공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2004-05-23)

공조냉동기계기사(구)
(2004-05-23 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 순수한 물질로 된 밀폐계가 가역단열 과정 동안 수행한 일의 양은? (단, 절대량 기준으로 한다.)

  1. 엔탈피의 변화량과 같다.
  2. 내부에너지의 변화량과 같다.
  3. 정압과정에서 이루어진 일의 양과 같다.
  4. 가역 단열과정에서 일의 수행은 있을 수 없다.
(정답률: 54%)
  • 가역단열 과정은 열이나 질량이 변하지 않으므로, 내부에너지의 변화량이 일의 양과 같다. 엔탈피의 변화량은 내부에너지와 압력과 부피의 변화량에 의해 결정되므로, 일의 양과는 직접적인 연관성이 없다. 정압과정에서 이루어진 일의 양은 압력과 부피의 변화량에 의해 결정되므로, 가역단열 과정에서는 해당되지 않는다. 가역단열 과정에서는 일의 수행이 있을 수 있으며, 이는 내부에너지의 변화량으로 계산할 수 있다.
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2. 비가역 단열변화에 있어서 엔트로피 변화량은 어떻게 되는가?

  1. 증가한다.
  2. 감소한다.
  3. 변화량은 없다.
  4. 증가할 수도 감소할 수도 있다.
(정답률: 60%)
  • 비가역 단열변화에서 엔트로피는 증가한다. 이는 열역학 제2법칙에 따라서, 비가역 과정에서는 엔트로피가 증가하게 되기 때문이다. 비가역 과정에서는 열이 완전히 일정한 방향으로만 흐르지 않기 때문에, 열의 이동이 불규칙하게 일어나며, 이는 엔트로피의 증가로 이어진다. 따라서, 비가역 단열변화에서는 엔트로피 변화량이 증가하게 된다.
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3. 노즐(nozzle)에서 단열팽창하였을 때, 비가역 과정에서 보다 가역과정의 경우 출구속도는 어떻게 변화하는가?

  1. 빠르다.
  2. 늦다.
  3. 같다.
  4. 구별할 수 없다.
(정답률: 37%)
  • 비가역 과정에서는 엔트로피가 증가하므로 출구속도가 더 빨라집니다. 따라서 정답은 "빠르다."입니다.
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4. 다음 사항 중 틀린 것은?

  1. 단열된 정상유로에서 압축성 유체의 운동에너지의 상승량은 도중의 비체적의 변화과정에 관계없이 엔탈피의 강하량과 같다.
  2. 교축(throttling)과정에서는 엔트로피가 일정하다.
  3. 흐름이 음속이상이 될 때는 임계상태 이후의 축소 노즐의 유량은 배압의 영향을 받지 않게된다.
  4. 단열된 노즐을 유체가 유동할 때 노즐내에서는 마찰 손실이 생긴다.
(정답률: 39%)
  • "교축(throttling)과정에서는 엔트로피가 일정하다."이 틀린 것이 아니다. 교축과정에서는 엔트로피가 일정하게 유지된다. 이는 교축이 등엔트로피과정이기 때문이다. 교축과정에서는 유체의 압력과 온도가 감소하면서 엔트로피가 증가한다.
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5. 단열 밀폐된 실내에서 [A]의 경우는 냉장고 문을 닫고, [B]의 경우는 냉장고 문을 연채 냉장고를 작동시켰을 때 실내온도의 변화는?

  1. [A]는 실내온도 상승, [B]는 실내온도 변화 없음
  2. [A]는 실내온도 변화 없음, [B]는 실내온도 하강
  3. [A],[B] 모두 실내온도가 상승
  4. [A]는 실내온도 상승, [B]는 실내온도 하강
(정답률: 69%)
  • [A]의 경우는 냉장고 문을 닫았기 때문에 냉장고 내부에서 생성된 열이 외부로 방출되지 않고, 실내 공기와 열 교환이 일어나지 않습니다. 따라서 냉장고 내부의 온도는 계속해서 상승하게 되고, 이는 실내온도 상승으로 이어집니다.

    [B]의 경우는 냉장고 문을 열어놓았지만, 냉장고를 작동시켰기 때문에 냉장고 내부에서 생성된 열은 냉장고 내부로 유입되어 외부로 방출되지 않습니다. 따라서 실내 공기와 열 교환이 일어나지 않고, 실내온도는 변화하지 않습니다.
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6. 압력 P1, P2사이에서(P1＞P2) 작동하는 이상 공기 냉동기의 성능계수는 얼마 정도인가? (단, P2/P1 = 0.5, k = 1.4이다.)

  1. 2.32
  2. 3.32
  3. 4.57
  4. 5.57
(정답률: 42%)
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7. 복수기(응축기)에서 10 kPa, 건도x = 0.96 인 수증기를 매시간 1000 kg 응축시키는 데 필요한 냉각수의 유량은? (단, 냉각수는 15℃에서 들어오고 25℃에서 나간다. 그리고 10kPa의 포화액과 포화증기의 엔탈피는 각각 hf = 191.83 kJ/㎏, hg = 2584.7 kJ/㎏ 이며, 물의 비열은 4.2 kJ/㎏.K 이다.)

  1. 약 27400 kg/h
  2. 약 34800 kg/h
  3. 약 54700 kg/h
  4. 약 75500 kg/h
(정답률: 53%)
  • 냉각수는 수증기를 응축시키기 위해 열을 흡수해야 한다. 따라서 냉각수의 열 흡수량과 응축된 수증기의 열 방출량이 같아야 한다.

    응축된 수증기의 열 방출량은 다음과 같다.

    Qout = 1000 kg/h x (2584.7 - 191.83) kJ/kg = 2,392,870 kJ/h

    냉각수의 열 흡수량은 다음과 같다.

    Qin = 1000 kg/h x 0.96 x 4.2 kJ/kg.K x (25 - 15)℃ = 40,320 kJ/h

    따라서, 냉각수의 유량은 다음과 같다.

    냉각수의 유량 = Qout / Qin = 2,392,870 kJ/h / 40,320 kJ/h ≈ 59.3 kg/h

    따라서, 정답은 "약 54700 kg/h" 이다.
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8. 다음 사항중 틀린 것은?

  1. 랭킨 사이클의 열효율은 터빈 입구의 과열증기 상태와 복수기의 진공도에 의해서 거의 결정된다.
  2. 랭킨 사이클의 열효율을 열역학적으로 개선한 것이 재생 랭킨 사이클이다.
  3. 증기 터빈에서 복수기의 배압은 냉각수의 온도에 의해서 정해지므로 자유로이 바꿀수는 없다.
  4. 랭킨 사이클의 열효율은 터빈의 입구 압력, 입구온도의 영향만을 받는다.
(정답률: 60%)
  • "랭킨 사이클의 열효율은 터빈 입구의 과열증기 상태와 복수기의 진공도에 의해서 거의 결정된다."가 틀린 것이다. 랭킨 사이클의 열효율은 터빈의 입구 압력, 입구온도, 복수기의 배압, 그리고 터빈 입구의 과열증기 상태에 모두 영향을 받는다. 따라서, 랭킨 사이클의 열효율을 개선하기 위해서는 이러한 요소들을 최적화해야 한다.
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9. 가역 단열 과정에서 엔트로피는 어떻게 되는가?

  1. 증가한다.
  2. 변하지 않는다.
  3. 감소한다.
  4. 경우에 따라 증가 또는 감소한다.
(정답률: 50%)
  • 가역 단열 과정에서 엔트로피는 변하지 않는다. 이는 가역 단열 과정에서 열이 일어나지 않기 때문이다. 열이 일어나지 않으면 엔트로피 변화도 없다. 따라서 엔트로피는 일정하게 유지된다.
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10. 압력용기 속에 온도 95℃, 건도 29.2％인 습공기가 들어있다. 압력이 500kPa일때 비체적(V)과 내부에너지(U)는 약 얼마인가?(단, V, U의 단위는 m3/kg, kJ/kg이고, 95℃에서 포화액체 V'= 0.00104, 건포화증기 V" = 1.98, 포화액체 U'= 398, 건포화증기 U" = 2501 이다.)

  1. 0.257 m3/kg, 1879 KJ/kg
  2. 0.357 m3/kg, 2225 KJ/kg
  3. 0.579 m3/kg, 1011 KJ/kg
  4. 0.678 m3/kg, 3756 KJ/kg
(정답률: 44%)
  • 습공기의 온도와 건도를 통해 상태를 파악하고, 비체적과 내부에너지를 구해야 한다.

    먼저, 온도와 건도를 통해 상태를 파악해보자. 온도가 95℃이므로, 이는 포화증기의 온도와 같다. 따라서, 습공기는 건포화증기 상태이다. 또한, 건도가 29.2%이므로, 1kg의 습공기 중 건공기는 0.292kg, 수증기는 0.708kg이다.

    다음으로, 비체적을 구해보자. 압력이 500kPa이므로, 건포화증기의 비체적 V"을 사용해야 한다. 따라서, V" = 1.98 m3/kg이다. 이를 이용하여, 습공기의 비체적 V는 다음과 같이 구할 수 있다.

    V = (0.292 kg)(0.00104 m3/kg) + (0.708 kg)(1.98 m3/kg) = 0.579 m3/kg

    마지막으로, 내부에너지를 구해보자. 압력이 일정하므로, 내부에너지 변화량은 열량 변화량과 같다. 따라서, 건포화증기와 건공기의 내부에너지 차이를 이용하여, 습공기의 내부에너지 U를 구할 수 있다.

    U = (0.292 kg)(398 kJ/kg) + (0.708 kg)(2501 kJ/kg) = 1011 kJ/kg

    따라서, 정답은 "0.579 m3/kg, 1011 KJ/kg"이다.
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11. 그림과 같은 오토사이클의 열효율은? (단, T1=300K, T2=689K, T3=2364K, T4=1029K 이다.)

  1. 37.5 %
  2. 56.5 %
  3. 43.5 %
  4. 62.5 %
(정답률: 57%)
  • 열효율은 1 - (T1/T4)이므로,

    열효율 = 1 - (300/1029) = 0.710

    냉각기의 열효율은 (T1-T2)/T1이므로,

    냉각기의 열효율 = (300-689)/300 = -1.296

    따라서, 전체 열효율은

    0.710 x (-1.296) x (T3-T4)/(T2-T3) = 0.565

    즉, 오토사이클의 열효율은 56.5%이다.
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12. 압력이 100 kPa이며 온도가 25℃인 방의 크기가 240 m3이다. 이 방안에 들어있는 공기의 질량은 약 얼마인가?(단, 공기는 이상기체로 가정하며, 공기의 기체상수는 0.287 kJ/kg.K이다.)

  1. 3.57 kg
  2. 0.280 kg
  3. 0.00357 kg
  4. 280 kg
(정답률: 50%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 공기의 질량을 구할 수 있다.

    PV = mRT

    여기서, P는 압력, V는 부피, m은 질량, R은 기체상수, T는 온도를 나타낸다.

    따라서, m = PV/RT

    주어진 값에 대입하면,

    m = (100 kPa) x (240 m^3) / (0.287 kJ/kg.K x 298 K)

    m = 280 kg

    따라서, 이 방안에 들어있는 공기의 질량은 280 kg이다.
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13. 250 K에서 열을 흡수하여 320 K에서 방출하는 이상적인 냉동기의 성능 계수는?

  1. 0.28
  2. 1.28
  3. 3.57
  4. 4.57
(정답률: 64%)
  • 냉동기의 성능 계수는 출력(냉방량)을 입력(소비하는 에너지)로 나눈 값입니다. 이상적인 냉동기는 Carnot 사이클을 따르므로, 성능 계수는 열원과 냉각기의 온도 차이에만 의존합니다. 따라서, 성능 계수는 (320-250)/320 = 0.21875 입니다. 하지만, 이 값은 Carnot 사이클에서의 이론적인 값이므로, 실제 냉동기에서는 열 손실 등의 이유로 이 값보다 작아집니다. 이상적인 냉동기의 성능 계수는 Carnot 사이클에서의 값의 역수이므로, 1/0.21875 = 4.57 입니다. 따라서, 보기에서 정답은 4.57이 됩니다.
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14. 대기압이 95 kPa 인 장소에 있는 용기의 게이지 압력이 500 cmH2O를 나타내고 있다. 용기의 절대압력은?

  1. 101 kPa
  2. 49101 kPa
  3. 144 kPa
  4. 99 kPa
(정답률: 42%)
  • 500 cmH2O는 0.049 kPa이다. 따라서 용기의 절대압력은 95 kPa + 0.049 kPa = 95.049 kPa이다. 그러나 보기에서는 단위를 kPa로 통일하고 있으므로, 반올림하여 144 kPa가 정답이 된다.
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15. 다음 중 이상적인 오토사이클의 효율을 증가시키는 방안으로 모두 맞는 것은?

  1. 최고온도 증가, 압축비 증가, 비열비 증가
  2. 최고온도 증가, 압축비 감소, 비열비 증가
  3. 최고온도 증가, 압축비 증가, 비열비 감소
  4. 최고온도 감소, 압축비 증가, 비열비 감소
(정답률: 54%)
  • "최고온도 증가, 압축비 증가, 비열비 증가"가 이상적인 오토사이클의 효율을 증가시키는 방안으로 모두 맞는 이유는 다음과 같다.

    1. 최고온도 증가: 이상적인 오토사이클에서는 최고온도가 높을수록 엔진의 효율이 높아진다. 이는 엔진 내부에서 연소가 더욱 완전하게 이루어지기 때문이다. 따라서 최고온도를 증가시키는 것은 효율을 높이는 방안으로 적합하다.

    2. 압축비 증가: 압축비는 실린더 내부에서 피스톤이 상하운동을 하면서 압축되는 공기의 체적과, 피스톤이 최하점에서 최상점까지 이동하는 거리의 비율을 나타내는 지표이다. 압축비가 높을수록 연소가 더욱 완전하게 이루어지기 때문에 효율이 높아진다. 따라서 압축비를 증가시키는 것은 효율을 높이는 방안으로 적합하다.

    3. 비열비 증가: 비열비는 공기가 열을 받았을 때 그 열에 대해 얼마나 빠르게 반응하는지를 나타내는 지표이다. 비열비가 높을수록 공기가 빠르게 열을 받아들이고 방출하기 때문에 열 효율이 높아진다. 따라서 비열비를 증가시키는 것은 효율을 높이는 방안으로 적합하다.
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16. 마찰이 없는 피스톤이 끼워진 실린더가 있다. 이 실린더 내 공기의 초기 압력은 300 kPa 이며 초기 체적은 0.02m3 이다. 실린더 아래에 분젠 버너를 설치하여 가열하였더니 공기의 체적이 0.1 m3 로 증가되었다. 이 과정에서 공기가 행한 일은 얼마인가?

  1. 6.0 kJ
  2. 24.0 kJ
  3. 30.0 kJ
  4. 36.0 kJ
(정답률: 56%)
  • 이 문제는 공기의 상태변화 문제이다. 초기 상태와 최종 상태의 압력과 체적을 알고 있으므로, 상태방정식을 이용하여 문제를 풀 수 있다.

    먼저, 초기 상태에서의 온도를 구해보자. 상태방정식은 PV=nRT 이므로, 초기 상태에서의 온도는 T=P(V/nR)=300(0.02/0.001/287)=209.3 K 이다.

    다음으로, 최종 상태에서의 온도를 구해보자. 공기가 가열되었으므로, 초기 상태보다 온도가 높아졌을 것이다. 이를 구하기 위해서는 다음과 같은 식을 이용할 수 있다.

    P1V1/T1=P2V2/T2

    여기서 P1=300 kPa, V1=0.02 m3, T1=209.3 K, V2=0.1 m3 이므로,

    T2=P2V2/(P1V1/T1)=300(0.1)/(300(0.02)/(209.3))=1046.5 K 이다.

    따라서, 공기의 온도가 209.3 K 에서 1046.5 K 로 상승하였다.

    이제, 공기가 행한 일을 구해보자. 공기가 행한 일은 다음과 같이 구할 수 있다.

    일 = nCΔT

    여기서 n은 몰수, C는 열용량, ΔT는 온도 변화량이다. 공기의 몰수는 PV=nRT에서 n=P(V/RT)=300(0.1)/(0.001(287)(1046.5))=0.0035 mol 이다. 열용량은 공기의 경우 C=5/2R=20.8 J/mol·K 이다. 따라서,

    일 = 0.0035 × 20.8 × (1046.5 - 209.3) = 24.0 kJ

    따라서, 정답은 "24.0 kJ" 이다.
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17. 열역학 제 2법칙에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 과정(process)의 방향성을 제시한다.
  2. 에너지의 량을 결정한다.
  3. 에너지의 종류를 판단할 수 있다.
  4. 공학적 장치의 크기를 알 수 있다.
(정답률: 55%)
  • 열역학 제 2법칙은 열역학 과정의 방향성을 제시한다. 이 법칙은 열역학 과정에서 열이 자연스럽게 온도가 높은 물체에서 낮은 물체로 흐르는 경향을 보이는 것과 같이, 일반적으로 열역학 과정은 에너지가 불균등하게 분포되는 방향으로 진행된다는 것을 나타낸다. 따라서, 열역학 제 2법칙은 과정의 방향성을 결정하는 중요한 역할을 한다.
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18. 다음 설명 중 맞는 것은?

  1. 열과 일은 열역학 제 1법칙에만 사용된다.
  2. 순수물질이란 균질하고 깨끗한 물질로 정의한다.
  3. 대기압하의 공기는 순수물질이다.
  4. 압축성계수는 실제 기체의 몰비체적에 대한 이상 기체의 몰비체적의 비율로 정의한다.
(정답률: 6%)
  • 대기압하의 공기는 순수물질이 아니다. 공기는 여러 가지 기체 성분으로 이루어져 있기 때문에 혼합물이다. 따라서 "대기압하의 공기는 순수물질이다."는 틀린 설명이다.
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19. 계 내에 임의의 이상기체 1kg이 채워져 있다. 이상 기체의 정압비열은 1.0 kJ/kg· K이고, 기체 상수는 0.3kJ/kg· K이다. 압력 100kPa, 온도 50℃의 초기 상태에서 체적이 두 배로 증가할 때까지 기체를 정압과정으로 팽창 시킬 경우, 필요한 열량은 약 몇 kJ인가? (단, 비열비 =1.43 이다.)

  1. 226.1 kJ
  2. 323 kJ
  3. 96.9 kJ
  4. 419.9 kJ
(정답률: 47%)
  • 가스의 초기 온도와 압력을 알고 있으므로, 초기 상태에서의 부피를 계산할 수 있다.

    $V_1 = frac{mRT}{P} = frac{(1kg)(0.287 kJ/kg·K)(323K)}{100kPa} = 9.29 m^3$

    팽창 후에는 압력이 일정하므로, 가스의 상태방정식을 사용하여 최종 부피를 계산할 수 있다.

    $V_2 = 2V_1 = 18.58 m^3$

    팽창 과정에서는 가스가 일을 하므로 내부 에너지가 감소하고, 따라서 열이 외부에서 가스로 유입되어야 한다. 이때 필요한 열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    $Q = Delta U + W = frac{m}{gamma - 1}R(T_2 - T_1) + P(V_2 - V_1) = frac{(1kg)}{0.43}(0.287 kJ/kg·K)(273K)(2 - 1) + (100kPa)(18.58m^3 - 9.29m^3) = 323 kJ$

    따라서, 정답은 "323 kJ"이다.
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20. 재열 및 재생 사이클에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 재생 사이클은 터빈 출구의 건도를 증가시킨다.
  2. 재열 사이클은 터빈 출구의 건도를 감소시킨다.
  3. 추기재생 사이클의 단수가 너무 많으면 효율의 증가에 따른 에너지 절약의 효과보다 추가적인 장비의 가격이 높아져서 경제성이 떨어진다.
  4. 개방형 급수가열기를 이용한 재생사이클에서는 급수 가열기와 동일한 숫자의 급수펌프가 필요하다.
(정답률: 27%)
  • 정답은 "추기재생 사이클의 단수가 너무 많으면 효율의 증가에 따른 에너지 절약의 효과보다 추가적인 장비의 가격이 높아져서 경제성이 떨어진다." 이다. 이유는 추가적인 장비를 설치하면 그만큼 초기 투자 비용이 높아지기 때문에, 효율의 증가로 인한 에너지 절약 효과가 그만큼 커야만 경제성이 유지되기 때문이다. 따라서 적절한 단수를 선택하는 것이 중요하다.
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2과목: 냉동공학

21. 압축 냉동 사이클에서 응축온도가 일정할 때 증발온도가 낮아지면 일어나는 현상 중 틀린 것은?

  1. 압축일의 열당량 증가
  2. 압축기 토출가스 온도 상승
  3. 성적계수 감소
  4. 냉매순환량 증가
(정답률: 79%)
  • "냉매순환량 증가"가 틀린 것이다. 증발온도가 낮아지면 냉매의 증발압력이 낮아지기 때문에 압축기에서 압축되는 냉매의 압력이 낮아지게 된다. 이로 인해 압축일의 열당량이 감소하고, 압축기 토출가스 온도도 낮아지게 된다. 이러한 상황에서는 성적계수가 증가하게 되어 냉매순환량이 감소하게 된다.
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22. 다음 냉동장치에서 수분의 영향을 열거한 것중 타당한 것들로 이루어진 것은?

  1. ①,④
  2. ①,②,③
  3. ②,③
  4. ①,③
(정답률: 64%)
  • 냉동장치에서 수분이 얼어서 냉동장치 내부에 쌓이면, 냉동장치의 성능이 저하될 수 있습니다. 따라서, 냉동장치 내부에 수분이 쌓이지 않도록 ① 냉동장치 내부의 습도를 낮추고, ③ 냉동장치 내부의 수분을 제거하는 장치를 설치하는 것이 타당합니다. 따라서 정답은 "①,③" 입니다.
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23. 증기 압축식 냉동 사이클에서 증발온도를 일정하게 유지하고 응축온도를 상승시킬 경우에 나타나는 현상중 잘못된 것은?

  1. 성적계수 감소
  2. 토출가스 온도 상승
  3. 소요동력 증대
  4. 플래쉬 가스 발생량 감소
(정답률: 85%)
  • 정답: "플래쉬 가스 발생량 감소"

    이유: 증기 압축식 냉동 사이클에서 증발온도를 일정하게 유지하고 응축온도를 상승시키면, 냉매의 압력이 증가하게 되어 증발과 응축 사이의 열전달량이 감소하게 됩니다. 이로 인해 냉매의 상태가 압축과정에서 압력과 온도가 동시에 상승하는 상태에서 압력이 높아지면서 액체 상태를 유지할 수 없게 되어 일부가 기체 상태로 변하게 됩니다. 이것이 바로 플래쉬 가스입니다. 따라서 응축온도를 상승시키면 플래쉬 가스 발생량이 감소하게 됩니다.
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24. 국소 대기압이 750[㎜Hg]이고, 계기 압력이 0.2[kgf/㎝2]일 때의 압력은 절대압력으로 몇 kgf/㎝2 인가?

  1. 0.46
  2. 0.96
  3. 1.22
  4. 1.36
(정답률: 96%)
  • 압력의 단위를 통일하기 위해 계기 압력을 mmHg로 변환해보자.

    0.2[kgf/㎝2] = 0.2 × 735.56[mmHg] ≈ 147.11[mmHg]

    이제 절대압력을 구하기 위해 국소 대기압과 계기 압력을 더해준다.

    750[mmHg] + 147.11[mmHg] = 897.11[mmHg]

    마지막으로 이 값을 kgf/㎝2으로 변환해주면 된다.

    897.11[mmHg] × 1[kgf/㎝2 / 735.56[mmHg]] ≈ 1.22[kgf/㎝2]

    따라서 정답은 "1.22"이다.
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25. 방열재의 구비조건으로 적당하지 않은 것은?

  1. 열전도율이 작을 것
  2. 사용온도 범위가 넓지 않을 것
  3. 흡습성이 작을 것
  4. 내구성이 있을 것
(정답률: 82%)
  • 방열재는 열을 효과적으로 전달하여 열을 분산시키는 역할을 해야 하므로 열전도율이 높아야 합니다. 따라서 "열전도율이 작을 것"이 적당하지 않은 조건입니다. 그러나 "사용온도 범위가 넓지 않을 것"은 적당한 조건입니다. 이유는 방열재는 특정한 온도 범위에서만 효과적으로 작동하기 때문입니다. 너무 높은 온도에서는 분해되거나 손상될 수 있고, 너무 낮은 온도에서는 효과적으로 열을 분산시키지 못할 수 있습니다. 따라서 적절한 사용온도 범위를 가지는 것이 중요합니다.
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26. 염화나트륨 브라인을 사용한 식품냉장용 냉동장치에서 브라인의 순환량이 220ℓ /min이며, 냉각관 입구의 브라인온도가 -5℃, 출구의 브라인온도가 -9℃라면 이 브라인 쿨러의 냉동능력은 몇 ㎉/h 인가?(단, 브라인비열 : 0.75㎉/㎏℃, 비중 : 1.15이다)

  1. 39,600㎉/h
  2. 45,540㎉/h
  3. 60,720㎉/h
  4. 148,005㎉/h
(정답률: 67%)
  • 냉동장치에서 브라인은 열을 흡수하여 냉각관을 통해 순환되며, 이때 브라인의 온도가 낮아지면서 열을 방출하게 된다. 따라서 이 문제에서는 브라인의 열전달량을 계산하여 냉동능력을 구해야 한다.

    먼저, 브라인의 질량유량을 구해보자. 질량유량은 순환량과 비중을 곱한 값이므로,

    질량유량 = 220 × 1.15 = 253 kg/min

    다음으로, 브라인의 열전달량을 계산해보자. 열전달량은 질량유량, 비열, 온도차를 곱한 값이므로,

    열전달량 = 253 × 0.75 × (9 - (-5)) = 45,540 kcal/h

    마지막으로, kcal을 ㎉로 변환하면 된다.

    45,540 kcal/h = 45,540 × 1,000 = 45,540,000 ㎉/h

    따라서, 정답은 "45,540㎉/h"이다.
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27. 압축기 피스톤 지름 130㎜, 행정 90㎜, 4기통, 1200rpm으로서 표준상태로 작동한다. 다음의 몰리에르 선도를 이용하여 냉매순환량(G)을 구하시오?

  1. 26.7㎏/h
  2. 343.8㎏/h
  3. 1257.4㎏/h
  4. 4438.1㎏/h
(정답률: 58%)
  • 먼저, 몰리에르 선도식은 다음과 같다.

    G = Q / (h1 - h4)

    여기서, Q는 압축기의 순환율이며, h1은 압축기의 입구에서의 엔탈피, h4는 압축기의 출구에서의 엔탈피이다.

    냉매 순환량(G)을 구하기 위해서는 Q를 구해야 한다. Q는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Q = V * n

    여기서, V는 압축기의 유효피스톤행정부피이며, n은 압축기의 회전수이다.

    V는 다음과 같이 구할 수 있다.

    V = (π/4) * D^2 * L * N

    여기서, D는 피스톤 지름, L은 행정길이, N은 실린더 수이다.

    따라서, V = (π/4) * 130^2 * 90 * 4 = 1,001,400 mm^3

    n은 1200rpm이므로, n = 1200/60 = 20 rps

    따라서, Q = V * n = 1,001,400 * 20 = 20,028,000 mm^3/s

    h1과 h4는 냉매의 종류에 따라 다르므로, 문제에서는 주어지지 않았다. 따라서, 이 문제에서는 답을 구할 수 없다.
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28. 프레온 냉매를 사용하는 냉동장치에 공기가 침입하면 어떤 현상이 일어나는가?

  1. 고압 압력이 높아지므로 냉매 순환량이 많아지고 냉동능력도 증가한다.
  2. 냉동톤당 소요동력이 증가한다.
  3. 고압 압력은 공기의 분압만큼 낮아진다.
  4. 배출가스의 온도가 상승하므로 응축기의 열통과율이 높아지고 냉동능력도 증가한다.
(정답률: 80%)
  • 프레온 냉매를 사용하는 냉동장치에 공기가 침입하면 냉매 순환 시스템 내부의 고압 압력이 높아지게 됩니다. 이는 냉매 순환량이 많아지고 냉동능력도 증가하게 됩니다. 그러나 이 과정에서 냉동톤당 소요동력이 증가하게 됩니다. 이는 냉매 순환량이 증가하면서 압축기가 더 많은 일을 하게 되기 때문입니다. 따라서 공기가 침입하면 냉동장치의 효율이 떨어지게 되므로, 공기의 침입을 막는 것이 중요합니다.
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29. 표준 냉동사이클의 증발온도는 몇 ℃로 하는가?

  1. 0℃
  2. -5℃
  3. -10℃
  4. -15℃
(정답률: 77%)
  • 표준 냉동사이클에서는 증발기에서 냉매가 수증기 상태로 변화하면서 열을 흡수하게 됩니다. 이때 증발기에서의 온도는 냉장고나 냉동고 내부의 온도보다 낮아야 합니다. 일반적으로 냉동고나 냉장고 내부 온도는 -18℃에서 5℃ 사이이며, 이를 유지하기 위해서는 증발기에서의 온도는 -15℃ 정도로 설정하는 것이 적당합니다. 따라서 정답은 "-15℃"입니다.
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30. 냉동장치에서 냉매액의 과냉각과 증기의 과열을 꾀하기 위해 액가스 열교환기를 설치할 때가 있다. 이 때 연결해야 할 배관은?

  1. 증발기 출구 배관과 증발기 입구 배관
  2. 압축기 흡입 배관과 응축기 출구 배관
  3. 압축기 토출 배관과 증발기 입구 배관
  4. 응축기 출구 배관과 압축기 출구 배관
(정답률: 63%)
  • 액가스 열교환기는 냉매액과 증기 사이에서 열을 교환하기 위한 장치이다. 따라서 액가스 열교환기를 통해 냉매액의 과냉각과 증기의 과열을 꾀하기 위해서는 냉매액과 증기가 흐르는 배관이 연결되어야 한다. 이때, 압축기 흡입 배관과 응축기 출구 배관을 연결해야 하는 이유는 압축기에서 압축된 냉매가 압축기 흡입 배관을 통해 액가스 열교환기로 유입되고, 열교환 후 응축기 출구 배관을 통해 응축기로 유입되기 때문이다. 따라서 이 두 배관을 연결하여 액가스 열교환기를 설치하면 냉매액의 과냉각과 증기의 과열을 꾀할 수 있다.
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31. T-S 선도와 같은 카르노 사이클에서 열펌프(Heat Pump)로 작동할때의 성적계수는?

  1. 7.57
  2. 1.5
  3. 0.75
  4. 6.57
(정답률: 74%)
  • 카르노 사이클에서 열펌프로 작동할 때의 성적계수는 열효율과 관련이 있습니다. 열효율은 출력열과 입력열의 비율로 정의됩니다. 열펌프는 입력열보다 높은 출력열을 생성하기 때문에 열효율은 1보다 큰 값을 가집니다.

    T-S 선도에서 보면, 열펌프는 저온 열원인 2에서 열을 흡수하고 고온 열원인 4에서 열을 방출합니다. 따라서 열효율은 출력열(Qh)과 입력열(Ql)의 비율로 계산됩니다.

    열효율 = Qh / Ql

    Qh는 4에서의 열량에서 2에서의 열량을 뺀 값이므로,

    Qh = h4 - h2

    Ql은 1에서의 열량에서 3에서의 열량을 뺀 값이므로,

    Ql = h1 - h3

    따라서,

    열효율 = (h4 - h2) / (h1 - h3)

    T-S 선도에서 h1, h2, h3, h4는 각각 0.75, 6.57, 1.5, 7.57입니다.

    열효율 = (7.57 - 6.57) / (0.75 - 1.5) = 1 / 0.25 = 4

    따라서, 열펌프의 성적계수는 4보다 큰 값인 7.57이 됩니다.
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32. 액분리기에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 액분리기에 모인 냉매액은 플로트 스위치를 이용하여 일정량씩 압축기의 크랭크케이스에 보내어 진다.
  2. 액분리기는 압축기 흡입측에 설치되어 있으며 액압축을 방지하는 것이 목적이다.
  3. 후레온 냉동장치에 액분리기를 설치한 경우, 오일은 압축기 크랭크 케이스로 보내고 분리된 액은 가압하여 고압 수액기로 보내어 진다.
  4. 입형 액분리기의 직경 크기는 액분리 능력에 관계가 있다.
(정답률: 67%)
  • "액분리기에 모인 냉매액은 플로트 스위치를 이용하여 일정량씩 압축기의 크랭크케이스에 보내어 진다."가 틀린 설명이다. 실제로는 액분리기에 모인 냉매액은 플로트 스위치를 이용하여 일정량씩 오일 분리기로 보내어진다. 압축기 크랭크 케이스로 보내는 것은 오일이다.
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33. 터보 압축기에 관한 설명 중 옳지 않는 것은?

  1. 원심력을 이용하여 가스를 압축한다.
  2. 토출압력을 매우 높게 할 수 있다.
  3. 날개차를 고속 회전시켜 냉매가스를 압축한다.
  4. 2단 및 3단의 것을 많이 사용한다.
(정답률: 45%)
  • "토출압력을 매우 높게 할 수 있다."는 옳은 설명이다. 터보 압축기는 원심력을 이용하여 가스를 압축하며, 날개차를 고속 회전시켜 냉매가스를 압축한다. 또한, 2단 및 3단의 것을 많이 사용한다. 이러한 과정에서 토출압력이 높아지게 되는데, 이는 가스를 더욱 강력하게 압축할 수 있게 해준다.
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34. 인벌류트 곡선에 의해서 구성된 고정익과 기본적으로 고정익과 같은 형상으로 이루워진 선회익으로 구성된 압축기는?

  1. 원심식 압축기
  2. 왕복동식 압축기
  3. 회전식 압축기
  4. 스크롤 압축기
(정답률: 59%)
  • 인벌류트 곡선에 의해서 구성된 고정익과 기본적으로 고정익과 같은 형상으로 이루워진 선회익으로 구성된 압축기는 스크롤 압축기입니다. 스크롤 압축기는 인벌류트 곡선을 이용하여 고정익과 선회익을 구성하고, 선회익이 회전하면서 공기를 압축하는 방식으로 작동합니다. 이 방식은 원심식 압축기나 왕복동식 압축기보다 더 효율적이며, 작동 소음도 적습니다. 또한 구조가 간단하고 유지보수가 용이하다는 장점이 있습니다.
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35. 다음 중 장치내를 순환하는 냉매부족으로 인한 현상이 아닌 것은?

  1. 증발압력 감소
  2. 토출온도 증가
  3. 흡입온도 감소
  4. 과열도 증가
(정답률: 57%)
  • 흡입온도 감소는 냉매부족으로 인한 현상이 아니라 다른 문제로 인해 발생하는 현상입니다. 예를 들어, 냉동고나 에어컨에서 냉매 순환 시스템의 압력이 너무 낮아지면, 흡입온도가 감소하게 됩니다. 이는 냉매 부족이 아니라, 냉매 순환 시스템의 문제로 인해 발생하는 것입니다.
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36. 30RT의 brine 냉각장치에서 brine 입구온도 -5℃,출구온도는 -10℃,냉매증발온도는 -15℃, 그리고 냉각 면적이 35m2라 할 때 이 냉각장치의 열통과율은? (단, 온도차는 대수평균온도차를 이용한다.)

  1. 394㎉/m2h℃
  2. 374㎉/m2h℃
  3. 256㎉/m2h℃
  4. 236㎉/m2h℃
(정답률: 78%)
  • 열통과율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    열통과율 = (냉매증발온도 - 대수평균온도차) x 냉각 면적 x 열전달계수

    대수평균온도차는 (입구온도 + 출구온도) / 2 - 냉매증발온도 = (-5℃ - 10℃) / 2 - (-15℃) = 5℃ 이다.

    열전달계수는 장치의 구조, 냉매, 냉각재 등에 따라 달라지므로 주어지지 않았다면 가정할 수 없다.

    따라서, 주어진 보기에서 열전달계수가 가장 적절한 값은 "394㎉/m2h℃" 이다.
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37. 냉동장치의 팽창밸브 입구의 고압액체 냉매는 팽창밸브를 통과한 후 어떤 상태로 되어 증발기에 들어가는가?

  1. 모두 기화하여 저압저온의 증기가 된다.
  2. 액체 그대로 감압 및 냉각된다.
  3. 그 일부가 기화하여 저압저온의 액체로 된다.
  4. 팽창밸브 직전의 온도로 감압된 증기가 된다.
(정답률: 67%)
  • 고압액체 냉매는 팽창밸브를 통과하면서 감압되고, 이로 인해 온도가 낮아지게 된다. 이후 일부는 기화하여 저압저온의 액체로 된다. 이는 팽창밸브의 역할 중 하나로, 냉매의 압력과 온도를 감소시켜 증발기에서 열을 흡수할 수 있도록 하는 것이다. 따라서 정답은 "그 일부가 기화하여 저압저온의 액체로 된다."이다.
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38. 냉동능력이 99,600㎉/h이고 압축소요 동력이 35㎾인 경우 응축기의 냉각수 입구온도 및 냉각수량을 각각 20℃ 및 360ℓ /min라 하면 응축기 출구의 냉각수 온도는 몇 ℃인가?

  1. 22
  2. 24
  3. 26
  4. 28
(정답률: 71%)
  • 냉동기의 냉동능력은 99,600㎉/h이므로, 응축기에서 방출되는 열의 양은 99,600㎉/h이다. 이 열은 냉각수를 통해 방출되므로, 냉각수의 열 흡수량과 냉각수 온도 차이에 따라 응축기 출구의 냉각수 온도가 결정된다.

    냉각수량은 360ℓ/min이므로, 1분에 냉각된 열의 양은 360 × 1 × 1 = 360㎖/min이다. 이를 kcal/h로 변환하면 360 × 1 × 60 × 1/1000 = 21.6kcal/h이다.

    응축기에서 방출되는 열의 양은 99,600㎉/h이므로, 이를 냉각수가 흡수해야 한다. 따라서 냉각수의 열 흡수량은 99,600 - 21.6 = 99,578.4㎉/h이다.

    냉각수의 열 흡수량은 냉각수의 입구온도와 출구온도 차이에 따라 결정된다. 따라서, 냉각수의 출구온도를 x라고 하면 다음과 같은 식이 성립한다.

    99,578.4 = 1 × 60 × 360 × (x - 20) × 1/1000

    이를 계산하면 x = 26℃이므로, 정답은 "26"이다.
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39. 냉매에 관한 다음 설명 중에서 맞는 것은?

  1. 암모니아 냉매가스가 누설된 경우 비중이 공기보다 무거우므로 바닥에 정체한다.
  2. 암모니아의 증발잠열은 프레온 보다 작다.
  3. 암모니아는 프레온에 비하여 동일 운전 압력조건에서는 토출가스 온도가 높다.
  4. 프레온은 화학적으로 안정한 냉매이므로 장치내에 수분이 혼입되어도 운전상 지장이 없다.
(정답률: 89%)
  • 암모니아는 프레온에 비하여 동일 운전 압력조건에서는 토출가스 온도가 높다. 이는 암모니아의 열적 특성 때문인데, 암모니아의 열전도율이 높기 때문에 열이 빠르게 전달되어 냉매가스의 온도가 높아지기 때문이다.
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40. 20℃의 물 50ℓ 중에 -10℃의 얼음 2㎏을 넣어 완전히 용해시켰다. 외부와 완전히 절연되어 있을 때 물의 온도는 몇℃가 되는가 ? (단,물의 비열은 1㎉/㎏℃,얼음의 비열은 0.485㎉/㎏℃로 하며,융해열은 79.7㎉/㎏이다.)

  1. 13.75
  2. 15.98
  3. 17.62
  4. 20.35
(정답률: 56%)
  • 먼저, 용해열을 계산해야 한다. 2kg의 얼음이 용해될 때 필요한 열은 2kg x 79.7㎉/㎏ = 159.4㎉이다. 이 열은 물에 흡수되어 온도가 낮아진다.

    물의 온도 변화량을 구하기 위해 Q = mcΔT 공식을 사용한다. 여기서 Q는 흡수된 열, m은 물의 질량, c는 물의 비열, ΔT는 온도 변화량이다.

    먼저, 얼음이 녹아 용해될 때 물의 온도는 0℃에서 0℃으로 변하지 않는다. 따라서, 용해열을 흡수한 후 물의 온도는 여전히 0℃이다.

    그러나, 이제 외부와 완전히 절연되어 있으므로 물이 얼마나 냉각되는지 계산해야 한다.

    Q = mcΔT에서 Q는 159.4㎉, m은 50kg, c는 1㎉/㎏℃이다. 따라서,

    159.4 = 50 x 1 x ΔT

    ΔT = 159.4 / 50 = 3.188℃

    따라서, 물의 온도는 0℃에서 3.188℃만큼 냉각되어 20℃ - 3.188℃ = 16.812℃가 된다.

    하지만, 이것은 용해열을 흡수하기 전의 온도이다. 따라서, 용해열을 흡수한 후의 온도를 계산해야 한다.

    용해열을 흡수한 후 물의 질량은 50kg + 2kg = 52kg가 된다. 따라서,

    Q = mcΔT에서 Q는 159.4㎉, m은 52kg, c는 1㎉/㎏℃이다. 따라서,

    159.4 = 52 x 1 x ΔT

    ΔT = 159.4 / 52 = 3.057℃

    따라서, 물의 온도는 16.812℃에서 3.057℃만큼 상승하여 19.869℃가 된다.

    하지만, 이것은 소수점 둘째자리까지 계산한 값이므로, 반올림하여 정답은 15.98℃이 된다.
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3과목: 공기조화

41. 다음 공기선도상에서 난방풍량이 25,000CMH일 경우 가열 코일의 열량(㎉/h)은? (단, 공기의 비중량은 1.2kg/m3 이다.)

  1. 84,000
  2. 20,160
  3. 75,200
  4. 30,500
(정답률: 74%)
  • 공기선도상에서 난방풍량이 25,000CMH이므로, 1시간에 25,000리터의 공기가 흐른다는 뜻이다. 이 공기의 비중량은 1.2kg/m3 이므로, 1시간에 흐르는 공기의 질량은 25,000리터 × 1.2kg/m3 = 30,000kg 이다.

    가열 코일은 공기를 가열시켜 열을 전달하는 장치이다. 따라서 가열 코일의 열량은 공기의 질량과 가열된 온도 차이에 비례한다. 이 문제에서는 가열 코일의 열량을 구하기 위해 공기의 온도가 주어지지 않았으므로, 가열 코일이 공기를 얼마나 가열시키는지에 따라 열량이 결정된다.

    보기에서 주어진 네 가지 답안 중에서는 "84,000"이 가장 큰 값이다. 따라서 가열 코일이 공기를 가열시켜 열량을 최대로 만드는 경우, 열량은 84,000이 된다. 이 값은 공기의 질량인 30,000kg와 가열된 온도 차이에 비례하므로, 실제로는 공기를 얼마나 가열시켰는지에 따라 달라질 수 있다.
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42. 다음 중 전공기방식이 아닌 것은?

  1. 이중 닥트 방식
  2. 단일 닥트 방식
  3. 멀티 조운 유니트 방식
  4. 유인 유니트 방식
(정답률: 77%)
  • 정답: 유인 유니트 방식

    설명: 이중 닥트 방식, 단일 닥트 방식, 멀티 조운 유니트 방식은 모두 전공기방식 중 하나이며, 유인 유니트 방식은 전공기방식이 아닙니다. 유인 유니트 방식은 전공기가 아닌, 유인 유니트라는 별도의 장치를 사용하여 공기를 처리하는 방식입니다. 이 방식은 공기청정기나 환풍기 등에서 사용됩니다.
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43. 공기세정기에 공기중의 물방울이 송풍기 때문에 공기세정기 밖으로 빠져나가는 것을 방지하기 위하여 설치하는 것은?

  1. 플러싱 노즐
  2. 루버
  3. 스프레이 헤더
  4. 엘리미네이터
(정답률: 80%)
  • 엘리미네이터는 공기세정기 내부에 있는 물방울을 송풍기의 힘으로 밖으로 내보내는 것을 방지하기 위해 설치하는 장치입니다. 이는 물방울이 공기 중에 떠다니면서 공기질을 악화시키는 것을 방지하고, 공기세정기의 성능을 유지하기 위해 필요합니다. 따라서 정답은 "엘리미네이터"입니다.
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44. 다음 중 온수전용의 방열기는?

  1. 컨벡터
  2. 알루미늄 방열기
  3. 주철제 방열기
  4. 파이프코일
(정답률: 50%)
  • 온수전용의 방열기는 물을 통해 열을 전달하는 방식으로 작동합니다. 이 중에서 알루미늄 방열기는 높은 열전도성과 가벼운 무게로 인해 빠르게 열을 전달하고 효율적으로 방열하는 장점이 있습니다. 따라서 온수전용의 방열기로 많이 사용됩니다.
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45. 덕트의 배치 방식 중 틀린 것은?

  1. 간선덕트 방식은 주덕트인 입상덕트로 부터 각 층에서 분기되어 각 취출구로 취출관을 연결한다.
  2. 개별 덕트 방식은 주덕트에서 각각의 취출구로 각각의 덕트를 통해 분산하여 송풍하는 방식으로 각실의 개별 제어성은 우수하다.
  3. 환상덕트 방식은 2개의 덕트말단을 루프(loop) 상태로 연결함으로써 덕트말단에 가까운 취출구에서 송풍량의 언밸런스가 발생될 수 있다.
  4. 각개 입상 덕트 방식은 호텔,오피스빌딩 등 공기. 수 방식인 덕트병용 팬코일 유닛방식이나 유인 유닛방식 등에 사용된다.
(정답률: 63%)
  • 환상덕트 방식은 2개의 덕트말단을 루프(loop) 상태로 연결함으로써 덕트말단에 가까운 취출구에서 송풍량의 언밸런스가 발생될 수 있다. 이는 루프 상태로 연결된 덕트 중 한 쪽에서 공기가 더 많이 흐르는 경우 다른 쪽 덕트에서는 공기가 부족해져 송풍량의 언밸런스가 발생할 수 있기 때문이다.
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46. 변풍량 방식(VAV)의 특징에 관한 설명 중 가장 적합치 못한 내용은?

  1. 시운전시 각흡출구의 풍량 조정이 간단하다.
  2. 동시부하율을 고려하여 기기용량을 결정하게 되므로 설비용량을 적게할 수 있다.
  3. 부하변동을 정확하게 포착해서 실온을 유지하기 때문에 에너지의 낭비가 없다.
  4. 닥트의 누기(Air Leak)가 크게 허용되므로 재래식 닥트제작 공법도 허용된다.
(정답률: 75%)
  • 닥트의 누기(Air Leak)가 크게 허용되므로 재래식 닥트제작 공법도 허용된다. - 이는 오히려 VAV 시스템의 단점으로 볼 수 있으며, 닥트의 누기가 크게 허용되는 것은 시스템의 효율성을 떨어뜨릴 수 있다. 따라서 이는 VAV 시스템의 특징이 아닌 오히려 단점이다.
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47. 팬코일유닛(FCU)방식과 유인유닛(IDU)방식은 실내에 설치하는 유닛외에도 1차공조기를 사용하여 덕트방식을 채용 할 수도 있다. 이 방식들을 비교한 설명 중 올바르지 못한 것은?

  1. FCU는 IDU에 비해 운전 중의 소음이 적고, 동일 능력일 때에는 단가가 싸다.
  2. IDU에는 전용의 덕트계통이 필요하다.
  3. FCU에는 내부에 팬(fan)을 가지고 있어 보수할 필요가 있다.
  4. IDU는 내부조운을 합하더라도 하나의 덕트계통만으로 처리가 가능하다.
(정답률: 74%)
  • 정답: "IDU는 내부조운을 합하더라도 하나의 덕트계통만으로 처리가 가능하다."

    이유: IDU는 실내에 설치되는 유닛으로, 외부와의 연결이 필요한 FCU와 달리 내부에 냉난방기능을 갖춘 독립적인 유닛이기 때문에 덕트계통이 필요하지 않습니다. 따라서 IDU는 내부조운을 합하더라도 하나의 덕트계통만으로 처리가 가능합니다.
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48. 냉방시 열의 종류와 설명이 틀린 것은?

  1. 인체의 발생열 - 현열,잠열
  2. 틈새바람에 의한 열량 - 현열,잠열
  3. 외기 도입량 - 현열,잠열
  4. 조명부하 - 현열,잠열
(정답률: 83%)
  • 정답은 "조명부하 - 현열,잠열"입니다. 조명부하는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 과정에서 발생하는 열로, 현열과 잠열과는 관련이 없습니다. 현열은 물질의 온도가 상승할 때 발생하는 열이고, 잠열은 물질의 상태 변화(예: 녹는 것, 기화하는 것)에 따라 발생하는 열입니다. 틈새바람에 의한 열량은 공기의 이동에 따라 발생하는 열로, 외기 도입량은 외부에서 들어오는 열의 양을 나타냅니다.
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49. 병원건물의 공기조화시 가장 중요시 해야 할 사항은?

  1. 온도,압력조건
  2. 공기의 청정도
  3. 기류속도
  4. 소음
(정답률: 78%)
  • 병원은 많은 사람들이 모이는 곳이기 때문에 감염병 예방을 위해 공기의 청정도를 유지하는 것이 가장 중요합니다. 공기 중에는 바이러스나 세균 등의 병원체가 존재할 수 있기 때문에 공기 청정기를 설치하거나 공기를 정기적으로 청소하는 등의 조치를 취해야 합니다. 따라서 공기의 청정도가 가장 중요시 되어야 합니다.
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50. 수냉식 응축기에서 냉각수 출입구 온도차를 5℃, 냉각수량을 300 LPM로 하면 1시간에 이 냉각수 에서 흡수하는 열량은 석탄 몇 kg을 연소한 열량과 같은가? (단, 석탄의 발열량(Hf)은 6000㎉/kg로 하며, 열손실은 무시한다.)

  1. 5 kg
  2. 10 kg
  3. 15 kg
  4. 20 kg
(정답률: 80%)
  • 냉각수량 300 LPM은 0.3 m³/min이다. 따라서 1시간에 이 냉각수에서 흡수하는 열량은 다음과 같다.

    Q = 4.18 × 0.3 × 60 × 5 = 377.4 kcal/h

    석탄 1 kg이 연소할 때 방출되는 열량은 6000 kcal이다. 따라서 흡수하는 열량을 석탄으로 환산하면 다음과 같다.

    15 kg = 15,000 g
    15,000 g × 6000 kcal/g = 90,000,000 kcal

    따라서 1시간에 이 냉각수에서 흡수하는 열량은 90,000,000 kcal / 377.4 kcal/h = 238,546.468 kg/h 이다. 이 값은 보기 중에서 "15 kg"에 가장 가깝다. 따라서 정답은 "15 kg"이다.
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51. 다음에서 온수 순환방식과 관계 없는 것은?

  1. 중력순환식
  2. 강제순환식
  3. 역환수방식
  4. 진공환수식
(정답률: 88%)
  • 진공환수식은 온수를 순환시키는 방식이 아니라, 배관 내부의 공기를 제거하여 진공을 유지하는 방식이기 때문에 온수 순환방식과 관계가 없다.
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52. 연도는 보일러와 굴뚝(연돌)을 연결하는 부분이다. 연도로서 갖추어야 할 조건으로 적당하지 않은 것은?

  1. 연소가스의 유속이 적당하게 유지되도록 한다.
  2. 급격한 단면변화는 피한다.
  3. 길이는 될수록 길게 한다.
  4. 굴곡부가 적도록 배열한다.
(정답률: 75%)
  • 정답: 길이는 될수록 길게 한다.

    설명: 연도의 길이가 길수록 연소가스의 유속이 감소하므로 연소가스가 충분히 혼합되어 연소가 원활하게 이루어진다. 또한 급격한 단면변화가 없도록 길이를 길게 하면 연소가스의 유속이 일정하게 유지되어 안정적인 연소가 가능하다. 따라서 연도의 길이는 가능한 한 길게 하는 것이 좋다.
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53. 다음은 증기난방의 방식중 환수방식에 의한 분류를 한 것이다.적합치 않은 것은?

  1. 습식 환수식
  2. 건식 환수식
  3. 고압 환수식
  4. 진공 환수식
(정답률: 62%)
  • 고압 환수식은 증기를 고압으로 유지하여 열을 전달하는 방식이지만, 증기의 고압 유지를 위해 많은 에너지가 필요하고 유지보수 비용이 높아 적합하지 않다. 따라서 적합하지 않은 것이다.
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54. 덕트의 곡부, 분기부 등에서는 와류의 에너지 소비에 따르는 압력손실과 마찰에 의한 압력손실이 생기는데, 이 양자를 합한 것을 무엇이라 하는가?

  1. 곡률반경
  2. 상당길이
  3. 마찰저항
  4. 국부저항
(정답률: 64%)
  • 정답은 "국부저항"이다. 와류의 에너지 소비에 따르는 압력손실과 마찰에 의한 압력손실은 모두 덕트 내부에서 일어나는 손실이므로 이를 합한 것을 국부저항이라고 한다. 이는 덕트 내부에서 유체가 흐르는데 있어서 발생하는 지역적인 저항을 의미한다.
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55. 침입공기에 의한 잠열량(qL)의 계산식은 다음 중 어느 것인가 ? (단, Xo,Xi : 외기 및 실내공기의 절대습도 ㎏/㎏', to,ti : 외기 및 실내공기의 온도 ℃, G,Q : 공기의 질량 및 체적유량)

  1. qL = 0.24G(XO - Xi)㎉/h
  2. qL = 0.29Q(XO - Xi)㎉/h
  3. qL = 597G(to - ti)㎉/h
  4. qL = 720Q(XO - Xi)㎉/h
(정답률: 58%)
  • 침입공기에 의한 잠열량(qL)은 외기와 실내공기의 절대습도 차이에 비례하므로, qL = GΔhv = G(XO - Xi)hv 이다. 여기서 Δhv는 습도차에 따른 수증기의 잠열량 변화량이며, 일반적으로 0.24㎉/㎏으로 가정한다. 따라서 qL = 0.24G(XO - Xi)㎉/h 이다. 하지만 이 문제에서는 공기의 체적유량(Q)을 사용하므로, G = Qρ 이고, ρ는 공기의 밀도이므로 상수이다. 따라서 qL = 0.24Qρ(XO - Xi)hv = 0.29Q(XO - Xi)㎉/h 이다. 하지만 이 문제에서는 온도차에 따른 열량 변화량을 사용하므로, qL = GΔTcp 이다. 여기서 ΔT는 온도차이고, cp는 공기의 비열이다. 일반적으로 cp는 1.005㎉/㎏℃으로 가정한다. 따라서 qL = 597G(to - ti)㎉/h 이다. 하지만 이 문제에서는 공기의 체적유량(Q)을 사용하므로, G = Qρ 이고, ρ는 공기의 밀도이므로 상수이다. 따라서 qL = 597Qρ(to - ti)㎉/h 이다. 따라서 정답은 "qL = 720Q(XO - Xi)㎉/h" 이다.
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56. 다음의 난방 설비에 관한 기술 중 적당한 것은?

  1. 증기난방은 실내 상하 온도차가 적은 특징이 있다.
  2. 복사난방의 설비비는 온수나 증기난방에 비해 저렴하다.
  3. 방열기 트랩은 증기의 유량을 조절하는 작용을 한다.
  4. 온풍난방은 신속한 난방 효과를 얻을 수 있는 특징이 있다.
(정답률: 70%)
  • 온풍난방은 공기를 빠르게 가열하여 신속한 난방 효과를 얻을 수 있기 때문에 "온풍난방은 신속한 난방 효과를 얻을 수 있는 특징이 있다."는 설명이 적당하다.
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57. 온도 10℃ 상대습도 62%의 공기를 20℃로 가열하면 상대 습도는 몇 %로 되는가 ? (단,10℃의 포화수증기압은 0.012513㎏/㎝2, 20℃의 포화수증기압은 0.02383㎏/㎝2 이다.)

  1. 21.5%
  2. 11.5%
  3. 41.5%
  4. 32.6%
(정답률: 63%)
  • 먼저, 초기 공기의 수증기압을 구해야 한다. 이를 위해서는 상대습도를 이용하여 포화수증기압을 구하고, 이를 수증기압과 비교하여 상대습도를 구할 수 있다.

    10℃에서의 포화수증기압은 0.012513㎏/㎝2이므로, 상대습도 62%에 해당하는 포화수증기압은 0.62 x 0.012513㎏/㎝2 = 0.00775906㎏/㎝2이다. 따라서 초기 공기의 수증기압은 0.00775906㎏/㎝2이다.

    이제, 공기를 20℃로 가열하면 포화수증기압이 증가하게 된다. 20℃에서의 포화수증기압은 0.02383㎏/㎝2이므로, 가열 후 공기의 수증기압은 0.00775906㎏/㎝2 x (0.02383㎏/㎝2/0.012513㎏/㎝2) = 0.014825㎏/㎝2이다.

    마지막으로, 가열 후 공기의 상대습도를 구할 수 있다. 이를 위해서는 가열 후 공기의 수증기압을 가지고 포화수증기압을 구하고, 이를 초기 공기의 수증기압과 비교하여 상대습도를 구할 수 있다.

    20℃에서의 포화수증기압은 0.02383㎏/㎝2이므로, 가열 후 공기의 상대습도는 0.014825㎏/㎝2/0.02383㎏/㎝2 x 100% = 62.1%이다. 따라서, 정답은 "32.6%"이 아닌 "62.1%"이다.
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58. 다음 중 천장 취출방식이 아닌 것은?

  1. 아네모스탯(annemostat)형
  2. 팬(pan)형
  3. 트로퍼(troffer)형
  4. 유니버셜(universal)형
(정답률: 57%)
  • 유니버셜(universal)형은 천장에 직접 설치되는 것이 아니라, 천장에 매달거나 벽면에 부착되는 형태의 조명이다. 따라서 천장 취출방식이 아니다.
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59. 덕트내 풍속을 측정하는 피토관을 이용하여 전압 23.8mmAq, 정압 10 mmAq를 측정하였다. 이 경우 풍속은 얼마인가?

  1. 10 m/s
  2. 15 m/s
  3. 20 m/s
  4. 25 m/s
(정답률: 67%)
  • 피토관에서 측정한 전압과 정압을 이용하여 풍속을 계산하는 공식은 다음과 같다.

    풍속 = (2 * 정압 * 1000 / 밀도)^(1/2)

    여기서 밀도는 대기의 밀도로 대략 1.2 kg/m^3 정도이다.

    전압 23.8 mmAq와 정압 10 mmAq를 대입하여 계산하면,

    풍속 = (2 * 10 * 1000 / 1.2)^(1/2) = 15.27 m/s

    따라서, 가장 가까운 값인 "15 m/s"가 정답이다.
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60. 다음 중 축류식 송풍기의 형식이 아닌 것은?

  1. 프로펠러형
  2. 튜브형
  3. 베인형
  4. 방사형
(정답률: 40%)
  • 축류식 송풍기는 공기를 축으로 흡입하여 축 주위로 회전시키고, 그 회전운동에 의해 공기를 밀어내는 방식으로 작동한다. 따라서 축류식 송풍기의 형식은 축 주위로 회전하는 형태여야 하며, "방사형"은 축 주위로 회전하지 않는 형태이므로 축류식 송풍기의 형식이 아니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 변압기의 1차 및 2차의 전압, 권회수, 전류를 V1, N1,Ｉ1 및 V2, N2,Ｉ2라 할 때 성립하는 식은?

(정답률: 63%)
  • 변압기의 전력은 입력 전력과 출력 전력이 같으므로 V1Ｉ1=V2Ｉ2가 성립한다. 이를 전압, 권회수, 전류에 대해 정리하면 V1/V2=N1/N2=Ｉ2/Ｉ1이 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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62. 콘덴서의 정전용량을 변화시켜서 발진기의 주파수를 1kHz로 하고자 한다. 이 때 발진기는 자동제어 용어 중 어느것에 해당되는가?

  1. 목표값
  2. 조작량
  3. 제어량
  4. 제어대상
(정답률: 42%)
  • 발진기의 주파수를 1kHz로 하고자 하는 것은 제어 대상을 조작하여 원하는 목표값을 달성하기 위한 제어 작업이다. 따라서 발진기는 제어대상에 해당한다.
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63. 100Ω의 저항 3개를 Y결선한 것을 △결선으로 환산했을 때 각 저항의 크기는 몇 Ω 인가?

  1. 33
  2. 100
  3. 300
  4. 600
(정답률: 37%)
  • Y결선으로 연결된 100Ω의 저항 3개를 △결선으로 환산하면 각 변에 100Ω의 저항이 하나씩 있고, △결선의 한 꼭짓점에는 3개의 저항이 모두 연결되어 있습니다. 이때 △결선의 한 변에 있는 두 개의 저항은 병렬 연결되어 있으므로, 그 합인 200Ω과 다른 변에 있는 100Ω의 저항이 직렬 연결되어 있습니다. 따라서 △결선 전체의 저항은 200Ω과 100Ω이 직렬 연결된 것이므로 300Ω이 됩니다. 따라서 정답은 "300"입니다.
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64. 변압기의 Y-Y결선방법의 특성을 설명한 것으로 틀린것은?

  1. 중성점을 접지할 수 있다.
  2. 절연이 용이하다.
  3. 선로에 제3조파를 주로하는 충전전류가 흘러 통신 장해가 생긴다.
  4. 단상변압기 3대로 운전하던중 1대가 고장이 발생 해도 간단하게 V결선 운전이 가능하다.
(정답률: 47%)
  • "선로에 제3조파를 주로하는 충전전류가 흘러 통신 장해가 생긴다."가 틀린 것입니다.

    Y-Y결선 방법은 중성점을 접지할 수 있어서 절연이 용이하며, 단상변압기 3대로 운전하던 중 1대가 고장이 발생해도 간단하게 V결선 운전이 가능합니다. 하지만 이 방법은 선로에 제3조파를 주로하는 충전전류가 흘러 통신 장해가 생길 수 있다는 단점이 있습니다.
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65. 유량, 압력, 액위, 농도, 밀도 등의 플랜트나 생산공정중의 상태량을 제어량으로 하는 제어는?

  1. 프로그램제어
  2. 프로세스제어
  3. 비율제어
  4. 자동조정
(정답률: 59%)
  • 프로세스제어는 플랜트나 생산공정에서 발생하는 상태량을 측정하여 제어량으로 사용하는 제어 방법입니다. 따라서 유량, 압력, 액위, 농도, 밀도 등의 상태량을 측정하여 이를 제어량으로 사용하여 생산 공정을 자동으로 조절하고 제어하는 것이 가능합니다. 이에 반해 프로그램제어는 컴퓨터 프로그램을 이용하여 제어하는 방법이며, 비율제어는 두 개 이상의 제어량을 비율적으로 조절하는 방법, 자동조정은 제어 대상의 상태 변화에 따라 제어기의 출력을 자동으로 조절하는 방법입니다.
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66. 변위를 변환시키는 요소는?

  1. 다이아프램
  2. 노즐플래퍼
  3. 전자석
  4. 벨로우즈
(정답률: 58%)
  • 변위를 변환시키는 요소는 물체의 움직임을 감지하고 이를 전기 신호로 변환시켜주는 다이아프램과, 이 신호를 이용하여 노즐플래퍼를 작동시켜 유체의 흐름을 제어하는 노즐플래퍼입니다. 따라서 정답은 "노즐플래퍼"입니다. 전자석과 벨로우즈는 다른 유형의 변환 요소입니다.
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67. 연산증폭기의 응용회로가 아닌 것은?

  1. 적분기
  2. 아날로그 가산증폭기
  3. 미분기
  4. 디지털 반가산증폭기
(정답률: 37%)
  • 연산증폭기는 아날로그 신호를 처리하는 회로이기 때문에 디지털 반가산증폭기는 아닙니다. 디지털 반가산증폭기는 디지털 신호를 처리하는 회로입니다.
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68. 논리식 에서 동작 설명이 잘못된 것은?

  1. A=1, B=0, C=1 이면 X=1 이다.
  2. A=1, B=1, C=0 이면 X=1 이다.
  3. A=0, B=0, C=0 이면 X=0 이다.
  4. A=0, B=0, C=1 이면 X=1 이다.
(정답률: 67%)
  • 동작 설명이 잘못된 것은 "A=0, B=0, C=1 이면 X=1 이다." 이다. 이유는 논리식에서 AND 연산자는 모든 입력값이 1일 때만 출력값이 1이 되기 때문에, A=0, B=0, C=1일 때는 AND 연산 결과가 0이 되어 X는 0이 된다.

    A=0, B=0, C=0 이면 X=0 이 되는 이유는, 논리식에서 AND 연산자는 모든 입력값이 1일 때만 출력값이 1이 되기 때문에, A=0, B=0, C=0일 때는 모든 입력값이 0이 되어 AND 연산 결과가 0이 되어 X는 0이 된다.
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69. 온 오프(on-off)동작의 설명 중 옳은 것은?

  1. 간단한 단속적 제어동작이고 사이클링이 생긴다.
  2. 사이클링은 제거할 수 있으나 오프셋이 생긴다.
  3. 오프셋은 없앨 수 있으나 응답시간이 늦어질 수 있다.
  4. 응답속도는 빠르나 오프셋이 생긴다.
(정답률: 74%)
  • 온 오프(on-off)동작은 간단한 단속적 제어동작이며, 이는 스위치를 켜고 끄는 것과 같은 이진적인 동작을 의미합니다. 그러나 이러한 동작은 사이클링이 생길 수 있습니다. 사이클링은 제거할 수 있지만, 이로 인해 오프셋이 생길 수 있습니다.
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70. 그림과 같은 R-C 회로의 블럭선도를 그릴 때, ⓐ에 해당하는 것은?(단, R=1kΩ, C=10μF이다.)

  1. 10-5S
  2. 10-2S
(정답률: 41%)
  • R-C 회로에서 시간 상수는 RC이다. 따라서 이 회로의 시간 상수는 1kΩ × 10μF = 10ms이다. 시간 상수는 RC의 곱으로 구해지므로 단위는 초가 된다. 따라서 10ms는 10-2S이다. 따라서 블럭선도에서 ⓐ에 해당하는 것은 ""이다.
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71. 그림과 같은 R-L직렬회로에서 공급전압이 10V일 때 VR이 8V이면 VL은 몇 V 인가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 60%)
  • VR과 VL은 전압분배 법칙에 따라 각각 R과 L의 저항/인덕턴스 값에 비례하여 나눠져야 한다. 따라서 VR이 8V이고 전체 회로의 전압이 10V이므로 VL은 10V - 8V = 2V가 된다. 따라서 정답은 "2"가 되어야 한다. "6"은 오답이다.
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72. 10분 동안에 600C의 전기량이 이동했다고 하면 전류의 크기는 몇 A 인가?

  1. 1
  2. 10
  3. 60
  4. 600
(정답률: 64%)
  • 전류의 크기는 단위 시간당 이동하는 전하의 양을 나타내는 것이므로, 10분 동안 600C의 전기량이 이동했다면 1분당 60C의 전기량이 이동한 것입니다. 따라서 전류의 크기는 60C/분, 즉 1A가 됩니다.
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73. 그림과 같은 병렬공진회로에서 주파수를 f라 할 때 전압 E 가 전류 Ｉ보다 앞서는 조건은?

(정답률: 29%)
  • 주파수 f에서 전압 E와 전류 I가 같은 상태에서, E와 I의 상대적인 위상 차이가 0이면 E와 I가 동시에 최대값이 되어 병렬공진회로가 공진 상태에 있다고 할 수 있습니다. 이때, E와 I의 상대적인 위상 차이가 90도이면 E가 I보다 앞서는 상태이며, 이는 용량성으로 인한 전압 선도에 의한 것입니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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74. 그림과 같은 회로에서 전류계 3개로 단상전력을 측정할 때 유효전력은 몇 W 인가?(단, 전류계 A1, A2, A3에 흐르는 각 전류는 5A, 10A, 15A이고 저항 R은 10Ω이다.)

  1. 50
  2. 250
  3. 300
  4. 500
(정답률: 13%)
  • 유효전력은 전압과 전류의 곱으로 계산됩니다. 이 회로에서 전압은 220V이고, 각 전류계에 흐르는 전류는 5A, 10A, 15A입니다. 따라서 각 전류계의 유효전력은 각각 220V x 5A = 1100W, 220V x 10A = 2200W, 220V x 15A = 3300W입니다. 이를 모두 더하면 1100W + 2200W + 3300W = 6600W가 됩니다. 하지만 이 회로에서는 저항이 있기 때문에 유효전력보다는 실제 전력이 적게 소비됩니다. 따라서 유효전력은 6600W보다 작을 것입니다. 이 중에서 유효전력이 500W가 되는 경우는 없으므로 정답은 "500"이 아닌 다른 보기입니다.
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75. 제어요소는 무엇으로 구성되는가?

  1. 검출부
  2. 검출부와 조절부
  3. 검출부와 조작부
  4. 조작부와 조절부
(정답률: 62%)
  • 제어요소는 입력 신호를 받아 출력을 조절하는 장치로, 입력 신호를 받는 부분인 조작부와 출력을 조절하는 부분인 조절부로 구성됩니다. 따라서 정답은 "조작부와 조절부"입니다. 검출부는 입력 신호를 감지하는 역할을 하지만, 제어요소를 구성하는 요소는 아닙니다.
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76. 3상 농형유도전동기의 속도제어방법이 아닌 것은?

  1. 극수변환
  2. 2차저항제어
  3. 1차전압제어
  4. 주파수제어
(정답률: 31%)
  • 3상 농형유도전동기의 속도제어 방법 중에서 "2차저항제어"는 없는 방법입니다. 이유는 2차저항제어는 DC 모터의 속도제어 방법 중 하나이며, 유도전동기의 경우에는 주로 주파수제어, 1차전압제어, 극수변환 등의 방법을 사용합니다. 따라서, "2차저항제어"가 3상 농형유도전동기의 속도제어 방법이 아닌 것입니다.
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77. 다음 진리값표와 가장 관계가 깊은 것은?

  1. NOR Gate
(정답률: 31%)
  • 이 진리값표는 NOR 게이트의 진리값표이다. NOR 게이트는 입력값 중 하나라도 1이면 출력값이 0이 되는 논리회로이다. 따라서 출력값이 0인 경우는 입력값이 모두 1일 때이며, 이 경우는 ""에 해당한다. 따라서 정답은 ""이다.
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78. 전동기의 회전방향을 알기 위한 법칙은?

  1. 플레밍의 오른손법칙
  2. 플레밍의 왼손법칙
  3. 렌즈의 법칙
  4. 앙페에르의 법칙
(정답률: 53%)
  • 플레밍의 왼손법칙은 전류가 흐르는 도선과 자기장 사이에서 발생하는 힘의 방향을 결정하는 법칙입니다. 왼손의 엄지, 검지, 중지를 수직으로 모으고, 엄지는 전류의 방향, 검지는 자기장의 방향, 중지는 힘의 방향을 가리키면 엄지에서 중지쪽으로 힘이 작용하는 방향이 회전 방향입니다. 따라서 전동기의 회전 방향을 알기 위해서는 전류의 방향과 자기장의 방향을 알아야 하며, 이를 플레밍의 왼손법칙으로 결정할 수 있습니다.
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79. 2차저항의 불평형에 의해 발생하는 소음으로 부하가 증가함에 따라 그 주기가 빠르고 심한 진동을 일으킬 수 있는 소음은?

  1. 슬립비트음
  2. 언밸런스에 의한 진동음
  3. 고주파 자속에 의한 진동음
  4. 브러시음
(정답률: 35%)
  • 슬립비트음은 2차저항의 불평형에 의해 발생하는 소음으로, 부하가 증가함에 따라 발생하는 주파수가 빠르고 진폭이 큰 진동음을 일으킵니다. 이는 모터의 회전속도와 축의 회전속도가 일치하지 않아 발생하는 현상으로, 슬립비트라는 부품이 회전축과 마찰하면서 발생합니다. 이러한 소음은 모터의 성능 저하와 함께 기계의 수명을 단축시키는 원인이 됩니다.
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80. 회로에서 A와 B간의 합성저항은 몇 Ω 인가?(단, 각 저항의 단위는 모두 Ω이다.)

  1. 2.66
  2. 3.2
  3. 5.33
  4. 6.4
(정답률: 53%)
  • A와 B는 직렬 연결이므로 합성저항은 각 저항의 합과 같다. 따라서 합성저항은 2.66 Ω + 2.66 Ω = 5.32 Ω 이다. 그러나 소수점 셋째 자리에서 반올림하면 5.33 Ω 이므로 정답은 5.33 이다.
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5과목: 배관일반

81. 유체의 흐름방향을 90° 변환시키는 밸브는?

  1. 앵글밸브
  2. 게이트밸브
  3. 첵크밸브
  4. 보올밸브
(정답률: 59%)
  • 앵글밸브는 유체의 흐름방향을 90° 변환시키는 밸브로, 유체가 직선적으로 흐르는 경우에 사용됩니다. 반면에 게이트밸브는 유체의 흐름을 차단하거나 개방하는데 사용되며, 첵크밸브는 유체의 역류를 방지하는데 사용됩니다. 보올밸브는 유체의 압력을 조절하는데 사용되며, 흐름방향을 변환시키지는 않습니다. 따라서, 유체의 흐름방향을 90° 변환시키는 밸브는 앵글밸브입니다.
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82. 다음은 증기배관의 표준구배에 대한 사항이다. 이 중 적당하지 않은 것은?

  1. 단관 중력 환수배관(상향공급식) : 1/100∼1/200
  2. 단관 중력 환수배관(하향공급식) : 1/50∼1/100
  3. 진공 환수배관의 증기주관(선하구배) : 1/200∼1/300
  4. 복관 중력 환수배관(건식:선하구배) : 1/50
(정답률: 22%)
  • 적당하지 않은 것은 "복관 중력 환수배관(건식:선하구배) : 1/50"이다. 이는 구배가 너무 가파르기 때문에 물이 빠르게 흐르게 되어 파손이나 누수 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 적절한 구배는 물이 너무 빠르게 흐르지 않도록 1/100 이상이어야 한다.
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83. 다음 증기난방 배관 방식중 잘못된 환수방식은?

  1. 기계환수식
  2. 하트포드환수식
  3. 중력환수식
  4. 진공환수식
(정답률: 62%)
  • 하트포드환수식은 증기와 물이 같은 파이프를 통해 흐르면서 열교환을 일으키는 방식인데, 이 방식은 환수가 제대로 이루어지지 않아 증기의 효율이 떨어지고 파이프 내부에서 부식이 발생할 수 있기 때문에 잘못된 방식이다. 따라서, 정답은 "하트포드환수식"이다.
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84. 가스배관의 표시색상은 어느 것인가?

  1. 황색
  2. 흰색
  3. 청색
  4. 녹색
(정답률: 64%)
  • 가스배관의 표시색상은 황색입니다. 이는 가스가 위험한 물질이기 때문에, 가스배관이나 가스관련 시설물을 식별하기 쉽도록 국제적으로 정해진 색상 중 하나입니다. 따라서, 황색으로 표시된 가스배관은 주의해야 할 대상임을 알리고, 안전한 사용을 위해 주의가 필요합니다.
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85. 플랜지(flange)를 규정하는 사항이 아닌 것은?

  1. 면(face)의 형상
  2. 파이프의 부착법
  3. 레이팅(rating)
  4. 파이프의 재질
(정답률: 36%)
  • 플랜지의 규정에는 파이프의 재질에 대한 내용이 포함되어 있지 않습니다. 플랜지는 파이프와 파이프, 밸브, 펌프 등을 연결하는 부품으로, 면의 형상, 부착법, 레이팅 등이 규정되어 있습니다. 파이프의 재질은 플랜지와는 직접적인 연관성이 없기 때문에 해당되지 않습니다.
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86. 내구성이 가장 좋은 신축 이음쇠는?

  1. 루우프형
  2. 슬리이브형
  3. 벨로우즈형
  4. 팩레스형
(정답률: 56%)
  • 루우프형 이음쇠는 다른 형태의 이음쇠보다 내구성이 뛰어나기 때문입니다. 이는 루우프형 이음쇠가 두 개의 고정된 루우프를 가지고 있어서, 이음쇠가 사용되는 동안에도 루우프가 변형되거나 손상되지 않기 때문입니다. 또한, 루우프형 이음쇠는 다른 형태의 이음쇠보다 더 많은 압력을 견딜 수 있어서, 더욱 튼튼하고 내구성이 뛰어납니다.
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87. 주철관을 소켓이음할 때 코킹작업을 하는 이유는?

  1. 누수방지
  2. 얀(yarn)과의 결합
  3. 강도 증가
  4. 진동에 견딤
(정답률: 53%)
  • 주철관을 소켓이음할 때 코킹작업을 하는 이유는 누수방지를 위해서입니다. 코킹은 소켓과 주철관 사이에 얀(yarn)을 넣어서 더욱 견고한 결합을 만들어주며, 이는 강도를 증가시켜 진동에 견딜 수 있게 해줍니다. 하지만 가장 중요한 이유는 누수방지입니다. 코킹을 하지 않으면 물이나 기타 액체가 주철관과 소켓 사이로 새어나가 누수가 발생할 수 있습니다. 따라서 코킹은 누수방지를 위해 꼭 필요한 작업입니다.
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88. 하향급수 배관에서 수평주관의 설치위치는?

  1. 지하층의 천장 또는 1층의 바닥
  2. 중간층의 바닥 또는 천장
  3. 최상층의 바닥 또는 천장
  4. 최상층의 천장 또는 옥상
(정답률: 50%)
  • 하향급수 배관에서는 수압을 유지하기 위해 수평주관의 설치 위치가 높은 곳에 있어야 합니다. 따라서 최상층의 천장 또는 옥상에 설치하는 것이 가장 적합합니다. 이 위치에서는 수압을 유지하면서도 하부층까지 물을 공급할 수 있기 때문입니다.
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89. 다음 신축이음 중 패킹재의 마모로 인하여 수시로 정비할 필요가 있는 것은?

  1. 스위블 신축이음
  2. 슬리브형 신축이음
  3. 신축곡관
  4. 벨로우즈형 신축이음
(정답률: 42%)
  • 슬리브형 신축이음은 패킹재가 마모되는 부분이 없기 때문에 수시로 정비할 필요가 없습니다. 따라서, 다른 보기들인 스위블 신축이음, 신축곡관, 벨로우즈형 신축이음은 패킹재의 마모로 인해 수시로 정비할 필요가 있는 것입니다.
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90. 온수배관에 대한 기술 중 틀린 것은 어느 것인가?

  1. 팽창관에는 밸브를 달지 않는다.
  2. 배관의 최저부에는 배수 밸브를 부착하는 것이 좋다.
  3. 공기밸브는 순환펌프의 흡입측에 부착하는 것이 좋다
  4. 수평관은 팽창탱크를 향하여 올림구배가 되도록 한다
(정답률: 56%)
  • "팽창관에는 밸브를 달지 않는다"는 기술이 틀린 것입니다. 팽창관에는 반드시 밸브를 달아야 합니다. 이유는 온수가 팽창관에 들어갈 때 공기가 밖으로 나가야 하기 때문입니다.

    "공기밸브는 순환펌프의 흡입측에 부착하는 것이 좋다"는 이유는 순환펌프가 공기를 흡입하면 공기끼리 막히는 현상이 발생할 수 있기 때문입니다. 따라서 공기밸브를 흡입측에 부착하여 공기를 제거할 수 있도록 해야 합니다.
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91. 다음 도시기호 중 나사이음 크로스(cross)를 나타내는 것은?

(정답률: 36%)
  • 정답은 ""이다.

    이유는 크로스(cross)는 수직과 수평선이 교차하는 모양이기 때문이다. ""는 수직선과 수평선이 교차하는 크로스 모양을 나타내고 있으므로 정답이다.
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92. 암모니아 냉매를 사용하는 흡수식 냉동기의 배관재료로 가장 좋은 것은?

  1. 주철관
  2. 동관
  3. 강관
  4. 동합금강
(정답률: 58%)
  • 암모니아는 매우 부식성이 강한 냉매이기 때문에, 냉동기의 배관재료로는 부식에 강한 강관이 가장 적합합니다. 따라서, "강관"이 가장 좋은 선택입니다. 주철관은 부식에 취약하고, 동관과 동합금강은 암모니아와 반응하여 부식이 발생할 수 있습니다.
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93. 일반 배관용 강제 맞대기 용접식 관 이음쇠의 형상을 곡률 반경에 따라 장반경과 단반경으로 구분한다 이 중 장 반경의 이음쇠는 곡률 반경이 강관 호칭경의 몇 배를 말하는가?

  1. 1.5 배
  2. 1.0 배
  3. 2.0 배
  4. 2.5 배
(정답률: 45%)
  • 장 반경의 이음쇠는 곡률 반경이 강관 호칭경의 1.5 배이다. 이는 강제 맞대기 용접식 관 이음쇠의 형상이 호칭경에 따라 달라지기 때문이다. 호칭경이 커질수록 곡률 반경도 커지기 때문에 이음쇠의 형상도 달라지게 된다. 따라서, 장 반경의 이음쇠는 곡률 반경이 강관 호칭경의 1.5 배인 것이다.
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94. 진공환수식 증기난방 배관에 관한 다음 설명 중 틀린것은?

  1. 환수관은 다른 방식에 비해 작아도 된다.
  2. 방열량을 광범위하게 조절할 수 있다.
  3. 이 방식은 방열기,보일러 등의 설치위치에 제한을 받지 않는다.
  4. 소규모 난방에서 이 방식이 많이 사용된다.
(정답률: 50%)
  • "환수관은 다른 방식에 비해 작아도 된다."가 틀린 설명입니다. 실제로 진공환수식 증기난방 배관은 다른 방식에 비해 상대적으로 큰 관경을 가지며, 대형 건물의 대규모 난방 시스템에서 주로 사용됩니다. "소규모 난방에서 이 방식이 많이 사용된다."라는 설명은 오히려 틀린 정보입니다.
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95. 호칭지름 20A의 강관을 곡률반지름 200㎜로서 120° 의 각도로 구부릴 때 필요한 파이프의 곡선 길이는 약 몇 mm인가?

  1. 390㎜
  2. 405㎜
  3. 420㎜
  4. 487㎜
(정답률: 53%)
  • 호칭지름 20A는 외경이 26.9mm인 강관을 의미한다. 이 강관을 곡률반지름 200㎜로서 120° 의 각도로 구부릴 때, 곡선의 중심각은 120°이므로 이를 라디안으로 변환하여 2π/3이 된다. 이때 곡선의 길이는 곡률반지름과 중심각에 따라 다음과 같이 계산할 수 있다.

    곡선길이 = 곡률반지름 × 중심각

    따라서, 곡선길이 = 200 × 2π/3 ≈ 418.88mm

    하지만, 이 문제에서는 간단명료하게 답을 구하라고 하였으므로, 가장 가까운 값인 "420㎜"을 선택하면 된다.
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96. 유기질 보온재인 것은?

  1. 규조토
  2. 암면
  3. 펠트
  4. 탄산마그네슘
(정답률: 62%)
  • 펠트는 양털이나 털을 압축하여 만든 유기질 보온재입니다. 따라서 다른 보기인 규조토, 암면, 탄산마그네슘은 모두 유기질이 아니기 때문에 정답이 될 수 없습니다.
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97. 보온재의 선정 조건으로 적당하지 않은 것은?

  1. 열전달률이 작아야 한다.
  2. 불연성이 있는 것이 좋다.
  3. 물리적 화학적 강도가 커야 한다.
  4. 내용 년수는 작아야 한다.
(정답률: 64%)
  • 내용 년수가 작을수록 보온재의 내부 공기가 빠르게 이동할 수 있기 때문에 열전달률이 높아지기 때문이다. 따라서 내용 년수는 크게 하는 것이 보온성능을 높이는데 도움이 된다. 따라서 "내용 년수는 작아야 한다."는 적당하지 않은 조건이다.
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98. 가스배관에 있어서 틀린 것은?

  1. 건물내에서 반드시 노출배관 하는 것이 좋다.
  2. 물빼기 장치의 설치가 용이하게 한다.
  3. 적당한 구배를 둔다.
  4. 하중에 잘견디게 옥내에서는 벽속에 매립배관 한다.
(정답률: 46%)
  • 정답은 "건물내에서 반드시 노출배관 하는 것이 좋다."입니다. 이유는 가스배관은 화재 등의 위험이 있기 때문에 가능한 노출시키지 않고 벽속에 매립하여 안전성을 높이는 것이 좋습니다.
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99. 공기조화 설비용 냉,온수배관의 관경에 따른 유속으로 가장 적합한 것은?

  1. 20A - 0.1㎧
  2. 32A - 0.3 ㎧
  3. 50A - 1.5 ㎧
  4. 75A - 3.5 ㎧
(정답률: 58%)
  • 공기조화 설비에서는 냉,온수를 유속에 따라 움직여야 합니다. 유속이 너무 높으면 파이프 내부의 마찰로 인해 에너지 손실이 발생하고, 유속이 너무 낮으면 냉,온수의 움직임이 둔화되어 효율이 떨어집니다. 따라서 적절한 유속을 유지하기 위해서는 적정한 관경을 선택해야 합니다.

    위의 보기에서 50A - 1.5 ㎧이 가장 적합한 것은, 유속과 관경의 관계를 고려했을 때 적정한 범위에 해당하기 때문입니다. 일반적으로 냉,온수배관에서는 유속이 0.5 ~ 2.0 ㎧ 사이가 적정하다고 알려져 있습니다. 따라서 50A의 경우 1.5 ㎧의 유속은 이 범위 내에 해당하므로 가장 적합한 것입니다.
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100. 다음 중 급탕배관의 숏 서키트(Short circuit)현상을 방지할 수 있는 배관 방식은 무엇인가?

  1. 리버스 리턴 배관방식
  2. 다이렉트 리턴 배관방식
  3. 단관식 배관방식
  4. 상향식 배관방식
(정답률: 69%)
  • 급탕배관에서는 뜨거운 물이 냉수관과 섞이지 않도록 주의해야 한다. 이를 방지하기 위해 급탕배관에서는 일반적으로 리버스 리턴 배관방식을 사용한다. 리버스 리턴 배관방식은 뜨거운 물이 사용된 후에는 다시 급탕보일러로 되돌아가는 배관을 설치하여 냉수관과 뜨거운 물이 섞이지 않도록 한다. 이렇게 하면 급탕배관에서 숏 서키트 현상을 방지할 수 있다.
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