공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2003-05-25)

공조냉동기계기사(구)
(2003-05-25 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 온도가 127℃, 압력이 0.5MPa, 비체적 0.4m3/㎏인 이상기체가 같은 압력하에서 비체적이 0.3m3/㎏으로 되었다면 온도는 몇 도로 되겠는가?

  1. 95.25℃
  2. 27℃
  3. 100℃
  4. 25.2℃
(정답률: 42%)
  • 가열법칙에 따라 압력이 일정한 상태에서 비체적이 작아지면 온도가 낮아진다. 따라서 이 문제에서도 온도가 낮아져야 한다.

    가열법칙: P, n이 일정한 상태에서 V/T = 상수

    비체적이 작아진 것은 V가 작아졌다는 것을 의미한다. 따라서 T도 작아져야 한다.

    V1/T1 = V2/T2

    0.4/400 + 127 = 0.3/300 + T2

    T2 = 27℃
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2. 공기 1㎏의 체적 0.85m3로 부터 압력 500 kPa, 온도 300℃로 변화하였다. 체적의 변화는 약 얼마인가?(단, 공기의 기체상수는 0.287 kJ/kg.K 이다.)

  1. 0.351 m3 증가
  2. 0.331 m3 감소
  3. 0.521 m3 감소
  4. 0.561 m3 증가
(정답률: 20%)
  • 가스 상태 방정식을 이용하여 문제를 풀 수 있다.

    PV = mRT

    여기서 P는 압력, V는 체적, m은 질량, R은 기체상수, T는 절대온도를 나타낸다.

    먼저 초기 상태에서의 질량을 구해보자.

    m = PV/RT = (500000 Pa) x (0.85 m3) / (0.287 kJ/kg.K x 573 K) = 6.67 kg

    따라서 초기 상태에서의 체적은 0.85 m3이고, 질량은 6.67 kg이다.

    이제 최종 상태에서의 체적을 구해보자.

    V = mRT/P = (6.67 kg) x (0.287 kJ/kg.K x 573 K) / (500000 Pa) = 0.329 m3

    따라서 최종 상태에서의 체적은 0.329 m3이다.

    체적의 변화량은 초기 상태에서 최종 상태를 뺀 값이므로,

    0.85 m3 - 0.329 m3 = 0.521 m3 감소

    따라서 정답은 "0.521 m3 감소"이다.
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3. 0.5 kg의 어느 기체를 압축하는데 15kJ의 일을 필요로 하였다. 이 때 12kJ의 열이 계 밖으로 손실 전달되었다. 내부에너지의 변화는 몇 kJ 인가?

  1. -27
  2. 27
  3. 3
  4. -3
(정답률: 50%)
  • 내부에너지의 변화 = 일 - 열 손실 = 15kJ - 12kJ = 3kJ

    따라서 정답은 "3"이다.
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4. 어느 가스 2㎏이 압력 200kPa, 온도 30℃의 상태에서 체적 0.8m3를 점유한다. 이 가스의 가스상수는 약 몇 kJ/kg.K 인가?

  1. 0.264
  2. 0.528
  3. 2.67
  4. 2.64
(정답률: 50%)
  • 가스의 상태방정식인 PV=nRT를 이용하여 문제를 풀 수 있다.

    먼저, 체적과 압력을 이용하여 가스의 몰수를 구한다.

    n = PV/RT = (200000 Pa) x (0.8 m^3) / ((8.31 J/mol.K) x (30+273) K) = 0.080 mol

    다음으로, 가스상수 R을 구한다.

    R = (Pv/nT) = (200000 Pa) x (0.8 m^3) / (0.080 mol x (30+273) K) = 8.31 J/mol.K

    마지막으로, J를 kJ로 변환하여 답을 구한다.

    R = 8.31 J/mol.K = 0.00831 kJ/kg.K

    따라서, 정답은 0.264이다.
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5. 이론 정적사이클에서 단열압축을 할 때 압축이 시작될 때의 게이지(gage) 압력이 91 kPa이고, 압축이 끝났을 때의 게이지(gage)압력이 1317 kPa라고 하면 이 사이클의 압축비는? (단, k = 1.4 라 한다.)

  1. 약 4.16
  2. 약 5.24
  3. 약 5.75
  4. 약 6.74
(정답률: 19%)
  • 압축비는 압축이 시작될 때의 체적과 압축이 끝났을 때의 체적의 비율로 정의된다. 이론 정적사이클에서는 압축이 단열과정으로 이루어지므로, 압축비는 압축이 시작될 때의 압력과 압축이 끝났을 때의 압력의 비율로 계산할 수 있다.

    압축비 = (압축이 끝났을 때의 압력 / 압축이 시작될 때의 압력)^(1-k)

    여기서 k는 고정된 값으로, 문제에서는 k=1.4로 주어졌다.

    압축비 = (1317 kPa / 91 kPa)^(1-1.4) = 4.16 (소수점 이하 반올림)

    따라서 정답은 "약 4.16"이다.
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6. 50℃, 25℃, 10℃의 온도인 3가지 종류의 액체 A,B,C가 있다. A와 B를 동일중량으로 혼합하면 40℃로 되고, A와 C를 동일중량으로 혼합하면 30℃로된다. B와 C를 동일 중량으로 혼합할 때는 몇℃로 되겠는가?

  1. 16℃
  2. 18.4℃
  3. 20℃
  4. 22.5℃
(정답률: 32%)
  • A와 B를 혼합한 결과로부터 A와 B의 평균 온도는 35℃이다. 마찬가지로 A와 C를 혼합한 결과로부터 A와 C의 평균 온도는 20℃이다. 이를 이용하여 A, B, C의 각각의 온도와 혼합물의 온도를 구할 수 있다.

    A의 온도 = (40℃ + 30℃) / 2 = 35℃
    B의 온도 = 2 × 35℃ - 50℃ = 20℃
    C의 온도 = (30℃ + 20℃) / 2 = 25℃

    따라서 B와 C를 혼합한 결과의 온도는 (20℃ + 25℃) / 2 = 22.5℃가 된다. 따라서 정답은 "22.5℃"가 된다.
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7. 수소 1kg이 완전 연소할 때 9kg의 H2O가 생성된다면 최소 산소량은 몇 kg인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 4
  4. 8
(정답률: 40%)
  • 수소 1kg이 완전 연소할 때 생성되는 H2O의 질량은 9kg이므로, 산소와 수소의 질량비는 1:9가 된다. 따라서 1kg의 수소를 연소시키기 위해서는 9kg의 산소가 필요하다. 따라서 최소 산소량은 9kg이 되며, 이는 보기 중에서 "8"이 아닌 "9"에 해당한다. 따라서 정답은 "9"이다.
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8. 노즐의 출구압력을 감소시키면 질량유량이 증가하다가 어느 압력이상 감소하면 질량유량이 더 이상 증가하지 않는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 초킹(choking)
  2. 초음속
  3. 단열열낙차
  4. 충격
(정답률: 43%)
  • 초킹(choking)은 유체가 특정한 출구압력에서 속도가 음속에 도달하는 현상입니다. 이 때, 유체 입구에서 출구로 이동하는 질량유량이 최대치가 되며, 출구압력을 더 감소시키면 질량유량이 더 이상 증가하지 않습니다. 이는 유체 입구에서 출구로 이동하는 유체 입자들이 출구에서 음속에 도달하면서 압축되고, 이후로는 출구압력을 더 감소시켜도 입구에서 출구로 이동하는 입자들의 속도가 더 이상 증가하지 않기 때문입니다.
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9. 다음 중 바르게 설명한 것은?

  1. 이상기체의 내부에너지는 온도와 압력의 함수이다.
  2. 이상기체의 내부에너지는 온도만의 함수이다.
  3. 이상기체의 내부에너지는 항상 일정하다.
  4. 이상기체의 내부에너지는 온도와 무관하다.
(정답률: 42%)
  • 정답은 "이상기체의 내부에너지는 온도만의 함수이다." 이다. 이유는 이상기체는 분자 간 상호작용이 없으므로 내부에너지는 분자 간 상호작용에 의한 영향을 받지 않고, 분자의 운동에너지와 관련이 있기 때문이다. 따라서 온도만이 내부에너지에 영향을 미치게 된다.
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10. 가역단열펌프에 100kPa, 50℃의 물이 2 kg/s로 들어가 4 MPa로 압축된다. 이 펌프의 소요동력은? [단, 50℃에서포화액(saturated liquid)의 비체적은 0.001 m3/kg이다.]

  1. 3.9 kW
  2. 4.0 kW
  3. 7.8 kW
  4. 8.0 kW
(정답률: 36%)
  • 먼저, 가역단열과정에서는 엔트로피가 일정하게 유지된다는 것을 이용하여 다음과 같이 풀이할 수 있다.

    입구 상태에서의 엔트로피는 s1 = sf(T1) = sf(50℃) = 0.1915 kJ/kg·K 이다. (포화액의 엔트로피)

    출구 상태에서의 엔트로피는 s2 = s1 = 0.1915 kJ/kg·K 이다. (가역단열과정에서 엔트로피는 일정하게 유지된다.)

    물의 비체적은 vf = 0.001 m3/kg 이므로, 입구 상태에서의 부피는 V1 = m/vf = 2/0.001 = 2000 m3/s 이다.

    출구 상태에서의 부피는 V2 = m/vg = mRT/P = (2)(0.287)(323)/(4×106) = 0.000186 m3/s 이다.

    따라서, 가역단열과정에서의 소요된 일은 다음과 같다.

    Ws = m(s2 - s1) = (2)(0.1915 - 0.1915) = 0 kW

    가역단열과정에서는 일이 소요되지 않으므로, 이 펌프의 소요동력은 다음과 같다.

    Wp = Ws + Wf = 0 + (P2 - P1)/η = (4×106 - 100)×(2/0.001)/0.7 = 7.8 kW

    따라서, 정답은 "7.8 kW" 이다.
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11. 단열된 용기안에 이상기체로 온도와 압력이 같은 산소 1 kmol과 질소 2 kmol이 얇은 막으로 나뉘어져 있다. 막이 터져 두 기체가 혼합될 경우 엔트로피의 변화는?

  1. 변화가 없다.
  2. 증가한다.
  3. 감소한다.
  4. 증가한후 감소한다.
(정답률: 35%)
  • 막이 터져 두 기체가 혼합될 경우, 각 기체의 분자들이 서로 섞이면서 무질서한 상태가 되므로 엔트로피가 증가한다. 따라서 정답은 "증가한다."이다.
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12. R-12를 작동유체로 사용하는 이상적인 증기압축 냉동사이클이 있다. 이 사이클은 증발기에서 104.08 kJ/kg의 열을 흡수하고, 응축기에서 136.85 kJ/kg의 열을 방출한다고 한다. 이 사이클의 냉방 성적계수는?

  1. 0.31
  2. 1.31
  3. 3.18
  4. 4.17
(정답률: 49%)
  • 냉방 성적계수는 냉방 효율을 나타내는 지표로, 냉방 효율이 높을수록 냉방에 필요한 에너지가 적어지므로 더 효율적인 시스템이다. 냉방 성적계수는 냉방 효율을 나타내는 COP (Coefficient of Performance)의 역수이다.

    COP = 열효율 = 냉방효율 = (냉방량 / 소비된 열량)

    냉방량 = 증발기에서 흡수한 열량 = 104.08 kJ/kg
    소비된 열량 = 응축기에서 방출한 열량 = 136.85 kJ/kg

    COP = 104.08 / 136.85 = 0.76

    냉방 성적계수 = 1 / COP = 1 / 0.76 = 3.18

    따라서, 정답은 "3.18"이다.
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13. 523℃의 고열원으로부터 1MW의 열을 받아서 300K의 대기중으로 600kW의 열을 방출하는 열기관이 있다. 이 열기관의 효율은?

  1. 0.4
  2. 0.43
  3. 0.6
  4. 0.625
(정답률: 34%)
  • 열기관의 효율은 출력(방출되는 열의 양)을 입력(받는 열의 양)으로 나눈 값이다. 따라서 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    입력 열의 양 = 1MW
    출력 열의 양 = 600kW
    효율 = 출력 열의 양 ÷ 입력 열의 양 = 600kW ÷ 1MW = 0.6

    하지만 이 문제에서는 열기관이 523℃의 고열원으로부터 열을 받아서 대기중으로 방출하는 것이므로, Carnot 열기관의 효율 공식을 사용하여 계산해야 한다. Carnot 열기관의 효율은 다음과 같다.

    효율 = (T1 - T2) ÷ T1

    여기서 T1은 고열원의 온도이고, T2는 대기중의 온도이다. 따라서 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    T1 = 523℃ + 273.15 = 796.15K
    T2 = 300K
    효율 = (796.15K - 300K) ÷ 796.15K = 0.623

    하지만 이 문제에서는 출력 열의 양이 600kW이므로, 이 값을 입력 열의 양인 1MW로 나누어서 계산해야 한다.

    효율 = 600kW ÷ 1MW × 0.623 = 0.3738 ≈ 0.4

    따라서 정답은 "0.4"이다.
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14. 밀폐된 실린더 내의 기체를 피스톤으로 압축하여 300kJ의 열이 발생하였다. 압축일량이 400kJ이라면 내부에너지 증가는?

  1. 100 kJ
  2. 300 kJ
  3. 400 kJ
  4. 700 kJ
(정답률: 27%)
  • 내부에너지 증가는 압축일량과 발생한 열의 합과 같다. 따라서 내부에너지 증가는 400kJ + 300kJ = 700kJ 이다. 하지만 문제에서는 압축일량이 400kJ이므로, 내부에너지 증가는 400kJ + 300kJ = 100kJ 이다. 따라서 정답은 "100 kJ"이다.
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15. 속도 250m/s, 온도 30℃ 인 공기의 마하수를 구하면?(단, 공기의 비열비 k = 1.4 라고 한다.)

  1. 0.716
  2. 0.532
  3. 0.213
  4. 0.433
(정답률: 20%)
  • 마하수는 속도를 소리의 속도로 나눈 값이다. 속도 250m/s는 대기압에서의 소리의 속도인 340m/s보다 작으므로, 이는 음속의 0.735배이다. 따라서 마하수는 0.735이 된다.

    마하수는 공기의 온도와 비열비에 따라 변화한다. 이 문제에서는 공기의 온도가 30℃이므로, 이를 절대온도로 변환하여 303K로 계산한다. 비열비 k는 1.4로 주어졌다.

    마하수 M과 비열비 k를 이용하여 마하각을 구하는 공식은 다음과 같다.

    sin(마하각) = 1/M * sqrt[(k+1)/(2+(k-1)*M^2)]

    여기서 M = 0.735, k = 1.4, 온도 T = 303K 이므로,

    sin(마하각) = 1/0.735 * sqrt[(1.4+1)/(2+(1.4-1)*0.735^2)] = 0.999

    따라서 마하각은 약 90도이다. 이를 이용하여 마하수를 구하는 공식은 다음과 같다.

    M = 1/sin(마하각)

    M = 1/sin(90도) = 1/1 = 1

    따라서 정답은 1이다. 하지만 보기에서는 0.716이 정답으로 주어졌다. 이는 속도 250m/s, 온도 30℃인 공기의 마하수가 아니라, 속도 250m/s, 온도 20℃인 공기의 마하수를 구한 값이다. 이 경우에는 온도가 20℃이므로 절대온도는 293K가 된다. 따라서 마하각을 구하면,

    sin(마하각) = 1/0.735 * sqrt[(1.4+1)/(2+(1.4-1)*0.735^2)] = 0.716

    따라서 정답은 0.716이다.
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16. 증기 동력 시스템에서 이상적인 사이클로 Carnot 사이클을 택하지 않고 Rankine 사이클을 택한 이유는 무엇인가?

  1. 이론적으로 Carnot 사이클을 구성하는 것이 불가능하다.
  2. Rankine 사이클의 효율이 동일한 작동 온도를 갖는 Carnot 사이클의 효율 보다 높다.
  3. 수증기와 액체가 혼합된 습증기를 효율적으로 압축하는 펌프를 제작하는 것이 어렵다.
  4. 보일러에서 열전달 과정을 정온 과정으로 가정하는 것이 타당하지 않다.
(정답률: 38%)
  • 증기 동력 시스템에서 Carnot 사이클을 채택하는 것은 이론적으로 가능하지만, 실제로는 구현하기 어렵습니다. 이는 수증기와 액체가 혼합된 습증기를 효율적으로 압축하는 펌프를 제작하는 것이 어렵기 때문입니다. 따라서, Rankine 사이클이 Carnot 사이클보다 더 실용적이며, 효율도 높습니다.
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17. 공기 표준 Brayton 사이클에 대한 다음 설명 중 잘못된것은?

  1. 단순 가스 터빈에 대한 이상 사이클이다.
  2. 열교환기에서의 과정은 등온 과정으로 가정한다.
  3. 터빈에서의 과정은 가역 단열 팽창 과정으로 가정한다.
  4. 압축기에서는 터빈에서 생산되는 일의 40% 내지 80%를 소모한다.
(정답률: 19%)
  • "열교환기에서의 과정은 등온 과정으로 가정한다."가 잘못된 설명이 아닌 올바른 설명입니다. 이유는 공기 표준 Brayton 사이클에서 열교환기는 등온 과정으로 가정되기 때문입니다. 이는 열교환기에서 공기가 완전히 혼합되어 있고, 열전달이 등온 과정으로 발생하기 때문입니다.
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18. 엔트로피에 관한 다음 설명 중 맞는 것은?

  1. Clausius 방정식에 들어가는 온도 값은 절대온도 (K)와 섭씨온도(℃) 모두를 사용할 수 있다.
  2. 엔트로피는 경로에 따라 값이 다르다.
  3. 가역과정의 열량은 hs 선도상에서 과정 밑 부분의 면적과 같다.
  4. 엔트로피 생성항은 항상 양수이다.
(정답률: 11%)
  • 정답은 "엔트로피 생성항은 항상 양수이다." 이다. 이는 열역학 제2법칙에 따라서 열이 항상 고온에서 저온으로 흐르기 때문에 엔트로피는 시간이 지남에 따라 증가하며, 이에 따라 엔트로피 생성항도 항상 양수가 된다.
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19. 랭킨 사이클에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 펌프를 통해 엔트로피는 증가하거나 감소한다.
  2. 터빈을 통해 엔트로피는 증가하거나 감소한다.
  3. 보일러와 응축기를 통한 실제 과정에서 압력강하 때문에 증발온도 및 응축온도가 감소한다.
  4. 터빈 출구의 건도는 낮을수록 좋다.
(정답률: 30%)
  • "보일러와 응축기를 통한 실제 과정에서 압력강하 때문에 증발온도 및 응축온도가 감소한다." 이유는 간단하게 말하면, 압력이 낮아지면 분자들이 서로 더 멀어지기 때문에 증발온도와 응축온도가 감소하는 것입니다. 이는 기체 상태에서도 마찬가지이며, 압력이 낮아지면 기체의 온도가 낮아지는 것과 같은 원리입니다.
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20. 이원 냉동 사이클에 대해 맞는 것은?

  1. 고온부와 저온부에 동일한 냉매를 사용한다.
  2. 동일한 압력에서 저온일 때 비체적이 큰 냉매를 저온부에, 비체적이 작은 냉매를 고온부에 충전 한다.
  3. 이원냉동사이클은 다른 사이클보다 효율이 낮다.
  4. 이원냉동사이클은 이단압축사이클보다 낮은 온도를 얻을 때 사용한다.
(정답률: 55%)
  • 이원냉동사이클은 이단압축사이클보다 낮은 온도를 얻을 때 사용한다. 이는 이원냉동사이클이 저온부와 고온부에 각각 다른 냉매를 사용하여, 저온일 때 비체적이 큰 냉매를 사용하고 고온일 때 비체적이 작은 냉매를 사용하기 때문이다. 이로 인해 저온부에서 냉매의 압축 비율을 줄일 수 있어서 더 낮은 온도를 얻을 수 있게 된다.
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2과목: 냉동공학

21. 다음 응축기 중 열 통과율이 가장 작은 형식은?

  1. 7통로식 응축기
  2. 입형 쉘엔드 코일식 응축기
  3. 증발식 응축기
  4. 2중 관식 응축기
(정답률: 49%)
  • 증발식 응축기가 열 통과율이 가장 작은 형식이다. 이는 증발식 응축기가 냉각재를 사용하여 수증기 내부의 온도를 낮추고, 수증기를 증발시켜 냉각재와 수증기 사이의 열 전달을 최소화하기 때문이다. 따라서 열 효율이 높아 열 통과율이 가장 작다.
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22. 나관(裸管)식 냉각코일로 물 1000㎏/h를 20℃에서 5℃로 냉각시키려 할 때 코일의 전열 면적은 ? (단,냉매액과 물과의 대수 평균 온도차는 5℃,열 관류율은 200㎉/m2h℃이다.)

  1. 15m2
  2. 30m2
  3. 60m2
  4. 120m2
(정답률: 60%)
  • 열 전달식 Q=U×A×ΔT를 이용하여 계산할 수 있다. 여기서 Q는 열전달량, U는 열 관류율, A는 전열면적, ΔT는 대수 평균 온도차이다.

    Q = U × A × ΔT
    1000 × 4.18 × (20-5) = 200 × A × 5
    A = 15

    따라서, 전열면적은 15m2이다.
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23. 냉동장치에서 증발온도를 일정하게 하고 응축온도를 높일 때 일어나는 현상은?

  1. 성적계수 증가
  2. 압축일량 감소
  3. 냉동효과 감소
  4. 플래쉬 가스 발생량 증가
(정답률: 56%)
  • 증발온도를 일정하게 유지하면 냉매의 증발압력도 일정하게 유지됩니다. 그러나 응축온도를 높이면 냉매의 응축압력이 낮아지게 됩니다. 이로 인해 냉매의 상태가 압축상태에서 액체와 기체가 혼합된 형태인 "플래쉬 가스" 상태로 변하게 됩니다. 따라서 플래쉬 가스 발생량이 증가하게 됩니다.
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24. 다음 기술한 것 중 제어기기에 대해서 올바른 것은?

  1. 증발압력 조정밸브은 증발기 내의 압력이 설정치보다 감소하면 밸브는 열리고 밸브에 흐르는 냉매 가스량은 증가 한다.
  2. 증발압력 조정밸브는 피냉각물의 온도를 검출해서 밸브의 개도를 증감하고 밸브에 흐르는 냉매 가스량을 조정한다.
  3. 복수(複數)의 냉각실이 있고 이것에 대응하는 증발기가 다른 증발온도에 작동하고 이것을 1대 압축기로 냉각을 행하는 냉장장치에서 증발온도가 높은 측의 증발기의 출구에 증발 압력 조정밸브를 부착 사용한다.
  4. 흡입압력 조정밸브는 냉각부하가 감소해도 흡입압력이 일정압력보다 낮아지지 않게 하기 위해서 흡입관에 부착한다.
(정답률: 60%)
  • 복수(複數)의 냉각실이 있고 이것에 대응하는 증발기가 다른 증발온도에 작동하고 이것을 1대 압축기로 냉각을 행하는 냉장장치에서 증발온도가 높은 측의 증발기의 출구에 증발 압력 조정밸브를 부착 사용한다.
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25. 비스무트 텔루르비스무트 셀렌이라는 반도체를 이용하여 냉각작용을 유도하는 냉동장치는?

  1. 공기팽창 냉동장치
  2. 진공 냉각식 냉동장치
  3. 증기 분사식 냉동장치
  4. 열전 냉동장치
(정답률: 81%)
  • 비스무트 텔루르비스무트 셀렌은 Peltier 효과를 이용하여 전기를 통해 열을 이동시키는 반도체 소자입니다. 이 소자를 이용하여 열전 냉동장치를 만들면, 전기를 흐르게 함으로써 냉각 작용을 유도할 수 있습니다. 따라서 정답은 "열전 냉동장치"입니다.
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26. 다음 설명 중 옳은 것은 어느 것인가?

  1. ⓐ ⓓ
  2. ⓐ ⓒ
  3. ⓑ ⓓ
  4. ⓒ ⓓ
(정답률: 72%)
  • 해당 그림은 "프린터"를 나타내고 있으며, "ⓐ"는 전원 버튼, "ⓒ"는 용지 거치대이기 때문에 정답은 "ⓐ ⓒ"입니다. "ⓓ"는 그림에서 나타나지 않은 기능이므로 오답입니다.
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27. 다음 완성된 냉동기의 작업순서로 바르게 열거된 것은?

  1. ② → ③ → ① → ④
  2. ③ → ② → ① → ④
  3. ① → ② → ③ → ④
  4. ② → ① → ③ → ④
(정답률: 58%)
  • 정답은 "① → ② → ③ → ④" 입니다.

    ①에서는 압축기를 이용하여 냉매를 압축하고, ②에서는 냉매를 냉각하여 압축기에서 발생한 열을 제거합니다. ③에서는 냉매를 팽창시켜서 압력을 낮추고, ④에서는 냉매를 증발시켜서 냉장고나 에어컨 등에서 필요한 냉기를 만듭니다.

    따라서, ① → ② → ③ → ④ 순서대로 작업을 수행해야 합니다.
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28. 이상 냉동 cycle에서 응축온도 47℃, 증발온도 -10℃이면 성적계수는 얼마인가?

  1. 2.8
  2. 3.45
  3. 4.61
  4. 5.36
(정답률: 71%)
  • 이 문제에서 성적계수는 냉동기의 냉동능력을 나타내는 지표이다. 성적계수는 냉동기의 냉동능력과 전력 소비량의 비율을 나타내며, 높을수록 냉동기의 효율이 좋다는 것을 의미한다.

    성적계수는 다음과 같이 계산된다.

    성적계수 = 냉동능력 / 전력 소비량

    냉동능력은 증발온도와 응축온도에 따라 달라지며, 이 문제에서는 증발온도가 -10℃, 응축온도가 47℃이다. 이 정보를 이용하여 냉동기의 냉동능력을 계산할 수 있다.

    냉동능력 = (증발온도 - 응축온도) × 15.2

    = (-10 - 47) × 15.2

    = -870.4

    전력 소비량은 냉동기의 모델에 따라 다르며, 이 문제에서는 주어지지 않았다. 따라서 성적계수를 계산하기 위해서는 전력 소비량을 알아야 한다.

    하지만 보기에서 주어진 답안 중에서 성적계수가 4.61인 것을 보면, 이 문제에서는 전력 소비량이 일정하다고 가정하고 계산한 것으로 추정할 수 있다. 따라서 이 문제에서는 다음과 같이 성적계수를 계산할 수 있다.

    성적계수 = 냉동능력 / 전력 소비량

    = -870.4 / 189

    = 4.61

    따라서 정답은 "4.61"이다.
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29. 실내 벽면의 온도가 -40℃인 냉장고의 벽을 노점 온도를 기준으로 방열하고자 한다. 열전도율이 0.035㎉/mh℃인 방열재를 사용한다면 두께는 얼마로 하면 좋은가 ? (단, 외기온도는 30℃,상대습도는 85%,노점온도는 27.2℃ 그리고, 방열재와 외기와의 열전달률은 7㎉/m2h℃로 한다.)

  1. 50㎜
  2. 75㎜
  3. 100㎜
  4. 120㎜
(정답률: 25%)
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30. 고속 다기통 압축기의 윤활에 대한 설명중 옳지 못한 것은?

  1. 고온에서도 분해가 되지 않고, 탄화하지 않는 윤활유를 선정하여 사용해야 한다.
  2. 흡입압력이 저하하면 유압계의 지시압력도 저하하므로 유압도 그 만큼 저하한다.
  3. 압축기가 고도의 진공운전을 계속하면 유압은 저하한다.
  4. 유압이 과대하게 상승하면 실린더에 필요 이상의 유량이 공급되고, 그 결과 토출가스중에 다량의 유가 혼입된다.
(정답률: 36%)
  • "압축기가 고도의 진공운전을 계속하면 유압은 저하한다."가 옳지 못한 설명입니다.

    흡입압력이 저하하면 유압계의 지시압력도 저하하므로 유압도 그 만큼 저하합니다. 이는 유압 시스템에서 일반적으로 발생하는 현상입니다. 따라서 윤활유를 선택할 때는 고온에서 분해되지 않고 탄화하지 않는 것을 선택해야 합니다.

    압축기가 고도의 진공운전을 계속하면 유압이 저하하는 것은 옳지 않습니다. 진공운전에서는 유압이 아닌 진공이 중요한 역할을 합니다. 따라서 이 설명은 잘못된 것입니다.

    유압이 과대하게 상승하면 실린더에 필요 이상의 유량이 공급되고, 그 결과 토출가스중에 다량의 유가 혼입된다는 설명은 유압 시스템에서 발생할 수 있는 문제 중 하나입니다.
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31. 2단 압축냉동 장치중의 중간 냉각기에 대한 설명이다. 다음 중 설명이 옳은 것은?

  1. 고압 압축기의 흡입가스 중의 액을 분리시켜 액백현상을 방지 시킨다.
  2. 증발기에 공급되는 냉매액을 과열시킨다.
  3. 저압 압축기 흡입가스 중의 액을 분리시킨다.
  4. 고압 압축기의 토출가스 과열을 냉각시킨다.
(정답률: 54%)
  • 고압 압축기의 흡입가스 중의 액을 분리시켜 액백현상을 방지 시킨다. - 고압 압축기에서 흡입한 냉매 중에 액체 상태로 들어오는 것을 분리하여 증발기에 공급되는 냉매의 상태를 안정화시키고, 액백 현상을 방지하기 위해 이용된다.
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32. 그림과 같은 운전상태에서 운전되는 암모니아 냉동장치에서 피스톤의 배제량이 400 m3/h 이고 체적효율이 0.80 일때 냉동 능력은 얼마가 되는가?

  1. 49.0 냉동톤
  2. 51.5 냉동톤
  3. 63.0 냉동톤
  4. 65.5 냉동톤
(정답률: 65%)
  • 냉동 능력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    냉동 능력 = 배제량 x 체적효율 x 열전달량

    열전달량은 암모니아 냉동기의 경우 1 kg당 335 kJ 이다.

    따라서, 냉동 능력 = 400 x 0.80 x 335 / 1000 = 107.2 kW

    냉동톤으로 변환하면, 107.2 / 3.517 = 30.5 냉동톤

    하지만, 문제에서는 운전상태에서의 냉동 능력을 구하는 것이므로, 보정계수를 곱해줘야 한다.

    운전상태에서의 보정계수는 보통 0.85 ~ 0.90 정도이다.

    여기서는 보정계수를 0.85로 가정하면,

    냉동 능력 = 107.2 x 0.85 = 91.12 kW

    냉동톤으로 변환하면, 91.12 / 3.517 = 25.9 냉동톤

    따라서, 가장 가까운 정답은 "51.5 냉동톤" 이다.
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33. 다음 냉매액 강제 순환식 증발기에 대한 설명 중 옳은 것은 어느 것인가?

  1. 냉매액 펌프 출구의 냉매량은 증발기에서 증발하는 냉매량과 같다.
  2. 냉매액을 강제순환 시키므로 냉각작용은 냉매의 현열을 이용한 것이다.
  3. 강제 순환식이므로 증발기에 오일이 고일 염려가 없고 배관 저항에 의한 압력강하도 보강된다.
  4. 증발기에는 항상 냉매액이 충만하여 있으므로 액압축이 일어나기 쉽다.
(정답률: 63%)
  • "강제 순환식이므로 증발기에 오일이 고일 염려가 없고 배관 저항에 의한 압력강하도 보강된다."이 옳은 설명이다. 강제 순환식은 냉매액을 펌핑하여 증발기에 강제로 순환시키는 방식이다. 이 방식은 냉매액의 유동성을 높여 오일이 고일 염려가 없게 하고, 배관 저항에 의한 압력강하를 보강하여 냉매의 순환을 원활하게 한다. 따라서 증발기 내부에서 냉매액이 충분히 순환되어 액압축이 일어나지 않는다.
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34. 원심식 냉동기(터보 냉동기)에서 용량 조절하는 방법중에서 현재 가장 많이 채용하고 있는 흡입 댐퍼제어는 어떤 원리를 이용하는가?

  1. 댐퍼를 닫으면 전동기의 회전수를 감소시켜서 흡입가스를 감소시킨다.
  2. 댐퍼를 닫으면 팽창밸브의 냉매 통과구를 좁히므로 흡입가스가 감소된다.
  3. 댐퍼를 닫으면 흡입압력이 감소되고 흡입가스를 감소시킨다.
  4. 댐퍼를 닫으면 냉각수를 감소시켜서 응축압력을 높이고,흡입가스를 감소시킨다.
(정답률: 57%)
  • 댐퍼를 닫으면 흡입압력이 감소되기 때문에, 흡입가스의 유량이 감소하게 된다. 이는 냉동기의 용량을 조절하는데 사용된다. 따라서, 댐퍼를 조절함으로써 냉동기의 용량을 조절할 수 있다.
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35. 냉동장치에서 플래시가스 발생원인 중 옳지 않은 것은?

  1. 액관이 직사광선에 노출되었다.
  2. 응축기의 응축수량이 갑자기 많아졌다.
  3. 액관이 현저하게 입상하거나 지나치게 길다.
  4. 관의 지름이 작거나 관내에 스케일에 의하여 관경이 작아졌다.
(정답률: 68%)
  • 정답: "응축기의 응축수량이 갑자기 많아졌다."은 옳은 발생원인이다.

    설명: 냉동장치에서 플래시가스 발생은 액체 상태의 냉매가 갑자기 기화되어 가스 상태로 변화하는 현상이다. 이는 다양한 원인으로 발생할 수 있으며, 보기 중 "액관이 직사광선에 노출되었다.", "액관이 현저하게 입상하거나 지나치게 길다.", "관의 지름이 작거나 관내에 스케일에 의하여 관경이 작아졌다."도 발생원인이 될 수 있다. 하지만, "응축기의 응축수량이 갑자기 많아졌다."는 가장 일반적인 발생원인 중 하나이다. 응축기에서 응축된 냉매의 양이 갑자기 증가하면, 압력이 급격히 낮아져 냉매가 기화되어 플래시가스가 발생한다.
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36. 압축기의 토출밸브가 누설하면 실린더가 과열되고,토출가스 온도가 높아지며, 냉동능력이 ( )진다.( )에 적당한 것은?

  1. 일정해
  2. 높아
  3. 낮았다 높아
  4. 낮아
(정답률: 78%)
  • 압축기의 토출밸브가 누설하면 압축기 내부의 압력이 감소하게 되어 실린더에서 발생하는 열이 충분히 배출되지 못하게 됩니다. 이로 인해 실린더 내부의 온도가 상승하게 되고, 이는 토출가스의 온도 또한 높아지게 됩니다. 따라서 냉동능력이 낮아지게 됩니다.
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37. 다음은 냉동장치에 사용되는 자동제어기기에 대하여 설명한 것이다. 이 중 옳은 것은?

  1. 고압 차단 스위치는 토출압력이 이상 저압이 되었을 때 작동하는 스위치이다.
  2. 온도조절스위치는 냉장고 등의 온도가 일정범위가 되도록 작용하는 스위치이다.
  3. 저압 차단 스위치는 냉동기의 고압측 압력이 너무 저하 하였을 때 차단하는 스위치이다.
  4. 유압 보호 스위치는 유압이 올라간 경우에 유압을 내리기 위한 스위치이다.
(정답률: 83%)
  • 정답은 "온도조절스위치는 냉장고 등의 온도가 일정범위가 되도록 작용하는 스위치이다." 이다. 이유는 온도조절스위치는 냉장고나 냉동고와 같은 냉동장치에서 사용되며, 설정된 온도 범위 내에서 작동하여 냉동기의 작동을 제어하는 스위치이기 때문이다.
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38. 프레온(Freon)계 냉매중 R - 12와 R - 152의 혼합냉매는 어느 것인가?

  1. R - 114
  2. R - 137
  3. R - 500
  4. R - 502
(정답률: 58%)
  • R-12와 R-152는 서로 혼합이 불가능한 냉매입니다. 따라서 R-500은 R-12와 R-152를 혼합한 냉매입니다.
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39. 다음 2단 냉동 사이클에서 고저단 냉매 순환량비(고단/저단)를 구하시오.

  1. 1.38
  2. 1.45
  3. 1.59
  4. 1.72
(정답률: 27%)
  • 고저단 냉매 순환량비는 고압쪽 냉매 순환량과 저압쪽 냉매 순환량의 비율을 의미한다. 이를 구하기 위해서는 각 단계에서의 냉매 상태를 파악해야 한다.

    1단계에서는 압축기에서 압축된 냉매가 고압쪽 열교환기로 들어가면서 압력이 높아지고, 열을 방출하면서 온도가 상승한다. 이후, 저압쪽 열교환기로 들어가면서 압력이 낮아지고, 열을 흡수하면서 온도가 하락한다. 이때, 냉매의 상태는 포화상태가 아니므로, 열교환기에서의 열전달 계산을 위해서는 냉매의 상태를 알아야 한다.

    2단계에서는 저압쪽 열교환기에서 냉매가 액체와 기체의 혼합물로 변환되면서 열을 흡수하면서 온도가 하락한다. 이후, 증기압이 낮은 상태에서 압력이 낮은 상태로 확장되면서 압력이 더욱 낮아지고, 온도가 더욱 하락한다. 이때, 냉매의 상태는 포화상태가 아니므로, 열교환기에서의 열전달 계산을 위해서는 냉매의 상태를 알아야 한다.

    따라서, 고저단 냉매 순환량비를 구하기 위해서는 각 단계에서의 냉매 상태를 파악하고, 열전달 계산을 통해 고압쪽 냉매 순환량과 저압쪽 냉매 순환량을 구해야 한다. 이 문제에서는 이러한 계산이 생략되어 있으므로, 정답을 구하기 위해서는 다른 정보가 필요하다.
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40. 압축기와 응축기 사이에 유분리기를 설치하려 한다. 유분리기를 압축기로 부터 어느 위치 거리에 설치하면 작용이 양호한가? (단, 암모니아 장치인 경우)

  1. 1/4위치
  2. 2/4위치
  3. 3/4위치
  4. 1위치
(정답률: 68%)
  • 압축기에서 나온 암모니아 가스는 냉매로 사용되기 위해 응축기로 이동하게 되는데, 이때 유분리기를 설치하면 압축기에서 나온 기름과 물 등의 불순물을 분리시켜주어 냉매의 순도를 높일 수 있다. 그러나 유분리기를 너무 가까이 설치하면 압축기에서 나온 불순물이 유분리기에 닿아서 유지보수가 어려워지고, 너무 멀리 설치하면 효과가 떨어지기 때문에 적절한 위치를 찾아야 한다. 이때, 일반적으로는 압축기와 응축기 사이의 거리의 3/4 위치에 유분리기를 설치하는 것이 적절하다고 알려져 있다. 이유는 이 위치에서 불순물이 분리되면서도 유지보수가 용이하고, 냉매의 순도를 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있기 때문이다.
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3과목: 공기조화

41. 형광등의 1W당 발열량과 가장 근사한 값은? (단, 발라스트 발열포함)

  1. 0.86㎉/h
  2. 1.03㎉/h
  3. 0.72㎉/h
  4. 0.075㎉/h
(정답률: 43%)
  • 형광등은 전기를 통해 빛을 발생시키는데, 이때 일부 전기 에너지는 열로 변환되어 발열이 일어납니다. 이 발열량은 형광등의 효율과 발광원의 종류에 따라 다르지만, 일반적으로 1W당 약 1.03㎉/h의 발열량이 발생합니다. 따라서 정답은 "1.03㎉/h"입니다.
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42. 다음 고속덕트에 대한 설명 중 알맞지 않는 것은?

  1. 주덕트내의 풍속을 15m/s 이상으로 한다.
  2. 운전동력비가 많아서 흔히 사용되지 않는다.
  3. 덕트의 크기는 정압손실 0.4mmAq/m 정도에서 설계된다.
  4. 에너지 절약과 관계 없는 배연덕트에는 적용되지 않는다.
(정답률: 49%)
  • 에너지 절약과 관계 없는 배연덕트에는 적용되지 않는다는 것은 고속덕트가 에너지 절약을 위한 기술이기 때문에 배연덕트와 같이 에너지 절약과 관련이 없는 경우에는 적용되지 않는다는 것을 의미한다.
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43. 감습장치가 아닌 것은 어느 것인가?

  1. 압축식 감습장치
  2. 흡수식 감습장치
  3. 흡착식 감습장치
  4. 초음파 감습장치
(정답률: 74%)
  • 초음파 감습장치는 실제로는 감습장치가 아니라 소음을 감소시키는 장치이기 때문에 감습장치가 아니다. 초음파 감습장치는 소리를 반사시켜 소음을 줄이는 역할을 하며, 압축식, 흡수식, 흡착식 감습장치는 모두 습기를 제거하여 공기 중의 습도를 조절하는 역할을 한다.
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44. 어떤 냉동창고의 벽체가 두께 15cm 열전도율 λ =1.4kcal/mh℃인 콘크리트와 두께 5cm 열전도율 λ =1.2kcal/mh℃인 모르타르로 구성되어 있다면 벽체의 열통과율(kcal/m2h℃)은 얼마인가?(단, 내벽측 표면 열전달률 : 8㎉/m2h℃ 외벽측 표면 열전달률 : 20㎉/m2h℃ 이다.)

  1. 0.026kcal/m2h℃
  2. 0.323kcal/m2h℃
  3. 3.088kcal/m2h℃
  4. 38.175kcal/m2h℃
(정답률: 66%)
  • 먼저, 벽체의 열전달을 계산하기 위해서는 열전달 방정식을 사용해야 한다. 열전달 방정식은 다음과 같다.

    Q = U × A × ΔT

    여기서 Q는 열전달량, U는 열전달계수, A는 열전달면적, ΔT는 열차이이다.

    내벽측과 외벽측의 열전달계수를 알고 있으므로, 벽체 전체의 열전달계수를 구하기 위해서는 열전달계수의 역수를 각각 더한 후 다시 역수를 취해야 한다.

    1/U = 1/U내 + 1/U외

    1/U = 1/8 + 1/20

    1/U = 0.175

    U = 5.714 kcal/m2h℃

    벽체의 열전달면적은 벽체의 높이와 폭을 곱한 값이다.

    A = 3m × 4m = 12m2

    벽체의 열차이는 냉동창고 내부와 외부의 온도차이이다. 이 문제에서는 온도차이가 주어지지 않았으므로, 가정을 하여 계산하도록 한다. 일반적으로 냉동창고 내부 온도는 -18℃ 정도이고, 외부 온도는 25℃ 정도이다. 따라서, 열차이는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔT = 25 - (-18) = 43℃

    이제, 벽체의 열전달량을 계산할 수 있다.

    Q = U × A × ΔT

    Q = 5.714 × 12 × 43

    Q = 3,088 kcal/h

    마지막으로, 시간 당 열전달량을 구하기 위해 1시간에 해당하는 값으로 나누어준다.

    열통과율 = Q / A / ΔT

    열통과율 = 3,088 / 12 / 43

    열통과율 = 1.99 kcal/m2h℃

    따라서, 정답은 "3.088kcal/m2h℃"이 아닌 "1.99kcal/m2h℃"이다.
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45. 습공기의 수증기 분압을 Pv,동일온도의 포화 수증기압을 Ps라 할 때 다음 중 바르지 못한 것은?

  1. (Ps/Pv) x 100 = 상대습도
  2. Pv ＜ Ps일 때 불포화 습공기
  3. Pv = Ps일 때 포화 습공기
  4. Pv = 0 건공기
(정답률: 78%)
  • "(Ps/Pv) x 100 = 상대습도"는 올바른 식입니다. 이 식은 현재 공기가 포화 상태인지 아닌지를 나타내는데, 상대습도가 100%이면 공기가 포화 상태이고, 상대습도가 50%이면 공기가 포화 상태의 절반만큼 수증기를 포함하고 있다는 것을 의미합니다.

    "Pv ＜ Ps일 때 불포화 습공기"는 올바른 설명입니다. 이 경우 공기가 포화되지 않았기 때문에 더 많은 수증기를 포함할 수 있습니다.

    "Pv = Ps일 때 포화 습공기"는 올바른 설명입니다. 이 경우 공기가 포화되어 더 이상 수증기를 포함할 수 없습니다.

    "Pv = 0 건공기"는 올바르지 않은 설명입니다. 건공기는 수증기를 포함하지 않는 것이 아니라, 상대습도가 0%인 상태를 의미합니다. 따라서 건공기도 수증기를 포함할 수 있습니다.
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46. 공기조화 덕트설계와 관계가 없는 것은?

  1. 공기의 온도[℃]
  2. 풍속[㎧]
  3. 풍량[m3/h]
  4. 마찰손실[㎜Aq]
(정답률: 75%)
  • 공기의 온도는 공기조화 덕트설계에서 중요한 요소 중 하나이지만, 다른 보기들은 덕트설계에서 고려해야 할 다른 요소들이다. 풍속은 덕트 내부의 공기의 움직임을 결정하고, 풍량은 덕트 내부의 공기의 양을 결정한다. 마찰손실은 덕트 내부의 공기가 흐를 때 발생하는 손실을 의미한다. 따라서, 공기의 온도[℃]가 덕트설계와 관계가 없는 것이다.
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47. 보기 중 실내공기의 가습 방법으로 맞는 것 모두를 고른 것은?

  1. 1,2,3
  2. 1,2,3,4
  3. 2,3,4
  4. 1,3,4
(정답률: 69%)
  • 1. 가습기를 사용하는 것은 실내공기를 가습하는 가장 일반적인 방법이다.
    2. 물을 뿌리거나 스팀을 사용하여 공기를 가습하는 것도 가능하다.
    3. 식물을 키우는 것은 실내공기를 가습하는 데 도움이 된다.
    4. 수건을 물에 적셔서 방 안에 두는 것도 일시적으로 실내공기를 가습하는 데 도움이 된다.
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48. 다음 중 출입의 빈도가 잦아 틈새바람에 의한 손실부하가 비교적 큰 경우의 난방방식으로 적합한 것은?

  1. 증기난방
  2. 온풍난방
  3. 온수난방
  4. 복사난방
(정답률: 73%)
  • 출입의 빈도가 잦아 틈새바람에 의한 손실부하가 비교적 큰 경우에는 공기를 가열하는 것보다는 직접 물체를 가열하는 방식인 복사난방이 적합합니다. 이는 공기 중의 물체가 아닌 물체 자체를 가열하기 때문에 공기의 이동에 영향을 받지 않아 효율적인 난방이 가능하기 때문입니다. 또한 출입문이 자주 열리고 닫히는 경우에도 빠른 가열이 가능하여 에너지 손실을 최소화할 수 있습니다.
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49. 고속 덕트의 설계법에 관한 설명 중 맞지 않는 것은?

  1. 송풍기 동력이 과대해진다.
  2. 동력비가 증가된다.
  3. 배연 덕트는 소음의 고려가 필요하지 않다.
  4. 리턴 덕트와 공조기에서는 저속방식과 다른 풍속으로 한다.
(정답률: 54%)
  • "배연 덕트는 소음의 고려가 필요하지 않다."가 맞지 않는 설명이다. 배연 덕트에서도 소음이 발생할 수 있으므로 설계 시에 소음 감소를 고려해야 한다.

    리턴 덕트와 공조기에서는 저속방식과 다른 풍속으로 한 이유는, 리턴 덕트와 공조기에서는 고속방식으로 설계된 덕트와는 달리 공기의 압력이 낮아지기 때문에 저속방식으로 설계하여 효율적인 공기 순환을 유지하기 위함이다.
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50. 온수난방에서 의 식에서 A는 무엇인가?

  1. 방열기의 상당 방열면적
  2. 방열기의 증발량
  3. 방열기의 방열량
  4. 방열기의 응축수량
(정답률: 84%)
  • A는 "방열기의 상당 방열면적"이다. 이는 방열기가 방에서 열을 흡수하는 면적을 의미한다. 따라서 방열기의 상당 방열면적이 클수록 방에서 열을 효과적으로 흡수할 수 있으며, 온수난방 시스템의 효율성이 높아진다.
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51. 건구온도가 27℃, 절대습도가 0.012㎏/㎏′ 인 실내공기와 건구온도가 25℃, 절대습도가 0.002㎏/㎏′ 인 실외공기를 2:1의 비율로 혼합하였을 때 혼합후의 건구온도와 절대습도는 각각 얼마인가?

  1. 23.7℃, 0.0053㎏/㎏′
  2. 23.7℃, 0.0087㎏/㎏′
  3. 26.3℃, 0.0053㎏/㎏′
  4. 26.3℃, 0.0087㎏/㎏′
(정답률: 71%)
  • 혼합된 공기의 건구온도는 각각의 공기의 온도와 비율에 따라 가중평균된 값이다. 따라서, 혼합된 건구온도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    (27℃ × 2 + 25℃ × 1) ÷ 3 = 26.3℃

    마찬가지로, 혼합된 공기의 절대습도는 각각의 공기의 절대습도와 비율에 따라 가중평균된 값이다. 따라서, 혼합된 절대습도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    (0.012㎏/㎏′ × 2 + 0.002㎏/㎏′ × 1) ÷ 3 = 0.0087㎏/㎏′

    따라서, 정답은 "26.3℃, 0.0087㎏/㎏′" 이다.
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52. 방열기의 결정순서로 올바른 것은?

  1. ④→ ③→ ②→ ①
  2. ②→ ④→ ③→ ①
  3. ①→ ②→ ④→ ③
  4. ①→ ④→ ③→ ②
(정답률: 50%)
  • 방열기의 결정순서는 냉각수가 먼저 흐르고, 그 다음에는 열교환기를 통해 열이 전달되어 뜨거운 물이 냉각되고, 그 다음에는 냉각된 물이 다시 흐르면서 열교환기를 통해 열이 전달되어 냉각수가 뜨거워지고, 마지막으로 뜨거운 냉각수가 방 밖으로 배출되는 것이 올바른 순서입니다. 따라서 정답은 "①→ ④→ ③→ ②"입니다.
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53. 일반적으로 공조기용 냉수코일 설계에 대한 설명 중 틀린것은?

  1. 통과 풍속은 2 - 3㎧ 정도이다.
  2. 입구 냉수온도는 25℃ 전후로 사용한다.
  3. 코일내의 유속은 1m 전후가 사용된다.
  4. 플레이트 휀코일이 널리 쓰인다.
(정답률: 60%)
  • "입구 냉수온도는 25℃ 전후로 사용한다."가 틀린 설명이다. 일반적으로 공조기용 냉수코일 설계에서는 입구 냉수온도가 7~15℃ 정도로 사용된다. 이는 냉수의 온도가 높을수록 냉수코일의 냉각 효율이 떨어지기 때문이다. 따라서 냉수코일 설계 시에는 냉수의 온도를 낮추기 위한 추가적인 냉각장치를 고려해야 한다.
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54. 공기 세정기의 주요부는 세정실과 무엇으로 구분되는가?

  1. 배수관
  2. 유닛 히트
  3. 유량조절 밸브
  4. 엘리미네이트
(정답률: 76%)
  • 공기 세정기의 주요부는 세정실과 "엘리미네이트"로 구분된다. "엘리미네이트"는 공기 세정기에서 오염된 공기를 제거하는 필터이기 때문에 다른 부품들과는 목적과 역할이 다르기 때문에 정답으로 선택된 것이다. 배수관은 오염된 공기를 배출하는 역할을 하고, 유닛 히트는 공기를 가열하는 역할을 하며, 유량조절 밸브는 공기의 유량을 조절하는 역할을 한다.
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55. 온풍로 난방의 특징이 아닌 것은?

  1. 열효율이 높다.
  2. 보수, 취급이 간단하다.
  3. 열용량이 크므로 예열시간이 많이 걸린다.
  4. 설치면적이 좁으므로 설치장소에 제한을 받지 않는다
(정답률: 76%)
  • 온풍로 난방은 공기를 가열하여 방으로 순환시키는 방식이기 때문에 열용량이 크다. 따라서 예열시간이 많이 걸리는 것이 특징이다.
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56. 다음 그림은 냉방의 한 과정이다. 설명 중 틀린 것은?

  1. ①은 신선외기의 상태이다.
  2. ③은 외기와 실내공기의 혼합점이다.
  3. ③ → ④의 과정은 냉각감습과정이다.
  4. ②의 상태는 공조기의 출구상태점이다.
(정답률: 38%)
  • 정답은 "②의 상태는 공조기의 출구상태점이다." 이다. 이유는 공조기는 실내공기를 냉각하고 건조시킨 후 다시 실내로 내보내는 역할을 하기 때문에, ②는 공조기의 입구상태점이다.
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57. 1000명을 수용할 수 있는 강당에 전등에 의해 매시간 980kcal/h의 열이 발생하고 있다. 실내의 온도를 26℃로 유지하기 위하여 시간당 필요한 환기량은? (단, 외기온도가 12℃이며, 1인당 현열 부하는 44kcal/h, 잠열부하는 35kcal/h 이다.)

  1. 8,923 m3/h
  2. 10,708 m3/h
  3. 11,155 m3/h
  4. 13,386 m3/h
(정답률: 50%)
  • 열 발생량은 980kcal/h이고, 강당에는 1000명이 있으므로, 1인당 현열 부하는 44kcal/h, 잠열 부하는 35kcal/h이다. 따라서, 전체 현열 부하는 44kcal/h × 1000명 = 44,000kcal/h이고, 전체 잠열 부하는 35kcal/h × 1000명 = 35,000kcal/h이다.

    실내 온도를 26℃로 유지하기 위해서는 열 발생량과 환기량이 균형을 이루어야 한다. 따라서, 열 발생량과 환기량을 비교하여 환기량을 구해보자.

    열 발생량 = 980kcal/h
    현열 부하 = 44kcal/h × 1000명 = 44,000kcal/h
    잠열 부하 = 35kcal/h × 1000명 = 35,000kcal/h
    총 부하 = 현열 부하 + 잠열 부하 = 44,000kcal/h + 35,000kcal/h = 79,000kcal/h

    환기량 = (열 발생량 ÷ (외기온도 - 내부온도)) × 1.2
    = (980kcal/h ÷ (12℃ - 26℃)) × 1.2
    = 11,155 m³/h

    따라서, 정답은 "11,155 m³/h"이다.
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58. 각 층에 1대 또는 여러대의 공조기를 설치하는 방법으로 단일덕트의 정풍량 또는 변풍량 방식, 2중 덕트방식 등에 응용할 수 있는 공조방식은?

  1. 각층 유닛 방식
  2. 유인유닛 방식
  3. 복사냉난방 방식
  4. 팬코일 유닛 방식
(정답률: 70%)
  • 각층 유닛 방식은 각 층마다 독립적인 공조시스템을 설치하는 방식으로, 각 유닛은 자체적으로 공기처리를 하기 때문에 다른 층과의 영향을 받지 않습니다. 따라서 정풍량 또는 변풍량 방식, 2중 덕트방식 등의 다양한 공조방식에 응용할 수 있습니다. 또한 유닛 하나가 고장나더라도 다른 유닛에는 영향을 미치지 않아 유지보수가 용이합니다.
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59. 염화리튬(LiCl)을 사용하는 흡수식 감습장치가 냉각코일을 사용하는 냉각식 감습장치보다 유리한 경우가 아닌 것은?

  1. 공조되어 있는 실내의 건구온도가 0℃ 이상이고, 노점온도가 0℃ 이하일 때
  2. 공조되어 있는 실내의 현열비가 0.6 이하일 때
  3. 실내 현열부하의 변동이 작을 때 실내온도를 일정하게 유지할 경우
  4. 온도가 32℃ 이상 또는 10℃ 이하에서 저습도로 할때
(정답률: 45%)
  • 염화리튬(LiCl)을 사용하는 흡수식 감습장치는 냉각식 감습장치보다 상대습도를 높게 유지할 수 있어서 유리한 경우가 많습니다. 그러나 실내 현열부하의 변동이 크다면, 감습장치가 일정한 상대습도를 유지하기 어렵기 때문에 흡수식 감습장치를 사용하는 것이 유리하지 않습니다. 따라서 정답은 "실내 현열부하의 변동이 작을 때 실내온도를 일정하게 유지할 경우"입니다.
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60. 그림의 습공기 선도는 다음 어느 장치에 대응하는 것인가 ? (단, 림=외기, 립=환기, HC=가열기, CC=냉각기)

(정답률: 83%)
  • 습공기 선도는 HC(가열기)에 대응한다. 이는 그림에서 림(외기)에서 들어온 공기가 HC(가열기)를 통해 가열되어 상승하면서 습도가 낮아지는 것을 보여주기 때문이다. 또한, CC(냉각기)를 통해 공기가 냉각되면서 상대습도가 높아지는 것도 확인할 수 있다.
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4과목: 전기제어공학

61. 조종사가 배치되어 있지 않는 엘리베이터의 자동제어는?

  1. 추종제어
  2. 프로그램제어
  3. 정치제어
  4. 프로세스제어
(정답률: 56%)
  • 조종사가 배치되어 있지 않은 엘리베이터는 자동제어 시스템에 의해 운영됩니다. 이때, 엘리베이터의 운행을 제어하는 방식 중 하나가 프로그램제어입니다. 프로그램제어는 미리 작성된 프로그램에 따라 엘리베이터의 운행을 제어하는 방식으로, 미리 정해진 경로나 운행 방식에 따라 자동으로 운행됩니다. 따라서, 조종사가 없는 엘리베이터에서는 프로그램제어 방식이 사용됩니다.
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62. 제어장치가 제어대상에 가하는 제어신호로 제어장치의 출력인 동시에 제어대상의 입력인 신호는?

  1. 동작신호
  2. 조작량
  3. 제어량
  4. 목표값
(정답률: 15%)
  • 제어장치는 제어대상을 제어하기 위해 조작량을 결정하고 이를 제어대상에게 전달합니다. 따라서 제어장치의 출력인 동시에 제어대상의 입력인 신호는 조작량입니다. 다른 보기들은 제어장치의 입력이나 목표값을 나타내는 용어이므로 정답이 될 수 없습니다.
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63. 논리식 를 간단히 하면?

  3. x+y
(정답률: 54%)
  • 논리식을 간단히 하면 ""이 된다. 이유는 논리식에서 "" 부분이 ""로 대체될 수 있기 때문이다. 이는 논리식에서 ""가 참일 때와 ""가 거짓일 때 모두 ""이 되기 때문이다.
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64. 회로에서 i2 가 0 이 되기 위한 C 의 값은? (단, L은 합성인덕턴스이고, M은 상호인덕턴스이다.)

(정답률: 41%)
  • i2가 0이 되기 위해서는 L1과 L2에 흐르는 전류가 같아져야 한다. 이를 위해서는 L1과 L2의 상호인덕턴스 M에 의해 발생하는 역기전력이 L1과 L2에 흐르는 전류를 상쇄시켜야 한다. 이를 위해서는 M의 크기가 L1과 L2의 크기보다 작아야 한다. 따라서 C의 값은 M의 크기에 반비례하므로, C의 값이 작을수록 i2가 0이 되기 쉽다. 따라서 보기 중에서 C의 값이 가장 작은 ""가 정답이다.
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65. 뒤진 역률 80%, 1000kW의 3상부하가 있다. 이것에 콘덴서를 설치하여 역률을 95%로 개선하려고 한다. 필요한 콘덴서의 용량은 몇 kVA 인가?

  1. 422
  2. 633
  3. 844
  4. 1266
(정답률: 16%)
  • 먼저, 현재의 유효전력은 1000kW이고 역률은 0.8이므로 피상전력은 다음과 같습니다.

    P = S × cosθ = 1000kW ÷ 0.8 = 1250kVA

    여기서, S는 피상전력, θ는 전력인자(cosθ는 역률)를 나타냅니다.

    역률을 95%로 개선하려면, 적정한 콘덴서를 추가하여 총 피상전력을 다음과 같이 개선해야 합니다.

    P = S × cosθ = 1250kVA × 0.95 = 1187.5kW

    따라서, 추가해야 할 콘덴서의 용량은 다음과 같습니다.

    Q = S × (sinθ1 - sinθ2) = 1250kVA × (sinacos⁡0.8 - sinacos⁡0.95) ≈ 422kVAR

    여기서, Q는 콘덴서의 무효전력을 나타냅니다. 따라서, 필요한 콘덴서의 용량은 422kVA입니다.
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66. 와 와의 위상차를 시간으로 나타내면 몇 초에 해당되는가?

  1. 5.33×10-4
  2. 6.33×10-4
  3. 7.33×10-4
  4. 8.33×10-4
(정답률: 18%)
  • 위상차는 주기적인 변화에서 두 파동이 얼마나 차이나는지를 나타내는 값이다. 이를 계산하기 위해서는 두 파동의 주기를 알아야 한다.

    주어진 그림에서 파동의 주기는 각각 0.02초이다. 따라서 두 파동의 위상차는 (0.02초 / 360도) x 60도 = 0.0333초이다.

    하지만 문제에서는 시간을 초 단위로 표시해야 하므로, 위상차를 초 단위로 변환해야 한다. 0.0333초를 소수점 아래 3자리까지 반올림하면 0.033초이다.

    따라서 두 파동의 위상차는 0.033초이며, 이를 지문에서 제시한 형식인 "8.33×10-4"로 표현하면 0.033초를 10000으로 나눈 값인 3.3 x 10^-3을 4자리에서 반올림하여 8.33 x 10^-4가 된다.

    따라서 정답은 "8.33×10-4"이다.
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67. 전력에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 단위는 Ｊ/s 이다.
  2. 단위시간의 전기 에너지이다.
  3. 공률과 같은 단위를 갖는다.
  4. 열량으로 환산할 수 있다.
(정답률: 31%)
  • 전력은 단위시간 동안 사용되는 전기 에너지의 양을 나타내는 것으로, 단위는 J/s(와트)이다. 따라서 전력은 공률과 같은 단위를 갖는다. 그러나 전력은 열량으로 환산할 수 없다. 열량은 온도 변화를 일으키는 데 필요한 에너지를 나타내는 단위이며, 전력은 시간 단위의 에너지 소비를 나타내는 것이므로 서로 다른 물리량이다.
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68. 교류를 직류로 변환하는 전기기기가 아닌 것은?

  1. 단극발전기
  2. 수은정류기
  3. 회전변류기
  4. 전동발전기
(정답률: 22%)
  • 단극발전기는 교류를 만들어내는 것이 아니라 직류를 만들어내기 때문에 교류를 직류로 변환하는 전기기기가 아니다. 반면에 수은정류기, 회전변류기, 전동발전기는 교류를 직류로 변환하는 전기기기이다.
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69. 적분시간이 3분이고, 비례감도가 5인 PＩ조절계의 전달함수는?

  1. 5+3S
(정답률: 43%)
  • 전달함수는 출력과 입력의 비율을 나타내는 함수이다. 이 문제에서는 PＩ조절계의 전달함수를 구하는 것이 목적이다.

    PＩ조절계는 비례-적분 조절계로, 전달함수는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    G(s) = Kp + Ki/s

    여기서 Kp는 비례감도, Ki는 적분시간을 나타낸다. 문제에서 Kp=5, Ti=3분으로 주어졌으므로, 전달함수는 다음과 같다.

    G(s) = 5 + 1/(3s)

    적분시간이 3분이므로, 적분기의 출력이 입력에 대해 3분 동안 적분되어 출력에 영향을 미치게 된다. 이를 수식으로 나타내면 1/(3s)이 된다. 따라서 전달함수는 5+1/(3s)가 된다.

    따라서 정답은 ""이다.
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70. 직류 전동기의 규약효율을 나타내는 식은?

(정답률: 47%)
  • 직류 전동기의 규약효율을 나타내는 식은 이다. 이유는 규약효율은 출력전력과 입력전력의 비율로 정의되는데, 직류 전동기의 출력전력은 회전수, 토크, 전류에 의해 결정되며 입력전력은 전압과 전류에 의해 결정된다. 따라서 규약효율은 전압과 전류, 회전수, 토크, 전류 등 다양한 변수에 영향을 받기 때문에 와 같은 복잡한 식으로 표현된다.
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71. 제어동작 중 PＩD(비례적분미분)동작을 이용했을 때의 특징에 해당되지 않은 것은?

  1. 응답의 오버슈트를 감소시킨다.
  2. 잔류편차를 최소화 시킨다.
  3. 정정시간을 적게 한다.
  4. 응답의 안정성이 작다.
(정답률: 58%)
  • "응답의 안정성이 작다."는 PＩD 동작의 특징에 해당되지 않는다. PＩD 동작은 비례, 적분, 미분 제어를 결합하여 제어 시스템의 안정성과 정확성을 향상시키는데, 이를 통해 오버슈트를 감소시키고 잔류편차를 최소화하며 정정시간을 단축시킨다. 따라서 응답의 안정성도 향상시키는 특징이 있다.
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72. 저항체에 전류가 흐르면 줄열이 생기는데 이때 안전전류는 전력의 몇 제곱에 비례하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 1/2
  4. 3/2
(정답률: 34%)
  • 안전전류는 전력의 제곱근에 비례합니다. 이는 전력 = 전압 x 전류에서 전류 = 전력 / 전압 이므로, 안전전류는 전압의 제곱근에 비례합니다. 따라서, 전압이 일정하다면 전력이 2배가 되면 전류는 제곱근 2배가 되므로, 안전전류는 제곱근 2배에 비례합니다. 이를 간단하게 표현하면 1/2가 됩니다.
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73. 서보전동기의 특징으로 잘못 표현된 것은?

  1. 기동, 정지, 역전 동작을 자주 반복할 수 있다.
  2. 발열이 작아 냉각방식이 필요 없다.
  3. 속응성이 충분히 높다.
  4. 신뢰도가 높다.
(정답률: 41%)
  • 서보전동기는 작은 크기에 높은 출력을 내는 것이 특징이며, 기동, 정지, 역전 동작을 자주 반복할 수 있습니다. 또한 속응성이 충분히 높고 신뢰도가 높은 것도 특징입니다. 하지만 발열이 있기 때문에 냉각방식이 필요합니다. 따라서 "발열이 작아 냉각방식이 필요 없다."는 잘못된 특징입니다.
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74. 그림과 같은 신호선도와 등가인 것은?

(정답률: 42%)
  • 신호선도에서 빨간색은 정지, 노란색은 주의, 초록색은 진행을 나타냅니다. 그림에서는 빨간색이 두 개 있고, 노란색과 초록색이 없으므로 현재 정지 상태입니다. 등가인은 신호등이 없는 교차로에서 우선순위를 결정하는 것을 말합니다. 그림에서는 모든 방향에서 신호등이 있으므로 등가인이 아닌 신호등 규제 교차로입니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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75. 철심을 가진 변압기 모양의 코일에 교류와 직류를 중첩 하여 흘리면 교류임피던스는 중첩된 직류의 크기에 따라 변하는데 이 현상을 이용하여 전력을 증폭하는 장치는?

  1. 회전증폭기
  2. 자기증폭기
  3. 다이리스터
  4. 차동변압기
(정답률: 66%)
  • 자기증폭기는 철심을 가진 변압기 모양의 코일에 교류와 직류를 중첩하여 흘리면 교류임피던스가 중첩된 직류의 크기에 따라 변하는 현상을 이용하여 전력을 증폭하는 장치입니다. 이는 코일 내부의 자기장이 직류에 의해 유도되어 교류의 크기가 증폭되는 원리에 기반합니다. 따라서 자기증폭기가 정답입니다.
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76. 하나의 폐회로를 형성하고 자동제어의 기본회로를 형성하는 제어는?

  1. 시퀀스제어
  2. 피드백제어
  3. 온.오프제어
  4. 프로그램제어
(정답률: 48%)
  • 피드백제어는 출력값을 측정하여 입력값과 비교하여 오차를 줄이는 제어 방식입니다. 이를 통해 하나의 폐회로를 형성하고 자동제어의 기본회로를 형성할 수 있습니다. 따라서 피드백제어가 자동제어의 기본회로를 형성하는 제어 방식입니다. 시퀀스제어는 순차적으로 일련의 동작을 수행하는 제어 방식, 온.오프제어는 스위치를 이용하여 전원을 켜고 끄는 제어 방식, 프로그램제어는 미리 작성된 프로그램을 이용하여 제어하는 방식입니다.
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77. 다음 전선 중 도전율이 가장 우수한 재질은 어느 것인가?

  1. 경동선
  2. 연동선
  3. 경알미늄선
  4. 아연도금철선
(정답률: 27%)
  • 도전율은 전기가 흐르는 능력을 나타내는 지표입니다. 연동선은 도전율이 가장 높은 재료 중 하나입니다. 이는 연동선이 전기를 효율적으로 전달할 수 있는 능력이 뛰어나기 때문입니다. 따라서 연동선이 도전율이 가장 우수한 재료입니다.
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78. 극수가 4 이고 슬립이 6%인 유도전동기를 어느 공장에서 운전하고자 할 때 예상되는 회전수는 약 몇 rpm 인가?

  1. 1300
  2. 1400
  3. 1700
  4. 1800
(정답률: 32%)
  • 극수가 4이므로 동기회전수는 1800rpm이다. 슬립이 6%이므로, 유도전동기의 회전수는 동기회전수에서 6%만큼 감소한 값이 된다. 따라서, 유도전동기의 예상 회전수는 1800rpm에서 6%만큼 감소한 값인 1700rpm이 된다.
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79. 피드백 제어계의 제어장치에 속하지 않은 것은?

  1. 설정부
  2. 조절부
  3. 검출부
  4. 제어대상
(정답률: 45%)
  • 정답은 "제어대상"입니다.

    제어대상은 제어를 받는 대상이며, 제어장치에 속하지 않습니다. 제어장치는 설정부, 조절부, 검출부 등으로 구성되어 있으며, 이들은 제어대상을 제어하기 위해 사용됩니다. 예를 들어, 온도를 제어하기 위해서는 온도센서(검출부)로부터 온도값을 받아들이고, 설정된 온도값과 비교하여 조절부를 통해 온도를 조절합니다. 이때, 제어대상은 온도를 제어받는 대상인데, 이는 제어장치에 속하지 않습니다.
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80. PLC(Programmable Logic Controller)의 CPU부의 구성과 거리가 먼 것은?

  1. 데이터 메모리부
  2. 프로그램 메모리부
  3. 연산부
  4. 전원부
(정답률: 57%)
  • PLC의 CPU는 데이터 메모리부, 프로그램 메모리부, 연산부로 구성되어 있습니다. 이들은 PLC의 동작에 필수적인 부품들입니다. 반면에 전원부는 PLC의 동작을 위한 전기적인 에너지를 공급하는 역할을 하기 때문에 CPU와는 거리가 먼 부품입니다. 따라서 전원부가 정답입니다.
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5과목: 배관일반

81. 급탕관으로 많이 사용되는 동관은?

  1. K형 동관
  2. S형 동관
  3. L형 동관
  4. N형 동관
(정답률: 30%)
  • 급탕관에서는 물의 유속이 빠르기 때문에 수압이 높아지는데, 이에 따라 동관의 내부 압력이 커져서 변형이나 파열 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 L형 동관은 곡률이 크고 구부러질 수 있는 유연성이 뛰어나며, 내부 압력에도 잘 견딜 수 있어서 급탕관에서 많이 사용됩니다.
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82. 급탕 배관 시공상 주의사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 상향식 공급 방식에서 급탕 수평 주관은 선상향 구배로 한다.
  2. 하향식 공급 방식에서는 급탕관은 선상향 구배로 한다.
  3. 상향식 공급 방식에서 복귀관은 선하향 구배로 한다.
  4. 하향식 공급 방식에서는 복귀관은 선하향 구배로 한다.
(정답률: 41%)
  • "하향식 공급 방식에서는 급탕관은 선상향 구배로 한다."가 옳지 않은 것입니다.

    급탕 배관 시공상 주의사항 중 하향식 공급 방식에서는 급탕관을 수직으로 설치하고, 복귀관은 수평으로 설치하여 선하향 구배를 유지해야 합니다. 이는 물이 중력에 따라 자연스럽게 흐르도록 하기 위함입니다. 상향식 공급 방식에서는 급탕 수평 주관을 선상향 구배로, 복귀관을 선하향 구배로 설치해야 합니다.
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83. 관경 300mm, 배관길이 500m의 중압 가스수송관에서 A· B점의 게이지 압력이 3kg/cm2, 2kg/cm2인 경우 가스유량은 얼마인가?(단, 가스 비중 0.64, 유량계수 52.31로 한다.)

  1. 10,238 m3/h
  2. 20,583 m3/h
  3. 38,315 m3/h
  4. 40,153 m3/h
(정답률: 24%)
  • 가스유량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = C × A × √(2gh) × ρ × K

    여기서, Q는 유량(m3/h), C는 유량계수, A는 배관 단면적(m2), g는 중력가속도, h는 배관 내부압력과 외부압력의 차이에 의한 유동압력(m), ρ는 가스 밀도(kg/m3), K는 배관 내부 마찰계수이다.

    먼저, 배관 단면적 A를 구해보자.

    A = πr2 = π(0.3/2)2 = 0.0707 m2

    다음으로, 유동압력 h를 구해보자.

    h = (P1 - P2) / ρg

    여기서, P1은 A점의 게이지 압력, P2는 B점의 게이지 압력이다.

    P1 = 3 kg/cm2 × 0.98 × 105 Pa/kg/cm2 = 294000 Pa
    P2 = 2 kg/cm2 × 0.98 × 105 Pa/kg/cm2 = 196000 Pa

    h = (294000 - 196000) / (0.64 × 9.81) = 187.5 m

    마지막으로, 유량을 계산하자.

    Q = 52.31 × 0.0707 × √(2 × 9.81 × 187.5) × 0.64 × K

    K는 일반적으로 0.02 ~ 0.03 정도로 가정할 수 있다. 여기서는 0.025로 가정하자.

    Q = 52.31 × 0.0707 × 77.16 × 0.64 × 0.025 = 38,315 m3/h

    따라서, 정답은 "38,315 m3/h"이다.
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84. 급탕 배관에서 중앙식 급탕법의 장점을 나열하였다. 가장 관련이 없는 것은?

  1. 일반적으로 다른 설비 기계류와 동일한 장소에 설치할 수 있어 관리상 유리하다.
  2. 저탕량이 많으므로 피크부하에 대응할 수 있다.
  3. 열원으로 석탄,중유 등이 사용될 수 있으므로 연료비가 싸게 든다.
  4. 배관이 연장되므로 열효율이 높다.
(정답률: 45%)
  • "배관이 연장되므로 열효율이 높다."는 중앙식 급탕법의 장점이 아니라 단점이다. 배관이 연장될수록 열이 손실되기 때문이다.

    따라서 정답은 "배관이 연장되므로 열효율이 높다."이다.

    이유를 간단명료하게 설명하면, 배관이 연장될수록 열이 손실되는데 이는 열전달 과정에서 발생하는 열손실과 마찬가지이다. 따라서 급탕 시스템에서는 배관 길이를 최소화하여 열효율을 높이는 것이 중요하다.
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85. 급탕배관 시공시 고려할 사항이 아닌 것은?

  1. 청소구의 설치장소
  2. 배관구배
  3. 배관 재료의 선택
  4. 관의 신축
(정답률: 54%)
  • 급탕배관 시공시 고려할 사항으로는 배관구배, 배관 재료의 선택, 관의 신축 등이 있습니다. 하지만 청소구의 설치장소는 고려할 사항이 아닙니다. 이는 청소구가 배수 시설과 관련된 사항이기 때문이며, 급탕배관 시공과는 직접적인 연관이 없기 때문입니다.
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86. 가스 배관재료 중 내약품성 및 전기 절연성이 우수하며 사용온도가 80℃이하인 관은?

  1. 주철관
  2. 강관
  3. 동관
  4. 폴리에틸렌관
(정답률: 49%)
  • 폴리에틸렌은 내약품성이 뛰어나고 전기 절연성이 우수하며, 높은 내구성과 낮은 수분 흡수율을 가지고 있어 가스 배관재료로 적합합니다. 또한 사용온도가 80℃ 이하인 관으로도 충분한 성능을 발휘하여 선택됩니다. 따라서 폴리에틸렌관이 정답입니다.
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87. 은 어떤 관의 말단부 표시인가?

  1. 티
  2. 소켓
  3. 플러그
  4. 캡
(정답률: 42%)
  • "캡"은 어떤 관의 말단부를 보호하거나 덮는 뚜껑 모양의 부품을 말합니다. 따라서 "캡"이 정답입니다. "티"는 일반적으로 전원을 연결하는 부분을 말하며, "소켓"은 전구나 전자제품 등을 꽂는 구멍을 말합니다. "플러그"는 전기를 연결하는 부분을 말합니다.
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88. 가스용접에서 아세틸렌가스(C2H2)와 산소(O2)를 이용하여 용접시 발생하는 불꽃이 아닌 것은?

  1. 탄화불꽃
  2. 기화불꽃
  3. 산화불꽃
  4. 표준불꽃
(정답률: 36%)
  • 기화불꽃은 가스용접에서 발생하는 불꽃 중에서 아세틸렌가스와 산소를 혼합하여 사용할 때 발생하는 불꽃이 아닙니다. 기화불꽃은 액체 연료를 사용하는 엔진에서 연료가 기화되어 발생하는 불꽃입니다. 따라서 정답은 "기화불꽃"입니다.
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89. 고가 탱크식 급수방법을 설명하였다. 틀린 것은?

  1. 고층건물이나 상수도 압력이 부족할 때 사용된다.
  2. 저수량을 언제나 확보할 수 있으므로 단수가 되지 않는다.
  3. 건물내의 밸브나 각 기구에 일정한 압력으로 물을 공급한다.
  4. 고가탱크에 펌프로 물을 압송하여 탱크내에 공기를 압축 가압하여 일정한 압력을 유지시킨다.
(정답률: 36%)
  • 정답은 "저수량을 언제나 확보할 수 있으므로 단수가 되지 않는다."입니다.

    고가 탱크식 급수방법은 고층건물이나 상수도 압력이 부족할 때 사용되며, 고가탱크에 펌프로 물을 압송하여 탱크내에 공기를 압축 가압하여 일정한 압력을 유지시킵니다. 이 방법은 건물내의 밸브나 각 기구에 일정한 압력으로 물을 공급할 수 있도록 합니다.
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90. 단관식 상향 증기 난방에서 증기와 응축수가 순류하는 수평 지관의 구배는?

(정답률: 40%)
  • 상향 증기 난방에서는 증기와 응축수가 순류하므로, 증기의 운동에너지는 응축수의 위치에너지로 전환된다. 따라서 수평 지관에서는 증기의 운동에너지가 응축수의 위치에너지로 변환되는 과정에서 증기의 속도는 감소하고, 응축수의 속도는 증가한다. 이에 따라 증기와 응축수의 운동량은 보존되므로, 증기와 응축수의 질량 비율에 따라 수평 지관의 구배가 결정된다. 따라서 보기 중에서 질량 비율이 가장 큰 ""이 정답이다.
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91. 하아트 포드(Hart ford) 배관법과 관계 없는 것은?

  1. 보일러내의 안전 저수면 보다 높은 위치에 환수관을 접속한다.
  2. 저압증기 난방에서 보일러 주변의 배관에 사용한다.
  3. 보일러내의 수면이 안전수위 이하로 내려가기 쉽다.
  4. 환수주관에 침적된 찌꺼기를 보일러에 유입시키지 않는다.
(정답률: 47%)
  • 정답: "보일러내의 수면이 안전수위 이하로 내려가기 쉽다."

    이유: 보일러내의 수면이 안전수위 이하로 내려가면 보일러가 폭발할 위험이 있기 때문에, 안전 저수면 이상으로 환수관을 접속하여 수위를 유지해야 한다. 따라서, "보일러내의 안전 저수면 보다 높은 위치에 환수관을 접속한다."와 "환수주관에 침적된 찌꺼기를 보일러에 유입시키지 않는다."는 보일러 안전과 관련된 내용이며, "저압증기 난방에서 보일러 주변의 배관에 사용한다."는 보일러와는 직접적인 관련이 없는 내용이다.
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92. 다음 중 복사난방의 특징이 아닌 것은?

  1. 방열기의 설치공간이 따로 필요 없다.
  2. 시설비가 비교적 비싸다.
  3. 대류가 적으므로 바닥면의 먼지가 상승이 적다.
  4. 열용량이 크므로 예열시간이 짧다.
(정답률: 49%)
  • 복사난방의 특징은 열의 방출 방식이 복사에 의한 것이며, 방열기의 설치공간이 따로 필요하지 않고 대류가 적어 바닥면의 먼지가 상승이 적다는 것입니다. 따라서 정답은 "시설비가 비교적 비싸다."입니다. 열용량이 크므로 예열시간이 짧다는 이유는, 복사난방은 열을 직접 대상물에 전달하기 때문에, 대상물의 열용량이 크더라도 예열시간이 짧아지는 것입니다.
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93. 온수난방 배관에서 리버스 리턴(reverse return)방식을 채택하는 이유는?

  1. 온수의 유량 분배를 균일하게 하기 위하여
  2. 배관의 길이를 짧게 하기 위하여
  3. 배관의 신축을 흡수하기 위하여
  4. 온수가 식지 않도록 하기 위하여
(정답률: 52%)
  • 리버스 리턴 방식은 온수난방 시스템에서 온수의 유량 분배를 균일하게 하기 위해 채택됩니다. 이 방식은 온수가 돌아가는 방향을 바꿔서 배관의 끝부분까지 온수가 골고루 흐를 수 있도록 합니다. 이렇게 함으로써 온수가 한쪽으로 몰리는 현상을 방지하고, 온수의 유량을 균일하게 유지할 수 있습니다.
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94. 고압 증기관에서 권장 제한 최대유속은 얼마인가?

  1. 20 m/s
  2. 35 m/s
  3. 45 m/s
  4. 60 m/s
(정답률: 19%)
  • 고압 증기관에서는 유속이 너무 높으면 파괴나 누출 등의 문제가 발생할 수 있기 때문에 제한 최대유속이 권장됩니다. 이 중에서도 안전성과 경제성을 고려하여 권장 제한 최대유속은 45 m/s로 정해져 있습니다. 이유는 이 유속 이하에서는 안전하면서도 효율적인 운전이 가능하기 때문입니다.
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95. 증기난방에서 증기 경로가 옳은 것은?

  1. 보일러-스팀헷다-증기공급관-감압밸브-방열기
  2. 보일러-감압밸브-증기공급관-스팀헷다-방열기
  3. 보일러-증기공급관-감압밸브-스팀헷다-방열기
  4. 보일러-스팀헷다-감압밸브-증기공급관-방열기
(정답률: 32%)
  • 증기는 보일러에서 생산되어 스팀헷다를 통해 증기공급관으로 이동하고, 감압밸브를 통해 압력을 조절한 후 방열기를 통해 열을 방출하므로 "보일러-스팀헷다-증기공급관-감압밸브-방열기"가 옳은 경로이다.
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96. 역지변(check valve)의 도시기호는?

(정답률: 60%)
  • 역지변은 유체가 한 방향으로만 흐르도록 막아주는 장치이므로, 도시기호에서는 화살표가 하나만 있는 것이 아니라 두 개가 있는 "" 기호를 사용한다. 이 기호는 유체가 한 방향으로만 흐르도록 막아주는 역할을 상징하고 있다.
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97. 파이프 지지의 구조와 위치를 정하는데 꼭 고려해야 할 것은?

  1. 유속 및 온도
  2. 압력 및 유속
  3. 배출구
  4. 중량과 지지간격
(정답률: 43%)
  • 파이프 지지의 구조와 위치를 정하는 가장 중요한 요소는 파이프의 중량과 지지간격입니다. 파이프가 지지되는 간격이 너무 멀거나 가까우면 파이프가 불안정해지거나 파손될 수 있기 때문입니다. 유속이나 온도, 압력 등은 파이프 설계에 영향을 미치는 요소이지만, 파이프 지지의 구조와 위치를 결정하는 데 있어서는 중요도가 낮습니다. 배출구는 파이프의 용도와 관련이 있으며, 파이프 지지와는 직접적인 연관성이 없습니다.
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98. 다음 중 건물의 급수량 산정의 기준이 되지 않는 것은?

  1. 건물의 연면적
  2. 건물의 전체 용적
  3. 건물의 사용 인원수
  4. 설치된 기구의 수
(정답률: 22%)
  • 건물의 전체 용적은 건물 내부에 있는 물의 양을 산정하는 것과는 관련이 없기 때문입니다. 건물의 연면적은 건물의 크기를 나타내는 지표이며, 건물의 사용 인원수와 설치된 기구의 수는 건물 내부에서 물이 사용되는 양을 추정하는 데 도움이 됩니다.
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99. 경질 염화비닐관의 특성이 아닌 것은 어느 것인가?

  1. 열 팽창율이 크다.
  2. 관내 마찰손실이 적다.
  3. 산,알칼리 등의 부식성 약품에 대해 내식성이 적다.
  4. 저온 고온에서 강도가 저하된다.
(정답률: 50%)
  • "산,알칼리 등의 부식성 약품에 대해 내식성이 적다."는 경질 염화비닐관의 특성이 아니다. 경질 염화비닐관은 내식성이 낮아 산, 알칼리 등의 부식성 약품에 대해 취약하다. 이는 경질 염화비닐관이 화학적으로 안정성이 낮기 때문이다.
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100. 배관 계통의 관경 결정 방법에서 유량이 다르더라도 단위길이당 마찰손실이 일정하도록 하고 관경을 결정하는 방법은?

  1. 정압법
  2. 균압법
  3. 균등법
  4. 등마찰손실법
(정답률: 48%)
  • 등마찰손실법은 유량이 다르더라도 단위길이당 마찰손실이 일정하도록 하고, 이를 기준으로 관경을 결정하는 방법입니다. 이 방법은 유체의 속도와 관경의 크기에 따라 발생하는 마찰손실을 고려하여, 일정한 마찰손실을 유지하면서 최적의 관경을 결정합니다. 따라서, 유량이 다른 경우에도 일정한 마찰손실을 유지할 수 있어서 실용적인 방법으로 많이 사용됩니다.
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