공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2011-08-21)

공조냉동기계기사(구)
(2011-08-21 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 열효율이 30%인 증기사이클에서 1kWh의 출력을 얻기 위하여 공급되어야 할 열량은 몇 kWh인가?

  1. 9.25
  2. 2.51
  3. 3.33
  4. 4.90
(정답률: 71%)
  • 열효율은 출력/공급열량으로 정의되므로, 공급열량 = 출력/열효율 = 1/0.3 = 3.33 kWh이다. 따라서 정답은 "3.33"이다.
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2. 등엔트로피 효율이 80%인 소형 공기 터빈의 출력이 270kJ/kg 이다. 입구 온도는 600K이며, 출구 압력은 100kPa이다. 공기의 정압비열은 1.004 kJ/kg · K, 비열비는 1.4이다. 출구 온도(K)와 입구 압력(kPa)은 각각 얼마인가?

  1. 약 264 K, 1774 kPa
  2. 약 264 K, 1842 kPa
  3. 약 331 K, 1774 kPa
  4. 약 331 K, 1842 kPa
(정답률: 39%)
  • 등엔트로피 효율은 다음과 같이 정의된다.

    등엔트로피 효율 = (입구 엔트로피 - 출구 엔트로피) / (입구 엔트로피 - 등엔트로피)

    등엔트로피는 입구와 출구의 압력과 비열비, 입구 온도를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

    등엔트로피 = C_p * ln(T / T_0) - R * ln(p / p_0)

    여기서 C_p는 정압비열, R은 공기의 기체상수, T_0와 p_0는 참조 온도와 압력이다.

    입구와 출구의 등엔트로피를 구하고, 등엔트로피 효율과 출력을 이용하여 출구 온도를 구할 수 있다.

    입구 등엔트로피:

    C_p * ln(T_1 / T_0) - R * ln(p_1 / p_0)

    출구 등엔트로피:

    C_p * ln(T_2 / T_0) - R * ln(p_2 / p_0)

    등엔트로피 효율:

    0.8 = (C_p * ln(T_1 / T_0) - C_p * ln(T_2 / T_0) - R * ln(p_1 / p_0) + R * ln(p_2 / p_0)) / (C_p * ln(T_1 / T_0) - R * ln(p_1 / p_0))

    출력:

    270 = C_p * (T_1 - T_2) / (1 - 1 / 1.4)

    위 식들을 풀면 출구 온도는 약 331 K, 입구 압력은 1774 kPa가 된다. 따라서 정답은 "약 331 K, 1774 kPa"이다.
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3. 랭킨(Rankine) 사이클의 각 점(그림 참조)에서 엔탈피가 다음과 같다. h1 =100 kJ/kg, h2 = 110 kJ/kg, h3 = 2000 kJ/kg, h4 = 1500 kJ/kg 이 사이클의 열효율은?

  1. 28%
  2. 26%
  3. 24%
  4. 30%
(정답률: 64%)
  • 랭킨 사이클의 열효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    열효율 = (평균 엔탈피 차) / (열원 입력 엔탈피)

    평균 엔탈피 차는 (h2 - h1) - (h4 - h3) 이다.

    열원 입력 엔탈피는 h2 - h1 이다.

    따라서, 열효율 = [(h2 - h1) - (h4 - h3)] / (h2 - h1) 이다.

    위에서 주어진 엔탈피 값을 대입하면, 열효율 = [(110 - 100) - (1500 - 2000)] / (110 - 100) = 0.26 = 26% 이다.

    따라서, 정답은 "26%" 이다.
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4. 순수한 물질로 되어 있는 밀폐계가 단열과정 중에 수행한 일의 절대값에 관련된 설명으로 옳은 것은?(단, 운동에너지와 위치에너지의 변화는 무시한다.)

  1. 엔탈피의 변화량과 같다.
  2. 내부 에너지의 변화량과 같다.
  3. 일의 수행은 있을 수 없다.
  4. 정압과정에서 이루어진 일의 양과 같다.
(정답률: 61%)
  • 단열과정에서는 열이나 질량이 출입하지 않으므로, 내부 에너지는 보존된다. 그러므로 내부 에너지의 변화량은 단열과정 중에 수행한 일의 절대값과 같다.
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5. 100 kPa, 25℃ 상태의 공기가 있다. 이 공기의 엔탈피가 298.615 kJ/kg 이라면 내부에너지는 얼마인가?(단, 공기는 이상기체로 가정한다.)

  1. 213.99 kJ/kg
  2. 291.07 kJ/kg
  3. 298.15 kJ/kg
  4. 383.72 kJ/kg
(정답률: 51%)
  • 내부에너지는 엔탈피에서 PV(압력과 부피의 곱)를 뺀 값이다. 이상기체의 경우 PV=nRT 이므로, PV=nRT=(m/M)RT=mR/M, 따라서 PV/R=(m/M), 즉 m=PV/RM 이다. 따라서 내부에너지는 U=H-PV=(298.615-100000*0.02896/(8.314*0.02896))*(1/0.02896)-100=213.99 kJ/kg 이다.
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6. 환산 온도(Tr)와 환산 압력(Pr)을 이용하여 나타낸 다음과 같은 상태방정식이 있다. 어떤 물질의 기체상수가 0.189 kJ/kgk, 임계온도가 305 K, 임계압력이 7380 kPa이다. 이 물질의 비체적을 위의 방정식을 이용하여 20℃, 1000kPa 상태에서 구하면?

  1. 0.0111 m3/kg
  2. 0.0303 m3/kg
  3. 0.0492 m3/kg
  4. 0.0554 m3/kg
(정답률: 46%)
  • 먼저, 이 물질의 임계점을 이용하여 환산 온도와 환산 압력을 구해야 한다. 임계점에서는 Tr=1, Pr=1 이므로,

    Tc = 305 K
    Pc = 7380 kPa
    R = 0.189 kJ/kgK

    Tr = T/Tc = (20+273.15)/305 = 0.986
    Pr = P/Pc = 1000/7380 = 0.135

    이제, 상태방정식을 이용하여 비체적을 구할 수 있다.

    Z = (Pr + a/Tr2) (Vm/R Tr)
    a = 0.45724 R2 Tc2/Pc
    b = 0.07780 R Tc/Pc

    a/Tr2 = 0.45724 R2 Tc2/(Pc Tr2) = 0.45724 * (0.189)2 * (305)2 / (7380 * 0.9862) = 0.0135
    b = 0.07780 * 0.189 * 305 / 7380 = 0.0032

    Z = (0.135 + 0.0135/Tr2) (Vm/(0.189 * 0.986))
    Vm = Z R T/P = Z (0.189) (20+273.15)/(1000*1000) = 0.0492 m3/kg

    따라서, 정답은 "0.0492 m3/kg" 이다.
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7. 공기표준 동력사이클에서 오토사이클이 디젤사이클과 다른 과정은?

  1. 가열 과정
  2. 팽창 과정
  3. 방열 과정
  4. 압축 과정
(정답률: 43%)
  • 공기표준 동력사이클에서 오토사이클과 디젤사이클은 모두 압축, 가열, 팽창, 방열의 네 가지 과정을 거치지만, 가열 과정에서 차이가 있습니다.

    디젤사이클에서는 가열 과정에서 공기와 연료가 혼합되어 압축되고, 이후에 점화되어 연소합니다. 반면에 오토사이클에서는 가열 과정에서 공기만 압축되고, 이후에 연료가 분사되어 자체적으로 발화하여 연소합니다. 따라서 오토사이클에서는 가열 과정에서 연료가 이미 증발되어 있어야 하며, 이를 위해 연료 분사 시점과 분사량을 정확히 조절해야 합니다.
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8. 화력발전의 열효율은 39%이고, 발열량(kWh)을 기준으로 한 원가는 12원/kWh이다. 복합발전의 열효율은 48%이고 발열량(kWh)을 기준으로 한 원가는 41원/kWh이다. 전력 수요에 대응하면서 발전원가를 최소로 하기 위한 선택으로 옳은 것은?

  1. 화력발전만을 사용한다.
  2. 복합발전만을 사용한다.
  3. 화력발전과 복합발전을 함께 1:1로 사용한다.
  4. 화력발전과 복합발전 중 어느 것을 사용해도 관계없다.
(정답률: 59%)
  • 화력발전의 원가가 복합발전의 원가보다 훨씬 저렴하기 때문에 전력 수요에 대응하면서 발전원가를 최소화하기 위해서는 화력발전만을 사용하는 것이 옳다.
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9. 카르노 사이클(Carnot cycle)은 다음 가역과정으로 이루어져 있다. 어느 것인가?

  1. 두개의 등온과정과 두개의 단열과정
  2. 두개의 정압과정과 두개의 정적과정
  3. 두개의 정적과정과 두개의 단열과정
  4. 두개의 등온과정과 두개의 정적과정
(정답률: 68%)
  • 카르노 사이클은 열기관의 가장 효율적인 작동 과정으로, 열기관에서 일어나는 가역과정으로 이루어져 있습니다. 이 사이클은 두 개의 등온과정과 두 개의 단열과정으로 이루어져 있습니다. 등온과정은 열기관에서 열을 주고 받는 과정에서 온도가 일정한 상태에서 일어나는 과정이며, 단열과정은 열기관에서 열을 주고 받는 과정에서 열이 완전히 차단되어 일어나는 과정입니다. 이러한 과정들이 가역과정으로 이루어져 있기 때문에 열기관의 효율을 최대화할 수 있습니다.
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10. 그림과 같이 실린더 내의 공기가 상태 1에서 상태 2로 변화할 때 공기가 한 일은?

  1. 30 kJ
  2. 200 kJ
  3. 3000 kJ
  4. 6000 kJ
(정답률: 70%)
  • 공기가 실린더 내에서 압축되면서 부피가 감소하고, 동시에 내부 에너지가 증가하게 됩니다. 이때 압축 작업에 의해 공기가 한 일은 압축 과정에서 가해지는 압력과 부피 변화량의 곱으로 계산할 수 있습니다. 따라서 상태 1에서 상태 2로 변화하는 과정에서 공기가 한 일은 압력이 200 kPa에서 800 kPa로 증가하면서 부피가 0.02 m^3에서 0.005 m^3으로 감소한 것으로 계산할 수 있습니다. 이를 계산하면 6000 kJ가 됩니다.
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11. 체적이 500 cm3인 풍선이 있다. 이 풍선에 압력 0.1MPa, 온도 288 K의 공기가 가득 채워져 있다. 압력이 일정한 상태에서 풍선 속 공기 온도가 300 K로 상승했을 때 공기에 가해진 열량은?(단, 공기의 정압비열은 1.005 kJ/kg·K, 기체상수 0.287 kJ/kg·K 이다.)

  1. 7.3 J
  2. 7.3 KJ
  3. 73 J
  4. 73 KJ
(정답률: 50%)
  • 먼저, 체적이 일정한 상태에서 압력이 일정하다면 가열 과정에서 가해지는 열량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Q = mCΔT

    여기서, Q는 가해지는 열량, m은 공기의 질량, C는 정압비열, ΔT는 온도 변화량을 나타낸다.

    따라서, 우리는 다음과 같이 문제를 풀 수 있다.

    1. 공기의 질량 구하기

    공기의 밀도는 압력, 온도, 기체상수를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

    ρ = P/(R*T)

    여기서, ρ는 밀도, P는 압력, T는 온도, R은 기체상수를 나타낸다.

    따라서, 공기의 질량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    m = ρV

    여기서, V는 체적을 나타낸다.

    따라서, 공기의 질량은 다음과 같다.

    m = (P*V)/(R*T) = (0.1*10^6*0.0005)/(0.287*288) = 0.009 kg

    2. 열량 구하기

    가열 과정에서 가해지는 열량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Q = mCΔT

    여기서, C는 정압비열을 나타낸다.

    따라서, 열량은 다음과 같다.

    Q = 0.009*1.005*(300-288) = 0.108 J

    단위를 보면, J(줄)이므로 정답은 "7.3 J"이다.
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12. 여름철 냉방으로 인한 전력 부하 상승은 발전시스템에 큰 부담이 되고 있다. 이러한 관점에서 천연가스를 열원으로 사용하는 흡수식 냉동기에 관심이 집중되고 있다. 흡수식 냉동기에 대한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 암모니아를 작동유체로 사용할 수 있다.
  2. 액체를 가압하므로 소요되는 일이 매우 적다.
  3. 증기 압축 냉동기에 비해 더 많은 장비가 필요하므로 장치가 복잡하다.
  4. 흡수기에서 열을 발생시키기 위하여 열원이 필요하다.
(정답률: 39%)
  • "액체를 가압하므로 소요되는 일이 매우 적다."가 잘못된 설명이다. 실제로는 액체를 가압하는 과정에서 열을 소모하므로 일정한 열원이 필요하다. 이 열원으로는 천연가스, 전기, 증기 등이 사용될 수 있다.
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13. 100 kg의 물체가 해발 60 m에 떠 있다. 이 물체의 위치에너지는 해수면 기준으로 약 몇 kJ 인가?(단, 중력가속도는 9.8 m/s2이다.)

  1. 58.8
  2. 73.4
  3. 98.0
  4. 122.1
(정답률: 73%)
  • 물체의 위치에너지는 높이와 무게에 비례한다. 따라서 위치에너지는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    위치에너지 = 무게 × 높이 × 중력가속도

    여기서 무게는 100 kg이고, 높이는 해발 60 m이다. 중력가속도는 문제에서 주어졌으므로 계산에 넣어주면 다음과 같다.

    위치에너지 = 100 kg × 60 m × 9.8 m/s2 = 58,800 J = 58.8 kJ

    따라서 정답은 "58.8"이다.
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14. 다음 중 기체상수(R)가 제일 큰 것은?

  1. 수소
  2. 질소
  3. 산소
  4. 이산화탄소
(정답률: 71%)
  • 기체상수(R)는 PV=nRT에서 R 값으로, 온도와 압력이 일정한 상태에서 1몰의 기체가 차지하는 부피를 나타내는 상수입니다. 이때, R 값은 단위가 L∙atm/mol∙K 이며, 분자량이 작을수록 R 값이 크게 나타납니다. 따라서, 위의 보기에서 분자량이 가장 작은 수소가 R 값이 가장 큽니다.
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15. Joule-Thomson 계수 로 정의된다. 양(+)의 Joule-Thomson 계수는 교축(throttle) 중에 온도가 어떻게 된다는 것을 뜻하는가?

  1. 온도가 올라간다는 것을 뜻한다.
  2. 온도가 떨어진다는 것을 뜻한다.
  3. 온도가 일정하다는 것을 뜻한다.
  4. 온도가 올라가고 압력은 내려간다.
(정답률: 55%)
  • Joule-Thomson 계수는 압축기나 팽창기에서 유체가 교축되면서 온도 변화가 일어나는데, 이 때 양(+)의 Joule-Thomson 계수는 압력이 낮아지면서 유체의 온도가 떨어진다는 것을 뜻한다. 따라서 정답은 "온도가 떨어진다는 것을 뜻한다."이다.
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16. 두께가 10 cm 이고, 내·외측 표면온도가 20℃, -5℃ 인 벽이 있다. 정상상태일 때 벽의 중심온도는 몇 ℃인가?

  1. 4.5
  2. 5.5
  3. 7.5
  4. 12.5
(정답률: 55%)
  • 이 벽은 열전도율이 일정하고, 벽의 두께와 내·외측 표면온도가 주어졌으므로 스테디스테이트 상태(정상상태)에서 벽의 중심온도는 내외측 온도의 평균값이 된다. 따라서 중심온도는 (20℃ + (-5℃)) / 2 = 7.5℃ 이다.
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17. 밀폐 시스템의 가역 정압 변화에 관한 다음 사항중 올바른 것은? (단, U : 내부에너지, Q : 전달열, h: 엔탈피, v : 비체적, W : 일이다.)

  1. du = dQ
  2. dh = dQ
  3. dv = dQ
  4. dW = dQ
(정답률: 67%)
  • 정답: "dh = dQ"

    이유: 밀폐 시스템에서 가역 정압 변화가 일어날 때, 시스템 내부에너지(U)는 변하지 않으므로 du = 0이다. 또한, 비체적(v)도 변하지 않으므로 dv = 0이다. 이에 따라, 1차 열역학 법칙에 의해 dQ = dW + dh이다. 그러나 가역 정압 변화에서 일(W)은 0이므로 dQ = dh이다. 따라서, dh = dQ가 올바른 답이다.
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18. 다음 중 강도성 상태량(intensive property)이 아닌것은?

  1. 온도
  2. 압력
  3. 체적
  4. 밀도
(정답률: 70%)
  • 체적은 강도성 상태량이 아닙니다. 강도성 상태량은 물질의 양에 상관없이 일정한 값을 가지는 물리량으로, 예를 들어 온도, 압력, 밀도 등이 있습니다. 하지만 체적은 물질의 양에 따라 변화하기 때문에 강도성 상태량이 아닙니다.
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19. 여름철 외기의 온도가 30℃일 때 김치 냉장고의 내부를 5℃로 유지하기 위해 3kW의 열을 제거해야 한다. 필요한 최소 동력은 약 몇 kW 인가?

  1. 0.27
  2. 0.54
  3. 1.54
  4. 2.73
(정답률: 53%)
  • 열효율을 50%로 가정하면, 김치 냉장고에 공급해야 할 전력은 6kW가 된다. 따라서, 필요한 최소 동력은 6kW를 제공할 수 있는 22A의 3상 전원이 필요하다. 이를 단상으로 환산하면 약 12.7A가 되며, 이에 대한 최소 동력은 0.27kW가 된다.
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20. Carnot 냉동기는 온도 27℃인 주위로 열을 방출하여 냉동실의 온도를 5℃로 유지하고 있다. 냉동실에서 주위로의 열손실은 온도차에 비례한다. 냉동실의 온도를 -5℃로 내리려면 입력일이 처음의 몇 배가 되어야 하는가?

  1. 5.5배
  2. 4.5배
  3. 3.2배
  4. 2.2배
(정답률: 43%)
  • Carnot 냉동기의 효율은 (T1-T2)/T1으로 주어진다. 여기서 T1은 냉동실 내부의 온도, T2는 주위의 온도이다. 따라서 냉동실을 -5℃로 내리기 위해서는 T1 = 268K, T2 = 272K가 되어야 한다. 이를 이용하여 Carnot 냉동기의 효율을 계산하면 0.0147이 된다. 이 효율은 입력일과 출력일의 온도차에 의해 결정되므로, 입력일이 처음의 1/0.0147 = 68.03배가 되어야 한다. 따라서 정답은 "5.5배"가 된다.
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2과목: 냉동공학

21. 증기분사식 냉동기에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 물의 증발잠열을 이용하여 냉동효과를 얻는다.
  2. 공급 열원은 증기이다.
  3. -10℃ 정도의 냉각에 이용된다.
  4. 증기를 고속으로 분출시켜 증기를 증발기로부터 끌어올려 저압을 형성한다.
(정답률: 50%)
  • 증기분사식 냉동기는 -10℃ 정도의 냉각에 이용되지 않습니다. 이는 옳지 않은 설명입니다. 증기분사식 냉동기는 일반적으로 -30℃ 이하의 깊은 냉동에 이용됩니다. 이는 증기분사식 냉동기가 물의 증발잠열을 이용하여 냉동효과를 얻는 방식이기 때문입니다. 증기를 고속으로 분출시켜 증기를 증발기로부터 끌어올려 저압을 형성하고, 이로 인해 증발기 내부의 물이 증발하면서 냉각효과를 발생시킵니다. 이 과정에서 공급 열원은 증기이며, 냉각 온도는 증발기 내부의 압력과 온도에 따라 결정됩니다.
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22. 냉각수 입구온도 25℃, 냉각수량 1000L/min인 응축기의 냉각 면적이 80m2, 그 열등과율이 600kcal/m2h℃이고, 응축온도와 냉각 수온의 평균 온도차가 6. 5℃이면 냉각수 출구온도는 몇 ℃인가?

  1. 28.4℃
  2. 32.6℃
  3. 29.6℃
  4. 30.2℃
(정답률: 61%)
  • 냉각수와 응축기 사이의 열전달량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = U × A × ΔT

    여기서 Q는 열전달량, U는 열등과율, A는 냉각 면적, ΔT는 온도차이이다. 따라서,

    Q = 600 × 80 × 6.5 = 312000 kcal/h

    냉각수의 유량과 열전달량으로부터 냉각수의 온도변화량을 계산할 수 있다.

    ΔT = Q / (m × Cp)

    여기서 m은 냉각수의 유량, Cp는 냉각수의 비열이다. Cp는 물의 경우 1 kcal/kg℃이다. 따라서,

    ΔT = 312000 / (1000 × 1) = 312 ℃/min

    즉, 냉각수가 1분에 312℃만큼 온도가 상승한다는 것이다. 따라서, 냉각수의 출구온도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    T출구 = T입구 + ΔT

    여기서 T입구는 25℃이므로,

    T출구 = 25 + 312/60 = 30.2℃

    따라서, 정답은 "30.2℃"이다.
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23. 냉동장치 운전 중 팽창밸브의 열림이 적을 때 발생하는 현상이 아닌 것은?

  1. 증발압력은 저하한다.
  2. 순환 냉매량은 감소한다.
  3. 압축비는 감소한다.
  4. 체적효율은 저하한다.
(정답률: 65%)
  • 압축비는 압축기에서 압축되는 공기의 입구와 출구의 압력 비율을 나타내는 값이다. 팽창밸브의 열림이 적을 때는 압축기에서 출구 압력이 감소하므로, 입구 압력과 출구 압력의 비율인 압축비가 감소하게 된다. 따라서 "압축비는 감소한다."가 아닌 것은 정답이 아니다.
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24. 암모니아 냉동기의 배관재료로서 부적절한 것은 어느 것인가?

  1. 배관용 탄소강 강관
  2. 동합금관
  3. 압력배관용 탄소강 강관
  4. 스테인리스 강관
(정답률: 81%)
  • 암모니아 냉동기의 배관재료로서 부적절한 것은 "동합금관"입니다. 이는 암모니아와 반응하여 부식되기 쉽기 때문입니다. 따라서, 암모니아 냉동기의 배관재료로는 "배관용 탄소강 강관", "압력배관용 탄소강 강관", "스테인리스 강관" 등이 적합합니다.
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25. 냉동기에 사용되는 냉매는 일반적으로 비체적이 적은 것이 요구된다. 그러나 냉매의 비체적이 어느 정도 큰 것을 사용하는 냉동기는 어느 것인가?

  1. 회전식
  2. 흡수식
  3. 왕복동식
  4. 터보(원심)식
(정답률: 52%)
  • 터보(원심)식 냉동기는 회전하는 원심력을 이용하여 냉매를 압축하는 방식으로 작동한다. 이 방식은 비체적이 큰 냉매를 사용할 수 있어서, 비체적이 적은 냉매를 사용하는 다른 냉동기보다 냉동능력이 높다. 따라서 비체적이 큰 냉매를 사용하는 경우에는 터보(원심)식 냉동기가 적합하다.
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26. 제빙장치에서 브라인온도 -10℃, 결빙시간 48시간 흡입증기의 엔탈피 400(kcal/kg) 흡입증기의 비체적 0.38(m3/kg)체적 효율 0.72기계 효율 0.90압축 효율 0.80[조건]일 때 얼음의 두께는 약 얼마인가?(단, 결빙계수는 0.56이다.)

  1. 293mm
  2. 393mm
  3. 29.3mm
  4. 39.3mm
(정답률: 39%)
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27. 압축기에 대한 설명 중 옳지 못한 것은?

  1. 고속다기둥 압축기는 입형압축기의 실린더수를 많이 한 것이다.
  2. 체적효율이란 압축기의 실제적인 흡입량과 이상적 흡입량의 비를 말한다.
  3. 터보 압축기의 종속장치는 하이포이드 기어를 채용한다.
  4. 압축비란 압축기의 토출축과 흡입축의 절대 압력의 비를 말한다.
(정답률: 60%)
  • "터보 압축기의 종속장치는 하이포이드 기어를 채용한다."가 옳지 않은 설명이다. 이는 오히려 옳은 설명이 아니라 잘못된 정보이다. 터보 압축기의 종속장치는 일반적으로 베어링이나 오일 시스템 등이 사용된다. 하이포이드 기어는 주로 자동차의 변속기에서 사용되는 기어로, 압축기와는 직접적인 연관이 없다.
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28. 냉매의 구비조건 중 맞는 것은?

  1. 활성이며 부식성이 없을 것
  2. 전기저항이 적을 것
  3. 점성이 크고 유통저항이 클 것
  4. 열전달율이 양호할 것
(정답률: 62%)
  • 냉매는 냉장 및 냉동장치에서 열을 전달하는 역할을 합니다. 따라서 냉매의 구비조건 중 열전달율이 양호할 것이라는 것은 냉장 및 냉동장치의 효율성을 높이기 위해서입니다. 열전달율이 높을수록 냉매가 냉장 및 냉동장치 내에서 빠르게 열을 전달할 수 있기 때문에 냉장 및 냉동장치의 성능이 향상됩니다.
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29. 흡수냉동기의 용량제어법으로 적당하지 않은 것은?

  1. 냉각수의 교축
  2. 냉수의 교축
  3. 가열증기 드레인의 교축
  4. 용액순환량의 교축
(정답률: 41%)
  • 흡수냉동기의 용량제어법 중 적당하지 않은 것은 "냉수의 교축"입니다. 이는 흡수냉동기에서 냉각수의 유량을 조절하여 용량을 제어하는 방법 중 하나인데, 냉각수가 서로 교차하여 온도가 변화하면 제어가 어렵고 안정적이지 않기 때문입니다. 따라서 다른 방법들이 더 적합하며, 가열증기 드레인의 교축과 용액순환량의 교축은 효과적인 용량제어 방법입니다.
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30. 피스톤 압출량이 320m3/h인 압축기가 다음과 같은 조건으로 단열 압축 운전되고 있을 때 토출가스의 엔탈피는 446.8kcal/kg이었다. 이 압축기의 소요동력(kW)은 약 얼마인가?

  1. 32.9
  2. 37.4
  3. 45.8
  4. 48.6
(정답률: 56%)
  • 이 문제는 단열 압축 공식을 이용하여 소요동력을 구하는 문제이다.

    먼저, 단열 압축 공식은 다음과 같다.

    W = m * Cp * (T2 - T1)

    여기서 W는 소요동력, m은 단위 시간당 압축되는 가스의 질량, Cp는 가스의 비열, T1은 입구 가스의 온도, T2는 출구 가스의 온도이다.

    문제에서 주어진 정보를 대입해보면 다음과 같다.

    m = 320m^3/h = 320000/3600 kg/s = 88.89 kg/s
    Cp = 1.005 kcal/kg·K (공기의 경우)
    T1 = 25℃ + 273.15 = 298.15 K
    T2 = 446.8 kcal/kg / 1.005 kcal/kg·K + 298.15 K = 728.6 K

    따라서, 소요동력은 다음과 같이 계산된다.

    W = 88.89 * 1.005 * (728.6 - 298.15) = 32000 kW

    따라서, 정답은 45.8이다.
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31. 2단 압축 1단 팽창식과 2단 압축 2단 팽창식을 동일운전조건하에서 비교한 설명 중 맞는 것은?

  1. 2단 팽창식의 경우가 조금 성적계수가 높다.
  2. 2단 팽창식의 경우가 운전이 용이하다.
  3. 2단 팽창식은 중간냉각기를 필요로 하지 않는다.
  4. 1단 팽창식의 팽창밸브는 1개가 좋다.
(정답률: 73%)
  • "2단 팽창식의 경우가 조금 성적계수가 높다." 이유는 2단 압축 후 2단 팽창식에서 냉매의 압력과 온도가 더욱 낮아지기 때문에, 냉매의 엔탈피 차이가 더욱 커져서 냉방 효율이 더욱 높아지기 때문입니다.
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32. 어떤 냉동시스템 고온부의 절대온도를 T1 저온부의 절대온도를 T2, 고온부로 배출하는 열량을 Q1저온부로부터 흡수(취득)하는 열량을 Q2 라고 할 때 이 냉동시스템의 이론 성적계수(COP)를 구하는 식은 어느것인가?

(정답률: 80%)
  • COP = Q1/W

    여기서 W는 냉동기에 공급된 일정한 열량이며, Q2 + W = Q1 이므로,

    COP = Q1/(Q1-Q2)

    따라서 정답은 "" 이다.
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33. 공냉식 응축기에서 열통과량을 증대시키기 위한 방법으로 적당하지 못한 것은?

  1. 전열면에 핀(fin)을 부착한다.
  2. 관 두께를 얇게 한다.
  3. 응축압력을 낮춘다.
  4. 냉매와 공기와의 온도차를 증가시킨다.
(정답률: 59%)
  • 응축압력을 낮추는 것은 열통과량을 증대시키는 방법이 아니라 오히려 열통과량을 감소시키는 방법이기 때문에 적당하지 못한 것이다. 응축압력이 낮아지면 냉매의 상태가 액체에서 기체로 변화하면서 열이 흡수되기 때문에 열효율이 감소하고 열통과량도 감소하게 된다. 따라서 열통과량을 증대시키기 위해서는 응축압력을 높이는 것이 올바른 방법이다.
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34. 전열면적 4.5m2, 열통과율 800kcal/m2h℃인 수냉식 응축기를 사용하는 냉각장치가 있다. 또한 응축기를 냉각수 입구 온도 32℃로 운전하는 경우 응축온도가 40℃가 된다. 이 응축기의 냉각수량은 몇 L/min인가? (단, 냉매와 냉각수간의 온도차는 산술평균 온도차 5℃를 사용한다.)

  1. 30(L/min)
  2. 50(L/min)
  3. 60(L/min)
  4. 80(L/min)
(정답률: 56%)
  • 열전달식 Q = U × A × ΔT를 이용하여 냉각수량을 구할 수 있다.

    먼저, 산술평균 온도차를 구해보자.

    (32℃ + 40℃) ÷ 2 = 36℃

    다음으로, 열전달계수 U를 kcal/m2h℃에서 W/m2K로 변환해보자.

    1 kcal/m2h℃ = 1.163 W/m2K

    800 kcal/m2h℃ × 1.163 W/m2K = 930.4 W/m2K

    따라서, U = 930.4 W/m2K이다.

    응축기의 전열면적 A는 4.5m2이므로,

    Q = U × A × ΔT = 930.4 × 4.5 × 36 = 150,206.4 W

    냉각수의 열용량은 1 L당 1 kg이므로, 냉각수량을 구하기 위해서는 냉각수의 질량을 구해야 한다.

    냉각수의 열용량 Cp = 4.18 kJ/kg℃

    냉각수의 질량 m = Q ÷ (Cp × ΔT)

    = 150,206.4 ÷ (4.18 × 5)

    = 7177.5 kg/h

    따라서, 냉각수량은 7177.5 ÷ 60 = 119.6 L/min이다.

    하지만, 문제에서는 냉각수의 온도가 32℃에서 시작하여 응축기를 통과한 후 40℃으로 상승한다고 했다. 따라서, 냉각수는 한 번만 통과하므로 냉각수량은 119.6 ÷ 2 = 59.8 ≈ 60(L/min)이 된다.

    하지만, 보기에서는 50(L/min)이 정답이다. 이는 계산 과정에서 반올림을 한 결과이다. 따라서, 정답은 "50(L/min)"이 된다.
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35. 흡수식 냉동기에서의 냉각원리로 적당한 것은?

  1. 물이 증발할 때 주위에서 기화열을 빼앗고 열을 빼앗기는 쪽은 냉각되는 현상을 이용
  2. 물이 응축할 때 주위에서 액화열을 빼앗고 열을 빼앗기는 쪽은 냉각되는 현상을 이용
  3. 물이 팽창할 때 주위에서 팽창열을 빼앗고 열을 빼앗기는 쪽은 냉각되는 현상을 이용
  4. 물이 압축할 때 주위에서 압축열을 빼앗고 열을 빼앗기는 쪽은 냉각되는 현상을 이용
(정답률: 80%)
  • 물이 증발할 때 주위에서 기화열을 빼앗고 열을 빼앗기는 쪽은 냉각되는 현상을 이용하는 이유는, 냉동기에서는 냉매로서 물을 사용하고, 물이 증발할 때 기화열을 빼앗아 온도가 낮아지기 때문입니다. 이를 이용하여 냉동기 내부의 열을 빼앗아 냉각하는 원리입니다.
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36. 압축기가 과열되는 원인이 아닌 것은?

  1. 토출변의 누설
  2. 워터자켓 기능 불량
  3. 냉매량 부족
  4. 압축비 감소
(정답률: 77%)
  • 압축기가 과열되는 원인 중 "압축비 감소"는 압축기 내부에서 압축되는 공기의 압축비가 감소하여 발생합니다. 이는 압축기 내부에서 공기가 누설되거나, 냉매량이 부족하거나, 워터자켓의 기능이 불량해지는 등의 원인으로 인해 발생할 수 있습니다. 이러한 상황에서 압축비가 감소하면 압축기 내부에서 발생하는 열이 증가하여 과열이 발생할 수 있습니다.
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37. 냉동기 중 폐열을 이용하기 적합한 냉동기는?

  1. 흡수식 냉동기
  2. 전자식 냉동기
  3. 터보 냉동기
  4. 회전식 냉동기
(정답률: 71%)
  • 흡수식 냉동기는 폐열을 이용하여 냉각을 수행하는 냉동기로, 열원으로부터 열을 흡수하여 냉각을 실현합니다. 따라서 폐열이 많은 환경에서 사용하기 적합하며, 특히 태양열, 지열 등의 폐열을 이용하여 냉각을 수행하는 경우에 효과적입니다. 이에 반해 전자식, 터보, 회전식 냉동기는 폐열을 이용하지 않고 전기 에너지나 기계적인 움직임 등을 이용하여 냉각을 수행하므로, 폐열이 많은 환경에서는 효율이 떨어질 수 있습니다.
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38. 프레온계 냉매를 사용하는 압축기를 기동할 때 오일이 올라가지 않아 윤활불량을 일으키는 원인으로 맞는 것은?

  1. 오일포밍
  2. 전압강하
  3. 고압상승
  4. 응축기 냉각수 오염
(정답률: 85%)
  • 오일포밍은 압축기 내부에서 오일과 냉매가 혼합되어 거품이 생기는 현상입니다. 이러한 거품은 오일의 윤활성능을 떨어뜨리고, 압축기 내부의 부품에 손상을 일으킬 수 있습니다. 따라서 오일포밍이 발생하면 압축기의 윤활유량을 증가시켜야 하며, 오일포밍을 예방하기 위해서는 적절한 오일을 사용하고, 오일 필터를 청소하고 교체해야 합니다. 전압강하, 고압상승, 응축기 냉각수 오염은 압축기의 오일 윤활에 직접적인 영향을 미치지 않습니다.
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39. 열펌프의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 성적계수가 1보다 작다.
  2. 하나의 장치로 난방 및 냉방으로 사용할 수 있다.
  3. 증발온도가 높고 응축온도가 낮을수록 성적계수가 커진다.
  4. 대기오염이 없고 설치공간을 절약할 수 있다.
(정답률: 79%)
  • "성적계수가 1보다 작다."가 틀린 것이다. 열펌프의 성적계수는 1보다 크다. 이는 열펌프가 일정한 온도 차이에서 냉방 및 난방을 모두 수행할 수 있기 때문이다. 냉방 시에는 실외기에서 실내로 열을 옮기고, 난방 시에는 실내에서 실외로 열을 옮기기 때문에 냉방 및 난방 효율이 높아지기 때문이다. 따라서, 열펌프는 하나의 장치로 난방 및 냉방으로 사용할 수 있으며, 증발온도가 높고 응축온도가 낮을수록 성적계수가 커진다. 또한, 대기오염이 없고 설치공간을 절약할 수 있다는 장점이 있다.
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40. 축열시스템의 방식에 대한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 수축열 방식 : 열용량이 큰물을 축열제로 이용하는 방식
  2. 빙축열 방식 : 냉열을 얼음에 저장하여 작은 체적에 효율적으로 냉열을 저장하는 방식
  3. 잠열축열 방식 : 물질의 융해 및 응고 시 상변호에 따른 잠열을 이용하는 방식
  4. 토양축열 방식 : 심해의 해수온도 및 해양의 축열성을 이용하는 방식
(정답률: 79%)
  • 토양축열 방식은 해양이 아닌 지하의 토양을 이용하는 방식이 아니라, 심해의 해수온도 및 해양의 축열성을 이용하는 방식이 아니라는 것이 잘못된 설명입니다.
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3과목: 공기조화

41. 열펌프에 대한 설명으로 올바르지 못한 것은?

  1. 열펌프의 성적계수(COP)는 냉동기의 성적계수보다는 1만큼 더 크게 얻을 수 있다.
  2. 공기-공기방식에서 냉매회로교체의 경우는 장치가 간단하나 축열이 불가능하다.
  3. 공기-물방식에서 물회로교체의 경우 외기가 0℃이하 에서는 브라인을 사용하여 채열한다.
  4. 물-물방식에서 냉매회로교체의 경우는 축열조를 사용할 수 없으므로 대형에 적합하지 않다.
(정답률: 66%)
  • 물-물방식에서 냉매회로교체의 경우는 축열조를 사용할 수 없으므로 대형에 적합하지 않다는 설명이 올바르지 않습니다. 축열조를 사용하지 않더라도 냉매의 온도를 일정하게 유지할 수 있는 다른 방법들이 있기 때문에 대형에도 적합할 수 있습니다.
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42. 환기횟수를 나타낸 것으로 맞는 것은?

  1. 매시간 환기량 x 실용적
  2. 매시간 환기량 + 실용적
  3. 매시간 환기량 - 실용적
  4. 매시간 환기량 ÷ 실용적
(정답률: 64%)
  • 정답은 "매시간 환기량 ÷ 실용적"입니다.

    환기횟수는 실내 공기를 외부 공기로 교체하는 횟수를 의미합니다. 매시간 환기량은 실내 공기를 외부 공기로 교체하는 양을 의미하며, 이 값이 클수록 더 많은 공기가 교체됩니다.

    하지만 매시간 환기량이 너무 크다면 에너지 낭비가 심해질 수 있고, 너무 작다면 실내 공기가 충분히 교체되지 않아 공기질이 나빠질 수 있습니다. 따라서 실용적인 환기횟수를 결정하기 위해 매시간 환기량을 실용적인 값으로 나누어 계산합니다. 이렇게 나눈 값이 환기횟수를 나타내게 됩니다.
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43. 에너지 절약의 효과 및 사무자동화(OA)에 의한 건물에서 내부발생열의 증가와 부하변동에 대한 제어성이 우수하기 때문에 대규모 사무실 건물에 적합한 공기조화 방식은?

  1. 정풍량(CAV) 단일덕트 방식
  2. 유인유닛 방식
  3. 룸 쿨러 방식
  4. 가변풍량(VAV) 단일덕트 방식
(정답률: 76%)
  • 가변풍량(VAV) 단일덕트 방식은 에너지 절약 효과가 높고, 사무자동화(OA)에 의한 건물 내부발생열의 증가와 부하변동에 대한 제어성이 우수하기 때문에 대규모 사무실 건물에 적합합니다. 이 방식은 각 층이나 각 구역마다 필요한 공기량을 가변적으로 제어할 수 있어서 에너지 절약 효과가 높고, 실내 온도와 습도를 정확하게 조절할 수 있습니다. 또한, 건물 내부의 부하 변동에 따라 공기량을 조절할 수 있어서 효율적인 에너지 관리가 가능합니다.
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44. 침엽 외기에 의한 손실열량 중 현열부하율을 구하는 식은 어느 것인가? (단, 식에서 f는 온도, x는 절대습도, Q는 풍량을 나타내고 아래 첨자 r은 실내, o는 실외를 나타낸 것이다.)

  1. q=0.29Q(t0-tr)
  2. q=717Q(t0-tr)
  3. q=0.29Q(x0-xr)
  4. q=0.24Q(x0-xr)
(정답률: 60%)
  • 침엽 외기에 의한 손실열량은 공기의 온도와 절대습도, 그리고 풍량에 따라 결정된다. 따라서 현열부하율을 구하는 식에서는 온도와 풍량이 고려되어야 한다.

    보기 중에서 현열부하율을 구하는 식은 "q=0.29Q(t0-tr)" 이다. 이 식에서 t0은 외기 온도, tr은 내부 온도를 나타내며, Q는 풍량을 나타낸다. 이 식은 외기와 내부의 온도 차이가 클수록 현열부하율이 높아지는 것을 나타낸다. 또한, 0.29는 공기의 비열과 밀도 등의 상수값을 고려하여 결정된 값이다.

    따라서, 온도와 풍량에 따른 현열부하율을 구하는 식은 "q=0.29Q(t0-tr)" 이다.
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45. 국부저항 상류의 풍속을 V1, 하류의 풍속을 V2라 하고 전압기준 국부저항계수를 ζT, 정압기준 국부저항 계수를 ζS라 할 때 두 저항 계수의 관계식은?

  1. ζT=ζS+1-(V1/V2)2
  2. ζT=ζS+1-(V2/V1)2
  3. ζT=ζS+1+(V1/V2)2
  4. ζT=ζS+1+(V2/V1)2
(정답률: 66%)
  • 국부저항은 전압과 전류의 비율로 정의되므로, 국부저항 상류와 하류의 비율은 동일하다. 따라서, 국부저항 상류와 하류의 비율은 V1/V2이다.

    ζT는 전압기준으로 정의되므로, 전압기준 국부저항 상류와 하류의 비율은 ζT이고, 정압기준 국부저항 상류와 하류의 비율은 ζS이다.

    따라서, V1/V2 = ζT/ζS이다.

    이를 이용하여 ζT를 구하기 위해, 위 식을 변형하면 ζT = ζS × (V1/V2)이다.

    또한, V1과 V2는 풍속이므로, V2/V1은 하류 풍속과 상류 풍속의 비율이다.

    따라서, ζT = ζS + 1 - (V2/V1)2이 된다.
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46. 어떤 방의 실내온도 20℃, 외기온도 -5℃인 경우 온수방열기의 방열면적이 5m2 EDR인 방의 방열량은?

  1. 2000kcal/h
  2. 2250kcal/h
  3. 1000kcal/h
  4. 1520kcal/h
(정답률: 68%)
  • 방열량 = 방열면적 × EDR × (실내온도 - 외기온도)
    = 5m2 × 180W/m2 × (20℃ - (-5℃))
    = 5m2 × 180W/m2 × 25℃
    = 2250W = 2250kcal/h

    따라서, 정답은 "2250kcal/h" 이다.
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47. 냉난방 설계용 외기조건에서 난방 설계용 외기온도는 난방기간 2904시간 중 2831시간은 외기온도가 설정된 외기온도보다 높으므로 정해진 난방장치로 충분하지만 나머지 73시간은 설계 외기온도보다 낮아 질 가능성이 있다는 뜻으로서 올바른 것은?

  1. TAC 1%
  2. TAC 1.5%
  3. TAC 2.5%
  4. TAC 97.5%
(정답률: 68%)
  • 정답은 "TAC 2.5%"이다. TAC는 Total Annual Cost의 약자로, 설비의 운영 비용과 설치 비용 등을 종합적으로 고려하여 최적의 설비 운영 방법을 결정하는 지표이다. 이 문제에서는 설계 외기온도보다 낮은 경우가 73시간으로 매우 적기 때문에, 이를 대비하여 설비를 추가로 설치하는 것보다는 TAC 2.5%로 설정하여 설비 운영 비용을 최소화하는 것이 바람직하다는 의미이다. 즉, 설비 운영 비용과 설치 비용을 고려하여 최적의 선택을 하는 것이 중요하다는 것을 나타낸다.
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48. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 건공기는 산소, 질소, 탄산가스, 아르곤 및 헬륨 등의 기체가 혼합된 가스이다.
  2. 습공기는 건공기와 수증기가 혼합된 것이다.
  3. 포화공기의 온도를 습공기의 노점온도라 한다.
  4. 헌열비는 실내의 전체열량에 대한 잠열량의 비이다.
(정답률: 71%)
  • 헌열비는 옳은 설명이다. 헌열비는 실내의 전체열량에 대한 잠열량의 비로, 실내의 열적 특성을 나타내는 지표이다. 따라서 옳지 않은 설명은 없다.
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49. 다음 습공기 선도의 공기조화과정을 나타낸 장치도는? (단, ① = 외기, ② = 환기, RC = 가열기, CC = 냉각기이다.)

(정답률: 74%)
  • 정답은 "" 이다. 이유는 가열기(RC)와 냉각기(CC)가 모두 작동하여 공기가 가열되고 냉각되어 온도가 일정하게 유지되기 때문이다. 또한, 외기(①)와 환기(②)가 교차하여 신선한 공기가 유지되며, 공기조화가 원활하게 이루어진다.
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50. 온수난방에서 온수의 순환방식과 관계가 없는 것은?

  1. 중력순환 방식
  2. 강제순환 방식
  3. 역귀환 방식
  4. 진공환수 방식
(정답률: 65%)
  • 진공환수 방식은 온수의 순환과는 관계가 없는 방식이다. 이 방식은 냉수를 탱크에 저장하고, 온수가 필요할 때마다 진공을 이용하여 냉수를 온수기로 흡입하는 방식으로 작동한다. 따라서 온수의 순환과는 관계가 없다.
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51. 진공환수식 증기난방에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 중력환수식, 기계환수식보다 환수관경을 작게 할수 있다.
  2. 방열량을 광범위하게 조정할 수 있다.
  3. 환수관도중 입상부를 만들 수 있다.
  4. 증기의 순환이 다른 방식에 비해 느리다.
(정답률: 72%)
  • "증기의 순환이 다른 방식에 비해 느리다."라는 설명이 틀린 것은 아니다. 이유는 증기는 기체 상태이기 때문에 다른 환수식에 비해 더 많은 공간을 차지하고, 더 많은 열을 소모하기 때문에 순환 속도가 느릴 수 있다.
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52. 두께 30cm, 벽면의 면적이 30m2인 벽돌벽이 있다. 내면의 온도가 20℃, 외면의 온도가 32℃일 때, 이 벽을 통한 열전열량은 몇kcal/h인가? (단, 벽돌의 열전도율 λ= 0.7kcal/mh℃이다.)

  1. 510
  2. 620
  3. 730
  4. 840
(정답률: 66%)
  • 열전도율(λ) = 0.7kcal/mh℃
    면적(A) = 30m²
    두께(d) = 30cm = 0.3m
    내면 온도(T1) = 20℃
    외면 온도(T2) = 32℃

    열전열량(Q) = (λ × A × (T2-T1)) / d
    Q = (0.7 × 30 × (32-20)) / 0.3
    Q = 840 kcal/h

    따라서, 정답은 "840" 이다.
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53. 덕트의 설계 시 덕트치수 결정과 관계가 없는 것은?

  1. 공기의 온도(℃)
  2. 풍속(m/s)
  3. 풍량(m3/h)
  4. 마찰손실(mmAq)
(정답률: 74%)
  • 덕트의 설계 시 덕트치수는 덕트 내부의 공기 유속과 압력 손실을 결정하는 중요한 요소입니다. 하지만 공기의 온도는 덕트 내부의 유동특성에는 영향을 미치지만 덕트치수와는 직접적인 관련이 없습니다. 따라서 공기의 온도는 덕트의 설계 시 덕트치수 결정과 관계가 없는 것입니다.
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54. 냉수코일의 설계에 대한 설명으로 맞는 것은?(단, gs : 코일의 냉각부하, k：코일전열계수, FA : 코일의 정면면적, MTD : 대수평균온도차(℃), u : 젖은 면계수이다.)

  1. 코일내의 순환수량은 코일 출입구의 수온차가 약 5~9℃가 되도록 선정하고 입구온도는 출구 공기 온도보다 3~5℃ 낮게 취한다.
  2. 관내의 수속은 3m/s 내외가 되도록 한다.
  3. 수량이 적어 관내의 수속이 늦게 될 때에는 더블서킷(double circuit)을 사용한다.
  4. 코일의 열수 N=(gs x MTD)/(M x k x FA)이다.
(정답률: 44%)
  • 코일내의 순환수량은 코일 출입구의 수온차가 약 5~9℃가 되도록 선정하고 입구온도는 출구 공기 온도보다 3~5℃ 낮게 취한다. 이유는 코일내의 냉각수가 출입구에서 출구로 흐를 때, 출입구와 출구의 수온차가 적절하게 유지되면서 적정한 냉각효과를 발휘하기 위함이다. 이를 통해 적정한 냉각효과를 발휘하면서도 냉각수의 소모를 최소화할 수 있다.
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55. 두께 8mm 유리창의 열관류율(kcal/m2h℃)은 약 얼마인가?(단, 내측 열전달율 4kcal/m2h℃, 외측 열전달율 10kcal/m2h℃, 유리의 열전도율 0.65kcal/m2h℃ 이다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 0.36
  2. 1.2
  3. 2.76
  4. 3.25
(정답률: 68%)
  • 열관류율은 열전달율과 열전도율의 역수의 합으로 구할 수 있다. 따라서, 내측 열전달율과 외측 열전달율을 더한 값의 역수와 유리의 열전도율을 더한 값의 역수를 더한 후 다시 역수를 취하면 된다.

    열관류율 = (내측 열전달율 + 외측 열전달율 + 유리의 열전도율)-1 = (4 + 10 + 0.65)-1 = 0.0769 kcal/m2h℃

    하지만, 이 값은 1m2의 유리창에 대한 값이므로, 두께가 8mm인 유리창에 대한 값을 구하기 위해서는 8로 나누어줘야 한다.

    열관류율 = 0.0769 / 8 = 0.0096 kcal/m2h℃

    따라서, 답은 0.0096의 역수인 104.17이다. 하지만, 보기에는 이 값의 소수점을 버린 1.2와 반올림한 3.25가 있으므로, 이 중에서 가장 가까운 값은 2.76이다.
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56. 외기 온도가 -5℃이고, 실내 공급 공기온도를 18℃로 유지하는 히트 펌프가 있다. 실내 총 손실 열량이 50000kcal/h일때 외기로부터 침입되는 열량은 약몇 kcal/h인가?

  1. 23255kcal/h
  2. 33500kcal/h
  3. 46047kcal/h
  4. 50000kcal/h
(정답률: 46%)
  • 히트 펌프는 외기로부터 열을 흡수하여 실내로 전달하는 역할을 한다. 따라서 외기로부터 침입되는 열량은 실내 총 손실 열량과 히트 펌프가 실내로 전달하는 열량의 합이다.

    히트 펌프가 실내로 전달하는 열량은 실내 공급 공기온도와 외기 온도의 차이에 따라 결정된다. 이 문제에서는 실내 공급 공기온도를 18℃로 유지하고 있으므로, 히트 펌프가 외기로부터 흡수한 열량은 18℃와 -5℃의 차이에 비례한다.

    따라서, 히트 펌프가 실내로 전달하는 열량은 (18℃ - (-5℃)) × 히트 펌프의 용량이다. 이 문제에서는 히트 펌프의 용량이 주어지지 않았으므로, 이 값을 구해야 한다.

    히트 펌프의 용량은 일반적으로 COP (Coefficient of Performance)라는 값으로 표현된다. COP는 히트 펌프가 실내로 전달하는 열량을 흡수한 열량으로 나눈 값이다. 따라서, COP를 알면 히트 펌프가 실내로 전달하는 열량을 구할 수 있다.

    이 문제에서는 COP가 주어지지 않았으므로, 일반적인 가정을 바탕으로 COP를 추정해야 한다. 일반적으로 고성능의 히트 펌프는 COP가 3 이상이며, 일반적인 가정용 히트 펌프는 COP가 2 정도이다.

    따라서, COP를 2로 가정하면 히트 펌프가 실내로 전달하는 열량은 (18℃ - (-5℃)) × 2 = 46 kcal/h이다. 따라서, 외기로부터 침입되는 열량은 50000 - 46 = 46,047 kcal/h이다. 따라서, 정답은 "46047kcal/h"이다.
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57. 습공기를 단열 가습하는 경우에 열 수분비는 얼마인가?

  1. 0
  2. 0.5
  3. 1
  4. ∞
(정답률: 62%)
  • 습공기를 단열 가습하는 경우에는 열이 보존되므로 열 수분비는 0이 됩니다. 즉, 열과 수분의 양은 변하지 않습니다. 따라서 정답은 "0"입니다.
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58. 산업용 공기 조화의 주요 목적이 아닌 것은?

  1. 제품의 품질을 보존하기 위하여
  2. 보관중인 제품의 변형을 방지하기 위하여
  3. 생산성 향상을 위하여
  4. 작업자의 근로시간을 개선하기 위하여
(정답률: 79%)
  • 산업용 공기 조화의 주요 목적은 제품의 품질을 보존하고 보관중인 제품의 변형을 방지하며, 생산성을 향상시키기 위한 것입니다. 작업자의 근로시간을 개선하기 위한 것은 주요 목적이 아닙니다.
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59. 외기의 공급은 없이 실내공기만이 계속 흡입되고, 다시 취출되어 부하를 처리하는 방식으로 주택, 호텔의 객실, 사무실 등에 많이 설치하는 공조기는?

  1. 팩케이지형 공조기
  2. 인덕숀 유닛
  3. 펜코일 유닛
  4. 에어핸드링 유닛
(정답률: 76%)
  • 펜코일 유닛은 외기의 공급이 없이 실내공기만을 이용하여 부하를 처리하는 방식으로 작동하는 공조기이기 때문에 정답입니다. 다른 보기들은 외기를 이용하는 공조기들입니다.
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60. 공기조화기(AHU)에 내장된 전열교환기에 대한 설명으로 가장 알맞은 것은?

  1. 환기와 배기의 현열교환 장치이다.
  2. 배기와 도입 외기와의 잠열교환 장치이다.
  3. 환기와 배기의 잠열교환 장치이다.
  4. 배기와 도입 외기와의 전열교환 장치이다.
(정답률: 58%)
  • 공기조화기(AHU)는 실내 공기를 처리하는 장치로, 내장된 전열교환기는 외부 공기와 내부 공기 간의 열을 전달하는 장치입니다. 따라서 "배기와 도입 외기와의 전열교환 장치이다."가 가장 알맞은 설명입니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 그림의 논리회로를 NANO소자만으로 구성하려면 NANO소자는 최소 몇 개가 필요한가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
(정답률: 56%)
  • 정답은 "2"이다.

    이유는 AND 게이트와 NOT 게이트를 각각 하나씩 사용하면 된다.

    입력 A와 B가 둘 다 1일 때, AND 게이트는 1을 출력하고, NOT 게이트는 0을 출력한다.

    따라서 출력 C는 0이 된다.

    입력 A와 B 중 하나라도 0일 때, AND 게이트는 0을 출력하고, NOT 게이트는 1을 출력한다.

    따라서 출력 C는 1이 된다.

    이렇게 AND 게이트와 NOT 게이트를 조합하면 입력 A와 B에 따라 출력 C를 제어할 수 있으므로, 최소한 2개의 NANO소자만으로도 이 논리회로를 구성할 수 있다.
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62. 어떤 회로에 정현파 전압을 가하니 90˚ 위상이 뒤진 전류가 흘렀다면 이 회로의 부하는?

  1. 저항
  2. 용량성
  3. 무부하
  4. 유도성
(정답률: 59%)
  • 정현파 전압을 가하면 회로에 전류가 흐르게 되는데, 이 전류는 전압과는 90˚의 위상차를 가지게 된다. 이는 회로에 인덕턴스(코일)가 존재하기 때문인데, 인덕턴스는 전류의 변화에 따라 자기장을 생성하고 이 자기장에 의해 전압이 유도되기 때문에 유도성 부하라고 부른다. 따라서 이 회로의 부하는 유도성이다.
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63. 다음 중 불연속제어에 해당되는 것은?

  1. 비례제어
  2. on-off제어
  3. 미분제어
  4. 적분제어
(정답률: 80%)
  • on-off 제어는 제어 대상의 상태가 특정 기준치를 넘어서면 제어기가 작동하여 출력을 켜거나 끄는 방식으로 동작합니다. 따라서 출력이 불연속적으로 변화하며, 이는 불연속제어에 해당됩니다. 반면에 비례제어, 미분제어, 적분제어는 출력이 연속적으로 변화하며, 연속제어에 해당됩니다.
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64. 정격 10[KW]의 3상 유도전동기가 기계손 200[W], 전부하 슬립 4%로 운전될 때 2차 동손은 약 몇[W]인가?

  1. 400
  2. 408
  3. 417
  4. 425
(정답률: 38%)
  • 기계손과 전부하 슬립을 더한 총 동력은 200W / (1-0.04) = 208.33W 이다. 이 동력은 3상 유도전동기의 1차 동력이 되며, 2차 동력은 3상 유도전동기의 효율에 따라 결정된다. 일반적으로 3상 유도전동기의 효율은 0.85 ~ 0.95 사이이므로, 2차 동력은 208.33W x 0.85 = 177.08W ~ 208.33W x 0.95 = 197.91W 사이가 된다. 따라서 보기에서 정답은 "425"이다.
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65. 저항4[Ω], 유도 리액턴스 3[Ω],을 직렬로 구성하였을때 전류가 5[A] 흐른다면 이 회로의 인가한 전압은 몇 [V]인가?

  1. 15
  2. 20
  3. 25
  4. 35
(정답률: 56%)
  • 전압 = 저항 × 전류 + 유도 리액턴스 × 전류
    = 4[Ω] × 5[A] + 3[Ω] × 5[A]
    = 20[V] + 15[V]
    = 35[V]

    따라서, 인가한 전압은 35[V]이다. 정답은 "35"가 되어야 한다.
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66. 다음 중 회로시험기로 측정할 수 없는 것은?

  1. 저항
  2. 교류전압
  3. 고주파전류
  4. 직류전류
(정답률: 67%)
  • 회로시험기는 주로 저주파에서 작동하기 때문에 고주파전류는 측정할 수 없습니다. 고주파전류는 고주파 신호를 전달하는데 사용되는 전류이며, 회로시험기는 이러한 고주파 신호를 측정할 수 있는 능력이 없습니다. 따라서 고주파전류는 회로시험기로 측정할 수 없습니다.
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67. 피드백 제어 시스템의 피드백 효과가 아닌 것은?

  1. 외부 조건의 변화에 대한 영향 감소
  2. 정확도 개선
  3. 대역폭 증가
  4. 시스템 간소화 및 비용 감소
(정답률: 78%)
  • 피드백 제어 시스템은 외부 조건의 변화에 대한 영향을 감소시키고, 정확도를 개선하며 대역폭을 증가시키는 효과가 있습니다. 그러나 시스템 간소화 및 비용 감소는 피드백 제어 시스템의 피드백 효과와는 직접적인 연관성이 없습니다. 이는 시스템의 구성 요소를 단순화하거나 저렴한 부품을 사용하여 제작하는 등의 기술적인 개선으로 인해 발생할 수 있습니다.
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68. 유도전동기에서 극수가 일정할 때 동기속도(Ns)와 주파수(f)와의 관계는?

  1. 회전자계의 속도는 주파수에 비례한다.
  2. 회전자계의 속도는 주파수에 반비례한다.
  3. 회전자계의 속도는 주파수의 제곱에 비례한다.
  4. 회전자계의 속도는 주파수와 관계가 없다.
(정답률: 68%)
  • 정답: "회전자계의 속도는 주파수에 비례한다."

    유도전동기에서 극수가 일정하다는 것은 회전자의 속도가 일정하다는 것을 의미합니다. 따라서 회전자계의 속도와 주파수는 비례 관계에 있습니다. 이는 회전자계의 속도가 주파수에 따라 변화하므로, 주파수가 높을수록 회전자계의 속도도 높아지는 것을 의미합니다.
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69. 제어오차의 변화속도에 비례하여 조작량을 조절하는 제어동작은?

  1. P동작
  2. D동작
  3. I동작
  4. PI동작
(정답률: 42%)
  • D동작은 제어오차의 변화속도에 비례하여 조작량을 조절하는 제어동작이다. 이는 현재 제어오차와 이전 제어오차의 차이를 이용하여 제어량을 결정하므로, 제어오차의 변화속도가 빠를수록 빠르게 조작량을 조절할 수 있어서 빠른 반응성을 가지고 있다. 따라서 D동작은 빠른 반응성이 필요한 제어 시스템에서 많이 사용된다.
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70. 플레밍의 왼손법칙에서 엄지손가락이 가리키는 것은?

  1. 기전력 방향
  2. 전류 방향
  3. 힘의 방향
  4. 자력선 방향
(정답률: 78%)
  • 플레밍의 왼손법칙은 전류가 흐를 때 자기장이 만들어지는 방향을 결정하는 법칙입니다. 이때 엄지손가락은 전류의 방향을 가리키고, 검지손가락은 자기장의 방향을 가리킵니다. 따라서 엄지손가락이 가리키는 것은 "전류 방향"이 아니라 "힘의 방향"입니다. 이는 전류가 흐를 때 자기장이 만들어지는 방향과 관련이 있습니다.
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71. 그림과 같은 블록선도로 표시되는 제어계의 전달함수는?

(정답률: 68%)
  • 전달함수는 출력과 입력의 비율을 나타내는 것이므로, 출력과 입력의 비율을 구해보면 ""가 정답이 됩니다. 출력은 2s+1이고 입력은 s+1이므로, 출력과 입력의 비율은 (2s+1)/(s+1)이 됩니다.
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72. 평형관 콘덴서에 100[V]의 전압이 걸려 있다. 이 전원을 제거한 후 평행관 간격을 처음의 2배로 증가할 경우 정전용량은 어떻게 되는가?

  1. 1/2로 된다.
  2. 2배로 된다.
  3. 1/4로 된다.
  4. 4배로 된다.
(정답률: 62%)
  • 평행관 간격이 2배로 증가하면 각각의 전극판과 반대편 전극판 사이의 거리도 2배가 되므로, 정전용량은 1/2로 감소한다. 따라서 정답은 "1/2로 된다."이다.
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73. 동일한 저항에 교류와 직류를 동일시간 동안 먼가하였을 때 소비되는 전력량(발열량)이 같은 경우, 이때의 직류값을 정현파 교류의 무엇이라 하는가?

  1. 실효값
  2. 파고값
  3. 평균값
  4. 파형률
(정답률: 63%)
  • 정현파 교류의 실효값은 동일한 저항에 교류와 직류를 동일시간 동안 먼가하였을 때 소비되는 전력량(발열량)이 같은 경우의 직류값을 말한다. 이는 전류의 크기와 방향이 계속 변하는 교류와 달리, 직류는 일정한 크기와 방향을 유지하기 때문에 발생하는 열의 양이 교류보다 적다. 따라서 동일한 전력량을 소비하는 경우, 직류의 크기는 교류보다 작아지게 된다. 이때, 동일한 전력량을 소비하는 교류의 크기를 실효값이라 하고, 이와 동일한 발열량을 유지하는 직류의 크기를 실효값으로 정의한다. 따라서 정답은 "실효값"이다.
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74. 와류 브레이크(eddy current break)의 특징이나 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 전기적 제동으로 마모부분이 심하다.
  2. 제동토크는 코일의 여자전류에 반비례하다.
  3. 정지시에는 제동토크가 걸리지 않는다.
  4. 제동시에는 회전에너지가 냉각작용을 일으키므로 별도의 냉각방식이 필요 없다.
(정답률: 61%)
  • 정지시에는 제동토크가 걸리지 않는 이유는, 와류 브레이크는 회전하는 자기장을 이용하여 전기적인 제동력을 발생시키는데, 회전하지 않으면 자기장이 발생하지 않기 때문입니다. 따라서 정지시에는 제동토크가 걸리지 않습니다.
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75. 조각기기로 사용되는 서보 전동기의 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 제어범위가 넓고 특성 변경이 쉬어야 한다.
  2. 시정수와 관성이 클수록 좋다.
  3. 서보 전동기는 그다지 큰 회전력이 요구되지 않아도 된다.
  4. 급 가ㆍ감속 및 정ㆍ역 운전이 쉬워야 한다.
(정답률: 53%)
  • 서보 전동기는 정밀한 위치 제어를 위해 사용되는 전동기로, 제어범위가 넓고 특성 변경이 쉬워야 하며, 급 가ㆍ감속 및 정ㆍ역 운전이 쉬워야 합니다. 하지만 "시정수와 관성이 클수록 좋다"는 설명은 옳지 않습니다. 시정수와 관성이 클수록 서보 전동기의 반응 속도가 느려지고 정밀한 위치 제어가 어려워지기 때문입니다. 따라서 시정수와 관성은 작을수록 좋습니다.
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76. 그림과 같은 회로에서 저항 R을 E, V, r로 표시하면?

(정답률: 38%)
  • 회로에서 E와 V는 전압을 나타내고, r은 내부 저항을 나타내므로 R은 외부 저항을 나타냅니다. 따라서 ""이 정답입니다.
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77. 온도, 유량, 압력 등의 상태량을 제어량으로 하는 제어계로서 프로세스에 가해지는 외란의 억제를 주 목적으로 하는 것은?

  1. 자동조정
  2. 서보기구
  3. 정치제어
  4. 프로세스제어
(정답률: 69%)
  • 프로세스제어는 온도, 유량, 압력 등의 상태량을 제어하여 프로세스에 가해지는 외란을 억제하는 제어계입니다. 따라서 주 목적은 프로세스 안정성을 유지하고 최적화된 운전을 위한 제어입니다. 다른 보기들은 각각 자동조정, 서보기구, 정치제어로서 각각 다른 목적을 가지고 있습니다.
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78. 인가전압을 변화시켜서 전동기의 회전수를 900rpm으로 하고자 한다. 이 경우 회전수에 해당되는 것은?

  1. 목표값
  2. 조작량
  3. 제어대상
  4. 제어량
(정답률: 47%)
  • 회전수는 제어대상이며, 인가전압을 조작하여 회전수를 조절하고자 하므로 제어량이다. 목표값은 원하는 회전수인 900rpm을 의미하며, 조작량은 인가전압의 변화량을 의미한다.
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79. 6국, 60[Hz]인 유도전동기가 1164[rpm]으로 회전 하며 토크 56[N-m]를 발생할 때의 동기와트는 약 얼마인가?

  1. 6834[W]
  2. 6934[W]
  3. 7034[W]
  4. 7134[W]
(정답률: 37%)
  • 유도전동기의 동기와트는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    동기와트 = (2π × 회전수 × 토크) ÷ 60

    여기서 2π는 원주율(π)의 2배이며, 회전수는 rpm을 Hz로 변환하여 사용한다.

    따라서, 계산식에 값을 대입하면 다음과 같다.

    동기와트 = (2π × 1164 × 56) ÷ 60
    ≈ 7034[W]

    따라서, 정답은 "7034[W]"이다.
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80. 열차의 무인운전을 위한 제어는 어느 것에 속하는 가?

  1. 정치제어
  2. 추중제어
  3. 비율제어
  4. 프로그램제어
(정답률: 78%)
  • 열차의 무인운전을 위한 제어는 프로그램제어에 속합니다. 이는 컴퓨터 프로그램을 통해 열차의 운행을 제어하는 것으로, 사전에 프로그램된 명령어에 따라 열차가 운행됩니다. 이 방식은 인간의 개입 없이 자동화된 운행이 가능하며, 안전성과 정확성이 높은 장점이 있습니다.
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5과목: 배관일반

81. 고무량과 가단 주철제의 칼라를 죄어서 이음하는 방법은?

  1. 플랜지 접합
  2. 빅토리 접합
  3. 기계적 접합
  4. 동관 접합
(정답률: 70%)
  • 빅토리 접합은 고무량과 가단 주철제의 칼라를 죄어서 이음하는 방법 중 하나입니다. 이 방법은 고무량과 가단 주철제의 칼라를 미리 가공하여 맞추고, 그 뒤에 높은 압력과 열을 가해 접합하는 방법입니다. 이 방법은 접합 부위가 매우 견고하고 누출이 없으며, 내구성이 뛰어나기 때문에 많이 사용됩니다.
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82. 고온고압용 관 재료의 구비조건 중 틀린 것은?

  1. 유체에 대한 내식성이 클 것
  2. 고온에서 기계적 강도를 유지할 것
  3. 가공이 용이하고 값이 쌀 것
  4. 크리이프 강도가 작을 것
(정답률: 85%)
  • 크리이프 강도가 작을 것은 잘못된 조건입니다. 크리이프 강도란 고온에서 장시간 작용에 의해 발생하는 변형에 대한 강도를 말하는데, 고온고압용 관은 고온에서 사용되므로 크리이프 강도가 높을수록 더욱 안정적인 성능을 보입니다. 따라서 올바른 조건은 "크리이프 강도가 높을 것"입니다.
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83. 통기관의 설치와 거리가 먼 것은?

  1. 배수의 흐름을 원활하게 하여 배수관의 부식을 방지한다.
  2. 봉수가 사이펀 작용으로 파괴되는 것을 방지한다.
  3. 배수계통 내의 신선한 공기를 유입하기 위해 환기 시킨다.
  4. 배수계통 내의 배수 및 공기의 흐름을 원활하게 한다.
(정답률: 54%)
  • 정답은 "배수계통 내의 배수 및 공기의 흐름을 원활하게 한다."입니다. 통기관은 배수계통 내의 공기를 순환시켜 배수 및 공기의 원활한 흐름을 유지하며, 이를 통해 배수관의 부식을 방지합니다. 또한, 통기관이 설치되어 있으면 봉수가 사이펀 작용으로 파괴되는 것을 방지할 수 있습니다.
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84. 캐비테이션(cavitation)현상의 발생 조건이 아닌 것은?

  1. 흡입양정이 지나치게 클 경우
  2. 흡입관의 저항이 증대될 경우
  3. 날개차의 모양이 적당하지 않을 경우
  4. 관로내의 온도가 감소될 경우
(정답률: 70%)
  • 캐비테이션은 액체나 기체의 압력이 급격하게 낮아져서 발생하는 현상인데, 이 때 액체나 기체 내부에서 기포가 생성되고 붕괴되면서 소리와 진동, 부식 등의 문제가 발생합니다. 따라서 캐비테이션 현상이 발생하는 조건은 흡입양정이 지나치게 클 경우, 흡입관의 저항이 증대될 경우, 날개차의 모양이 적당하지 않을 경우 등이 있습니다. 하지만 관로내의 온도가 감소될 경우는 캐비테이션 현상과 직접적인 관련이 없습니다. 따라서 정답은 "관로내의 온도가 감소될 경우"입니다.
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85. 옥상탱크식 급수방식의 장점이 아닌 것은?

  1. 급수압력이 일정하다.
  2. 단수 시에도 일정량의 급수가 가능하다.
  3. 급수 공급계통에서 물의 오염 가능성이 없다.
  4. 대규모 급수에 대응이 가능하다.
(정답률: 74%)
  • 옥상탱크식 급수방식은 물을 저장하는 탱크를 옥상에 설치하여 사용하는 방식으로, 급수압력이 일정하고 대규모 급수에 대응이 가능하며, 단수 시에도 일정량의 급수가 가능합니다. 하지만 이 방식은 옥상에 설치된 탱크에서 물이 저장되기 때문에 탱크 내부의 물이 오염될 가능성이 있습니다. 따라서 "급수 공급계통에서 물의 오염 가능성이 없다."는 장점이 아닙니다.
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86. 밀폐배관계에서는 압력계획이 필요하다. 압력계획을 하는 이유로 적당하지 않은 것은?

  1. 운전 중 배관계 내에 대기압보다 낮은 개소가 있으면 접속부에서 공기를 흡입할 우려가 있기 때문에
  2. 운전 중 수온에 알맞은 최소압력 이상으로 유지하지 않으면 순환수 비등이나 플래시 현상 발생우려가 있기 때문에
  3. 수온의 변화에 의한 체적의 팽창·수축으로 배관 각부에 악영향을 미치기 때문에
  4. 펌프의 운전으로 배관계 각 부의 압력이 감소하므로 수격작용, 공기정체 등의 문제가 생기기 때문에
(정답률: 51%)
  • 밀폐배관계에서는 압력이 중요한 역할을 하기 때문에, 펌프의 운전으로 인해 배관계 각 부의 압력이 감소하면 수격작용, 공기정체 등의 문제가 발생할 수 있기 때문에 압력계획이 필요하다.
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87. 냉동장치에서 압축기의 표시방법이 옳지 않은 것은?

  1. : 밀폐형 일반
  2. : 로터리형
  3. : 원심형
  4. : 왕복등형
(정답률: 77%)
  • 압축기의 표시방법은 " : 원심형"이 옳지 않습니다. 이유는 냉동장치에서 사용되는 압축기는 대부분 로터리형이나 왕복등형이 사용되기 때문입니다. 원심형 압축기는 주로 공기압축기 등에서 사용됩니다.
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88. 배수관은 피복두께를 보통 10mm 정도를 표준으로 하여 피복하는데 피복의 주목적은?

  1. 충격방지
  2. 진동방지
  3. 방로 및 방음
  4. 부식방지
(정답률: 68%)
  • 배수관은 물의 흐름으로 인해 발생하는 소음과 진동을 방지하기 위해 피복되며, 또한 지하에서 사용되는 배수관은 차량의 무게나 지하수의 압력 등으로 인해 파손될 위험이 있기 때문에 충격을 흡수하여 파손을 방지하기 위해 피복됩니다. 따라서, 배수관의 피복은 방로 및 방음을 위한 것입니다.
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89. 흡수식 냉동기에 대한 설명이다 틀린 것은?

  1. 주요 부품은, 응축기, 증발기, 발생기, 압축기이다.
  2. 운전 압력이 낮고 용량제어 특성이 좋고, 부하의 범위가 넓다.
  3. 진동이나 소음이 적고 건물의 어느 위치에서도 용이하게 설치할 수 있다.
  4. 흡수식냉동기는 일반적으로 냉매를 물, 흡수액은 취화리듬 수용액을 사용한다.
(정답률: 71%)
  • "주요 부품은, 응축기, 증발기, 발생기, 압축기이다."가 틀린 것은 아니다.
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90. 냉매의 토출관의 관경을 결정하려고 한다. 틀린 것은?

  1. 냉매 가스 속에 용해하고 있는 기름이 확실히 운반 될 수 있게 입상관에서는 6m/s이상 되도록 할 것
  2. 냉매 가스 속에 용해하고 있는 기름이 확실히 운반 될 수 있게 횡형관에서는 6m/s 이상 되도록 할 것
  3. 속도의 압력 손실 및 소음이 일어나지 않을 정도로 속도를 25m/s로 제한한다.
  4. 토출관에 의해 발생된 전 마찰 손실압력은 19.6kPa를 넣지 않도록 한다.
(정답률: 58%)
  • "냉매 가스 속에 용해하고 있는 기름이 확실히 운반 될 수 있게 횡형관에서는 6m/s 이상 되도록 할 것"이 틀린 이유는, 냉매 가스 속에 용해하고 있는 기름은 입상관에서도 운반될 수 있기 때문입니다. 따라서, 입상관과 토출관 모두 냉매 가스 속에 용해하고 있는 기름이 운반될 수 있도록 적절한 속도를 유지해야 합니다.
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91. 덕트의 단위길이 당 마찰저항이 일정하도록 치수를 결정하는 덕트 설계법은?

  1. 등마찰손실법
  2. 정속법
  3. 등온법
  4. 정압재취득법
(정답률: 79%)
  • 등마찰손실법은 덕트 내부의 유동체가 일정한 속도로 흐를 때, 단위길이 당 마찰저항이 일정하도록 덕트의 치수를 결정하는 설계법입니다. 이는 덕트 내부의 유동체가 일정한 속도로 흐를 때, 마찰력이 일정하게 분포되어 손실이 최소화되기 때문입니다. 따라서 등마찰손실법은 덕트의 효율성을 높이기 위한 중요한 설계법 중 하나입니다.
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92. 복사난방에서 패널(panel)코일의 배관방식이 아닌것은?

  1. 그리드코일식
  2. 리버스리턴식
  3. 벤드코일식
  4. 벽면그리드코일식
(정답률: 68%)
  • 리버스리턴식은 패널 코일의 배관 방식 중 하나로, 열교환을 위한 배관이 패널 내부에서 역방향으로 흐르는 방식입니다. 이에 반해 그리드코일식, 벤드코일식, 벽면그리드코일식은 모두 일방향으로 배관이 흐르는 방식입니다. 따라서 리버스리턴식은 패널 코일의 배관 방식 중에서 일반적인 방식과는 다른 특이한 방식이라고 할 수 있습니다.
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93. 진공환수식 증기난방 배관에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 배관 도중에 공기 빼기 밸브를 설치한다.
  2. 배관에는 적당한 구배를 준다.
  3. 진공식에는 리프트 피팅에 의해 응축수를 상부로 빨아올릴 수 있으므로 반드시 배관을 방열기 하부에 할 필요는 없다.
  4. 응축수의 유속이 빠르게 되므로 환수관을 가늘게 할 수가 있다.
(정답률: 57%)
  • "응축수의 유속이 빠르게 되므로 환수관을 가늘게 할 수가 있다."는 옳은 설명이다. 따라서 정답은 "배관 도중에 공기 빼기 밸브를 설치한다."이다. 배관 도중에 공기 빼기 밸브를 설치하는 것은 배관 내부의 공기를 제거하여 진공을 유지하기 위한 것이지만, 이는 배관 설치 후에 수행되어야 하며, 배관 도중에는 수행할 수 없다.
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94. 도시가스 입상배관의 관지름이 20mm 일 때 움직이지 않도록 몇 m 마다 고정장치를 부착해야 하는가?

  1. 1m
  2. 2m
  3. 3m
  4. 4m
(정답률: 81%)
  • 입상배관이 움직이지 않도록 하기 위해서는 고정장치를 일정한 간격으로 부착해야 합니다. 이 간격은 입상배관의 무게와 길이, 그리고 고정장치의 강도 등에 따라 달라질 수 있습니다.

    하지만 일반적으로는 입상배관의 지름이 20mm일 때 2m 간격으로 고정장치를 부착하는 것이 적절합니다. 이는 입상배관의 무게와 길이를 고려하여 결정된 값으로, 안전하고 효율적인 고정을 위해 권장되는 간격입니다.

    따라서 정답은 "2m"입니다.
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95. 압력계를 설치하지 않아도 되는 곳은?

  1. 감압밸브 입구측과 출구측
  2. 펌프 출구측
  3. 냉각탑 입구측과 출구측
  4. 증기헤더 출구측
(정답률: 58%)
  • 냉각탑은 냉각수를 이용하여 열을 방출하는 장치이므로, 압력이나 유량 등의 제어가 필요하지 않습니다. 따라서 압력계를 설치하지 않아도 됩니다.
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96. 급수배관에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 상향급수 배관 방식에서 상향수직관은 상층으로 올라갈수록 관경을 작게 한다.
  2. 하향급수 배관방식은 옥상탱크식의 경우에 흔히 사용되는 배관법으로 급수수압이 일정하다.
  3. 상·하향 혼용배관 방식은 일반적으로 1, 2층은 상향식, 3층 이상은 하향식으로 한다.
  4. 벽이나 바닥의 관통배관 시에는 슬리브(sleeve) 넣고 배관하여 교체나 수리가 가능하도록 하여야 한다.
(정답률: 61%)
  • "상향급수 배관 방식에서 상향수직관은 상층으로 올라갈수록 관경을 작게 한다."가 틀린 설명입니다. 상향급수 배관 방식에서는 상향수직관이 상층으로 올라갈수록 관경을 크게 한다는 것이 옳은 설명입니다. 이는 상층에서 필요한 물의 양이 적어지기 때문에 수압을 일정하게 유지하기 위해서입니다.
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97. 급탕량이 300kg/h이고 급탕온도 80℃, 급수온도 20℃, 중유의 발열량이 10000kcal/kg 가열기의 효율이 60%일 때 연료 소모량은 얼마인가?

  1. 2kg/h
  2. 2.5kg/h
  3. 3kg/h
  4. 3.5kg/h
(정답률: 50%)
  • 급탕량과 중유의 발열량을 이용하여 필요한 열량을 계산하고, 가열기의 효율을 곱하여 실제 필요한 연료 소모량을 계산할 수 있다.

    필요한 열량 = 급탕량 x 중유의 발열량 x (급탕온도 - 급수온도)
    = 300kg/h x 10000kcal/kg x (80℃ - 20℃)
    = 2,400,000kcal/h

    실제 필요한 연료 소모량 = 필요한 열량 / 가열기의 효율
    = 2,400,000kcal/h / 60%
    = 4,000,000kcal/h

    따라서, 연료 소모량은 4,000,000kcal/h 이다. 이를 kg/h로 환산하면 다음과 같다.

    연료 소모량 = 4,000,000kcal/h / 10,000kcal/kg
    = 400kg/h

    따라서, 정답은 "3kg/h"이 아니라 "400kg/h"이다.
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98. 분기관을 만들 때 사용되는 배관 부속품은?

  1. 유니언(union)
  2. 엘보(elbow)
  3. 티(tee)
  4. 플랜지(flange)
(정답률: 74%)
  • 분기관을 만들 때는 원래의 배관에서 분기를 만들기 위해 티(tee) 부속품을 사용합니다. 티 부속품은 세 개의 연결구가 있어서 하나의 배관에서 두 개 이상의 배관으로 연결할 수 있습니다. 따라서 분기관을 만들 때는 티 부속품을 사용하여 원래의 배관에서 새로운 배관을 분기시킬 수 있습니다.
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99. 가스수요의 시간적 변화에 따라 일정한 가스량을 안정하게 공급하고 저장을 할 수 있는 가스홀더의 종류가 아닌 것은?

  1. 무수(無水)식
  2. 유수(有水)식
  3. 주수(柱水)식
  4. 구(球) 형
(정답률: 70%)
  • 주수식 가스홀더는 가스를 저장할 때 수위를 일정하게 유지하기 위해 수위계와 연결되어 있으며, 가스가 사용됨에 따라 수위가 내려가면 가스홀더 내부의 물이 이동하여 가스를 압축시켜 안정적으로 공급하는 방식입니다. 따라서 가스수요의 시간적 변화에 따라 일정한 가스량을 안정하게 공급하고 저장하는 기능을 갖춘 가스홀더의 종류가 아닙니다.
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100. 체크밸브를 나타내는 것은?

(정답률: 73%)
  • 정답은 "" 이다. 이는 체크밸브를 나타내는 것으로, 체크밸브는 유체가 한 방향으로만 흐를 수 있도록 하는 밸브이다. 그림에서는 화살표 방향으로 유체가 흐르도록 되어 있으며, 반대 방향으로는 흐르지 않도록 막아주는 역할을 한다.
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