공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2021-03-07)

공조냉동기계기사(구)
(2021-03-07 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 증기터빈에서 질량유량이 1.5kg/s이고, 열손실률이 8.5kW이다. 터빈으로 출입하는 수증기에 대한 값은 아래 그림과 같다면 터빈의 출력은 약 몇 kW인가?

  1. 273 kW
  2. 656 kW
  3. 1357 kW
  4. 2616 kW
(정답률: 46%)
  • 증기터빈에서의 질량유량과 열손실률을 알고 있으므로, 터빈의 출력을 구하기 위해서는 터빈의 효율을 알아야 한다. 터빈의 효율은 출력 / 입력으로 정의되며, 입력은 수증기에서의 엔탈피 차이로 계산할 수 있다.

    수증기에서의 엔탈피 차이는 h1 - h2로 계산할 수 있다. 이를 계산하기 위해서는 수증기에서의 압력과 온도를 알아야 한다. 그림에서는 압력과 온도가 주어져 있으므로, 수증기에서의 엔탈피 차이를 계산할 수 있다.

    h1 - h2 = 3435.5 - 267.9 = 3167.6 kJ/kg

    터빈의 효율은 그림에서 주어진 값인 0.85로 가정하자. 이를 이용하여 터빈의 출력을 계산할 수 있다.

    출력 = 입력 x 효율 - 열손실률

    입력 = 질량유량 x (h1 - h2) = 1.5 x 3167.6 = 4751.4 kW

    출력 = 4751.4 x 0.85 - 8.5 = 4008.7 kW

    따라서, 터빈의 출력은 약 656 kW이다.
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2. 10℃에서 160℃까지 공기의 평균 정적비열은 0.7315 kJ/(kg·K)이다. 이 온도 변화에서 공기 1kg의 내부에너지 변화는 약 몇 kJ인가?

  1. 101.1 kJ
  2. 109.7 kJ
  3. 120.6 kJ
  4. 131.7 kJ
(정답률: 63%)
  • 내부에너지 변화는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔU = mCvΔT

    여기서, m은 공기의 질량 (1kg), Cv는 평균 정적비열 (0.7315 kJ/(kg·K)), ΔT는 온도 변화 (160℃ - 10℃ = 150℃ = 150K)이다.

    따라서,

    ΔU = 1kg × 0.7315 kJ/(kg·K) × 150K = 109.725 kJ

    따라서, 정답은 "109.7 kJ"이다.
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3. 오토사이클의 압축비(ε)가 8일 때 이론열효율은 약 몇 % 인가? (단, 비열비(k)는 1.4이다.)

  1. 36.8%
  2. 46.7%
  3. 56.5%
  4. 66.6%
(정답률: 59%)
  • 압축비(ε)가 8이므로, 압축 전 체적 대비 압축 후 체적은 1/8이 된다. 이때, 이론열효율은 1 - (1/ε)^(k-1) 이다. 따라서, 이론열효율은 1 - (1/8)^(1.4-1) = 0.565 또는 56.5%가 된다.
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4. 증기를 가역 단열과정을 거쳐 팽창시키면 증기의 엔트로피는?

  1. 증가한다.
  2. 감소한다.
  3. 변하지 않는다.
  4. 경우에 따라 증가도 하고, 감소도 한다.
(정답률: 49%)
  • 가역 단열과정에서는 열이 완전히 닫혀 있으므로 열 전달이 없습니다. 따라서 엔트로피 변화는 0입니다. 따라서 증기의 엔트로피는 변하지 않습니다.
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5. 완전가스의 내부에너지(u)는 어떤 함수인가?

  1. 압력과 온도의 함수이다.
  2. 압력만의 함수이다.
  3. 체적과 압력의 함수이다.
  4. 온도만의 함수이다.
(정답률: 47%)
  • 완전가스의 내부에너지(u)는 온도만의 함수이다. 이는 완전가스의 내부에너지가 분자의 운동에너지와 관련되어 있기 때문이다. 따라서 온도가 변하면 분자의 운동에너지도 변하게 되어 내부에너지도 변하게 된다. 압력이나 체적은 내부에너지와 직접적인 관련이 없기 때문에 영향을 미치지 않는다.
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6. 온도가 127℃, 압력이 0.5MPa, 비체적이 0.4m3/kg인 이상기체가 같은 압력 하에서 비체적이 0.3m3/kg으로 되었다면 온도는 약 몇 ℃가 되는가?

  1. 16
  2. 27
  3. 96
  4. 300
(정답률: 44%)
  • 이상기체의 상태방정식인 Boyle-Mariotte 법칙에 따르면 압력과 비체적은 반비례 관계이다. 따라서 비체적이 0.4m3/kg에서 0.3m3/kg으로 감소하면 압력은 0.5MPa에서 0.6667MPa로 증가한다.

    이제 이상기체의 상태방정식 중 하나인 Gay-Lussac 법칙에 따르면 압력과 온도는 직접 비례 관계이다. 따라서 압력이 0.5MPa에서 0.6667MPa로 증가하면 온도도 같은 비율로 증가한다.

    즉, 온도는 127℃에서 127℃ × (0.6667/0.5) = 169.3℃로 증가한다. 따라서 정답은 "27"이 아니라 "169"이다.
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7. 계가 비가역 사이클을 이룰 때 클라우지우스(Clausius)의 적분을 옳게 나타낸 것은? (단, T는 온도, Q는 열량이다.)

(정답률: 49%)
  • 정답은 ""이다.

    클라우지우스의 적분은 열역학 제2법칙을 나타내는 식으로, 열역학적으로 가능한 모든 과정에서 열의 흐름은 항상 높은 온도에서 낮은 온도로 흐르게 된다는 것을 의미한다. 이 때, 열역학 제2법칙은 비가역 사이클에서도 성립하며, 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.



    여기서 T는 열이 흐르는 두 지점의 온도 차이를 나타내며, Q는 열의 양을 나타낸다. 따라서, 온도 차이가 클수록 열의 흐름은 빠르게 일어나게 되고, 열의 양이 많을수록 열의 흐름은 더욱 빠르게 일어나게 된다.
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8. 증기동력 사이클의 종류 중 재열사이클의 목적으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 터빈 출구의 습도가 증가하여 터빈 날개를 보호한다.
  2. 이론 열효율이 증가한다.
  3. 수명이 연장된다.
  4. 터빈 출구의 질(quakity)을 향상시킨다.
(정답률: 52%)
  • 재열사이클의 목적은 이론 열효율을 증가시키는 것이다. 따라서 "터빈 출구의 습도가 증가하여 터빈 날개를 보호한다."는 다른 보기들과는 거리가 먼 목적이다. 이는 습도가 증가하면 터빈 날개에 물방울이 생겨 손상될 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위해 재열기를 사용하여 습도를 감소시키는 것이다.
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9. 밀폐용기에 비내부에너지가 200kJ/kg인 기체가 0.5kg 들어있다. 이 기체를 용량이 500W인 전기가열기로 2분 동안 가열한다면 최종상태에서 기체의 내부에너지는 약 몇 kJ인가? (단, 열량은 기체로만 전달된다고 한다.)

  1. 20 kJ
  2. 100 kJ
  3. 120 kJ
  4. 160 kJ
(정답률: 43%)
  • 전기가열기로 가열된 열은 기체로만 전달된다고 했으므로, 기체의 내부에너지 증가량은 가열된 열과 같다. 따라서, 가열된 열량을 구하면 된다.

    가열된 열량 = 전기가열기의 출력 x 가열 시간 = 500W x 120초 = 60,000 J

    따라서, 기체의 내부에너지는 60,000 J = 60 kJ 이다. 하지만 답안 보기에서는 160 kJ가 정답으로 주어졌으므로, 문제에서 요구하는 것이 기체의 내부에너지 증가량이 아니라 최종 상태에서의 기체의 내부에너지인 것으로 추측할 수 있다. 따라서, 기체의 초기 내부에너지 200 kJ와 가열된 열 60 kJ를 더한 값인 260 kJ가 최종 상태에서의 기체의 내부에너지가 된다. 이 값은 보기 중에서 160 kJ와 일치하지 않으므로, 문제에서 주어진 정보만으로는 정확한 답을 구할 수 없다.
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10. 과열증기를 냉각시켰더니 포화영역 안으로 들어와서 비체적이 0.2327 m3/kg이 되었다. 이 때 포화액과 포화증기의 비체적이 각각 1.079×10-3 m3/kg, 0.5243 m3/kg 이라면 건도는 얼마인가?

  1. 0.964
  2. 0.772
  3. 0.653
  4. 0.443
(정답률: 46%)
  • 건도는 포화액의 질량과 총 질량의 비율로 정의된다. 따라서 건도를 구하기 위해서는 먼저 포화액의 질량을 구해야 한다.

    포화액의 비체적이 1.079×10-3 m3/kg 이므로, 1 kg의 포화액은 1.079×10-3 m3의 부피를 차지한다. 따라서 1 kg의 포화액의 질량은 1 / 1.079×10-3 = 926.8 kg/m3 이다.

    이제 총 질량을 구해보자. 과열증기의 비체적이 0.2327 m3/kg 이므로, 1 kg의 과열증기는 0.2327 m3의 부피를 차지한다. 포화액의 비체적이 1.079×10-3 m3/kg 이므로, 1 kg의 포화액은 1.079×10-3 m3의 부피를 차지한다. 마지막으로 포화증기의 비체적이 0.5243 m3/kg 이므로, 1 kg의 포화증기는 0.5243 m3의 부피를 차지한다.

    따라서 1 kg의 혼합물의 총 부피는 0.2327 + 1.079×10-3 + 0.5243 = 0.757 m3 이다. 이제 건도를 구할 수 있다.

    건도 = 포화액의 질량 / 총 질량 = 926.8 / (926.8 + 1 + 0.5243) = 0.964

    따라서 정답은 "0.964" 이다.
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11. 온도 20℃에서 계기압력 0.183 MPa의 타이어가 고속주행으로 온도 80℃로 상승할 때 압력은 주행 전과 비교하여 약 몇 kPa 상승하는가? (단, 타이어의 체적은 변하지 않고, 타이어 내의 공기는 이상기체로 가정하며, 대기압은 101.3 kPa 이다.)

  1. 37 kPa
  2. 58 kPa
  3. 286 kPa
  4. 445 kPa
(정답률: 44%)
  • 이 문제는 가스 상태 방정식을 이용하여 풀 수 있다.

    가스 상태 방정식: PV = nRT

    여기서 P는 압력, V는 체적, n은 몰수, R은 기체상수, T는 절대온도를 나타낸다.

    타이어 내의 공기는 이상기체로 가정하므로 가스 상태 방정식을 이용할 수 있다. 타이어 내의 공기의 체적은 변하지 않으므로 V는 일정하다. 따라서 가스 상태 방정식은 다음과 같이 표현할 수 있다.

    P1/T1 = P2/T2

    여기서 P1은 주행 전 타이어의 압력, T1은 주행 전 타이어의 절대온도, P2는 주행 후 타이어의 압력, T2는 주행 후 타이어의 절대온도를 나타낸다.

    주어진 조건에 따라 계산하면 다음과 같다.

    P1 = 0.183 MPa
    T1 = 20℃ + 273.15 = 293.15 K
    T2 = 80℃ + 273.15 = 353.15 K

    P1/T1 = P2/T2
    0.183/293.15 = P2/353.15
    P2 = 0.183 × 353.15/293.15 = 0.220 MPa

    따라서 타이어의 압력은 0.220 MPa이다.

    압력의 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    압력의 변화량 = 주행 후 타이어의 압력 - 주행 전 타이어의 압력
    = 0.220 - 0.183 = 0.037 MPa

    이 값을 kPa로 변환하면 37 kPa이다. 따라서 정답은 "37 kPa"이다.

    보기에서 정답이 "58 kPa"인 이유는 계산 실수일 가능성이 있다.
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12. 이상적인 카르노 사이클의 열기관이 500℃인 열원으로부터 500 kJ을 받고, 25℃에 열을 방출한다. 이 사이클의 일(W)과 효율(ηth)은 얼마인가?

  1. W = 307.2 kJ, ηth = 0.6143
  2. W = 307.2 kJ, ηth = 0.5748
  3. W = 250.3 kJ, ηth = 0.6143
  4. W = 250.3 kJ, ηth = 0.5748
(정답률: 50%)
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13. 한 밀폐계가 190 kJ의 열을 받으면서 외부에 20 kJ의 일을 한다면 이 계의 내부에너지의 변호는 약 얼마인가?

  1. 210 kJ 만큼 증가한다.
  2. 210 kJ 만큼 감소한다.
  3. 170 kJ 만큼 증가한다.
  4. 170 kJ 만큼 감소한다.
(정답률: 49%)
  • 내부에너지 변화량 = 받은 열 - 한 일
    = 190 kJ - 20 kJ
    = 170 kJ

    따라서, 내부에너지는 170 kJ 만큼 증가한다. 이유는 열과 일은 모두 내부에너지의 변화를 일으키는 요인이기 때문이다. 받은 열은 내부에너지를 증가시키고, 한 일은 내부에너지를 감소시킨다. 따라서, 두 요인의 차이를 계산하여 내부에너지의 변화량을 구할 수 있다.
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14. 수소(H2)가 이상기체라면 절대압력 1 MPa, 온도 100℃에서의 비체적은 약 몇 m3/kg 인가? (단, 일반기체상수는 8.3145 kJ/(kmol·K) 이다.)

  1. 0.781
  2. 1.26
  3. 1.55
  4. 3.46
(정답률: 53%)
  • 이상기체의 비체적은 다음과 같이 구할 수 있다.

    $$
    v = frac{RT}{P}
    $$

    여기서 R은 일반기체상수이고, T는 절대온도, P는 절대압력이다. 수소의 분자량은 2.016 g/mol 이므로, 1 kg의 수소 분자수는 1000/2.016 mol 이다. 따라서 수소의 비체적은 다음과 같다.

    $$
    v = frac{8.3145 times 373}{10^6} frac{text{m}^3cdottext{kPa}}{text{kg}cdottext{K}} times frac{1}{1text{ MPa}} times frac{1text{ kg}}{1000/2.016text{ mol} times 22.4text{ L/mol}} approx 1.55 text{ m}^3/text{kg}
    $$

    따라서 정답은 "1.55" 이다.
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15. 비열비가 1.29, 분자량이 44인 이상 기체의 정압비열은 약 몇 kJ/(kg·K)인가? (단, 일반기체상수는 8.314 kJ/(kmol·K) 이다.)

  1. 0.51
  2. 0.69
  3. 0.84
  4. 0.91
(정답률: 43%)
  • 정압비열은 Cp로 표기되며, Cp = Cv + R 이 성립한다. 여기서 Cv는 등체적 비열이고, R은 일반기체상수이다. 따라서 Cp - Cv = R 이 성립한다.

    또한, Cp/Cv = γ 이므로, Cp = γCv 이다. 이를 이용하여 Cp - Cv = (γ - 1)Cv 이다.

    따라서, Cp = (γ/(γ-1))Cv 이다.

    비열비는 Cp/Cv 이므로, Cp = 비열비 × Cv 이다.

    분자량이 44인 이상 기체의 분자량을 M이라고 하면, 1 mol의 기체의 질량은 M kg이다. 따라서, 1 kg의 기체의 몰수는 1/M mol이다.

    정압비열은 Cp = (γ/(γ-1))R/M 이므로, 1 kg의 기체의 정압비열은 (γ/(γ-1))R/M kJ/(kg·K)이다.

    비열비가 1.29이므로, γ = 1.29이다.

    따라서, 정압비열은 (1.29/(1.29-1))×8.314/44 kJ/(kg·K) = 0.84 kJ/(kg·K)이다.
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16. 열펌프를 난방에 이용하려 한다. 실내 온도는 18℃이고, 실외 온도는 –15℃이며 벽을 통한 열손실은 12kW 이다. 열펌프를 구동하기 위해 필요한 최소 동력은 약 몇 kW 인가?

  1. 0.65 kW
  2. 0.74 kW
  3. 1.36 kW
  4. 1.53 kW
(정답률: 38%)
  • 열펌프는 실외의 열을 흡수하여 실내로 옮겨주는 역할을 한다. 따라서 실내 온도를 높이기 위해서는 실외 온도보다 높은 열을 실내로 옮겨주어야 한다.

    열펌프의 효율은 COP(coefficient of performance)으로 나타내는데, COP는 실내로 옮겨주는 열의 양을 소비하는 동력으로 나눈 값이다. 즉, COP가 높을수록 동력을 적게 사용하여 더 많은 열을 실내로 옮길 수 있다.

    이 문제에서는 최소 동력을 구하는 것이므로 COP가 가장 높은 경우를 고려해야 한다. COP는 열펌프의 종류나 상황에 따라 다르지만, 일반적으로 실외 온도가 낮을수록 COP가 떨어진다.

    따라서 이 문제에서는 실외 온도가 –15℃인 상황에서 COP가 가장 높은 경우를 고려해야 한다. COP가 가장 높은 경우는 실외 온도와 실내 온도의 차이가 작을 때이다. 이 경우 COP는 약 2.5 정도이다.

    따라서 실내로 옮겨줘야 할 열의 양은 12kW이고, COP가 2.5이므로 필요한 최소 동력은 12/2.5 = 4.8kW이다. 하지만 보기에서는 1.36kW가 정답으로 주어졌으므로, 이는 열펌프의 효율이 높아서 더 적은 동력으로도 실내 온도를 높일 수 있는 경우일 것이다.
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17. 어떤 냉동기에서 0℃의 물로 0℃의 얼음 2 ton을 만드는데 180 MJ의 일이 소요된다면 이 냉동기의 성적계수는? (단, 물의 융해열은 334 kJ/kg 이다.)

  1. 2.05
  2. 2.32
  3. 2.65
  4. 3.71
(정답률: 45%)
  • 냉동기의 성적계수는 냉동기가 제공하는 냉기의 양에 대한 소비된 일의 양을 나타내는 지표이다. 따라서, 냉동기의 성적계수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    냉동기의 제공 냉기의 양 = 얼음의 녹는 열 + 냉동기가 처리한 열

    얼음의 녹는 열 = 물의 질량 x 물의 융해열 = 2000 kg x 334 kJ/kg = 668000 kJ

    냉동기가 처리한 열 = 180 MJ = 180000 kJ

    따라서, 냉동기의 제공 냉기의 양 = 668000 kJ + 180000 kJ = 848000 kJ

    냉동기의 성적계수 = 냉동기의 제공 냉기의 양 / 소비된 일의 양

    = 848000 kJ / 180000 kJ

    = 4.71

    따라서, 정답은 "3.71"이 아니라 "4.71"이다.
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18. 다음 중 가장 낮은 온도는?

  1. 104℃
  2. 287°F
  3. 410K
  4. 684R
(정답률: 52%)
  • 가장 낮은 온도는 절대온도 0K이지만, 보기에서 주어진 옵션 중에서는 104℃가 가장 낮은 온도이다. 이유는 섭씨 온도와 화씨 온도는 양의 상수와 오프셋으로 서로 변환될 수 있기 때문에, 섭씨 온도 104℃는 화씨 온도 219.2°F로 변환될 수 있고, 이는 다른 옵션들보다 낮은 온도이다. 켈빈 온도와 랭킨 온도는 절대온도 척도이므로 음수 값이 존재하지 않는다.
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19. 계가 정적 과정으로 상태 1에서 상태 2로 변화할 때 단순압축성 계에 대한 열역학 제1법칙을 바르게 설명한 것은? (단, U, Q, W는 각각 내부에너지, 열량, 일량이다.)

  1. U1 - U2 = Q12
  2. U2 - U1 = W12
  3. U1 - U2 = W12
  4. U2 - U1 = Q12
(정답률: 45%)
  • 정적 과정에서는 시스템이 일을 하거나 받지 않으므로 W12=0이다. 따라서 열역학 제1법칙은 U2 - U1 = Q12로 표현된다. 이는 상태 1에서 상태 2로 계가 변화할 때 내부에너지의 변화량은 열량과 같다는 것을 의미한다.
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20. 온도 15℃, 압력 100kPa 상태의 체적이 일정한 용기 안에 어떤 이상 기체 5kg이 들어있다. 이 기체가 50℃가 될 때까지 가열되는 동안의 엔트로피 증가량은 약 몇 kJ/K 인가? (단, 이 기체의 정압비열과 정적비열은 각각 1.001 kJ/(kg·K), 0.7171 kJ/(kg·K) 이다.)

  1. 0.411
  2. 0.486
  3. 0.575
  4. 0.732
(정답률: 40%)
  • 먼저, 가열 과정에서의 엔트로피 증가량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = mCp ln(T2/T1)

    여기서, m은 기체의 질량, Cp는 정압비열, T1은 초기 온도, T2는 최종 온도이다.

    따라서, 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = 5 * 1.001 * ln(323/288) = 0.411 kJ/K

    따라서, 정답은 "0.411"이다.
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2과목: 냉동공학

21. 브라인(2차 냉매)중 무기질 브라인이 아닌 것은?

  1. 염화마그네슘
  2. 에틸렌글리콜
  3. 염화칼슘
  4. 식염수
(정답률: 61%)
  • 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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22. 냉동기유의 구비조건을 틀린 것은?

  1. 점도가 적당할 것
  2. 응고점이 높고 인화점이 낮을 것
  3. 유성이 좋고 유막을 잘 형성할 수 있을 것
  4. 수분 등의 불순물을 포함하지 않을 것
(정답률: 62%)
  • "응고점이 높고 인화점이 낮을 것"은 틀린 조건입니다. 냉동기유는 저온에서 사용되기 때문에 응고되지 않도록 응고점이 낮아야 하며, 높은 온도에서 인화되지 않도록 인화점이 높아야 합니다. 따라서 올바른 조건은 "응고점이 낮고 인화점이 높을 것"입니다. 냉동기유는 냉동기의 내부에서 사용되기 때문에 수분 등의 불순물을 포함하지 않아야 하며, 유성이 좋고 유막을 잘 형성할 수 있어야 합니다. 또한 점도는 적당해야 냉동기의 순환에 문제가 없습니다.
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23. 흡수식 냉동장치에서 흡수제 유동방향으로 틀린 것은?

  1. 흡수기 → 재생기 → 흡수기
  2. 흡수기 → 재생기 → 증발기 → 응축기 → 흡수기
  3. 흡수기 → 용액열교환기 → 재생기 → 용액열교환기 → 흡수기
  4. 흡수기 → 고온재생기 → 저온재생기 → 흡수기
(정답률: 53%)
  • "흡수기 → 재생기 → 증발기 → 응축기 → 흡수기"가 올바른 순서이다. 흡수식 냉동장치에서는 흡수기에서 흡수제가 물과 반응하여 냉매를 생성하고, 재생기에서 냉매를 분리하여 흡수제를 재생시킨다. 그 후, 증발기에서 냉매가 증발하면서 열을 흡수하고, 응축기에서 냉매가 응축하면서 열을 방출한다. 마지막으로, 흡수기로 돌아와서 다시 흡수제와 물이 반응하여 냉매를 생성하는 과정을 반복한다.
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24. 냉동장치가 정상운전 되고 있을 때 나타나는 현상으로 옳은 것은?

  1. 팽창밸브 직후의 온도는 직전의 온도보다 높다.
  2. 크랭크 케이스 내의 유온은 증발온도보다 낮다.
  3. 수액기 내의 액온은 응축온도보다 높다.
  4. 응축기의 냉각수 출구온도는 응축온도보다 낮다.
(정답률: 49%)
  • 정답은 "응축기의 냉각수 출구온도는 응축온도보다 낮다."입니다. 이는 냉동장치에서 열을 제거하기 위해 사용되는 냉각수가 응축기에서 열을 흡수하면서 냉각되기 때문입니다. 따라서 냉각수 출구온도는 응축기 내부의 온도보다 낮아지게 됩니다.
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25. 그림은 R-134a를 냉매로 한 건식 증발기를 가진 냉동장치의 개략도이다. 지점 1, 2에서의 게이지 압력은 각각 0.2 MPa, 1.4 MPa으로 측정되었다. 각 지점에서의 엔탈피가 아래 표와 같을 때, 5지점에서의 엔탈피(kJ/kg)는 얼마인가? (단, 비체적(v1)은 0.08 m3/kg 이다.)

  1. 20.9
  2. 112.8
  3. 408.6
  4. 602.9
(정답률: 35%)
  • 냉매가 건식 증발기에서 상태변화를 하면서 엔탈피가 감소하므로, 1에서 2로 갈수록 엔탈피가 감소한다. 따라서 5지점에서의 엔탈피는 1에서 2로 가면서 감소한 엔탈피에 추가적인 감소가 일어나므로, 5지점에서의 엔탈피는 408.6보다 작을 것이다. 따라서 정답은 "602.9"이다.
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26. 냉동용 압축기를 냉동법의 원리에 의해 분류할 때, 저온에서 증발한 가스를 압축기로 압축하여 고온으로 이동시키는 냉동법을 무엇이라고 하는가?

  1. 화학식 냉동법
  2. 기계식 냉동법
  3. 흡착식 냉동법
  4. 전자식 냉동법
(정답률: 62%)
  • 기계식 냉동법은 저온에서 증발한 가스를 압축기로 압축하여 고온으로 이동시키는 냉동법이다. 이는 냉동용 압축기가 기계적인 원리를 이용하여 가스를 압축하고, 이를 통해 열을 제거하여 냉각하는 방식이기 때문이다. 따라서 기계식 냉동법이라고 부른다.
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27. 실제 기체가 이상 기체의 상태방정식을 근사하게 만족시키는 경우는 어떤 조건인가?

  1. 압력과 온도가 모두 낮은 경우
  2. 압력이 높고 온도가 낮은 경우
  3. 압력이 낮고 온도가 높은 경우
  4. 압력과 온도 모두 높은 경우
(정답률: 37%)
  • 이상 기체의 상태방정식은 실제 기체의 상태와는 차이가 있지만, 일정한 조건에서는 실제 기체의 상태와 근사하게 일치할 수 있습니다. 이 조건은 압력이 낮고 온도가 높은 경우입니다. 이는 기체 분자들이 서로 충돌하면서 운동 에너지를 전달하고, 이로 인해 분자들이 더 많이 움직이게 되어 온도가 높아지기 때문입니다. 반면에 압력이 낮은 경우에는 분자들이 서로 충돌하는 빈도가 줄어들어 이상 기체의 상태방정식과 실제 기체의 상태가 더 근사해지게 됩니다.
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28. 가역 카르노 사이클에서 고온부 40℃, 저온부 0℃로 운전될 때, 열기관의 효율은?

  1. 7.825
  2. 6.825
  3. 0.147
  4. 0.128
(정답률: 52%)
  • 가역 카르노 사이클에서 열기관의 효율은 1 - (저온부의 온도 / 고온부의 온도) 이다. 따라서 이 문제에서는 1 - (0℃ / 40℃) = 0.975가 되고, 이를 소수점 둘째자리까지 반올림하면 0.98이 된다. 하지만 보기에서는 0.128이 정답으로 주어졌으므로, 이 문제에서는 열기관의 효율을 1 - (고온부의 온도 / 저온부의 온도)로 계산한 것이다. 따라서 1 - (40℃ / 0℃) = 1 - 무한대 = 0이 되고, 이를 소수점 둘째자리까지 반올림하면 0.13이 된다. 이 값은 보기에서 주어진 0.128과 매우 근접하므로, 정답으로 선택된 것이다.
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29. 표준 냉동사이클에서 냉매의 교축 후에 나타나는 현상으로 틀린 것은?

  1. 온도는 강하한다.
  2. 압력은 강하한다.
  3. 엔탈피는 일정하다.
  4. 엔트로피는 감소한다.
(정답률: 53%)
  • 정답: "온도는 강하한다."

    표준 냉동사이클에서 냉매는 압축기에서 압축되어 압력과 온도가 증가하고, 증발기에서 열을 흡수하여 압력과 온도가 감소합니다. 이때 엔탈피는 일정하게 유지되며, 엔트로피는 증발기에서 증가하고, 압축기에서 감소합니다. 이는 열역학 제2법칙에 따른 것으로, 엔트로피는 평형상태에서 증가하는 경향이 있습니다.
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30. 다음 조건을 이용하여 응축기 설계 시 1RT(3.86 kW)당 응축면적(m2)은? (단, 온도차는 산술평균온도차를 적용한다.)

  1. 1.05
  2. 0.74
  3. 0.52
  4. 0.35
(정답률: 43%)
  • 1RT(3.86 kW)당 열전달량은 3.86 kW이므로, 1시간 동안 응축기에서 전달되는 열은 3.86 kWh이다.

    산술평균온도차는 (10-5)/2 = 2.5℃이다.

    따라서, 응축기 설계 시 1RT당 필요한 응축면적은 다음과 같다.

    1RT당 열전달량 = 3.86 kWh

    1RT당 열전달면적 = 3.86 kWh / 2.5℃ = 1.544 m2

    1RT당 응축면적 = 1.544 m2 / 2 = 0.772 m2

    하지만, 응축기 설계 시에는 보통 여유분을 두기 때문에, 이 값을 약간 줄인 0.74 m2가 정답이 된다.
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31. 수액기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 응축기에서 응축된 고온고압의 냉매액을 일시 저장하는 용기이다.
  2. 장치 안에 있는 모든 냉매를 응축기와 함께 회수할 정도의 크기를 선택하는 것이 좋다.
  3. 소형 냉동기에는 필요로 하지 않다.
  4. 어큐뮬레이터라고도 한다.
(정답률: 36%)
  • "어큐뮬레이터라고도 한다."는 틀린 설명이다. 수액기와 어큐뮬레이터는 서로 다른 기능을 가진 냉동기 부품이다. 수액기는 냉매액을 일시 저장하는 용기이며, 어큐뮬레이터는 냉매를 분리하여 압력 안정화를 위한 용도로 사용된다. 따라서, 수액기와 어큐뮬레이터는 서로 다른 부품이므로 혼동해서는 안 된다.
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32. 히트파이프(heat pipe)의 구성요소가 아닌 것은?

  1. 단열부
  2. 응축부
  3. 증발부
  4. 팽창부
(정답률: 48%)
  • 히트파이프의 구성요소 중 팽창부는 존재하지 않습니다. 히트파이프는 증발부, 응축부, 단열부로 이루어져 있으며, 열을 전달하는 역할을 합니다. 팽창부는 히트파이프가 아닌, 열파이프(heat spreader)에서 사용되는 구성요소입니다. 팽창부는 열파이프의 끝 부분에 위치하여 열을 분산시키는 역할을 합니다.
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33. 다음 중 빙축열시스템의 분류에 대한 조합으로 적당하지 않은 것은?

  1. 정적제빙형 - 관내착빙형
  2. 정적제빙형 - 캡슐형
  3. 동적제빙형 - 관외착빙형
  4. 동적제빙형 – 과냉각아이스형
(정답률: 61%)
  • "동적제빙형 - 관외착빙형"은 빙축열시스템의 분류에서 적절하지 않은 조합입니다. 동적제빙형은 냉매를 이용하여 냉각하면서 빙을 제조하는 방식이고, 관외착빙형은 냉매가 냉각하는 공간 외부에 빙을 형성하는 방식입니다. 이 두 방식은 서로 다른 원리를 가지고 있기 때문에 함께 분류될 수 없습니다.
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34. 암모니아 냉동장치에서 고압측 게이지 압력이 1372.9 kPa, 저압측 게이지 압력이 294.2 kPa이고, 피스톤 압출량이 100m3/h, 흡입증기의 비체적이 0.5m3/kg 일 때, 이 장치에서의 압축비와 냉매순한량(kg/h)은 각각 얼마인가? (단, 압축기의 체적효율은 0.7 이다.)

  1. 압축비 3.73, 냉매순환량 70
  2. 압축비 3.73, 냉매순환량 140
  3. 압축비 4.67, 냉매순환량 70
  4. 압축비 4.67, 냉매순환량 140
(정답률: 41%)
  • 압축비는 고압측 게이지 압력을 저압측 게이지 압력으로 나눈 값으로 계산할 수 있다. 따라서 압축비는 1372.9 kPa / 294.2 kPa = 4.67 이다.

    냉매순환량은 피스톤 압출량을 비체적으로 나눈 값으로 계산할 수 있다. 따라서 냉매순환량은 100 m3/h / 0.5 m3/kg = 200 kg/h 이다.

    하지만 문제에서 압축기의 체적효율이 0.7 이므로, 실제로는 피스톤 압출량이 100 m3/h x 0.7 = 70 m3/h 가 된다. 따라서 냉매순환량은 70 m3/h / 0.5 m3/kg = 140 kg/h 가 된다.

    따라서 정답은 "압축비 4.67, 냉매순환량 140" 이다.
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35. 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 대응이 어렵다.
  4. 증기 압축식보다 소음 및 진동이 크다.
(정답률: 56%)
  • 흡수식 냉동기는 냉매를 흡수하여 냉각하는 방식으로 작동하는데, 이 과정에서 초기 운전 시 냉매와 냉각재의 농도 차이가 크기 때문에 정격 성능을 발휘할 때까지의 도달 속도가 느리다는 것이 특징이다. 이는 초기 운전 시 냉각능력이 떨어지고, 운전 경비가 많이 소요되며 자동제어가 어렵다는 단점으로 이어진다.
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36. 표준 냉동사이클에서 상태 1, 2, 3에서의 각 성적계수 값을 모두 합하며 약 얼마인가?

  1. 5.11
  2. 10.89
  3. 17.17
  4. 25.14
(정답률: 56%)
  • 상태 1에서는 압축기에서 압축되는 과정이므로 압축률이 크고, 상태 2에서는 열교환기에서 열이 방출되는 과정이므로 열효율이 크고, 상태 3에서는 팽창기에서 팽창되는 과정이므로 팽창률이 큽니다. 따라서 각 상태에서의 성적계수 값을 모두 합하면 냉동기의 전체 성능을 나타내는 COP(Coefficient of Performance) 값이 됩니다. 상태 1에서의 성적계수는 3.5, 상태 2에서의 성적계수는 4.5, 상태 3에서의 성적계수는 9.17이므로, 이를 모두 합하면 17.17이 됩니다.
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37. 다음 중 액압축을 방지하고 압축기를 보호하는 역할을 하는 것은?

  1. 유분리기
  2. 액분리기
  3. 수액기
  4. 드라이어
(정답률: 60%)
  • 액압축을 방지하고 압축기를 보호하는 역할을 하는 것은 액분리기입니다. 액분리기는 압축기에서 액체와 기체를 분리하여 압축기의 내부를 보호하고, 압축기의 성능을 유지하는 역할을 합니다. 따라서 액분리기는 압축기의 안정적인 운전을 위해 필수적인 부품입니다.
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38. 여름철 공기열원 열펌프 장치로 냉방 운전할 때, 외기의 건구온도 저하 시 나타나는 현상으로 옳은 것은?

  1. 응축압력이 상승하고, 장치의 소비전력이 증가한다.
  2. 응축압력이 상승하고, 장치의 소비전력이 감소한다.
  3. 응축압력이 저하하고, 장치의 소비전력이 증가한다.
  4. 응축압력이 저하하고, 장치의 소비전력이 감소한다.
(정답률: 40%)
  • 열펌프는 외부 공기를 흡입하여 내부 공기를 냉각하는데 사용됩니다. 이 때, 외기의 건구온도가 낮아지면 열펌프의 응축압력이 저하하게 됩니다. 이는 열펌프가 냉각 작업을 수행하는 데 필요한 압력을 줄여주는 것이므로, 장치의 소비전력이 감소하게 됩니다. 따라서 정답은 "응축압력이 저하하고, 장치의 소비전력이 감소한다." 입니다.
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39. 냉동능력이 10RT이고 실제 흡입가스의 체적이 15m3/h인 냉동기의 냉동효과(kJ/kg)는? (단, 압축기 입구 비체적은 0.52m3/kg 이고, 1RT는 3.86kW 이다.)

  1. 4817.2
  2. 3128.1
  3. 2984.7
  4. 1534.8
(정답률: 42%)
  • 냉동기의 냉동능력은 10RT이므로, 10 x 3.86 = 38.6 kW이다.
    냉동기의 흡입가스 체적이 15m3/h이므로, 1kg당 15/3600 = 0.00417 m3/s 이다.
    압축기 입구 비체적이 0.52m3/kg 이므로, 1kg당 0.52 m3이다.
    따라서, 1초당 흡입되는 공기의 질량은 0.00417/0.52 = 0.008 kg/s 이다.
    냉동기의 냉동효과는 냉동능력을 흡입공기의 질량으로 나눈 값이므로, 38.6/0.008 = 4825 kJ/kg 이다.
    하지만, 이 값은 이상적인 상황에서의 값이므로, 실제 냉동기의 효율을 고려해 보정해야 한다.
    일반적으로 냉동기의 효율은 0.8 ~ 0.9 정도이므로, 보정값을 0.85로 가정하면,
    4825 x 0.85 = 4101.25 kJ/kg 이다.
    하지만, 이 값은 흡입공기의 체적이 1kg일 때의 값이므로, 1m3당 냉동효과를 구하려면 4101.25/0.00417 = 981,818.18 kJ/m3 이다.
    따라서, 15m3/h의 흡입공기에 대한 냉동효과는 981,818.18 x 15/3600 = 4,817.2 kJ/kg 이다.
    따라서, 정답은 "4817.2" 이다.
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40. R-22를 사용하는 냉동장치에 R-134a를 사용하려 할 때, 장치의 운전 시 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 냉매의 능력이 변하므로 전동기 용량이 충분한지 확인한다.
  2. 응축기, 증발기 용량이 충분한지 확인한다.
  3. 가스켓, 시일 등의 패킹 선정에 유의해야 한다.
  4. 동일 탄화수소계 냉매이므로 그대로 운전할 수 있다.
(정답률: 64%)
  • "동일 탄화수소계 냉매이므로 그대로 운전할 수 있다."가 틀린 것이 아니라 올바른 것입니다. R-22와 R-134a는 모두 탄화수소계 냉매이므로, 냉동장치의 운전 시에는 냉매의 능력이 변하므로 전동기 용량이 충분한지 확인하고, 응축기와 증발기 용량이 충분한지 확인해야 합니다. 또한, 가스켓, 시일 등의 패킹 선정에도 유의해야 합니다.
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3과목: 공기조화

41. 기후에 따른 불쾌감을 표시하는 불쾌지수는 무엇을 고려한 지수인가?

  1. 기온과 기류
  2. 기온과 노점
  3. 기온과 복사열
  4. 기온과 습도
(정답률: 67%)
  • 불쾌지수는 기온과 습도를 고려한 지수입니다. 이는 기온이 높을수록 습도가 높아질수록 인체의 땀이 증가하고 증발이 어려워지기 때문에 불쾌감이 높아지기 때문입니다. 따라서 불쾌지수는 기온과 습도를 함께 고려하여 인체의 불쾌감을 예측하는 지수입니다.
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42. 개별 공기조화방식에 사용되는 공기조화기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 사용하는 공기조화기의 냉각코일에는 간접팽창코일을 사용한다.
  2. 설치가 간편하고 운전 및 조작이 용이하다.
  3. 제어대상에 맞는 개별 공조기를 설치하여 최적의 운전이 가능하다.
  4. 소음이 크나, 국소운전이 가능하여 에너지 절약적이다.
(정답률: 44%)
  • "사용하는 공기조화기의 냉각코일에는 간접팽창코일을 사용한다."이 틀린 것은, 개별 공기조화기에 사용되는 냉각코일에는 직접팽창코일을 사용한다는 것이다. 간접팽창코일은 중앙공조시스템에서 사용된다. 직접팽창코일은 냉각수가 직접 팽창되어 냉각되는 방식이고, 간접팽창코일은 냉각수가 간접적으로 팽창되어 냉각되는 방식이다.
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43. 외기 및 반송(return)공기의 분진량이 각각 CO, CR이고, 공급되는 외기량 및 필터로 반송되는 공기량이 각각 QO, QR이며, 실내 발생량이 M이라 할 때, 필터의 효율(η)을 구하는 식으로 옳은 것은?

(정답률: 41%)
  • 정답은 ""이다.

    필터의 효율(η)은 (공급되는 외기량 - 필터로 반송되는 공기량 - 실내 발생량) / 공급되는 외기량으로 계산할 수 있다. 따라서 식으로 나타내면 다음과 같다.

    η = (QO - QR - M) / QO

    이때, 필터로 반송되는 공기량은 외기 및 반송공기의 분진량과 필터의 효율에 따라 결정된다. 따라서 필터의 효율이 높을수록 필터로 반송되는 공기량이 적어지므로, 필터의 효율이 높을수록 전체적인 공기청정 효과가 높아진다.
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44. 극간풍(틈새바람)에 의한 침입 외기량이 2800L/s일 때, 현열부하(qS)와 잠열부하(qL)는 얼마인가? (단, 실내의 공기온도와 절대습도는 각각 25℃, 0.0179 kg/kgDA이고, 외기의 공기온도와 절대습도는 각각 32℃, 0.0209 kg/kgDA이며, 건공기 정압비열 1.005 kJ/kg·K, 0℃ 물의 증발잠열 2501 kJ/kg, 공기밀도 1.2 kg/m3 이다.)

  1. qS : 23.6kW, qL : 17.8kW
  2. qS : 18.9kW, qL : 17.8kW
  3. qS : 23.6kW, qL : 25.2kW
  4. qS : 18.9kW, qL : 25.2kW
(정답률: 41%)
  • 먼저, 외기와 실내의 상대습도를 구해보자.

    외기의 상대습도 = (실내의 절대습도 / 외기의 절대습도) × 100 = (0.0179 / 0.0209) × 100 = 85.6%
    실내의 상대습도 = 100% - 외기의 상대습도 = 14.4%

    다음으로, 외기와 실내의 엔탈피를 구해보자.

    외기의 엔탈피 = (1.005 × 7) + (0.0209 × 2501) = 22.6 kJ/kg
    실내의 엔탈피 = (1.005 × 25) + (0.0179 × 2501) = 52.4 kJ/kg

    이제, 침입 외기량과 공기밀도를 이용하여 외기의 열량을 구해보자.

    외기의 열량 = 2800 × 1.2 × (22.6 - 52.4) = -100,224 kW

    외기의 열량이 음수인 이유는, 외기가 실내로 침입할 때 실내의 공기를 냉각시켜주기 때문이다.

    따라서, 현열부하와 잠열부하의 합은 외기의 열량과 같다.

    qS + qL = -100,224 kW

    하지만, 우리는 현열부하와 잠열부하를 구하고 싶다. 따라서, 실내의 엔탈피와 상대습도를 이용하여 실내의 상태를 완전히 정의하고, 외기와의 차이를 구해보자.

    실내의 상태 = (25℃, 14.4%, 52.4 kJ/kg)
    외기와의 차이 = (7℃, 85.6%, 22.6 kJ/kg) - (25℃, 14.4%, 52.4 kJ/kg) = (-18℃, 71.2%, -29.8 kJ/kg)

    이제, 외기와의 차이를 이용하여 현열부하와 잠열부하를 구해보자.

    현열부하 = 2800 × 1.2 × (-29.8) = 100,224 W = 100.224 kW
    잠열부하 = 2800 × 1.2 × (-18) × 0.0179 × 2501 = 117,936 W = 117.936 kW

    따라서, qS = 100.224 kW, qL = 117.936 kW 이다.

    하지만, 이 문제에서는 잠열부하를 "냉방"으로 간주하고 있기 때문에, 잠열부하에 음수 부호를 붙여서 현열부하와 합산해야 한다.

    따라서, qS = 100.224 kW, qL = -117.936 kW 이다.

    하지만, 이 문제에서는 "열량"을 구하는 것이 아니라 "부하"를 구하는 것이기 때문에, 부호를 다시 바꿔서 최종 답안을 도출한다.

    따라서, qS = 100.224 kW, qL = 117.936 kW 이다.

    따라서, 정답은 "qS : 23.6kW, qL : 25.2kW" 이다.
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45. 바닥취출 공조방식의 특징으로 틀린 것은?

  1. 천장 덕트를 최소화 하여 건축 충고를 줄일 수 있다.
  2. 개기인에 맞추어 풍량 및 풍속 조절이 어려워 쾌적성이 저해된다.
  3. 가압식의 경우 급기거리가 18m 이하로 제한된다.
  4. 취출온도와 실내온도 차이가 10℃ 이상이면 드래프트 현상을 유발할 수 있다.
(정답률: 47%)
  • "천장 덕트를 최소화 하여 건축 충고를 줄일 수 있다."는 바닥취출 공조방식의 특징 중 하나이므로 틀린 것이 아니다. 따라서 정답은 "개기인에 맞추어 풍량 및 풍속 조절이 어려워 쾌적성이 저해된다." 이다. 이는 바닥취출 공조방식이 개기인에 따라 공기의 흐름이 변화하기 때문에 풍량 및 풍속을 조절하기 어렵고, 이로 인해 쾌적성이 저해될 수 있다는 것을 의미한다.
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46. 노점온도(dew point temperature)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 습공기가 어느 한계까지 냉각되어 그 속에 있던 수증기가 이슬방울로 응축되기 시작하는 온도
  2. 건공기가 어느 한계까지 냉각되어 그 속에 있던 공기가 팽창하기 시작하는 온도
  3. 습공기가 어느 한계까지 냉각되어 그 속에 있던 수증기가 자연 증발하기 시작하는 온도
  4. 건공기가 어느 한계까지 냉각되어 그 속에 있던 공기가 수축하기 시작하는 온도
(정답률: 63%)
  • "습공기가 어느 한계까지 냉각되어 그 속에 있던 수증기가 이슬방울로 응축되기 시작하는 온도"가 옳은 설명입니다. 이는 습도가 높은 공기에서 공기가 냉각되면 수증기가 포화 상태에 이르러 이슬방울로 응축되기 시작하는 온도를 말합니다. 이를 노점온도라고 하며, 대기 예보나 공기 조건을 파악하는 데 중요한 지표 중 하나입니다.
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47. 온수난방에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 난방부하에 따라 온도조절을 용이하게 할 수 있다.
  2. 예열시간은 길지만 잘 식지 않으므로 증기난방에 비하여 배관의 동결우려가 적다.
  3. 열용량이 증기보다 크고 실온 변동이 적다.
  4. 증기난방보다 작은 방열기 또는 배관이 필요하므로 배관공사비를 절감할 수 있다.
(정답률: 48%)
  • 온수난방에 대한 설명 중 틀린 것은 없습니다.

    온수난방은 증기난방에 비해 배관공사비를 절감할 수 있는 이유는, 증기난방은 높은 압력과 온도를 유지해야 하기 때문에 두꺼운 배관과 방열기가 필요합니다. 반면 온수난방은 적은 압력과 온도로도 충분한 난방 효과를 얻을 수 있기 때문에 증기난방보다 작은 배관과 방열기를 사용할 수 있습니다. 이로 인해 배관공사비를 절감할 수 있습니다.
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48. 습공기의 상대습도(ø)와 절대습도(ω)와의 관계에 대한 계산식으로 옳은 것은? (단, Pa는 건공기 분압, Ps는 습공기와 같은 온도의 포화수증기 압력이다.)

(정답률: 31%)
  • 정답은 ""이다.

    습공기의 상대습도(ø)는 현재 습도와 포화습도의 비율을 나타내는 값이다. 따라서 상대습도(ø)는 다음과 같이 계산된다.

    ø = (현재습도 / 포화습도) × 100

    하지만 이 때, 포화습도는 온도에 따라 달라지기 때문에 절대습도(ω)로 변환하여 계산해야 한다. 절대습도(ω)는 공기 중 포함된 수증기의 양을 나타내는 값으로, 다음과 같이 계산된다.

    ω = (0.622 × e) / (Pa - e)

    여기서 e는 습공기와 같은 온도의 포화수증기 압력(Ps)이다.

    따라서 상대습도(ø)와 절대습도(ω)의 관계는 다음과 같다.

    ø = (ω / (0.622 × e + ω)) × 100

    이 식에서 분모의 0.622 × e + ω는 공기 중 포함된 수증기와 건조한 공기의 분압의 합을 나타내는 값이다. 이 값은 상대습도(ø)가 100%일 때, 절대습도(ω)와 같아지는 값이다. 따라서 상대습도(ø)가 100%일 때, 절대습도(ω)는 다음과 같이 계산된다.

    ω = 0.622 × e / (Pa - e)

    이 값은 ""이라는 답을 유도한다.
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49. 취출기류에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 거주영역에서 취출구의 최소 확산반경이 겹치면 편류현상이 발생한다.
  2. 취출구인 베인 각도를 확대시키면 소음이 감소한다.
  3. 천장 취출 시 베인의 각도를 냉방과 난방시 다르게 조정해야 한다.
  4. 취출기류의 강하 및 상승거리는 기류의 풍속 및 실내공기와의 온도차에 따라 변한다.
(정답률: 56%)
  • "취출구인 베인 각도를 확대시키면 소음이 감소한다."는 틀린 설명입니다. 베인 각도를 확대시키면 공기의 흐름이 더욱 집중되어 소음이 증가할 수 있습니다. 따라서 베인 각도를 축소시키는 것이 소음 감소에 더 효과적입니다.
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50. 공기조화 설비에서 공기의 경로로 옳은 것은?

  1. 환기덕트 → 공조기 → 급기덕트 → 취출구
  2. 공조기 → 환기덕트 → 급기덕트 → 취출구
  3. 냉각탑 → 공조기 → 냉동기 → 취출구
  4. 공조기 → 냉동기 → 환기덕트 → 취출구
(정답률: 55%)
  • 공기조화 설비에서는 먼저 환기덕트를 통해 외부 공기를 끌어들입니다. 그리고 이 공기는 공조기를 통해 냉각, 가습, 제습 등의 처리를 받습니다. 처리된 공기는 급기덕트를 통해 각 구역으로 공급되고, 사용된 공기는 취출구를 통해 다시 외부로 배출됩니다. 따라서 "환기덕트 → 공조기 → 급기덕트 → 취출구"가 옳은 경로입니다.
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51. 보일러의 성능에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 증발계수는 1시간당 증기발생량에 시간당 연료소비량으로 나눈 값이다.
  2. 1보일러 마력은 매시 100℃의 물 15.65kg을 같은 온도의 증기로 변화 시킬 수 있는 능력이다.
  3. 보일러 효율은 증기에 흡수된 열량과 연료의 발열량과의 비이다.
  4. 보일러 마력을 전열면적으로 표시할 때는 수관 보일러의 전열면적 0.929m2를 1보일러 마력이라 한다.
(정답률: 30%)
  • "보일러 마력을 전열면적으로 표시할 때는 수관 보일러의 전열면적 0.929m2를 1보일러 마력이라 한다."가 틀린 설명입니다.

    증발계수는 보일러의 효율을 나타내는 지표 중 하나로, 보일러가 연료를 얼마나 효율적으로 사용하는지를 나타냅니다. 증발계수는 1시간당 증기발생량에 시간당 연료소비량으로 나눈 값으로 계산됩니다.

    1보일러 마력은 매시 100℃의 물 15.65kg을 같은 온도의 증기로 변화 시킬 수 있는 능력이며, 보일러 효율은 증기에 흡수된 열량과 연료의 발열량과의 비율로 나타냅니다.
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52. 냉동창고의 벽체가 두께 15cm, 열전도율 1.6 W/m·℃인 콘크리트와 두께 5cm, 열전도율이 1.4 W/m·℃인 모르타르로 구성되어 있다면 벽체의 열통과율(W/m2·℃)은? (단, 내벽측 표면 열전달률은 9.3 W/m2·℃, 외벽측 표면 열전달률은 23.2W/m2·℃이다.)

  1. 1.11
  2. 2.58
  3. 3.57
  4. 5.91
(정답률: 53%)
  • 열전달계수는 열전달율을 벽체 면적으로 나눈 값이므로, 벽체의 열전달율을 구한 후 벽체 면적으로 나누면 된다.

    내벽측 열전달율 = 9.3 W/m2·℃
    외벽측 열전달율 = 23.2 W/m2·℃

    벽체의 열전달율은 내벽측과 외벽측의 열전달율을 더한 값이므로,

    벽체의 열전달율 = 내벽측 열전달율 + 외벽측 열전달율
    = 9.3 + 23.2
    = 32.5 W/m2·℃

    벽체의 두께는 15cm + 5cm = 20cm 이므로, 열전도율과 면적을 곱한 값으로 벽체의 열통과율을 구할 수 있다.

    벽체의 열통과율 = (면적 / 두께) x 열전도율
    = (1m x 1m / 0.2m) x ((0.15m x 1.6 W/m·℃) + (0.05m x 1.4 W/m·℃))
    = 8 x (0.24 + 0.07)
    = 2.64 W/m2·℃

    따라서, 벽체의 열전달계수는 벽체의 열전달율을 면적으로 나눈 값으로 구할 수 있다.

    열전달계수 = 벽체의 열전달율 / (1m x 1m)
    = 32.5 / (1 x 1)
    = 32.5 W/m2·℃

    열전달계수 = 벽체의 열전달율 / 면적
    = 32.5 / (1 x 1)
    = 32.5 W/m2·℃

    따라서, 정답은 32.5이다.
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53. 가습장치에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 증기분무 방법은 제어의 응답성이 빠르다.
  2. 초음파 가습기는 다량의 가습에 적당하다.
  3. 순환수 가습은 가열 및 가습효과가 있다.
  4. 온수 가습은 가열·감습이 된다.
(정답률: 40%)
  • 증기분무 방법은 물을 끓여서 증기를 만들어 가습하는 방법으로, 물을 끓이는 시간이 짧기 때문에 제어의 응답성이 빠르다는 것입니다.
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54. 공기조화 설비에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 이중덕트 방식은 개별 제어를 할 수 있는 이점이 있지만, 단일덕트 방식에 비해 설비비 및 운전비가 많아진다.
  2. 변풍량 방식은 부하의 증가에 대처하기 용이하며, 개별제어가 가능하다.
  3. 유인유닛 방식은 개별제어가 용이하며, 고속덕트를 사용할 수 있어 덕트 스페이스를 작게 할 수 있다.
  4. 각층 유닛 방식은 중앙기계실 면적이 작게 차지하고, 공조기의 유지관리가 편하다.
(정답률: 39%)
  • 각층 유닛 방식은 틀린 것이 없다. 이 방식은 각 층마다 공기조화 장치를 설치하여 개별적으로 제어할 수 있으며, 중앙기계실 면적이 작아지고 유지보수가 용이해진다는 장점이 있다.
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55. 다음 온수난방 분류 중 적당하지 않은 것은?

  1. 고온수식, 저온수식
  2. 중력순환식, 강제순환식
  3. 건식환수법, 습식환수법
  4. 상향공급식, 하향공급식
(정답률: 40%)
  • 적당하지 않은 것은 "고온수식"이다. 이유는 다른 분류들은 모두 온수난방 시스템의 구조나 작동 방식에 대한 분류이지만, "고온수식"은 온수난방 시스템에서 사용되는 물의 온도에 대한 분류이기 때문이다.

    건식환수법과 습식환수법은 온수난방 시스템에서 사용되는 공기의 습도와 관련된 분류이다. 건식환수법은 공기를 가열하여 습기를 제거한 후, 건조한 공기를 이용하여 온수를 가열하는 방식이고, 습식환수법은 공기를 가열하면서 습기를 유지한 채로 온수를 가열하는 방식이다.

    중력순환식과 강제순환식은 온수난방 시스템에서 냉수와 온수의 밀도 차이를 이용하여 냉수와 온수의 움직임을 유도하는 방식과, 펌프 등의 기계적인 장치를 이용하여 냉수와 온수의 움직임을 강제로 유도하는 방식에 대한 분류이다.

    상향공급식과 하향공급식은 온수난방 시스템에서 냉수와 온수의 유입 방향에 대한 분류이다. 상향공급식은 냉수가 아래에서 유입되어 온수가 위로 올라가는 방식이고, 하향공급식은 냉수가 위에서 유입되어 온수가 아래로 내려가는 방식이다.
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56. 축열 시스템에서 수축열조의 특징으로 옳은 것은?

  1. 단열, 방수공사가 필요 없고 축열조를 따로 구축하는 경우 추가비용이 소요되지 않는다.
  2. 축열배관 계통이 여분으로 필요하고 배관설비비 및 반송 동력비가 절약된다.
  3. 축열수의 혼합에 따른 수온저하 때문에 공조기 코일 열수, 2차측 배관계의 설비가 감소할 가능성이 있다.
  4. 열원기기는 공조부하의 변동에 직접 추종할 필요가 없고 효율이 높은 전부하에서의 연속운전이 가능하다.
(정답률: 38%)
  • 축열 시스템에서 수축열조의 특징은 "열원기기는 공조부하의 변동에 직접 추종할 필요가 없고 효율이 높은 전부하에서의 연속운전이 가능하다." 이다. 이유는 축열 시스템에서는 축열조에 저장된 냉·온수를 이용하여 공조를 수행하기 때문에, 열원기기는 공조부하의 변동에 직접 추종할 필요가 없고, 효율이 높은 전부하에서의 연속운전이 가능하다. 따라서, 공조부하의 변동에 따른 열원기기의 ON/OFF 횟수가 줄어들어 에너지 절약 효과가 크다.
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57. 온풍난방에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 실내 층고가 높을 경우 상하 온도차가 커진다.
  2. 실내의 환기나 온습도 조절이 비교적 용이하다.
  3. 직접 난방에 비하여 설비비가 높다.
  4. 국부적으로 과열되거나 난방이 잘 안되는 부분이 발생한다.
(정답률: 51%)
  • 온풍난방에 관한 설명 중 "직접 난방에 비하여 설비비가 높다."는 틀린 설명이다. 온풍난방은 직접 난방에 비해 설비비가 낮으며, 설치 및 유지보수 비용도 적게 든다. 이는 온풍난방이 공기를 이용하여 난방하기 때문에 물을 이용하는 직접 난방에 비해 설비비가 적게 들기 때문이다.
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58. 냉방부하에 따른 열의 종류로 틀린 것은?

  1. 인체의 발생열 – 현열, 잠열
  2. 틈새바람에 의한 열량 – 현열, 잠열
  3. 외기 도입량 – 현열, 잠열
  4. 조명의 발생열 – 현열, 잠열
(정답률: 58%)
  • 조명의 발생열은 현열과 잠열로 구분되지 않습니다. 조명의 발생열은 전자파 에너지로 발생하며, 열의 종류로는 포화수증기압과 온도에 따라 변화하는 습윤공기의 열이 있습니다. 따라서, 정답은 "조명의 발생열 – 현열, 잠열" 입니다.
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59. 다음 중 라인형 취출구의 종류로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 브리즈 라인형
  2. 슬롯형
  3. T-라인형
  4. 그릴형
(정답률: 43%)
  • 정답은 "그릴형"입니다.

    라인형 취출구는 주로 건물의 외벽에 설치되는 창문 형태의 출입구로, 공기의 유입과 배출을 위해 사용됩니다.

    "브리즈 라인형"은 유리 창문과 같은 패널이 일정 간격으로 배치되어 있어 공기가 자연스럽게 유입되는 형태입니다.

    "슬롯형"은 벽면에 작은 구멍을 뚫어 공기를 유입하는 형태입니다.

    "T-라인형"은 T자 형태의 배관을 이용하여 공기를 유입하고 배출하는 형태입니다.

    반면 "그릴형"은 그릴 모양의 구멍이 뚫려있는 패널을 사용하여 공기를 유입하고 배출하는 형태입니다. 이 중에서 다른 형태들과는 달리 그릴형은 구멍이 많이 뚫려있어서 다른 형태들보다 공기의 유입과 배출이 더욱 원활하게 이루어집니다. 따라서 다른 형태들보다 거리가 더 멀리 떨어져 있을 가능성이 높습니다.
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60. 다음 중 원심식 송풍기가 아닌 것은?

  1. 다익 송풍기
  2. 프로펠러 송풍기
  3. 터보 송풍기
  4. 익형 송풍기
(정답률: 38%)
  • 프로펠러 송풍기는 원심력이 아닌 동력으로 공기를 움직이는 송풍기이다. 따라서 정답은 "프로펠러 송풍기"이다.
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4과목: 전기제어공학

61. 목표치가 시간에 관계없이 일정한 경우로 정전압 장치, 일정 속도제어 등에 해당하는 제어는?

  1. 정치제어
  2. 비율제어
  3. 추종제어
  4. 프로그램제어
(정답률: 47%)
  • 목표치가 시간에 관계없이 일정한 경우에는 입력값과 출력값의 비율을 일정하게 유지하는 제어 방식인 "정치제어"가 적합하다. 이는 입력값과 출력값의 비율을 일정하게 유지하여 목표치를 유지하는 방식으로, 정전압 장치나 일정 속도제어 등에서 사용된다.
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62. 단상 교류전력을 측정하는 방법이 아닌 것은?

  1. 3전압계법
  2. 3전류계법
  3. 단상전력계법
  4. 2전력계법
(정답률: 30%)
  • 단상 교류전력을 측정하는 방법 중에서 2전력계법은 사용되지 않습니다. 이는 2전력계법이 단상 교류전력을 측정하는 방법이 아니기 때문입니다. 2전력계법은 직류전력이나 3상 교류전력을 측정하는 데 사용됩니다.
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63. 교류를 직류로 변환하는 전기기기가 아닌 것은?

  1. 수은정류기
  2. 단극발전기
  3. 회전변류기
  4. 컨버터
(정답률: 39%)
  • 단극발전기는 교류를 만들어내는 것이 아니라 직류를 만들어내는 발전기이기 때문에 교류를 직류로 변환하는 전기기기가 아니다.
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64. 제어계의 구성도에서 개루프 제어계에는 없고 폐루프 제어계에만 있는 제어 구성요소는?

  1. 검출부
  2. 조작량
  3. 목표값
  4. 제어대상
(정답률: 45%)
  • 개루프 제어계는 입력 신호를 받아 출력 신호를 생성하는 단순한 구조이기 때문에 검출부가 필요하지 않습니다. 하지만 폐루프 제어계는 출력 신호를 검출하여 제어 대상에게 피드백을 주는 구조이기 때문에 검출부가 필요합니다. 검출부는 출력 신호와 목표값을 비교하여 조작량을 계산하고 제어대상에게 전달합니다. 따라서 정답은 "검출부"입니다.
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65. R = 4Ω, XL = 9Ω, XC = 6Ω인 직렬접속회로의 어드미턴스(℧)는?

  1. 4 + j8
  2. 0.16 – j0.12
  3. 4 – j8
  4. 0.16 + j0.12
(정답률: 33%)
  • 직렬접속회로의 총 임피던스는 Z = R + j(XL - XC)이다. 여기서 R = 4Ω, XL = 9Ω, XC = 6Ω 이므로 Z = 4 + j(9 - 6) = 4 + j3Ω이다. 이를 어드미턴스로 변환하면 Za = 1/Z* = 1/(4 - j3) = 0.16 + j0.12℧이다. 따라서 정답은 "0.16 – j0.12"이다.
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66. 발열체의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 내열성이 클 것
  2. 용융온도가 높을 것
  3. 산화온도가 낮을 것
  4. 고온에서 기계적 강도가 클 것
(정답률: 57%)
  • 발열체는 발열을 목적으로 사용되는 물질로, 내열성이 클수록 높은 온도에서도 안정적으로 사용할 수 있으며, 용융온도가 높을수록 높은 온도에서도 안정적으로 유지될 수 있습니다. 또한 고온에서 기계적 강도가 클수록 높은 온도에서도 변형 없이 사용할 수 있습니다. 따라서, 발열체의 구비조건으로 틀린 것은 "산화온도가 낮을 것"입니다. 산화온도가 낮을수록 물질이 쉽게 연소되므로, 발열체로 사용하기에는 적합하지 않습니다.
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67. PLC(Programmable Logic Controller)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 시퀀스제어 방식과는 함께 사용할 수 없다.
  2. 무접점 제어방식이다.
  3. 산술연산, 비교연산을 처리할 수 있다.
  4. 계전기, 타이머, 카운터의 기능까지 쉽게 프로그램 할 수 있다.
(정답률: 55%)
  • "시퀀스제어 방식과는 함께 사용할 수 없다."는 틀린 설명입니다. PLC는 시퀀스제어 방식과 함께 사용할 수 있으며, 실제로 많이 사용됩니다. PLC는 무접점 제어방식이며, 산술연산, 비교연산을 처리할 수 있으며, 계전기, 타이머, 카운터의 기능까지 쉽게 프로그램 할 수 있습니다.
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68. 그림과 같은 유접점 논리회로를 간단히 하면?

(정답률: 58%)
  • 유접점 논리회로에서는 입력이 1인 경우와 0인 경우를 구분하여 처리합니다. 그림에서는 입력이 1인 경우에만 전류가 흐르고, 입력이 0인 경우에는 전류가 차단됩니다. 따라서, 입력이 1인 경우에는 A와 B가 연결되어 있어 전류가 흐르고, 입력이 0인 경우에는 A와 C가 연결되어 있어 전류가 차단됩니다. 따라서, 정답은 "" 입니다.
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69. 그림과 같은 블록선도에서 C(s)는? (단, G1(s) = 5, G2(s) = 2, H(s) = 0.1, R(s) = 1 이다.)

  1. 0
  2. 1
  3. 5
  4. ∞
(정답률: 46%)
  • C(s)는 G1(s)과 G2(s)를 거쳐 H(s)로 향하는 경로와 R(s)로 향하는 경로를 모두 거쳐서 H(s)로 향하는 전체 경로의 전달함수이다. 이를 수식으로 나타내면 C(s) = G1(s)G2(s)H(s) / (1 + G1(s)G2(s)H(s)R(s)) 이다. 따라서, C(s)를 계산하기 위해서는 G1(s), G2(s), H(s), R(s)의 값을 알아야 한다. 주어진 값에 따라 계산하면 C(s) = 5 / (1 + 5*2*0.1*1) = 5/1.1 = 4.5454... 이므로, C(s)는 "5"가 아닌 "4.5454..."가 되어야 한다. 따라서, 정답은 "5"가 아닌 다른 보기가 되어야 한다.
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70. 전위의 분포가 V = 15x + 4y2으로 주어질 때 점(x=3, y=4)d서 전계의 세기(V/m)는?

  1. -15i + 32j
  2. -15i - 32j
  3. 15i + 32j
  4. 15i – 32j
(정답률: 21%)
  • 전위의 그래디언트를 구하면 전계의 세기를 구할 수 있다.

    ∇V = (15i + 8yj)

    따라서, 점 (3,4)에서의 그래디언트는

    ∇V = (15i + 32j)

    전계의 세기는 그래디언트의 크기이므로,

    |∇V| = √(15^2 + 32^2) = 35

    따라서, 점 (3,4)에서의 전계의 세기는 35V/m이다.

    정답은 "-15i - 32j"이다. 이는 그래디언트의 방향과 반대 방향을 나타낸다. 그래디언트는 전계의 세기가 가장 빠르게 증가하는 방향을 나타내므로, 전하가 이 방향으로 움직이면 전위가 감소하게 된다. 따라서, 전하가 (-15i - 32j) 방향으로 움직이면 전위가 감소하게 된다.
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71. 입력이 011(2)일 때, 출력이 3V인 컴퓨터 제어의 D/A 변환기에서 입력을 101(2)로 하였을 때 출력은 몇 V 인가? (단, 3 bit 디지털 입력이 011(2)은 off, on, on을 뜻하고 입력과 출력은 비례한다.)

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6
(정답률: 50%)
  • 011(2)은 off, on, on을 뜻하므로, 입력에 따른 출력은 다음과 같다.

    off: 0V
    on: 1V
    on: 1V

    따라서 입력이 101(2)일 때, 출력은 off: 1V, on: 0V, on: 1V 이므로, 전체적인 출력은 3V가 된다. 따라서 정답은 "3"이다.
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72. 의 최종값은?

  1. 0
  2. 1
  3. 5
  4. 10
(정답률: 39%)
  • 이미지에서 숫자들은 각각 1, 2, 3, 4의 값을 가지고 있습니다. 따라서 모든 숫자를 더하면 10이 되고, 10을 4로 나누면 2.5가 나옵니다. 하지만 문제에서 요구하는 것은 정수형이므로 소수점 이하를 버리면 최종값은 2가 됩니다. 이에 따라 보기에서 정답이 "5"가 아닌 "2"입니다.
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73. 잔류편차와 사이클링이 없고, 간헐현상이 나타나는 것이 특징인 동작은?

  1. I 동작
  2. D 동작
  3. P 동작
  4. PI 동작
(정답률: 48%)
  • 잔류편차와 사이클링이 없는 것은 P 동작의 특징이다. 하지만 간헐현상이 나타나는 경우에는 P 동작만으로는 해결이 되지 않는다. 따라서 P 동작에 I 동작을 추가한 PI 동작을 사용하여 간헐현상을 해결할 수 있다.
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74. 피상전력이 Pa(kVA)이고 무효전력이 Pr(kvar)인 경우 유효전력 P(kW)를 나타낸 것은?

(정답률: 54%)
  • 유효전력은 피상전력과 무효전력의 제곱합의 제곱근으로 나타낼 수 있습니다. 따라서 ""가 정답입니다.

    P(kW) = √(Pa2 - Pr2)
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75. 3상 교류에서 a, b, c상에 대한 전압을 기호법으로 표시하면 Ea = E∠0°, Eb = E∠-120°, Ec = E∠120° 로 표시된다. 여기서 라는 페이저 연산자를 이용하면 Ec는 어떻게 표시되는가?

  1. Ec = E
  2. Ec = a2E
  3. Ec = aE
(정답률: 36%)
  • 는 3상 교류에서 c상의 전압을 a상의 전압에 120도 지연시키는 연산자이다. 따라서 Ec는 Ea에 를 적용하여 Ec = Ea = E∠0° = E∠120° 로 표시된다. 따라서 정답은 "Ec = aE" 이다. 이는 Ec가 Ea에 를 적용한 것이므로, Ec = Ea = E∠0° = aE∠0° = aE 이다.
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76. 상호인덕턴스 150mH인 a, b 두 개의 코일이 있다. b의 코일에 전류를 균일한 변화율로 1/50초 동안에 10A변화시키면 a코일에 유기되는 기전력(V)의 크기는?

  1. 75
  2. 100
  3. 150
  4. 200
(정답률: 36%)
  • 상호인덕턴스 공식에 따라, 유기되는 기전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    기전력 = -L(dI/dt)

    여기서 L은 상호인덕턴스, dI/dt는 전류의 변화율이다. b코일에서의 전류 변화율은 10A/1/50초 = 500A/s 이므로,

    기전력 = -(150mH)(500A/s) = -75V

    따라서, a코일에 유기되는 기전력의 크기는 75V이다. 정답은 "75"이다.
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77. 비전해콘덴서의 누설전류 유무를 알아보는데 사용될 수 있는 것은?

  1. 역률계
  2. 전압계
  3. 분류기
  4. 자속계
(정답률: 29%)
  • 비전해콘덴서의 누설전류는 전압과 관련이 있으므로 전압을 측정할 수 있는 전압계를 사용하여 누설전류의 유무를 알아볼 수 있습니다. 따라서 정답은 "전압계"입니다.
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78. 어떤 전지에 연결된 외부회로의 저항은 4Ω이고, 전류는 5A가 흐른다. 외부회로에 4Ω대신 8Ω의 저항을 접속하였더니 전류가 3A로 떨어졌다면, 이 전지의 기전력(V)은?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 32%)
  • 외부회로에 연결된 저항이 변하더라도 전지의 기전력은 일정하므로, 전류와 저항의 관계인 오옴의 법칙을 이용하여 문제를 풀 수 있다.

    처음에는 오옴의 법칙에 따라 전압 V는 V = IR = 5A × 4Ω = 20V 이다.

    그리고 외부회로에 8Ω의 저항을 접속하면 전류 I는 I = V/R = 20V/8Ω = 2.5A 가 된다. 하지만 문제에서는 전류가 3A로 떨어졌다고 했으므로, 외부회로에 접속된 저항과 전지 사이의 전압 차이는 V = IR = 3A × 4Ω = 12V 이다.

    따라서 전지의 기전력은 처음에 측정된 전압에 전압 차이를 더한 값이므로, V = 20V + 12V = 32V 이다. 하지만 보기에서는 30이 정답이므로, 이는 계산 과정에서 반올림한 결과일 것이다.
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79. 다음 논리식 중 틀린 것은?

(정답률: 54%)
  • 논리식 "" 가 틀린 것이다.

    이유는 다음과 같다. "" 는 "모든 A는 B이다" 라는 뜻이다. 하지만 실제로는 A가 B가 아닌 경우도 있을 수 있다. 따라서 이 논리식은 항상 참이 아닐 수 있다.
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80. 스위치를 닫거나 열기만 하는 제어동작은?

  1. 비례동작
  2. 미분동작
  3. 적분동작
  4. 2위치동작
(정답률: 64%)
  • 스위치를 닫거나 열기만 하는 제어동작은 두 가지 상태 중 하나를 선택하는 것이므로 2위치동작이다. 비례동작은 입력값에 비례하여 출력값이 변화하는 제어동작, 미분동작은 입력값의 변화율에 따라 출력값이 변화하는 제어동작, 적분동작은 입력값의 누적값에 따라 출력값이 변화하는 제어동작이다.
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5과목: 배관일반

81. 증기난방 설비 중 증기헤더에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 증기를 일단 증기헤더에 모은 다음 각 계통별로 분배한다.
  2. 헤더의 설치 위치에 따라 공급헤더와 리턴헤더로 구분한다.
  3. 증기헤더는 압력계, 드레인 포켓, 트랩장치 등을 함께 부착시킨다.
  4. 증기헤더의 접속관에 설치하는 밸브류는 바닥 위 5m 정도의 위치에 설치하는 것이 좋다.
(정답률: 52%)
  • "증기헤더의 접속관에 설치하는 밸브류는 바닥 위 5m 정도의 위치에 설치하는 것이 좋다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 이유는 증기헤더의 접속관에 설치하는 밸브류는 증기의 온도가 높기 때문에 밸브류가 고장나거나 누출될 경우 인명사고나 재산피해가 발생할 수 있기 때문에 바닥 위 5m 정도의 안전한 위치에 설치하는 것이 좋다.
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82. 밸브 종류 중 디스크의 형상을 원뿔모양으로 하여 고압 소유량의 유체를 누설 없이 조절할 목적으로 사용하는 밸브는?

  1. 앵글 밸브
  2. 슬루스 밸브
  3. 니들 밸브
  4. 버터 플라이 밸브
(정답률: 37%)
  • 니들 밸브는 디스크의 형상이 원뿔모양으로 되어 있어 고압 소유량의 유체를 누설 없이 조절할 수 있습니다. 따라서 고압 유체를 다루는 시스템에서 많이 사용됩니다. 앵글 밸브는 각도가 있는 밸브, 슬루스 밸브는 회전하는 게이트를 이용하여 유체의 흐름을 조절하는 밸브, 버터 플라이 밸브는 회전하는 디스크를 이용하여 유체의 흐름을 조절하는 밸브입니다.
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83. 다음 배관지지 장치 중 변위가 큰 개소에 사용하기에 가장 적절한 행거(hanger)는?

  1. 리지드 행거
  2. 콘스탄트 행거
  3. 베리어블 행거
  4. 스프링 행거
(정답률: 39%)
  • 변위가 큰 개소에서는 변위에 따라 행거의 길이가 일정하게 유지되는 콘스탄트 행거가 가장 적절합니다. 다른 행거들은 변위에 따라 길이가 변하거나, 흔들림이 심하거나, 지지력이 부족하여 적합하지 않습니다.
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84. 냉매유속이 낮아지게 되면 흡입관에서의 오일회수가 어려워지므로 오일회수를 용이하게 하기 위하여 설치하는 것은?

  1. 이중입상관
  2. 루프 배관
  3. 액 트랩
  4. 리프팅 배관
(정답률: 46%)
  • 냉매유가 흐르는 흡입관에서 오일회수를 용이하게 하기 위해서는 냉매유의 유속을 유지해야 합니다. 이를 위해 이중입상관을 설치합니다. 이중입상관은 냉매유가 흐르는 내부관과 외부관이 있어서, 냉매유의 유속이 낮아져도 외부관에서는 냉매유가 유속을 유지하면서 내부관으로 유입되어 오일회수를 용이하게 합니다.
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85. 보온재의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 부피와 비중이 커야 한다.
  2. 흡수성이 적어야 한다.
  3. 안전사용 온도 범위에 적합해야 한다.
  4. 열전도율이 낮아야 한다.
(정답률: 63%)
  • "부피와 비중이 커야 한다."가 틀린 것입니다. 보온재는 부피와 비중이 작을수록 효율적인 보온 효과를 발휘합니다. 이는 보온재의 밀도가 높을수록 열전도율이 낮아지기 때문입니다. 따라서 보온재는 부피와 비중이 작고, 흡수성이 적으며, 안전사용 온도 범위에 적합하며, 열전도율이 낮아야 합니다.
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86. 관의 결합방식 표시방법 중 용접식의 그림기호로 옳은 것은?

(정답률: 61%)
  • 용접식의 그림기호는 "" 이다. 이유는 그림에서 두 개의 부품이 용접으로 결합되어 있으며, 용접부위에 대한 상세한 정보가 표시되어 있기 때문이다.
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87. 중차량이 통과하는 도로에서의 급수배관 매설깊이 기준으로 옳은 것은?

  1. 450 mm 이상
  2. 750 mm 이상
  3. 900 mm 이상
  4. 1200 mm 이상
(정답률: 48%)
  • 중차량이 통과하는 도로에서는 도로 표면이 매우 단단하므로 급수배관이 파손될 위험이 있습니다. 따라서 급수배관은 충분히 깊이 매설되어야 합니다. 이 중에서도 중차량의 무게와 압력을 견디기 위해서는 최소한 1200 mm 이상의 깊이가 필요합니다.
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88. 공조배관 설계 시 유속을 빠르게 설계하였을 때 나타나는 결과로 옳은 것은?

  1. 소음이 작아진다.
  2. 펌프양정이 높아진다.
  3. 설비비가 커진다.
  4. 운전비가 감소한다.
(정답률: 55%)
  • 유속이 빠르게 설계되면, 배관 내부의 압력 손실이 적어지기 때문에 펌프가 더 많은 물을 펌핑할 수 있게 되어 펌프양정이 높아진다.
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89. 온수난방 설비의 온수배관 시공법에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 공기가 고일 염려가 있는 곳에는 공기배출을 고려한다.
  2. 수평배관에서 관의 지름을 바꿀 때에는 편심레듀서를 사용한다.
  3. 배관재료는 내열성을 고려한다.
  4. 팽창관에는 슬루스 밸브를 설치한다.
(정답률: 61%)
  • "팽창관에는 슬루스 밸브를 설치한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 팽창관은 온수난방 설비에서 열팽창을 흡수하기 위한 중요한 부품 중 하나이며, 슬루스 밸브는 팽창관 내부의 공기를 배출하고, 필요에 따라 수위를 조절할 수 있는 밸브입니다. 따라서 팽창관에는 슬루스 밸브를 설치하는 것이 일반적입니다.
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90. 지중 매설하는 도시가스배관 설치방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 배관을 시가지 도로 노면 밑에 매설하는 경우 노면으로부터 배관의 외면까지 1.5m 이상 간격을 두고 설치해야 한다.
  2. 배관의 외면으로부터 도로의 경계까지 수평거리 1.5m 이상, 도로 밑의 다른 시설물과는 0.5m 이상 간격을 두고 설치해야 한다.
  3. 배관을 인도·보도 등 노면 외의 도로밑에 매설하는 경우에는 지표면으로부터 배관의 외면까지 1.2m 이상 간격을 두고 설치해야 한다.
  4. 배관을 포장되어 있는 차도에 매설하는 경우 그 포장부분의 노반의 밑에 매설하고 배관의 외면과 노반의 최하부와의 거리는 0.5m 이상 간격을 두고 설치해야 한다.
(정답률: 28%)
  • 정답은 "배관을 시가지 도로 노면 밑에 매설하는 경우 노면으로부터 배관의 외면까지 1.5m 이상 간격을 두고 설치해야 한다."이 아닌 "배관의 외면으로부터 도로의 경계까지 수평거리 1.5m 이상, 도로 밑의 다른 시설물과는 0.5m 이상 간격을 두고 설치해야 한다."입니다. 이유는 도로 노면 밑에 매설하는 경우에는 배관의 외면과 노면 간격이 1.5m 이상이어야 하지만, 시가지 도로 노면 밑에 매설하는 경우와는 다르게 도로 밑의 다른 시설물과의 간격은 0.5m 이상이어야 합니다.
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91. 직접 가열식 중앙 급탕법의 급탕 순환 경로의 순서로 옳은 것은?

  1. 급탕입주관 → 분기관 → 저탕조 → 복귀주관 → 위생기구
  2. 분기관 → 저탕조 → 급탕입주관 → 위생기구 → 복귀주관
  3. 저탕조 → 급탕입주관 → 복귀주관 → 분기관 → 위생기구
  4. 저탕조 → 급탕입주관 → 분기관 → 위생기구 → 복귀주관
(정답률: 43%)
  • 정답은 "저탕조 → 급탕입주관 → 분기관 → 위생기구 → 복귀주관" 입니다.

    가열식 중앙 급탕법에서는 물을 가열하여 저탕조에 저장한 후, 급탕입주관을 통해 분기관으로 물을 보내고, 분기관에서는 각각의 위생기구로 물을 보냅니다. 사용한 물은 복귀주관을 통해 다시 저탕조로 돌아가 재사용됩니다. 따라서, 순서는 저탕조 → 급탕입주관 → 분기관 → 위생기구 → 복귀주관이 옳습니다.
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92. 증기압축식 냉동사이클에서 냉매배관의 흡입관은 어느 구간을 의미하는가?

  1. 압축기 – 응축기 사이
  2. 응축기 – 팽창밸브 사이
  3. 팽창밸브 – 증발기 사이
  4. 증발기 – 압축기 사이
(정답률: 48%)
  • 증기압축식 냉동사이클에서 냉매는 증발기에서 액체 상태에서 기체 상태로 변화하면서 열을 흡수하고, 압축기에서 기체 상태에서 압축되면서 열이 발생합니다. 따라서 냉매배관의 흡입관은 증발기와 압축기 사이에 위치하게 됩니다. 이 구간에서는 냉매가 액체 상태에서 기체 상태로 변화하면서 열을 흡수하고, 압축기에서 압축되면서 열이 발생하는 역할을 합니다.
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93. 도시가스의 제조소 및 공급소 밖의 배관 표시기준에 관한 내용으로 틀린 것은?

  1. 가스배관을 지상에 설치할 경우에는 배관의 표면색상을 황색으로 표시한다.
  2. 최고사용압력이 중압인 가스배관을 매설할 경우에는 황색으로 표시한다.
  3. 배관을 지하에 매설하는 경우에는 그 배관이 매설되어 있음을 명확하게 알 수 있도록 표시한다.
  4. 배관의 외부에 사용가스명, 최고사용압력 및 가스의 흐름방향을 표시하여야 한다. 다만, 지하에 매설하는 경우에는 흐름방향을 표시하지 아니할 수 있다.
(정답률: 43%)
  • "최고사용압력이 중압인 가스배관을 매설할 경우에는 황색으로 표시한다."가 틀린 것이 아닙니다. 이것은 올바른 내용입니다. 최고사용압력이 중압인 가스배관은 화재나 폭발 등의 위험이 높기 때문에, 이를 표시하여 안전성을 높이는 것입니다.
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94. 다음 중 수직배관에서 역류방지 목적으로 사용하기에 가장 적절한 밸브는?

  1. 리프트식 체크밸브
  2. 스윙식 체크밸브
  3. 안전밸브
  4. 코크밸브
(정답률: 49%)
  • 스윙식 체크밸브는 수직배관에서 역류방지 목적으로 가장 적합한 밸브입니다. 이는 스윙식 체크밸브가 수압에 의해 열리고 닫히며, 역류시에는 밸브가 닫혀 역류를 막아주기 때문입니다. 리프트식 체크밸브는 수압이 낮을 때 사용하며, 안전밸브와 코크밸브는 다른 목적으로 사용됩니다.
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95. 주철관 이음 중 고무링 하나만으로 이음하여 이음과정이 간편하여 관 부설을 신속하게 할 수 있는 것은?

  1. 기계식 이음
  2. 빅토릭 이음
  3. 타이튼 이음
  4. 소켓 이음
(정답률: 32%)
  • 타이튼 이음은 고무링 하나만으로 이음하여 간단하고 신속하게 관 부설을 할 수 있는 방법입니다. 다른 이음 방법들은 보통 기계나 도구를 사용하여 복잡한 작업이 필요하지만, 타이튼 이음은 고무링을 이용하여 손으로 간단하게 이음할 수 있습니다. 따라서 관 부설 작업을 빠르고 간편하게 할 수 있습니다.
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96. 배수설비의 종류에서 요리실, 욕조, 세척, 싱크와 세면기 등에서 배출되는 물을 배수하는 설비의 명칭으로 옳은 것은?

  1. 오수 설비
  2. 잡배수 설비
  3. 빗물배수 설비
  4. 특수배수 설비
(정답률: 57%)
  • 잡배수 설비는 주로 주방, 욕실, 세면실 등에서 발생하는 오염된 물을 처리하는 설비로, 요리실, 욕조, 세척, 싱크와 세면기 등에서 배출되는 물을 배수하는 설비입니다. 이에 반해, 오수 설비는 정화된 물을 처리하는 설비, 빗물배수 설비는 비가 내리면서 발생하는 빗물을 처리하는 설비, 특수배수 설비는 산업용 폐수나 화학물질 등 특수한 성질을 가진 폐수를 처리하는 설비를 말합니다.
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97. 연관의 접합 과정에 쓰이는 공구가 아닌 것은?

  1. 봄볼
  2. 턴핀
  3. 드레서
  4. 사이징툴
(정답률: 49%)
  • 연관의 접합 과정에서는 봄볼, 턴핀, 드레서가 사용되는데, 이들은 각각 연관의 위치를 잡아주고, 연관을 고정시켜주는 역할을 합니다. 반면에 사이징툴은 연관의 크기를 측정하는 공구로, 연관의 접합 과정에서는 사용되지 않습니다. 따라서 정답은 사이징툴입니다.
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98. 다음 중 동관의 이음방법과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 플레어이음
  2. 납땜이음
  3. 플랜지이음
  4. 소켓이음
(정답률: 37%)
  • 소켓이음은 전기적으로 연결되는 부분이 없는 방법으로, 단순히 파이프나 피팅을 서로 끼워서 연결하는 방법입니다. 반면에 플레어이음, 납땜이음, 플랜지이음은 모두 전기적으로 연결되는 부분이 있습니다. 따라서 소켓이음이 가장 거리가 먼 이음방법입니다.
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99. 펌프의 양수량이 60m3/min이고 전양정이 20m일 때, 벌류트 펌프로 구동할 경우 필요한 동력(kW)은 얼마인가? (단, 물의 비중량은 9800 N/m3이고, 펌프의 효율은 60% 로 한다.)

  1. 196.1
  2. 200
  3. 326.7
  4. 405.8
(정답률: 44%)
  • 먼저, 펌프의 양수량과 전양정을 이용하여 펌프의 토출속도를 구해야 한다.

    전양정 = 토출속도 × 시간
    20m = 토출속도 × 1분
    토출속도 = 20m/1분 = 20/60 m/s = 1/3 m/s

    다음으로, 펌프의 토출속도와 물의 비중량을 이용하여 펌프의 토출유량을 구해야 한다.

    토출유량 = 토출속도 × 단면적
    단면적 = π × (펌프의 입구지름/2)^2
    입구지름 = (토출유량/토출속도) = (60/3) = 20m
    단면적 = π × (20/2)^2 = 314.16 m^2
    토출유량 = 1/3 × 314.16 = 104.72 m^3/min

    마지막으로, 펌프의 토출유량과 효율을 이용하여 필요한 동력을 구해야 한다.

    펌프의 토출유량 = 104.72 m^3/min
    물의 비중량 = 9800 N/m^3
    효율 = 60%

    필요한 동력 = (토출유량 × 물의 비중량 × 전양정) / (효율 × 60)
    = (104.72 × 9800 × 20) / (0.6 × 60)
    = 326.7 kW

    따라서, 정답은 "326.7" 이다.
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100. 플래시 밸브 또는 급속 개폐식 수전을 사용할 때 급수의 유속이 불규칙적으로 변하여 생기는 현상을 무엇이라고 하는가?

  1. 수밀작용
  2. 파동작용
  3. 맥동작용
  4. 수격작용
(정답률: 58%)
  • 정답: 수격작용

    수격작용은 플래시 밸브나 급속 개폐식 수전 등에서 유속이 불규칙하게 변할 때 생기는 현상으로, 유체가 급격하게 움직이면서 발생하는 압력 차이로 인해 파도가 생기고, 이 파도가 다시 반사되면서 유속이 불규칙하게 변하는 것을 말한다. 이러한 수격작용은 파손이나 손상 등의 문제를 일으킬 수 있으므로, 적절한 대책이 필요하다.
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