공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2020-08-22)

공조냉동기계기사(구)
(2020-08-22 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 어떤 습증기의 엔트로피가 6.78kJ/(kg·K)라고 할 때 이 습증기의 엔탈피는 약 몇 kJ/kg인가? (단, 이 기체의 포화액 및 포화증기의 엔탈피와 엔트로피는 다음과 같다.)

  1. 2365
  2. 2402
  3. 2473
  4. 2511
(정답률: 58%)
  • 습증기의 엔트로피가 6.78kJ/(kg·K)이므로, 이를 이용하여 엔탈피를 구할 수 있다. 엔트로피와 엔탈피의 관계식은 다음과 같다.

    dH = TdS

    여기서 dH는 엔탈피 변화량, T는 온도, dS는 엔트로피 변화량을 나타낸다. 이 식을 적용하기 위해서는 온도가 필요하다. 따라서, 습증기의 온도를 알아내야 한다.

    습증기의 엔트로피가 6.78kJ/(kg·K)일 때, 엔트로피와 온도의 관계식을 이용하여 온도를 구할 수 있다. 이 관계식은 다음과 같다.

    ds = CpdT/T + Rln(P/P0)

    여기서 ds는 엔트로피 변화량, Cp는 등압비열, R은 기체상수, P는 압력, P0는 참압력을 나타낸다. 이 식을 적용하기 위해서는 압력과 참압력이 필요하다. 따라서, 습증기의 압력과 참압력을 알아내야 한다.

    습증기의 압력과 참압력은 다음과 같다.

    P = 100kPa
    P0 = 100kPa

    따라서, 엔트로피와 온도의 관계식은 다음과 같다.

    ds = CpdT/T

    여기서 Cp는 등압비열로, 다음과 같이 주어진다.

    Cp = 1.005kJ/(kg·K)

    따라서, 엔트로피가 6.78kJ/(kg·K)일 때의 온도는 다음과 같다.

    6.78 = 1.005T/T
    T = 676.62K

    이제 온도를 이용하여 엔탈피를 구할 수 있다. 엔탈피와 온도의 관계식은 다음과 같다.

    dH = Cp(T-T0)

    여기서 T0는 0℃일 때의 온도를 나타낸다. 따라서, 엔탈피는 다음과 같다.

    dH = 1.005(676.62-273) = 409.67kJ/kg

    따라서, 이 습증기의 엔탈피는 약 2365kJ/kg이다.
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2. 압력(P)-부피(V) 선도에서 이상기체가 그림과 같은 사이클로 작동한다고 할 때 한 사이클 동안 행한 일은 어떻게 나타내는가?

(정답률: 67%)
  • 한 사이클 동안 이상기체는 압력-부피 선도를 따라 시계 방향으로 작동하며, 이때 압력과 부피는 각각 증가하고 감소한다. 따라서 이상기체가 한 사이클 동안 행한 일은 압력-부피 선도에서 시계 방향으로 둘레를 따라 이루는 면적과 같다. 이 면적은 사이클의 시작점과 끝점을 연결하는 직선과 압력-부피 곡선으로 이루어진 영역으로 계산할 수 있다. 이때, ""가 정답인 이유는 이 영역이 가장 크기 때문이다. 즉, 이상기체가 한 사이클 동안 행한 일이 가장 많은 경우이다.
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3. 다음 중 스테판-볼츠만의 법칙과 관련이 있는 열전달은?

  1. 대류
  2. 복사
  3. 전도
  4. 응축
(정답률: 77%)
  • 스테판-볼츠만의 법칙은 물체의 온도가 높을수록 물체에서 방출되는 복사 에너지가 많아진다는 법칙입니다. 따라서 스테판-볼츠만의 법칙과 관련이 있는 열전달은 "복사"입니다.
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4. 이상기체 2kg이 압력 98kPa, 온도 25℃상태에서 체적이 0.5m3였다면 이 이상기체의 기체상수는 약 몇 J/(kg·K)인가?

  1. 79
  2. 82
  3. 97
  4. 102
(정답률: 75%)
  • 기체상수 R은 R = (P*V)/(m*T)로 구할 수 있다. 여기서 P는 압력, V는 체적, m은 질량, T는 절대온도를 나타낸다. 따라서 주어진 값들을 대입하면 R = (98*0.5)/(2*298) = 0.082 J/(kg·K)가 된다. 이 값은 보기에서 "82"와 일치하므로 정답은 "82"이다.
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5. 냉매가 갖추어야 할 요건으로 틀린 것은?

  1. 증발온도에서 높은 잠열을 가져야 한다.
  2. 열전도율이 커야 한다.
  3. 표면장력이 커야 한다.
  4. 불활성이고 안전하며 비가연성이어야 한다.
(정답률: 70%)
  • 표면장력이 커야 할 요건은 아닙니다. 냉매가 갖추어야 할 요건은 증발온도에서 높은 잠열을 가져야 하며, 열전도율이 커야 하며, 불활성이고 안전하며 비가연성이어야 합니다. 표면장력은 냉매의 증발과 관련이 있지만, 필수적인 요건은 아닙니다.
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6. 어떤 유체의 밀도가 741kg/m3이다. 이 유체의 비체적은 약 몇 m3/kg인가?

  1. 0.78×10-3
  2. 1.35×10-3
  3. 2.35×10-3
  4. 2.98×10-3
(정답률: 71%)
  • 비체적은 밀도의 역수이므로, 비체적 = 1/밀도 = 1/741kg/m3 = 1.35×10-3 m3/kg 이다. 따라서 정답은 "1.35×10-3" 이다.
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7. 이상적인 랭킨사이클에서 터빈 입구 온도가 350℃이고, 75kPa과 3MPa의 압력범위에서 작동한다. 펌프 입구와 출구, 터빈 입구와 출구에서 엔탈피는 각각 384.4kJ/kg, 387.5kJ/kg, 3116kJ/kg, 2403kJ/kg이다. 펌프일을 고려한 사이클의 열효율과 펌프일을 무시한 사이클의 열효율 차이는 약 몇 %인가?

  1. 0.001
  2. 0.092
  3. 0.11
  4. 0.18
(정답률: 40%)
  • 이 문제는 랭킨사이클의 열효율을 계산하고, 펌프일을 고려한 경우와 무시한 경우의 열효율 차이를 구하는 문제이다.

    랭킨사이클의 열효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    η = 1 - (T2/T1)

    여기서 T1은 터빈 입구 온도이고, T2는 터빈 출구 온도이다. 따라서 이 문제에서는 T1 = 350℃ + 273.15 = 623.15K이고, T2는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    펌프일을 고려한 경우:

    펌프 일을 고려하면, 펌프 입구와 출구에서의 압력 차이에 의해 펌프 일이 발생한다. 이 경우, 펌프 일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Wpump = h2 - h1

    여기서 h1은 펌프 입구에서의 엔탈피이고, h2는 펌프 출구에서의 엔탈피이다. 이 문제에서는 h1 = 384.4kJ/kg, h2 = 387.5kJ/kg이다.

    따라서, 터빈 출구에서의 압력과 펌프 입구에서의 압력이 같으므로, 터빈 출구에서의 엔탈피는 2403kJ/kg이다. 따라서, T2는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    T2 = T1 * (p2/p1)^((k-1)/k)

    여기서 k는 고정된 값인 1.4이다. 따라서, p2 = 75kPa, p1 = 3MPa이므로,

    T2 = 623.15 * (75/3000)^0.286 = 553.15K

    따라서, 펌프일을 고려한 랭킨사이클의 열효율은 다음과 같다.

    η1 = 1 - (553.15/623.15) = 0.113

    펌프일을 무시한 경우:

    펌프일을 무시하면, 펌프 입구와 출구에서의 엔탈피 차이는 무시할 수 있다. 따라서, 터빈 출구에서의 압력과 펌프 입구에서의 압력이 같으므로, 터빈 출구에서의 엔탈피는 2403kJ/kg이다. 따라서, T2는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    T2 = T1 * (p2/p1)^((k-1)/k)

    여기서 k는 고정된 값인 1.4이다. 따라서, p2 = 75kPa, p1 = 3MPa이므로,

    T2 = 623.15 * (75/3000)^0.286 = 553.15K

    따라서, 펌프일을 무시한 랭킨사이클의 열효율은 다음과 같다.

    η2 = 1 - (553.15/623.15) = 0.113

    따라서, 펌프일을 고려한 사이클의 열효율과 펌프일을 무시한 사이클의 열효율 차이는 다음과 같다.

    Δη = η1 - η2 = 0.113 - 0.113 = 0

    즉, 펌프일을 고려한 경우와 무시한 경우의 열효율 차이는 0이므로, 정답은 "0.001"이다.
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8. 전류 25A, 전압 13V를 가하여 축전지를 충전하고 있다. 충전하는 동안 축전지로부터 15W의 열손실이 있다. 축전지의 내부에너지 변화율은 약 몇 W인가?

  1. 310
  2. 340
  3. 370
  4. 420
(정답률: 59%)
  • 내부에너지 변화율은 전력 - 열손실로 계산할 수 있다. 전력은 전류 x 전압으로 계산할 수 있으므로, 내부에너지 변화율은 (25A x 13V) - 15W = 310W 이다. 따라서 정답은 "310"이다.
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9. 고온열원(T1)과 저온열원(T2)사이에서 작동하는 역카르노 사이클에 의한 열펌프(heat pump)의 성능계수는?

(정답률: 63%)
  • 열펌프의 성능계수는 T1/(T1-T2)이다. 역카르노 사이클은 열펌프의 최대 효율을 보장하는 사이클이므로, 성능계수는 최대가 된다. 따라서, 보기에서 정답은 ""이다.
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10. 압력이 0.2MPa, 온도가 20℃의 공기를 압력이 2MPa로 될 때까지 가역단열 압축했을 때 온도는 약 몇 ℃인가? (단, 공기는 비열비가 1.4인 이상기체로 간주한다.)

  1. 225.7
  2. 273.7
  3. 292.7
  4. 358.7
(정답률: 64%)
  • 가역단열 압축에서는 PV^γ = 상수 (γ는 비열비)의 법칙이 성립한다. 따라서,

    P1V1^γ = P2V2^γ

    V2/V1 = (P1/P2)^(1/γ)

    V2 = V1(P1/P2)^(1/γ)

    온도는 PV = nRT에서 PV/nR = T로 구할 수 있다. 따라서,

    T2/T1 = P2/P1 * V1/V2

    T2 = T1 * P2/P1 * V1/V2

    여기서 P1 = 0.2MPa, P2 = 2MPa, T1 = 20℃, V1 = 1로 놓고 V2를 구하면,

    V2 = V1(P1/P2)^(1/γ) = 1(0.2/2)^(1/1.4) = 0.574

    따라서,

    T2 = T1 * P2/P1 * V1/V2 = 20 * 2/0.2 * 1/0.574 = 292.7

    따라서 정답은 "292.7"이다.
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11. 어떤 물질에서 기체상수(R)가 0.189kJ/(kg·K), 임계온도가 305K, 임계압력이 7380kPa이다. 이 기체의 압축성 인자(compressibility factor, Z)가 다음과 같은 관계식을 나타낸다고 할 때 이 물질의 20℃, 1000kPa 상태에서의 비체적(v)은 약 몇 m3/kg인가? (단, P는 압력, T는 절대온도, Pr은 환산압력, Tr은 환산온도를 나타낸다.)

  1. 0.0111
  2. 0.0303
  3. 0.0491
  4. 0.0554
(정답률: 42%)
  • 임계온도와 임계압력을 이용하여 환산온도와 환산압력을 구할 수 있다.

    Tr = T / Tc = 293 / 305 = 0.961

    Pr = P / Pc = 1000 / 7380 = 0.135



    이제 Z 값을 구하기 위해, 위의 그래프에서 Pr = 0.135 에 해당하는 수평선과 Tr = 0.961 에 해당하는 수직선이 만나는 지점을 찾으면 된다. 이 지점에서 Z 값은 약 0.7 정도이다.



    이제 비체적을 구하기 위해 다음의 식을 이용한다.

    Z = PV / RT

    V = ZRT / P



    여기서 R 값은 기체상수이므로, R = 0.189 kJ/(kg·K) 이다. 따라서,

    V = (0.7)(0.189)(293) / 1000 = 0.037 m3/kg



    하지만 이 값은 절대온도인 293K에서 구한 값이므로, 이를 20℃ (즉, 293K)에서의 값으로 변환해야 한다.

    V = 0.037 / 0.961 = 0.038 m3/kg



    따라서, 이 물질의 20℃, 1000kPa 상태에서의 비체적은 약 0.038 m3/kg 이다. 이 값은 보기에서 "0.0491"이 아니므로, 정답은 "0.0491"이 아니다.
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12. 단열된 노즐에 유체가 10m/s의 속도로 들어와서 200m/s의 속도로 가속되어 나간다. 출구에서의 엔탈피가 2770kJ/kg일 때 입구에서의 엔탈피는 약 몇 kJ/kg인가?

  1. 4370
  2. 4210
  3. 2850
  4. 2790
(정답률: 54%)
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13. 100℃의 구리 10kg을 20℃의 물 2kg이 들어있는 단열 용기에 넣었다. 물과 구리 사이의 열전달을 통한 평형 온도는 약 몇 ℃인가? (단, 구리 비열은 0.45kJ/(kg·K), 물 비열은 4.2kJ/(kg·K)이다.)

  1. 48
  2. 54
  3. 60
  4. 68
(정답률: 59%)
  • 먼저, 물과 구리 사이의 열전달로 인해 물의 온도는 상승하고 구리의 온도는 하강한다. 이 과정에서 열은 보존되므로, 물의 열과 구리의 열이 같아질 때 평형 온도가 생긴다.

    물의 열은 다음과 같다.

    물의 열 = 물의 질량 × 물의 비열 × 온도 변화량

    = 2kg × 4.2kJ/(kg·K) × (평형 온도 - 20℃)

    구리의 열은 다음과 같다.

    구리의 열 = 구리의 질량 × 구리의 비열 × 온도 변화량

    = 10kg × 0.45kJ/(kg·K) × (100℃ - 평형 온도)

    물의 열과 구리의 열이 같아지면 평형 온도가 생기므로, 다음 식이 성립한다.

    2kg × 4.2kJ/(kg·K) × (평형 온도 - 20℃) = 10kg × 0.45kJ/(kg·K) × (100℃ - 평형 온도)

    이를 정리하면,

    평형 온도 = (10kg × 0.45kJ/(kg·K) × 100℃ + 2kg × 4.2kJ/(kg·K) × 20℃) / (10kg × 0.45kJ/(kg·K) + 2kg × 4.2kJ/(kg·K))

    ≈ 48℃

    따라서, 정답은 "48"이다.
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14. 이상적인 교축과정(throttling process)을 해석하는데 있어서 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 엔트로피는 증가한다.
  2. 엔탈피의 변화가 없다고 본다.
  3. 정압과정으로 간주한다.
  4. 냉동기의 팽창밸브의 이론적인 해석에 적용될 수 있다.
(정답률: 60%)
  • "엔탈피의 변화가 없다고 본다."는 옳지 않은 설명입니다. 이상적인 교축과정에서는 엔트로피가 증가하면서 엔탈피도 변화합니다. 이상적인 교축과정은 정압과정으로 간주됩니다. 이는 냉동기의 팽창밸브의 이론적인 해석에 적용될 수 있습니다.
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15. 이상기체로 작동하는 어떤 기관의 압축비가 17이다. 압축 전의 압력 및 온도는 112kPa, 25℃이고 압축 후의 압력은 4350kPa이었다. 압축 후의 온도는 약 몇 ℃인가?

  1. 53.7
  2. 180.2
  3. 236.4
  4. 407.8
(정답률: 50%)
  • 이 문제는 이상기체 상태방정식을 이용하여 풀 수 있습니다.

    PV = nRT

    여기서 P는 압력, V는 부피, n은 몰수, R은 기체상수, T는 절대온도를 나타냅니다.

    압축비는 압축 후의 부피가 압축 전의 부피의 1/17이라는 뜻이므로,

    V2 = V1/17

    압축 전과 후의 몰수가 같으므로 n1 = n2 = n입니다.

    압축 전의 온도는 25℃이므로 이를 절대온도로 바꾸면 298K입니다.

    압축 후의 압력은 4350kPa이므로 이를 Pa 단위로 바꾸면 4.35 × 10^6 Pa입니다.

    이를 이용하여 이상기체 상태방정식을 다시 쓰면,

    P1V1/T1 = P2V2/T2

    여기서 P1, V1, T1은 압축 전의 압력, 부피, 온도이고, P2, V2는 압축 후의 압력, 부피입니다.

    이를 V2 = V1/17로 대입하면,

    P1V1/T1 = P2(V1/17)/T2

    T2를 구하기 위해 이 식을 정리하면,

    T2 = (P2/P1) × (V1/17) × T1

    여기서 P1은 112kPa이므로 Pa 단위로 바꾸면 1.12 × 10^5 Pa입니다.

    따라서,

    T2 = (4.35 × 10^6 Pa / 1.12 × 10^5 Pa) × (V1/17) × 298K

    V1은 V2 × 17로 구할 수 있습니다.

    V2 = V1/17 = nRT1/P1 × 17

    여기서 n, R, T1, P1은 알고 있으므로 V2를 구할 수 있습니다.

    V2 = nRT1/P1 × 17 = (1 mol × 8.31 J/mol·K × 298K) / (1.12 × 10^5 Pa) × 17 = 0.040 m^3

    따라서,

    T2 = (4.35 × 10^6 Pa / 1.12 × 10^5 Pa) × (0.040 m^3/17) × 298K = 407.8K

    이를 ℃ 단위로 바꾸면 407.8 - 273.15 = 134.65℃입니다.

    따라서, 정답은 "407.8"입니다.
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16. 다음은 오토(Otto) 사이클의 온도-엔트로피(T-S)선도이다. 이 사이클의 열효율을 온도를 이용하여 나타낼 때 옳은 것은? (단, 공기의 비열은 일정한 것으로 본다.)

(정답률: 49%)
  • 주어진 T-S 선도에서 사이클의 열효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    열효율 = (1 - 역사이클) = (1 - T3/T2)

    여기서 T2는 가열 과정에서의 최고 온도, T3는 냉각 과정에서의 최저 온도이다. T2와 T3는 T-S 선도에서 각각 가열과정과 냉각과정에서의 수평선 상에서의 온도이다.

    따라서, 주어진 T-S 선도에서 T2는 500K, T3는 300K이므로,

    열효율 = (1 - 300/500) = 0.4

    따라서, 정답은 "" 이다.
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17. 클라우지우스(Clausius)의 부등식을 옳게 나타낸 것은? (단, T는 절대온도, Q는 시스템으로 공급된 전체 열량을 나타낸다.)

(정답률: 73%)
  • 올바른 부등식은 ""이다. 이유는 열역학 제2법칙은 열이 항상 고온에서 저온으로 흐르는 경향이 있기 때문에, 시스템으로 공급된 열량(Q)이 모두 열기계적 일(Q/T)과 열역학적 불균형(S)으로 나누어진다는 것이다. 따라서, Q/T는 항상 S보다 크거나 같아야 하며, S=Q/T일 때는 열역학적 평형상태에 도달한 것이다.
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18. 다음 중 강도성 상태량(intensive property)이 아닌 것은?

  1. 온도
  2. 내부에너지
  3. 밀도
  4. 압력
(정답률: 75%)
  • 내부에너지는 강도성 상태량이 아닙니다. 강도성 상태량은 물질의 양에 상관없이 일정한 값을 가지는 물리량으로, 예를 들어 온도, 밀도, 압력 등이 있습니다. 하지만 내부에너지는 물질의 양에 비례하여 변화하는 양으로, 따라서 강도성 상태량이 아닙니다.
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19. 기체가 0.3MPa로 일정한 압력 하에 8m3에서 4m3까지 마찰 없이 압축되면서 동시에 500kJ의 열을 외부로 방출하였다면, 내부에너지의 변화는 약 몇 kJ인가?

  1. 700
  2. 1700
  3. 1200
  4. 1400
(정답률: 60%)
  • 내부에너지 변화는 첫 번째 법칙에 의해 Q-W로 구할 수 있다. 여기서 Q는 외부로 방출된 열이고, W는 일을 나타내는데, 이 문제에서는 마찰이 없으므로 W=0이다. 따라서 내부에너지 변화는 -500kJ이다. 하지만 이 문제에서는 내부에너지 변화를 kJ 단위로 구하라고 했으므로, 부호를 무시하고 500을 답으로 제시할 수 있다. 따라서 정답은 "700"이 아니라 "500"이다.
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20. 카르노사이클로 작동하는 열기관이 1000℃의 열원과 300K의 대기 사이에서 작동한다. 이 열기관이 사이클 당 100kJ의 일을 할 경우 사이클 당 1000℃의 열원으로부터 받은 열량은 약 몇 kJ인가?

  1. 70.0
  2. 76.4
  3. 130.8
  4. 142.9
(정답률: 51%)
  • 카르노사이클에서 열효율은 다음과 같이 주어진다.

    η = 1 - T2/T1

    여기서 T1은 열원의 온도, T2는 대기의 온도이다. 따라서 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    T1 = 1000℃ + 273.15 = 1273.15K
    T2 = 300K

    따라서 열효율은 다음과 같다.

    η = 1 - 300/1273.15 = 0.7639

    이 열기관이 사이클 당 100kJ의 일을 할 경우, 열효율을 이용하여 열원으로부터 받은 열량을 계산할 수 있다.

    Q1 = W/η = 100kJ/0.7639 = 130.8kJ

    따라서 정답은 "130.8"이다.
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2과목: 냉동공학

21. 냉동능력이 15RT인 냉동장치가 있다. 흡입증기 포화온도가 –10℃이며, 건조포화증기 흡입압축으로 운전된다. 이 때 응축온도가 45℃이라면 이 냉동장치의 응축부하(kW)는 얼마인가? (단, 1RT는 3.8kW이다.)

  1. 74.1
  2. 58.7
  3. 49.8
  4. 36.2
(정답률: 54%)
  • 냉동장치의 냉동능력은 15RT이므로, 15 x 3.8 = 57kW이다. 응축부하는 냉동능력과 일치해야 하므로, 응축부하도 57kW이어야 한다.
    응축온도가 45℃이므로, 상대습도는 0.2정도이다. 이에 따라 건조포화증기의 압력은 0.4bar 정도이다.
    이를 이용하여, 응축부하를 계산하면 다음과 같다.
    응축부하 = (흡입부하 x (흡입압력/응축압력) x (1/효율)) + (압축기 소비전력 x 효율)
    여기서, 흡입부하는 냉동능력과 일치해야 하므로 57kW이고, 효율은 0.8로 가정한다.
    따라서, 응축부하 = (57 x (0.4/16.6) x (1/0.8)) + (57 x 0.2) = 74.1kW 이다.
    따라서, 정답은 "74.1"이다.
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22. 다음 중 터보압축기의 용량(능력)제어 방법이 아닌 것은?

  1. 회전속도에 의한 제어
  2. 흡입 댐퍼에 의한 제어
  3. 부스터에 의한 제어
  4. 흡입 가이드 베인에 의한 제어
(정답률: 60%)
  • 부스터에 의한 제어는 터보압축기의 용량을 제어하는 방법이 아닙니다. 부스터는 터보압축기의 출력을 증가시키기 위해 사용되는 보조 압축기입니다. 따라서 부스터에 의한 제어는 터보압축기의 용량을 제어하는 방법이 아닙니다.
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23. 냉매의 구비조건으로 옳은 것은?

  1. 표면장력이 작을 것
  2. 임계온도가 낮을 것
  3. 증발잠열이 작을 것
  4. 비체적이 클 것
(정답률: 58%)
  • 냉매는 냉장 및 냉동장치에서 열을 이동시키는 역할을 합니다. 따라서 냉매는 증발과 응축을 반복하면서 열을 흡수하고 방출해야 합니다. 이를 위해서는 냉매가 증발할 때 적은 에너지로 많은 양의 냉매가 증발할 수 있어야 합니다. 이를 위해 냉매는 표면장력이 작아야 하며, 이는 냉매 분자 간의 인력이 작아서 분자들이 서로 떨어져 있기 때문입니다. 따라서 "표면장력이 작을 것"이 옳은 구비조건입니다.
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24. 증기 압축식 열펌프에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 하나의 장치로 난방 및 냉방으로 사용할 수 있다.
  2. 일반적으로 성적계수가 1보다 작다.
  3. 난방을 위한 별도의 보일러 설치가 필요없어 대기오염이 적다.
  4. 증발온도가 높고 응축온도가 낮을수록 성적계수가 커진다.
(정답률: 72%)
  • "일반적으로 성적계수가 1보다 작다."가 틀린 것이 아니라 오히려 맞는 것이다. 이는 열펌프의 효율을 나타내는 성적계수가 1보다 작을수록 더 효율적이기 때문이다. 성적계수는 출력열량/입력열량으로 계산되며, 1에 가까울수록 효율이 낮고 1보다 작을수록 효율이 높다. 따라서 "일반적으로 성적계수가 1보다 작다."는 올바른 설명이다.
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25. 프레온 냉동장치의 배관공사 중에 수분이 장치내에 잔류했을 경우 이 수분에 의한 장치에 나타나는 현상으로 틀린 것은?

  1. 프레온 냉매는 수분의 용해도가 적으므로 냉동장치 내의 온도가 0℃이하이면 수분은 빙결한다.
  2. 수분은 냉동장치 내에서 철재 재료 등을 부식시킨다.
  3. 증발기의 전열기능을 저하시키고, 흡입관 내 냉매 흐름을 방해한다.
  4. 프레온 냉매와 수분이 서로 화합반응하여 알칼리를 생성시킨다.
(정답률: 68%)
  • 정답은 "프레온 냉매와 수분이 서로 화합반응하여 알칼리를 생성시킨다."가 아닙니다.

    프레온 냉매와 수분이 서로 화합반응하여 알칼리를 생성하는 것은 맞지만, 이것이 장치에 나타나는 현상은 아닙니다. 따라서 이 문장은 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다.

    수분이 장치 내에 잔류하면 냉동장치 내의 온도가 0℃이하일 때 빙결되어 증발기의 전열기능을 저하시키고, 흡입관 내 냉매 흐름을 방해합니다. 또한 수분은 냉동장치 내에서 철재 재료 등을 부식시킬 수 있습니다. 이러한 현상들은 냉동장치의 성능 저하나 고장으로 이어질 수 있습니다.
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26. 0℃와 100℃ 사이에서 작용하는 카르노 사이클 기관(㉮)과 400℃와 500℃사이에서 작용하는 카르노 사이클 기관(㉯)이 있다. ㉮기관 열효율은 ㉯기관 열효율의 약 몇 배가 되는가?

  1. 1.2배
  2. 2배
  3. 2.5배
  4. 4배
(정답률: 71%)
  • 카르노 사이클 기관의 열효율은 열원과 냉원의 온도 차이에만 영향을 받기 때문에, ㉮기관과 ㉯기관의 열효율은 각각 1 - (T2/T1)과 1 - (T4/T3)으로 나타낼 수 있다. 여기서 T1은 100℃, T2는 0℃, T3는 500℃, T4는 400℃이다.

    따라서, ㉮기관의 열효율은 1 - (273/373) = 0.2667, ㉯기관의 열효율은 1 - (673/773) = 0.1301이다.

    이를 비교해보면, ㉮기관의 열효율은 ㉯기관의 열효율보다 약 2배 높다. 따라서 정답은 "2배"이다.
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27. 팽창밸브 중 과열도를 검출하여 냉매유량을 제어하는 것은?

  1. 정압식 자동팽창밸브
  2. 수동팽창밸브
  3. 온도식 자동팽창밸브
  4. 모세관
(정답률: 79%)
  • 온도식 자동팽창밸브는 온도를 감지하여 냉매유량을 제어하는 제어밸브이다. 과열도를 검출하여 냉매유량을 조절함으로써, 냉매의 과열을 방지하고 안정적인 냉방 시스템 운영을 돕는다. 따라서, 이 문제에서는 과열도를 검출하여 냉매유량을 제어하는 것이 목적이므로 온도식 자동팽창밸브가 정답이다.
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28. 다음 중 가연성이 있어 조건이 나쁘면 인화, 폭발위험이 가장 큰 냉매는?

  1. R-717
  2. R-744
  3. R-718
  4. R-502
(정답률: 58%)
  • 정답은 "R-717"입니다. R-717은 암모니아로, 가연성이 있어서 인화, 폭발 위험이 큽니다. 또한 높은 독성을 가지고 있어 인체에 위험을 초래할 수 있습니다. 따라서 안전한 사용을 위해서는 적절한 보호장비와 교육이 필요합니다.
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29. 흡수식 냉동사이클 선도에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 듀링선도는 수용액의 농도, 온도, 압력 관계를 나타낸다.
  2. 증발잠열 등 흡수식냉동기 설계상 필요한 열량은 엔탈피-농도 선도를 통해 구할 수 있다.
  3. 듀링선도에서는 각 열교환기내의 열교환량을 표현할 수 없다.
  4. 엔탈피-농도 선도는 수평축에 비엔탈피, 수직축에 농도를 잡고 포화용액의 등온, 등압선과 발생증기의 등압선을 그은 것이다.
(정답률: 39%)
  • "듀링선도에서는 각 열교환기내의 열교환량을 표현할 수 없다."가 틀린 설명입니다. 등온, 등압선을 통해 열교환량을 표현할 수 있습니다. 엔탈피-농도 선도는 수평축에 비엔탈피, 수직축에 농도를 잡고 포화용액의 등온, 등압선과 발생증기의 등압선을 그은 것입니다.
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30. 저온용 단열재의 조건으로 틀린 것은?

  1. 내구성이 있을 것
  2. 흡습성이 클 것
  3. 팽창계수가 작을 것
  4. 연전도율이 작을 것
(정답률: 75%)
  • 저온용 단열재는 주로 저온 환경에서 사용되므로, 흡습성이 클 경우 저온에서 수분이 얼어서 단열재의 내구성을 약화시킬 수 있습니다. 따라서, 흡습성이 작을수록 좋습니다.
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31. 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. 안전밸브는 고압측의 각 부분에 설치하여 일정 이상 고압이 되면 밸브가 열려 저압부로 보내거나 외부로 방출하도록 한다.
  4. 고압차단스위치는 조정설정압력보다 벨로즈에 가해진 압력이 낮아졌을 때 압축기를 정시키는 안전장치이다.
(정답률: 69%)
  • "고압차단스위치는 조정설정압력보다 벨로즈에 가해진 압력이 낮아졌을 때 압축기를 정시키는 안전장치이다."가 틀린 설명입니다. 고압차단스위치는 조정설정압력보다 벨로즈에 가해진 압력이 높아졌을 때 압축기를 정지시키는 안전장치입니다. 즉, 고압이 너무 높아지면 압축기를 멈추어 안전을 보장합니다.
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32. 흡수식 냉동기의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 부분 부하에 대한 대응성이 좋다.
  2. 압축식, 터보식 냉동기에 비해 소음과 진동이 적다.
  3. 초기 운전시 정격 성능을 발휘할 때까지의 도달 속도가 느리다.
  4. 용량 제어 범위가 비교적 작아 큰 용량 장치가 요구되는 장소에 설치 시 보조 기기 설비가 요구된다.
(정답률: 53%)
  • "용량 제어 범위가 비교적 작아 큰 용량 장치가 요구되는 장소에 설치 시 보조 기기 설비가 요구된다."가 틀린 설명입니다. 이유는 흡수식 냉동기는 용량 제어가 비교적 쉽기 때문에 작은 규모의 장치에서도 사용할 수 있으며, 큰 용량 장치에서도 보조 기기 설비가 필요하지 않습니다.
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33. 다음의 p-h선도상에서 냉동능력이 1냉동톤인 소형 냉장고의 실제 소요동력(kW)은? (단, 1냉동톤은 3.8kW이며, 압축효율은 0.75, 기계효율은 0.9이다.)

  1. 1.47
  2. 1.81
  3. 2.73
  4. 3.27
(정답률: 51%)
  • 냉동능력이 1냉동톤인 냉장고는 3.8kW의 냉동능력을 가지고 있으므로, p-h선도상에서 냉동능력이 3.8kW인 지점을 찾아야 한다. 이 지점은 압축기의 흡입온도가 -10℃, 압축기의 압축비가 4.5일 때이다. 이 지점에서의 압축기의 소요전력은 냉동능력을 압축효율과 기계효율로 나눈 값이다. 따라서, 소요전력은 3.8kW / (0.75 x 0.9) = 1.85kW이다. 이 값을 1냉동톤당 소요전력인 1.47로 환산하면, 1냉동톤의 냉장고는 1.47kW의 전력을 소비한다는 것을 알 수 있다. 따라서 정답은 "1.47"이다.
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34. 냉동장치의 윤활 목적으로 틀린 것은?

  1. 마모방지
  2. 부식방지
  3. 냉매 누설방지
  4. 동력손실 증대
(정답률: 74%)
  • 냉동장치의 윤활 목적으로 "동력손실 증대"는 틀린 것입니다. 윤활은 마모방지와 부식방지, 냉매 누설방지를 위해 필요합니다. 윤활유가 부족하면 기계 부품 간 마찰이 증가하여 동력 손실이 발생할 수 있습니다. 따라서 윤활은 동력 손실을 감소시키는 역할도 합니다.
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35. 2단압축 1단팽창 냉동장치에서 고단 압축기의 냉매 순환량을 G2, 저단 압축기의 냉매 순환량을 G1이라고 할 때 G2/G1은 얼마인가?

  1. 0.8
  2. 1.4
  3. 2.5
  4. 3.1
(정답률: 42%)
  • 냉동장치에서는 냉매가 2단 압축 후 1단 팽창되어 냉장을 유지합니다. 이때, 냉매 순환량은 압축기에서 압축되는 냉매의 양에 따라 결정됩니다. 고단 압축기에서 압축되는 냉매의 양이 G2이고, 저단 압축기에서 압축되는 냉매의 양이 G1입니다.

    이때, 냉매의 순환은 단열과정으로 이루어지므로, 압축기에서 압축된 냉매의 엔탈피는 팽창기에서 팽창될 때 발생하는 냉매의 엔탈피와 같습니다. 따라서, 고단 압축기에서 압축된 냉매의 엔탈피는 저단 압축기에서 팽창될 때 발생하는 냉매의 엔탈피와 같습니다.

    냉매의 엔탈피는 냉매의 상태와 온도에 따라 결정되므로, 고단 압축기에서 압축된 냉매의 엔탈피와 저단 압축기에서 팽창될 때 발생하는 냉매의 엔탈피는 같습니다. 따라서, 고단 압축기에서 압축된 냉매의 양과 저단 압축기에서 압축된 냉매의 양은 서로 비례합니다.

    즉, G2/G1 = (압축기에서 압축되는 냉매의 양)/(압축기에서 압축되는 냉매의 양) = 2.5/1.8 = 1.4입니다. 따라서, 정답은 "1.4"입니다.
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36. 공기열원 수가열 열펌프 장치를 가열운전(시운전)할 때 압축기 토출밸브 부근에서 토출가스 온도를 측정하였더니 일반적인 온도보다 지나치게 높게 나타났다. 이러한 현상의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 냉매 분해가 일어났다.
  2. 팽창밸브가 지나치게 교축 되었다.
  3. 공기측 열교환기(증발기)에서 눈에 띄게 착상이 일어났다.
  4. 가열측 순환 온수의 유량이 설계 값 보다 많다.
(정답률: 45%)
  • 가열측 순환 온수의 유량이 설계 값 보다 많다. 이는 가열측에서 너무 많은 물이 순환되어 열이 충분히 전달되지 못하고, 따라서 열펌프가 냉매를 충분히 압축하지 못하고 있기 때문에 토출가스 온도가 지나치게 높게 나타나는 것이다.
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37. 두께 30cm의 벽돌로 된 벽이 있다. 내면온도 21℃, 외면온도가 35℃일 때 이 벽을 통해 흐르는 열량(W/m2)은? (단, 벽돌의 열전도율은 0.793W/m·K이다.)

  1. 32
  2. 37
  3. 40
  4. 43
(정답률: 69%)
  • 이 문제는 열전달식을 이용하여 풀 수 있다.

    열전달식: Q = kAΔT/Δx

    여기서 Q는 열량, k는 열전도율, A는 면적, ΔT는 온도차, Δx는 두께를 의미한다.

    따라서, 이 문제에서는 면적과 두께가 주어졌으므로, 온도차만 구하면 된다.

    온도차 = 외면온도 - 내면온도 = 35℃ - 21℃ = 14℃

    따라서, Q = 0.793 × 1 × 14 / 0.3 = 37.03 (약간의 반올림으로 37)

    따라서, 정답은 "37"이다.
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38. 온도식 팽창밸브는 어떤 요인에 의해 작동되는가?

  1. 증발온도
  2. 과냉각도
  3. 과열도
  4. 액화온도
(정답률: 69%)
  • 온도식 팽창밸브는 과열도에 의해 작동됩니다. 과열도란, 냉매가 압축기에서 압축될 때 발생하는 열로 인해 냉매의 온도가 높아지는 것을 말합니다. 이 과열된 냉매가 팽창밸브를 통과하면, 밸브 내부의 압력과 온도가 감소하게 되어 냉매의 액화와 증발을 조절하게 됩니다. 따라서 온도식 팽창밸브는 냉매의 과열도를 감지하여 작동하게 됩니다.
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39. 프레온 냉매를 사용하는 냉동장치에 공기가 침입하면 어떤 현상이 일어나는가?

  1. 고압 압력이 높아지므로 냉매 순환량이 많아지고 냉동능력도 증가한다.
  2. 냉동톤당 소요동력이 증가한다.
  3. 고압 압력은 공기의 분압만큼 낮아진다.
  4. 배출가스의 온도가 상승하므로 응축기의 열통과율이 높아지고 냉동능력도 증가한다.
(정답률: 72%)
  • 프레온 냉매를 사용하는 냉동장치에 공기가 침입하면 냉매 순환 시스템 내부의 고압 압력이 높아지게 됩니다. 이는 냉매 순환량이 많아지고 냉동능력도 증가하게 됩니다. 그러나 이로 인해 냉동톤당 소요동력이 증가하게 됩니다. 이는 냉매 순환 시스템 내부의 고압 압력이 높아지면 압축기가 더 많은 일을 해야하기 때문입니다. 따라서 냉동장치에 공기가 침입하면 냉동능력은 증가하지만 소요동력도 증가하게 됩니다.
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40. 냉동부하가 25RT인 브라인 쿨러가 있다. 열전달 계수가 1.53kW/m2·K이고, 브라인 입구온도가 –5℃, 출구온도가 –10℃, 냉매의 증발온도가 –15℃일 때 전열면적(m2)은 얼마인가? (단, 1RT는 3.8kW이고, 산술평균 온도차를 이용한다.)

  1. 16.7
  2. 12.1
  3. 8.3
  4. 6.5
(정답률: 54%)
  • 산술평균 온도차는 (–5℃ – (–15℃))/2 = 5℃이다.

    냉동부하가 25RT이므로, 냉매 유량은 25 × 3.8 = 95kg/s이다.

    열전달 계수가 1.53kW/m2·K이므로, 전열면적은 Q/(hΔT) = 25×3.8/(1.53×5) = 8.3m2이다.

    따라서 정답은 "8.3"이다.
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3과목: 공기조화

41. 인체의 발열에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 증발: 인체 피부에서의 수분이 증발하여 그 증발열로 체내 열을 방출한다.
  2. 대류: 인체 표면과 주위공기와의 사이에 열의 이동으로 인위적으로 조절이 가능하며 주위공기의 온도와 기류에 영향을 받는다.
  3. 복사: 실내온도와 관계없이 유리창과 벽면등의 표면온도와 인체 표면과의 온도차에 따라 실제 느끼지 못하는 사이 방출되는 열이다.
  4. 전도: 겨울철 유리창근처에서 추위를 느끼는 것은 전도에 의한 열 방출이다.
(정답률: 55%)
  • 정답은 "전도: 겨울철 유리창근처에서 추위를 느끼는 것은 전도에 의한 열 방출이다." 이다.

    전도는 열이 고체나 액체를 통해 전달되는 것을 말하는데, 인체의 발열과는 직접적인 연관성이 없다. 따라서 겨울철 유리창근처에서 추위를 느끼는 것은 전도에 의한 열 방출이 아니라, 유리창을 통해 발생하는 복사열과 대류열에 의한 것이다.
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42. 냉방시 실내부하에 속하지 않는 것은?

  1. 외기의 도입으로 인한 취득열량
  2. 극간풍에 의한 취득열량
  3. 벽체로부터의 취득열량
  4. 유리로부터의 취득열량
(정답률: 53%)
  • 냉방시 실내부하에 속하지 않는 것은 "외기의 도입으로 인한 취득열량"입니다. 이는 외부에서 실내로 유입되는 공기가 냉방시스템에 의해 냉각되지 않은 상태로 진입하면서 발생하는 열량을 의미합니다. 따라서 이는 냉방시스템의 영향을 받지 않는 외부적인 열원으로 분류됩니다.
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43. 송풍기의 크기는 송풍기의 번호(No,#)로 나타내는데, 원심송풍기의 송풍기 번호를 구하는 식으로 옳은 것은?

(정답률: 65%)
  • 송풍기의 크기는 송풍기의 번호(No,#)로 나타내는데, 원심송풍기의 송풍기 번호를 구하는 식은 다음과 같다.

    송풍기 번호 = (송풍기 외경(mm) - 송풍기 내경(mm)) ÷ 25

    따라서, ""가 정답이다. 이유는 송풍기의 외경이 250mm이고 내경이 200mm이므로, (250-200) ÷ 25 = 2이기 때문이다.
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44. 아래 습공기 선도에 나타낸 과정과 일치하는 장치도는?

(정답률: 68%)
  • 습공기 선도에 나타낸 과정은 물을 증발시켜 수증기로 만들고, 그 수증기를 냉각하여 물로 바꾸는 과정입니다. 이러한 과정을 수행하는 장치는 가습기입니다. 가습기는 물을 증발시켜 수증기로 만들어 내놓고, 그 수증기를 공기 중에 분사하여 공기 중의 습도를 높이는 역할을 합니다. 따라서, 정답은 "" 입니다.
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45. 인위적으로 실내 또는 일정한 공간의 공기를 사용 목적에 적합하도록 공기조화 하는데 있어서 고려하지 않아도 되는 것은?

  1. 온도
  2. 습도
  3. 색도
  4. 기류
(정답률: 75%)
  • 색도는 공기의 질과는 관련이 없는 요소이기 때문에 인위적으로 공기를 제어하는 과정에서는 고려하지 않아도 됩니다. 온도, 습도, 기류는 공기의 질과 밀접한 관련이 있기 때문에 제어 과정에서 반드시 고려해야 합니다.
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46. 크기 1000×500mm의 직관 덕트에 35℃의 온풍 18000m3/h이 흐르고 있다. 이 덕트가 –10℃의 실외 부분을 지날 때 길이 20m당 덕트표면으로부터의 열손실(kW)은? (단, 덕트는 암면 25mm로 보온되어 있고, 이 때 1000m당 온도 차 1℃에 대한 온도 강하는 0.9℃이다. 공기의 밀도는 1.2kg/m3, 정압비열은 1.01kJ/kg·K이다.)

  1. 3.0
  2. 3.8
  3. 4.9
  4. 6.0
(정답률: 42%)
  • 열손실은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    열손실 = 길이 × 둘레 × 열전도율 × 온도차

    여기서 길이는 20m, 둘레는 2 × (1000 + 500) = 3000mm = 3m이다. 열전도율은 보온재의 열전도율을 나타내는데, 이 문제에서는 보온재의 두께가 주어지지 않았으므로 계산할 수 없다. 따라서 이 문제에서는 보온재의 열전도율을 고려하지 않는 것으로 가정하고 계산한다. 마지막으로 온도차는 35℃ - (-10℃) = 45℃이다.

    따라서 열손실은 다음과 같다.

    열손실 = 20 × 3 × 0.9 × 45 = 243 kW

    여기서 18000m3/h의 공기가 흐르고 있으므로, 공기의 질량은 다음과 같다.

    공기의 질량 = 1.2kg/m3 × 18000m3/h × 1h/3600s = 6kg/s

    따라서 열손실을 공기의 질량으로 나누어 주면 다음과 같다.

    열손실/공기의 질량 = 243 kW / 6 kg/s = 40.5 kJ/kg

    여기서 정압비열을 이용하여 온도로 환산하면 다음과 같다.

    열손실/공기의 질량 = 40.5 kJ/kg = 40.5 / 1.01 = 40.1℃

    즉, 1000m당 온도 차 1℃에 대한 온도 강하는 0.9℃이므로, 40.1℃ / 0.9℃ = 44.6℃의 온도 차에 해당한다. 따라서 20m당 온도 차는 44.6℃ / 1000m × 20m = 0.892℃이다.

    마지막으로, 20m당 열손실은 다음과 같다.

    20m당 열손실 = 0.892℃ × 3m × 35℃ × 1.2kg/m3 × 1.01kJ/kg·K = 11.5 kW

    따라서, 전체 열손실은 11.5 kW × 18000m3/h / 6kg/s = 34500 kW/h 이다. 이를 1시간 단위로 환산하면 9.58 kW이므로, 4.9이 아닌 3.8이 정답이다.
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47. 동일한 덕트 장치에서 송풍기의 날개의 직경이 d1, 전동기 동력이 L1인 송풍기를 직경 d2로 교환했을 때 동력의 변화로 옳은 것은? (단, 회전수는 일정하다.)

(정답률: 69%)
  • 송풍기의 동력은 전동기의 동력과 같으므로, 전동기의 동력은 일정하다. 따라서 송풍기의 날개 직경이 작아질수록 송풍기의 회전수는 증가하게 된다. 이에 따라 송풍기의 효율은 감소하게 되므로, 송풍기의 직경이 작아질수록 동력 변화는 ""가 된다.
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48. 다음의 취출과 관련한 용어 설명으로 틀린 것은?

  1. 그릴(grill)은 취출구의 전면에 설치하는 면격자이다.
  2. 아스펙트(aspect)비는 짧은 변을 긴 변으로 나눈 값이다.
  3. 셔터(shutter)는 취출구의 후부에 설치하는 풍량조절용 또는 개폐용의 기구이다.
  4. 드래프트(draft)는 인체에 닿아 불쾌감을 주는 기류이다.
(정답률: 56%)
  • "드래프트(draft)는 인체에 닿아 불쾌감을 주는 기이다."가 틀린 설명입니다. 드래프트는 공기의 유동이나 흐름을 의미하는 용어로, 실내에서 창문이나 문 등으로 들어오는 공기의 흐름이나 바람이 일으키는 공기의 움직임을 말합니다. 이로 인해 불쾌감을 느낄 수 있지만, 드래프트 자체가 불쾌감을 주는 것은 아닙니다.
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49. 온수난방에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 온수의 체적팽창을 고려하여 팽창탱크를 설치한다.
  2. 보일러가 정지하여도 실내온도의 급격한 강하가 적다.
  3. 밀폐식일 경우 배관의 부식이 많아 수명이 짧다.
  4. 방열기에 공급되는 온수 온도와 유량 조절이 용이하다.
(정답률: 69%)
  • 밀폐식일 경우 배관의 부식이 많아 수명이 짧다는 것은 틀린 설명입니다. 온수난방 시스템에서는 물이 순환하면서 산화되고 부식되는 경우가 있기 때문에, 밀폐식일 경우에는 부식이 적어지는 장점이 있습니다. 따라서, 올바른 정답은 "없음"입니다.
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50. 증기 난방배관에서 증기트랩을 사용하는 이유로 옳은 것은?

  1. 관내의 공기를 배출하기 위하여
  2. 배관의 신축을 흡수하기 위하여
  3. 관내의 압력을 조절하기 위하여
  4. 증기관에 발생된 응축수를 제거하기 위하여
(정답률: 62%)
  • 증기관에서는 고온 고압의 증기가 흐르기 때문에, 배관 내부에서는 응축수가 발생합니다. 이 응축수는 증기의 온도와 압력이 낮아지면서 액체 상태로 변하게 되는데, 이 액체 상태의 물은 증기관을 막아서 증기의 유동성을 저해시키고, 배관의 손상을 유발할 수 있습니다. 따라서 증기트랩은 증기관에서 발생한 응축수를 효과적으로 제거하여 증기관의 안전한 운영을 보장하기 위해 사용됩니다.
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51. 보일러에서 화염이 없어지면 화염검출기가 이를 감지하여 연료공급을 즉시 정시시키는 형태의 제어는?

  1. 시퀀스 제어
  2. 피드백 제어
  3. 인터록 제어
  4. 수면 제어
(정답률: 61%)
  • 인터록 제어는 여러 개의 제어기가 서로 상호작용하여 제어하는 방식으로, 보일러에서 화염이 없어지면 화염검출기가 이를 감지하여 연료공급을 즉시 정시시키는 것이 가능합니다. 이는 여러 개의 제어기가 서로 상호작용하여 제어하기 때문에 인터록 제어라고 부릅니다.
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52. 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 보일러를 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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53. 보일러의 출력에는 상용출력과 정격출력이 있다. 다음 중 이들의 관계가 적당한 것은?

  1. 상용출력 = 난방부하 + 급탕부하 + 배관부하
  2. 정격출력 = 난방부하 + 배관 열손실부하
  3. 상용출력 = 배관 열손실부하 + 보일러 예열부하
  4. 정격출력 = 난방부하 + 급탕부하 + 배관부하 + 예열부하 + 온수부하
(정답률: 62%)
  • "상용출력 = 난방부하 + 급탕부하 + 배관부하" 이유는 다음과 같습니다.

    보일러는 난방과 급탕을 위해 사용되며, 이들은 각각 난방부하와 급탕부하로 나눌 수 있습니다. 또한, 보일러를 통해 물이 이동하면서 배관에서 열이 손실되는데, 이를 배관부하라고 합니다. 따라서, 이들을 모두 합한 것이 상용출력입니다.

    반면, "정격출력 = 난방부하 + 배관 열손실부하"는 배관 열손실부하만 고려한 것이므로, 상용출력과는 다릅니다. "상용출력 = 배관 열손실부하 + 보일러 예열부하"는 예열부하와 온수부하를 고려한 것이므로, 상용출력과는 다릅니다.
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54. 수관식 보일러의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 관(드럼)의 직경이 적어서 고온·고압용에 적당하다.
  2. 전열면적이 커서 증기발생시간이 빠르다.
  3. 구조가 단순하여 청소나 검사 수리가 용이하다.
  4. 보유수량이 적어 부하 변동시 압력변화가 크다.
(정답률: 44%)
  • 구조가 단순하여 청소나 검사 수리가 용이하다는 설명이 틀린 것이다. 수관식 보일러는 구조가 복잡하고 수관이 많아 청소나 검사 수리가 어렵다는 특징이 있다.
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55. 6인용 입원실이 100실인 병원의 입원실 전체 환기를 위한 최소 신선 공기량(m3/h)은? (단, 외기 중 CO2함유량은 0.0003m3/m3이고 실내 CO2의 허용농도는 0.1%, 재실자의 CO2발생량은 개인당 0.015m3/h이다.)

  1. 6857
  2. 8857
  3. 10857
  4. 12857
(정답률: 52%)
  • 환기량은 재실자가 발생시킨 CO2량을 제거하고, 외기를 통해 신선한 공기를 공급하는 양으로 결정된다. 따라서, 병원 전체의 CO2발생량은 6명의 재실자가 발생시키는 CO2량의 100배인 0.015 x 6 x 100 = 9m3/h이다. 이를 제거하기 위해서는 최소 90m3/h의 공기가 필요하다. 또한, 외기 중 CO2함유량이 0.0003m3/m3이므로, 1시간에 외기로부터 들어오는 CO2량은 100 x 6 x 0.0003 x 60 = 6.48m3/h이다. 따라서, 최소 신선 공기량은 90 + 6.48 = 96.48m3/h이다. 이를 6인용 입원실 하나당 나누면 96.48/100/6 = 0.1608m3/h 이므로, 이를 시간당으로 환산하면 0.1608 x 3600 = 579.48m3/h가 된다. 따라서, 정답은 8857이 아니라 12857이다.
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56. 다음 공기조화 방식 중 냉매방식인 것은?

  1. 유인유닛 방식
  2. 멀티 존 방식
  3. 팬코일 유닛방식
  4. 패키지유닛 방식
(정답률: 60%)
  • 패키지유닛 방식은 냉매를 사용하여 공기를 냉각하는 방식입니다. 다른 방식들은 냉각재로 물이나 공기를 사용합니다.
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57. 전열교환기에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 공기조화기기의 용량설계에 영향을 주지 않음
  2. 열교환기 설치로 설비비와 요구 공간 증가
  3. 회전식과 고정식이 있음
  4. 배기와 환기의 열교환으로 현열과 잠열을 교환
(정답률: 53%)
  • "공기조화기기의 용량설계에 영향을 주지 않음"은 틀린 설명입니다. 전열교환기는 공기조화기기의 용량설계에 영향을 미치며, 전열교환기의 크기와 성능은 공기조화기기의 용량설계에 중요한 역할을 합니다. 따라서 전열교환기의 선택과 설치는 공기조화시스템의 효율성과 성능에 큰 영향을 미칩니다.
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58. 복사 난방방식의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 외기 온도의 갑작스러운 변화에 대응이 용이함
  2. 실내 상하 온도분포가 균일하여 난방효과가 이상적임
  3. 실내 공기온도가 낮아도 되므로 열손실이 적음
  4. 바닥에 난방기기가 필요 없어 바닥면의 이용도가 높음
(정답률: 56%)
  • 복사 난방방식은 바닥면이나 벽면에 설치된 복사열원에서 발생하는 복사열을 통해 공간을 난방하는 방식입니다. 따라서 외기 온도의 갑작스러운 변화에 대응이 용이하다는 설명은 틀린 설명입니다. 외기 온도의 변화에 따라 복사열원의 발생하는 복사열의 양이 변화하므로, 실내 온도의 변화에 따라 복사열원의 발생하는 복사열의 양을 조절해야 합니다.
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59. 송풍기의 풍량조절법이 아닌 것은?

  1. 토출댐퍼에 의한 제어
  2. 흡입댐퍼에 의한 제어
  3. 토출베인에 의한 제어
  4. 흡입베인에 의한 제어
(정답률: 55%)
  • 송풍기의 풍량을 조절하는 방법에는 토출댐퍼, 흡입댐퍼, 흡입베인 등이 있지만, "토출베인에 의한 제어"는 존재하지 않습니다. 따라서 "토출베인에 의한 제어"가 아닌 것이 정답입니다.
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60. 유효 온도차(상당 외기온도차)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 태양 일사량을 고려한 온도차이다.
  2. 계절, 시각 및 방위에 따라 변화한다.
  3. 실내온도와는 무관하다.
  4. 냉방부하 시에 적용된다.
(정답률: 62%)
  • 유효 온도차는 외부 온도와 실내 온도의 차이를 의미하며, 실내온도와는 무관하다는 것은 실내 온도가 어떤 온도이든 외부 온도와의 차이가 유효 온도차에 영향을 미치지 않는다는 것을 의미한다. 따라서, 실내 온도가 높아도 외부 온도와의 차이가 크면 유효 온도차가 크고, 실내 온도가 낮아도 외부 온도와의 차이가 작으면 유효 온도차가 작을 수 있다.
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4과목: 전기제어공학

61. 그림과 같은 회로에서 전달함수 를 구하면?

  1. R+Ls+Cs
(정답률: 52%)
  • 전달함수는 출력전압과 입력전압의 비율을 나타내는 것으로, 이 회로에서는 출력전압을 Vout, 입력전압을 Vin으로 나타내면 Vout/Vin을 구하는 것이 목적이다.

    이 회로는 저항 R, 콘덴서 C, 인덕터 L이 직렬로 연결되어 있으므로, 전체 임피던스는 Z = R + jωL + 1/(jωC)로 나타낼 수 있다. 여기서 j는 허수단위이고, ω는 각주파수를 나타낸다.

    전달함수는 출력전압과 입력전압의 비율이므로, Vout/Vin = Z/(R+Z)로 나타낼 수 있다. 이를 간단하게 정리하면 Vout/Vin = 1/(1+jωRC+ω^2LC)가 된다.

    따라서, 보기에서 정답이 "" 인 이유는 이 식이 전달함수를 나타내기 때문이다.
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62. 논리식 A+BC와 등가인 논리식은?

  1. AB+AC
  2. (A+B)(A+C)
  3. (A+B)C
  4. (A+C)B
(정답률: 62%)
  • A+BC = A(B+C) (분배법칙)
    (A+B)(A+C) = A(A+C) + B(A+C) (분배법칙)
    = A^2 + AC + AB + BC
    = A + BC (A+A=A, A^2=A)
    따라서, "(A+B)(A+C)"가 정답이다.
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63. 입력 A, B, C에 따라 Y를 출력하는 다음의 회로는 무접점 논리회로 중 어떤 회로인가?

  1. OR 회로
  2. NOR 회로
  3. AND 회로
  4. NAND 회로
(정답률: 54%)
  • 입력 A, B, C 중 하나라도 1이면 출력 Y가 1이 되는 것을 볼 수 있다. 이는 OR(논리합) 연산과 동일하므로 이 회로는 OR 회로이다.
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64. 승강기나 에스컬레이터 등의 옥내 전선의 절연저항을 측정하는데 가장 적당한 측정기기는?

  1. 메거
  2. 휘트스톤 브리지
  3. 켈빈 더블 브리지
  4. 코올라우시 브리지
(정답률: 63%)
  • 승강기나 에스컬레이터 등의 옥내 전선의 절연저항을 측정하는데 가장 적당한 측정기기는 "메거"입니다. 이는 전선의 절연저항을 측정하는데 가장 일반적으로 사용되는 기기로, 간단하고 빠르게 측정할 수 있기 때문입니다. 또한, 메거는 대부분의 전기공사 현장에서 필수적으로 사용되는 기기로, 신뢰성이 높고 사용이 간편합니다.
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65. e(t)=200sinωt(V), (A)일 때 유효전력(W)은?

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 400
(정답률: 34%)
  • 주어진 전압 e(t)은 사인파 형태이므로, 이를 전압의 효과적 값으로 변환해야 한다.

    전압의 효과적 값은 다음과 같이 구할 수 있다.

    $$V_{text{rms}} = sqrt{frac{1}{T} int_{0}^{T} e^2(t) dt}$$

    여기서 T는 주기이다.

    주어진 전압 e(t)의 주기는 2π/ω 이므로,

    $$V_{text{rms}} = sqrt{frac{1}{2pi/omega} int_{0}^{2pi/omega} 200^2 sin^2 omega t dt}$$

    $$= sqrt{frac{1}{pi} int_{0}^{pi} 200^2 sin^2 u du}$$

    여기서 u = ωt 이므로, du/dt = ω 이다.

    $$= sqrt{frac{1}{pi} int_{0}^{pi} 200^2 sin^2 u frac{du}{dt} du}$$

    $$= sqrt{frac{1}{pi} int_{0}^{pi} 200^2 sin^2 u omega du}$$

    $$= sqrt{frac{1}{pi} cdot 200^2 cdot omega int_{0}^{pi} frac{1 - cos 2u}{2} du}$$

    $$= sqrt{frac{1}{pi} cdot 200^2 cdot omega cdot frac{pi}{2}}$$

    $$= 100sqrt{2}omega$$

    따라서 전압의 효과적 값은 100√2ω 이다.

    전류의 효과적 값은 전압과 같으므로,

    $$I_{text{rms}} = 100sqrt{2}omega$$

    전력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    $$P = V_{text{rms}} I_{text{rms}} cos theta$$

    여기서 cosθ는 전압과 전류의 위상차이(cosθ = 1이라고 가정한다).

    $$P = (100sqrt{2}omega)^2 cdot 1 = 200omega^2$$

    따라서 유효전력은 200W이다.

    정답이 "200"인 이유는, 주어진 전압이 200V의 사인파 형태이기 때문에, 전류의 효과적 값과 전압의 효과적 값이 같다는 점에 주목하면, 전압과 전류의 효과적 값이 모두 100√2ω이 된다. 이를 이용하여 전력을 계산하면, 유효전력이 200W가 된다.
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66. 전력(W)에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 단위는 J/s 이다.
  2. 열량을 적분하면 전력이다.
  3. 단위 시간에 대한 전기 에너지이다.
  4. 공률(일률)과 같은 단위를 갖는다.
(정답률: 57%)
  • "열량을 적분하면 전력이다."는 틀린 설명입니다. 열량과 전력은 서로 다른 물리량이며, 열량은 에너지의 양을 나타내는 단위이고 전력은 단위 시간당 에너지 변화량을 나타내는 단위입니다. 따라서 열량을 적분하면 에너지가 되고, 전력은 에너지 변화량을 시간으로 나눈 것이므로 적분과는 직접적인 관련이 없습니다.
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67. 환상 솔레노이드 철심에 200회의 코일을 감고 2A의 전류를 흘릴 때 발생하는 기자력은 몇 AT인가?

  1. 50
  2. 100
  3. 200
  4. 400
(정답률: 63%)
  • 환상 솔레노이드의 기자력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    B = μ₀ * n * I

    여기서, B는 기자력, μ₀는 자유공간의 자기 유도율, n은 코일의 감수, I는 전류이다.

    따라서, 주어진 조건에서 기자력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    B = 4π × 10⁻⁷ × 200 × 2

    B = 1.2566 × 10⁻³ T

    하지만, 문제에서는 기자력을 AT (아톤) 단위로 요구하고 있다. 따라서, T를 AT로 변환해야 한다.

    1 T = 10⁴ G (가우스)

    따라서,

    B = 1.2566 × 10⁻³ T = 1.2566 × 10⁻³ × 10⁴ G = 12.566 G

    따라서, 정답은 50, 100, 200, 400 중에서 "400"이다.
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68. 제어편차가 검출될 때 편차가 변화하는 속도에 비례하여 조작량을 가감하도록 하는 제어로써 오차가 커지는 것을 미연에 방지하는 제어동작은?

  1. ON/OFF 제어 동작
  2. 미분 제어 동작
  3. 적분 제어 동작
  4. 비례 제어 동작
(정답률: 54%)
  • 미분 제어 동작은 제어편차가 변화하는 속도에 비례하여 조작량을 가감하도록 하는 제어로써, 오차가 커지는 것을 미연에 방지하는 제어동작이다. 따라서 제어편차가 검출될 때 편차가 급격하게 변화할 경우, 미분 제어 동작은 빠르게 반응하여 조작량을 조절하여 오차를 최소화할 수 있다.
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69. 10μF의 콘덴서에 200V의 전압을 인가하였을 때 콘덴서에 축적되는 전하량은 몇 C인가?

  1. 2×10-3
  2. 2×10-4
  3. 2×10-5
  4. 2×10-6
(정답률: 48%)
  • 전하량(Q)은 전하(Q)와 전압(V)의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 즉, Q = CV입니다. 여기서 C는 콘덴서의 용량을 나타내는 캐패시턴스(Capacitance)입니다.

    문제에서 용량 C는 10μF로 주어졌고, 전압 V는 200V로 주어졌으므로, 전하량 Q는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    Q = CV = 10μF × 200V = 2,000μC = 2×10-3C

    따라서, 정답은 "2×10-3"입니다.
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70. 3상 유도전동기의 출력이 10kW, 슬립이 4.8%일 때의 2차 동손은 약 몇 kW인가?

  1. 0.24
  2. 0.36
  3. 0.5
  4. 0.8
(정답률: 35%)
  • 3상 유도전동기의 출력이 10kW이므로, 유용 출력은 10kW입니다. 슬립이 4.8%이므로, 동기속도 대비 회전속도는 95.2%입니다. 따라서, 2차 동손은 10kW x (1 - 0.952) = 0.48kW입니다. 이 값을 1000으로 나누어 kW 단위로 변환하면 0.48kW = 0.48/1000 = 0.00048MW입니다. 이 값은 보기 중에서 "0.5"에 가장 가깝기 때문에 정답은 "0.5"입니다.
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71. 유도전동기에 인가되는 전압과 주파수의 비를 일정하게 제어하여 유도전동기의 속도를 정격속도 이하로 제어하는 방식은?

  1. CVCF 제어방식
  2. VVVF 제어방식
  3. 교류 궤환 제어방식
  4. 교류 2단 속도 제어방식
(정답률: 64%)
  • VVVF 제어방식은 유도전동기에 인가되는 전압과 주파수의 비를 일정하게 제어하여 유도전동기의 속도를 정격속도 이하로 제어하는 방식이다. 이 방식은 전압과 주파수를 독립적으로 제어할 수 있기 때문에 정확한 속도 제어가 가능하며, 에너지 효율성이 높고 소음이 적다는 장점이 있다. 따라서 이 방식이 정답이다.
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72. 회전각을 전압으로 변환시키는데 사용되는 위치 변환기는?

  1. 속도계
  2. 증폭기
  3. 변조기
  4. 전위차계
(정답률: 56%)
  • 위치 변환기는 회전각을 전압으로 변환시키는데 사용됩니다. 이 중에서 전위차계는 전압을 측정하는데 사용되는 계기로, 회전각을 전압으로 변환시키는데 사용됩니다. 따라서 정답은 "전위차계"입니다.
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73. 그림의 신호흐름선도에서 전달함수 는?

(정답률: 68%)
  • 전달함수는 입력과 출력의 관계를 나타내는 함수로, 입력값에 대한 출력값을 계산하는 것이다. 그림에서는 입력값이 "신호"이고, 출력값이 "신호흐름선"이다. 따라서 전달함수는 입력값인 "신호"가 출력값인 "신호흐름선"으로 어떻게 변환되는지를 나타내는 함수이다. 그림에서는 "신호"가 "신호흐름선"으로 직접적으로 전달되는 경우와, "신호"가 "신호흐름선"을 거쳐서 간접적으로 전달되는 경우가 있다. 전달함수는 이러한 직접적인 전달과 간접적인 전달을 모두 고려하여 입력값과 출력값의 관계를 나타내는 함수이다. 따라서 보기 중에서 ""가 전달함수인 것이다.
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74. 폐루프 제어시스템의 구성에서 조절부와 조작부를 합쳐서 무엇이라고 하는가?

  1. 보상요소
  2. 제어요소
  3. 기준입력요소
  4. 귀환요소
(정답률: 68%)
  • 조절부와 조작부는 모두 시스템을 제어하는 역할을 하므로 이를 합쳐서 제어요소라고 부릅니다. 제어요소는 시스템의 동작을 조절하고 제어하는데 필요한 모든 정보를 포함하고 있습니다. 따라서 폐루프 제어시스템에서도 제어요소는 중요한 역할을 합니다.
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75. 그림과 같은 회로에 흐르는 전류 I(A)는?

  1. 0.3
  2. 0.6
  3. 0.9
  4. 1.2
(정답률: 33%)
  • 전류의 크기는 전압과 저항에 의해 결정된다. 이 회로에서 전압은 3V이고, 저항은 10Ω이다. 따라서, 오옴의 법칙에 따라 전류는 전압을 저항으로 나눈 값인 0.3A가 된다. 따라서 정답은 "0.3"이다.
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76. 그림과 같은 단위 피드백 제어시스템의 전달함수 는?

(정답률: 51%)
  • 전달함수는 입력과 출력의 관계를 나타내는 함수이다. 이 단위 피드백 제어시스템에서는 입력 신호인 R(s)가 출력 신호인 C(s)에 영향을 미치고, 출력 신호인 C(s)가 다시 입력 신호인 R(s)에 영향을 미치는 피드백 구조이다. 이러한 구조에서 전달함수는 입력 신호 R(s)와 출력 신호 C(s)의 비율을 나타내는 것으로, 이 비율이 크면 출력 신호 C(s)가 입력 신호 R(s)에 큰 영향을 미치게 된다. 따라서 전달함수의 분모에 있는 (1+G(s)H(s))가 작을수록 전달함수의 값은 커지게 되어, 출력 신호 C(s)가 입력 신호 R(s)에 큰 영향을 미치게 된다. 이에 따라 정답은 ""이 된다.
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77. 선간전압 200V의 3상 교류전원에 화물용 승강기를 접속하고 전력과 전류를 측정하였더니 2.77kW, 10A이었다. 이 화물용 승강기 모터의 역률은 약 얼마인가?

  1. 0.6
  2. 0.7
  3. 0.8
  4. 0.9
(정답률: 48%)
  • 역률은 유효전력과 피상전력의 비율로 정의된다. 유효전력은 실제로 일을 하는 전력으로, 승강기가 실제로 사용하는 전력이다. 피상전력은 전체 전력으로, 승강기가 소비하는 전력뿐만 아니라, 전원선에서 발생하는 손실 등 모든 전력을 포함한다.

    따라서, 역률은 유효전력 / 피상전력으로 계산할 수 있다. 여기서 유효전력은 2.77kW, 피상전력은 3상 교류전원에서의 전류(10A)와 전압(200V)을 이용하여 계산할 수 있다.

    피상전력 = √3 × 전압 × 전류 = √3 × 200V × 10A = 3.46kW

    따라서, 역률은 2.77kW / 3.46kW = 0.8이다.
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78. 그림의 논리회로에서 A, B, C, D를 입력, Y를 출력이라 할 때 출력 식은?

  1. A+B+C+D
  2. (A+B)(C+D)
  3. AB+CD
  4. ABCD
(정답률: 40%)
  • 그림의 논리회로에서 AND 게이트와 OR 게이트가 사용되었는데, AND 게이트는 입력이 모두 1일 때만 출력이 1이 되고, OR 게이트는 입력 중 하나 이상이 1이면 출력이 1이 된다. 따라서, A와 B를 AND 게이트로 연결하면 A와 B가 모두 1일 때만 출력이 1이 되므로 AB가 되고, C와 D를 AND 게이트로 연결하면 C와 D가 모두 1일 때만 출력이 1이 되므로 CD가 된다. 이렇게 구한 AB와 CD를 OR 게이트로 연결하면, AB와 CD 중 하나 이상이 1이면 출력이 1이 되므로 AB+CD가 된다. 따라서, 출력 식은 AB+CD이다.
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79. 그림과 같은 RL직렬회로에서 공급전압의 크기가 10V일 때 |VR|=8V이면 VL의 크기는 몇 V인가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 53%)
  • 이 RL직렬회로에서 전압의 합은 공급전압과 같으므로 VR + VL = 10V이다. 또한, VR = 8V이므로 VL = 10V - 8V = 2V이다. 따라서 VL의 크기는 2V이므로 정답은 "2"이다. "6"은 오답이다.
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80. 전기자 철심을 규소 강판으로 성층하는 주된 이유는?

  1. 정류자면의 손상이 적다.
  2. 가공하기 쉽다.
  3. 철손을 적게 할 수 있다.
  4. 기계손을 적게 할 수 있다.
(정답률: 58%)
  • 규소 강판은 전기자 철심을 감싸는데 사용되는 재료 중 하나이다. 이는 철심을 보호하고 전기적 안정성을 제공하기 때문이다. 또한 규소 강판은 철손을 적게 할 수 있기 때문에 전기자의 효율성을 높일 수 있다. 따라서 이것이 주된 이유이다.
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5과목: 배관일반

81. 팬코일 유닛방식의 배관방식 중 공급관이 2개이고 환수관이 1개인 방식은?

  1. 1관식
  2. 2관식
  3. 3관식
  4. 4관식
(정답률: 69%)
  • 팬코일 유닛방식의 배관방식 중 공급관이 2개이고 환수관이 1개인 방식은 3관식입니다. 이는 공급관 2개로 인해 냉난방기능을 분리하여 제어할 수 있으며, 환수관 1개로 인해 냉난방기능을 동시에 사용할 수 있기 때문입니다.
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82. 냉매 액관 중에 플래시 가스 발생의 방지대책으로 틀린 것은?

  1. 온도가 높은 곳을 통과하는 액관은 방열시공을 한다.
  2. 액관, 드라이어 등의 구경을 충분히 선정하여 통과저항을 적게 한다.
  3. 액펌프를 사용하여 압력강하를 보상할 수 있는 충분한 압력을 준다.
  4. 열교환기를 사용하여 액관에 들어가는 냉매의 과냉각도를 없앤다.
(정답률: 52%)
  • 열교환기를 사용하여 액관에 들어가는 냉매의 과냉각도를 없앤다는 것이 틀린 것입니다. 열교환기는 냉매의 열을 흡수하여 냉매를 냉각시키는 역할을 합니다. 따라서 열교환기를 사용하면 오히려 냉매의 과냉각이 발생할 수 있습니다. 올바른 대책은 "액관에 적절한 절연재를 사용하여 냉매의 과냉각을 방지한다."입니다.
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83. 공랭식 응축기 배관 시 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 소형 냉동기에 사용하며 핀이 있는 파이프 속에 냉매를 통하여 바람 이송 냉각설계로 되어 있다.
  2. 냉방기가 응축기 아래 설치되는 경우 배관 높이가 10m 이상일 때는 5m마다 오일 트랩을 설치해야 한다.
  3. 냉방기가 응축기 위에 위치하고, 압축기가 냉방기에 내장되었을 경우에는 오일 트랩이 필요 없다.
  4. 수랭식에 비해 능력은 낮지만, 냉각수를 사용하지 않아 동결의 염려가 없다.
(정답률: 60%)
  • "냉방기가 응축기 위에 위치하고, 압축기가 냉방기에 내장되었을 경우에는 오일 트랩이 필요 없다."가 틀린 것이다.

    냉방기가 응축기 아래 설치되는 경우 배관 높이가 10m 이상일 때는 5m마다 오일 트랩을 설치해야 하는 이유는, 냉매 유동 중에 오일이 함유되어 있을 수 있기 때문이다. 오일은 냉매와 섞이면서 배관 내부에서 충돌하거나, 벽면에 부딪혀서 충격을 받으면서 분리될 수 있다. 이렇게 분리된 오일은 배관 내부에서 축적되어, 배관의 지름을 좁혀서 유동성을 저해하거나, 냉매 유동을 방해하여 냉방기의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 따라서 오일이 축적되지 않도록, 일정 간격으로 오일 트랩을 설치하여 오일을 분리하고 배출시켜야 한다.
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84. 배수 배관 시공 시 청소구의 설치위치로 가장 적절하지 않은 곳은?

  1. 배수 수평주관과 배수수평 분기관의 분기점
  2. 길이가 긴 수평 배수관 중간
  3. 배수 수직관의 제일 윗부분 또는 근처
  4. 배수관이 45°이상의 각도로 방향을 전환하는 곳
(정답률: 54%)
  • 배수 수직관의 제일 윗부분 또는 근처가 가장 적절하지 않은 곳은 물이 흐르지 않아 노폐물이 쌓이기 쉬우며, 이로 인해 배수관의 흐름이 막히거나 냄새가 발생할 수 있기 때문입니다. 따라서 청소구의 설치위치로는 배수 수직관의 제일 윗부분 또는 근처는 적절하지 않습니다.
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85. 급탕배관에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 단관식의 경우 급수관경보다 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: 59%)
  • "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 일반적으로는 노출시키지 않습니다.
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86. 냉매 배관 시 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 냉동장치내의 배관은 절대기밀을 유지 할 것
  2. 배관도중에 고저의 변화를 될수록 피할 것
  3. 기기간의 배관은 가능한 한 짧게 할 것
  4. 만곡부는 될 수 있는 한 적고 또한 곡률반경은 작게 할 것
(정답률: 68%)
  • "만곡부는 될 수 있는 한 적고 또한 곡률반경은 작게 할 것"이 틀린 것이다. 이유는 냉매 배관에서는 곡률이 필요한 경우가 많기 때문이다. 만곡부가 적으면 배관이 더 길어지고, 곡률반경이 크면 배관이 더 두껍고 무거워지기 때문에 적절한 만곡부와 곡률반경을 유지해야 한다.
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87. 염화비닐관의 설명으로 틀린 것은?

  1. 열팽창률이 크다.
  2. 관내 마찰손실이 적다.
  3. 산, 알칼리 등에 대해 내식성이 적다.
  4. 고온 또는 저온의 장소에 부적당하다.
(정답률: 63%)
  • 염화비닐관은 열팽창률이 크고, 관내 마찰손실이 적어 유체의 이동이 원활하며, 경제적인 재질로 널리 사용된다. 하지만 고온 또는 저온의 장소에 부적당하며, 산, 알칼리 등에 대해 내식성이 적다는 단점이 있다. 따라서 산, 알칼리 등의 화학물질이 사용되는 환경에서는 다른 재질의 파이프를 사용하는 것이 좋다.
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88. 급수펌프에서 발생하는 캐비테이션 현상의 방지법으로 틀린 것은?

  1. 펌프설치 위치를 낮춘다.
  2. 입형펌프를 사용한다.
  3. 흡입손실수두를 줄인다.
  4. 회전수를 올려 흡입속도를 증가시킨다.
(정답률: 70%)
  • "회전수를 올려 흡입속도를 증가시킨다."가 틀린 이유는, 캐비테이션 현상은 고속 회전에 의해 발생하는 것이기 때문에, 회전수를 올리면 오히려 캐비테이션 현상이 더욱 심해질 수 있기 때문입니다. 따라서, 올바른 방법은 펌프설치 위치를 낮추거나, 입형펌프를 사용하거나, 흡입손실수두를 줄이는 것입니다.
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89. 가스배관의 설치 시 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 특별한 경우를 제외한 배관의 최고사용압력은 중압이하일 것
  2. 배관은 하천(하천을 횡단하는 경우는 제외) 또는 하수구 등 암거내에 설치할 것
  3. 지반이 약한 곳에 설치되는 배관은 지반침하에 의해 배관이 손상되지 않도록 필요한 조치 후 배관을 설치할 것
  4. 본관 및 공급관은 건축물의 내부 또는 기초 밑에 설치하지 아니할 것
(정답률: 59%)
  • "배관은 하천(하천을 횡단하는 경우는 제외) 또는 하수구 등 암거내에 설치할 것"이 틀린 것입니다. 이유는 배관이 하천이나 하수구와 같은 수로를 횡단하는 경우에는 다른 안전한 방법으로 배관을 설치해야 하지만, 그 외의 경우에는 암거나 지하에 배관을 설치하는 것이 안전하고 효율적입니다.
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90. 밀폐식 온수난방 배관에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 팽창탱크를 사용한다.
  2. 배관의 부식이 비교적 적어 수명이 길다.
  3. 배관경이 적어지고 방열기도 적게 할 수 있다.
  4. 배관 내의 온수 온도는 70℃이하이다.
(정답률: 60%)
  • 밀폐식 온수난방 배관은 온수를 쉽게 냉각시키지 않고 유지할 수 있으며, 팽창탱크를 사용하여 압력 조절이 가능하다. 또한, 배관의 부식이 적어 수명이 길고, 배관경이 적어지고 방열기도 적게 할 수 있다. 하지만, 온수 온도는 70℃이하로 유지해야 한다. 이는 고온으로 인한 안전 문제와 배관의 변형, 파열 등을 예방하기 위함이다.
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91. 동관 이음 중 경납땜 이음에 사용되는 것으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 황동납
  2. 은납
  3. 양은납
  4. 규소납
(정답률: 46%)
  • 규소납은 경납땜에 사용되는 것이 아니라, 전자회로 제작 등에 사용되는 소재이기 때문에 가장 거리가 먼 것입니다. 경납땜에 사용되는 것은 황동납, 은납, 양은납입니다.
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92. 온수난방 배관에서 리버스 리턴(reverse return)방식을 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: 69%)
  • 리버스 리턴 방식은 온수를 사용하는 지점에서 다시 보일러로 되돌려 보내는 방식으로, 이를 통해 온수의 유량 분배를 균일하게 할 수 있습니다. 이는 배관의 길이나 신축과는 관련이 없으며, 온수가 식지 않도록 하는 것도 해당 방식과는 직접적인 연관이 없습니다.
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93. 하향급수 배관방식에서 수평주관의 설치위치로 가장 적절한 것은?

  1. 지하층의 천장 또는 1층의 바닥
  2. 중간층의 바닥 또는 천장
  3. 최상층의 바닥 또는 천장
  4. 최상층의 천장 또는 옥상
(정답률: 52%)
  • 하향급수 배관방식에서는 상류에서 하류로 물이 흐르기 때문에, 수평주관의 설치위치는 최하층에 가까울수록 물의 압력이 강해지고, 최상층에 가까울수록 물의 압력이 약해집니다. 따라서, 수평주관의 설치위치로는 최상층의 천장 또는 옥상이 가장 적절합니다. 이 위치에서는 물의 압력이 가장 약해지기 때문에, 수평주관을 설치하여 물을 원활하게 이동시키기에 적합합니다. 또한, 최상층의 천장 또는 옥상에 설치하면, 하부층에 물이 차는 경우에도 영향을 받지 않아 안전합니다.
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94. 냉매 배관에서 압축기 흡입관의 시공 시 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 압축기가 증발기보다 밑에 있는 경우 흡입관은 작은 트랩을 통과한 후 증발기 상부보다 높은 위치까지 올려 압축기로 가게 한다.
  2. 흡입관의 수직상승 입상부가 매우 길 때는 냉동기유의 회수를 쉽게 하기 위하여 약 20m마다 중간에 트랩을 설치한다.
  3. 각각의 증발기에서 흡입 주관으로 들어가는 관은 주관 상부로부터 들어가도록 접속한다.
  4. 2대 이상의 증발기가 있어도 부하의 변동이 그다지 크지 않은 경우는 1개의 입상관으로 충분하다.
(정답률: 55%)
  • "흡입관의 수직상승 입상부가 매우 길 때는 냉동기유의 회수를 쉽게 하기 위하여 약 20m마다 중간에 트랩을 설치한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 이유는 냉매 배관에서는 수직상승 입상부가 길어질수록 냉매 유동이 원활하지 않아 냉동기유의 회수가 어려워지기 때문에 중간에 트랩을 설치하여 냉매 유동을 원활하게 유지하기 위함입니다.
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95. 난방 배관 시공을 위해 벽, 바닥 등에 관통 배관 시공을 할 때, 슬리브(sleeve)를 사용하는 이유로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 열팽창에 따른 배관 신축에 적응하기 위해
  2. 관 교체 시 편리하게 하기 위해
  3. 고장 시 수리를 편리하게 하기 위해
  4. 유체의 압력을 증가시키기 위해
(정답률: 69%)
  • 슬리브는 열팽창에 따른 배관 신축에 적응하기 위해 사용됩니다. 이는 벽이나 바닥과 같은 구조물과 배관 사이에 슬리브를 끼워놓음으로써, 배관이 열팽창하더라도 구조물과의 간섭을 최소화하여 파손을 방지하기 위함입니다. 따라서 "열팽창에 따른 배관 신축에 적응하기 위해"가 가장 거리가 먼 이유입니다. "유체의 압력을 증가시키기 위해"는 올바르지 않은 설명입니다.
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96. 급수방식 중 압력탱크 방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 국부적으로 고압을 필요로 하는데 적합하다.
  2. 탱크의 설치위치에 제한을 받지 않는다.
  3. 항상 일정한 수압으로 급수할 수 있다.
  4. 높은곳에 탱크를 설치할 필요가 없으므로 건축물의 구조를 강화할 필요가 없다.
(정답률: 53%)
  • "국부적으로 고압을 필요로 하는데 적합하다."가 틀린 설명입니다. 압력탱크 방식은 탱크 내부에 물을 저장하여 일정한 압력을 유지하고, 이를 이용해 급수하는 방식입니다. 따라서 탱크 내부 압력이 일정하게 유지되는 한 항상 일정한 수압으로 급수할 수 있습니다. 이 방식은 고압이 필요한 지역에서는 적합하지 않습니다.
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97. 냉동설비배관에서 액분리기와 압축기 사이에 냉매배관을 할 때 구배로 옳은 것은?

  1. 1/100 정도의 압축기 측 상향 구배로 한다.
  2. 1/100 정도의 압축기 측 하향 구배로 한다.
  3. 1/200 정도의 압축기 측 상향 구배로 한다.
  4. 1/200 정도의 압축기 측 하향 구배로 한다.
(정답률: 57%)
  • 정답은 "1/200 정도의 압축기 측 하향 구배로 한다."입니다.

    냉매는 압축기에서 생성된 후 액분리기로 이동하게 되는데, 이때 냉매의 움직임을 돕기 위해 냉매배관에는 구배가 필요합니다. 구배란, 냉매가 움직일 때 발생하는 압력차를 보완해주는 것으로, 일반적으로는 1/100 ~ 1/200 정도의 구배가 필요합니다.

    압축기 측 하향 구배를 사용하는 이유는, 냉매가 압축기에서 생성된 후 액분리기로 이동하는 방향이 하향이기 때문입니다. 따라서 하향 구배를 사용하면 냉매의 움직임을 더욱 원활하게 할 수 있습니다.
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98. 길이 30m의 강관의 온도 변화가 120℃일 때 강관에 대한 열팽창량은? (단, 강관의 열팽창계수는 11.9×10-6mm/mm·℃이다.)

  1. 42.8mm
  2. 42.8cm
  3. 42.8m
  4. 4.28mm
(정답률: 56%)
  • 열팽창량 = 길이 × 열팽창계수 × 온도 변화량
    = 30m × 11.9×10-6mm/mm·℃ × 120℃
    = 42.84mm

    따라서, 정답은 "42.8mm"이다.
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99. 증기나 응축수가 트랩이나 감압밸브 등의 기기에 들어가기 전 고형물을 제거하여 고장을 방지하기 위해 설치하는 장치는?

  1. 스트레이너
  2. 레듀서
  3. 신축이음
  4. 유니온
(정답률: 65%)
  • 스트레이너는 증기나 응축수가 트랩이나 감압밸브 등의 기기에 들어가기 전 고형물을 제거하여 고장을 방지하기 위해 설치하는 장치입니다. 즉, 물이나 다른 불순물이 기기 내부로 들어가는 것을 막아주는 필터 역할을 합니다. 따라서 이 문제에서 정답은 "스트레이너"입니다.
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100. 부하변동에 따라 밸브의 개도를 조절함으로써 만액식 증발기의 액면을 일정하게 유지하는 역할을 하는 것은?

  1. 에어벤트
  2. 온도식 자동팽창밸브
  3. 감압밸브
  4. 플로트밸브
(정답률: 58%)
  • 만액식 증발기는 액면을 일정하게 유지해야 하기 때문에 부하변동에 따라 액면이 변화하면 안됩니다. 이를 위해 밸브의 개도를 조절하여 액면을 일정하게 유지하는데, 이 역할을 하는 것이 플로트밸브입니다. 플로트밸브는 액면의 높낮이에 따라 부유체가 움직이면서 밸브의 개도를 조절하여 액면을 일정하게 유지합니다.
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