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공조냉동기계기능사 · 필기 이론

공조냉동기계기능사 암기노트+600제

전체 15개 과목 · 164개 항목 가운데 앞 5개 항목을 그대로 공개합니다.

냉동의 기초·열역학

냉동기계

1

냉동의 정의와 냉동 방법

용어	뜻
★ 냉동	물체의 온도를 인위적으로 주위보다 낮게 만들어 유지
냉각	상온보다 낮은 온도로 열 제거
냉장	0℃ 이상(동결점 이상)에서 상변화 없이 저장
동결	응고점 이하로 열을 빼앗아 고체로
제빙	물을 얼려 얼음 생산
냉방	실내 공기의 열을 빼앗아 주위보다 낮게

자연적 냉동	이용하는 열
★ 얼음	융해열(융해잠열)
드라이아이스(고체 CO₂)	승화열(승화잠열)
기한제(얼음 + 식염 등)	융해열 + 용해열 → 0℃ 아래
물·액체 뿌림	증발열

기계적 냉동	원리
★ 증기 압축식	냉매 증발잠열 + 압축기
흡수식	냉매 증발열 + 흡수제(열 구동)
증기분사식	물의 증발열(이젝터로 진공)
공기 압축식	압축 기체 단열팽창(증발열 아님)
전자식(열전)	펠티에 효과 — 두 금속 접합부에 전류 → 한쪽 흡열

자연적 냉동의 한계 = 온도 조절 어려움·연속 냉동 불가·대량 냉동 곤란
★ 증기 압축식 냉동 원리 = 냉매의 증발잠열 (팽창열·고체 승화열·현열 변화 ×)
드라이아이스 = 고체 → 기체로 바로(승화), 얼음 = 고체 → 액체(융해)
냉동에 쓰는 열 = 증발열·융해열·승화열(잠열) + 현열 / 전기 저항열 ×

증발열 이용 = 증기 압축식·흡수식·증기분사식 ↔ 압축 기체 팽창식 = 증발열 이용 아님

2

온도·열량·비열·열용량

온도	관계
섭씨 ℃	물 어는점 0·끓는점 100
화씨 ℉	℉ = 9/5 × ℃ + 32
★ 절대온도 K	K = ℃ + 273
랭킨 R	R = ℉ + 460

양	뜻·값
열량 1 kcal	물 1 kg을 1℃ 올리는 열 ≈ 4.186 kJ
비열 c	물질 1 kg을 1 K 올리는 열(kJ/kg·K)
물의 비열	4.19 kJ/kg·K(1 kcal/kg·℃)
얼음의 비열	약 2.1 kJ/kg·K(0.5 kcal/kg·℃)
공기 정압비열	약 1.01 kJ/kg·K(0.24 kcal/kg·℃)
★ 열용량	물체 전체를 1 K 올리는 열 = 질량 × 비열
★ 비열비 k	정압비열 ÷ 정적비열 > 1

기체: 정압비열 > 정적비열, 비열은 압력·온도에 따라 다름
비열 큰 물질 = 가열·냉각에 열이 많이 듦(데우기·식히기 어려움)
★ 현열 = 상태 변화 없이 온도만 변화 ↔ 잠열 = 온도 일정, 상태만 변화(융해열도 잠열)
공기: 밀도 약 1.2 kg/㎥(20℃), 평균 분자량 28.96

현열 Q = m·c·Δt → 물 100 kg, 20 → 50℃: 100 × 4.19 × 30 = 12,570 kJ

공기 정압비열 0.24 kcal/kg·℃ (0.44 ×) / 정적비열 > 정압비열 ×

3

잠열과 상태변화 계산

상태 변화	잠열 이름
고체 → 액체	융해열
액체 → 고체	응고열(동결잠열)
액체 → 기체	증발열(기화열)
기체 → 액체	응축열
★ 고체 → 기체	승화열

잠열 값	SI(kcal)
★ 0℃ 얼음 융해·물 응고	334 kJ/kg(79.7 ≈ 80 kcal/kg)
★ 100℃ 물 증발	2,257 kJ/kg(539 kcal/kg)
0℃ 물 증발	약 2,501 kJ/kg(597.3 kcal/kg)

계산 순서	식
얼음 현열	m × 2.1 × Δt
융해	m × 334
물 현열	m × 4.19 × Δt
증발	m × 2,257

예제	풀이
−10℃ 얼음 5 kg → 20℃ 물	5×2.1×10 + 5×334 + 5×4.19×20 = 105 + 1,670 + 419 = 2,194 kJ
0℃ 얼음 3.5 kg 융해	3.5 × 334 = 1,169 kJ(약 280 kcal)
열량으로 녹이는 얼음	열량 ÷ 334 kJ/kg(80 kcal/kg)
100℃ 포화수 2 kg 증발	2 × 2,257 = 4,514 kJ(1,078 kcal)

합계 열량 = 구간별 현열 + 잠열을 모두 더함

15℃ 물 1,000 kg → 0℃ 얼음: 1,000 × 4.19 × 15 + 1,000 × 334 = 62,850 + 334,000 = 396,850 kJ

승화열·증발열·융해열·응축열 = 모두 잠열 ↔ 융해열을 현열로 보는 보기 ×

4

압력: 절대·게이지·진공

표준 대기압 1 atm	같은 값
★ SI	101.325 kPa = 1.01325 bar
수은주	760 mmHg = 76 cmHg
공학 단위	1.0332 kgf/㎠ = 10.33 mAq
psi	14.7 psi(1 psi ≈ 6.895 kPa ≈ 70.3 gf/㎠)

압력	기준
★ 절대압력	완전 진공 = 0 기준(kPa abs, kgf/㎠a)
게이지압력	대기압 = 0 기준(kgf/㎠g), 압력계 지시값
진공도	대기압 이하를 cmHgV로(0~76)
연성계(복합 압력계)	대기압 이상·이하 모두 지시 — 저압측

관계·예제	식·값
★ 대기압 이상	절대압력 = 대기압 + 게이지압력
대기압 이하	절대압력 = 대기압 − 진공압
진공 h cmHgV	절대 = 101.325 × (76 − h) ÷ 76 kPa
38 cmHgV	≈ 50.7 kPa(abs) ≈ 0.5166 kgf/㎠a
9.8 cmHgV	≈ 88.3 kPa(abs) ≈ 0.9 kgf/㎠a

압력계 지시값 = 게이지압력, 압축비·중간압력 계산 = 절대압력

1 atm = 0.101325 MPa (1.10325 MPa ×) / 절대압력 기준 = 완전 진공 (대기압 ×)

5

일·동력·전력량 단위 환산

단위	환산값
1 W	1 J/s
★ 1 kW	1 kJ/s = 3,600 kJ/h ≈ 860 kcal/h
1 kWh	3,600 kJ ≈ 860 kcal
★ 1 PS(불마력)	75 kgf·m/s = 0.7355 kW ≈ 632 kcal/h
★ 1 HP(영마력)	76 kgf·m/s = 0.746 kW ≈ 641 kcal/h
1 kcal	427 kgf·m(열의 일당량) ≈ 4.186 kJ
1 kgf·m/s	9.8 W
1 kcal/h	약 1.163 W
1 Btu	물 1 lb를 1℉ 올리는 열 ≈ 0.252 kcal

계산	풀이
75 kgf·m/s 일 → 열	75 × 3,600 ÷ 427 ≈ 632 kcal/h
2,000 W × 1시간	2 kWh = 7,200 kJ ≈ 1,720 kcal
3,320 kcal → 일	3,320 × 427 = 1,417,640 kgf·m

★ 동력 크기: 1 kW > 1 PS > 1 kgf·m/s > 1 kcal/h
전력 W·전류 A·전압 V·전하 C (전력 단위 = W)
1 kcal ≈ 3.968 Btu

1 Btu = 3.968 kcal × → 1 kcal = 3.968 Btu / 1 kW = 860 kcal/h (760 ×), 1 HP 641 ↔ 1 PS 632

여기까지가 맛보기입니다

공조냉동기계기능사 암기노트+600제 전체는 15개 과목 164개 항목으로 이어집니다. 핵심 이론 요약과 600문제를 한 권에 담았고, PDF로 바로 보실 수 있습니다.

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