136회 공조냉동기계기술사(서적)

★제136회 공조냉동기계기술사 문제지.pdf

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공조냉동기계기술사(www.engineerdata.net)

 

기술사 136회 제 1교시(시험시간:100분)

 

※ 다음 문제 중 10문제를 선택하여 설명하시오. (각10점)

1. 건축물 실내 공간의 결로 발생 원인, 문제점, 방지 대책에 대하여 설명하시오.

2. 냉동기 팽창밸브에 대하여 다음 각 항목을 설명하시오.

1) 팽창밸브의 기능

2) 팽창밸브의 종류

3) 내부균압형과 외부균압형의 차이점

3. 냉동 시스템의 다음 각 기기에 대하여 설명하시오.

1) 수액기

2) 액분리기

3) 유분리기

4) 액-가스 열교환기

4. 하절기 건물 내 냉방 운전 중인 공조기를 점검한 결과, 내부에 물이 고여 강판 케이싱(Steel plate casing)이 심하게 부식되어 있는 것을 발견하였다. 이와 관련한 다음 각 항목에 대하여 설명하시오.

1) 원인

2) 문제점

3) 해결방안

5. 「고압가스 안전관리법 시행규칙」[별표3]의 냉동능력 산정기준에 따라 호칭냉동능력 산정식 을 정의하고 의 값을 유도하시오.

6. 사무실 건물의 냉수배관 계통의 시운전 시 냉수유량이 너무 많아 설계에 요구된 유량으로 설정하기 위해 밸브를 조정한 결과, 밸브가 거의 닫힌 상태가 되었다. 이와 관련한 다음 각 항목에 대하여 설명하시오.

1) 원인

2) 대책

7. 냉동기의 윤활유 소비량이 많을 때의 원인과 대책, 점검해야 할 내용에 대하여 설명하시오.

8. 풍량이 2600 CMH, 양정이 35 mmAq, 효율이 56%인 송풍기의 소비동력(W)을 구하시오.

(단, 소수점 첫째 자리까지 반올림하시오.) : 표 생략

9. 건구온도 30℃, 절대습도 0.0140kg/kgDA, 비체적 0.878㎥/kgDA인 습공기가 체적유량 1900 ㎥/h으로 표면온도 5℃인 냉각코일을 통과하면서 냉각 및 제습되고 있다. 다음 조건을 참조하여 응축되는 물의 질량유량(kg/h)을 구하시오.

(단, 소수점 첫째 자리까지 반올림하시오.)

 

[조건]

• 공기의 정압비열 : 1.004kJ/kg・K • 5℃ 포화습공기의 절대습도 : 0.0054kg/kgDA • 냉각코일의 바이패스계수 BF : 0.14

10. 습공기 온도 25℃, 상대습도 50%인 공기의 노점온도(℃)를 아래 [표]에 주어진 수증기의 포화상태량표를 이용하여 선형보간법으로 구하시오. 또한, 선형보간법의 정의와 특징에 대하여 설명하시오.

[수증기의 포화상태량표]

t(℃)	0	5	10	15	20	25	30	35	40
P[kPa]	0.6113	0.8726	1.228	1.706	2.339	3.169	4.246	5.627	7.381

11. 냉각기에서 질량유량 3kg/s으로 흐르는 유체가 12℃에서 7℃로 냉각된다. 냉각기에서의 냉각량(kW)을 구하시오.

(단, 비열()은 다음 조건으로 정의되며, 열손실은 없다고 가정한다.) : 표 생략

12. 실내공간에서 정상상태(Steady-State)로 CO₂가 발생되고 환기되는 상황에서 다음 각 항목을 설명하시오.

1) 다음 조건에 따른 실내 CO₂농도의 물질수지 기반 정량식 유도 : 표 생략

2) 유도된 식의 해석 및 활용방안

3) DCV(Demand controlled ventilation) 제어

13. 측정값의 불확실성 분석(Uncertainty analysis)에 대하여 다음 각 항목을 설명하시오.

1) 정의

2) 불확실성의 분류

3) 불확실성 합성 공식 유도([조건]의 기호 참고) : 표 생략

4) 공조 및 냉동 시스템에서의 활용 사례

 

기술사 136회 제 2교시(시험시간:100분)

 

※ 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각25점)

1. 습공기선도에 대하여 다음 각 항목을 설명하시오.

1) 습공기선도는 하나의 특정 상태량을 일정한 값으로 정하고 작도되는데, 이 상태량이 무엇인지 제시하시오.

2) 습공기 상태량 중 건조공기 질량당으로 표현되는 상태량을 모두 열거하고, 그 건조공기 질량당으로 표현하는 이유를 설명하시오.

3) 습공기선도 상의 한 상태점에 대하여 건구온도, 습구온도, 노점온도, 상대습도, 절대습도, 비체적, 수증기분압, 엔탈피를 나타내시오. 또한, 현열비, 열수분비를 정의하고, 습공기선도 상에 나타내시오.

4) 중앙 냉방 공조방식에 대하여 실내공기는 1, 실외공기는 2, 실내와 실외의 혼합공기는 3, 장치노점온도는 4, 공기조화기 출구는 5로 표시하여 습공기선도에 나타내시오.

5) 중앙 난방 공조방식에 대하여 실내공기는 1, 실외공기는 2, 실내와 실외의 혼합공기는 3, 공기조화기 가열기 출구는 4, 공기조화기 온수가습기 출구는 5로 표시하여 습공기선도에 나타내시오.

2. 다음의 각 항목에 대하여 유도 또는 설명하시오.

1) 운동에너지 공식 유도

2) 위치에너지 공식 유도

3) 엔탈피의 정의

4) 엔탈피가 공조냉동기계 분야에 적용된 사례

3. 「대기환경보전법」에 따라 냉매 사용기기의 냉매를 회수하거나 회수한 냉매를 보관, 운반 및 재사용하는 영업을 하기 위한 냉매회수업자는 환경부장관에게 등록하여야 한다. 이때 냉매회수업의 시설·장비 및 기술인력의 기준에 대하여 설명하시오.

4. 지구온난화 문제로 현재 냉매 취급이 더욱 중요해지고 있다. 이와 관련하여 「고압가스안전관리법」으로 정해진 1일의 냉동능력 산정식에 대하여 설명하시오.

5. 건축물의 용도, 에너지 성능, 유지관리성을 고려한 공기조화 시스템 계획에 대하여 다음 각 항목에 대하여 설명하시오.

1) 공기조화 시스템 계획 시 단계별 고려해야 할 주요 사항

2) 건물 용도별(병원, 극장, 학교) 공조 방식 선정 기준과 차이점

3) 에너지 절감과 유지관리성 확보를 위한 설계 전략

4) 최근 탄소중립 정책과 기술 동향이 공조 계획에 미치는 영향

6. 배관 내 유동에 대한 압력손실을 구하는 계산식 을 로 변환할 때 ​값을 구하시오.

(단, 를 유효자릿수 4개로 반올림 하시오.)

 

기술사 136회 제 3교시(시험시간:100분)

 

※ 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각25점)

1. 냉동시스템의 압축기 흡입배관 설계 및 시공 시 주의사항에 대하여 설명하고, 액백(Liquid back) 방지를 위한 배관(증발기와 압축기 사이)을 그림 a, b, c, d, e, f를 그리고, 그 그림에 배관을 단선으로 도시하시오.

(단, 밸브 등 부속품은 생략)

2. 2025년부터 변경 시행되고 있는 「제로에너지건축물 인증에 관한 규칙」과 「제로에너지건축물 인증 기준」에 관하여 다음 사항에 대하여 설명하시오.

1) 인증기준

2) 제로에너지 건축물 인증등급과 인증요건

3) 연간단위면적당 1차에너지 소요량(kWh/㎡・년)

4) 에너지자립률

3. 수냉식 원심식 냉동기의 운전데이터 중 냉수 출구온도와 냉각수 입구온도만을 활용하여 COP(성적계수)를 예측할 때, 다음 사항에 대하여 설명하시오.

1) COP 예측의 필요성

2) COP의 정의 및 수식

3) 수냉식 원심식 냉동기의 냉동사이클

4) 열역학 제1법칙과 열평형 오차

5) 다중 회귀 분석을 이용한 COP 예측

6) 분석 및 예측 결과 활용 방안

4. 공조설비(HVAC) 시스템에 적용되는 인공지능(AI) 기술에 대해 다음 사항에 대하여 설명하시오.

1) HVAC 분야에서의 AI 적용 목적

2) AI가 활용되는 주요 기술 또는 알고리즘

3) AI의 적용 사례 (에너지 최적화, 유지관리, 고장진단 등)

4) AI 기술의 향후 발전 가능성과 유의점

5. 내부지름이 0.1 m, 길이가 20 m인 원관 내로 1 m/s의 평균속도로 20℃의 유체가 흘러 들어가고 있다. 이때 원관 내측 표면온도가 100℃이고, 원관 내측 표면과 유체 사이의 대류열전달계수가 4000 W/(㎡·℃)일 때, 유체의 출구온도(℃)와 유체에 전달된 열전달량(kW)을 구하시오.

(단, 유체의 밀도는 1000 kg/㎥, 유체의 비열은 4180 J/(kg·℃)이다.)

6. 다음 조건으로 운전되는 LiBr/H2O 1중 효용 흡수식 냉동기를 가정하여 성적계수(COP)를 구하시오.

(단, 소수점 셋째 자리까지 반올림하시오.)

 

기술사 136회 제 4교시(시험시간:100분)

 

※ 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각25점)

1. 냉매로 물을 사용하고 흡수제로 리튬브로마이드(LiBr) 수용액을 사용하는 흡수식 냉동기에서 리튬브로마이드 수용액의 결정사고가 발생하였다. 그 원인과 대책(해정방법)에 대하여 설명하시오.

2. 최근 기계실의 배관 방식은 신재생에너지 설비의 도입 확대와 자동제어 기술의 발달로 인해 변화하고 있으며, 이와 관련하여 기존 헤더(Header) 방식에서 루프(Loop) 방식으로 변경하는 기법이 대두되고 있다. 두 방식에 대하여 개요와 차이점을 비교하여 설명하시오.

3. 냉동기 및 공조기 데이터 측정 시 발생하는 결측치에 대하여 다음 각 항목을 중심으로 설명하시오.

1) 결측치 발생 원인

2) 결측치가 성능 분석에 미치는 영향

3) 결측치 처리 방법 분류

4) HVAC 분야에서의 적용 사례

4. 데이터센터의 고밀도 랙 환경에 대응하기 위한 냉방시스템 설계전략에 대하여 다음 각 항목에 대하여 설명하시오.

1) 고밀도 랙 대응을 위한 공조 방식의 변화

2) 무중단 운전을 위한 시스템 구성 사례

3) 에너지절감 및 유지관리 편의성을 고려한 설계 요소

4) CFD, BIM 등 디지털 기술이 데이터센터 냉방계획에 미치는 영향

5. 1-shell pass(저온유체), 2-tube pass(고온유체) 원통-관(shell-tube) 열교환기에서 질량유량이 1 kg/s인 저온유체(비열 4.2 kJ/(kg·℃))의 입구온도()가 20℃, 출구온도()가 50℃이고, 질량유량이 2.5 kg/s인 고온유체(비열 3.6 kJ/(kg·℃))의 입구온도()가 75℃일 때, 보정계수 를 다음 그래프에서 찾아 필요한 열교환기 면적(㎡)을 구하시오.

(단, 두 유체 사이의 총괄열전달계수는 200 W/(㎡·℃)이며, 열손실은 없다.

소수점 둘째 자리까지 반올림하시오.)

6. 증발압력 320 kPa, 응축압력 1000 kPa인 냉동사이클에서 증발기 출구 건도 1, 응축기 출구 건도 0이며, 과열도 5℃, 압축기 단열효율이 0.6(60%)일 때, 다음 항목을 구하시오.

(단, 열손실은 없으며, 증발 및 응축과정은 등압과정이고, 냉매 상태량표에 없는 값은선형보간법을 이용한다.)

1) 냉동사이클의 성적계수(COP) (소수점 둘째 자리까지 반올림하시오.)

2) 압축기 출구의 냉매온도(℃) (소수점 첫째 자리까지 반올림하시오.)

 

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※ 그림 또는 식이 생략된 부분은 첨부 파일을 참고하여 주시기 바랍니다.