공조냉동기계기술사 131회, 기출문제 풀이, 냉동장치의 안전관련 압력시험의 종류를 열거하고, 각각에 대하여 설명하시오.

도도한 쭌냥이

1. 글을 시작하며

안녕하세요. 글 쓰는 아빠 도도한 쭌냥이입니다.

오늘 도전해 볼 문제는 냉동장치의 안전 관련 압력 시험의 종류에 대한 것입니다. 냉동장치는 냉매의 상변화를 이용하는 장치로서 장치 운용 시 내부 압력이 대기압보다 높은 상태가 됩니다. 따라서 안전과 관련된 압력시험이 수행되게 되며 이에 대한 내용을 아래에 상세히 정리하였습니다.

2. 냉동장치의 안전 관련 압력시험의 종류

KS B ISO 5149(냉·난방용 기계식 냉동 시스템 - 안전요구사항)에 따르면 시스템의 압력과 관련된 안전 관련 시험의 종류는 3가지로 분류할 수 있으며 아래 표를 기준으로 시험하게 됩니다.

표 3 - 다양한 압력과 최대 작용 압력(MWP, Maximum Working Pressure) 사이에서의 관계

압력	한계
설계 압력	1.0 x MWP 이상
주조에 의해 만들어진 구성 부품에 대한 강도 시험 압력	1.5 x MWP 이상
전조 또는 인발된 재료로 만들어진 구성 요소에 대한 강도 시험 압력	1.3 x MWP 이상
설치된 완전한 시스템에 대한 시험 압력	1.0 x MWP 이상
누설 시험 압력	1.0 x MWP 이상
압력 제한 장치 설치	1.0 x MWP 이하^a
압력 릴리프 장치 설치	1.0 x MWP
배출이 예상되는 릴리프 밸브	1.1 x MWP 미만
^a압력 제한 장치 설치는 릴리프 장치의 설치보다 낮게 이루어지는 것이 바랍직하다.

시험방법에 대한 상세 내용은 다음과 같습니다.

2.1 강도 압력 시험(strength-pressure testing)

형태 시험 등에 의해 압력 강도 시험이 시행되지 않은 경우 시스템의 구성품에 대해 독립적으로 또는 시스템에서 표 3에 따라 현장에서 생산자가 압력 강도 시험을 수행합니다.

표 3에 해당되지 않는 부품의 경우, MWP의 3배의 압력을 파손 없이 견딜 수 있도록 설계되었다면 강도 압력 시험을 제외할 수 있습니다.

강도 압력 시험은 물 또는 다른 액체를 이용하는 정수압을 이용하여 수행합니다. 다만, 액체를 사용할 수 없을 경우 공기나 다른 위험 요소가 없는 가스를 이용해서 시험할 수 있습니다.

2.2 완전한 시스템 시험(complete-system test)

모든 부품에 대하여 강도 압력 시험을 수행했다면 시스템은 공기나 기타 안정적인 가스를 이용하여 표 3 기준의 압력으로 시험합니다.

냉매 충전량 10kg 이하 시스템은 그룹 1 냉매*를 이용할 수 있고, 냉매 충전량 2.5kg 이하 시스템은 그룹 2 냉매**를 이용할 수 있습니다.

모든 부품에 대하여 강도 압력 시험을 수행한 경우, 누설 시험만 수행해도 충분합니다.

해당 시험은 시스템이 완전히 구축된 상태에서 수행합니다.

*그룹 1 냉매 : 사람들에게 대체적으로 해가 되지 않는 불연성(non-flammable) 냉매

**그룹 2 냉매 : 냉매가 공기와 혼합물을 형성할 때 하한 점화 한계(폭발 한계)가 체적에 대해 3.5% 이상인 중독성 또는 부식성 냉매

2.3 누설 시험(leakage test)

전체 시스템이 공장에서 조립된 경우 제조자에 의해 표 3 기준으로 누설 시험을 합니다. 현장에서 조립되었거나 냉매 충전 하였다면 현장에서 표 3에 따라 누설 시험을 수행합니다. 누설 시험은 버블테스트 또는 냉매누설탐지기를 통해서 냉매 누설을 확인합니다.

3. 글을 마치며

KS규격 내용이 번역투로 되어 있어서 이해하는데 한참이 걸렸습니다. 실제로 해당 시험들은 현장에서 이루어지고 있는 시험입니다. 숙지하고 계신다면 요긴하게 사용할 수 있는 내용입니다. 시험용으로만 잠깐 암기하시지 마시고 설계에 이용하겠다는 생각으로 암기하셨으면 좋겠습니다.

이상으로 글을 마치도록 하겠습니다. 읽어 주셔서 감사합니다.