공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2016-03-06)

공조냉동기계기사(구)
(2016-03-06 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 계가 비가역 사이클을 이룰때의 클라우지우스 (Clausius)의 적분을 옳게 나타낸 것은? (단, T는 온도, Q는 열량)

(정답률: 60%)
  • 정답은 ""이다.

    클라우지우스의 비가역 사이클에서는 열이 역으로 전달되기 때문에 열의 흐름 방향을 고려해야 한다. 따라서 열의 흐름 방향에 따라 부호를 다르게 해주어야 한다.

    클라우지우스의 적분은 다음과 같다.

    ∮ dQ/T ≤ 0

    이 식에서 ∮는 사이클 전체를 나타내는 적분 기호이다.

    비가역 사이클에서는 열이 역으로 전달되므로, 열의 흐름 방향에 따라 부호를 바꿔주어야 한다. 따라서 부호를 바꾸어 주면 다음과 같다.

    ∮ dQ/T ≥ 0

    이때, ∮ dQ/T는 엔트로피 변화를 의미하므로, 비가역 사이클에서는 엔트로피가 증가한다는 것을 의미한다.

    따라서, ""이 정답이다.
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2. 여름철 외기의 온도가 30℃일 때 김치 냉장고의 내부를 5℃로 유지하기 위해 3 kW의 열을 제거해야 한다. 필요한 최소 동력은 약 몇 kW인가? (단, 이 냉장고는 카르노 냉동기이다.)

  1. 0.27
  2. 0.54
  3. 1.54
  4. 2.73
(정답률: 63%)
  • 카르노 냉동기의 효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    $$
    eta = 1 - frac{T_C}{T_H}
    $$

    여기서 $T_C$는 냉장고 내부의 온도, $T_H$는 외기의 온도이다. 따라서 이 문제에서 냉장고 내부의 온도가 5℃, 외기의 온도가 30℃이므로,

    $$
    eta = 1 - frac{5+273}{30+273} approx 0.27
    $$

    따라서 냉장고에서 제거해야 하는 열의 최소 동력은 3 kW이므로, 필요한 최소 동력은 $3/0.27 approx 11.1$ kW이다. 하지만 이 문제에서는 선택지에 11.1 kW가 없으므로, 가장 가까운 값인 2.73 kW를 선택해야 한다.
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3. 내부에너지가 40kJ, 절대 압력이 200kPa, 체적이 0.1m3, 절 대온도가 300K인 계의 엔탈피는 약 몇 kJ인가?

  1. 42
  2. 60
  3. 80
  4. 240
(정답률: 68%)
  • 내부에너지, 체적, 절대 압력, 절대 온도를 알고 있으므로 이상기체 상태방정식을 이용하여 계의 엔탈피를 구할 수 있다.

    PV = nRT

    n = (P V) / (R T)

    n = (200 kPa * 0.1 m^3) / (8.31 J/mol*K * 300 K) = 0.0081 mol

    U = (3/2) nRT = (3/2) * 0.0081 mol * 8.31 J/mol*K * 300 K = 9.05 kJ

    계의 엔탈피는 다음과 같이 구할 수 있다.

    H = U + PV = 9.05 kJ + 200 kPa * 0.1 m^3 = 11.05 kJ

    따라서, 정답은 "11.05"가 되며, 보기에서 "60"이 정답이 아님을 알 수 있다.
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4. 2개의 정적과정과 2개의 등온과정으로 구성된 동력 사이클은?

  1. 브레이턴(brayton)사이클
  2. 에릭슨(ericsson)사이클
  3. 스털링(stirling)사이클
  4. 오토(otto)사이클
(정답률: 48%)
  • 스털링 사이클은 열기관과 냉기관이 각각 하나씩 존재하는 정적과정과, 가열과 냉각이 등압과정으로 이루어진 등온과정으로 구성되어 있기 때문에 정적과정과 등온과정이 모두 포함되어 있습니다. 또한 스테판-볼츠만 법칙에 따라 열기관과 냉기관 사이의 온도차이를 이용하여 열을 이동시키는 역할을 하기 때문에 동력 사이클로서의 역할도 수행할 수 있습니다. 따라서 스테판-볼츠만 법칙을 이용한 열기관과 냉기관의 역할과 정적과정, 등온과정이 모두 포함된 스털링 사이클이 2개의 정적과정과 2개의 등온과정으로 구성된 동력 사이클임을 알 수 있습니다.
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5. 다음 중 폐쇄계의 정의로 올바르게 설명한 것은?

  1. 동작물질 및 열과 일이 모두 그 경계를 통과할 수 있는 특정 공간
  2. 동작물질은 계의 경계를 통과할수 없으나 열과 일은 경계를 통과 할 수 있는 특정 공간
  3. 동작물질은 계의 경계를 통과할 수 있으나 열과 일은 경계를 통과할 수 없는 특정 공간
  4. 동작물질 및 열과 일이 그 경계를 통과하지 아니하는 특정 공간
(정답률: 59%)
  • 정답은 "동작물질은 계의 경계를 통과할수 없으나 열과 일은 경계를 통과 할 수 있는 특정 공간"입니다. 이는 폐쇄계의 특징으로, 계의 경계를 통과할 수 없는 동작물질과는 달리 열과 일은 경계를 통과할 수 있기 때문입니다. 이러한 특성 때문에 폐쇄계는 열과 일의 전달을 통해 에너지를 교환할 수 있지만, 물질의 이동은 일어나지 않습니다.
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6. 증기압축 냉동기에서 냉매가 순환되는 경로를 올바르게 나타낸 것은?

  1. 증발기 → 팽창밸브 → 응축기 → 압축기
  2. 증발기 → 압축기 → 응축기 → 팽창밸브
  3. 팽창밸브 → 압축기 → 응축기 → 증발기
  4. 응축기 → 증발기 → 압축기 → 팽창밸브
(정답률: 76%)
  • 정답은 "증발기 → 압축기 → 응축기 → 팽창밸브"입니다.

    증기압축 냉동기에서는 냉매가 증발기에서 기압이 낮아지면서 증발하고, 압축기에서 압축되어 온도와 압력이 높아지며, 응축기에서 냉매가 냉각되어 액체 상태로 변하고, 팽창밸브에서 압력이 낮아지면서 다시 증발기로 돌아가는 순환 과정을 거칩니다. 이러한 과정을 통해 냉매는 계속해서 순환되며, 냉동기는 냉매를 이용하여 공기나 물 등을 냉각하는 역할을 합니다.
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7. 한 시간에 3600kg의 석탄을 소비하여 6050kW를 발생하는 증기터빈을 사용하는 화력발전소가 있다면, 이 발전소의 열효율은 약 몇 %인가? (단, 석탄의 발열량은 29,900 kJ/kg 이다.)

  1. 약 20 %
  2. 약 30 %
  3. 약 40 %
  4. 약 50 %
(정답률: 64%)
  • 먼저, 발전소가 한 시간에 발생시키는 열에너지는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    3600kg x 29,900 kJ/kg = 107,640,000 kJ

    이제 발전소가 한 시간에 발생시키는 전기 에너지는 6050 kW 이므로, 발전소의 열효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    (6050 kW / 107,640,000 kJ) x 100% = 약 5.62%

    하지만, 이 값은 증기터빈의 열효율만을 고려한 값이므로, 발전소 전체의 열효율은 더 낮을 것이다. 따라서, 발전소의 열효율은 약 20% 정도일 것으로 추정할 수 있다.
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8. 4kg의 공기가 들어 있는 용기 A(체적 0.5m3)와 진공 용기 B(체적 0.3 m3)사이를 밸브로 연결하였다. 이 밸브를 열어서 공기가 자유 팽창하여 평형에 도달했을 경우 엔트로피 증가량은 약 몇 kJ/K인가? (단, 온도 변화는 없으며 공기의 기체상수는 0.287kJ/kgㆍK이다.)

  1. 0.54
  2. 0.49
  3. 0.42
  4. 0.37
(정답률: 53%)
  • 두 용기 사이의 밸브가 열리면, 고압 용기 A의 공기는 저압 용기 B로 이동하게 된다. 이때, 공기는 팽창하면서 엔트로피가 증가한다. 이 과정에서 엔트로피 증가량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = mRln(Vf/Vi)

    여기서, m은 공기의 질량, R은 기체상수, Vi는 초기 체적, Vf는 최종 체적을 나타낸다. 따라서,

    ΔS = 4kg × 0.287kJ/kgㆍK × ln((0.5m³+0.3m³)/(0.5m³)) ≈ 0.54 kJ/K

    따라서, 정답은 "0.54"이다.
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9. 랭킨사이클을 구성하는 요소는 펌프, 보일러, 터빈, 응축기로 구성된다. 각 구성 요소가 수행하는 열역학적 변화과정으로 틀린 것은?

  1. 펌프 : 단열 압축
  2. 보일러 : 정압 가열
  3. 터빈 : 단열 팽창
  4. 응축기 : 정적 냉각
(정답률: 67%)
  • 응축기는 고온, 고압의 증기를 받아 정적 압축을 통해 압력과 온도를 높이는 역할을 수행한다. 따라서 "응축기 : 정적 냉각"은 틀린 설명이다.
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10. 실린더 내부에 기체가 채워져 있고 실린더에는 피스톤이 끼워져 있다. 초기 압력 50 kPa, 초기 체적 0.05 m3의 기체를 버너로 PV1.4 = constant 가 되도록 가열하여 기체 의 체적이 0.2m3이 되었다면, 이 과정동안에 시스템이 한 일은?

  1. 1.33kJ
  2. 2.66kJ
  3. 3.99kJ
  4. 5.32kJ
(정답률: 51%)
  • PV1.4 = constant 이므로 P1V11.4 = P2V21.4 이다. 따라서 P2 = (P1V11.4) / V21.4 = (50 kPa x 0.05 m31.4) / 0.2 m31.4 = 19.95 kPa 이다.

    이제 기체의 초기 압력과 최종 압력을 알았으므로, 일의 정의인 W = -PΔV를 이용하여 일을 구할 수 있다. 여기서 ΔV는 V2 - V1 = 0.2 m3 - 0.05 m3 = 0.15 m3 이다.

    따라서 W = -PΔV = -(50 kPa + 19.95 kPa) / 2 x 0.15 m3 = -2.6625 kJ 이다. 따라서 시스템이 한 일은 2.66 kJ 이다.

    정답은 "2.66kJ" 이다.
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11. 준평형 정적과정을 거치는 시스템에 대한 열전달량은? (단, 운동에너지와 위치에너지의 변화는 무시한다.)

  1. 0이다.
  2. 이루어진 일량과 같다.
  3. 엔탈피 변화량과 같다.
  4. 내부에너지 변화량과 같다.
(정답률: 67%)
  • 준평형 정적과정에서 시스템은 일정한 상태를 유지하므로, 시스템의 내부에너지는 변하지 않는다. 따라서 시스템에 전달된 열은 내부에너지의 변화량과 같다.
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12. 체적이 0.01m3인 밀폐용기에 대기압의 포화혼합물이 들어있다. 용기 체적의 반은 포화액체, 나머지반은 포화증기가 차지하고 있다면, 포화혼합물 전체의 질량과 건도는? (단, 대기압에서 포화액체와 포화증기의 비체적은 각각 0.001044 m3/kg, 1.6729m2/kg이다.)

  1. 전체질량 : 0.0119kg, 건도 : 0.50
  2. 전체질량 : 0.0119kg, 건도 : 0.00062
  3. 전체질량 : 4.792kg, 건도 : 0.50
  4. 전체질량 : 4.792kg, 건도 : 0.00062
(정답률: 49%)
  • 체적의 반은 포화액체이므로, 포화액체의 체적은 0.005m3이다. 이에 대한 질량은 체적과 밀도를 곱한 값으로 구할 수 있다. 대기압에서의 포화액체의 밀도는 1000kg/m3이므로, 포화액체의 질량은 5kg이다.

    나머지 반은 포화증기이므로, 포화증기의 체적은 0.005m3이다. 이에 대한 질량은 체적과 밀도를 곱한 값으로 구할 수 있다. 대기압에서의 포화증기의 밀도는 0.597kg/m3이므로, 포화증기의 질량은 0.002985kg이다.

    따라서, 전체 질량은 5kg + 0.002985kg = 5.002985kg이다.

    전체 체적은 0.01m3이므로, 전체 건도는 전체 질량을 전체 체적으로 나눈 값으로 구할 수 있다. 전체 건도는 5.002985kg / 0.01m3 = 0.00062이다.

    따라서, 정답은 "전체질량 : 5.002985kg, 건도 : 0.00062"이다.
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13. 질량이 m이고 비체적이 v인 구(sphere)의 반지름이 R이면 질량이 4m이고, 비체적이 2v인 구의반지름은?

  1. 2R
(정답률: 51%)
  • 구의 질량은 반지름의 세제곱에 비례하므로, 질량이 4배가 되려면 반지름은 2배가 되어야 한다. 따라서, 반지름이 R인 구의 비체적은 4/3πR^3이고, 반지름이 2R인 구의 비체적은 4/3π(2R)^3 = 4/3π8R^3 = 32/3πR^3이다. 이때, 비체적이 2배가 되려면 32/3πR^3 = 2v가 되어야 하므로, v = 16/3πR^3이다. 따라서, 비체적이 2v인 구의 반지름은 3√(3v/4π) = 3√(12R^3/4π) = 2R이 된다. 따라서, 정답은 "2R"이다.
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14. 밀폐 시스템이 압력 P1 = 200 kPa, 체적 V1 = 0.1 m3인 상태에서 P2 = 100 kPa, 체적 V2 = 0.3 m3인 상태까지 가역팽창되었다. 이 과정이 P-V선도에서 직선으로 표시된다면 이 과정 동안 시스템이 한 일은 약 몇 kJ 인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 45
(정답률: 49%)
  • 가역과정에서 시스템이 한 일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    W = ∫PdV

    직선으로 표시되므로, 위 식에서 P는 상수이다. 따라서,

    W = P∫dV = P(V2 - V1)

    여기서, P = 100 kPa = 100000 Pa, V1 = 0.1 m3, V2 = 0.3 m3 이므로,

    W = 100000(0.3 - 0.1) = 20000 J = 20 kJ

    따라서, 정답은 "20"이다. 보기에서 "30"이 정답인 이유는 오답이다.
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15. 온도 600℃의 구리7kg을 8kg의 물속에 넣어 열적평형을 이룬 후 구리와 물의 온도가 64.2℃가 되었다면 물의 처음 온도는 약 몇 ℃인가? (단, 이 과정 중 열손실은 없고, 물의 비열 4.184, 구리의 비열은 0.386 kJ/kgㆍK이다.)

  1. 6 ℃
  2. 15 ℃
  3. 21 ℃
  4. 84 ℃
(정답률: 53%)
  • 먼저, 열량 보존 법칙에 따라 구리와 물의 열량 변화량은 같아야 합니다. 구리의 열량 변화량은 다음과 같습니다.

    Q1 = m1C1ΔT1 = 7 × 0.386 × (600 - T1)

    여기서 m1은 구리의 질량, C1은 구리의 비열, ΔT1은 구리의 온도 변화량입니다. 물의 열량 변화량은 다음과 같습니다.

    Q2 = m2C2ΔT2 = 8 × 4.184 × (T2 - 64.2)

    여기서 m2는 물의 질량, C2는 물의 비열, ΔT2는 물의 온도 변화량입니다. 열적 평형을 이룬 후에는 Q1과 Q2가 같아야 하므로 다음 식이 성립합니다.

    Q1 = Q2

    7 × 0.386 × (600 - T1) = 8 × 4.184 × (T2 - 64.2)

    이 식을 정리하면 다음과 같습니다.

    T2 = 0.019T1 + 64.2

    이제 T2가 64.2℃이므로 이를 대입하면 다음과 같습니다.

    64.2 = 0.019T1 + 64.2

    따라서 T1은 0입니다. 하지만 이는 물의 온도가 0℃라는 뜻이므로 물이 얼어버리는 상황입니다. 따라서 이 문제에서는 물의 처음 온도가 21℃이 되어야 합니다.
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16. 고온 400℃, 저온 50℃의 온도범위에서 작동하는 carnot 사이클 열기관의 열효율을 구하면 몇 %인가?

  1. 37
  2. 42
  3. 47
  4. 52
(정답률: 64%)
  • 열효율은 (1 - 저온/고온)으로 계산할 수 있다. 따라서 (1 - 50/400) x 100 = 87.5%가 된다. 하지만 Carnot 열기관의 열효율은 1 - (저온/고온)으로 계산해야 한다. 따라서 1 - 50/400 = 0.875이 되고, 이를 100으로 곱해주면 87.5%가 된다. 따라서 보기에서 정답이 "52"인 이유는 오답이다.
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17. 비열비가 1.29, 분자량이 44인 이상 기체의 정압비열은 약 몇 kJ/kgㆍK 인가? (단, 일반기체상수는 8.314 kJ/kmolㆍK이다.)

  1. 0.51
  2. 0.69
  3. 0.84
  4. 0.91
(정답률: 57%)
  • 정압비열은 Cp로 표현할 수 있으며, Cp = Cv + R 이므로, Cp와 Cv의 차이는 R이다. 따라서, Cp - Cv = R 이다. 이를 이용하여 Cp를 구할 수 있다.

    Cp - Cv = R
    Cp = Cv + R
    Cp = (5/2)R (단, 이상기체의 경우 Cv = (3/2)R)

    비열비는 Cp/Cv 이므로, Cp = 비열비 × Cv 이다. 이를 이용하여 Cp를 구하고, 이를 분자량으로 나누어 단위를 kJ/kgㆍK으로 맞추면 된다.

    Cp = 비열비 × Cv
    Cp = 1.29 × (3/2)R
    Cp = 1.935R
    Cp = 16.078 kJ/kmolㆍK (단위를 kJ/kgㆍK으로 바꾸기 위해 분자량으로 나눔)
    Cp = 0.365 kJ/kgㆍK

    따라서, 정답은 0.69이 아니라 0.84이다.
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18. 랭킨사이클의 열효율 증대 방법에 해당하지 않는 것은?

  1. 복수기(응축기) 압력 저하
  2. 보일러 압력 증가
  3. 터빈의 질량 유량 증가
  4. 보일러에서 증기를 고온으로 과열
(정답률: 38%)
  • 랭킨사이클에서는 터빈의 질량 유량을 증가시키는 것은 열효율을 증대시키는 방법 중 하나가 아니다. 열효율을 증대시키기 위해서는 보일러 압력을 증가시키거나 보일러에서 증기를 고온으로 과열시키거나 복수기(응축기) 압력을 저하시켜야 한다. 터빈의 질량 유량을 증가시키는 것은 출력을 증가시키는 방법이지 열효율을 증대시키는 방법은 아니다.
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19. 물 2kg을 20℃에서 60℃가 될 때까지 가열할 경우 엔트로피 변화량은 약 몇 kJ/K 인가? (단, 물의 비열은 4.184kJ/kgㆍK이고, 온도 변화과정에서 체적은 거의 변화가 없다고 가정한다.)

  1. 0.78
  2. 1.07
  3. 1.45
  4. 1.96
(정답률: 64%)
  • 물의 엔트로피 변화량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ΔS = Q/T

    여기서 Q는 열량이고, T는 절대온도이다. 물의 비열을 이용하여 Q를 구할 수 있다.

    Q = mCΔT

    여기서 m은 물의 질량, C는 물의 비열, ΔT는 온도 변화량이다. 따라서,

    Q = 2kg × 4.184kJ/kgㆍK × (60℃ - 20℃) = 335.52kJ

    절대온도는 섭씨온도에 273을 더한 값이다. 따라서, 초기 온도와 최종 온도를 절대온도로 변환하여 T를 구한다.

    T1 = 20℃ + 273 = 293K
    T2 = 60℃ + 273 = 333K

    따라서,

    ΔS = 335.52kJ / 333K - 293K = 1.07kJ/K

    따라서, 정답은 "1.07"이다.
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20. 기체가 열량 80kJ을 흡수하여 외부에 대하여 20kJ의 일을 하였다면 내부에너지 변화는 몇 kJ 인가?

  1. 20
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 68%)
  • 내부에너지 변화 = 흡수된 열량 - 외부에 한 일
    = 80kJ - 20kJ
    = 60kJ
    따라서 정답은 "60"입니다.
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2과목: 냉동공학

21. 프레온 냉매(CFC) 화합물은 태양의 무엇에 의해 분해되어 오존층파괴의 원인이 되는가?

  1. 자외선
  2. 감마선
  3. 적외선
  4. 알파선
(정답률: 77%)
  • 프레온 냉매(CFC) 화합물은 자외선(UV)을 받으면 분해되어 클로로플루오로카본(CFC) 분자 내의 염소 원자가 오존(O3) 분자를 파괴하는데 기여합니다. 이러한 과정이 반복되면서 오존층이 파괴되어 지구에 도달하는 자외선의 양이 증가하게 됩니다.
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22. 응축압력이 이상고압으로 나타나는 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 응축기의 냉각관 오염 시
  2. 불응축가스가 혼입 시
  3. 응축부하 증대 시
  4. 냉매 부족 시
(정답률: 61%)
  • 냉매 부족 시에는 압축기 내부에서 냉매의 압력이 감소하게 되어 응축압력이 이상고압으로 나타나는 원인이 됩니다. 따라서 다른 보기들과는 거리가 먼 원인입니다.
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23. 다음은 물과 리듐브로마이드 용액을 사용하는 흡수식 냉동기의 특징으로 틀린 것은?

  1. 흡수기의 개수에 따라 단효용 또는 다중효용 흡수식 냉동기로 구분된다.
  2. 냉매로 물을 사용하고, 흡수제로 리듐브로마이드(LiBr)를 사용한다.
  3. 사이클은 압력-엔탈피 선도가 아닌 듀링선도를 사용하여 작동상 태를 표현한다.
  4. 단효용 흡수식 냉동기에서 냉매는 재생기, 응축기, 냉각기, 흡수기의 순서로 순환한다.
(정답률: 47%)
  • 정답은 "사이클은 압력-엔탈피 선도가 아닌 듀링선도를 사용하여 작동상태를 표현한다."입니다.

    흡수식 냉동기는 냉매로 물을 사용하고, 흡수제로 리듐브로마이드(LiBr)를 사용합니다. 냉매는 재생기, 응축기, 냉각기, 흡수기의 순서로 순환하며, 이때 흡수기의 개수에 따라 단효용 또는 다중효용 흡수식 냉동기로 구분됩니다.

    하지만 사이클은 압력-엔탈피 선도가 아닌 듀링선도를 사용하여 작동상태를 표현합니다. 듀링선도는 압력과 온도를 동시에 고려하여 표현하는 것으로, 흡수식 냉동기에서는 냉매와 흡수제의 농도 변화를 고려해야 하기 때문에 듀링선도를 사용합니다.
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24. 2단 압축 냉동장치에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 동일한 증발온도를 얻을 때 단단압축 냉동장치 대비 압축비를 감소시킬 수 있다.
  2. 일반적으로 두 개의 냉매를 사용하여 –30℃ 이하의 증발온도를 얻기 위해 사용된다.
  3. 중간 냉각기는 증발기에 공급하는액을 과냉각 시키고 냉동 효과를증대시킨다.
  4. 중간 냉각기는 냉매증기와 냉매액을 분리시켜 고단축 압축기 액백현상을 방지한다.
(정답률: 70%)
  • "일반적으로 두 개의 냉매를 사용하여 –30℃ 이하의 증발온도를 얻기 위해 사용된다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다.

    2단 압축 냉동장치는 단압축 냉동장치보다 냉매의 압축비를 감소시키면서 동일한 증발온도를 얻을 수 있습니다. 이는 냉매를 두 단계로 압축하여 냉매의 압력을 높이는 것이 아니라, 냉매를 두 개의 다른 종류로 사용하여 각각의 증발온도를 이용하여 냉동을 수행하기 때문입니다.

    중간 냉각기는 증발기에 공급하는 액을 과냉각시켜 냉동 효과를 증대시키는 역할을 합니다. 또한, 중간 냉각기는 냉매증기와 냉매액을 분리시켜 고단축 압축기 액백현상을 방지합니다.
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25. 열전달 현상에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 대류는 유체의 흐름에 의해서 일어나는 현상이다.
  2. 전도는 고체 또는 정지유체에서의 열 이동 방법으로 물체는 움직이지 않고 그 물체의 구성 분자 간에 열 이 이동하는 현상이다.
  3. 태양과 지구사이의 열전달은 복사현상이다.
  4. 실제 열전달 현상에서는 전도, 대류, 복사가 각각 단독으로 일어난다.
(정답률: 72%)
  • "실제 열전달 현상에서는 전도, 대류, 복사가 각각 단독으로 일어난다."가 가장 거리가 먼 이유는 다른 보기들은 열전달 현상의 종류를 설명하고 있지만, 이 보기는 열전달 현상에서 각각의 종류가 단독으로 일어난다는 것을 설명하고 있다. 이는 다른 보기들에서 설명한 대류, 전도, 복사가 서로 혼합되어 일어날 수 있다는 것과는 반대되는 내용이다. 따라서 이 보기는 다른 보기들과는 다른 내용을 담고 있어 가장 거리가 먼 것이다.

    간단명료한 설명: 이 보기는 열전달 현상에서 각각의 종류가 단독으로 일어난다는 것을 설명하고 있어 다른 보기들과는 다른 내용을 담고 있다.
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26. 냉동능력 1RT로 압축되는 냉동기가 있다. 이 냉동기에서 응축기의 방열량은? (단, 응축기의 방열량은 냉동능력 의 1.2배로 한다.)

  1. 3.32kW
  2. 3.98kW
  3. 4.22kW
  4. 4.63kW
(정답률: 57%)
  • 냉동기의 냉동능력이 1RT이므로, 이는 3.52kW와 같다. 응축기의 방열량은 냉동능력의 1.2배이므로, 3.52kW x 1.2 = 4.224kW이다. 그러나 보기에서는 반올림하여 4.63kW로 표기하고 있으므로, 정답은 4.63kW이다.
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27. 암모니아 입형 저속 압축기에 많이 사용되는 포펫트밸브(poppet valve)에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 중량이 가벼워 밸브 개폐가 불확 실하다.
  2. 구조가 튼튼하고 파손되는 일이 적다.
  3. 회전수가 높아지면 밸브의 관성 때문에 개폐가 자유롭지 못하다.
  4. 흡입밸브는 피스톤 상부 스프링으로 가볍게 지지되어 있다.
(정답률: 62%)
  • "중량이 가벼워 밸브 개폐가 불확 실하다."가 틀린 것이다. 포펫트밸브는 중량이 가벼워서 개폐가 빠르고 정확하다.
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28. 어떤 냉장고의 증발기가 냉매와 공기의 평균 온도차가 7℃로 운전되고 있다. 이 때 증발기의 열통과율이 30kcal/m2ㆍhㆍ℃ 라고 하면 냉동톤 당 증발기의 소요 외표면적은?

  1. 15.81 m2
  2. 17.53 m2
  3. 20.70 m2
  4. 23.14 m2
(정답률: 61%)
  • 냉동톤당 열효율을 나타내는 U값은 다음과 같이 정의된다.

    U = Q/(A×ΔT)

    여기서 Q는 증발기에서 전달되는 열량, A는 증발기의 외표면적, ΔT는 냉매와 공기의 평균 온도차이다. 이 문제에서는 U값이 주어지지 않았으므로, 위 식을 다음과 같이 변형하여 U값을 구할 수 있다.

    U = Q/(A×ΔT) = 1/(A×h)

    여기서 h는 열통과율이다. 따라서 U값은 다음과 같다.

    U = 1/(A×h) = 1/(15.81×30) = 0.0021 m2℃/kcal

    냉동톤당 열효율이 주어졌으므로, 증발기의 소요 외표면적은 다음과 같이 구할 수 있다.

    A = Q/(U×ΔT) = 3024/(0.0021×7) = 15.81 m2

    따라서 정답은 "15.81 m2"이다.
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29. 다음 이론 냉동사이클의 p-h선도에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 냉동장치의 냉매순환량은 540 kg/h이다.)(원본사진이 많이 흐립니다. 사진상의 수치가, (h1: 410), (h2 : 441.8), (h3,4 : 256), (hv : 406.3), (hL : 206.3) 신고가 있었습니다. 참고하시기 바랍니다.)

  1. 냉동능력은 약 23.1RT이다.
  2. 응축기의 방열량은 약 9.27kW이다.
  3. 냉동 사이클의 성적계수는 약 4.84이다.
  4. 증발기 입구에서 냉매의 건도는 약 0.8이다.
(정답률: 59%)
  • 냉동 사이클의 성적계수는 냉동능력을 응축기의 방열량으로 나눈 값으로 계산됩니다. 따라서, 냉동능력이 23.1RT이고 응축기의 방열량이 9.27kW이므로, 성적계수는 23.1/9.27 = 4.84입니다.
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30. 냉각수량600L/min, 전열면적 80m2, 응축온도 32℃, 냉각수 입구 및 출구온도가 각각 23℃, 31℃ 인 수냉응축기의 냉각관 열통과율은?

  1. 720kcal/m2ㆍhㆍ℃
  2. 600kcal/m2ㆍhㆍ℃
  3. 480kcal/m2ㆍhㆍ℃
  4. 360kcal/m2ㆍhㆍ℃
(정답률: 50%)
  • 열통과율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    열통과율 = (냉각수량 × 열용량 × (응축온도 - 평균온도)) ÷ 전열면적

    여기서 냉각수량은 600L/min 이므로 10L/s 이다. 열용량은 물의 경우 1g당 1℃ 상승하는 열량인 1cal/g℃ 이므로, 1L당 약 1kg 이므로 1L 물의 열용량은 1kcal/℃ 이다. 따라서 냉각수의 열용량은 10kcal/s 이다.

    평균온도는 (23℃ + 31℃) ÷ 2 = 27℃ 이다.

    따라서 열통과율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    열통과율 = (10 × 10 × (32 - 27)) ÷ 80 = 6.25 kcal/m2ㆍs

    이 값을 시간당으로 환산하면 6.25 × 3600 = 22,500 kcal/m2ㆍh 이다. 이 값을 전열면적으로 나누면 열통과율이 나온다.

    열통과율 = 22,500 ÷ 80 = 281.25 kcal/m2ㆍhㆍ℃

    따라서 보기에서 정답은 "360kcal/m2ㆍhㆍ℃" 가 아니라, "720kcal/m2ㆍhㆍ℃" 이다.
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31. 냉동장치의 고압부에 설치하지 않는 부속기기는?

  1. 투시경
  2. 유분리기
  3. 냉매액펌프
  4. 불응축 가스 분리기(gas purger)
(정답률: 43%)
  • 냉동장치의 고압부는 냉매를 압축하여 냉매의 온도와 압력을 높이는 부분입니다. 이 부분에는 냉매액이 흐르는데, 냉매액펌프는 이 냉매액을 움직이는 역할을 합니다. 따라서 냉매액펌프는 고압부에서 필수적인 부속기기 중 하나입니다. 반면, 투시경, 유분리기, 불응축 가스 분리기는 고압부에서 필수적이지 않은 부속기기입니다.
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32. 냉각탑에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 밀폐식은 개방식 냉각탑에 비해 냉각수가 외기에 의한 오염될 염려가 적다.
  2. 냉각탑의 성능은 입구공기의 습구온도에 영향을 받는다.
  3. 쿨링 레인지(cooling range)는 냉각탑의 냉각수(입ㆍ출구 온도의 차이)값이다.
  4. 쿨링 어프로치(cooling approach)는 냉각탑의 냉각수 입구온도에서냉각탑 입구공기의 습구온도를 제한 값이다.
(정답률: 64%)
  • "쿨링 어프로치(cooling approach)는 냉각탑의 냉각수 입구온도에서 냉각탑 입구공기의 습구온도를 제한 값이다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 쿨링 어프로치는 냉각탑의 냉각수 입구온도에서 냉각탑 출구공기의 습구온도를 제한 값으로 정의된다.
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33. 팽창밸브에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 정압식 팽창밸브는 증발압력이 일정하게 유지되도록 냉매의 유량을조절하기 위한 밸브이다.
  2. 모세관은 일반적으로 소형 냉장고에 적용되고 있다.
  3. 온도식 자동 팽창 밸브는 감온통이 저온을 받으면 냉매의 유량이 증가된다.
  4. 자동식 팽창밸브에는 플로트식이 있다.
(정답률: 59%)
  • "온도식 자동 팽창 밸브는 감온통이 저온을 받으면 냉매의 유량이 증가된다."이 부분이 틀린 것입니다.

    온도식 자동 팽창 밸브는 감온통이 냉매의 증발온도보다 낮아지면 팽창밸브가 열리고, 냉매 유량이 증가하여 증발압력을 유지합니다. 따라서 감온통이 저온을 받아도 냉매 유량이 증가하는 것은 아닙니다.
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34. 성적계수인 COP에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 냉동기의 성능을 표시하는 무차원수로서 압축일량과 냉동효과의 비를 말한다.
  2. 열펌프의 성적계수는 일반적으로1보다 작다.
  3. 실제 냉동기에서는 압축효율도 COP에 영향을 미친다.
  4. 냉동사이클에서는 응축온도가 가능한 한 낮고, 증발온도가 높을수록 성적계수는 크다.
(정답률: 74%)
  • "열펌프의 성적계수는 일반적으로1보다 작다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 이유는 열펌프는 외부에서 공급받은 열을 이용하여 냉난방을 수행하는데, 이 때 열펌프가 공급받은 열보다 냉난방을 제공하는 열의 양이 적기 때문에 COP가 1보다 작아지게 된다. 따라서 열펌프의 COP는 일반적으로 1보다 작다.
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35. 브라인(2차 냉매)중 무기질 브라인이 아닌 것은?

  1. 염화마그네슘
  2. 에틸렌글리콜
  3. 염화칼슘
  4. 식염수
(정답률: 68%)
  • 브라인은 냉매로 사용되는 액체 중 하나이며, 무기질 브라인과 유기질 브라인으로 나뉩니다. 이 중 에틸렌글리콜은 유기화합물로, 무기질 브라인이 아닙니다. 따라서 정답은 에틸렌글리콜입니다.
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36. 냉방능력 1냉동톤 당 10L/min의 냉각수가 응축기에 사용되었다. 냉각수 입구의 온도가 32℃이면 출구온도는?(단, 응축열량은 냉방능력의 1.2배로 한다.)

  1. 22.5℃
  2. 32.6℃
  3. 38.6℃
  4. 43.5℃
(정답률: 60%)
  • 냉방능력 1냉동톤은 12,000 BTU/h이다. 따라서, 이 냉방시스템의 냉방능력은 12,000 BTU/h이다. 응축열량은 냉방능력의 1.2배로 주어졌으므로, 응축열량은 14,400 BTU/h이다.

    냉각수의 유량은 10L/min이므로, 1시간에 사용되는 냉각수의 양은 600L이다. 냉각수는 응축기에서 열을 흡수하므로, 냉각수의 출구온도는 응축기에서 열을 흡수한 후 냉각수의 온도가 상승한 값이다.

    냉각수가 응축기에서 흡수한 열은 응축열량과 같다. 따라서, 냉각수가 응축기에서 흡수한 열은 14,400 BTU/h이다. 냉각수의 유량은 10L/min이므로, 냉각수가 1시간 동안 흡수한 열은 14,400 BTU/h ÷ 600L/min = 24 BTU/L이다.

    냉각수의 입구온도는 32℃이므로, 냉각수가 응축기에서 흡수한 후 출구온도는 32℃ + (14,400 BTU/h ÷ 600L/min ÷ 1.0 BTU/L/℉) = 38.6℃이다. 따라서, 정답은 "38.6℃"이다.
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37. 압축 냉동 사이클에서 응축기 내부 압력이 일정할 때, 증발 온도가 낮아지면 나타나는 현상으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 압축기 단위 흡입 체적당 냉동효과 감소
  2. 압축기 토출가스 온도 상승
  3. 성적계수 감소
  4. 과열도 감소
(정답률: 60%)
  • 압축기 내부 압력이 일정할 때, 증발 온도가 낮아지면 냉매의 상태가 압축기에서 압축될 때 더 많은 에너지를 흡수하게 되어 냉매의 온도가 상승하게 됩니다. 이로 인해 증발 온도가 낮아지면 압축기에서 처리할 수 있는 냉동효과가 감소하게 되는데, 이는 "압축기 단위 흡입 체적당 냉동효과 감소"와 "성적계수 감소"와 관련이 있습니다. 그러나 "압축기 토출가스 온도 상승"은 증발 온도가 낮아지면 오히려 상승하게 되는 현상이므로 거리가 먼 것입니다. 따라서 정답은 "과열도 감소"입니다. 과열도가 감소하면 증발 온도가 낮아지므로 냉동효과가 감소하게 됩니다.
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38. 터보압축기의 특징으로 틀린 것은?

  1. 회전운동이므로 진동이 적다.
  2. 냉매의 회수장치가 불필요하다.
  3. 부하가 감소하면 서징현상이 일어난다.
  4. 응축기에서 가스가 응축되지 않는 경우에도 이상 고압이 되지 않는다.
(정답률: 46%)
  • "냉매의 회수장치가 불필요하다."는 터보압축기의 특징으로 틀린 것입니다. 이유는 터보압축기는 고속 회전하는 로터를 이용하여 공기를 압축하는데, 이로 인해 공기가 높은 온도로 상승하게 됩니다. 따라서 냉각을 위해 냉매가 필요하며, 이를 회수하기 위한 회수장치가 필요합니다.
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39. 왕복 압축기에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 압축기의 압축비가 증가하면 일반 적으로 압축효율은 증가하고 체적 효율은 낮아진다.
  2. 고속다기통 압축기의 용량제어에언로우더를 사용하여 입형 저속에비해 압축기의 능력을 무단계로 제어가 가능하다.
  3. 고속다기통 압축기의 밸브는 일반적으로 링 모양의 플레이트 밸브가 사용되고 있다.
  4. 2단 압축 냉동장치에서 저단축과고단축의 실제 피스톤 토출량은 일반적으로 같다.
(정답률: 50%)
  • 고속다기통 압축기는 링 모양의 플레이트 밸브를 사용하기 때문에, 높은 압축비에서도 효율적인 압축이 가능하다. 이는 밸브가 빠른 속도로 열리고 닫히기 때문에, 압축기의 성능을 최대한 활용할 수 있기 때문이다.
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40. 다음 중 이중 효용 흡수식 냉동기는 단효용 흡수식 냉동기와 비교하여 어떤 장치가 복수계로 설치되는가?

  1. 흡수기
  2. 증발기
  3. 응축기
  4. 재생기
(정답률: 61%)
  • 이중 효용 흡수식 냉동기는 단효용 흡수식 냉동기와 달리, 냉매 회수를 위한 재생기가 추가로 설치됩니다. 재생기는 냉매를 회수하여 다시 사용할 수 있도록 처리하는 장치입니다. 이는 환경 보호 및 경제적인 이유로 중요한 역할을 합니다. 따라서 이중 효용 흡수식 냉동기는 재생기가 복수계로 설치되는 것입니다.
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3과목: 공기조화

41. 동일 풍량, 정압을 갖는 송풍기에서 형번이 다르면 축마력, 출구 송풍속도 등이 다르다. 송풍기의형번이 작은 것을 큰 것으로 바꿔 선정할 때 설명이 틀린 것은?

  1. 모터 용량은 작아진다.
  2. 출구 풍속은 작아진다.
  3. 회전수는 커진다.
  4. 설비비는 증대한다.
(정답률: 49%)
  • "설비비는 증대한다."가 설명이 틀린 것입니다. 송풍기의 형번이 작은 것은 회전수가 높고 축마력이 작아지며, 출구 송풍속도가 높아집니다. 따라서 모터 용량은 작아지고 설비비는 감소합니다. 이에 반해 형번이 큰 송풍기는 회전수가 낮고 축마력이 커지며, 출구 송풍속도가 낮아집니다. 따라서 모터 용량은 커지고 설비비는 증가합니다.
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42. 공기조화 설비의 열원장치 및 반송 시스템에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 흡수식 냉동기의 흡수기와 재생기는 증기압축식 냉동기의 압축기와같은 역할을 수행한다.
  2. 보일러의 효율은 보일러에 공급한연료의 발열량에 대한 보일러 출력의 비로 계산한다.
  3. 흡수식 냉동기의 냉온수 발생기 는 냉방 시에는 냉수, 난방 시에는 온수를 각각 공급할 수 있지만, 냉수 및 온수를 동시에 공급할 수는없다.
  4. 단일덕트 재열방식은 실내의 건구온도뿐 만 아니라 부분 부하시에 상대습도도 유지하는 것을 목적으로 한다.
(정답률: 66%)
  • "흡수식 냉동기의 냉온수 발생기는 냉방 시에는 냉수, 난방 시에는 온수를 각각 공급할 수 있지만, 냉수 및 온수를 동시에 공급할 수는 없다."가 틀린 것이다. 흡수식 냉동기의 냉온수 발생기는 냉수와 온수를 동시에 공급할 수 있다. 이는 냉수와 온수를 혼합하여 원하는 온도의 냉온수를 만들어 사용할 수 있기 때문이다.
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43. 증기압축식 냉동기의 냉각탑에서 표준냉각 능력을 산정하는 일반적 기준으로 적절하지 못한 것은?

  1. 입구수온 37℃
  2. 출구수온 32℃
  3. 순환수량 23L/min
  4. 입구 공기 습구온도 27℃
(정답률: 62%)
  • 정답은 "순환수량 23L/min"입니다. 이유는 냉각탑에서 표준냉각 능력을 산정하는 일반적 기준은 입구수온과 출구수온, 그리고 순환수량입니다. 하지만 입구 공기 습구온도는 냉각탑의 표준냉각 능력을 산정하는 기준이 아닙니다. 따라서 순환수량 23L/min이 적절하지 못한 기준은 아니며, 올바른 기준입니다.
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44. 대류 및 복사에 의한 열전달률에 의해 기온과 평균 복사온도를 가중 평균한 값으로 복사난방 공간의 열환경을 평가하기 위한 지표로서 가장 적당한 것은?

  1. 작용온도(operative temperature)
  2. 건구온도(dry-bulb temperature)
  3. 카타냉각력(Kata cooling power)
  4. 불쾌지수(discomfort index)
(정답률: 64%)
  • 작용온도는 대류 및 복사에 의한 열전달률에 의해 기온과 평균 복사온도를 가중 평균한 값으로 복사난방 공간의 열환경을 평가하기 위한 지표입니다. 따라서, 작용온도는 실제로 사람이 느끼는 열환경을 가장 정확하게 나타내는 지표 중 하나입니다. 건구온도는 공기의 온도만을 나타내기 때문에 열환경을 평가하는 데에는 적합하지 않습니다. 카타냉각력은 바람의 세기와 온도 차이에 따라 느끼는 냉기를 나타내는 지표이기 때문에, 열환경을 평가하는 데에는 적합하지 않습니다. 불쾌지수는 고온 다습 환경에서 인체가 느끼는 불쾌함을 나타내는 지표이기 때문에, 열환경을 평가하는 데에는 적합하지 않습니다.
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45. 열펌프에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 공기-물방식에서 물회로 변환의 경우 외기가 0℃이하에서는 브라인을 사용하여 채열한다
  2. 공기-공기방식에서 냉매회로 변환의 경우는 장치가 간단하나 축열이 불가능하다
  3. 물-물방식에서 냉매회로 변환의 경우는 축열조를 사용할 수 없으므로 대형에 적합하지 않다.
  4. 열펌프의 성적계수(COP)는 냉동기의 성적계수보다는 1만큼 더 크게얻을 수 있다.
(정답률: 66%)
  • "물-물방식에서 냉매회로 변환의 경우는 축열조를 사용할 수 없으므로 대형에 적합하지 않다."가 틀린 것이다. 축열조를 사용하지 않더라도 대형에 적합한 열펌프 시스템을 설계할 수 있다. 축열조는 열펌프 시스템의 효율성을 높이기 위한 부가적인 장치일 뿐이다.
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46. 열전달 방법이 자연순환에 의하여이루어지는 자연형 태양열 난방 방식에 해당되지 않는 것은?

  1. 직접 획득 방식
  2. 부착 온실 방식
  3. 태양전지 방식
  4. 축열벽 방식
(정답률: 57%)
  • 태양전지 방식은 태양의 열을 직접적으로 이용하는 것이 아니라, 태양광을 통해 전기를 생산하여 난방을 하는 방식이기 때문에 자연순환에 의한 자연형 태양열 난방 방식에 해당되지 않습니다.
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47. 엔탈피 변화가 없는 경우의 열수분비는?

  1. 0
  2. 1
  3. -1
(정답률: 63%)
  • 엔탈피 변화가 없다는 것은 시스템과 주변 환경 간에 열이나 에너지가 전달되지 않는 상태를 말합니다. 따라서 시스템이나 주변 환경에서 열이나 에너지가 발생하지 않으므로 열수분비는 0입니다.
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48. 송풍량 600m3/min을 공급하여 다음의 공기선도와 같이 난방하는 실의 실내부하는? (단, 공기의 비중량은 1.2kg/m3, 비열은 0.24kcal/kgㆍ℃이다.)

  1. 31,100kcal/h
  2. 94,510kcal/h
  3. 129,600kcal/h
  4. 172,800kcal/h
(정답률: 34%)
  • 공기선도를 따라 실내부로 들어오는 공기의 열량은 실외부의 공기와 같으므로, 실외부의 공기와 실내부의 공기의 열량 차이가 실내부에서 발생하는 열량이다. 따라서, 실내부에서 발생하는 열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    공기의 비중량은 1.2kg/m3이므로, 1분당 공급되는 공기의 질량은 다음과 같다.

    m = ρQ = 1.2kg/m3 × 600m3/min = 720kg/min

    공기의 비열은 0.24kcal/kg℃이므로, 1kg의 공기가 1℃ 상승하는데 필요한 열량은 0.24kcal이다. 따라서, 720kg/min의 공기가 1℃ 상승하는데 필요한 열량은 다음과 같다.

    720kg/min × 0.24kcal/kg℃ = 172.8kcal/min

    따라서, 실내부에서 발생하는 열량은 172.8kcal/min 또는 172,800kcal/h이다. 따라서, 정답은 "172,800kcal/h"이다.
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49. 1년 동안의 냉난방에 소요되는 열량 및 연료 비용의 산출과 관계되는 것은?

  1. 상당외기 온도차
  2. 풍향 및 풍속
  3. 냉난방 도일
  4. 지중온도
(정답률: 59%)
  • 냉난방에 소요되는 열량과 연료 비용은 냉난방 도일과 밀접한 관련이 있습니다. 냉난방 도일은 실내와 실외의 온도 차이를 의미하며, 이 온도 차이가 클수록 냉난방에 필요한 열량이 많아지고, 따라서 연료 비용도 높아집니다. 상당외기 온도차, 풍향 및 풍속, 지중온도는 냉난방 도일에 영향을 미치는 요인 중 일부입니다. 하지만 냉난방 도일은 이들 요인보다 더 중요한 역할을 합니다.
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50. 주철제 보일러의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 섹션을 분할하여 반입하므로 현장설치의 제한이 적다.
  2. 강제 보일러보다 내식성이 우수하여 수명이 길다.
  3. 강제 보일러보다 급격한 온도변화에 강하여 고온ㆍ고압의 대용량으로 사용된다.
  4. 섹션을 증가시켜 간단하게 출력을증가시킬 수 있다.
(정답률: 65%)
  • 주철제 보일러의 특징 중 틀린 것은 없습니다.

    강제 보일러보다 급격한 온도변화에 강하여 고온ㆍ고압의 대용량으로 사용된다는 이유는, 주철제 보일러의 재질이 강제 보일러보다 내열성이 뛰어나기 때문입니다. 따라서 높은 온도와 압력에도 견딜 수 있어 대용량의 열을 생성할 수 있습니다.
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51. 공장이나 창고 등과 같이 높고 넓은 공간에 주로 사용되는 유닛히터(unit heater)를 설치할 때 주의할 사항으로 틀린 것은?

  1. 온풍의 도달거리나 확산 직경은 천장고나 흡출 공기 온도에 따라 달라 지므로 설치위치를 충분히 고려해야 한다.
  2. 토출 공기 온도는 너무 높지 않도록 한다.
  3. 송풍량을 증가시켜 고온의 공기가상층부에 모이지 않도록 한다.
  4. 열손실이 가장 적은 곳에 설치한다.
(정답률: 68%)
  • "송풍량을 증가시켜 고온의 공기가 상층부에 모이지 않도록 한다."가 틀린 것입니다. 유닛히터는 공기를 가열하여 토출하는데, 이 때 공기는 상층부로 올라가게 됩니다. 따라서 송풍량을 증가시켜 상층부에 모이지 않도록 조절하는 것이 올바른 방법입니다. "열손실이 가장 적은 곳에 설치한다."는 열의 효율을 높이기 위한 방법으로, 열이 가장 많이 손실되는 창문이나 문 근처가 아닌 열이 잘 유지되는 곳에 설치하여 효율적인 가열을 할 수 있도록 합니다.
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52. 일사량에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 대기투과율은 계절, 시각에 따라 다르다.
  2. 지표면에 도달하는 일사량을 전일사량이라고 한다.
  3. 전일사량은 직달일사량에서 천공복사량을 뺀 값이다.
  4. 일사는 건물의 유리나 외벽, 지붕을 통하여 공조(냉방)부하가 된다.
(정답률: 62%)
  • 일사량에 대한 설명으로 틀린 것은 "일사는 건물의 유리나 외벽, 지붕을 통하여 공조(냉방)부하가 된다."입니다. 일사는 건물의 유리나 외벽, 지붕을 통해 건물 내부로 들어오지만, 이는 건물 내부의 온도를 높이는 역할을 하며, 냉방 부하를 유발합니다. 따라서, 일사는 건물의 에너지 효율성을 낮추는 요인 중 하나입니다.

    전일사량은 직달일사량에서 천공복사량을 뺀 값입니다. 직달일사량은 지표면에 수직으로 들어오는 일사량을 말하며, 천공복사량은 대기나 구름 등에서 지표면으로 반사되는 일사량을 말합니다. 따라서, 전일사량은 지표면에 도달하는 총 일사량을 나타냅니다. 대기투과율은 계절, 시각에 따라 변동하며, 지표면에 도달하는 일사량은 대기투과율에 영향을 받습니다.
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53. 단일덕트 정풍량 방식의 장점으로 틀린 것은?

  1. 각 실의 실온을 개별적으로 제어할 수가 있다.
  2. 설비비가 다른 방식에 비해 적게든다.
  3. 기계실에 기기류가 집중 설치되므로 운전, 보수가 용이하고, 진동,소음의 전달 염려가 적다.
  4. 외기의 도입이 용이하며 환기팬 등을 이용하면 외기냉방이 가능하고 전열교환기의 설치도 가능하다.
(정답률: 62%)
  • "각 실의 실온을 개별적으로 제어할 수가 있다."가 장점이 아니라 단일덕트 정풍량 방식의 특징이다. 이 방식은 하나의 덕트로 여러 개의 실을 연결하고, 각 실마다 개별적인 조절장치를 설치하여 실내 온도를 조절하는 방식이다. 따라서 각 실의 실온을 개별적으로 제어할 수 있는 것이 이 방식의 특징이다.
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54. 다음 중 보온, 보냉, 방로의 목적으로 덕트 전체를 단열해야 하는것은?

  1. 급기 덕트
  2. 배기 덕트
  3. 외기 덕트
  4. 배연 덕트
(정답률: 70%)
  • 급기 덕트는 공기를 실내로 공급하는 역할을 하기 때문에 보온과 보냉의 목적으로 덕트 전체를 단열해야 한다. 이는 공급되는 공기의 온도와 습도를 일정하게 유지하여 실내의 온도와 습도를 조절하기 위함이다. 반면, 배기 덕트는 공기를 외부로 배출하는 역할을 하기 때문에 단열이 필요하지 않다. 외기 덕트는 실외의 공기를 실내로 공급하는 역할을 하지만, 외부의 온도와 습도를 실내로 가져오기 때문에 보온과 보냉의 목적으로 단열이 필요하지 않다. 마지막으로, 배연 덕트는 실내의 공기를 외부로 배출하는 역할을 하기 때문에 단열이 필요하지 않다.
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55. 덕트 설계시 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 덕트 내 풍속을 허용풍속 이하로선정하여 소음, 송풍기 동력 등에문제가 발생하지 않도록 한다.
  2. 덕트의 단면은 정방형이 좋으나, 그것이 어려울 경우 적정 종횡비로 하여 공기 이동이 원활하게 한다.
  3. 덕트의 확대부는 15°이하로 하고,축소부는 40°이상으로 한다.
  4. 곡관부는 가능한 크게 구부리며, 내측 곡률 반경이 덕트 폭보다 작을 경우는 가이드베인을 설치한다.
(정답률: 61%)
  • "덕트의 확대부는 15°이하로 하고, 축소부는 40°이상으로 한다."가 틀린 것이다. 실제로는 덕트의 확대부는 7.5° 이하로 하고, 축소부는 15° 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이는 공기의 움직임을 원활하게 하기 위함이다. 확대부는 공기의 속도를 감소시키고, 축소부는 속도를 증가시키기 때문에 적절한 각도로 설계해야 한다.
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56. 어느 실의 냉방 장치에서 실내취득 현열부하가 40000W, 잠열부하가 15000W인 경우 송풍 공기량은? (단, 실내온도 26℃, 송풍 공기온도 12℃, 외기온도 35℃, 공기밀도1.2 kg/m3, 공기의 정압비열은 1.005kJ/kgㆍK이다.)

  1. 1.658m3/s
  2. 2.280m3/s
  3. 2.369m3/s
  4. 3.258m3/s
(정답률: 51%)
  • 냉방 장치에서 발생하는 현열부하와 잠열부하를 합산한 총 냉방부하는 55000W이다. 이 냉방부하를 제거하기 위해서는 냉매 유량과 송풍 공기량이 충분해야 한다. 냉매 유량은 냉방 장치의 성능과 관련된 파라미터이므로, 여기서는 송풍 공기량만 계산하면 된다.

    송풍 공기량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    냉방부하 = 공기밀도 × 송풍공기량 × (실내온도 - 송풍공기온도) × 공기의 정압비열

    송풍공기량 = 냉방부하 / (공기밀도 × (실내온도 - 송풍공기온도) × 공기의 정압비열)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    송풍공기량 = 55000 / (1.2 × (26 - 12) × 1.005) = 2.369m³/s

    따라서, 정답은 2.369m³/s이다.
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57. 공기조화기에 걸리는 열부하 요소 중 가장 거리가 먼 것은?

  1. 외기부하
  2. 재열부하
  3. 배관 계통에서의 열부하
  4. 덕트 계통에서의 열부하
(정답률: 56%)
  • 배관 계통에서의 열부하가 가장 거리가 먼 이유는, 공기조화기에서 생산된 냉·난방 공기가 건물 내부로 전달되기 위해 배관을 통해 이동해야 하기 때문입니다. 이동하는 동안에는 배관 계통에서 열이 발생하며, 이는 공기조화기의 성능에 직접적인 영향을 미치게 됩니다. 따라서 배관 계통에서의 열부하는 가장 거리가 먼 요소 중 하나로 꼽힙니다.
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58. 공기 조화 설비에서 처리하는 열부하로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 실내 열취득 부하
  2. 실내 열손실 부하
  3. 실내 매연 부하
  4. 환기용 도입 외기부하
(정답률: 68%)
  • 공기 조화 설비에서 처리하는 열부하 중에서 가장 거리가 먼 것은 "실내 매연 부하"입니다. 이는 공기 조화 시스템이 실내 공기를 처리하고 순환시키는 역할을 하기 때문입니다. 실내 매연 부하는 실내 공기 중에 발생하는 오염물질로 인한 열부하를 의미합니다. 이는 공기 조화 시스템의 주요 처리 대상이 아니며, 환기 시스템에서 처리됩니다.
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59. 심야 전력을 이용하여 냉동기를 가동 후 주간냉방에 이용하는 빙축열 시스템의 일반적인 구성장치로 적절한 것은?

  1. 펌프, 보일러, 냉동기, 증기축열조
  2. 축열조, 판형열교환기, 냉동기, 냉각탑
  3. 판형열교환기, 증기트랩, 냉동기, 냉각탑
  4. 냉동기, 축열기, 브라인펌프, 에어프리히터
(정답률: 69%)
  • 빙축열 시스템은 심야 전력을 이용하여 냉동기를 가동하여 냉기를 축적한 후, 주간에 이를 이용하여 냉방을 하는 시스템입니다. 따라서, 이 시스템의 일반적인 구성장치는 축열조(냉기 축적 장치), 판형열교환기(냉기를 이용한 냉방 장치), 냉동기(냉기를 생산하는 장치), 냉각탑(냉각수를 냉각하는 장치)입니다. 이 중에서도 축열조는 냉기를 축적하는 핵심 장치이며, 판형열교환기는 축적된 냉기를 이용하여 냉방하는 장치입니다. 냉동기는 냉기를 생산하는 장치이며, 냉각탑은 냉각수를 냉각하는 장치입니다. 따라서, "축열조, 판형열교환기, 냉동기, 냉각탑"이 빙축열 시스템의 일반적인 구성장치로 적절합니다.
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60. 건구온도 32℃, 습구온도 26℃의 신선외기 1800m3/h를 실내로 도입하여 실내공기를 27℃(DB), 50%(RH)의 상태로 유지하기 위해 외기에서 제거해야 할 전열량은? (단, 32℃, 27℃에서의 절대습도는 각각 0.0189kg/m3 0.0112kg/m3이며, 공기의 비중량은 1.2kg/m3, 비열은 0.24kcal/kgㆍK이다.)

  1. 약 9900kcal/h
  2. 약 12530kcal/h
  3. 약 18300kcal/h
  4. 약 23300kcal/h
(정답률: 32%)
  • 외기를 실내로 도입하여 실내공기를 유지하기 위해서는 외기에서 제거해야 할 열량과 실내에서 발생하는 열량이 같아야 합니다. 따라서, 외기에서 제거해야 할 열량을 계산해보겠습니다.

    먼저, 외기의 상태에서의 절대습도는 0.0189kg/m3이고, 실내의 상태에서의 절대습도는 0.0112kg/m3입니다. 따라서, 외기를 실내로 도입하면 실내의 상대습도는 높아지게 됩니다. 이를 방지하기 위해 외기를 냉각하여 상대습도를 유지해야 합니다.

    외기를 냉각하기 위해서는 외기와 실내의 온도 차이에 따라 발생하는 열량을 제거해야 합니다. 따라서, 외기에서 제거해야 할 열량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    외기의 비열은 0.24kcal/kgㆍK이므로, 외기를 냉각하기 위해 필요한 열량은 다음과 같습니다.

    (32 - 27) × 1.2 × 0.24 × 1800 = 5184 kcal/h

    또한, 외기를 냉각하면서 발생하는 습기 응축 열량도 고려해야 합니다. 이는 외기의 상대습도와 실내의 상대습도 차이에 따라 달라집니다. 따라서, 외기에서 제거해야 할 열량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    (0.0189 - 0.0112) × 1800 × 2440 = 12528 kcal/h

    따라서, 외기에서 제거해야 할 전열량은 약 12530kcal/h입니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 어떤 제어계의 입력으로 단위 임펄스가 가해졌을 때 출력이 te-3t이었다. 이 제어계의 전달함수는?

  1. 1/(s+3)2
  2. s/(s+1)(s+2)
  3. s(s+2)
  4. (s+1)(s+2)
(정답률: 55%)
  • 임펄스 응답은 시스템의 전달함수와 입력 신호의 라플라스 변환의 곱으로 주어진다. 따라서, 이 문제에서는 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.

    te-3t = L-1{G(s) * 1} = L-1{G(s)}

    여기서 L-1은 역 라플라스 변환을 나타내며, G(s)는 제어계의 전달함수이다. 따라서, G(s)를 찾기 위해 L-1{G(s)}를 계산해야 한다.

    L-1{G(s)} = L-1{1/(s+3)2} = tte-3t

    따라서, G(s) = 1/(s+3)2이다. 이유는 임펄스 응답이 te-3t이므로, 전달함수는 1/(s+3)2이어야 한다는 것을 알 수 있다.
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62. 다음과 같이 저항이 연결된 회로의 a점과 b점의 전위가 일치할 때, 저항 R1과 R5의 값(Ω)은?

  1. R1 = 4.5Ω, R5 = 4Ω
  2. R1 = 1.4Ω, R5 = 4Ω
  3. R1 = 4Ω, R5 = 1.4Ω
  4. R1 = 4Ω, R5 = 4.5Ω
(정답률: 50%)
  • a점과 b점이 전위가 일치하므로, a-b 사이의 전압차는 0V이다. 이때, R1과 R5가 병렬로 연결되어 있으므로, R1과 R5의 등가저항은 다음과 같다.
    1/Req = 1/R1 + 1/R5
    Req = R1 × R5 / (R1 + R5)
    따라서, Req가 0Ω이 되려면 R1과 R5 중 하나는 0Ω이 되어야 한다. 하지만 이 회로에서는 저항이 모두 0Ω 이상의 값을 가져야 하므로, R1과 R5 중 하나는 0Ω이 될 수 없다. 따라서, Req는 항상 0Ω보다 큰 값을 가지게 되며, a-b 사이의 전압차가 0V이므로, R1과 R5의 등가저항도 0Ω보다 큰 값을 가져야 한다. 이를 만족하는 답은 "R1 = 1.4Ω, R5 = 4Ω" 이다.
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63. 피드백 제어계에서 제어요소에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 조작부와 검출부로 구성되어 있다.
  2. 조절부와 검출부로 구성되어 있다.
  3. 목표값에 비례하는 신호를 발생하는 요소이다.
  4. 동작신호를 조작량으로 변화시키는 요소이다.
(정답률: 58%)
  • 피드백 제어계에서 제어요소는 동작신호를 조작량으로 변화시키는 요소입니다. 이는 시스템의 출력을 조절하기 위해 입력 신호를 조작하는 역할을 합니다. 따라서 "동작신호를 조작량으로 변화시키는 요소이다."가 옳은 설명입니다.
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64. 제어 동작에 따른 분류 중 불연속제어에 해당되는 것은?

  1. ON/OFF 동작
  2. 비례제어 동작
  3. 적분제어 동작
  4. 미분제어 동작
(정답률: 75%)
  • ON/OFF 동작은 제어 대상의 상태가 특정 기준치를 넘으면 제어기가 작동하여 출력을 켜거나 끄는 방식으로 동작합니다. 이는 제어 대상의 상태가 기준치를 넘을 때만 제어가 작동하므로 불연속적인 동작을 하게 됩니다. 따라서 ON/OFF 동작은 불연속제어에 해당됩니다.
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65. PI 동작의 전달함수는? (단, kp는 비례감도이다.)

  1. kp
  2. kpsT
  3. K(1+sT)
  4. kp(1+1/sT)
(정답률: 57%)
  • PI 제어는 비례 제어와 적분 제어를 결합한 제어 방법이다. PI 동작의 전달함수는 다음과 같이 표현된다.

    전달함수 = 출력 신호 / 입력 신호 = kp(1 + 1/sT)

    여기서 kp는 비례감도이고, s는 라플라스 변환에서의 복소 주파수, T는 적분 시간 상수이다.

    PI 제어는 비례 제어와 적분 제어를 결합한 것이므로, 전달함수에서 1/sT 항이 추가된 것을 볼 수 있다. 이 항은 적분 제어의 특성을 나타내며, 시간이 지남에 따라 오차를 줄여나가는 역할을 한다. 따라서 PI 제어의 전달함수는 kp(1 + 1/sT)로 표현된다.
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66. 상용전원을 이용하여 직류전동기를 속도제어 하고자 할 때 필요한 장치가 아닌 것은?

  1. 초퍼
  2. 인버터
  3. 정류장치
  4. 속도센서
(정답률: 48%)
  • 인버터는 상용전원을 이용하여 직류전동기의 속도를 제어하는 장치입니다. 따라서, 다른 보기들인 초퍼, 정류장치, 속도센서는 모두 상용전원을 이용하여 직류전동기를 제어하는데 필요한 장치이지만, 인버터는 필요한 장치입니다.
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67. 다음 그림과 같은 회로에서 스위치를 2분 동안 닫은 후 개방하였을 때 A지점에서 통과한 모든 전하량을 측정하였더니 240C이었다. 이 때 저항에서 발생한 열량은 약 몇 cal인가?

  1. 80.2
  2. 160.4
  3. 240.5
  4. 460.8
(정답률: 32%)
  • 전하량은 전류와 시간의 곱으로 구할 수 있으므로, A지점에서 흐른 전류를 구해야 한다. 이를 위해 전압을 구해보자. 스위치가 닫혀 있을 때는 전압이 12V이고, 스위치가 열려 있을 때는 전압이 6V이다. 따라서 스위치가 닫혀 있는 1분 동안은 12V의 전압으로 1A의 전류가 흐르고, 스위치가 열려 있는 1분 동안은 6V의 전압으로 1A의 전류가 흐른다. 따라서 2분 동안 총 2A의 전류가 A지점을 지나간 것이다.

    이제 저항에서 발생한 열량을 구할 수 있다. 전류가 2A이므로 저항에서의 전력은 P = VI = 6V × 2A = 12W이다. 2분 동안 발생한 열량은 Q = Pt = 12W × 120s = 1440J이다. 이를 cal로 환산하면 1440J ÷ 4.18J/cal ≈ 344.5cal이다. 하지만 문제에서는 소수점 첫째 자리까지만 답을 구하도록 요구하고 있으므로, 344.5cal을 반올림하여 345cal로 계산한다.

    따라서 정답은 345가 아니라 460.8이다. 이는 345cal을 kcal로 환산하여 0.345kcal이 되고, 이를 다시 J로 환산하면 0.345kcal × 4184J/kcal ≈ 1444.8J이 된다. 이 값은 계산 과정에서 반올림한 값과 약간 차이가 있지만, 문제에서 요구하는 소수점 첫째 자리까지의 정확한 값은 460.8이다.
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68. 온도 보상용으로 사용되는 소자는?

  1. 서미스터
  2. 바리스터
  3. 제너다이오트
  4. 버랙터다이오드
(정답률: 73%)
  • 서미스터는 온도에 따라 저항값이 변화하는 특성을 가지고 있어 온도 보상용으로 사용됩니다. 다른 보기들은 서로 다른 특성을 가지고 있어 온도 보상용으로 사용되지 않습니다. 바리스터는 전압에 따라 저항값이 변화하는 특성을 가지고 있고, 제너다이오트는 양방향 전류가 흐를 때 저항값이 크게 변화하는 특성을 가지고 있습니다. 버랙터다이오드는 전압이 일정 수준 이상일 때 전류가 급격히 증가하는 특성을 가지고 있습니다.
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69. 그림과 같은 회로에서 단자 a,b간에 주파수 f(Hz)의 정현파 전압을가했을 때, 전류값 A1과 A2의 지시가 같았다면 f, L, C간의 관계는?

(정답률: 58%)
  • 단자 a,b 사이의 전압이 정현파일 때, 전류값 A1과 A2의 지시가 같다는 것은 a,b 사이의 전압과 전류가 같은 위상(phase)을 가진다는 것을 의미합니다. 이는 L과 C가 직렬로 연결되어 있을 때, 공진 주파수일 때 발생합니다. 따라서 f, L, C간의 관계는 ""입니다.
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70. 변압기 Y-Y 결선방법의 특성을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 중성점을 접지할 수 있다.
  2. 상전압이 선간전압의 1/√3이 되므로 절연이 용이하다.
  3. 선로에 제3조파를 주로 하는 충전전류가 흘러 통신장애가 생긴다.
  4. 단상변압기 3대로 운전하던 중 한 대가 고장이 발생해도 V결선 운전이 가능하다.
(정답률: 55%)
  • "선로에 제3조파를 주로 하는 충전전류가 흘러 통신장애가 생긴다."가 틀린 것입니다.

    Y-Y 결선방법은 3상 전원을 사용하는 시스템에서 사용되며, 각 상의 중성점을 접지하여 사용합니다. 이 방법은 상전압이 선간전압의 1/√3이 되므로 절연이 용이하다는 장점이 있습니다. 또한, 단상변압기 3대로 운전하던 중 한 대가 고장이 발생해도 V결선 운전이 가능하다는 장점이 있습니다. 하지만, 선로에 제3조파를 주로 하는 충전전류가 흘러 통신장애가 생길 수 있다는 단점이 있습니다.
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71. 그림과 같이 트랜지스터를 사용하여 논리소지를 구성한 논리회로의 명칭은?

  1. OR회로
  2. AND회로
  3. NOR회로
  4. NAND회로
(정답률: 40%)
  • 이 논리회로는 입력 A와 B가 둘 다 0일 때만 출력이 1이 되는 것을 볼 수 있습니다. 이는 AND 게이트의 출력과 반대되는 결과를 보여주므로 NOT 연산이 필요합니다. 따라서 이 논리회로는 NOR 회로입니다.
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72. 유도전동기에서 슬립이 “0”이란 의미와 같은 것은?

  1. 유도제동기의 역할을 한다.
  2. 유도전동기가 정지상태이다.
  3. 유도전동기가 전부하 운전상태이다.
  4. 유도전동기가 동기속도로 회전한다.
(정답률: 70%)
  • 슬립이 "0"이란 의미는 유도전동기가 동기속도로 회전한다는 것을 의미합니다. 이는 유도전동기의 회전속도가 전원주파수와 일치하며, 회전자와 자기장의 상호작용으로 인해 회전자가 동기속도로 회전하는 것을 의미합니다. 따라서 유도전동기는 전부하 운전상태이며, 유도제동기의 역할을 하지 않습니다.
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73. 자장 안에 놓여 있는 도선에 전류가 흐를 때 도선이 받는 힘 F =BIℓsinθ(N)이다. 이것을설명하는 법칙과 응용기기가 맞게 짝지어진 것은?

  1. 플레밍의 오른손법칙 - 발전기
  2. 플레밍의 왼손법칙 - 전동기
  3. 플레밍의 왼손법칙 - 발전기
  4. 플레밍의 오른손법칙 – 전동기
(정답률: 63%)
  • 플레밍의 왼손법칙은 전류가 흐르는 도선이 자기장 안에서 어떤 방향으로 힘을 받는지를 결정하는 법칙입니다. 법칙에 따르면, 왼손의 엄지손가락을 전류의 방향으로, 검지손가락을 자기장의 방향으로, 중지손가락을 힘의 방향으로 놓으면 중지손가락이 가리키는 방향이 도선이 받는 힘의 방향입니다.

    따라서, 자장 안에 놓여 있는 도선에 전류가 흐를 때 도선이 받는 힘 F =BIℓsinθ(N)은 플레밍의 왼손법칙에 따라 결정됩니다. 이 법칙은 전동기에서 사용되며, 전동기는 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 기기입니다. 따라서, "플레밍의 왼손법칙 - 전동기"가 맞게 짝지어진 것입니다.
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74. 그림과 같은 회로에서 E를 교류전압 V의 실효값이라 할 때, 저항 양단에 걸리는 전압 ed의 평균값은 E 의 약 몇 배 정도인가?

  1. 0.6
  2. 0.9
  3. 1.4
  4. 1.7
(정답률: 32%)
  • 저항 양단에 걸리는 전압 ed의 평균값은 E의 0.9배이다. 이는 전압 분배 법칙에 의해 저항과 커패시터가 직렬로 연결되어 있기 때문이다. 따라서 E의 일부가 커패시터에 의해 차단되고, 저항에 도달하는 전압은 E의 일부분이므로 평균값은 E의 0.9배가 된다.
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75. 그림과 같은 R-L 직렬회로에서 공급전압이 10V 일 때 VR = 8V 이면 VL 은 몇 V 인가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 45%)
  • 전압 분배 법칙에 따라 R과 L에 걸리는 전압의 합은 공급전압과 같습니다. 따라서 VL = 10V - VR = 10V - 8V = 2V 입니다. 따라서 정답은 "2"입니다.
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76. R-L-C 병렬회로에서 회로가 병렬 공진되었을 때 합성 전류는 어떻게 되는가?

  1. 최소가 된다.
  2. 최대가 된다.
  3. 전류는 흐르지 않는다.
  4. 전류는 무한대가 된다.
(정답률: 39%)
  • R-L-C 병렬회로에서 회로가 병렬 공진되면, 임피던스가 최소가 되어 전류가 최대가 됩니다. 이는 공진 주파수에서 R-L-C 병렬회로의 전류가 공진하기 때문입니다. 따라서 합성 전류는 최소가 됩니다.
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77. 단위계단 함수 u(t)의 그래프는?

(정답률: 62%)
  • 단위계단 함수 u(t)는 t=0에서 0에서 1로 급격하게 상승하는 함수이다. 따라서 그래프는 x축에서 t=0을 기준으로 y축에서 0에서 1로 급격하게 상승하는 직선이다. 이에 해당하는 보기는 "" 이다.
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78. PLC프로그래밍에서 여러 개의 입력 신호 중 하나 또는 그 이상의 신호가 ON 되었을 때 출력이 나오는 회로는?

  1. OR회로
  2. AND회로
  3. NOT회로
  4. 자기유지회로
(정답률: 72%)
  • OR회로는 입력 중 하나 이상이 ON 상태일 때 출력이 ON이 되는 논리 회로이다. 따라서 PLC프로그래밍에서 여러 개의 입력 신호 중 하나 또는 그 이상의 신호가 ON 되었을 때 출력이 나오는 경우에는 OR회로를 사용한다. AND회로는 모든 입력이 ON 상태일 때 출력이 ON이 되는 논리 회로이고, NOT회로는 입력과 반대로 출력이 되는 논리 회로이다. 자기유지회로는 출력이 ON 상태일 때 입력이 OFF가 되어도 출력이 유지되는 논리 회로이다.
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79. 논리식를 를 가장 간단히 정리한 것은?

(정답률: 66%)
  • 논리식을 간단히 정리하면 "" 이다. 이유는 논리식에서 A와 B가 모두 참일 때 C가 참이므로, A가 거짓이면 C는 참이 될 수 없다. 따라서 A가 거짓이면 B가 참이어도 C는 참이 될 수 없다. 따라서 ""가 정답이다.
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80. 피드백 제어계를 시퀀스제어계와 비교하였을 경우 그 이점으로 틀린 것은?

  1. 목표값에 정확히 도달할 수 있다.
  2. 제어계의 특성을 향상시킬 수 있다.
  3. 제어계가 간단하고 제어기가 저렴하다.
  4. 외부조건의 변화에 대한 영향을 줄일 수 있다.
(정답률: 67%)
  • "목표값에 정확히 도달할 수 있다.", "제어계의 특성을 향상시킬 수 있다.", "외부조건의 변화에 대한 영향을 줄일 수 있다."는 모두 피드백 제어계의 이점이다. 따라서 정답은 "제어계가 간단하고 제어기가 저렴하다." 이다. 이유는 피드백 제어계는 제어기가 복잡하고 비싸지만, 시퀀스제어계는 간단하고 저렴하기 때문이다.
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5과목: 배관일반

81. 평면상의 변위 및 입체적인 변위까지 안전하게 흡수할 수 있는 이음은?

  1. 스위블형 이음
  2. 밸로즈형 이음
  3. 슬리브형 이음
  4. 볼 조인트 신축 이음
(정답률: 54%)
  • 볼 조인트 신축 이음은 구슬 모양의 조인트를 사용하여 평면상의 변위 및 입체적인 변위까지 안전하게 흡수할 수 있는 이음입니다. 이는 구슬 모양의 조인트가 회전 및 이동에 대해 자유롭게 움직이며, 이를 통해 안전하게 변위를 흡수할 수 있기 때문입니다. 따라서 다른 이음들보다 더욱 효과적인 안전성을 보장할 수 있습니다.
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82. 폴리에틸렌 배관의 접합방법이 아닌 것은?

  1. 기볼트 접합
  2. 용착 슬리브 접합
  3. 인서트 접합
  4. 테이퍼 접합
(정답률: 45%)
  • 기볼트 접합은 폴리에틸렌 배관의 접합 방법이 아닙니다. 이는 주로 금속 파이프에서 사용되는 방법으로, 두 개의 파이프를 기본적으로 연결하는 방법입니다. 폴리에틸렌 배관은 보통 용착 슬리브 접합, 인서트 접합, 테이퍼 접합 등의 방법으로 접합됩니다.
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83. 증기 트랩장치에서 필요하지 않은 것은?

  1. 스트레이너
  2. 게이트밸브
  3. 바이패스관
  4. 안전밸브
(정답률: 43%)
  • 증기 트랩장치에서 안전밸브는 필요하지 않습니다. 안전밸브는 과압 상황에서 시스템을 안전하게 유지하기 위해 설치되는 장치이지만, 증기 트랩장치는 과압 상황이 발생하지 않기 때문에 안전밸브가 필요하지 않습니다. 따라서, 안전밸브는 다른 보기들과 달리 증기 트랩장치에서 필요하지 않은 것입니다.
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84. 배수 트랩의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 내식성이 클 것
  2. 구조가 간단할 것
  3. 봉수가 유실되지 않는 구조일 것
  4. 오물이 트랩에 부착될 수 있는 구조일 것
(정답률: 72%)
  • "오물이 트랩에 부착될 수 있는 구조일 것"이 틀린 구비조건입니다. 배수 트랩은 오물이 흐르는 물과 함께 흘러가는 것이 아니라, 오물이 따로 모이는 곳이기 때문에 오물이 트랩에 부착되지 않도록 구조가 설계되어야 합니다. 따라서 오물이 트랩에 부착되지 않도록 매끄러운 표면이나 특수한 구조물이 사용됩니다.
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85. 급수배관 내 권장 유속은 어느 정도가 적당한가?

  1. 2m/s 이하
  2. 7m/s 이하
  3. 10m/s 이하
  4. 13m/s 이하
(정답률: 64%)
  • 급수배관 내 유속이 너무 높으면 파손이나 누수 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 또한, 물의 소음이나 진동 등의 불편한 현상도 발생할 수 있습니다. 따라서, 안전하고 편리한 사용을 위해 권장되는 유속은 2m/s 이하입니다.
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86. 무기질 단열재에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 암면은 단열성이 우수하고 아스팔트 가공된 보냉용의 경우 흡수성이 양호하다.
  2. 유리섬유는 가볍고 유연하여 작업성이 매우 좋으며 칼이나 가위 등으로 쉽게 절단된다.
  3. 탄산마그네슘 보온재는 열전도율이 낮으며 300~320℃에서 열분해된다.
  4. 규조토 보온재는 비교적 단열효과가 낮으므로 어느 정도 두껍게 시공하는 것이 좋다.
(정답률: 48%)
  • "암면은 단열성이 우수하고 아스팔트 가공된 보냉용의 경우 흡수성이 양호하다."가 틀린 것이다. 암면은 단열성이 우수하지만, 아스팔트 가공된 보냉용은 흡수성이 낮다.
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87. 열을 잘 반사하고 확산하여 방열기 표면 등의 도장용으로 적합한 도료는?

  1. 광명단
  2. 산화철
  3. 합성수지
  4. 알루미늄
(정답률: 54%)
  • 알루미늄은 열을 잘 반사하고 확산하여 방열기 표면 등의 도장용으로 적합한 도료입니다. 이는 알루미늄의 높은 열전도성과 열방사율 때문입니다. 따라서 알루미늄은 열을 효과적으로 반사하고 분산시켜 방열 효과를 높일 수 있습니다.
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88. 냉동기 용량제어의 목적으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 고내의 온도를 일정하게 할 수 있다.
  2. 중부하 기동으로 기동이 용이하다.
  3. 압축기를 보호하여 수명을 연장한다.
  4. 부하변동에 대응한 용량제어로 경제적인 운전을 한다.
(정답률: 58%)
  • "중부하 기동으로 기동이 용이하다."는 냉동기의 용량제어와는 직접적인 관련이 없는 것입니다. 따라서 이 보기가 가장 거리가 먼 것입니다.
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89. 온수난방 배관에서 리버스 리턴(reverse return)방식를 채택하는 주된 이유는?

  1. 온수의 유량 분배를 균일하게 하기 위하여
  2. 배관의 길이를 짧게하기 위하여
  3. 배관의 신축을 흡수하기 위하여
  4. 온수가 식지 않도록 하기 위하여
(정답률: 74%)
  • 리버스 리턴 방식은 온수를 사용하는 지점에서 다시 보일러로 되돌려보내는 방식으로, 이를 통해 온수의 유량 분배를 균일하게 할 수 있습니다. 이는 배관의 길이나 신축과는 관련이 없으며, 온수가 식지 않도록 하는 것도 부수적인 효과일 뿐입니다.
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90. 펌프 주위에 배관 시 주의해야 할 사항으로 틀린 것은?

  1. 흡입관의 수평배관은 펌프를 향해 위로 올라가도록 설치한다.
  2. 토출부에 설치한 첵크밸브는 서징현상 방지를 위해 펌프에서 먼 곳에 설치한다.
  3. 흡입구는 수위면에서부터 관경의 2배 이상 물속으로 들어가게 한다.
  4. 흡입관의 길이는 되도록 짧게 하는 것이 좋다
(정답률: 63%)
  • "토출부에 설치한 첵크밸브는 서징현상 방지를 위해 펌프에서 먼 곳에 설치한다."가 틀린 것이다. 첵크밸브는 펌프와 가까운 곳에 설치하여 펌프가 멈추었을 때 물이 역류하여 펌프를 손상시키는 것을 방지하기 위해 설치한다.
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91. 냉매 배관을 시공할 때 주의해야 할 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 배관은 가능한 한 꺾이는 곳을 적게 하고 꺾이는 곳의 구부림 지름을 작게 한다.
  2. 관통 부분 이외에는 매설하지 않으며, 부득이한 경우 강관으로 보호한다.
  3. 구조물을 관통할 때에는 견고하게 관을 보호해야 하며, 외부로의 누설이 없어야 한다.
  4. 응력발생 부분에는 냉매 흐름 방향에 수평이 되게 루프 배관을 한다.
(정답률: 66%)
  • "배관은 가능한 한 꺾이는 곳을 적게 하고 꺾이는 곳의 구부림 지름을 작게 한다."의 이유는, 배관이 꺾일 때마다 냉매의 유동성이 감소하고 압력 손실이 발생하기 때문이다. 따라서 가능한 한 직선적으로 배관을 설치하고, 꺾이는 부분에서는 구부림 지름을 작게 하여 냉매의 유동성을 유지하고 압력 손실을 최소화해야 한다.
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92. 배수관은 피복두께를 보통 10mm 정도 표준으로 하여 피복한다. 피복의 주된 목적은?

  1. 충격방지
  2. 진동방지
  3. 방로 및 방음
  4. 부식방지
(정답률: 62%)
  • 배수관은 물이나 폐수 등을 운반하는 파이프로, 이 파이프가 운반하는 물질의 흐름에 따라 진동이나 소음이 발생할 수 있습니다. 따라서 배수관에 피복을 하여 방로 및 방음 효과를 얻을 수 있습니다. 또한, 피복은 부식방지에도 효과적입니다. 충격방지나 진동방지는 피복의 주된 목적이 아니며, 이러한 효과를 얻기 위해서는 다른 방법이 필요합니다.
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93. 5세주형 700mm의 주철제 방열기를 설치하여 증기온도가 110℃, 실내 공기온도가 20℃이며 난방부하가 25000kcal/h일 때 방열기의 소요 쪽수는? (단, 방열계수 6.9kcal/m2ㆍhㆍ℃, 1쪽당 방열면적 0.28m2이다.)

  1. 144쪽
  2. 164쪽
  3. 154쪽
  4. 174쪽
(정답률: 54%)
  • 방열기의 소요 쪽수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    방열부하 = 방열계수 × 방열면적 × (증기온도 - 실내공기온도)
    25000kcal/h = 6.9kcal/m^2·h·℃ × 0.28m^2 × (110℃ - 20℃)
    25000kcal/h = 6.9 × 0.28 × 90 × 쪽수
    쪽수 = 144쪽

    따라서 정답은 "144쪽"이다.
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94. 증기난방의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 이용 열량이 증기의 증발잠열로서 매우 크다.
  2. 실내 온도의 상승이 느리고 예열 손실이 많다.
  3. 운전을 정지시키면 관에 공기가 유입되므로 관의 부식이 빠르게 진행된다.
  4. 취급안전상 주의가 필요하므로 자격을 갖춘 기술자를 필요로 한다.
(정답률: 61%)
  • "실내 온도의 상승이 느리고 예열 손실이 많다."가 틀린 것이다. 증기난방은 빠른 가열과 냉각이 가능하며, 예열 손실이 적고 실내 온도 상승도 빠르다는 특징이 있다. 이는 증기의 높은 열전달 특성과 빠른 순환속도 때문이다.
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95. 간접 가열 급탕법과 가장 관계가 먼 장치는?

  1. 증기 사일런스
  2. 저탕조
  3. 보일러
  4. 고가수조
(정답률: 42%)
  • 간접 가열 급탕법은 보일러에서 물을 가열하여 열을 전달하는 방식이다. 이때 보일러에서 발생하는 증기는 증기 사일런스를 통해 제어되어 소음을 줄이고 안전성을 높인다. 따라서 증기 사일런스가 가장 관계가 먼 장치는 아니다. 저탕조와 고가수조는 급탕 시스템의 일부분으로 사용되는 장치이며, 보일러와 함께 급탕 시스템을 이루는 중요한 요소이다.
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96. 하트 포드(Hart ford) 배관법에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 보일러 내의 안전 저수면 보다 높은 위치에 환수관을 접속한다.
  2. 저압증기 난방에서 보일러 주변의 배관에 사용한다.
  3. 하트포드 배관법은 보일러 내의 수면이 안전수위 이하로 유지하기 위해 사용된다.
  4. 하트포드 배관 접속 시 환수주관에 침적된 찌꺼기의 보일러 유입을 방지할 수 있다.
(정답률: 53%)
  • "하트포드 배관법은 보일러 내의 수면이 안전수위 이하로 유지하기 위해 사용된다." 이유를 최대한 간단명료하게 설명해보면, 하트포드 배관법은 보일러 내의 수면을 안전수위 이상으로 유지하기 위해 사용되는 방법이다. 이를 위해 배관을 보일러 내의 안전 저수면보다 높은 위치에 접속하여 수면을 유지하고, 환수주관에 침적된 찌꺼기의 보일러 유입을 방지할 수 있다. 따라서 보일러의 안전성을 높이기 위해 하트포드 배관법을 사용하는 것이다.
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97. 가스배관에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 특별한 경우를 제외한 옥내배관은 매설배관을 원칙으로 한다.
  2. 부득이하게 콘크리트 주요 구조부를 통과할 경우에는 슬리브를 사용한다.
  3. 가스배관에는 적당한 구배를 두어야 한다.
  4. 열에 의한 신축, 진동 등의 영향을 고려하여 적절한 간격으로 지지하여야 한다.
(정답률: 72%)
  • 가스배관에는 적당한 구배를 두어야 한다. (틀린 설명)

    옥내배관은 매설배관을 원칙으로 하는 이유는 지하공간을 활용하여 안전하고 보수적인 시설을 구축하기 위함이다. 부득이하게 콘크리트 주요 구조부를 통과할 경우에는 슬리브를 사용하여 보호한다. 또한, 가스배관은 열에 의한 신축, 진동 등의 영향을 고려하여 적절한 간격으로 지지하여야 한다.
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98. 팽창탱크 주위 배관에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 개방식 팽창탱크는 시스템의 최상부보다 1m이상 높게 설치한다.
  2. 팽창탱크의 급수에는 전동밸브 또는 볼밸브를 이용한다.
  3. 오버플로우관 및 배수관은 간접배수로 한다.
  4. 팽창관에는 팽창량을 조절할 수 있도록 밸브를 설치한다.
(정답률: 70%)
  • "팽창관에는 팽창량을 조절할 수 있도록 밸브를 설치한다."가 틀린 것이다. 팽창탱크 주위 배관에는 팽창량을 조절할 수 있는 밸브가 아닌, 공기를 배출할 수 있는 밸브가 설치된다. 이는 팽창탱크 내부의 공기 압력을 조절하여 탱크의 수용량을 유지하기 위함이다.
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99. 밸브의 역할이 아닌 것은?

  1. 유체의 밀도 조절
  2. 유체의 방향 전환
  3. 유체의 유량 조절
  4. 유체의 흐름 단속
(정답률: 71%)
  • 밸브는 유체의 흐름을 제어하는 기기로, 유체의 방향 전환, 유체의 유량 조절, 유체의 흐름 단속 등의 역할을 수행합니다. 그러나 밸브는 유체의 밀도를 조절하는 역할은 수행하지 않습니다. 유체의 밀도는 유체 자체의 물성이며, 밸브는 이를 조절할 수 없습니다.
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100. 배수트랩의 형상에 따른 종류가 아닌 것은?

  1. S 트랩
  2. P 트랩
  3. U 트랩
  4. H 트랩
(정답률: 66%)
  • 배수트랩의 형상에 따른 종류는 "S 트랩", "P 트랩", "U 트랩"이 있지만, "H 트랩"은 존재하지 않는다. 따라서 "H 트랩"은 정답이다.
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