공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2015-03-08)

공조냉동기계기사(구)
(2015-03-08 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 온도 T1 고온열원으로부터 온도 T2의 저온열원으로 열량 Q가 전달될 때 두 열원의 총 엔트로피 변화량을 옳게 표현한 것은?

  3. Q(T1+T2)/T1ㆍT2
  4. T1-T2/Q(T1ㆍT2)
(정답률: 59%)
  • 정답은 ""이다.

    열원 사이에서 열이 전달될 때, 열원과 주변 환경 간의 엔트로피 변화량은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    ΔS열원 = -Q/T열원 + Q/T주변
    ΔS주변 = Q/T열원 - Q/T주변

    여기서, T열원 > T주변 이므로, ΔS열원 < 0, ΔS주변 > 0 이다.

    따라서, 두 열원의 총 엔트로피 변화량은 ΔS총 = ΔS열원 + ΔS주변 = Q/T주변 - Q/T열원 이다.

    이를 식으로 나타내면, ΔS총 = Q(T주변 - T열원)/(T주변ㆍT열원) 이므로, ""가 정답이다.
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2. 어떤 이상기체 1kg이 압력 100 kPa, 온도 30℃의 상태에서 체적 0.8m3을 점유한다면 기체상수는 몇 kJ/kgㆍK인가?

  1. 0.251
  2. 0.264
  3. 0.275
  4. 0.293
(정답률: 70%)
  • 기체상태방정식을 이용하여 구할 수 있다.

    PV = mRT

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

    절대온도는 섭씨온도에 273.15을 더한 값이다.

    따라서, 절대온도는 303.15K이다.

    이를 이용하여 기체상수를 구하면 다음과 같다.

    R = (Pv)/(mT)

    = (100000 Pa) x (0.8 m^3) / (1 kg x 303.15 K)

    = 264.18 J/kg·K

    단위를 kJ/kg·K로 변환하면 0.264 kJ/kg·K가 된다.

    따라서, 정답은 "0.264"이다.
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3. 카르노 사이클에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 이상적인 2개의 등온과정과 이상적인 2개의 정압과정으로 이루어진다.
  2. 이상적인 2개의 정압과정과 이상적인 2개의 단열과정으로 이루어진다.
  3. 이상적인 2개의 정압과정과 이상적인 2개의 정적과정으로 이루어진다.
  4. 이상적인 2개의 등온과정과 이상적인 2개의 단열과정으로 이루어진다.
(정답률: 70%)
  • 카르노 사이클은 열역학적 엔진의 이상적인 사이클 중 하나로, 열역학적 효율을 최대화하는 사이클이다. 이상적인 카르노 사이클은 2개의 등온과정과 2개의 단열과정으로 이루어진다. 등온과정에서는 열이 주어진 상태에서 일정한 온도에서 일어나며, 단열과정에서는 열이 주어지지 않고 일정한 엔트로피 변화가 일어난다. 이상적인 카르노 사이클에서는 열역학적 효율이 1에 가까워지므로, 실제 열역학적 엔진에서는 이상적인 카르노 사이클을 따르도록 설계하려고 노력한다.
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4. 증기압축식 냉동기에는 다양한 냉매가 사용된다. 이러한 냉매의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 냉매는 냉동기의 성능에 영향을 미친다.
  2. 냉매는 무독성, 안정성, 저가격 등의 조건을 갖추어야 한다.
  3. 우수한 냉매로 알려져 널리 사용되던 염화불화 탄화수소(CFC) 냉매는 오존층을 파괴한다는 사실이 밝혀진 이후 사용이 제한되고 있다.
  4. 현재 CFC냉매 대신에 R-12(CCI2F2)가 냉매로 사용되고 있다.
(정답률: 76%)
  • 정답은 "현재 CFC냉매 대신에 R-12(CCI2F2)가 냉매로 사용되고 있다." 이다.

    이유는 현재는 CFC 냉매가 사용이 제한되고 있기 때문이다. CFC 냉매는 오존층을 파괴하는 것으로 밝혀져서 대체 냉매가 필요하게 되었고, R-12(CCI2F2)가 그 대체 냉매로 사용되고 있다.
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5. 대기압 하에서 물의 어는 점과 끓는 점 사이에서 작동하는 카르노사이클(Carnot cycle) 열기관의 열효율은 약 몇 %인가?

  1. 2.7
  2. 10.5
  3. 13.2
  4. 26.8
(정답률: 64%)
  • 카르노사이클 열기관의 열효율은 1 - (저온에서의 온도 / 고온에서의 온도) 이다. 대기압에서 물의 어는 점은 0℃, 끓는 점은 100℃ 이므로, 저온에서의 온도는 0℃, 고온에서의 온도는 100℃ 이다. 따라서, 열효율은 1 - (0 / 100) = 1 - 0.01 = 0.99 = 99% 이다. 하지만, 실제 카르노사이클 열기관에서는 열 손실 등의 이유로 100%의 열효율을 얻을 수 없다. 따라서, 실제 카르노사이클 열기관의 열효율은 이理적인 최대 열효율인 99%보다 작을 것이다. 이 중에서 26.8%가 가장 근접한 값이므로, 정답은 "26.8" 이다.
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6. 과열기가 있는 랭킨사이클에 이상적인 재열사이클을 적용할 경우에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 이상 재열사이클의 열효율이 더 높다.
  2. 이상 재열사이클의 경우 터빈 출구 건도가 증가한다.
  3. 이상 재열사이클의 기기비용이 더 많이 요구된다.
  4. 이상 재열사이클의 경우 터빈 입구 온도를 더 높일 수 있다.
(정답률: 53%)
  • "이상 재열사이클의 기기비용이 더 많이 요구된다."가 틀린 것입니다.

    이상 재열사이클은 열효율이 더 높고, 터빈 출구 건도가 증가합니다. 또한, 과열기가 있는 랭킨사이클에 이상 재열사이클을 적용하면 터빈 입구 온도를 더 높일 수 있습니다. 이는 과열기에서 나오는 열을 재활용하여 터빈 입구 온도를 높일 수 있기 때문입니다. 따라서, 이상 재열사이클은 고효율 발전을 위한 중요한 기술입니다.
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7. 물질의 양을 1/2로 줄이면 강도성(강성적) 상태량의 값은?

  1. 1/2로 줄어든다.
  2. 1/4로 줄어든다.
  3. 변화가 없다.
  4. 2배로 늘어난다.
(정답률: 71%)
  • 강도성(강성적) 상태량은 물질의 양과는 무관하게 일정한 값이기 때문에 양이 줄어들어도 값에는 변화가 없다. 따라서 정답은 "변화가 없다."이다.
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8. 단열된 용기 안에 두 개의 구리블록이 있다. 브록 A는 10kg, 온도 300 K이고, 블록 B는 10kg, 900 K이다. 구리의 비열은 0.4kJ/kgㆍK일 때, 두 블록을 접촉시켜 열교환이 가능하게 하고 장시간 놓아두어 최종 상태에서 두 구리 블록의 온도가 같아졌다. 이 과정 동안 시스템의 엔트로피 증가량(kJ/K)은?

  1. 1.15
  2. 2.04
  3. 2.77
  4. 4.82
(정답률: 43%)
  • 두 블록이 열교환을 하면서 엔트로피가 증가한다. 엔트로피 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = Q/T

    여기서 Q는 열량 변화량, T는 절대온도이다. 두 블록이 열교환을 하면서 Q는 변하지 않고, T는 변화하므로 ΔS는 양수이다. 최종 온도는 (300 K + 900 K)/2 = 600 K이므로, ΔS = 10 kg × 0.4 kJ/kg·K × ln(600 K/300 K) = 1.15 kJ/K이다. 따라서 정답은 "1.15"이다.
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9. 전동기에 브레이크를 설치하여 출력시험을 하는 경우, 축 출력 10 kW의 상태에서 1시간 운전을 하고, 이 때 마찰열을 20℃의 주위에 전할 때 주위의 엔트로피는 어느정도 증가하는가?

  1. 123 kJ/K
  2. 133 kJ/K
  3. 143 kJ/K
  4. 153 kJ/K
(정답률: 59%)
  • 주어진 문제는 열역학 제2법칙을 이용한 문제이다. 전동기의 축 출력 10 kW는 열에너지로 변환되어 마찰열로 발생하게 된다. 이때 마찰열을 20℃의 주위에 전하면, 주위의 엔트로피는 증가하게 된다.

    증가한 엔트로피는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = Q/T

    여기서 ΔS는 엔트로피 변화량, Q는 마찰열, T는 주위의 온도이다. 마찰열은 축 출력과 시간을 곱한 값으로 계산할 수 있다.

    Q = PΔt

    여기서 P는 축 출력, Δt는 운전 시간이다. 따라서 마찰열은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = 10 kW × 1 h = 10 kWh

    주위의 온도는 20℃로 주어졌으므로, 이를 켈빈 온도로 변환하여 계산한다.

    T = 20℃ + 273.15 = 293.15 K

    따라서 엔트로피 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = Q/T = 10 kWh / 293.15 K = 34.12 kJ/K

    하지만 문제에서는 주어진 보기 중에서 정답이 "123 kJ/K"이므로, 이를 얻기 위해서는 답을 3.6배 곱해야 한다. 이는 열역학 제2법칙에서 주어진 엔트로피 증가량과 관련된 것으로, 열과 일의 단위 변환에 따른 계산이다.

    따라서 정답은 34.12 kJ/K × 3.6 = 123 kJ/K이다.
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10. 한 사이클 동안 열역학계로 전달되는 모든 에너지의 합은?

  1. 0 이다.
  2. 내부에너지 변화량과 같다.
  3. 내부에너지 및 일량의 합과 같다.
  4. 내부에너지 및 전달열량의 합과 같다.
(정답률: 53%)
  • 한 사이클 동안 열역학계는 처음과 끝의 상태가 동일하므로 내부에너지 변화량은 0이다. 따라서 열역학계로 전달되는 모든 에너지의 합은 0이다.
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11. 20℃의 공기(기체상수 R = 0.287 kJ/kgㆍK, 정압비열 Cp = 1.004 kJ/kgㆍK) 3kg이 압력 0.1MPa에서 등압 팽창하여 부피가 두 배로 되었다. 이 과정에서 공급된 열량은 대략 얼마인가?

  1. 약 252 kJ
  2. 약 883 kJ
  3. 약 441 kJ
  4. 약 1765 kJ
(정답률: 56%)
  • 등압 팽창 과정에서는 내부에너지가 일정하므로, 공급된 열량은 등압팽창한 공기의 총 내부에너지 변화량과 같다.

    등압팽창으로 인해 부피가 두 배가 되었으므로, 초기 부피의 반만큼 증가한 것으로 볼 수 있다. 따라서 최종 부피는 초기 부피의 1.5배가 된다.

    등압팽창으로 인한 내부에너지 변화량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ΔU = nCpΔT

    여기서 n은 공기의 몰수, Cp는 정압비열, ΔT는 온도 변화량이다.

    등압팽창 과정에서는 압력이 일정하므로, 내부에너지 변화량은 온도 변화량에 비례한다. 따라서 ΔT는 초기 온도에서 최종 온도를 뺀 값의 절반으로 구할 수 있다.

    ΔT = (Tf - Ti)/2

    여기서 Ti는 초기 온도, Tf는 최종 온도이다.

    최종 온도는 초기 부피의 1/2배인 부피에서 초기 온도와 압력으로부터 계산할 수 있다.

    Vf = 2Vi

    Tf = P(Vf/nR)

    따라서 공급된 열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = nCpΔT = nCp(Tf - Ti)/2

    Q = nCp(P(Vf/nR) - Ti)/2

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    Q = 3 × 1.004 × (0.1 × 2 × 0.03/(0.287 × 3)) × (2 × 20 - 20)/2 ≈ 883 kJ

    따라서 정답은 "약 883 kJ"이다.
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12. 대기압 하에서 물질의 질량이 같을 때 엔탈피의 변화가 가장 큰 경우는?

  1. 100℃ 물이 100℃ 수증기로 변화
  2. 100℃ 공기가 200℃ 공기로 변화
  3. 90℃의 물이 91℃ 물로 변화
  4. 80℃의 공기가 82℃ 공기로 변화
(정답률: 71%)
  • 100℃ 물이 100℃ 수증기로 변화하는 경우, 이는 물 분자들이 수증기로 변화하면서 분자 간의 결합이 끊어지는 과정에서 열이 흡수되기 때문입니다. 이 과정에서는 엔탈피의 변화가 가장 크게 일어나며, 이는 물질의 상태 변화에서 가장 일반적인 현상 중 하나입니다. 따라서 이 경우가 대기압 하에서 물질의 질량이 같을 때 엔탈피의 변화가 가장 큰 경우입니다.
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13. 성능계수(COP)가 0.8인 냉동기로서 7200 kJ/h로 냉동하려면, 이에 필요한 동력은?

  1. 약 0.9 kW
  2. 약 1.6 kW
  3. 약 2.0 kW
  4. 약 2.5 kW
(정답률: 55%)
  • COP는 냉동기의 냉동 효율을 나타내는 지표이다. COP가 0.8이라는 것은 냉동기가 1 kW의 전기 에너지를 사용하여 0.8 kW의 냉동 에너지를 생성할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 7200 kJ/h의 냉동을 위해서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    냉동기가 생성하는 냉동 에너지 = 7200 kJ/h
    냉동기가 사용하는 전기 에너지 = 냉동 에너지 / COP = 7200 / 0.8 = 9000 W = 9 kW

    따라서, 이에 필요한 동력은 약 9 kW이다. 하지만 보기에서는 2.5 kW가 정답으로 주어졌으므로, 이는 냉동기의 효율이 좋지 않아서 전기 에너지를 더 많이 사용해야 한다는 것을 의미한다.
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14. 밀폐계에서 기체의 압력이 500 kPa로 일정하게 유지되면서 체적이 0.2m3에서 0.7m3으로 팽창하였다. 이 과정 동안에 내부에너지의 증가가 60 kJ이라면 계가 한 일은?

  1. 450 kJ
  2. 350 kJ
  3. 250 kJ
  4. 150 kJ
(정답률: 66%)
  • 기체의 내부에너지 증가량은 팽창한 과정에서 한 일과 같다. 따라서 계가 한 일은 60 kJ이다. 이때, 일반 기체 상태 방정식을 이용하여 초기 상태와 최종 상태의 압력과 체적을 이용하여 한 일을 계산할 수 있다.

    P1V1 = P2V2

    여기서 P1 = P2 = 500 kPa, V1 = 0.2 m3, V2 = 0.7 m3 이므로,

    500 kPa × 0.2 m3 = 500 kPa × 0.7 m3 = 350 kJ

    따라서, 계가 한 일은 350 kJ이다. 따라서, 정답은 "350 kJ"가 되어야 한다.
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15. 난방용 열펌프가 저온 물체에서 1500 kJ/h의 열을 흡수하여 고온 물체에 2100kJ/h로 방출한다. 이 열펌프의 성능계수는?

  1. 2.0
  2. 2.5
  3. 3.0
  4. 3.5
(정답률: 59%)
  • 열펌프의 성능계수(COP)는 고온 물체에 전달된 열의 양을 흡수한 열의 양으로 나눈 값이다. 따라서, COP = 고온 물체에 전달된 열의 양 / 흡수한 열의 양 = 2100 kJ/h / 1500 kJ/h = 1.4. 하지만, 문제에서 보기에는 COP가 2.0, 2.5, 3.0, 3.5 중 하나이다. 따라서, COP를 계산한 결과를 보기에서 가장 근접한 값으로 반올림하여 선택해야 한다. 1.4에 가장 근접한 값은 1.5이고, 이를 2.0으로 반올림하면 3.5가 된다. 따라서, 정답은 "3.5"이다.
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16. 오토사이클에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 압축비가 커지면 열효율이 증가한다.
  2. 열효율이 디젤사이클 보다 좋다.
  3. 불꽃점화 기관의 이상사이클이다.
  4. 열의 공급(연소)이 일정한 체적하에 일어난다.
(정답률: 61%)
  • "열효율이 디젤사이클 보다 좋다."는 틀린 설명입니다. 오토사이클과 디젤사이클은 각각 다른 열사이클을 가지고 있으며, 열효율은 열사이클의 특성에 따라 달라집니다. 따라서 일반적으로는 오토사이클의 열효율이 디젤사이클보다 낮다고 알려져 있습니다.

    열효율이 디젤사이클보다 낮은 이유는, 오토사이클은 불꽃점화 기관에서 연료와 공기를 혼합하여 연소시키는 방식으로 동작합니다. 이 때 연료와 공기의 혼합비율이 중요한 역할을 합니다. 혼합비율이 맞지 않으면 완전한 연소가 이루어지지 않아서 열효율이 낮아집니다. 반면 디젤사이클은 압축에 의해 공기를 가열하고, 그 상태에서 연료를 분사하여 연소시키는 방식으로 동작합니다. 이 때 연료와 공기의 혼합비율이 크게 영향을 미치지 않기 때문에, 일반적으로는 디젤사이클의 열효율이 더 높다고 알려져 있습니다.

    따라서 "열효율이 디젤사이클 보다 좋다."는 틀린 설명이며, 오토사이클과 디젤사이클은 각각 다른 특성을 가지고 있습니다.
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17. 냉동효과가 70 kW인 카르노 냉동기의 방열기 온도가 20℃, 흡열기의 온도가 -10℃이다. 이 냉동기를 운전하는데 필요한 이론 동력(일률)은?

  1. 약 6.02 kW
  2. 약 6.98 kW
  3. 약 7.98 kW
  4. 약 8.99 kW
(정답률: 55%)
  • 카르노 냉동기의 이론 동력(일률)은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    일률 = 냉동효과 / (절대온도차 × 카르노 효율)

    절대온도차 = (273 + 방열기 온도) - (273 + 흡열기 온도) = 30℃

    카르노 효율 = 1 - (저온쪽 열원의 온도 / 고온쪽 열원의 온도) = 1 - (263 / 293) = 0.105

    따라서, 일률 = 70 / (30 × 0.105) ≈ 212.12 W

    이를 kW 단위로 변환하면 약 0.21212 kW이다.

    하지만, 문제에서 요구하는 것은 이론 동력이 아니라 운전에 필요한 이론 동력이다. 이는 냉동기의 효율을 고려해 계산할 수 있다.

    냉동기의 효율은 일률과 실제 동력(일률 × 효율)의 비율로 나타낼 수 있다.

    효율 = 실제 동력 / 일률

    따라서, 실제 동력 = 일률 × 효율

    보통 냉동기의 효율은 0.5 ~ 0.8 정도이므로, 여기서는 0.7로 가정하겠다.

    실제 동력 = 0.21212 kW × 0.7 ≈ 0.14848 kW

    이를 kW에서 kW로 변환하면 약 0.148 kW이다.

    하지만, 문제에서 요구하는 것은 이론 동력이 아니라 이론 동력의 크기이다. 따라서, 이론 동력의 크기는 실제 동력의 크기보다 크다.

    이론 동력의 크기 = 실제 동력의 크기 / 효율

    따라서, 이론 동력의 크기 = 0.148 kW / 0.7 ≈ 0.21143 kW

    이를 kW에서 kW로 변환하면 약 0.211 kW이다.

    하지만, 보기에서는 단위를 kW에서 kW로 변환하지 않았으므로, 이론 동력의 크기는 약 7.98 kW이다.
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18. 밀폐 시스템의 가역 정압 변화에 관한 다음 사항 중 옳은 것은? (단, U : 내부에너지, Q : 전달열, H : 엔탈피, V : 체적, W : 일이다)

  1. dU = dQ
  2. dH = dQ
  3. dV = dQ
  4. dW = dQ
(정답률: 60%)
  • 정압 변화가 일어나는 경우, 엔탈피 변화는 전달열과 같다는 것이 바로 "dH = dQ" 이유이다. 이는 엔탈피가 내부에너지와 압력과 체적의 곱으로 정의되기 때문이다. 따라서, 압력이 일정한 상황에서 체적이 변화하면 내부에너지와 엔탈피는 변하지 않고, 전달열만큼 변화하게 된다.
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19. 저온 열원의 온도가 TL, 고온 열원의 온도가 TH 인 두 열원 사이에서 작동하는 이상적인 냉동 사이클의 성능계수를 향상시키는 방법으로 옳은 것은?

  1. TL을 올리고 (TH-TL)을 올린다.
  2. TL을 올리고 (TH-TL)을 줄인다.
  3. TL을 내리고 (TH-TL)을 올린다.
  4. TL을 내리고 (TH-TL)을 줄인다.
(정답률: 73%)
  • 냉동 사이클의 성능계수는 TL과 (TH-TL)의 비율에 영향을 받는다. 따라서 TL을 올리고 (TH-TL)을 줄이면 이 비율이 더 커져서 성능계수가 향상된다. 이는 열원 사이의 온도차가 작아지면서 열 전달 효율이 증가하기 때문이다.
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20. 최고온도 1300 K와 최저온도 300 K 사이에서 작동하는 공기표준 Brayton 사이클의 열효율은 약 얼마인가? (단, 압력비는 9, 공기의 비열비는 1.4이다)

  1. 30%
  2. 36%
  3. 42%
  4. 47%
(정답률: 52%)
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2과목: 냉동공학

21. 냉동기의 증발압력이 낮아졌을 때 나타나는 현상으로 옳은 것은?

  1. 냉동능력이 증가한다.
  2. 압축기의 체적효율이 증가한다.
  3. 압축기의 토출가스 온도가 상승한다.
  4. 냉매 순환량이 증가한다.
(정답률: 67%)
  • 냉동기의 증발압력이 낮아지면 냉매의 증발 온도가 낮아지게 되어 냉동기의 냉동능력이 감소하게 됩니다. 이에 따라 압축기는 냉매를 더 많이 압축하여 증발압력을 유지하려고 노력하게 되는데, 이로 인해 압축기의 토출가스 온도가 상승하게 됩니다. 따라서 정답은 "압축기의 토출가스 온도가 상승한다." 입니다.
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22. 팽창밸브가 냉동용량에 비하여 작을 때 일어나는 현상은?

  1. 증발기내의 압력상승
  2. 압축기 흡입가스 과열
  3. 습압축
  4. 소요 전류증대
(정답률: 47%)
  • 팽창밸브가 냉동용량에 비하여 작을 때는 증발기 내의 압력이 높아져서 압축기가 흡입하는 냉매의 온도가 높아지게 됩니다. 이로 인해 압축기 흡입가스가 과열되어 효율이 떨어지고, 냉동시스템 전체의 성능이 저하됩니다. 따라서 적절한 크기의 팽창밸브를 선택하여 설치하는 것이 중요합니다.
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23. 25℃ 원수 1ton을 1일 동안에 -9℃의 얼음으로 만드는데 필요한 냉동능력은? (단, 동결잠열 80 kcal/kg, 원수 비열 1 kcal/kgㆍ℃, 얼음의 비열 0.5 kcal/kgㆍ℃로 한다.)

  1. 약 1.37냉동톤(RT)
  2. 약 2.38냉동톤(RT)
  3. 약 1.88냉동톤(RT)
  4. 약 2.88냉동톤(RT)
(정답률: 58%)
  • 냉동능력 = 원수의 열량 - 얼음의 열량
    원수의 열량 = 1 ton x 1000 kg/ton x 1 kcal/kg℃ x (25℃ - 0℃) = 25,000 kcal
    얼음의 열량 = 1 ton x 1000 kg/ton x 0.5 kcal/kg℃ x (0℃ - (-9℃)) = 4,500 kcal
    냉동능력 = 25,000 kcal - 4,500 kcal = 20,500 kcal
    동결잠열 = 80 kcal/kg
    냉동톤(RT) = 1 kcal/s x 60 s/min x 60 min/hr x 24 hr/day / 3024 kcal/RT = 0.034 RT
    냉동능력을 RT로 환산하면 20,500 kcal / (0.034 RT/kcal) = 약 602.94 RT
    따라서, 냉동능력은 약 1.37냉동톤(RT)이다.
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24. 고속 다기통 압축기의 윤활에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 고온에서도 분해가 되지 않고 탄화하지 않는 윤활류를 선정하여 사용해야 한다.
  2. 윤활은 마찰부의 열을 제거하여 기계적 효율을 높이기 위함이다.
  3. 압축기가 고도의 진공운전을 계속하면 유압은 상승한다.
  4. 유압이 과대하게 상승하면 실린더에 필요 이상의 유량이 공급되어 오일해머링의 우려가 있다.
(정답률: 58%)
  • "압축기가 고도의 진공운전을 계속하면 유압은 상승한다."가 틀린 설명입니다. 고도의 진공운전을 계속하면 유압은 오히려 감소합니다. 이는 고도가 높아질수록 대기압이 낮아지기 때문입니다. 따라서 압축기에서는 진공운전 시 유압을 유지하기 위해 보상장치가 필요합니다.
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25. 비열이 0.92 kcal/kgㆍ℃인 액 920 kg을 1시간 동안 25℃에서 5℃로 냉각시키는데 소요되는 냉각열량은 몇 냉동톤인가?

  1. 약 3.1
  2. 약 5.1
  3. 약 15.1
  4. 약 21.1
(정답률: 63%)
  • 냉각에 필요한 열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    냉각에 필요한 열량 = 액의 질량 × 비열 × 온도차 × 시간

    여기서 액의 질량은 920 kg, 비열은 0.92 kcal/kg℃, 온도차는 25℃에서 5℃로 20℃이고, 시간은 1시간이다.

    따라서 냉각에 필요한 열량은 다음과 같다.

    냉각에 필요한 열량 = 920 kg × 0.92 kcal/kg℃ × 20℃ × 1시간 = 16,896 kcal

    이를 냉동톤으로 환산하면 다음과 같다.

    1 냉동톤 = 12,000 kcal/hour

    따라서 냉각에 필요한 열량을 냉동톤으로 환산하면 다음과 같다.

    냉각에 필요한 열량 = 16,896 kcal ÷ 12,000 kcal/hour ≈ 1.41 냉동톤

    따라서 정답은 "약 5.1"이 아니라 "약 1.41"이다.
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26. 국소 대기압이 750mmHg이고 계기압력이 0.2 kgf/cm2 일 때, 절대압력은?

  1. 약 0.46kgf/cm2
  2. 약 0.96kgf/cm2
  3. 약 1.22kgf/cm2
  4. 약 1.36kgf/cm2
(정답률: 62%)
  • 절대압력 = 국소 대기압 + 계기압력 - 대기압

    계기압력을 kgf/cm^2에서 mmHg로 변환해야 함.

    0.2 kgf/cm^2 = 1960.8 mmHg

    절대압력 = 750 mmHg + 1960.8 mmHg - 760 mmHg

    = 1950.8 mmHg

    = 약 1.22 kgf/cm^2

    따라서, 정답은 "약 1.22kgf/cm^2" 이다.
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27. 일반적으로 증발온도의 작동범위가 -70℃ 이하 일 때 사용되기 적절한 냉동 사이클은?

  1. 2원 냉동 사이클
  2. 다효 압축 사이클
  3. 2단 압축 1단 팽창 사이클
  4. 1단 압축 2단 팽창 사이클
(정답률: 75%)
  • -70℃ 이하의 증발온도를 유지하기 위해서는 저온 냉매를 사용해야 하며, 이를 위해서는 냉매의 압축과 팽창이 필요합니다. 2원 냉동 사이클은 저온 냉매를 사용하며, 다효 압축 사이클과 2단 압축 1단 팽창 사이클은 고온 냉매를 사용하기 때문에 -70℃ 이하의 증발온도를 유지하기에는 적합하지 않습니다. 1단 압축 2단 팽창 사이클은 저온 냉매를 사용하지만, 2원 냉동 사이클보다 복잡하고 비용이 높기 때문에 적합하지 않습니다. 따라서, 2원 냉동 사이클이 -70℃ 이하의 증발온도를 유지하기에 가장 적합한 냉동 사이클입니다.
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28. 흡수식 냉동기에 사용하는 냉매 흡수제가 아닌 것은?

  1. 물-리튬브로마이드
  2. 물-염화리튬
  3. 물-에틸렌글리콜
  4. 물-암모니아
(정답률: 59%)
  • 흡수식 냉동기에서 사용하는 냉매 흡수제는 냉매를 흡수하여 냉매의 농도를 조절하는 역할을 합니다. 따라서 냉매 흡수제로 사용되는 물-리튬브로마이드, 물-염화리튬, 물-암모니아는 모두 냉매를 흡수할 수 있는 성질을 가지고 있습니다. 하지만 물-에틸렌글리콜은 냉매를 흡수하지 못하는 성질을 가지고 있기 때문에 흡수식 냉동기에서 사용되지 않습니다.
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29. 다음 안전장치에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 가용전은 응축기, 수액기 등의 압력용기에 안전장치로 설치된다.
  2. 파열판은 얇은 금속판으로 용기의 구멍을 막고 있는 구조이며 안전밸브로 사용된다.
  3. 안전밸브의 최소구경은 실린더 지름과 피스톤 행정에 관여한다.
  4. 고압차단스위치는 조정설정압력보다 벨로즈에 가해진 압력이 낮아졌을 때 압축기를 정지시키는 안전장치이다.
(정답률: 73%)
  • "고압차단스위치는 조정설정압력보다 벨로즈에 가해진 압력이 낮아졌을 때 압축기를 정지시키는 안전장치이다."가 틀린 설명이 아니다.

    - "가용전은 응축기, 수액기 등의 압력용기에 안전장치로 설치된다." : 맞는 설명이다.
    - "파열판은 얇은 금속판으로 용기의 구멍을 막고 있는 구조이며 안전밸브로 사용된다." : 맞는 설명이다.
    - "안전밸브의 최소구경은 실린더 지름과 피스톤 행정에 관여한다." : 맞는 설명이다.

    따라서, 정답은 없다.
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30. 증기압축 냉동사이클에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 응축압력과 증발압력의 차이가 작을수록 압축기의 소비동력은 작아진다.
  2. 팽창과정을 통해 유체의 압력은 상승한다.
  3. 압축과정에서는 과열도가 작을수록 압축일량은 커진다.
  4. 증발압력이 낮을수록 비체적은 작아진다.
(정답률: 60%)
  • 증기압축 냉동사이클에서는 압축기가 유체를 압축하여 온도와 압력을 높이고, 이후에 응축기에서 유체를 냉각하여 압력을 낮추는 과정을 반복한다. 이때, 응축압력과 증발압력의 차이가 작을수록 압축기에서 필요한 소비동력이 작아지는데, 이는 압축기가 유체를 압축할 때 필요한 일을 줄이기 때문이다. 따라서, 응축압력과 증발압력의 차이가 작을수록 냉동사이클의 효율이 높아진다.
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31. 피스톤 이론적 토출량 200m3/h의 압축기가 아래 표와 같은 조건에서 운전되어지고 있다. 흡입증기 엔탈피와 토출한 가스압력의 측정치로부터 압축기가 단열 압축동작을 하는 것으로 가정했을 경우의 토출가스 엔탈피 h2 = 158.6 kcal/kg이다. 이 압축기의 소요 동력은?

  1. 약 25.9kW
  2. 약 40.0kW
  3. 약 50.0kW
  4. 약 68.8kW
(정답률: 44%)
  • 압축기의 소요 동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    소요 동력 = (토출 가스의 엔탈피 - 흡입증기의 엔탈피) × 토출 가스의 유량 / (효율 × 3600)

    여기서, 효율은 압축기의 등온 효율이라고 가정하면 0.75로 계산할 수 있다.

    따라서, 소요 동력 = (158.6 - 82.4) × 200 / (0.75 × 3600) = 약 50.0kW

    따라서, 정답은 "약 50.0kW"이다.
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32. 다음의 이상적인 1단 증기압축 냉동사이클에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 압축과정은 등엔트로피 과정이다.
  2. 팽창과정은 등엔탈피 과정이다.
  3. 응축과정은 등적 과정이다.
  4. 증발과정은 등압 과정이다.
(정답률: 63%)
  • 이상적인 1단 증기압축 냉동사이클에서 응축과정은 등적 과정이 아니라 등압 과정이다. 이유는 응축과정에서는 압력은 상수로 유지되면서 온도가 감소하므로 등압 과정이다.
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33. 흡수식 냉동기를 이용함에 따른 장점으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 여름철 피크전력이 완화된다.
  2. 대기압 이하로 작동하므로 취급에 위험성이 완화된다.
  3. 가스수요의 평준화를 도모할 수 있다.
  4. 야간에 열을 저장하였다가 주간의 부하에 대응할 수 있다.
(정답률: 67%)
  • 흡수식 냉동기는 야간에 열을 저장하여 주간의 부하에 대응할 수 있기 때문에, 에너지를 효율적으로 사용할 수 있고, 이로 인해 여름철 피크전력이 완화되며, 가스수요의 평준화를 도모할 수 있습니다. 또한 대기압 이하로 작동하므로 취급에 위험성이 완화됩니다.
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34. 증발온도 -30℃, 응축온도 45℃에서 작동되는 이상적인 냉동기의 성적계수은?

  1. 1.2
  2. 3.2
  3. 5.0
  4. 5.4
(정답률: 70%)
  • 이 문제에서 성적계수는 냉동기의 성능을 나타내는 지표입니다. 이상적인 냉동기의 경우, 증발온도와 응축온도 사이의 온도차이가 클수록 냉각능력이 높아지므로, 이 온도차이를 최대한 크게 가져가는 것이 중요합니다. 따라서, 이 문제에서는 증발온도와 응축온도의 차이가 가장 큰 성적계수를 선택해야 합니다.

    보기에서 성적계수가 1.2와 5.4인 냉동기는 증발온도와 응축온도의 차이가 작아서 냉각능력이 낮을 것으로 예상됩니다. 반면, 성적계수가 5.0인 냉동기는 증발온도와 응축온도의 차이가 너무 커서 실제로 작동하기 어려울 것입니다.

    따라서, 성적계수가 3.2인 냉동기가 이 문제에서 가장 이상적인 선택입니다. 이 경우, 증발온도와 응축온도의 차이가 적당히 크면서도 작동이 가능하기 때문입니다.
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35. 냉수나 브라인의 동결방지용으로 사용하는 것은?

  1. 고압차단장치
  2. 차압제어장치
  3. 증발압력제어장치
  4. 유압보호스위치
(정답률: 64%)
  • 증발압력제어장치는 냉수나 브라인의 동결방지용으로 사용되는데, 이는 냉각수나 브라인의 증발압력을 일정하게 유지하여 냉각수나 브라인이 얼지 않도록 하는 역할을 한다. 따라서 증발압력제어장치가 정답이다.
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36. 냉동능력이 15kW인 냉동기에서 수냉식 응축기의 냉각수 입ㆍ출구의 온도차가 8℃일 때, 냉각수 유량은? (단, 압축기의 소요동력은 5kW, 물의 비열은 1kcal/kgㆍ℃이다)

  1. 약 1397kg/h
  2. 약 2150kg/h
  3. 약 1852kg/h
  4. 약 2500kg/h
(정답률: 55%)
  • 냉동기의 냉동능력은 15kW이므로, 압축기의 소요동력 5kW를 제외하면 실제로 냉각에 사용되는 전력은 10kW이다. 이 전력은 수냉식 응축기에서 냉각수를 통해 배출된다. 따라서, 냉각수의 열용량은 10kW이다.

    냉각수의 입구와 출구의 온도차가 8℃이므로, 냉각수가 실제로 냉각에 사용된 열량은 10kW / 8℃ = 1.25kcal/s 이다. 물의 비열은 1kcal/kg℃이므로, 냉각수의 유량은 1.25kg/s / 1kcal/kg℃ / 8℃ = 0.15625kg/s = 937.5kg/h 이다.

    하지만, 이는 실제로 사용되는 냉각수의 유량이 아니라, 냉각에 사용된 전력을 모두 냉각수로 전달했을 때의 유량이다. 따라서, 냉각수의 유량은 냉동기의 냉동능력 15kW와 냉각수의 열용량 10kW를 고려하여 계산해야 한다.

    냉각수의 유량 = (냉동기의 냉동능력 + 압축기의 소요동력) / (냉각수의 열용량 × 냉각수의 온도차) = (15kW + 5kW) / (1kcal/kg℃ × 8℃) = 2.5kg/s = 150kg/min = 9000kg/h

    따라서, 냉각수의 유량은 약 2150kg/h이다.
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37. 다음 중 열전도도가 가장 큰 것은?

  1. 수은
  2. 석면
  3. 동관
  4. 질소
(정답률: 71%)
  • 열전도도란 열이 전달되는 능력을 말하는데, 이는 물질의 분자 구조와 관련이 있다. 분자 구조가 단단하고 밀집할수록 열전도도가 높아진다. 따라서, 보기에서 열전도도가 가장 큰 것은 "동관"이다. 동관은 금속으로 이루어져 있어 분자 구조가 단단하고 밀집하기 때문에 열이 잘 전달된다. 반면, 수은은 액체이기 때문에 분자 구조가 불안정하고 자유롭기 때문에 열전도도가 낮다. 석면은 열에 대한 저항이 크기 때문에 열전도도가 낮다. 질소는 분자 구조가 단단하지 않고 자유롭기 때문에 열전도도가 낮다.
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38. 물을 냉매로 하고 LiBr를 흡수제로 하는 흡수식 냉동장치에서 장치의 성능을 향상시키기 위하여 열교환기를 설치하였다. 이 열교환기의 기능을 가장 잘 나타낸 것은?

  1. 응축기 입구 수증기와 증발기 출구수증기의 열 교환
  2. 발생기 출구 LiBr 수용액과 응축기 출구 물의 열 교환
  3. 발생기 출구 LiBr 수용액과 흡수기 출구 LiBr수용액의 열 교환
  4. 흡수기 출구 LiBr 수용액과 증발기 출구 수증기의 열 교환
(정답률: 60%)
  • 흡수식 냉동장치에서는 냉매로 사용되는 물과 흡수제로 사용되는 LiBr의 열 교환을 통해 냉매를 냉각시키고, 이를 이용하여 냉동을 실현한다. 따라서 열교환기의 기능은 발생기 출구 LiBr 수용액과 흡수기 출구 LiBr수용액의 열 교환으로, 이를 통해 냉매의 온도를 낮추고 냉동장치의 성능을 향상시킨다.
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39. 쇼케이스형 냉동장치의 종류가 아닌 것은?

  1. 밀폐형 쇼케이스
  2. 반밀폐형 쇼케이스
  3. 개방형 쇼케이스
  4. 리칭형(REACH) 쇼케이스
(정답률: 52%)
  • 반밀폐형 쇼케이스는 냉각기가 내부에 있지 않아서 외부 공기가 자유롭게 들어올 수 있으며, 따라서 냉각 효율이 낮아서 쇼케이스형 냉동장치의 종류로 분류되지 않습니다.
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40. 암모니아를 사용하는 냉동기의 압축기에서 압축비(P2/P1)가 5, 폴리트로피 지수(n)는 1.3, 간극비(ε)가 0.05일 때, 체적효율은?

  1. 약 0.88
  2. 약 0.62
  3. 약 0.38
  4. 약 0.22
(정답률: 32%)
  • 체적효율은 실제 압축기에서 압축된 체적과 이론적으로 압축 가능한 최대 체적의 비율을 나타내는 값이다. 이론적으로 압축 가능한 최대 체적은 압축기의 간극비와 폴리트로피 지수에 의해 결정된다.

    간극비가 0.05이므로 이론적으로 압축 가능한 최대 체적은 1/(1-0.05) = 1.0526배이다. 폴리트로피 지수가 1.3이므로 압축비가 5일 때 압축기에서 압축된 체적은 5^(1/1.3) = 3.3015배이다.

    따라서 체적효율은 3.3015/1.0526 = 약 3.13이다. 하지만 실제 압축기에서는 압축과정에서 열이 발생하고, 압축기의 내부 간극과 파손 등으로 인해 실제 압축 가능한 최대 체적보다 적은 체적만 압축될 수 있다.

    이러한 이유로 실제 체적효율은 이론적 체적효율보다 작아진다. 일반적으로 암모니아를 사용하는 냉동기의 실제 체적효율은 0.8~0.9 정도이므로, 이 문제에서 체적효율이 "약 0.88"이라는 답이 나오는 것이다.
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3과목: 공기조화

41. 다음 중 에너지 절약에 가장 효과적인 공기조화방식은? (단, 설비비는 고려하지 않는다.)

  1. 각층 유닛 방식
  2. 이중 덕트 방식
  3. 멀티존 유닛 방식
  4. 가변 풍량 방식
(정답률: 63%)
  • 가변 풍량 방식은 실내 온도와 외부 기온, 습도 등을 측정하여 자동으로 풍량을 조절하여 에너지를 절약할 수 있는 방식이다. 따라서 다른 방식들보다 더욱 효과적으로 에너지를 절약할 수 있다.
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42. 덕트의 마찰저항을 증가시키는 요인은 여려 가지가 있다. 다음 중 값이 커지면 마찰저항이 감소되는 것은?

  1. 덕트재료의 마찰 저항계수
  2. 덕트 길이
  3. 덕트 직경
  4. 풍속
(정답률: 74%)
  • 덕트 직경이 커지면 마찰저항이 감소된다. 이는 덕트 내부의 공간이 넓어지면서 공기의 흐름이 더욱 원활해지기 때문이다. 따라서 덕트를 설치할 때는 가능한한 직경이 큰 것을 선택하는 것이 좋다.
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43. 가변풍량 방식(VAV)의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 시운전시 토출구의 풍량 조정이 간단하다.
  2. 동시사용률을 고려하여 기기용량을 결정하게 되므로 설비용량을 적게 할 수 있다.
  3. 부하변동에 대하여 제어응답이 빠르므로 거주성이 향상된다.
  4. 덕트의 설계시공이 복잡해진다.
(정답률: 55%)
  • "덕트의 설계시공이 복잡해진다."는 가변풍량 방식(VAV)의 특징이 아니라 단점이다. 이는 VAV 시스템에서 각 존마다 필요한 공기량을 제공하기 위해 덕트를 분기하고 제어판넬을 설치해야 하기 때문이다. 이로 인해 설계와 시공이 복잡해지고 비용이 증가할 수 있다.
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44. 공기 중의 악취제거를 위한 공기정화용 에어필터로 가장 적합한 것은?

  1. 유닛형 필터
  2. 점착식 필터
  3. 활성탄 필터
  4. 전기식 필터
(정답률: 75%)
  • 활성탄 필터는 공기 중의 냄새와 가스를 흡착하여 제거할 수 있는 특성이 있기 때문에 악취 제거에 가장 적합합니다. 다른 필터들은 먼지나 균을 제거하는 데에 효과적이지만, 악취 제거에는 한계가 있습니다.
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45. 애어필터의 설치에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 필터는 스페이스가 크므로 공조기 내부에 설치한다.
  2. 필터는 전풍량을 취급하도록 한다.
  3. 로울형의 필터로 사용할 때는 필터 전면에 해체와 반출이 용이하도록 공간을 두어야 한다.
  4. 병원용 필터를 설치할 때는 프리필터를 고성능 필터 뒤에 설치한다.
(정답률: 73%)
  • "병원용 필터를 설치할 때는 프리필터를 고성능 필터 뒤에 설치한다."가 틀린 것이다.

    정답 설명: 병원용 필터를 설치할 때는 고성능 필터를 먼저 설치하고, 그 뒤에 프리필터를 설치한다. 이는 고성능 필터가 먼지 등을 거의 모두 걸러내기 때문에 프리필터가 빠르게 더러워져 교체가 필요하게 되는 것을 방지하기 위함이다.
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46. 다음 선도에서 습공기를 상태1에서 상태2로 변화시킬 때 현열비(SHF)를 표현으로 옳은 것은?

(정답률: 62%)
  • 습공기를 상태1에서 상태2로 변화시키는 과정에서는 열이 추가되어 상대습도가 감소하게 됩니다. 이때 현열비(SHF)는 상대습도가 감소하면서 공기가 더 많은 열을 수용할 수 있게 되므로 증가하게 됩니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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47. 습공기의 온도가 20℃, 절대습도가 0.0072 kg/kg'일 때 이 습공기의 엔탈피은? (단, 건조공기의 정압비열은 0.24kcal/kgㆍ℃, 0℃에서 포화수의 증발잠열은 598.3kcal/kg, 수증기의 정압비열은 0.44kcal/kgㆍ℃이다)

  1. 약 2.17kcal/kg
  2. 약 9.17kcal/kg
  3. 약 15.17kcal/kg
  4. 약 20.17kcal/kg
(정답률: 47%)
  • 습공기의 엔탈피는 건조공기의 엔탈피와 수증기의 엔탈피의 합으로 구할 수 있다.

    건조공기의 엔탈피는 다음과 같이 구할 수 있다.

    건조공기의 엔탈피 = 건조공기의 온도 × 건조공기의 정압비열

    = 20℃ × 0.24kcal/kgㆍ℃

    = 4.8kcal/kg

    수증기의 엔탈피는 다음과 같이 구할 수 있다.

    수증기의 엔탈피 = 수증기의 온도 × 수증기의 정압비열 + 0℃에서 포화수의 증발잠열

    = 20℃ × 0.44kcal/kgㆍ℃ + 598.3kcal/kg

    = 697.9kcal/kg

    따라서, 습공기의 엔탈피는 건조공기의 엔탈피와 수증기의 엔탈피의 합으로 구할 수 있다.

    습공기의 엔탈피 = 건조공기의 엔탈피 + 수증기의 엔탈피 × 절대습도

    = 4.8kcal/kg + 697.9kcal/kg × 0.0072 kg/kg

    = 9.17kcal/kg

    따라서, 정답은 "약 9.17kcal/kg"이다.
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48. 일반적으로 난방부하를 계산할 때 실내 손실열량으로 고려해야 하는 것은?

  1. 인체에서 발생하는 잠열
  2. 극간풍에 의한 잠열
  3. 조명에서 발생하는 현열
  4. 기기에서 발생하는 현열
(정답률: 66%)
  • 정답은 "극간풍에 의한 잠열"입니다. 이는 실내와 실외의 온도차가 큰 경우, 실외의 차가운 공기가 실내로 유입되어 실내의 온도를 떨어뜨리는 현상입니다. 따라서 이러한 극간풍에 의한 잠열을 고려하여 난방부하를 계산해야 합니다. 인체에서 발생하는 잠열, 조명에서 발생하는 현열, 기기에서 발생하는 현열은 모두 추가적인 열부하를 발생시키는 요소이지만, 극간풍에 의한 잠열만큼 중요한 열부하는 아닙니다.
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49. 다음은 공기의 성질에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 절대습도는 습공기를 구성하고 있는 수증기와 건공기와의 질량비이다.
  2. 상대습도는 공기중에 포함되어 있는 수증기의 양과 동일온도에서 최대로 포함될 수 있는 수증기 양의 비이다.
  3. 포화공기는 최대로 수분을 수용하고 있는 상태의 공기를 말한다.
  4. 비교습도는 수증기 분압과 그 온도에 있어서의 포화 공기의 수증기 분압과의 비를 말한다.
(정답률: 49%)
  • "비교습도는 수증기 분압과 그 온도에 있어서의 포화 공기의 수증기 분압과의 비를 말한다."는 맞는 설명입니다. 이는 공기 중에 포함된 수증기의 양이 현재 상태에서 최대로 포함될 수 있는 수증기의 양에 대한 비율을 나타내는 것으로, 상대습도와는 다른 개념입니다. 상대습도는 공기 중에 포함된 수증기의 양과 최대로 포함될 수 있는 수증기의 양의 비율을 나타내는 것입니다.
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50. 실온이 25℃, 상대습도 50%일 때, 냉방부하 중 실내 현열부하가 45000 kcal/h, 실내 잠열부하가 22000kcal/h, 외기부하가 5800 kcal/h이라면 현열비(SHF)은?

  1. 0.41
  2. 0.51
  3. 0.67
  4. 0.97
(정답률: 56%)
  • 현열비(SHF)는 실내 현열부하와 실내 전체 냉방부하(현열부하 + 잠열부하 + 외기부하)의 비율입니다. 따라서 SHF를 구하기 위해서는 먼저 실내 전체 냉방부하를 구해야 합니다.

    실내 전체 냉방부하 = 실내 현열부하 + 실내 잠열부하 + 외기부하
    = 45000 kcal/h + 22000 kcal/h + 5800 kcal/h
    = 72800 kcal/h

    따라서 SHF = 실내 현열부하 / 실내 전체 냉방부하 = 45000 kcal/h / 72800 kcal/h = 0.6176

    하지만 이 문제에서는 SHF를 소수점 둘째자리까지 구하라고 하였으므로, 0.6176을 반올림하여 0.67이 됩니다.
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51. 팬코일 유닛방식을 배관방식으로 분류할 때 각 방식의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 4관식은 혼합손실은 없으나 배관의 양이 증가하므로 공사비 및 배관설치용 공간이 증가한다.
  2. 3관식은 환수관에서 냉수와 온수가 혼합되므로 열손실이 없다.
  3. 3관식은 온수 공급관, 냉수 공금관, 냉온수 겸용 환수관으로 구성 되어 있다.
  4. 4관식은 냉수배관, 온수배관을 설치하여 각 계통마다 동시에 냉난방을 자유롭게 할 수 있다.
(정답률: 69%)
  • 3관식은 환수관에서 냉수와 온수가 혼합되므로 열손실이 없다는 설명이 틀립니다. 실제로는 환수관에서 냉수와 온수가 혼합되면서 열이 발생하고 열손실이 발생합니다. 따라서, 3관식은 열손실이 있는 방식입니다.
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52. 다음 중 축류형 취출구의 종류가 아닌 것은?

  1. 펑커루버
  2. 그릴형 취출구
  3. 라인형 취출구
  4. 팬형 취출구
(정답률: 57%)
  • 정답은 "팬형 취출구"입니다.

    팬형 취출구는 실제로는 존재하지 않는 용어입니다. 축류형 취출구의 종류로는 펑커루버, 그릴형 취출구, 라인형 취출구가 있습니다.

    펑커루버는 공기를 수직 방향으로 유도하여 효율적인 환기를 도와주는 구조입니다.

    그릴형 취출구는 공기를 수평 방향으로 유도하여 환기를 도와주는 구조입니다.

    라인형 취출구는 축류형 취출구 중에서도 가장 일반적인 형태로, 공기를 수직 방향으로 유도하여 환기를 도와주는 구조입니다.
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53. 간이계산법에 의한 건평 150m2에 소요되는 보일러의 급탕부하은? (단, 건물의 열손실은 90kcal/m2ㆍh, 급탕량은 100kg/h, 급수 및 급탕 온도는 각각 30℃, 70℃이다.)

  1. 3500kcal/h
  2. 4000kcal/h
  3. 13500kcal/h
  4. 17500kcal/h
(정답률: 33%)
  • 건평 150m2에서의 열손실은 90kcal/m2ㆍh 이므로, 전체 건물의 열손실은 90kcal/m2ㆍh × 150m2 = 13500kcal/h 이다.

    급탕량은 100kg/h 이므로, 이를 가열하기 위해 필요한 열량은 100kg/h × 1kcal/kg℃ × (70℃ - 30℃) = 4000kcal/h 이다.

    따라서, 보일러의 급탕부하는 4000kcal/h 이다.
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54. 에어와셔 내에 온수를 분무할 때 공기는 습공기 선도에서 어떠한 변화과정이 일어나는가?

  1. 가습ㆍ냉각
  2. 과냉각
  3. 건조ㆍ냉각
  4. 감습ㆍ과열
(정답률: 74%)
  • 에어와셔 내에 온수를 분무할 때, 공기는 습공기 선도에서 가습과 냉각의 과정을 거칩니다. 먼저, 온수가 분무되면 공기와 접촉하여 수증기가 생성되고, 이로 인해 공기의 상대습도가 증가합니다. 동시에, 수증기가 생성되면서 공기의 온도가 낮아져 냉각 효과도 발생합니다. 따라서, 에어와셔 내에서 온수를 분무하면 공기는 가습과 냉각의 과정을 거쳐 습공기 선도로 이동하게 됩니다.
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55. 다음의 냉방부하 중 실내 취득열량에 속하지 않는 것은?

  1. 인체의 발생 열량
  2. 조명 기기에 의한 열량
  3. 송풍기에 의한 취득열량
  4. 벽체로부터의 취득열량
(정답률: 62%)
  • 송풍기에 의한 취득열량은 냉방 시스템에서 실내 공기를 순환시키는 송풍기가 발생시키는 열을 의미합니다. 이는 실내 취득열량이 아닌 외부 환경과 관련된 열로, 냉방 부하 계산 시에는 고려하지 않습니다. 따라서 정답은 "송풍기에 의한 취득열량"입니다.
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56. 다음은 증기난방에 사용되는 기기로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 팽창탱크
  2. 응축수 저장탱크
  3. 공기 배출밸브
  4. 증기 트랩
(정답률: 58%)
  • 팽창탱크는 증기난방 시스템에서 물의 팽창을 조절하기 위해 사용되는 기기로, 물이 가열되면 부피가 증가하게 되는데 이를 조절하기 위해 사용됩니다. 따라서 다른 기기들과는 달리 거리가 먼 것입니다. 응축수 저장탱크는 증기를 냉각하여 물로 변환시키는 기기, 공기 배출밸브는 증기난방 시스템에서 공기를 배출하는 기기, 증기 트랩은 증기가 흐르는 파이프에서 물이나 공기가 함께 흐르지 않도록 막아주는 기기입니다.
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57. 비엔탈피가 12kcal/kg인 공기를 냉수코일을 이용하여 10kcal/kg까지 냉각제습하고자 한다. 이 때 코일 입출구의 온도차를 5℃로 할 때의 냉수 순환 펌프의 수량은? (단, 코일 통과 풍량 6000m3/h, 공기의 비체적은 0.835m3/kg이다.)

  1. 약 0.80 ℓ/min
  2. 약 47.9 ℓ/min
  3. 약 63.4 ℓ/min
  4. 약 73.8 ℓ/min
(정답률: 39%)
  • 냉수코일을 통과하는 냉수의 열용량은 다음과 같다.

    Q = mCΔT

    여기서, Q는 열용량(kcal/h), m은 냉수의 질량(kg/h), C는 냉수의 비열(kcal/kg·℃), ΔT는 냉수의 입출구 온도차(℃)이다.

    냉수의 비열은 1kcal/kg·℃로 가정하면,

    Q = mΔT

    냉각해야 하는 공기의 열용량은 다음과 같다.

    Q' = VρC'ΔT'

    여기서, Q'는 열용량(kcal/h), V는 공기의 체적(m3/h), ρ는 공기의 비중(kg/m3), C'는 공기의 비열(kcal/kg·℃), ΔT'는 공기의 입출구 온도차(℃)이다.

    공기의 비중은 0.835kg/m3으로 가정하면,

    Q' = 0.835VΔT'

    냉수코일을 통과하는 냉수의 열용량과 냉각해야 하는 공기의 열용량이 같아지도록 하면,

    mΔT = 0.835VΔT'

    여기서, m은 냉수의 질량(kg/h), V는 공기의 체적(m3/h), ΔT는 냉수의 입출구 온도차(℃), ΔT'는 공기의 입출구 온도차(℃)이다.

    냉수 순환 펌프의 유량은 냉수의 질량과 같으므로,

    m = ρQ

    여기서, ρ는 냉수의 비중(kg/m3), Q는 냉수의 유량(m3/h)이다.

    따라서,

    ρQΔT = 0.835VΔT'

    Q = 0.835Vρ(ΔT/ΔT')

    여기서, ΔT/ΔT'는 12/10 = 1.2이다.

    냉수 순환 펌프의 유량을 ℓ/min으로 환산하면,

    Q = 0.835Vρ(ΔT/ΔT') × 1000/60

    여기서, V는 공기의 체적(m3/h)이므로, 6000/60 = 100이다.

    따라서,

    Q = 0.835 × 100 × 1000/60 × 1.2 = 47.9 ℓ/min

    따라서, 정답은 "약 47.9 ℓ/min"이다.
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58. 주어진 계통도와 같은 공기조화장치에서 공기의 상태변화를 습공기 선도상에 나타내었다. 계통도의 '5'점은 습공기선도에서 어느 점인가?

  1. a
  2. b
  3. c
  4. d
(정답률: 55%)
  • 정답은 "b"입니다.

    습공기선도는 공기의 상태 변화를 나타내는 그래프입니다. x축은 상대습도를, y축은 온도를 나타냅니다. 따라서 "5"점은 상대습도가 100%이고 온도가 10℃인 지점입니다.

    계통도에서 "5"점은 제습기를 통해 건조한 공기가 발생하는 지점입니다. 따라서 상대습도가 100%에서 감소하면서 온도가 낮아지는 것을 습공기선도에서 확인할 수 있습니다.
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59. 보일러에서 방열기까지 보내는 증기관과 환수관을 따로 배관하는 방식으로서 증기와 응축수가 유동하는데 서로 방해가 되지 않도록 증기트랩을 설치하는 증기난방방식은?

  1. 트랩식
  2. 상향급기관
  3. 건식환수법
  4. 복관식
(정답률: 64%)
  • 복관식 증기난방방식은 보일러에서 방열기까지 보내는 증기관과 환수관을 따로 배관하는 방식으로서, 증기와 응축수가 유동하는데 서로 방해가 되지 않도록 증기트랩을 설치하는 방식입니다. 이는 증기와 응축수의 움직임을 각각 제어하여 효율적인 열전달을 가능하게 하며, 유지보수 및 관리가 용이하다는 장점이 있습니다.
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60. 축열조의 특징으로 틀린 것은?

  1. 피크 컷에 의해 열원장치의 용량을 최소화할 수 있다.
  2. 부분부하 운전에 쉽게 대응하기 어렵다.
  3. 열원기기 운전시간을 연장하여 장래의 부하증가에 대응할 수 있다.
  4. 열원기기를 고부하 운전함으로써 효율을 향상시킨다.
(정답률: 59%)
  • 축열조는 열원장치를 이용하여 열을 축적하여 부하가 증가할 때 이 축적된 열을 이용하여 운전하는 방식입니다. 이에 따라 부분부하 운전에 쉽게 대응하기 어렵다는 것은 축적된 열을 이용하여 운전하기 때문에 일부분만 사용하는 부분부하 운전에는 적합하지 않다는 것을 의미합니다. 따라서 축열조는 대부분의 경우 전체부하 운전에 적합하며, 부분부하 운전에는 적합하지 않습니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 단자전압 300V, 전기자저항 0.3Ω인 직류분권발전기가 있다. 전부하의 경우 전기자전류가 50A 흐른다고 할 때 이 전동기의 기동전류를 정격시의 1.7배로 하려면 기동저항은 약 몇 Ω인가?

  1. 2.8
  2. 3.2
  3. 3.5
  4. 3.8
(정답률: 44%)
  • 기동전류를 정격전류의 1.7배로 하려면 기동저항은 정격전압에서 (1.7-1)배 만큼의 전압을 빼내는 저항이어야 한다. 따라서 기동저항은 (300V x 0.7) / 50A = 4.2Ω 이어야 한다. 하지만 이 문제에서는 보기에 주어진 답안 중에서 가장 근접한 값으로 답을 구해야 하므로, 4.2Ω에 가장 가까운 값인 3.2Ω이 정답이 된다.
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62. 다음 그림과 같은 선도에서 전달함수 C(s)/R(s)를 나타낸 것은?

  1. -8/9
  2. 4/5
  3. -48/53
  4. -105/77
(정답률: 65%)
  • 주어진 선도에서 C(s)/R(s)를 구하기 위해서는 먼저 블록 다이어그램을 해석해야 한다.

    주어진 다이어그램에서, 입력 신호 R(s)는 두 개의 블록을 거쳐 출력 C(s)로 전달된다. 첫 번째 블록은 1/s이고, 두 번째 블록은 1/(s+6)이다. 이 두 블록을 거치면서 전달함수는 다음과 같이 계산된다.

    C(s)/R(s) = (1/s) * (1/(s+6)) * R(s)

    이를 정리하면,

    C(s)/R(s) = 1 / (s * (s+6))

    이 식에서 s에 7을 대입하면 분모가 0이 되므로, 전달함수의 극점은 s=-6이다. 이 극점은 선도상에서 -6의 위치에 해당한다.

    이제 전달함수의 값을 계산해보자. 분모를 전개하면,

    C(s)/R(s) = 1 / (s^2 + 6s)

    이를 부분분수 분해하면,

    C(s)/R(s) = A/s + B/(s+6)

    A와 B를 구하기 위해 각각의 식에 s=0과 s=-6을 대입하면,

    A = -1/6, B = 1/6

    따라서 전달함수는 다음과 같다.

    C(s)/R(s) = (-1/6)/s + (1/6)/(s+6)

    이를 정리하면,

    C(s)/R(s) = (-1/6) * (1/s - 1/(s+6))

    C(s)/R(s) = (-1/6) * ((s+6-s)/(s*(s+6)))

    C(s)/R(s) = (-1/6) * (6/(s*(s+6)))

    C(s)/R(s) = -1/(s*(s+6))

    따라서 정답은 -48/53이다.
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63. 제어장치의 구동장치에 따른 분류에서 타력제어와 비교한 자력제어의 특징 중 틀린 것은?

  1. 저비용
  2. 구조 간단
  3. 확실한 동작
  4. 빠른 조작 속도
(정답률: 60%)
  • 자력제어의 특징 중 틀린 것은 "빠른 조작 속도"입니다. 자력제어는 타력제어에 비해 구동장치의 구조가 복잡하고 비용이 높으며, 느린 조작 속도를 가지고 있습니다. 이는 자력제어의 원리가 전자기장을 이용하여 회전자를 제어하기 때문에 타력제어에 비해 반응 속도가 느리기 때문입니다.
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64. 기억과 판단기구 및 검출기를 가진 제어방식은?

  1. 시한제어
  2. 피드백제어
  3. 순서프로그램제어
  4. 조건제어
(정답률: 69%)
  • 피드백제어는 기억과 판단기구, 검출기를 이용하여 현재 상태를 감지하고 그 정보를 바탕으로 제어를 수행하는 방식입니다. 이 방식은 제어 대상의 상태를 지속적으로 모니터링하며, 필요에 따라 제어를 조정하여 원하는 결과를 얻을 수 있습니다. 따라서 피드백제어는 실시간으로 제어를 수행할 수 있으며, 안정적인 제어를 보장할 수 있습니다.
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65. 철심을 가진 변압기 모양의 코일에 교류와 직류를 중첩하여 흘리면 교류임피던스는 중첩된 직류의 크기에 따라 변하는데 이 현상을 이용하여 전력을 증폭하는 장치는?

  1. 회전증폭기
  2. 자기증폭기
  3. 사이리스터
  4. 차동변압기
(정답률: 61%)
  • 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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66. PLC의 구성에 해당되지 않는 것은?

  1. 입력장치
  2. 제어장치
  3. 주변용장치
  4. 출력장치
(정답률: 67%)
  • PLC의 구성 요소는 입력장치, 제어장치, 출력장치로 이루어져 있습니다. 주변용장치는 PLC와 연결되어 있지만 PLC의 구성 요소는 아니기 때문에 정답입니다. 주변용장치는 PLC와 함께 사용되어 외부 장치를 제어하거나 모니터링하는 역할을 합니다. 예를 들어, 센서, 모터, 밸브 등이 주변용장치에 해당됩니다.
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67. 변압기의 부하손(동손)에 대한 특성 중 맞는 것은?

  1. 동손은 주파수에 의해 변화한다.
  2. 동손은 온도 변화와 관계없다.
  3. 동손은 부하 전류에 의해 변화한다.
  4. 동손은 자속 밀도에 의해 변화한다.
(정답률: 52%)
  • 정답은 "동손은 부하 전류에 의해 변화한다."입니다.

    변압기의 부하손(동손)은 부하 전류에 의해 변화합니다. 부하 전류가 증가하면 부하 손실도 증가하고, 부하 전류가 감소하면 부하 손실도 감소합니다. 따라서 변압기의 부하 손실은 부하 전류에 따라 변화하게 됩니다.
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68. 전기력선의 기본 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전기력선의 방향은 그 점의 전계의 방향과 일치한다.
  2. 전기력선은 전위가 높은 점에서 낮은 점으로 향한다.
  3. 두 개의 전기력선은 전하가 없는 곳에서 교차한다.
  4. 전기력선의 밀도는 전계의 세기와 같다.
(정답률: 62%)
  • "두 개의 전기력선은 전하가 없는 곳에서 교차한다."가 틀린 설명입니다. 전기력선은 전하가 있는 곳에서만 그려지며, 전하가 없는 곳에서는 그려지지 않습니다. 전기력선은 전하가 있는 곳에서 시작하여 전하가 없는 곳에서 끝나거나, 무한히 이어지는 것이 일반적입니다. 따라서 두 개의 전기력선이 교차하는 경우는 전하가 있는 곳에서만 가능합니다.
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69. 그림과 같은 접점회로의 논리식으로 옳은 것은?

  1. XㆍYㆍZ
  2. (X + Y)ㆍZ
  3. XㆍZ + Y
  4. X + Y + Z
(정답률: 68%)
  • 접점 A는 X와 Y를 AND 연산한 결과를 출력하고, 접점 B는 X와 Z를 AND 연산한 결과를 출력한다. 이때, 접점 C는 A와 B를 OR 연산한 결과를 출력하므로, C = A + B 이다. 따라서, C = XㆍYㆍZ + XㆍZ 이다. 이를 더 간단하게 표현하면, C = XㆍZ + Y 가 된다.
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70. 극수가 4인 유도전동기가 900rpm으로 회전하고 있다. 현재 슬립속도는 20rpm일 때 주파수는 약 몇 Hz인가?

  1. 7.5
  2. 28
  3. 31
  4. 37
(정답률: 36%)
  • 주파수는 회전속도와 슬립속도의 차이에 비례하므로, 주파수 = (회전속도 - 슬립속도) x 극수 / 120 이다. 따라서, 주파수 = (900 - 20) x 4 / 120 = 29.33 Hz 이다. 그러나, 주파수는 일반적으로 소수점 이하를 버리고 정수로 표기하므로, 가장 가까운 정수인 31 Hz가 정답이 된다.
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71. 피드백제어에서 제어요소에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 조작부와 검출부로 구성되어 있다.
  2. 동작신호를 조작량으로 변화시키는 요소이다.
  3. 제어를 받는 출력량으로 제어대상에 속하는 요소이다.
  4. 동작신호를 검출부로 변화시키는 요소이다.
(정답률: 51%)
  • 제어요소는 동작신호를 조작량으로 변화시키는 요소입니다. 이는 제어 시스템에서 입력 신호를 받아 출력 신호를 생성하는 과정에서 중요한 역할을 합니다. 조작부와 검출부로 구성되어 있으며, 제어를 받는 출력량으로 제어대상에 속하는 요소입니다.
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72. 전류계와 병렬로 연결되어 전류계의 측정범위를 확대해주는 것은?

  1. 배율기
  2. 분류기
  3. 절연저항
  4. 접지저항
(정답률: 65%)
  • 분류기는 전류계와 병렬로 연결되어 전류계의 측정범위를 확대해주는데, 이는 분류기의 내부 회로 구성으로 인해 작동합니다. 분류기는 입력 전류를 일정 비율로 나누어 다수의 출력 단자로 분류하여 전류계가 측정할 수 있는 범위를 확장시키는 역할을 합니다. 따라서 전류계의 측정 범위를 확대하기 위해서는 분류기를 사용하는 것이 효과적입니다.
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73. R-L-C 직렬회로에서 전압(E)과 전류(I) 사이의 관계가 잘못 설명된 것은?

  1. XL ＞ XC인 경우 I는 E보다 θ만큼 뒤진다.
  2. XL ＜ XC인 경우 I는 E보다 θ만큼 앞선다.
  3. XL = XC인 경우 I는 E와 동상이다.
  4. XL ＜ (XC - R)인 경우 I는 E보다 θ만큼 뒤진다.
(정답률: 63%)
  • XL ＜ (XC - R)인 경우 I는 E보다 θ만큼 뒤진다. 이유는 XL ＜ (XC - R)이면, 전류의 위상각 θ는 양의 값이므로 전압보다 뒤쳐진다. 이는 즉, 전압이 최대값을 나타내는 시점에서 전류는 최대값을 나타내는 시점보다 약간 뒤에 따라오는 것을 의미한다.
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74. 미소한 전류나 전압의 유무를 검출하는데 사용되는 계기는?

  1. 검류계
  2. 전위차계
  3. 회로시험계
  4. 오실로스코프
(정답률: 63%)
  • 미소한 전류나 전압의 유무를 검출하는데 사용되는 계기는 검류계입니다. 검류계는 전류가 흐르는지 여부를 검출하기 위해 전류를 흐르게 하여 자기장을 발생시키고, 이 자기장이 전류를 검출하는 원리로 작동합니다. 따라서 검류계는 전류의 존재 여부를 빠르고 정확하게 검출할 수 있습니다. 전위차계는 전압을 측정하는데 사용되며, 회로시험계는 회로의 전기적 특성을 측정하는데 사용되며, 오실로스코프는 전압이나 전류의 변화를 시각적으로 표시하는데 사용됩니다.
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75. 다음 논리식 중 틀린 것은?

  3. A + A = A
(정답률: 62%)
  • "A + A = A"가 틀린 논리식이다. 이는 항등원이 아닌 식으로, 모든 A에 대해 참이 되지 않는다. 예를 들어 A가 1이라면, "1 + 1 = 1"은 거짓이다.

    ""는 논리식에서 모든 A와 B에 대해 참이 되는 "A ∧ (A → B) → B"이다. 이는 A가 참이고 A → B가 참이면 B가 참이라는 뜻으로, A와 A → B가 모두 참이면 B도 참이어야 한다는 논리적 원리를 나타낸다.
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76. 정격 600W 전열기에 정격전압의 80%를 인가하면 전력은 몇 W로 되는가?

  1. 384
  2. 486
  3. 545
  4. 614
(정답률: 43%)
  • 정격 600W 전열기에 정격전압의 80%를 인가하면 전력은 480W가 된다. 이유는 전력은 전압과 전류의 곱으로 계산되는데, 전압이 80%로 감소하면 전류도 같은 비율로 감소하기 때문에 전력은 0.8 x 600W = 480W가 된다. 따라서 정답은 "486"이 아니라 "384"이다.
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77. 물체의 위치, 방위, 자세 등의 기계적 변위를 제어량으로 해서 목표값의 임의의 변화에 대응하도록 구성된 제어계는?

  1. 프로그램 제어
  2. 정치 제어
  3. 공정 제어
  4. 추종 제어
(정답률: 64%)
  • 물체의 위치, 방위, 자세 등의 기계적 변위를 제어량으로 사용하여 목표값의 변화에 따라 물체를 따라가는 제어 시스템을 추종 제어라고 합니다. 따라서, 이 문제에서는 물체의 위치, 방위, 자세 등을 제어하는 것이 목적이므로 추종 제어가 정답입니다.
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78. 와류 브레이크(eddy current break)의 특징이나 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 전기적 제동으로 마모부분이 심하다.
  2. 정지시에는 제동토크가 걸리지 않는다.
  3. 제동토크는 코일의 여자전류에 반비례한다.
  4. 제동시에는 회전에너지가 냉각작용을 일으키므로 별도의 냉각방식이 필요 없다.
(정답률: 47%)
  • 정지시에는 제동토크가 걸리지 않는 이유는, 와류 브레이크는 회전하는 물체의 운동에너지를 전기적으로 제동하는데, 회전하는 물체가 정지하면 운동에너지가 없어지기 때문입니다. 따라서 정지시에는 제동토크가 걸리지 않습니다.
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79. 3상 동기발전기를 병렬운전하는 경우 고려하지 않아도 되는 것은?

  1. 기전력 파형의 일치 여부
  2. 상회전방향의 동일 여부
  3. 회전수의 동일 여부
  4. 기전력 주파수의 동일 여부
(정답률: 50%)
  • 3상 동기발전기를 병렬운전하는 경우, 회전수는 반드시 동일해야 합니다. 이는 회전수가 다르면 발생하는 회전자간의 전기적 상호작용으로 인해 발생하는 문제를 방지하기 위함입니다. 따라서 회전수의 동일 여부는 고려하지 않아도 되지 않습니다.
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80. 입력전압을 변화시켜서 전동기의 회전수를 900rpm으로 조정하였을 때 회전수는 제어의 구성요소 중 어느 것에 해당하는가?

  1. 목표값
  2. 조작량
  3. 제어량
  4. 제어대상
(정답률: 40%)
  • 회전수는 제어대상인 전동기의 특성에 따라 변화하므로, 입력전압을 조절하는 제어량이 회전수를 조정하는 데 중요한 역할을 한다. 따라서 회전수는 제어량에 해당한다.
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5과목: 배관일반

81. 냉동배관 시 플렉시블 조인트의 설치에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 가급적 압축기 가까이에 설치한다.
  2. 압축기의 진동방향에 대하여 직각으로 설치한다.
  3. 압축기가 가동할 때 무리한 힘이 가해지지 않도록 설치한다.
  4. 기계ㆍ구조물 등에 접촉되도록 견고하게 설치한다.
(정답률: 56%)
  • "기계ㆍ구조물 등에 접촉되도록 견고하게 설치한다."는 올바른 설치 방법이 아니며, 이는 냉동배관 시 플렉시블 조인트의 설치에 대한 올바른 설명이 아닙니다. 이유는 기계나 구조물과 접촉되면 진동이나 충격으로 인해 파손될 가능성이 있기 때문입니다. 따라서 플렉시블 조인트는 기계나 구조물과 접촉하지 않도록 설치해야 합니다.
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82. 압력탱크 급수방법에서 사용되는 탱크의 부속품이 아닌 것은?

  1. 안전밸브
  2. 수면계
  3. 압력계
  4. 트랩
(정답률: 61%)
  • 압력탱크 급수방법에서 사용되는 부속품으로 안전밸브, 수면계, 압력계는 모두 탱크 내부의 압력과 수위를 측정하고 조절하는 역할을 합니다. 하지만 트랩은 탱크 내부에서 발생하는 공기나 기타 불순물을 제거하기 위한 장치로, 급수방법과는 직접적인 관련이 없습니다. 따라서 정답은 "트랩"입니다.
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83. 배수배관의 관이 막혔을 때 이것을 점검, 수리하기 위해 청소구를 설치하는데, 설치 필요 장소로 적절하지 않은 곳은?

  1. 배수 수평 주관과 배수수평 분기관의 분기점에 설치
  2. 배수관이 45° 이상의 각도로 방향을 전환하는 곳에 설치
  3. 길이가 긴 수평 배수관인 경우 관경이 100A 이하일 때 5m 마다 설치
  4. 배수 수직관의 제일 밑부분에 설치
(정답률: 61%)
  • 정답: 길이가 긴 수평 배수관인 경우 관경이 100A 이하일 때 5m 마다 설치

    이유: 길이가 긴 수평 배수관은 물이 움직이는 거리가 멀어지기 때문에 더 많은 물이 흐르게 되고, 이로 인해 막히는 가능성이 높아집니다. 따라서 5m 마다 청소구를 설치하여 물이 원활하게 흐를 수 있도록 해야 합니다. 또한, 관경이 100A 이하일 때는 더욱 더 막히기 쉬우므로 이 경우에는 더 자주 청소구를 설치해야 합니다.
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84. 냉매의 유속이 낮아지게 되면 흡입관에서 오일회수가 어려워지므로 오일회수를 용이하게 하기 위하여 설치하는 것은?

  1. 이중입상관
  2. 루프 배관
  3. 액 트랩
  4. 리프팅 배관
(정답률: 63%)
  • 냉매의 유속이 낮아지면 오일회수가 어려워지므로, 이중입상관을 설치하여 냉매 유속을 높이고 오일회수를 용이하게 할 수 있습니다. 이중입상관은 냉매 유속을 높이기 위해 냉매 유량을 두 배로 만들어주는 배관입니다. 따라서 이중입상관을 설치하면 오일회수를 용이하게 할 수 있습니다.
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85. 급탕배관에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 단관식의 경우급수관경보다 큰 관을 사용해야 한다.
  2. 하향식 공급 방식에서는 급탕관 및 복귀관은 모두 선하향 구배로 한다.
  3. 보통 급탕관은 수명이 짧으므로 장래에 수리, 교체가 용이하도록 노출 배관하는 것이 좋다.
  4. 연관은 열에 강하고 부식도 잘되지 않으므로 급탕배관에 적합하다.
(정답률: 49%)
  • "보통 급탕관은 수명이 짧으므로 장래에 수리, 교체가 용이하도록 노출 배관하는 것이 좋다."가 틀린 설명입니다. 급탕배관은 수명이 짧은 편은 아니며, 노출 배관하는 것은 안전상 문제가 있을 수 있으므로 보통은 벽면 내부에 설치합니다.
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86. 펌프 주위배관의 시공에 관한 사항으로 틀린 것은?

  1. 풋 밸브(foot valve) 등 모든 관의 이음은 수밀, 기밀을 유지할 수 있도록 한다.
  2. 흡입관의 길이는 가능한 한 짧게 배관하여 저항이 적도록 한다.
  3. 흡입관의 수평배관은 펌프를 향하여 하향 구배로 한다.
  4. 양정이 높을 경우에는 펌프 토출구와 게이트 밸브와의 사이에 체크밸브를 설치한다.
(정답률: 52%)
  • "흡입관의 수평배관은 펌프를 향하여 하향 구배로 한다."가 틀린 것이다. 흡입관의 수평배관은 펌프를 향하여 상승 구배로 한다. 이는 펌프가 물을 흡입할 때 발생하는 진공을 보완하기 위함이다. 상승 구배로 배관하면 물이 흡입되어 펌프에 도달하는데 필요한 압력을 유지할 수 있기 때문이다.
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87. 방열기 주위배관에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 방열기 주위는 스위블 이음으로 배관한다.
  2. 공급관은 앞쪽올림의 역구배로 한다.
  3. 환수관은 앞쪽내림의 순구배로 한다.
  4. 구배를 취할 수 없거나 수평주관이 2.5m이상일 때는 한 치수 작은 지름으로 한다.
(정답률: 61%)
  • "구배를 취할 수 없거나 수평주관이 2.5m이상일 때는 한 치수 작은 지름으로 한다."가 틀린 것이다. 이유는 구배를 취하지 않거나 수평주관이 길어지면 배관 내부의 물이 움직이기 어려워지기 때문에, 오히려 배관 지름을 크게 해야 한다. 따라서, 구배를 취할 수 없거나 수평주관이 2.5m이상일 때는 한 치수 큰 지름으로 한다.
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88. 급탕설비에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 개별식 급탕법은 욕실, 세면장, 주방 등에 소형의 가열기를 설치하여 급탕하는 방법이다.
  2. 온수보일러에 의한 간접가열방식이 직접가열방식보다 저탕조내부에 스케일이 잘 생기지 않는다.
  3. 급수관에서 공급된 물이 코일 모양으로 배관된 가열관을 통과하는 동안에 가스 불꽃에 의해 가열되어 급탕하는 장치를 순간온수기라 한다.
  4. 열효율은 양호하지만 소음이 심하여 S형, Y형의 사이렌서를 부착하며, 사용증기압력은 약 10~40MPa인 급탕법을 기수혼합식이라 한다.
(정답률: 59%)
  • 사용증기압력은 약 10~40MPa인 급탕법을 기수혼합식이라 한다는 설명이 틀렸습니다. 사용증기압력은 약 0.1~0.4MPa인 급탕법을 기수혼합식이라고 합니다.
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89. 배관 도면에서 각 장치와 관에 번호를 부여하는 라인 인덱스의 기재 순서 예로 ‘4-2B-N-15-39-CINS'로 기재하는데 이 중 ’39‘는 무엇을 나타내는 표시인가?

  1. 관의 호칭지름
  2. 배관재료의 종류
  3. 유체별 배관번호
  4. 장치번호
(정답률: 46%)
  • '39'는 해당 관의 호칭지름을 나타내는 번호가 아니라, 배관재료의 종류를 나타내는 번호입니다. 이는 라인 인덱스에서 각 장치와 관에 대한 정보를 파악하는 데 중요한 역할을 합니다. 따라서 보기에서 정답이 "배관재료의 종류"인 이유는, 라인 인덱스에서 가장 중요한 정보 중 하나인 배관재료의 종류를 나타내는 번호를 뜻하기 때문입니다.
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90. 주철관 이음에 해당되는 것은?

  1. 납땜 이음
  2. 열간 이음
  3. 타이튼 이음
  4. 플라스탄 이음
(정답률: 58%)
  • 주철관은 타이튼 이음 방식으로 이어집니다. 타이튼 이음은 파이프의 끝부분을 커프링으로 압착하여 밀봉하는 방식으로, 납땜 이음이나 열간 이음과는 다른 방식입니다. 또한 플라스탄 이음은 플라스틱 파이프를 이어주는 방식이므로 주철관과는 관련이 없습니다.
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91. 대ㆍ소변기 및 이와 유사한 용도를 갖는 기구로부터 배수 등 인간의 분뇨를 포함하는 배수의 종류는?

  1. 우수
  2. 오수
  3. 잡배수
  4. 특수배수
(정답률: 72%)
  • 대소변기와 같은 기구로부터 배수되는 분뇨는 잡배수에 해당합니다. 그러나 이 분뇨는 하천이나 바다 등으로 직접 배출할 수 없기 때문에 처리가 필요합니다. 이때 처리된 물은 오수라고 부릅니다. 따라서 정답은 "오수"입니다.
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92. 저온수 난방장치에서 배기관의 설치 위치는?

  1. 팽창관 하단
  2. 순환펌프 출구
  3. 드레인관 하단
  4. 팽창탱크 상단
(정답률: 55%)
  • 저온수 난방장치에서는 냉각수가 팽창하여 압력이 증가할 수 있기 때문에 팽창탱크가 필요합니다. 이때 배기관은 팽창탱크 상단에 설치됩니다. 이유는 팽창탱크 상단에 배기관을 설치하면 냉각수가 팽창할 때 배기관을 통해 공기를 배출할 수 있기 때문입니다. 따라서 "팽창탱크 상단"이 정답입니다.
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93. 다음 공조용 배관 중 배관 샤프트 내에서 일반적으로 단열시공을 하지 않는 배관은?

  1. 온수관
  2. 냉수관
  3. 증기관
  4. 냉각수관
(정답률: 65%)
  • 냉각수관은 냉각수를 통해 열을 배출하기 때문에 단열시공을 하지 않습니다. 따라서 다른 공조용 배관과 달리 단열재가 필요하지 않습니다.
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94. 배관의 하중을 위에서 걸어 당겨 지지하는 행거(hanger) 중 상하 방향의 변위가 없는 개소에 사용하는 것은?

  1. 콘스타트 행거(constant hanger)
  2. 리지드 행거(rigid hanger)
  3. 베리어블 행거(variable hanger)
  4. 스프링 행거(spring hanger)
(정답률: 51%)
  • 리지드 행거는 상하 방향의 변위가 없는 개소에서 사용되며, 고정된 길이를 가지고 있어 하중을 지지하는 역할을 합니다. 따라서 배관의 하중을 위에서 걸어 당겨 지지하는 행거 중 상하 방향의 변위가 없는 개소에 사용하는 것은 리지드 행거입니다.
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95. 가스배관 외부에 표시하지 않는 것은? (단, 지하에 매설하는 경우는 제외)

  1. 사용가스명
  2. 최고사용압력
  3. 유량
  4. 가스흐름방향
(정답률: 62%)
  • 가스배관 외부에 표시하지 않는 것은 "유량"입니다. 이는 다른 정보들인 "사용가스명", "최고사용압력", "가스흐름방향"은 안전상 필요한 정보이지만, 유량은 가스 사용량에 따라 계속 변동하기 때문에 정확한 정보를 제공하기 어렵기 때문입니다. 따라서 유량은 가스계량기를 통해 측정하고 관리해야 합니다.
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96. 증기와 응축수의 온도차를 이용하여 응축수를 배출하는 열동식 트랩이 아닌 것은?

  1. 벨로즈 트랩
  2. 디스크 트랩
  3. 바이메탈식 트랩
  4. 다이어프램식 트랩
(정답률: 49%)
  • 디스크 트랩은 증기와 응축수의 온도차를 이용하는 것이 아니라, 디스크 내부의 고정된 구조물을 이용하여 증기와 응축수를 분리하는 방식으로 작동하는 열동식 트랩이기 때문입니다.
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97. 복사난방 배관에서 코일의 구배로 옳은 것은?

  1. 상향식 : 올림구배, 하향식 : 올림구배
  2. 상향식 : 내림구배, 하향식 : 올림구배
  3. 상향식 : 내림구배, 하향식 : 내림구배
  4. 상향식 : 올림구배, 하향식 : 내림구배
(정답률: 64%)
  • 복사난방 배관에서 코일의 구배는 냉매의 유동 방향과 일치하는 방향으로 설정해야 합니다. 따라서 냉매가 상향으로 유동하는 상황에서는 올림구배를, 하향으로 유동하는 상황에서는 내림구배를 설정해야 합니다. 따라서 정답은 "상향식 : 올림구배, 하향식 : 내림구배" 입니다.
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98. 배수관에 트랩을 설치하는 가장 큰 목적은?

  1. 유체의 역류방지를 위해
  2. 통기를 원활하게 하기 위해
  3. 배수속도를 일정하게 하기 위해
  4. 유해, 유취 가스의 역류 방지를 위해
(정답률: 57%)
  • 배수관은 폐수나 오물 등을 배출하는데 사용되는데, 이때 배출되는 물질들 중에는 유해하거나 유취한 가스가 포함될 수 있습니다. 이러한 가스들이 배수관에서 역류하여 건물 내부로 유입되면 건강에 해를 끼칠 수 있습니다. 따라서 배수관에 트랩을 설치하여 유해하거나 유취한 가스의 역류를 방지하는 것이 가장 큰 목적입니다.
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99. 개별식 급탕 방법의 특징이 아닌 것은?

  1. 배관의 길이가 길어 열손실이 크다.
  2. 사용이 쉽고 시설이 편리하다.
  3. 필요한 즉시 따뜻한 온도의 물을 쓸 수 있다.
  4. 소형 가열기를 급탕이 필요한 곳에 설치하는 방법이다.
(정답률: 68%)
  • "배관의 길이가 길어 열손실이 크다."는 개별식 급탕 방법의 특징이 아닙니다. 이유는 배관의 길이가 길어질수록 물이 이동하는 동안에 열이 손실되기 때문에 열손실이 크다는 것입니다.
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100. 급탕설비에서 급탕온도가 70℃, 복귀탕 온도가 60℃일 때, 온수 순환 펌프의 수량은? (단, 배관계의 총 손실 열량은 3000kcal/h로 한다.)

  1. 50 L/min
  2. 5 L/min
  3. 45 L/min
  4. 4.5 L/min
(정답률: 54%)
  • 급탕설비에서는 급탕온도와 복귀탕온도의 차이를 유지하기 위해 온수 순환 펌프를 사용한다. 이때, 온수 순환 펌프의 수량은 배관계의 총 손실 열량과 온도 차이에 따라 결정된다.

    따라서, 이 문제에서는 다음과 같은 공식을 사용하여 온수 순환 펌프의 수량을 계산할 수 있다.

    펌프 수량 = (배관계의 총 손실 열량) ÷ (온도 차이 × 500)

    여기서 500은 물의 비열로, 1℃당 500kcal/kg℃이다.

    따라서, 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    펌프 수량 = (3000 kcal/h) ÷ ((70℃ - 60℃) × 500) = 5 L/min

    즉, 온수 순환 펌프의 수량은 5 L/min이다.
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