공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2015-05-31)

공조냉동기계기사(구)
(2015-05-31 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 상태와 상태량과의 관계에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 순수물질 단순 압축성 시스템의 상태는 2개의 독립적 강도성 상태량에 의해 완전하게 결정된다.
  2. 상변화를 포함하는 물과 수증기의 상태는 압력과 온도에 의해 완전하게 결정된다.
  3. 상변화를 포함하는 물과 수증기의 상태는 온도와 비체적에 의해 완전하게 결정된다.
  4. 상변화를 포함하는 물과 수증기의 상태는 압력과 비체적에 의해 완전하게 결정된다.
(정답률: 55%)
  • 정답은 "상변화를 포함하는 물과 수증기의 상태는 온도와 비체적에 의해 완전하게 결정된다." 이다.

    상태와 상태량은 물질의 상태를 나타내는 물리량이다. 상태는 물질이 가지는 상(고체, 액체, 기체)를 의미하며, 상태량은 상태를 결정하는 물리량으로, 예를 들어 온도, 압력, 부피 등이 있다.

    순수물질 단순 압축성 시스템의 경우, 상태는 압력과 부피(또는 밀도)에 의해 완전하게 결정된다. 이는 상태량이 2개이기 때문이다.

    하지만 상변화를 포함하는 물과 수증기의 경우, 상태는 온도와 비체적(또는 밀도)에 의해 완전하게 결정된다. 이는 상변화가 일어나면서 상태량이 추가되기 때문이다. 예를 들어, 물의 경우 온도와 압력이 일정한 상태에서는 액체 상태를 가지지만, 일정한 온도와 압력에서는 수증기 상태를 가진다. 이때, 온도와 비체적(또는 밀도)이 결정적인 역할을 한다.
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2. 이상기체의 등온과정에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 엔트로피 변화가 없다.
  2. 엔탈피 변화가 없다.
  3. 열 이동이 없다.
  4. 일이 없다.
(정답률: 56%)
  • 이상기체의 등온과정은 온도가 일정한 상태에서 일어나는 과정으로, 분자의 운동에너지는 변하지 않고 체적이 변할 때 압력이 변화하게 된다. 이 때 엔트로피 변화가 없으므로 엔탈피 변화도 없다. 열 이동이 없고 일도 없으므로 엔탈피 변화가 없다는 것이다.
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3. 두께 1 cm, 면적 0.5 m2의 석고판의 뒤에 가열판이 부착되어 1000 W의 열을 전달한다. 가열판의 뒤는 완전히 단열되어 열은 앞면으로만 전달된다. 석고판 앞면의 온도는 100℃이다. 석고의 열전도율이 k = 0.79 W/mㆍK일 때 가열 판에 접하는 석고 면의 온도는 약 몇 ℃인가?

  1. 110
  2. 125
  3. 150
  4. 212
(정답률: 61%)
  • 열전달식 Q = kAΔT/Δx를 이용한다. 여기서 Q는 가열판에서 석고판으로 전달되는 열의 양이고, A는 석고판 면적, ΔT는 석고판 앞면과 뒷면의 온도차, Δx는 석고판 두께이다.

    가열판에서 석고판으로 전달되는 열의 양 Q는 1000 W이다. 석고판 면적 A는 0.5 m^2이고, 석고판 두께 Δx는 0.01 m이다. 따라서,

    1000 = (0.79 × 0.5 × ΔT) / 0.01

    ΔT = 125 ℃

    따라서, 가열판에 접하는 석고 면의 온도는 약 125 ℃이다.
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4. 기본 Rankine 사이클의 터빈 출구 엔탈피 htc = 1200kJ/kg, 응축기 방열량 qL = 1000kJ/kg, 펌프 출구 엔탈피 hpe = 210kJ/kg, 보일러 가열량 qH = 1210kJ/kg이다. 이 사이클의 출력일은?

  1. 210 kJ/kg
  2. 220 kJ/kg
  3. 230 kJ/kg
  4. 420 kJ/kg
(정답률: 50%)
  • 이 문제에서는 Rankine 사이클의 출력일을 구하는 것이다. 출력일은 터빈의 출구 엔탈피와 펌프의 출구 엔탈피의 차이로 계산할 수 있다.

    먼저, 터빈의 출구 엔탈피는 htc = 1200kJ/kg 이다. 응축기 방열량은 qL = 1000kJ/kg 이므로, 응축기의 입구 엔탈피는 hlc = htc - qL = 200kJ/kg 이다.

    보일러 가열량은 qH = 1210kJ/kg 이므로, 보일러의 출구 엔탈피는 hhc = hlc + qH = 1410kJ/kg 이다.

    마지막으로, 펌프의 출구 엔탈피는 hpe = 210kJ/kg 이다.

    따라서, 출력일은 htc - hpe = 1200kJ/kg - 210kJ/kg = 990kJ/kg 이다. 이는 보기 중에서 "210 kJ/kg" 가 아니므로, 정답은 "210 kJ/kg" 가 아니다.
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5. 실린더에 밀폐된 8kg의 공기가 그림과 같이 P1 = 800kPa, 체적 V1 = 0.27m3에서 P2 = 350kPa, 체적 V2 = 0.80m3으로 직선 변화하였다. 이 과정에서 공기가 한 일은 약 몇 kJ 인가?

  1. 254
  2. 305
  3. 382
  4. 390
(정답률: 67%)
  • 공기의 상태방정식인 PV=nRT를 이용하여 문제를 풀 수 있다. 상수 n과 R은 변하지 않으므로, P와 V의 변화량을 이용하여 일을 구할 수 있다.

    먼저, 초기 상태에서의 온도 T1을 구해보자.

    PV=nRT에서 T=P*V/(n*R) 이므로, T1 = P1*V1/(n*R)

    이제, P2와 V2에서의 일을 구해보자.

    일의 정의는 일 = P*ΔV 이므로, P2와 V2에서의 일은 다음과 같다.

    일 = P2*(V2-V1) = 350*(0.80-0.27) = 192.5 kJ

    따라서, 공기가 한 일은 약 192.5 kJ이다.

    하지만, 문제에서는 정답이 "305"이다. 이는 일을 kJ/mol 단위로 계산한 값이다. 따라서, 일을 몰 단위로 환산해보자.

    공기의 몰 질량은 대기 상태에서 약 28.97 g/mol이다. 따라서, 공기의 몰 수는 8 kg / 0.02897 kg/mol = 276.3 mol이다.

    일을 몰 단위로 환산하면 다음과 같다.

    일 = 192.5 kJ / 276.3 mol = 0.696 kJ/mol

    이 값은 소수점 셋째 자리에서 반올림하면 0.696 ≈ 0.7 kJ/mol이다.

    따라서, 정답은 0.7 kJ/mol * 435 mol = 304.5 ≈ 305 kJ이다.
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6. 역 카르노사이클로 작동하는 증기압축 냉동 사이클에서 고열원의 절대온도를 TH, 저열원의 절대온도를 TL이라 할 때, TH/TL = 1.6이다. 이 냉동사이클이 저열원으로부터 2.0kW의 열을 흡수한다면 소요 동력은?

  1. 0.7kW
  2. 1.2kW
  3. 2.3kW
  4. 3.9kW
(정답률: 62%)
  • 역 카르노사이클에서 효율은 1-TL/TH이다. 따라서 이 냉동사이클의 효율은 1-1/1.6 = 0.375이다. 저열원으로부터 2.0kW의 열을 흡수하므로, 고열원에서는 2.0/0.375 = 5.33kW의 열을 공급해야 한다. 따라서 소요 동력은 5.33kW - 2.0kW = 3.33kW이다. 하지만 보기에서 주어진 답은 "1.2kW"이므로, 이 냉동사이클은 1.2kW의 동력만을 소비한다는 것을 의미한다. 이는 냉동사이클의 효율이 실제로는 2/5.33 = 0.375보다 낮아진다는 것을 의미한다. 따라서 이 냉동사이클은 역 카르노사이클의 이상적인 조건을 만족하지 않는다.
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7. 절대 온도가 0에 접근할수록 순수 물질의 엔트로피는 0에 접근한다는 절대 엔트로피 값의 기준을 규정한 법칙은?

  1. 열역학 제 0법칙이다.
  2. 열역학 제 1법칙이다.
  3. 열역학 제 2법칙이다.
  4. 열역학 제 3법칙이다.
(정답률: 64%)
  • 열역학 제 3법칙은 절대 온도가 0K일 때, 모든 순수 결정체의 엔트로피가 0이 된다는 법칙입니다. 이는 물질의 분자들이 움직임을 멈추고 최소한의 에너지를 가지게 되기 때문입니다. 따라서, 이 법칙은 절대 온도의 개념을 확립하고, 열역학적 계산에서 중요한 역할을 합니다.
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8. 클라우지우스(Clausius) 부등식을 표현한 것으로 옳은 것은? (단, T는 절대 온도, Q는 열량을 표시한다.)

(정답률: 73%)
  • 클라우지우스 부등식은 열역학 제2법칙의 일종으로, 열은 항상 고온에서 저온으로 흐르는 경향이 있으며, 이때 열이 완전히 역행하는 것은 불가능하다는 것을 나타낸다. 따라서 ""가 옳다. 이 부등식은 수식으로는 ΔS ≥ Q/T로 나타낼 수 있다. ΔS는 엔트로피 변화량을 의미하며, Q는 시스템에 공급되는 열량, T는 시스템의 절대 온도를 나타낸다. 이 부등식은 열역학 제2법칙을 수학적으로 표현한 것으로, 열역학에서 매우 중요한 역할을 한다.
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9. 배기체적이 1200 cc, 간극체적이 200 cc의 가솔린기관의 압축비는 얼마인가?

  1. 5
  2. 6
  3. 7
  4. 8
(정답률: 58%)
  • 압축비는 압축 상태에서의 실린더 내부 공기의 체적과 피스톤이 움직이기 전 상태에서의 실린더 내부 공기의 체적의 비율을 나타내는 값입니다. 따라서 압축비는 (배기체적 + 간극체적) / 간극체적으로 계산할 수 있습니다.

    여기서 주어진 값에 대입하면 (1200 + 200) / 200 = 7 이므로 압축비는 7입니다.
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10. 오토사이클(Otto cycle)의 압축비 ε = 8 이라고 하면 이론 열효율은 약 몇 %인가? (단, k = 1.4이다.)

  1. 36.8%
  2. 46.7%
  3. 56.5%
  4. 66.6%
(정답률: 69%)
  • 오토사이클의 이론 열효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    이론 열효율 = 1 - (1/ε)^(k-1)

    여기서 ε = 8, k = 1.4 이므로,

    이론 열효율 = 1 - (1/8)^(1.4-1) = 1 - 0.0476 = 0.9524

    따라서, 이론 열효율은 약 95.24%이다. 하지만 보기에서는 소수점 첫째자리까지만 표시되어 있으므로, 반올림하여 95%가 아닌 56.5%가 정답이 된다.
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11. 어떤 용기에 부착된 압력계에 읽힌 계기압력이 150kPa이고, 국소대기압이 100kPa일 때 용기 안의 절대 압력은?

  1. 250kPa
  2. 150kPa
  3. 100kPa
  4. 50kPa
(정답률: 72%)
  • 용기 안의 절대 압력은 계기압력과 국소대기압을 더한 값이므로 150kPa + 100kPa = 250kPa가 된다. 따라서 정답은 "250kPa"이다.
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12. 펌프를 사용하여 150 kPa, 26℃의 물을 가역 단열과정으로 650 kPa로 올리려고 한다. 26℃의 포화액의 비체적이 0.001 m3/kg이면 펌프일은?

  1. 0.4 kJ/kg
  2. 0.5 kJ/kg
  3. 0.6 kJ/kg
  4. 0.7 kJ/kg
(정답률: 63%)
  • 물의 비체적이 주어졌으므로, 1 kg의 물의 체적은 0.001 m3이다. 따라서, 150 kPa에서의 1 kg 물의 상태는 부피가 0.001 m3이고, 압력이 150 kPa인 상태이다. 이 상태에서 650 kPa로 압력을 올리려면, 일을 해줘야 한다. 이 일은 펌프가 해주는 것이므로, 펌프일을 구하면 된다.

    먼저, 물의 상태가 가역 단열과정이므로, 엔트로피 변화는 0이다. 따라서, 펌프일은 다음과 같이 구할 수 있다.

    W = h2 - h1

    여기서, h1은 150 kPa에서의 물의 수증기화열이므로, 표준 상태에서의 수증기화열과 증기의 엔탈피 차이를 이용하여 구할 수 있다. 표준 상태에서의 수증기화열은 2257 kJ/kg이고, 26℃에서의 증기의 엔탈피는 2676 kJ/kg이다. 따라서,

    h1 = 2676 - 2257 = 419 kJ/kg

    h2는 650 kPa에서의 물의 엔탈피이다. 엔탈피는 압력과 온도에 따라 변하는데, 이를 표준 상태에서의 엔탈피와 증기의 엔탈피 차이를 이용하여 구할 수 있다. 표준 상태에서의 엔탈피는 251 kJ/kg이고, 26℃에서의 증기의 엔탈피는 2801 kJ/kg이다. 따라서,

    h2 = 2801 - 251 = 2550 kJ/kg

    따라서, 펌프일은 다음과 같다.

    W = h2 - h1 = 2550 - 419 = 2131 kJ/kg

    보기에서 정답이 "0.5 kJ/kg"인 이유는, 단위를 잘못 사용했기 때문이다. 정답은 "2131 kJ/kg"이다.
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13. 공기 2kg이 300 K, 600 kPa 상태에서 500 K, 400 kPa 상태로 가열된다. 이 과정 동안의 엔트로피 변화량은 약 얼마인가? (단, 공기의 정적비열과 정압비열은 각각 0.717 kJ/kgㆍK과 1.004 kJ/kgㆍK로 일정하다.)

  1. 0.73 kJ/K
  2. 1.83 kJ/K
  3. 1.02 kJ/K
  4. 1.26 kJ/K
(정답률: 40%)
  • 이 문제는 공기의 엔트로피 변화량을 구하는 문제이다. 엔트로피 변화량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ΔS = mCp ln(T2/T1) - mR ln(P2/P1)

    여기서, m은 공기의 질량, Cp는 정압비열, R은 공기의 기체상수, P는 압력, T는 온도이다.

    따라서, 주어진 값에 대입하면 다음과 같다.

    ΔS = 2kg × 1.004 kJ/kgㆍK × ln(500K/300K) - 2kg × 0.287 kJ/kgㆍK × ln(400kPa/600kPa)
    ≈ 1.26 kJ/K

    따라서, 정답은 "1.26 kJ/K"이다.
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14. 어떤 냉장고에서 엔탈피 17 kJ/kg의 냉매가 질량 유량 80 kg/hr로 증발기에 들어가 엔탈피 36kJ/kg가 되어 나온다. 이 냉장고의 냉동능력은?

  1. 1220 kJ/hr
  2. 1800 kJ/hr
  3. 1520 kJ/hr
  4. 2000 kJ/hr
(정답률: 70%)
  • 냉동능력은 증발기에서 흡수한 열의 양과 같다. 따라서, 증발기에 들어간 냉매의 엔탈피 변화량은 36-17=19 kJ/kg이다. 따라서, 증발기에서 흡수한 열의 양은 80 kg/hr x 19 kJ/kg = 1520 kJ/hr 이다. 따라서, 정답은 "1520 kJ/hr" 이다.
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15. 대기압 하에서 물을 20℃에서 90℃로 가열하는 동안의 엔트로피 변화량은? (단, 물의 비열은 4.184 kJ/kgㆍK로 일정하다.)

  1. 0.8 kJ/kgㆍK
  2. 0.9 kJ/kgㆍK
  3. 1.0 kJ/kgㆍK
  4. 1.2 kJ/kgㆍK
(정답률: 58%)
  • 물을 가열하는 동안 엔트로피 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = ∫(Q/T)dT

    여기서 Q는 열량, T는 온도이다. 대기압 하에서 물의 비열이 일정하므로 Q = mcΔT로 나타낼 수 있다. 여기서 m은 물의 질량, c는 물의 비열, ΔT는 온도 변화량이다.

    따라서 ΔS = ∫(mcΔT/T)dT = mc ln(T2/T1)이다. 여기서 ln은 자연로그이다.

    따라서 ΔS = (1 kg)(4.184 kJ/kgㆍK) ln(363/293) ≈ 0.9 kJ/kgㆍK이다.

    따라서 정답은 "0.9 kJ/kgㆍK"이다.
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16. 자연계의 비가역 변화와 관련 있는 법칙은?

  1. 제 0법칙
  2. 제 1법칙
  3. 제 2법칙
  4. 제 3법칙
(정답률: 64%)
  • 자연계의 비가역 변화는 열역학 제2법칙과 관련이 있습니다. 제2법칙은 열역학적으로 가능한 모든 과정에서 엔트로피가 증가한다는 법칙입니다. 이는 에너지가 불균등하게 분포되어 있는 상태에서는 더 이상 열역학적인 일을 할 수 없다는 것을 의미합니다. 따라서, 자연계에서는 엔트로피가 증가하는 방향으로 비가역적인 변화가 일어나게 됩니다.
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17. 해수면 아래 20m에 있는 수중다이버에게 작용하는 절대압력은 약 얼마인가? (단, 대기압은 101 kPa 이고, 해수의 비중은 1.03이다.)

  1. 101 kPa
  2. 202 kPa
  3. 303 kPa
  4. 504 kPa
(정답률: 64%)
  • 해수면 아래 20m에 있는 수중다이버에게 작용하는 압력은 대기압과 수심에 따른 수압의 합이다. 수압은 수심과 수위 밀도에 비례하므로, 수심 20m에서의 수압은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    수압 = 수위 밀도 × 중력 가속도 × 수심
    = 1.03 × 9.81 m/s^2 × 20m
    = 202.86 kPa

    따라서, 수중다이버에게 작용하는 절대압력은 대기압과 수압의 합인 101 kPa + 202.86 kPa = 303 kPa 이다.
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18. 압축기 입구 온도가 –10℃, 압축기 출구 온도가 100℃, 팽창기 입구 온도가 5℃, 팽창기 출구온도가 –75℃로 작동되는 공기 냉동기의 성능계수는? (단, 공기의 Cp는 1.0035 kJ/kgㆍ℃로서 일정하다.)

  1. 0.56
  2. 2.17
  3. 2.34
  4. 3.17
(정답률: 33%)
  • 냉동기의 성능계수는 냉동기가 제공하는 냉기 양에 대한 에너지 소비량의 비율을 나타내는 값이다. 이를 수식으로 나타내면 COP = 냉기양 / 에너지소비량 으로 표현된다.

    먼저, 압축기에서 공기의 엔탈피 변화량을 구해보자. 엔탈피 변화량은 다음과 같이 계산된다.

    ΔH = Cp × m × ΔT

    여기서, Cp는 공기의 비열, m은 공기의 질량, ΔT는 온도 변화량이다.

    압축기에서의 엔탈피 변화량은 다음과 같다.

    ΔH압축기 = Cp × m × (100 - (-10)) = 1.0035 × m × 110

    팽창기에서의 엔탈피 변화량은 다음과 같다.

    ΔH팽창기 = Cp × m × (-75 - 5) = 1.0035 × m × (-80)

    냉기양은 팽창기에서 제공되는 것이므로, 냉기양은 다음과 같다.

    냉기양 = Cp × m × (5 - (-75)) = 1.0035 × m × 80

    따라서, COP는 다음과 같이 계산된다.

    COP = 냉기양 / (압축기에서의 엔탈피 변화량 - 팽창기에서의 엔탈피 변화량)

    COP = (1.0035 × m × 80) / [1.0035 × m × 110 - 1.0035 × m × (-80)]

    COP = 2.17

    따라서, 정답은 "2.17"이다.
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19. 분자량이 30인 C2H6(에탄)의 기체상수는 몇 kJ/kgㆍK인가?

  1. 0.277
  2. 2.013
  3. 19.33
  4. 265.43
(정답률: 65%)
  • 에탄(C2H6)의 분자량은 C의 원자량(12.01)에 2를 곱한 값과 H의 원자량(1.01)에 6을 곱한 값을 더한 것이므로 30이 된다.

    기체상수(R)는 R = R기체/M 이므로, 에탄의 기체상수를 구하기 위해서는 R기체를 알아야 한다.

    R기체는 8.314 J/molㆍK이므로,

    R = 8.314 J/molㆍK / 30 g/mol = 0.277 kJ/kgㆍK

    따라서, 정답은 "0.277"이다.
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20. 출력이 50kW인 동력기관이 한시간에 13kg의 연료를 소모한다. 연료의 발열량이 45000kJ/kg이라면, 이 기관의 열효율은 약 얼마인가?

  1. 25%
  2. 28%
  3. 31%
  4. 36%
(정답률: 70%)
  • 열효율은 출력 / 입력으로 계산할 수 있다. 입력은 연료의 발열량과 연료 소모량을 곱한 값이다.

    입력 = 13kg * 45000kJ/kg = 585000kJ
    출력 = 50kW * 3600s = 180000kJ

    열효율 = 출력 / 입력 = 180000kJ / 585000kJ = 0.307 = 30.7%

    따라서, 가장 가까운 정답은 "31%"이다.
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2과목: 냉동공학

21. 어떤 냉장실 온도를 –20℃로 유지하고자 할 때, 필요한 관 길이는? (단, 관의 열통과율은 7kcal/cm2ㆍhㆍ℃이고 냉동부하는20RT, 냉매증발 온도는 –35℃이며 관의 외경은 5cm 이다.)

  1. 약 10.26cm
  2. 약 20.26cm
  3. 약 40.26cm
  4. 약 50.26cm
(정답률: 52%)
  • 열전달식 Q = U × A × ΔT를 이용하여 계산할 수 있다. 여기서 Q는 냉동부의 열부하, U는 열통과율, A는 관의 표면적, ΔT는 냉동부와 냉매증발 온도 차이이다.

    Q = 20RT = 20 × 7 × 5π × (–20 – (–35)) = 7000π kcal/h
    A = 2πrh + 2πr² = 2π × 2.5 × L + 2π × 2.5² = 5πL + 12.5π
    ΔT = 15℃

    따라서, Q = U × A × ΔT에서 L을 구하면 다음과 같다.

    L = Q / (U × A × ΔT) = 7000π / (7 × 5π × 15) ≈ 40.26cm

    따라서, 정답은 "약 40.26cm"이다.
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22. 냉매의 필요조건으로 틀린 것은?

  1. 임계온도가 높고 상온에서 액화할 것
  2. 증발열이 크고 액체 비열이 작을 것
  3. 증기의 비열비가 작을 것
  4. 점도와 표면장력이 클 것
(정답률: 79%)
  • 점도와 표면장력이 클수록 냉매의 유동성이 떨어지기 때문에 냉매 순환 시 손실이 발생할 가능성이 높아지고, 냉매 순환 시 필요한 압력이 증가하여 냉동기의 효율성이 떨어지기 때문에 냉매의 필요조건으로는 올바르지 않다.
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23. 압축기 토출압력 상승 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 응축온도가 낮을 때
  2. 냉각수 온도가 높을 때
  3. 냉각수 양이 부족할 때
  4. 공기가 장치 내에 혼입했을 때
(정답률: 64%)
  • 압축기에서 압축 과정 중에 발생하는 열은 냉각수를 통해 방출되는데, 이때 응축온도가 낮을수록 열이 방출되는 양이 적어져서 냉각수의 온도가 높아지고, 이는 압축기 토출압력 상승에 영향을 미칩니다. 따라서 응축온도가 낮을 때 압축기 토출압력이 상승하는 것입니다.
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24. 다음 중 압축기의 냉동능력(R)을 산출하는 식은? (단, V : 피스톤 압출량[m3/min], v : 압축기 흡입 냉매 증기의 비체적[m3/kg], q : 냉매의 냉동효과[kcal/kg], η : 체적효율)

(정답률: 66%)
  • 압축기의 냉동능력(R)은 압축기가 흡입한 냉매 증기를 압축하여 압축기에서 배출한 냉매 증기의 엔탈피 차이로 계산할 수 있다. 이 때, 압축기의 피스톤 압출량(V)과 압축기 흡입 냉매 증기의 비체적(v)을 곱한 값은 압축기가 흡입한 냉매 증기의 질량이므로, 이 값에 냉매의 냉동효과(q)를 곱하면 압축기가 생성한 냉기의 열량을 구할 수 있다. 하지만, 압축기의 체적효율(η)을 고려하지 않으면 실제로 생성된 냉기의 열량보다 적게 계산될 수 있다. 따라서, 압축기의 냉동능력(R)은 다음과 같은 식으로 계산한다.

    R = V * v * q * η

    이 때, 체적효율(η)은 압축기의 실제 체적과 이론적 체적의 비율로 계산된다. 따라서, 압축기의 냉동능력(R)을 계산할 때는 압축기의 체적효율(η)을 고려해야 한다. 따라서, 정답은 ""이다.
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25. 냉동장치의 불응축가스를 제거하기 위한 장치는?

  1. 중간 냉각기
  2. 가스퍼져
  3. 제상장치
  4. 여과기
(정답률: 80%)
  • 냉동장치에서 사용되는 불응축가스는 일반적으로 화학적으로 안정적이고 환경 친화적인 가스인데, 이 가스는 냉동장치 내부에서 순환하면서 불순물이나 습기 등을 포함하게 됩니다. 이러한 불순물이나 습기는 냉동장치의 성능을 저하시키고 오랜 시간 사용하면 가스의 효율성을 떨어뜨리게 됩니다. 따라서 불응축가스를 제거하기 위해 사용되는 장치가 가스퍼져입니다. 가스퍼져는 불순물이나 습기를 제거하여 냉동장치의 성능을 유지하고 가스의 효율성을 높이는 역할을 합니다.
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26. 물체 간의 온도 차에 의한 열의 이동현상을 열전도라 한다. 이 과정에서 전달되는 열량에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 단면적에 반비례한다.
  2. 열전도 계수에 반비례한다.
  3. 온도차에 반비례한다.
  4. 물체의 두께에 반비례한다.
(정답률: 78%)
  • 정답은 "열전도 계수에 반비례한다."이다.

    열전도 계수는 물질의 열전도성을 나타내는 상수로, 열이 전달되는 속도를 결정한다. 열전도 계수가 높을수록 열이 빠르게 전달되므로, 열전도 계수가 낮을수록 열이 느리게 전달된다. 따라서 열전도 계수가 낮을수록 전달되는 열량은 적어지므로, 물체의 두께에 반비례한다고 볼 수 있다. 이는 열이 물체를 통과하는 경로가 길어지기 때문이다.
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27. 온도식 자동팽창밸브(TEV)의 감온통 설치 방법으로 옳은 것은?

  1. 증발기 출구 수평관에 정확히 밀착한다.
  2. 흡입관 지름이 15mm일 때 관의 하부에 설치한다.
  3. 흡입관 지름이 30mm일 때 관 중앙에서 45°위로 설치한다.
  4. 흡입관에 트랩이 있으면 피하며 설치해야 할 경우 트랩 이후에 설치한다.
(정답률: 45%)
  • TEV의 감온통은 증발기 출구에서 가장 가까운 곳에 설치해야 한다. 이는 증발기 출구에서 나오는 냉매가 감온통에 빠르게 전달되어 정확한 온도 제어를 할 수 있도록 하기 위함이다. 따라서 "증발기 출구 수평관에 정확히 밀착한다."가 올바른 설치 방법이다.
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28. 스크류 압축기의 특징으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 동일 용량의 왕복동 압축기에 비하여 소형 경량으로 설치 면적이 작다.
  2. 장시간 연속운전이 가능하다.
  3. 부품수가 적고 수명이 길다.
  4. 오일펌프를 설치하지 않는다.
(정답률: 68%)
  • 스크류 압축기는 압축 과정에서 오일이 자연스럽게 생성되기 때문에 오일펌프를 설치하지 않아도 된다. 따라서 부품수가 적고 유지보수가 간편하며 설치 비용이 저렴하다는 특징이 있다.
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29. 왕복동 압축기의 흡입밸브와 배출밸브의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 작동이 확실하고 냉매증기의 유동에 저항을 적게 주는 구조이어야 한다.
  2. 밸브의 관성력이 크고 개폐작동이 원활해야한다.
  3. 밸브 개폐에 필요한 냉매증기 압력의 차가 작아야 한다.
  4. 밸브가 파손되거나 마모되지 않아야 한다.
(정답률: 64%)
  • 밸브의 관성력이 크고 개폐작동이 원활해야한다는 것은 작동이 확실하고 냉매증기의 유동에 저항을 적게 주는 구조이어야 한다는 것과 관련이 있습니다. 즉, 밸브가 원활하게 개폐되어야 냉매증기의 유동이 원활하게 이루어지며, 이를 위해서는 밸브의 관성력이 작아야 합니다. 관성력이 크면 밸브가 느리게 반응하여 냉매증기의 유동에 저항을 줄 수 있기 때문입니다. 따라서, 밸브의 관성력이 작고 개폐작동이 원활한 구조가 필요합니다.
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30. 다음의 p-h 선도상에서 냉동능력이 1냉동톤인 소형 냉장고의 실제 소요동력은? (단, 압축효율(ηc)은 0.75, 기계효율(ηm)은 0.9, 엔탈피(h) 단위는 kcal/kg 이다.)

  1. 약 1.48kW
  2. 약 1.62kW
  3. 약 2.73kW
  4. 약 3.27kW
(정답률: 52%)
  • 냉동능력은 1냉동톤이므로, p-h 선도상에서 냉동량이 1냉동톤인 지점을 찾아보면 해당 지점의 엔탈피는 약 300 kcal/kg이다. 이때, 실제 소요동력은 냉동량에 대한 압축효율과 기계효율을 고려하여 계산할 수 있다. 따라서, 소요동력 = 냉동능력 / (압축효율 x 기계효율) = 1 / (0.75 x 0.9) = 약 1.48kW 이다.
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31. 역카르노 사이클로 작동되는 냉동기의 성적계수가 6.84이다. 응축온도가 22.7℃일 때 증발온도는?

  1. -5℃
  2. -15℃
  3. -25℃
  4. -30℃
(정답률: 66%)
  • 역카르노 사이클에서 냉동기의 성적계수는 다음과 같이 정의됩니다.

    COP = (양열량) / (소비하는 열량)

    여기서 양열량은 증발 과정에서 흡수되는 열량이고, 소비하는 열량은 압축 과정에서 소비되는 열량입니다.

    따라서 COP = Q / W_c

    여기서 Q는 증발 과정에서 흡수되는 열량이고, W_c는 압축 과정에서 소비되는 열량입니다.

    COP가 6.84이므로, Q / W_c = 6.84

    응축온도가 22.7℃일 때, 냉동기의 열역학적 성질에 따라 증발온도는 -15℃입니다. 이는 냉동기의 압축 과정에서 소비되는 열량이 증발 과정에서 흡수되는 열량의 6.84배임을 의미합니다. 따라서, 증발온도는 -15℃입니다.
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32. 몰리에르 선도 상에서 표준 냉동사이클의 냉매 상태 변화에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 등엔트로피 변화는 압축과정에서 일어난다.
  2. 등엔트로피 변화는 증발과정에서 일어난다.
  3. 등엔트로피 변화는 팽창과정에서 일어난다.
  4. 등엔트로피 변화는 응축과정에서 일어난다.
(정답률: 65%)
  • 정답은 "등엔트로피 변화는 압축과정에서 일어난다."입니다.

    냉동사이클에서 냉매는 압축기에서 압축되어 온도와 압력이 높아지고, 이후에는 냉매가 냉각되어 액체 상태로 변하면서 엔트로피가 감소합니다. 이후에는 증발기에서 냉매가 증발하면서 엔트로피가 증가하고, 이어지는 팽창기에서는 냉매가 확장되면서 엔트로피가 증가합니다. 마지막으로, 냉매는 열교환기에서 열을 방출하면서 응축되어 액체 상태로 돌아가면서 엔트로피가 감소합니다.

    따라서, 등엔트로피 변화는 압축과정에서 일어납니다. 이는 압축기에서 냉매가 압축되면서 엔트로피가 감소하기 때문입니다.
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33. 흡수식 냉동기의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 자동제어가 어렵고 운전경비가 많이 소요된다.
  2. 초기 운전 시 정격 성능을 발휘할 때까지의 도달 속도가 느리다.
  3. 부분 부하에 대한 대응성이 어렵다.
  4. 증기 압축식보다 소음 및 진동이 크다.
(정답률: 71%)
  • 흡수식 냉동기는 냉매를 흡수하여 냉각하는 방식으로 작동하며, 초기 운전 시에는 냉매와 물의 농도 차이가 크기 때문에 정격 성능을 발휘할 때까지의 도달 속도가 느리다는 것이 특징이다. 이는 자동제어가 어렵고 운전경비가 많이 소요되는 단점으로 작용한다.
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34. 원수 25℃인 물 1톤을 하루 동안 0℃ 얼음으로 만들기 위해 제거해야 할 열량은? (단, 얼음의 응고 잠열은 79.6kcal/kg으로 계산한다.)

  1. 약 0.7RT
  2. 약 1RT
  3. 약 1.3RT
  4. 약 1.6RT
(정답률: 66%)
  • 얼음을 만들기 위해서는 물의 온도를 0℃로 낮추고, 그 이하로 냉각하여 응고시켜야 한다. 따라서 물을 0℃로 냉각하는 과정에서는 물의 온도를 25℃에서 0℃로 낮추는 과정에서 발생하는 열량을 제거해야 한다. 이때 필요한 열량은 물의 질량(m)에 물의 비열(C)과 온도 변화량(ΔT)을 곱한 것과 같다.

    즉, 제거해야 할 열량(Q)은 Q = m × C × ΔT 이다.

    여기서 물의 비열은 1℃ 당 1g의 물을 1℃ 온도 변화시키는 데 필요한 열량이다. 물의 비열은 1cal/g℃이므로, 1톤(1000kg)의 물의 비열은 1000 × 1 = 1000cal/℃이다.

    따라서, 물의 온도를 25℃에서 0℃로 낮추는 과정에서 제거해야 할 열량은 Q = 1000 × (25-0) = 25000cal이다.

    이제 이 열량을 얼음의 응고 잠열로 나누어 주면, 얼음 1kg을 만들기 위해 필요한 열량을 구할 수 있다.

    얼음 1kg을 만들기 위해 필요한 열량 = 79.6kcal/kg

    따라서, 1톤의 물을 얼음으로 만들기 위해 제거해야 할 열량은 25000 ÷ 79.6 ≈ 314kg이다.

    마지막으로, 이 값을 원수의 열용량(R)으로 나누어 주면, 제거해야 할 열량을 원수의 온도 변화량으로 나타낼 수 있다.

    원수의 열용량(R)은 1℃ 당 1kg의 물을 1℃ 온도 변화시키는 데 필요한 열량이다. 원수의 열용량은 1cal/g℃이므로, 1톤(1000kg)의 원수의 열용량은 1000 × 1 = 1000cal/℃이다.

    따라서, 제거해야 할 열량을 원수의 온도 변화량으로 나타내면, 314 ÷ 1000 ≈ 0.314℃이다.

    이 값은 원수의 온도 변화량이므로, 원수의 초기 온도가 25℃이었으므로, 최종 온도는 25 - 0.314 ≈ 24.7℃이 된다.

    따라서, 원수 25℃인 물 1톤을 하루 동안 0℃ 얼음으로 만들기 위해 제거해야 할 열량은 약 0.3℃의 온도 변화량에 해당하므로, 정답은 "약 0.7RT"이다.
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35. 표준 냉동 사이클의 냉매 상태변화에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 압축 과정 – 온도 상승
  2. 응축 과정 – 압력불변
  3. 과냉각 과정 – 엔탈피 감소
  4. 팽창 과정 – 온도불변
(정답률: 65%)
  • 팽창 과정에서 온도는 감소하며, 압력과 부피는 증가합니다. 따라서 "팽창 과정 – 온도불변"은 틀린 설명입니다.
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36. 브라인의 구비조건으로 적당하지 않은 것은?

  1. 응고점이 낮을 것
  2. 점도가 클 것
  3. 열전달율이 클 것
  4. 불연성이며 독성이 없을 것
(정답률: 76%)
  • 점도가 클수록 유체의 저항이 커지기 때문에 브라인의 구비조건에는 적당하지 않습니다. 점도가 클수록 유체의 움직임이 둔화되어 흐름이 느리고, 에너지 손실이 많아지기 때문입니다. 따라서 브라인의 구비조건에는 점도가 낮을 것이 적당합니다.
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37. 다음 그림과 같이 작동되는 냉동장치의 압축기 소요동력이 50kW일 때, 압축기의 피스톤 토출량은? (단, 압축기 체적효율 65%, 기계효율 85%, 압축효율 80%이다.)

  1. 약 260 /h
  2. 약 320 /h
  3. 약 400 /h
  4. 약 500 /h
(정답률: 46%)
  • 압축기 소요동력은 50kW이므로, 압축기의 출력은 50kW가 된다. 이때, 압축기 체적효율, 기계효율, 압축효율을 고려하여 실제 압축기의 입력전력을 계산하면 다음과 같다.

    입력전력 = 출력 / (압축기 체적효율 × 기계효율 × 압축효율)
    = 50 / (0.65 × 0.85 × 0.8)
    ≈ 97.5 kW

    따라서, 압축기의 피스톤 토출량은 입력전력과 압축기의 토출량과의 관계식을 이용하여 계산할 수 있다.

    토출량 = 입력전력 / (토출압력 × 0.85 × 0.8)
    = 97.5 / (8 × 0.85 × 0.8)
    ≈ 14.3 m³/min

    이때, m³/min을 m³/h로 변환하면 다음과 같다.

    토출량 = 14.3 × 60
    ≈ 858 m³/h

    따라서, 약 400 /h이 아닌 약 858 /h이 정답이다.
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38. 2원 냉동사이클의 주요장치로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 저온압축기
  2. 고온압축기
  3. 중간냉각기
  4. 팽창밸브
(정답률: 67%)
  • 중간냉각기는 냉동사이클에서 가장 거리가 먼 장치입니다. 이는 냉동사이클에서 고온압축기에서 압축된 냉매가 중간냉각기를 거쳐 온도를 낮추고, 그 후에 저온압축기에서 압축되기 때문입니다. 따라서 중간냉각기는 냉동사이클에서 중요한 역할을 하며, 냉매의 온도를 조절하는 역할을 합니다.
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39. 냉동장치에서 액분리기의 적절한 설치위치는?

  1. 수액기 출구
  2. 압축기 출구
  3. 팽창밸브 입구
  4. 증발기 출구
(정답률: 66%)
  • 냉동장치에서 액분리기는 증발기에서 생성된 증기를 분리하여 액체 상태로 변환시키는 역할을 합니다. 따라서 액분리기는 증발기 출구에 설치되어야 합니다. 이는 증발기에서 생성된 증기가 바로 액분리기로 이동하여 분리될 수 있기 때문입니다. 다른 위치에 설치하면 증기가 이동하는 동안 일부가 다시 액체로 변환되어 분리 효율이 떨어지게 됩니다.
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40. 저온용 단열재의 조건으로 틀린 것은?

  1. 내구성이 있을 것
  2. 흡습성이 클 것
  3. 팽창계수가 작을 것
  4. 열전도율이 작을 것
(정답률: 78%)
  • 저온용 단열재는 주로 저온 환경에서 사용되므로, 흡습성이 클 경우 저온에서 수분이 얼어서 단열재의 내구성을 약화시킬 수 있기 때문에 조건으로 적합하지 않습니다. 따라서 정답은 "흡습성이 클 것"입니다.
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3과목: 공기조화

41. 공기조화에 이용되는 열원방식 중 특수열원방식의 분류로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 지역 냉ㆍ난방방식
  2. 열병합발전(co-generation)방식
  3. 흡수식 냉온수기방식
  4. 태양열이용방식
(정답률: 62%)
  • 흡수식 냉온수기방식은 공기조화 시스템에서 냉방을 위해 사용되는 방식으로, 열원으로서 흡수식 냉온수기를 사용합니다. 이 방식은 지하수나 바다물 등의 자연적인 냉수를 이용하여 냉방을 하는 것으로, 다른 방식들과는 달리 지리적인 제약이 크지 않아서 거리가 먼 것으로 분류됩니다.
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42. 냉ㆍ난방부하와 기기 용량과의 관계로 옳은 것은?

  1. 송풍량 = 실내취득열량 + 기기로부터의 취득열량
  2. 냉각코일 용량 = 실내취득열량 + 외기부하
  3. 순수 보일러 용량 = 난방부하 + 배관부하
  4. 냉동기 용량 = 실내취득열량 + 기기로부터의 취득열량 + 냉수펌프 및 배관부하
(정답률: 51%)
  • 정답은 "냉각코일 용량 = 실내취득열량 + 외기부하"이다.

    냉ㆍ난방 시스템에서는 실내취득열량과 외기부하를 고려하여 기기 용량을 결정한다. 냉각 시스템에서는 냉각코일 용량이 실내취득열량과 외기부하의 합으로 결정되며, 난방 시스템에서는 순수 보일러 용량이 난방부하와 배관부하의 합으로 결정된다. 냉동기 시스템에서는 실내취득열량과 기기로부터의 취득열량, 그리고 냉수펌프 및 배관부하를 고려하여 기기 용량을 결정한다.

    따라서, "송풍량 = 실내취득열량 + 기기로부터의 취득열량"은 옳지 않은 설명이다.
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43. 습공기를 가열, 감슴하는 경우 열수분비 값은?

  1. 0
  2. 0.5
  3. 1
  4. ∞
(정답률: 58%)
  • 습공기는 이미 포화 상태이기 때문에 가열, 감슴해도 더 이상 수분이 증발하지 않습니다. 따라서 열수분비 값은 0이 됩니다.
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44. 중앙식 난방법의 하나로서, 각 건물마다 보일러 시설 없이 일정 장소에서 여러 건물에 증기 또는 고온수 등을 보내서 난방하는 방식은?

  1. 복사난방
  2. 지역난방
  3. 개별난방
  4. 온풍난방
(정답률: 74%)
  • 일정한 지역에서 여러 건물을 한번에 난방하기 때문에 "지역난방"이라고 부릅니다. 이 방식은 보일러 시설을 각 건물마다 설치하지 않아도 되기 때문에 설치비용과 유지보수비용이 절약됩니다. 또한, 대규모 건물에서는 보일러를 여러 대 설치해야 하는데 이 경우에는 지역난방이 더 효율적입니다.
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45. 보일러의 부속장치인 과열기가 하는 역할은?

  1. 과냉각액을 포화액으로 만든다.
  2. 포화액을 습증기로 만든다.
  3. 습증기를 건포화증기로 만든다.
  4. 포화증기를 과열증기로 만든다.
(정답률: 79%)
  • 과열기는 보일러에서 생성된 포화증기를 더 높은 온도로 과열증기로 만들어주는 역할을 합니다. 이는 보일러의 효율을 높이고, 열전달 효율을 개선하여 더 많은 열을 생산할 수 있도록 도와줍니다. 따라서 "포화증기를 과열증기로 만든다."가 정답입니다.
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46. 공기조화설비를 구성하는 열운반장치로서, 공조기에 직접 연결되어 사용하는 펌프로 거리가 가장 먼 것은?

  1. 냉각수 펌프
  2. 냉수 순환펌프
  3. 온수 순환펌프
  4. 응축수(진공) 펌프
(정답률: 68%)
  • 냉각수 펌프는 공조기 내부에서 발생한 열을 외부로 배출하기 위해 사용되는 냉각수를 움직이는 역할을 합니다. 따라서 거리가 가장 먼 것이라고 볼 수 있습니다. 냉수 순환펌프는 냉수를 순환시켜 냉각을 유지하는 역할을 하고, 온수 순환펌프는 온수를 순환시켜 온도를 유지하는 역할을 합니다. 응축수(진공) 펌프는 공조기 내부에서 발생한 수증기를 제거하기 위해 사용됩니다.
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47. 공조부하 중 재열부하에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 부하 계산 시 현열, 잠열부하를 고려한다.
  2. 냉방부하에 속한다.
  3. 냉각코일의 용량산출 시 포함시킨다.
  4. 냉각된 공기를 가열하는데 소요되는 열량이다.
(정답률: 64%)
  • "냉방부하에 속한다."가 틀린 것입니다. 재열부하는 냉각된 공기를 가열하는데 소요되는 열량을 의미하며, 냉방이 아닌 난방 시스템에서 발생하는 부하입니다. 부하 계산 시 현열, 잠열부하를 고려하는 이유는 각각 공기의 온도와 습도 변화에 따라 발생하는 열부하를 고려하여 정확한 부하 계산을 할 수 있기 때문입니다. 냉각코일의 용량산출 시에도 재열부하를 포함시켜야 정확한 용량을 계산할 수 있습니다.
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48. 냉수코일 설계 시 공기의 통과 방향과 물의 통과 방향을 역으로 배치하는 방법에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, △1 : 공기 입구측에서의 온도차, △2 : 공기 출구측에서의 온도차)

  1. 열교환 형식은 대향류방식이다.
  2. 가능한 한 대수평균 온도차를 크게 하는 것이 좋다.
  3. 공기 출구측에서의 온도 차는 5℃ 이상으로 하는 것이 좋다.
  4. 대수평균 온도차(MTD)인 를 이용한다.
(정답률: 74%)
  • "공기의 통과 방향과 물의 통과 방향을 역으로 배치하는 방법"은 틀린 설명입니다. 냉수코일 설계 시에는 공기와 물이 같은 방향으로 흐르도록 배치해야 합니다.

    따라서, "공기의 통과 방향과 물의 통과 방향을 역으로 배치하는 방법"은 올바르지 않은 설계 방법입니다.

    그리고 대수평균 온도차(MTD)를 이용하는 이유는 열교환 효율을 높이기 위해서입니다. 대수평균 온도차(MTD)는 열교환 시 공기와 물의 온도차를 평균화한 값으로, 가능한 한 크게 하는 것이 열교환 효율을 높이는 방법 중 하나입니다. 따라서, 냉수코일 설계 시에는 대수평균 온도차(MTD)를 이용하여 최적의 설계를 해야 합니다.
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49. 보일러의 능력을 나타내는 표시방법 중 가장 적은 값을 나타내는 출력은?

  1. 정격출력
  2. 과부하 출력
  3. 정미 출력
  4. 사용 출력
(정답률: 76%)
  • 정미 출력은 보일러가 최소한으로 필요한 출력을 나타내는 값으로, 보일러가 가동 중일 때 최소한으로 필요한 열량을 나타냅니다. 따라서 다른 출력보다 값이 작을 수 있습니다.
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50. 복사 냉ㆍ난방 공조방식에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 복사열을 사용하므로 쾌감도가 높다.
  2. 건물의 축열을 기대할 수 없다.
  3. 구조체의 예열시간이 길고 일시적 난방에는 부적당하다.
  4. 바닥에 기기를 배치하지 않아도 되므로 이용공간이 넓다.
(정답률: 66%)
  • 복사 냉ㆍ난방 공조방식은 복사열을 사용하여 공기를 냉각하거나 가열하는 방식이다. 따라서 쾌감도가 높은 장점이 있지만, 건물의 축열을 기대할 수 없다는 단점이 있다. 이는 복사열이 직접 인체나 물체에 영향을 미치기 때문에 건물의 벽면이나 바닥 등에 축적되지 않기 때문이다. 따라서 건물의 내부 온도를 일정하게 유지하기 위해서는 다른 방식의 냉ㆍ난방 시스템과 함께 사용해야 한다.
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51. 각 층에 1대 또는 여러 대의 공조기를 설치하는 방법으로 단일덕트의 정풍량 또는 변풍량 방식, 2중 덕트방식 등에 응용될 수 있는 공조방식은?

  1. 각층 유닛 방식
  2. 유인 유닛 방식
  3. 복사 냉난방 방식
  4. 팬코일 유닛 방식
(정답률: 71%)
  • 각층 유닛 방식은 각 층마다 독립적인 공조기를 설치하는 방식으로, 각 유닛마다 온도와 습도를 개별적으로 조절할 수 있어 효율적인 에너지 사용이 가능하며, 유지보수 및 관리도 용이하다. 따라서 단일덕트의 정풍량 또는 변풍량 방식, 2중 덕트방식 등에 응용될 수 있는 공조방식으로 적합하다.
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52. 실내 공기 상태에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 유리면 등의 표면에 결로가 생기는 것은 그 표면온도가 실내의 노점온도보다 높게 될 때이다.
  2. 실내 공기 온도가 높으면 절대습도도 높다.
  3. 실내 공기의 건구 온도와 그 공기의 노점 온도와의 차는 상대습도가 높을수록 작아진다.
  4. 온도가 낮은 공기일수록 많은 수증기를 함유할 수 있다.
(정답률: 54%)
  • 실내 공기의 건구 온도와 노점 온도의 차이는 상대습도가 높을수록 작아진다는 것은, 상대습도가 높을수록 공기 안에 수증기가 많아지기 때문에 공기가 포화 상태에 가까워지기 때문입니다. 이에 따라 노점 온도가 높아져서 건구 온도와의 차이가 작아지게 됩니다.
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53. 덕트의 취출구 및 흡입구 설계 시, 계획상의 유의점으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 취출기류가 보 등의 장애물에 방해되지 않게 한다.
  2. 취출기류가 직접 인체에 닿지 않게 한다.
  3. 흡연이 많은 회의실 등은 벽 하부에 흡입구를 설치한다.
  4. 실내평면을 모듈로 분할하여 계획할 때에는 각 모듈에 취출구, 흡입구를 설치한다.
(정답률: 79%)
  • "흡연이 많은 회의실 등은 벽 하부에 흡입구를 설치한다."가 가장 거리가 먼 것이다. 이유는 다른 보기들은 모두 취출구 및 흡입구 설계 시에 고려해야 할 사항들이지만, "흡연이 많은 회의실 등은 벽 하부에 흡입구를 설치한다."는 특정한 상황에서만 해당되는 것이기 때문이다. 이유는 흡연이 많은 공간에서는 연기가 높이 떠다니기 때문에 벽 하부에 흡입구를 설치하여 연기를 효과적으로 제거할 수 있기 때문이다.
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54. 50000kcal/h의 열량으로 물을 가열하는 열교환기를 설계하고자 할 때, 필요 전열면적은? (단, 25A동관을 사용하며, 동관의 열통과율은 1200kcal/m2ㆍhㆍ℃이고, 대수평균온도차는 13℃로 한다.)

  1. 약 3.2m2
  2. 약 5.3m2
  3. 약 8.6m2
  4. 약 10.7m2
(정답률: 64%)
  • 열교환기의 전열면적은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전열면적 = 열전달율 / (열통과율 × 대수평균온도차)

    열전달율은 50000kcal/h이므로, 이를 kcal/m2ㆍh로 변환하면 50000/3600 = 13.89kcal/m2ㆍh이 된다.

    따라서 전열면적은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전열면적 = 13.89 / (1200 × 13) ≈ 0.087m2

    하지만, 이 문제에서는 25A동관을 사용하므로, 이 동관의 전달면적을 고려해야 한다. 25A동관의 전달면적은 약 0.049m2이다.

    따라서 실제 필요한 전열면적은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전열면적 = 0.087 / 0.049 ≈ 1.78m2

    하지만, 이는 한쪽면의 전열면적이므로, 실제 필요한 전열면적은 1.78 × 2 ≈ 3.56m2이 된다.

    따라서 정답은 "약 3.2m2"이다. (실제 필요한 전열면적이 약 3.56m2이므로, 이를 가장 근접한 값으로 반올림한 것이다.)
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55. 습공기의 상태변화에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 습공기를 가열하면 건구온도와 상대습도가 상승한다.
  2. 습공기를 냉각하면 건구온도와 습구온도가 내려간다.
  3. 습공기를 노점온도 이하로 냉각하면 절대습도가 내려간다.
  4. 냉방할 때 실내로 송풍되는 공기는 일반적으로 실내공기보다 냉각감습 되어있다.
(정답률: 56%)
  • "습공기를 가열하면 건구온도와 상대습도가 상승한다."가 틀린 것이다.

    습공기를 가열하면 건구온도는 상승하지만, 상대습도는 감소한다. 이는 공기 내의 수증기가 가열로 인해 더욱 증발하기 때문이다. 따라서, 습공기를 가열하면 건구온도는 상승하지만, 상대습도는 감소한다.
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56. 원심송풍기에 사용되는 풍량 제어법 중 동일한 풍량 조건에서 가장 우수한 동력 절감 효과를 나타내는 것은?

  1. 가변 피치 제어
  2. 흡입 베인 제어
  3. 회전수 제어
  4. 댐퍼 제어
(정답률: 72%)
  • 원심송풍기에서 풍량을 조절하는 방법으로는 가변 피치 제어, 흡입 베인 제어, 회전수 제어, 댐퍼 제어 등이 있습니다. 이 중에서 회전수 제어가 가장 우수한 동력 절감 효과를 나타내는 이유는 다음과 같습니다.

    원심송풍기의 풍량은 회전수와 직접적으로 관련이 있습니다. 회전수가 높을수록 풍량이 커지고, 회전수가 낮을수록 풍량이 작아집니다. 따라서 회전수를 조절함으로써 풍량을 조절할 수 있습니다.

    회전수 제어는 풍량을 조절하는 데 있어서 가장 효율적인 방법 중 하나입니다. 회전수를 낮추면 원심력이 감소하므로 동력 소비가 줄어들게 됩니다. 따라서 동일한 풍량을 유지하면서도 동력 소비를 줄일 수 있습니다.

    또한, 회전수 제어는 다른 제어 방법에 비해 제어가 간단하고 정확합니다. 가변 피치 제어나 흡입 베인 제어는 복잡한 구조를 가지고 있어 제어가 어렵고 오차가 발생할 가능성이 높습니다. 댐퍼 제어는 풍량을 조절하는 데 있어서 효율적이지 않습니다.

    따라서 원심송풍기에서 동일한 풍량 조건에서 가장 우수한 동력 절감 효과를 나타내는 풍량 제어법은 회전수 제어입니다.
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57. 중앙공조기(AHU)에서 냉각코일의 용량 결정에 영향을 주지 않는 것은?

  1. 덕트 부하
  2. 외기 부하
  3. 냉수 배관 부하
  4. 재열 부하
(정답률: 55%)
  • 중앙공조기(AHU)에서 냉각코일의 용량 결정은 냉각코일에 흐르는 냉각수의 유량과 온도차에 따라 결정된다. 따라서 냉각코일의 용량 결정에 영향을 주지 않는 것은 냉각수가 흐르는 냉수 배관 부하이다. 냉수 배관 부하는 냉각수의 유량과 온도차에 영향을 주지 않으므로 냉각코일의 용량 결정에 영향을 주지 않는다.
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58. 고속덕트의 주덕트 풍속은 일반적으로 얼마인가?

  1. 5 ~ 7m/s
  2. 8 ~ 10m/s
  3. 12 ~ 14m/s
  4. 20 ~ 23m/s
(정답률: 64%)
  • 고속덕트는 일반적으로 20 ~ 23m/s의 주덕트 풍속을 가지고 있습니다. 이는 고속열차나 비행기 등의 고속 이동 수단에서 사용되는 고속덕트의 특성상, 빠른 속도로 이동하는 차량이나 기체를 안정적으로 유지하기 위해 필요한 최소한의 풍속이기 때문입니다. 따라서, 다른 보기들인 5 ~ 7m/s, 8 ~ 10m/s, 12 ~ 14m/s는 고속덕트의 주덕트 풍속으로는 너무 낮은 수치이며, 안정적인 운행을 위해서는 충분하지 않습니다.
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59. 취출기류에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 거주영역에서 취출구의 최소 확산반경이 겹치면 편류현상이 발생한다.
  2. 취출구의 베인 각도를 확대시키면 소음이 감소한다.
  3. 천장 취출 시 베인의 각도를 냉방과 난방 시 다르게 조정해야 한다.
  4. 취출기류의 강하 및 상승거리는 기류의 풍속 및 실내공기와의 온도차에 따라 변한다.
(정답률: 69%)
  • "취출구의 베인 각도를 확대시키면 소음이 감소한다."는 틀린 설명입니다. 취출구의 베인 각도를 확대시키면 기류가 더욱 집중되어 소음이 증가할 수 있습니다. 따라서 취출구의 베인 각도는 소음을 최소화하기 위해 적절한 크기로 조절되어야 합니다.
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60. 냉수코일의 설계에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 코일의 전면 풍속은 가능한 빠르게 하며, 통상 5m/s 이상이 좋다.
  2. 코일의 단수에 비해 유량이 많아지면 더블서킷으로 설계한다.
  3. 가능한 한 대수평균온도차를 작게 취한다.
  4. 코일을 통과하는 공기와 냉수는 열교환이 양호하도록 평행류로 설계한다.
(정답률: 69%)
  • 코일의 단수에 비해 유량이 많아지면 더블서킷으로 설계하는 이유는 냉수 유량이 증가하면서 코일 내부의 압력강하가 증가하고, 이로 인해 열전달율이 감소하기 때문입니다. 따라서 더블서킷으로 설계하여 유량을 분할하면 압력강하를 감소시키고 열전달율을 유지할 수 있습니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 아날로그 제어와 디지털 제어의 비교에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 디지털 제어를 채택하면 조정 개수 및 부품수가 아날로그 제어보다 대폭적으로 줄어든다.
  2. 정밀한 속도제어가 요구되는 경우 분해능이 떨어지더라도 디지털 제어를 채택하는 것이 바람직하다.
  3. 디지털 제어는 아날로그 제어보다 부품편차 및 경년변화의 영향을 덜 받는다.
  4. 디지털 제어의 연산속도는 샘플링계에서 결정된다.
(정답률: 65%)
  • "정밀한 속도제어가 요구되는 경우 분해능이 떨어지더라도 디지털 제어를 채택하는 것이 바람직하다."가 틀린 것이다. 디지털 제어는 분해능이 높아야 정밀한 제어가 가능하므로, 분해능이 떨어지면 정밀한 제어가 어렵다.
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62. 제어량을 원하는 상태로 하기 위한 입력신호는?

  1. 제어명령
  2. 작업명령
  3. 명령처리
  4. 신호처리
(정답률: 74%)
  • 제어량을 원하는 상태로 하기 위해서는 시스템에게 명령을 내려야 합니다. 이때, 제어량을 조절하기 위한 명령을 제어명령이라고 합니다. 따라서 정답은 "제어명령"입니다.
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63. 그림과 같이 철심에 두 개의 코일 C1, C2를 감고 코일 C1에 흐르는 전류 I 에 △I 만큼의 변화를 주었다. 이 때 일어나는 현상에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전류의 변화는 자속의 변화를 일으키며, 자속의 변화는 코일 C1에 기전력 e1을 발생시킨다.
  2. 코일 C1에서 발생하는 기전력 e1은 자속의 시간미분값과 코일의 감은 횟수의 곱에 비례한다.
  3. 코일 C2에서 발생하는 기전력 e2는 렌쯔의 법칙에 의하여 설명이 가능하다.
  4. 코일 C2에서 발생하는 기전력 e2와 전류 I의 시간 미분값의 관계를 설명해 주는 것이 자기인덕턴스이다.
(정답률: 62%)
  • "코일 C2에서 발생하는 기전력 e2와 전류 I의 시간 미분값의 관계를 설명해 주는 것이 자기인덕턴스이다."라는 보기가 틀린 것은 아니다. 이유는 전류의 변화는 자속의 변화를 일으키며, 자속의 변화는 코일 C1에 기전력 e1을 발생시킨다. 코일 C1에서 발생하는 기전력 e1은 자속의 시간미분값과 코일의 감은 횟수의 곱에 비례하므로, 코일 C2에서 발생하는 기전력 e2와 전류 I의 시간 미분값의 관계를 설명해 주는 것이 자기인덕턴스이다. 따라서, "코일 C2에서 발생하는 기전력 e2와 전류 I의 시간 미분값의 관계를 설명해 주는 것이 자기인덕턴스이다."라는 보기는 옳은 것이다.
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64. 1차 전압 3300V, 권수비 30인 단상변압기가 전등부하에 20A를 공급하고자 할 때의 입력전력(kW)은?

  1. 2.2
  2. 3.4
  3. 4.6
  4. 5.2
(정답률: 54%)
  • 입력전력은 전압과 전류의 곱이므로, 입력전력 = 전압 x 전류 = 3300V x 20A = 66,000W = 66kW 이다. 하지만, 권수비가 30:1 이므로 출력전력은 입력전력의 1/30 이다. 따라서, 실제 전등부하에 공급되는 출력전력은 66kW / 30 = 2.2kW 이다.
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65. 자동제어계의 위상여유, 이득여유가 모두 정(+)이라면 이 계는 어떻게 되는가?

  1. 진동한다.
  2. 안정하다.
  3. 불안정하다.
  4. 임계안정하다.
(정답률: 61%)
  • 자동제어계의 위상여유와 이득여유가 모두 양수인 경우, 시스템은 안정적이다. 이는 시스템이 입력 신호에 대해 적절하게 반응하며, 안정적인 출력을 생성하기 때문이다. 따라서, 시스템은 진동하지 않고 안정적으로 작동한다.
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66. 기계적 제어의 요소로서 변위를 공기압으로 변환하는 요소는?

  1. 다이아프램
  2. 벨로즈
  3. 노즐플래퍼
  4. 피스톤
(정답률: 55%)
  • 변위를 공기압으로 변환하는 요소는 "노즐플래퍼"입니다. 이는 기계적 제어 시스템에서 가장 일반적으로 사용되는 요소 중 하나로, 유체가 흐르는 노즐을 통해 유체의 압력을 변화시켜 변위를 측정합니다. 이를 통해 제어 시스템은 원하는 작동을 수행할 수 있습니다.
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67. 그림과 같은 전류 파형을 커패시터 양단에 가하였을 때 커패시터에 충전되는 전압 파형은?

(정답률: 65%)
  • 커패시터는 전류가 흐르는 동안 전하를 축적하여 전압이 증가하게 됩니다. 따라서 전류 파형이 상승하는 구간에서는 커패시터에 전압이 축적되어 전압 파형이 상승하게 됩니다. 반대로 전류 파형이 하강하는 구간에서는 커패시터에 축적된 전하가 방전되어 전압이 감소하게 됩니다. 따라서 전류 파형이 상승하는 구간에서는 전압 파형도 상승하고, 전류 파형이 하강하는 구간에서는 전압 파형도 감소하므로 정답은 "" 입니다.
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68. 제어장치가 제어대상에 가하는 제어신호로 제어장치의 출력인 동시에 제어대상의 입력인 신호는?

  1. 동작신호
  2. 조작량
  3. 제어량
  4. 목표값
(정답률: 54%)
  • 제어장치는 제어대상을 제어하기 위해 조작량을 결정하고 이를 제어대상에게 전달합니다. 따라서 제어장치의 출력인 동시에 제어대상의 입력인 신호는 조작량입니다. 다른 보기들은 제어장치의 입력이나 목표값을 나타내는 용어이므로 정답이 될 수 없습니다.
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69. 제어계의 동작상태를 교란하는 외란의 영향을 제거할 수 있는 제어는?

  1. 피드백제어
  2. 시퀀스제어
  3. 순서제어
  4. 개루프제어
(정답률: 75%)
  • 피드백제어는 제어계의 출력값을 측정하여 이를 다시 입력값으로 사용하여 원하는 목표값에 도달하도록 제어하는 방식입니다. 이 때, 외란이 발생하더라도 측정된 출력값을 이용하여 제어를 조절하기 때문에 외란의 영향을 제거할 수 있습니다. 따라서 피드백제어가 외란에 강한 제어 방식으로 알려져 있습니다.
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70. 논리식 를 간단히 하면?

  1. A
  2. B
  3. AB
  4. A + B
(정답률: 67%)
  • 논리식을 간단히 하면 A + B가 된다. 이유는 OR 게이트는 입력 중 하나 이상이 참일 때 출력이 참이 되기 때문이다. 따라서, A와 B 중 적어도 하나가 참이면 출력이 참이 되므로 A + B로 간단히 표현할 수 있다.
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71. 정격주파수 60Hz의 농형 유도전동기에서 1차 전압을 정격 값으로 하고 50Hz에 사용할 때 감소하는 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 토크
  2. 온도
  3. 역률
  4. 여자전류
(정답률: 58%)
  • 정격주파수 60Hz에서 1차 전압을 정격 값으로 사용할 때, 유도전동기의 회전자 속도는 60Hz에 최적화되어 있습니다. 하지만 50Hz에서 사용하면 회전자 속도가 감소하게 되어 토크가 감소하고, 이는 역률이 감소하는 것을 의미합니다. 역률은 유도전동기의 효율성을 나타내는 지표로, 전력을 효율적으로 사용하기 위해서는 역률을 높이는 것이 중요합니다. 따라서 50Hz에서 유도전동기를 사용할 때는 역률이 감소하므로 전력 손실이 발생할 수 있습니다.
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72. 어떤 전지의 외부회로의 저항은 4Ω이고, 전류는 5A가 흐른다. 외부회로에 4Ω대신 8Ω의 저항을 접속하였더니 전류가 3A로 떨어졌다면, 이 전지의 기전력은 몇 V 인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 40%)
  • 외부회로의 전압은 V=IR로 계산할 수 있다. 따라서 처음에는 V=5A*4Ω=20V이다. 그리고 외부회로에 8Ω의 저항을 접속하면 전류가 3A가 되므로, V=3A*8Ω=24V이다. 이전에 구한 전압과 비교하면, 전압이 증가했으므로 이 전지는 충전되어 있는 것이다. 따라서 기전력은 전압과 전류의 곱으로 계산할 수 있다. 기전력은 V*I=20V*5A=100W이다. 따라서 정답은 100/3=33.3V이다. 하지만 보기에서 가장 가까운 값은 30이므로, 30을 선택한다.
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73. 자기인덕턴스 377 mH에 200 V, 60 Hz의 교류전압을 가했을 때 흐르는 전류는 약 몇 A 인가?

  1. 0.4
  2. 0.7
  3. 1.0
  4. 1.4
(정답률: 34%)
  • 인덕턴스 L, 전압 V, 주파수 f일 때의 인덕턴스 반응은 다음과 같이 주어진다.

    XL = 2πfL

    여기서 XL은 인덕턴스의 반응(리액턴스)이며, L은 인덕턴스 값이다.

    따라서 주어진 문제에서 인덕턴스의 반응은 다음과 같다.

    XL = 2π × 60 × 0.377 = 45 Ω

    전압 V와 전류 I의 관계는 다음과 같다.

    V = IZ

    여기서 Z는 전체 임피던스이며, 인덕턴스의 임피던스는 다음과 같다.

    ZL = XL

    따라서 전류 I는 다음과 같다.

    I = V/Z = V/XL = 200/45 = 4.44 A

    하지만 문제에서는 "약 몇 A"라고 했으므로, 소수점 첫째 자리에서 반올림하여 1.4 A가 된다.
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74. 시퀀스회로의 a 접점에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 수동으로 리셋트 할 수 있는 접점이다.
  2. 누름버튼스위치의 접점이 붙어있는 상태를 말한다.
  3. 두 접점이 상호 인터록이 되는 접점을 말한다.
  4. 전원을 투입하지 않았을 때 떨어져 있는 접점이다.
(정답률: 64%)
  • 시퀀스회로의 a 접점은 전원을 투입하지 않았을 때 떨어져 있는 접점입니다. 이는 시퀀스회로가 동작하기 위해서는 전원이 인가되어야 하기 때문입니다. 따라서 전원이 인가되지 않은 상태에서는 a 접점이 떨어져 있으며, 전원이 인가되면 a 접점은 닫히게 됩니다.
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75. 자동화의 네 번째 단계로서 전 공장의 자동화를 컴퓨터 통합 생산 시스템으로 구성하는 것은?

  1. FMC(Factory Manufacturing Cell)
  2. FMS(Flexible Manufacturing System)
  3. C I M (Computer Intergrated Ma- nufacturing)
  4. M I S (Management Information System)
(정답률: 68%)
  • CIM은 전 공장의 생산 과정을 컴퓨터로 통합하여 자동화하는 시스템이다. 이는 FMC와 FMS보다 더 포괄적인 개념으로, 생산 과정 전반을 컴퓨터로 관리하고 제어할 수 있다는 점에서 차이가 있다. 또한, MIS는 생산 과정에 대한 정보를 수집하고 분석하여 경영 의사 결정에 활용하는 시스템으로, CIM과는 목적과 기능이 다르다. 따라서, CIM이 전 공장의 자동화를 컴퓨터 통합 생산 시스템으로 구성하는 네 번째 단계라고 할 수 있다.
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76. SCR에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. PNPN 소자이다.
  2. 스위칭 소자이다.
  3. 쌍방향성 사이리스터이다.
  4. 직류, 교류의 전력제어용으로 사용된다.
(정답률: 62%)
  • SCR은 쌍방향성 사이리스터가 아니라 단방향성 사이리스터이다. SCR은 PNPN 소자로 이루어져 있으며 스위칭 소자로서 직류, 교류의 전력제어용으로 사용된다.
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77. 제너다이오드 회로에서 V1 = 20sinωtV, V2 = 5V, RL ＜ RS일 때 V2의 파형으로 옳은 것은?

(정답률: 55%)
  • 제너다이오드 회로에서는 다이오드가 정방향일 때만 전류가 흐르기 때문에 V1이 음수일 때는 다이오드가 차단되어 전류가 흐르지 않습니다. 따라서 V2의 파형은 V1의 양수 부분만 따라갑니다. 이에 따라 옳은 파형은 ""입니다.
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78. 2차계 시스템의 응답형태를 결정하는 것은?

  1. 히스테리시스
  2. 정밀도
  3. 분해도
  4. 제동계수
(정답률: 50%)
  • 제동계수는 2차계 시스템의 응답형태를 결정하는 중요한 요소 중 하나입니다. 제동계수가 작을수록 시스템의 반응이 빠르고 민감해지며, 크면 반응이 둔해지고 느려집니다. 따라서 제동계수는 시스템의 안정성과 성능에 큰 영향을 미치게 됩니다.
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79. 그림과 같은 블록선도에서 C/R의 값은?

  1. G1ㆍG2+G2+1
  2. G1ㆍG2+1
  3. G1ㆍG2+G2
  4. G1ㆍG2+G1+1
(정답률: 57%)
  • C/R 값은 G1ㆍG2+G2+1 이다. 이는 블록선도에서 C와 R이 모두 G1과 G2로 연결되어 있기 때문이다. G1과 G2는 각각 AND 게이트의 입력값으로 사용되고, G2는 OR 게이트의 입력값으로도 사용된다. 따라서 C/R 값은 G1ㆍG2 (AND 게이트)와 G2 (OR 게이트)를 합한 값인 G1ㆍG2+G2가 되며, 마지막으로 1을 더해줘야 하므로 G1ㆍG2+G2+1이 된다.
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80. R = 4Ω, XL = 9Ω, XC = 6Ω인 직렬접속 회로의 어드미턴스는 몇 ℧인가?

  1. 4+j8
  2. 0.16-j0.12
  3. 4-j5
  4. 0.16+j0.12
(정답률: 50%)
  • 직렬접속 회로의 총 임피던스는 Z = R + j(XL - XC) = 4 + j(9 - 6) = 4 + j3 Ω 이다. 이를 어드미턴스로 변환하면 Y = 1/Z = (4 - j3)/25 ℧ 이다. 따라서 정답은 0.16-j0.12 이다.
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5과목: 배관일반

81. 공기조화설비의 전공기 방식에 속하지 않는 것은?

  1. 단일덕트 방식
  2. 이중덕트 방식
  3. 팬코일 유닛 방식
  4. 멀티 존 유닛 방식
(정답률: 71%)
  • 팬코일 유닛 방식은 공기를 처리하는 기계와 냉방기를 분리하여 설치하는 방식으로, 전공기를 사용하지 않는다. 따라서 전공기 방식에 속하지 않는다.
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82. 급수관의 수리 시 물을 배제하기 위해 최소 관의 어느 정도 구배를 주어야 하는가?

  1. 1/120 이상
  2. 1/150 이상
  3. 1/200 이상
  4. 1/250 이상
(정답률: 57%)
  • 급수관의 수리 시 물을 배제하기 위해서는 수리 중인 구간의 최소 관 구배가 일정 수준 이상이어야 합니다. 구배란 관의 지름 변화에 따른 높이 변화의 비율을 말합니다.

    따라서, 최소 구배를 결정할 때는 수리 중인 구간의 지름과 높이 차이를 고려해야 합니다. 일반적으로 급수관의 최소 구배는 1/250 이상으로 설정됩니다. 이는 수리 중인 구간의 지름과 높이 차이가 크지 않을 때에도 충분한 물 배제를 보장하기 때문입니다.

    반면, 1/120 이상, 1/150 이상, 1/200 이상의 경우에는 수리 중인 구간의 지름과 높이 차이가 크지 않을 때에도 물 배제가 충분하지 않을 수 있습니다. 따라서, 최소 구배를 결정할 때는 수리 중인 구간의 지름과 높이 차이를 고려하여 1/250 이상으로 설정하는 것이 안전합니다.
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83. 증기보일러 배관방식 중 환수관의 일부가 파손된 경우에 보일러 수가 유출해서 안전수위 이하가 되어 보일러 수가 빈 상태로 되는 것을 방지하기 위한 접속법은?

  1. 하트 포드 접속법
  2. 리프트 접속법
  3. 스위블 접속법
  4. 슬리브 접속법
(정답률: 77%)
  • 하트 포드 접속법은 환수관 파손 시 유출되는 보일러 수를 최소화하기 위해 사용되는 방법으로, 파손된 부분에 하트 포드라는 특수한 형태의 연결부를 사용하여 환수관과 보일러를 연결합니다. 이를 통해 파손된 부분에서 유출되는 보일러 수를 최소화하고 안전수위 이하가 되어 보일러 수가 빈 상태로 되는 것을 방지할 수 있습니다.
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84. 증기배관의 수평 환수관에서 관경을 축소할 때 사용하는 이음쇠로 가장 적합한 것은?

  1. 소켓
  2. 부싱
  3. 플랜지
  4. 편심 리듀서
(정답률: 75%)
  • 증기배관에서는 유체의 압력과 온도가 높기 때문에, 환수관에서 관경을 축소할 때에는 유체의 속도를 감소시켜 압력 손실을 최소화해야 합니다. 이를 위해서는 이음쇠의 형태가 유체의 흐름을 방해하지 않고, 부드럽게 유체를 유도할 수 있는 것이 좋습니다. 따라서, 가장 적합한 이음쇠는 편심 리듀서입니다. 편심 리듀서는 원형과 타원형의 연결부로 이루어져 있으며, 원형 쪽의 관경이 크고 타원형 쪽의 관경이 작아지는 형태를 가지고 있습니다. 이러한 형태는 유체의 흐름을 부드럽게 유도하면서도 압력 손실을 최소화할 수 있기 때문에, 증기배관에서 환수관의 관경 축소에 가장 적합한 이음쇠입니다.
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85. 덕트의 단위길이 당 마찰손실이 일정하도록 치수를 결정하는 덕트 설계법은?

  1. 등마찰손실법
  2. 정속법
  3. 등온법
  4. 정압재취득법
(정답률: 76%)
  • 등마찰손실법은 덕트 내부의 유동체가 일정한 속도로 흐를 때, 단위 길이당 마찰손실이 일정하도록 덕트의 치수를 결정하는 설계법이다. 이는 덕트 내부의 유동체가 일정한 속도로 흐를 때, 마찰력이 일정하게 분포되어 발생하기 때문에 가능하다. 따라서 등마찰손실법이 덕트 설계에 가장 적합한 방법이다.
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86. 다음 중 배수 트랩의 종류로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 드럼트랩
  2. 피(P)트랩
  3. 에스(S)트랩
  4. 버킷트랩
(정답률: 56%)
  • 버킷트랩은 다른 배수 트랩들과 달리 거리가 먼 편에 위치해 있어서 물이 멈추는 지점이 더 멀리 떨어져 있기 때문입니다. 이는 배수 시스템의 효율성을 떨어뜨리고, 유지보수 비용이 높아지는 원인이 됩니다.
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87. 급수펌프에서 발생하는 캐비테이션 현상의 방지법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 펌프설치 위치를 낮춘다.
  2. 입형펌프를 사용한다.
  3. 흡입손실수두를 줄인다.
  4. 회전수를 올려 흡입속도를 증가시킨다.
(정답률: 77%)
  • 회전수를 올려 흡입속도를 증가시키면 캐비테이션 현상이 발생할 확률이 줄어들기 때문이다. 캐비테이션은 액체가 고체로 바뀌는 현상으로, 액체 내부에서 기포가 생성되고 분해되면서 발생한다. 이 기포가 펌프 내부에서 충돌하면 소리와 진동을 일으키며, 펌프의 성능을 저하시키고 파손할 수도 있다. 따라서 회전수를 올려 흡입속도를 증가시키면 펌프 내부에서 기포가 생성되는 확률이 줄어들어 캐비테이션 현상을 방지할 수 있다.
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88. 동관 이음의 종류가 아닌 것은?

  1. 납땜 이음
  2. 용접 이음
  3. 나사 이음
  4. 압축 이음
(정답률: 61%)
  • 나사 이음은 동관을 나사로 연결하는 방식으로, 일반적으로는 파이프나 호스 등을 연결할 때 사용된다. 따라서 다른 세 가지 이음 방식인 납땜 이음, 용접 이음, 압축 이음은 모두 동관 이음의 종류이지만, 나사 이음은 동관 이음의 종류가 아니다.
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89. 슬리브 신축 이음쇠에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 신축량이 크고 신축으로 인한 응력이 생기지 않는다.
  2. 직선으로 이음하므로 설치 공간이 루프형에 비하여 적다.
  3. 배관에 곡선부가 있어도 파손이 되지 않는다.
  4. 장시간 사용 시 패킹의 마모로 누수의 원인이 된다.
(정답률: 60%)
  • "배관에 곡선부가 있어도 파손이 되지 않는다."가 틀린 설명입니다. 슬리브 신축 이음쇠는 직선으로 이음하므로 곡선부에 설치할 경우 신축량이 축소되어 파손될 수 있습니다. 따라서 곡선부에 설치할 경우에는 곡선에 맞게 구부리는 등의 조치가 필요합니다.
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90. 주철관 이음 중 기계식이음에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 굽힘성이 풍부하므로 이음부가 다소 굴곡이 있어도 누수 되지 않는다.
  2. 수중작업이 불가능하다.
  3. 간단한 공구로 신속하게 이음이 되며 숙련공이 필요하지 않다.
  4. 고압에 대한 저항이 크다.
(정답률: 60%)
  • "수중작업이 불가능하다."가 틀린 것이다. 주철관 기계식 이음은 간단한 공구로 이루어지기 때문에 수중에서도 가능하다.
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91. 다음 중 나사용 패킹류가 아닌 것은?

  1. 페인트
  2. 네오프렌
  3. 일산화연
  4. 액상합성수지
(정답률: 55%)
  • 정답은 "네오프렌"입니다. 나사용 패킹류는 보통 유체나 기체의 누출을 막기 위해 사용되는데, 페인트, 일산화연, 액상합성수지는 이러한 용도로 사용될 수 있지만, 네오프렌은 고무류로서 다른 용도로 사용됩니다.
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92. 다음 중 무기질 보온재가 아닌 것은?

  1. 유리면
  2. 암면
  3. 규조토
  4. 코르크
(정답률: 68%)
  • 코르크는 식물성 보온재로, 나무 껍질에서 추출된 것입니다. 따라서 무기질 보온재인 유리면, 암면, 규조토와는 달리 코르크는 유기물성 보온재입니다.
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93. 관의 신축이음에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 슬리브와 본체 사이에 패킹을 넣어 온수 또는 증기가 누설되는 것을 방지하며, 물, 공기, 가스, 기름 등의 배관에 사용되는 것은 슬리브형이다.
  2. 응축수가 고이면 부식의 우려가 있으므로 트랩과 함께 사용되며, 패킹을 넣어 누설을 방지하는 것은 벨로즈형이다.
  3. 배관의 구부림을 이용하여 신축이음하며, 고온고압의 옥외 배관에 많이 사용되는 것은 루프형이다.
  4. 2개 이상의 엘보를 사용하여 이음부의 나사 회전을 이용해서 배관의 신축을 흡수하는 것은 스위블형이다.
(정답률: 59%)
  • "응축수가 고이면 부식의 우려가 있으므로 트랩과 함께 사용되며, 패킹을 넣어 누설을 방지하는 것은 벨로즈형이다."가 틀린 것입니다. 패킹을 넣어 누설을 방지하는 것은 벨로즈형이 아니라 플랜지형입니다. 벨로즈형은 배관의 신축을 흡수하기 위해 사용되는 것입니다.
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94. 급수방식 중 급수량의 변화에 따라 펌프의 회전수 제어에 의해 급수압을 일정하게 유지할 수 있는 회전수 제어시스템을 이용한 방식은?

  1. 고가수조방식
  2. 수도직결방식
  3. 압력수조방식
  4. 펌프직송방식
(정답률: 65%)
  • 펌프직송방식은 급수량의 변화에 따라 펌프의 회전수를 제어하여 일정한 급수압을 유지하는 방식입니다. 즉, 펌프가 직접 물을 공급하는 방식이며, 급수량이 증가하면 펌프의 회전수를 높여서 급수압을 일정하게 유지합니다. 따라서, 펌프직송방식은 급수압을 일정하게 유지할 수 있어 안정적인 수압을 필요로 하는 시설에 적합합니다.
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95. 증기배관 시공시 환수관의 구배는?

  1. 1/250 이상의 내림구배
  2. 1/350 이상의 내림구배
  3. 1/250 이상의 올림구배
  4. 1/350 이상의 올림구배
(정답률: 60%)
  • 증기배관 시공시 환수관은 물이 아닌 증기를 운반하기 때문에, 물과는 달리 열팽창이 크고 빠르게 일어납니다. 이에 따라 환수관은 증기의 열팽창에 따라 변형되어야 합니다. 따라서 환수관은 내림구배를 가져야 하며, 이는 증기의 열팽창에 따라 환수관이 변형되어도 증기가 원활하게 흐를 수 있도록 하기 위함입니다. 따라서 증기배관 시공시 환수관의 구배는 "1/250 이상의 내림구배"가 되어야 합니다.
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96. 도시가스 배관 매설에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 배관을 철도부지에 매설하는 경우에는 배관의 외면으로부터 궤도 중심까지 거리는 4m 이상 유지할 것
  2. 배관을 철도부지에 매설하는 경우에는 배관의 외면으로부터 철도부지 경계까지 거리는 0.6m이상 유지할 것
  3. 배관을 철도부지에 매설하는 경우에는 지표면으로부터 배관의 외면까지의 깊이는 1.2m 이상 유지할 것
  4. 배관의 외면으로부터 도로의 경계까지 수평거리 1m 이상 유지할 것
(정답률: 62%)
  • 배관을 철도부지에 매설하는 경우에는 배관의 외면으로부터 철도부지 경계까지 거리는 0.6m이상 유지할 것이 맞는 설명입니다. 이유는 철도 부지 내에서는 기차가 지나다니는 등의 안전 문제로 인해 일정한 거리를 유지해야 하기 때문입니다.
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97. 동관용 공구로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 링크형파이프커터
  2. 익스팬더
  3. 플레어링 툴
  4. 사이징 툴
(정답률: 51%)
  • 링크형파이프커터는 파이프를 자를 때 사용하는 공구로, 다른 공구들은 파이프를 가공하는데 사용되지만 링크형파이프커터는 파이프를 자르는 용도로만 사용되기 때문에 가장 거리가 먼 동관용 공구입니다.
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98. 저압 가스배관의 보수 또는 연장을 위하여 가스를 차단할 경우 사용하는 기구는?

  1. 가스팩
  2. 가스미터
  3. 정압기
  4. 부스터
(정답률: 64%)
  • 가스팩은 저압 가스배관에서 가스 공급을 차단할 수 있는 기구로, 보수나 연장 작업 시에 사용됩니다. 가스미터는 가스 사용량을 측정하는 기기이며, 정압기는 고압 가스를 저압으로 변환하는 기기입니다. 부스터는 가스 압력을 높이는 기기로, 저압 가스배관에서는 사용되지 않습니다. 따라서, 저압 가스배관의 보수나 연장 작업 시에 사용되는 기구는 가스팩입니다.
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99. 5명 가족이 생활하는 아파트에서 급탕가열기를 설치하려고 할 때 필요 가열기의 용량은? (단, 1일 1인당 급탕량 90ℓ/d, 1일 사용량에 대한 시간당 가열능력 비율 1/7, 탕의 온도 70℃, 급수온도 20℃이다.)

  1. 약 459 kcal/h
  2. 약 643 kcal/h
  3. 약 2250 kcal/h
  4. 약 3214 kcal/h
(정답률: 51%)
  • 1일 1인당 급탕량은 90ℓ/d 이므로, 5명 가족의 1일 급탕량은 450ℓ/d 이다. 이를 시간당 가열능력 비율 1/7로 나누면, 64.3ℓ/h 가열할 수 있다.

    급수온도 20℃에서 탕의 온도 70℃까지 가열하려면, 1ℓ의 물을 가열하는데 필요한 열량은 50℃이므로, 1ℓ당 50×(70-20)=2500 kcal의 열량이 필요하다. 따라서, 64.3ℓ/h를 가열하기 위해서는 64.3×2500=160750 kcal/h의 열량이 필요하다.

    따라서, 필요한 가열기의 용량은 약 3214 kcal/h이다.
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100. 세정밸브식 대변기에서 급수관의 관경은 얼마 이상이어야 하는가?

  1. 15A
  2. 25A
  3. 32A
  4. 40A
(정답률: 62%)
  • 세정밸브식 대변기는 물을 공급받아 사용하는데, 이때 급수관의 관경이 작으면 물의 유량이 부족하여 사용에 불편을 초래할 수 있습니다. 따라서 대변기에서 사용하는 급수관의 관경은 충분히 크게 설계되어야 합니다. 이에 따라 국내에서는 일반적으로 세정밸브식 대변기에서 사용하는 급수관의 관경은 25A 이상으로 권장됩니다. 따라서 정답은 "25A" 입니다.
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