[주택관리사보 1차 제20회(2017) 106번]

시간당 1,000리터의 물을 10℃에서 87℃로 가열하기 위한 최소 가스용량(m3/h)은? (단, 가스발열량은 11,000 kcal/Nm3, 보일러의 열효율은 70%, 물의 비열은 4.2 kJ/kgK이다.)
공동주택시설개론
  1. ①5
  2. ②7
  3. ③10
  4. ④15
  5. ⑤18

선지를 골라 바로 채점해 보세요.

정답 ③ — 시간당 요구되는 흡열량 77,000 kcal/h77,000\text{ kcal/h}를 가스 유효발열량인 7,700 kcal/m37,700\text{ kcal/m}^3으로 나누면 최소 가스용량은 10 m3/h10\text{ m}^3/\text{h}가 됩니다.

선지별 오답 이유

  • ① 소비 열량을 2배 과소평가하거나 가스 발열량을 2배 과대평가하여 산출된 잘못된 값입니다.
  • ② 보일러의 효율을 나누지 않고 곱하거나 열량 계산 과정에서 비열 또는 온도차 적용을 누락하여 도출된 수치입니다.
  • ③ 필요 열량 77,000 kcal/h77,000\text{ kcal/h}를 유효 발열량인 11,000 kcal/m3×0.7=7,700 kcal/m311,000\text{ kcal/m}^3 \times 0.7 = 7,700\text{ kcal/m}^3으로 나눈 값으로 정확한 최소 가스용량입니다.
  • ④ 열효율을 70%70\%가 아닌 약 46%46\% 수준으로 잘못 적용하였을 때 도출되는 계산 오류입니다.
  • ⑤ 보일러의 효율 손실을 역으로 가산하거나 온도차를 잘못 적용하여 실제보다 지나치게 크게 산정된 값입니다.

관련 개념

가열에 필요한 유효 열량은 물의 질량, 비열, 온도 상승분의 곱으로 계산하며 Q=m⋅c⋅ΔTQ = m \cdot c \cdot \Delta T로 나타냅니다.
보일러의 가스 소비량은 가열에 필요한 총열량을 연료의 단위 발열량과 기기의 열효율의 곱으로 나누어 산정합니다.
문제에서 주어진 물의 비열 4.2 kJ/(kg⋅K)4.2\text{ kJ/(kg}\cdot\text{K)}는 1 kcal/(kg⋅∘C)1\text{ kcal/(kg}\cdot{^\circ\text{C})}에 해당하므로 단위를 일치시켜 계산합니다.

출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · AI 해설 · 자동 검증 통과

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