급수 처리의 목적: 부식 방지, 스케일 생성 방지, 농축 방지 등.
고온 부식 원인 물질: 바나듐, 유황, 나트륨 화합물. (철은 아님)
아연판 사용 목적: 보일러 내부에 매달아 보일러판의 부식을 방지합니다.
용존 기체 제거: O2, CO2 등 용존 기체를 제거하는 방법은 탈기법입니다.
세관 용해 촉진제: 규산염 등 경질 스케일 제거 시 염산에 잘 녹지 않아 **플루오린화수소산 (HF)**을 용해 촉진제로 사용합니다.

5. 배관, 난방 및 펌프

난방 방식 중 온도 분포가 가장 균등한 것: 복사 난방
온수 난방 특징: 예열 시간이 길고, 온도 조절이 용이하나, 건물 높이에 제한을 받습니다.
팽창탱크 부속 관: 물이 넘쳐흐를 때를 대비하여 오버플로관을 설치합니다.
편심 리듀서 사용 이유: 증기 난방의 환수관에서 응축수의 체류를 방지하기 위함입니다.
방열기 도시기호: 벽걸이 세로형은 W-V입니다.
그루빙 조인트 머신: 파이프와 파이프를 홈 조인트로 체결하기 위해 파이프 끝을 가공하는 기계입니다.

5.1 난방 부하 및 펌프 계산

손실 열량 계산 (kcal/h):

손실열량 = 열관류율 x 벽체면적 x (실내온도 - 외기온도) x 방위계수

6 x 40 m2 x (20 - (-8)) ºC x 1.15 = 7,728 kcal/h

펌프 송출량 (m3/min) 계산:
```
소요전력 (kW) = (물 비중량 x 송출량(m3/s) x 전양정(m)) / (102 x 효율)
```
- 40 = (1,000 kg/m3 x 송출량(m3/s) x 26 m) / (102 x 0.8)
- 송출량은 약 7.53 m3/min

6. 에너지이용합리화법 (법규)

교육 실시 주관: 산업통상자원부장관이 에너지관리 교육을 실시합니다.
특정열사용기자재: 강철제 보일러, 2종 압력용기, 온수보일러 등. (난방 기기는 해당 없음)
관리자 선임 의무자: 검사대상기기 설치자
관리자 교육 기간: 선임된 날로부터 6개월 이내에 교육을 받아야 합니다.
효율 기자재 신고 기간: 측정 결과 통보받은 날로부터 90일 이내에 한국에너지공단에 신고해야 합니다.

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