제128회 소방기술사 3교시 참고답안

제128회 소방기술사 3교시 참고답안

※ 본 답안은 수험생의 이해를 돕기 위한 참고용 예시 답안이며, 채점 기준과 다를 수 있습니다. (총 6문제 중 4문제 선택)

문제 1. 건축물의 지하층 구조 및 지하층에 설치하는 비상탈출구의 기준에 대하여 설명하시오.

1. 지하층의 구조 (「건축법」 제2조, 「건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙」)

(1) 지하층 정의

「건축법」 제2조 제1항 제5호에 따르면 "지하층"이란 건축물의 바닥이 지표면 아래에 있는 층으로서, 바닥으로부터 지표면까지의 평균 높이가 해당 층 높이의 2분의 1 이상인 것을 말합니다.

[Diagram illustrating the definition of a basement floor]

(2) 구조 기준 (주요 사항)

지하층은 화재 시 연기 배출 및 피난이 어렵고 소방대 진입이 곤란하므로, 일반 지상층보다 강화된 구조 기준이 적용됩니다.

• 주요 구조부 내화구조: 지하층의 기둥, 보, 내력벽, 바닥 등 주요 구조부는 원칙적으로 내화구조로 해야 합니다.
• 내부 마감재료 제한: 거실의 벽 및 천장 마감재료는 불연재료, 준불연재료 또는 난연재료를 사용해야 합니다. (다중이용시설 등은 불연/준불연 강제)
• 방화구획:
  • 층별 구획: 모든 지하층은 층마다 방화구획해야 합니다.
  • 용도별 구획: 지하층에 설치된 다중이용시설, 위험물 저장/처리 시설 등은 다른 부분과 방화구획해야 합니다.
  • 면적별 구획: 지하층 바닥면적 합계 3,000㎡(스프링클러 설치 시 9,000㎡)마다 구획. (단, 특정 조건 시 완화 가능)
• 직통계단 설치: 지하층의 거실 바닥면적 합계가 300㎡ 이상이거나, 지하 3층 이하인 경우(거실 면적 200㎡ 이상)에는 피난층 또는 지상으로 통하는 직통계단을 2개소 이상 설치해야 합니다. (일정 조건 하 완화 가능)

2. 지하층 비상탈출구 설치 기준 (「건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙」 제12조)

지하층 중 특정 용도 및 규모에 해당하는 경우, 주 출입구 외에 화재 시 피난할 수 있는 비상탈출구를 추가로 설치해야 합니다.

(1) 설치 대상

• 공연장, 집회장, 관람장, 전시장: 해당 용도로 쓰는 바닥면적 합계가 300㎡ 이상인 경우.
• 판매시설, 운수시설, 숙박시설, 위락시설: 해당 용도로 쓰는 바닥면적 합계가 1,000㎡ 이상인 경우.
• 기타 다중이용시설: 「다중이용업소의 안전관리에 관한 특별법 시행령」 제2조 제1항 제7호의6에 해당하는 영업장 (산후조리원, 고시원 등).
• 단독주택, 공동주택: 지하층 거실 바닥면적 합계 50㎡ 이상인 경우.

(2) 설치 기준

항목	설치 기준
설치 위치	- 피난 방향으로 출입문 외의 부분에 설치. - 거실 각 부분으로부터 비상탈출구까지의 보행거리가 30m 이하가 되도록 설치.
구조 및 크기	- 유효너비 0.75m 이상, 유효높이 1.5m 이상. - 문틀을 제외한 개구부 크기 기준.
피난 경로	- 비상탈출구는 피난층 또는 지상으로 통하는 복도나 직통계단에 연결되어야 함.
표지 및 조명	- 비상탈출구임을 알리는 표지(축광식 등) 부착. - 비상탈출구 및 그 경로에 비상조명등 설치.
개폐 방식	- 실내에서 항시 열 수 있는 구조 (잠금장치 설치 금지 원칙). - 피난 방향으로 열리는 구조.
장애물	- 비상탈출구 및 그 통로에 피난에 지장을 주는 장애물 설치 금지.

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문제 2. 화학공장의 정량적 위험도 평가(Quantitative Risk Assessment, QRA) 7단계에 대하여 설명하시오.

1. 개요

정량적 위험도 평가(QRA)는 화학공장과 같이 잠재적 위험성이 높은 시설에서 발생 가능한 사고 시나리오에 대해, 그 발생 빈도(Frequency)와 피해 결과(Consequence)를 공학적 모델과 데이터를 사용하여 정량적(수치적)으로 산출하고, 이를 바탕으로 위험도(Risk = Frequency × Consequence)를 평가하여 관리하는 체계적인 기법입니다. 이는 공정안전관리(PSM) 제도의 핵심 요소 중 하나입니다.

2. QRA 7단계 절차 (일반적)

QRA는 세부적인 방법론에 따라 단계 구분이 다를 수 있으나, 일반적으로 다음과 같은 7단계 절차로 수행됩니다.

단계	주요 내용	사용 기법/도구 (예시)
1단계: 평가 대상 및 범위 설정	- 평가할 공정, 설비, 물질, 운영 조건 등을 명확히 정의. - 평가 목적(설계 검토, 운영 개선, 규제 준수 등) 설정. - 평가 기준(허용 위험도 기준 등) 설정.	- 공정 흐름도(PFD), 공정 배관 계장도(P&ID), 물질 정보(MSDS)
2단계: 위험원(Hazard) 식별	- 평가 대상 내에 존재하는 잠재적인 위험 요인(독성/인화성 물질 누출, 설비 파손, 운전 오류 등)을 체계적으로 식별. - "무엇이 잘못될 수 있는가? (What can go wrong?)"	- HAZOP, Checklist, FMEA, What-if 분석, 과거 사고 사례 분석
3단계: 사고 시나리오(Scenario) 선정	- 식별된 위험원으로부터 발생 가능한 구체적인 사고 시나리오(배관 파단, 탱크 파열, 반응 폭주 등)를 선정. - 대표적이거나 최악의 결과를 초래할 수 있는 시나리오 중심으로 선정.	- 위험원 식별 결과, 전문가 판단
4단계: 발생 빈도(Frequency) 분석	- 선정된 각 사고 시나리오가 얼마나 자주 발생할 것인지 그 빈도를 정량적으로 산출. - "얼마나 자주 발생할 것인가? (How often?)"	- FTA (결함수 분석) - ETA (사건수 분석) - 설비/부품 고장률 데이터베이스 (OREDA, CCPS) - 과거 사고 통계 데이터
5단계: 피해 결과(Consequence) 분석	- 각 사고 시나리오 발생 시 예상되는 물리적 피해(누출 확산, 화재 복사열, 폭발 과압) 및 그로 인한 영향(인명 피해, 재산 손실, 환경 오염)의 정도와 범위를 정량적으로 산출. - "얼마나 심각한가? (How bad?)"	- 누출/확산 모델링 (PHAST, ALOHA) - 화재 모델링 (Pool Fire, Jet Fire) - 폭발 모델링 (VCE, BLEVE) - 피해 영향 모델링 (Probit 모델 - 사망/부상 확률)
6단계: 위험도(Risk) 산출	- 4단계에서 산출된 빈도와 5단계에서 산출된 결과를 조합하여 각 시나리오별 및 전체 공정의 위험도를 정량적으로 계산. - Risk = Frequency × Consequence	- 개인적 위험도 (Individual Risk, IR): 특정 위치의 개인이 사고로 사망할 연간 확률 (등고선 형태 표시). - 사회적 위험도 (Societal Risk, SR): 다수의 인명 피해(N명 이상 사망)가 발생할 연간 빈도 (F-N Curve 형태 표시).
7단계: 위험도 평가 및 관리	- 산출된 위험도(IR, SR)를 사전에 설정된 허용 가능한 위험 기준(Acceptable Risk Criteria)과 비교하여 수용 가능 여부 평가. - 허용 기준을 초과하는 위험에 대해서는 공학적/관리적 위험 감소 대책(설비 개선, 안전 절차 강화, 방호 시스템 추가 등)을 수립하고, 대책 시행 후 위험도가 허용 범위 내로 관리되는지 재평가 (ALARP 원칙).	- 위험도 등고선 (Risk Contour) - F-N Curve - 비용-편익 분석 (CBA)

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문제 3. 가스계소화설비에서 설계농도 유지시간(Soaking Time)에 영향을 주는 요소 및 방호구역 밀폐시험에 대하여 설명하시오.

1. 개요

설계농도 유지시간(Soaking Time 또는 Hold Time)은 가스계 소화약제(할로겐화합물, 불활성기체)가 전역방출 방식으로 방호구역에 방출된 후, 화재를 완전히 진압하고 재발화(Re-ignition)를 방지하기 위해 최소 설계 농도(MDC) 이상으로 유지되어야 하는 시간을 의미합니다. 일반적으로 최소 10분 이상 유지가 요구됩니다. 이 시간 확보는 방호구역의 밀폐 성능(Enclosure Integrity)에 직접적으로 의존합니다.

1) 설계농도 유지시간(Soaking Time)에 영향을 주는 요소

Soaking Time은 방호구역의 기밀성, 약제의 특성, 환경 조건 등 다양한 요소에 의해 영향을 받습니다.

• 방호구역의 밀폐도 (Enclosure Integrity / Tightness):
  • 가장 중요한 요소. 방호구역의 총 누설 면적(ELA, Equivalent Leakage Area)이 클수록 약제가 외부로 더 빨리 누설되어 농도 유지 시간이 짧아집니다.
  • 누설 경로: 문틈, 창문틈, 벽체/바닥 관통부(케이블, 배관), 환기 댐퍼, 건축 구조물 조인트 등 모든 틈새.
• 누설 틈새의 높이 분포 (Leakage Distribution):
  • 누설 틈새가 주로 상부에 있는지, 하부에 있는지, 또는 균일하게 분포하는지에 따라 농도 감소 패턴(하강모드/혼합모드)과 유지 시간이 달라집니다.
  • 특히 공기보다 무거운 약제(CO2, HFCs)는 상부 누설에 취약하고, 공기와 밀도가 비슷한 약제(IG계열)는 상하부 전체 누설 면적에 영향을 받습니다.
• 방호구역의 높이 (Enclosure Height):
  • 높이가 높을수록 약제와 공기 간의 부력 차이에 의한 압력 구배(Stack Effect)가 커져 누설이 촉진될 수 있습니다. (특히 밀도 차이가 큰 약제)
• 소화약제의 종류 (Agent Type):
  • 약제와 공기의 밀도 차이: 밀도 차이가 클수록 부력 효과가 커져 누설 속도에 영향을 줍니다.
  • 약제의 점성 등 유체 특성.
• 초기 설계 농도 (Initial Design Concentration):
  • 초기 방출 농도가 높을수록 최소 설계 농도(MDC)까지 떨어지는 데 더 오랜 시간이 걸립니다. (단, 과농도 시 인체 위험 및 비용 증가)
• 방호구역 내외부 압력 차이 (Pressure Differential):
  • 약제 방출 직후 발생하는 과압/부압, 또는 HVAC 시스템 가동, 외부 바람 등으로 인해 내외부 압력 차이가 발생하면 누설이 가속화됩니다.

2) 방호구역 밀폐시험 (Enclosure Integrity Test / Door Fan Test)

방호구역의 밀폐 성능을 정량적으로 평가하고 설계농도 유지시간(Soaking Time)을 예측하기 위해 실시하는 시험입니다. (근거: NFPA 2001 Appendix C, 국내 KFI 기준 등)

(1) 시험 목적

• 방호구역의 총 누설 면적(ELA)을 정량적으로 측정.
• 측정된 ELA와 방호구역 제원, 약제 특성을 바탕으로 설계농도 유지시간(Soaking Time)을 예측.
• 예측된 Soaking Time이 기준 시간(예: 10분) 이상인지 판정하여 방호구역의 밀폐 적합성(건전성)을 확인.
• 밀폐 성능 미달 시 누설 부위 탐색 및 보수(Sealing)의 기초 자료 제공.

(2) 시험 장비

• 도어 팬 시스템 (Door Fan System): - 교정된 팬(Variable Speed Fan), 유량 측정 장치(Pressure Gauges, Manometer), 팬 속도 제어기. - 방호구역 출입문(Doorway)에 임시로 설치하는 프레임(Frame) 및 기밀 시트(Panel).
• 압력 측정 장치: 방호구역 내외부의 미세한 압력 차이를 정밀하게 측정하는 마노미터.
• 데이터 분석 소프트웨어: 측정 데이터를 입력하여 ELA 및 Soaking Time을 계산하는 전용 프로그램.

(3) 시험 절차

1. 사전 준비: 방호구역 체적 실측, HVAC 정지, 댐퍼/개구부 폐쇄 (밀폐 상태 구현). 도어 팬 시스템 설치.
2. 가압 시험 (Pressurization): 팬으로 방호구역 내부에 공기를 불어넣어 일정 압력(예: 10~50Pa 범위)을 형성하고, 이 압력을 유지하는 데 필요한 공기 유량(누설량)을 여러 압력 단계에서 측정.
3. 감압 시험 (Depressurization): 팬을 반대로 작동시켜 방호구역 내부 공기를 외부로 빼내어 동일한 압력(음압)을 형성하고, 이때의 유량을 측정. (가압/감압 시험 결과를 평균하여 사용)
4. 데이터 분석 (Software): 측정된 압력-유량 데이터를 소프트웨어에 입력. 소프트웨어는 이 데이터를 바탕으로 누설 특성(Flow Exponent 'n' 등)을 분석하고 총 유효 누설 면적(ELA)을 계산.
5. Soaking Time 예측: 계산된 ELA, 방호구역 높이, 약제 종류(밀도), 최소 설계 농도(MDC) 등의 조건을 입력하여 농도 유지 시간(Soaking Time)을 예측 (하강모드 또는 혼합모드 모델 사용).
6. 결과 판정 및 보고: 예측된 Soaking Time이 기준(예: 10분) 이상이면 합격. 미달 시 불합격 처리하고 누설 부위 탐색 및 보수 후 재시험. 시험 결과 보고서 작성.

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문제 4. 복사 쉴드(Shield)와 관련하여 다음을 설명하시오.

1) 복사 쉴드(Shield)의 개념

복사 쉴드(Radiation Shield)는 고온의 물체(표면 1)와 저온의 물체(표면 2) 사이에 복사율(Emissivity, ε)이 낮은 얇은 판(Shield)을 삽입하여, 두 표면 간의 복사 열전달(Radiative Heat Transfer)을 감소시키는 장치를 말합니다. 복사 쉴드 자체는 열원이나 단열재가 아니며, 양쪽 표면으로부터 오는 복사 에너지를 반사(낮은 흡수율 = 낮은 방사율)시키고 낮은 방사율로 재방출함으로써 열전달 경로에 추가적인 열 저항을 부여하는 원리입니다.

[Diagram illustrating radiation shield between two surfaces]

2) 복사 쉴드(Shield) 수에 따른 열유속 변화

(1) 쉴드가 없을 때 (No Shield)

크기가 매우 큰 두 평행 평판(표면 1: 온도 T₁, 방사율 ε₁ / 표면 2: 온도 T₂, 방사율 ε₂) 사이의 단위 면적당 순 복사 열전달률(열유속, q''_12)은 다음과 같습니다. (σ: 슈테판-볼츠만 상수)

q''_12 (No Shield) = σ × (T₁⁴ - T₂⁴) / [ (1/ε₁) + (1/ε₂) - 1 ]

(2) 쉴드가 1개 있을 때 (One Shield)

두 표면 사이에 방사율이 ε₃인 얇은 쉴드(표면 3) 1개를 삽입하면, 열전달 경로는 1→3과 3→2의 두 단계로 나뉩니다. 정상 상태에서는 각 단계의 열 유속이 동일합니다 (q''_13 = q''_32 = q''_12_with_shield).

q''_13 = σ × (T₁⁴ - T₃⁴) / [ (1/ε₁) + (1/ε₃) - 1 ]
q''_32 = σ × (T₃⁴ - T₂⁴) / [ (1/ε₃) + (1/ε₂) - 1 ]

두 표면과 쉴드의 방사율이 모두 동일하다고 가정 (ε₁ = ε₂ = ε₃ = ε)하면, 계산을 통해 쉴드가 있을 때의 열유속은 다음과 같이 됩니다.

q''_12 (One Shield, ε₁=ε₂=ε₃=ε) = (1/2) × [ σ × ε × (T₁⁴ - T₂⁴) / (2 - ε) ] ≈ (1/2) × q''_12 (No Shield, ε₁=ε₂=ε)

즉, 동일한 방사율(ε)을 가진 쉴드 1개를 삽입하면, 복사 열 유속은 쉴드가 없을 때의 약 1/2로 감소합니다.

(3) 쉴드가 N개 있을 때 (N Shields)

동일한 방사율(ε)을 가진 쉴드를 N개 삽입하면, 열전달 경로는 (N+1)개의 구간으로 나뉩니다. 각 구간의 열 저항이 더해지는 효과로 인해, 전체 복사 열 유속은 다음과 같이 됩니다.

q''_12 (N Shields, all ε same) ≈ [ 1 / (N + 1) ] × q''_12 (No Shield, all ε same)

결론: 복사 쉴드의 수가 N개로 증가하면, 복사 열 유속은 쉴드가 없을 때에 비해 약 1 / (N + 1) 배로 감소합니다. 즉, 쉴드의 개수가 많을수록 복사 열전달 차단 효과는 커집니다.

※ 활용 예시: 보온병(진공 단열층), 우주선의 다층 단열재(MLI), 고온 설비의 열 차폐판 등.

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문제 5. 원심펌프 운전 시 발생할 수 있는 공동현상, 수격작용, 맥동현상, Air Binding에 대하여 각각의 문제점과 방지대책을 설명하시오.

1. 개요

원심펌프는 소방설비를 포함한 많은 유체 이송 시스템의 핵심 요소이지만, 운전 조건이나 설비 상태에 따라 여러 이상 현상이 발생하여 성능 저하, 소음/진동, 심각한 손상을 유발할 수 있습니다.

2. 이상 현상별 문제점 및 방지 대책

현상	개념	문제점	방지 대책
공동현상 (Cavitation)	- 펌프 흡입측 압력이 액체의 포화증기압 이하로 낮아져, 임펠러 입구에서 액체가 기화(기포 발생)했다가 고압부에서 급격히 붕괴하는 현상. - (조건) NPSHa < NPSHr	- 소음/진동 발생 (자갈 구르는 소리). - 양정/유량 급격 감소. - 임펠러 침식(Erosion) 손상 (스펀지 형태). - 펌프 효율 저하 및 수명 단축.	- NPSHa 증가: · 흡입 수위 높임 (압입식). · 흡입 배관 손실 최소화 (짧고 굵게, 부속품 최소화). · 수온 낮춤. · 부스터 펌프 설치. - NPSHr 감소: · 펌프 회전수 낮춤. · 양흡입 펌프 사용.
수격작용 (Water Hammer)	- 배관 내 흐르던 유체의 속도가 밸브의 급격한 개폐, 펌프의 급기동/정지 등으로 인해 급격히 변할 때, 유체의 운동 에너지가 압력 에너지로 변환되어 발생하는 높은 이상 압력파(충격파) 현상.	- 배관, 밸브, 펌프, 지지대 등 파손. - 심한 소음 및 진동 발생. - 압력계 등 계측기기 손상.	- 밸브 조작 속도 조절: 밸브(특히 자동밸브)를 천천히 개폐 (조작 시간 증가). - 펌프 제어: 펌프 급기동/정지 방지 (소프트 스타터, 인버터 사용). - 수격방지기(Water Hammer Arrester) 설치: 충격 압력을 흡수하는 장치 설치. - 압력 완화 장치: 릴리프 밸브, 공기실(Air Chamber) 설치. - 배관 내 유속 제한 (적정 유속 설계).
맥동현상 (Surging / Pulsation)	- 펌프 운전 시, 토출 유량과 압력이 주기적으로 심하게 변동하는 현상. - 주로 펌프의 성능 곡선(H-Q)이 우상향 특성(Unstable Curve)을 갖는 구간에서 운전될 때, 또는 배관 시스템 저항과 펌프 성능 곡선의 상호 작용으로 발생.	- 펌프 및 배관 시스템 전체의 심한 진동 유발. - 주기적인 소음 발생. - 펌프 효율 저하 및 베어링 등 부품 손상. - 유량/압력 제어 불안정.	- 운전점 변경: 펌프 운전점(유량)을 성능 곡선의 안정 영역(우하향 구간)으로 이동 (유량 조절 밸브 조작). - 펌프 선정 재검토: 우하향 특성의 안정적인 성능 곡선을 가진 펌프 선정. - 배관 시스템 변경: 시스템 저항 곡선 변경 (배관 수정). - 바이패스(Bypass) 라인 설치 및 유량 조절.
에어 바인딩 (Air Binding / Air Locking)	- 펌프 케이싱(Casing) 또는 흡입 배관 상부에 공기가 고여(축적), 펌프가 물을 제대로 흡입하거나 토출하지 못하는 현상. - 주로 흡상 방식(Foot Valve) 배관의 기밀 불량, 마중물 부족 시 발생.	- 양수 불능 (물이 나오지 않음). - 펌프 공회전(Dry Running)으로 인한 과열 및 내부 손상 (메카니컬 씰, 베어링). - 펌프 효율 급감.	- 흡입 배관 기밀 유지: 모든 연결부에서 공기 누입 방지. - 마중물(Priming) 확인 철저: 펌프 기동 전 케이싱 내 물 채움 확인. - 풋 밸브(Foot Valve) 점검: 누수(체크 기능 상실) 여부 확인. - 배관 상부 공기 제거: 배관 상향 구배 시공, 필요시 에어 벤트 밸브 설치. - 가급적 압입식(Flooded Suction) 배관 방식 채택.

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문제 6. 물질의 발열량과 관련하여 다음을 설명하시오.

1) 발열량의 종류

발열량(Heating Value / Calorific Value)은 단위 질량 또는 단위 부피의 연료(가연물)가 완전히 연소했을 때 발생하는 열량을 의미합니다. 연소 생성물 중 수증기(H₂O)의 응축열(증발 잠열)을 포함하는지 여부에 따라 고위발열량(총발열량)과 저위발열량(진발열량)으로 구분됩니다.

종류	정의	특징	주요 활용
고위 발열량 (HHV, Higher Heating Value / Gross Calorific Value)	- 연료가 완전 연소한 후, 생성물(연소가스)이 원래의 온도(상온)로 냉각되고, 이때 생성된 수증기(H₂O)가 모두 응축하여 물(액체)로 변할 때까지 방출하는 총 열량.	- 수증기의 응축열(증발 잠열)이 포함된 값. - 항상 저위발열량보다 큼.	- 열량계(Calorimeter)에서 직접 측정되는 값. - 보일러 효율 계산 등 총 에너지량 분석.
저위 발열량 (LHV, Lower Heating Value / Net Calorific Value)	- 연료가 완전 연소한 후, 생성물 중 수증기(H₂O)가 응축되지 않고 기체 상태 그대로 배출된다고 가정했을 때의 발열량.	- 수증기의 응축열(증발 잠열)이 제외된 값. - (관계식) LHV = HHV - (수증기의 증발 잠열 × 생성된 수증기 질량)	- 실제 연소 기기(엔진, 보일러 등)에서는 배기가스 온도가 높아 수증기가 응축되지 않고 배출되므로, 실제 이용 가능한 유효 에너지(진발열량)를 나타냄. - 화재 강도(HRR) 계산, 연소 효율 계산 등 공학적 계산에 주로 사용됨.

2) 발열량 측정방법

물질의 발열량은 주로 열량계(Calorimeter)를 이용하여 실험적으로 측정합니다.

(1) 봄(Bomb) 열량계 (정적(定積) 열량계)

• 원리: 일정 부피의 밀폐된 고압 용기(Bomb) 내에서 시료(고체 또는 액체 연료)를 과잉의 산소와 함께 넣고 강제로 완전 연소시킨 후, 연소 시 발생한 열에 의해 용기 주변을 둘러싼 물(또는 다른 매체)의 온도 상승을 측정하여 발열량을 계산하는 방식입니다.
• 측정값: 연소 생성물이 상온으로 냉각되고 수증기도 응축되므로, 측정되는 값은 고위발열량(HHV)입니다.
• 주요 적용: 고체 연료(석탄, 목재 등), 액체 연료(휘발유, 경유 등)의 발열량 측정에 널리 사용됩니다. (KS M ISO 1928 등)
• 구조:
  [Diagram of Bomb Calorimeter]
  • 봄(Bomb): 시료를 넣고 고압 산소를 충전하는 밀폐 용기.
  • 내조(Water Jacket): 봄을 담그고 온도 변화를 측정하는 물통.
  • 단열 외조: 외부와의 열 교환을 차단하는 단열 용기.
  • 온도계: 물의 온도 변화를 정밀하게 측정 (보통 베크만 온도계).
  • 교반기: 물의 온도를 균일하게 유지.
  • 점화 장치: 시료를 점화시키는 전기 회로.
• 계산: 발열량 = (물의 온도 상승 × (물의 질량 × 물 비열 + 열량계의 열용량)) / 시료 질량

(2) 유수(Junker) 열량계 (정압(定壓) 열량계)

• 원리: 기체 연료를 일정한 압력 하에서 연소시키고, 연소 시 발생하는 열을 주변을 흐르는 물에 전달시켜, 물의 입출구 온도 차이와 유량을 측정하여 발열량을 계산하는 방식입니다.
• 측정값: 연소 가스 중 수증기가 응축되지 않고 배출되도록 설계되어 주로 저위발열량(LHV)을 측정하거나, 응축수 양을 측정하여 HHV도 계산 가능합니다.
• 주요 적용: 기체 연료(도시가스, LPG 등)의 발열량 측정에 사용됩니다.
• 계산: 발열량 = (물의 유량 × 물 비열 × 물의 온도 상승) / 연료의 유량

(3) 기타 (추정)

• 조성 분석: 연료의 원소 조성(C, H, O, N, S 등)을 분석하여 이론적인 연소 반응식을 통해 발열량을 계산(추정)하는 방법 (Dulong 식 등). 실험적 측정보다 정확도는 낮습니다.