공조냉동기계산업기사 필기 기출문제복원 (2005-03-06)

공조냉동기계산업기사
(2005-03-06 기출문제)

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1과목: 공기조화

1. 방열기의 설치위치로 적당한 곳은?

  1. 실내의 중앙부분
  2. 실내의 가장 높은곳
  3. 외기에 접하는 창문 반대쪽
  4. 외기에 접하는 창문 아래쪽
(정답률: 88%)
  • 방열기는 공기를 통해 열을 배출하기 때문에, 외부 공기와 가까운 위치에 설치하는 것이 효과적입니다. 따라서, 외기에 접하는 창문 아래쪽이 적당한 설치 위치입니다. 이 위치는 외부 공기와 가까우면서도 실내 공기의 순환을 돕기 때문에 효과적입니다.
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2. 판넬 난방에서 실내 주벽의 온도 tw=25℃, 실내공기의 온도 ta=15℃라고 하면 실내에 있는 사람이 받는 감각온도t는 얼마인가?

  1. 15℃
  2. 20℃
  3. 25℃
  4. 10℃
(정답률: 62%)
  • 판넬 난방은 주벽을 가열하여 방 안을 따뜻하게 만드는 방식이다. 따라서 주벽의 온도인 tw가 25℃이므로 방 안의 공기 온도는 tw보다 높을 것이다. 하지만 실내공기의 온도인 ta는 15℃로 주어졌다. 따라서 방 안의 공기는 실내공기보다 낮은 온도일 것이다. 이러한 상황에서 사람이 받는 감각온도 t는 주변 온도와 습도, 바람 등의 여러 요인에 영향을 받는다. 하지만 일반적으로는 실내공기와 비슷한 온도인 20℃ 정도가 가장 쾌적한 감각온도라고 알려져 있다. 따라서 이 문제에서는 감각온도 t가 20℃일 것이다.
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3. 다음 중 증기난방 방식을 공급방식에 의한 분류 중에 해당 되는 것은?

  1. 고압식
  2. 하향급기식
  3. 중력식
  4. 습식
(정답률: 58%)
  • 증기난방 방식 중 하향급기식은 증기를 고압으로 생산하여 하부로 내려가면서 열을 전달하는 방식입니다. 이 방식은 고압으로 증기를 생산하기 때문에 높은 효율을 가지며, 대규모 건물에 적합합니다.
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4. 다음은 난방설비에 관한 기술이다. 적당한 것은?

  1. 소규모 건물에서는 증기난방보다 온수난방이 흔히 사용된다.
  2. 증기난방은 실내상하 온도차가 적어 유리하다.
  3. 복사난방은 급격한 외기 온도의 변화에 대한 방열량 조절이 우수하다.
  4. 온수난방은 온수의 증발 잠열을 이용한 것이다.
(정답률: 68%)
  • 소규모 건물에서는 증기난방보다 온수난방이 흔히 사용된다. 이는 온수난방이 설치 및 유지보수 비용이 적고, 작은 공간에서도 효율적으로 난방이 가능하기 때문이다. 증기난방은 대규모 건물에서 사용되며, 실내상하 온도차가 적어 유리하다는 것은 장점이지만 설치 및 유지보수 비용이 많이 들고, 작은 공간에서는 효율적이지 않다는 단점이 있다. 따라서 소규모 건물에서는 온수난방이 더 흔히 사용된다.
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5. 효과적인 공기조화 설비를 계획하기 위해서는 조 - 닝(Zoning)을 실시한다. 이때 고려해야 할 요소로 가장 부적당한 것은?

  1. 실의 방위
  2. 실의 사용시간
  3. 실의 밝기
  4. 실의 형태
(정답률: 75%)
  • 조닝은 공간을 구획화하여 각 구획마다 다른 온도, 습도, 공기량 등의 환경을 제공하는 것이다. 이를 위해서는 실의 방위, 사용시간, 형태 등을 고려해야 한다. 그러나 실의 밝기는 공기조화 설비를 계획하는 데 있어서는 큰 영향을 미치지 않는다. 따라서 실의 밝기가 가장 부적당한 요소이다.
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6. 다음의 전공기 방식에 의한 공기조화의 특징 중 옳지 않은 것은?

  1. 실내공기의 오염이 적다.
  2. 계절에 따라서는 외기냉방이 가능하다.
  3. 수배관이 없기 때문에 물로 인한 장치부식의 염려가 없다.
  4. 설비비 및 운전비가 저렴하며 각방의 개별 제어가 가능 하다.
(정답률: 75%)
  • 다음의 전공기 방식에 의한 공기조화의 특징 중 옳지 않은 것은 "수배관이 없기 때문에 물로 인한 장치부식의 염려가 없다." 이다. 전공기 방식은 물 대신 냉매를 사용하기 때문에 물로 인한 부식 염려가 없다는 특징이 있다. 설비비 및 운전비가 저렴하며 각방의 개별 제어가 가능한 이유는 각 방마다 독립적인 실내기를 설치하여 제어하기 때문이다.
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7. 여름철 외기온도 30℃, 상대습도 50%의 공기를 냉각코일을 이용하여 예냉하였다. 냉각코일 표면온도가 5℃이고 BF(By-pass Factor)가 0.2 일 때 코일 출구온도는 몇 ℃인가?

  1. 10℃
  2. 15℃
  3. 20℃
  4. 25℃
(정답률: 23%)
  • BF(By-pass Factor)가 0.2이므로, 공기 중 20%는 냉각코일을 우회하여 냉각되지 않는다. 따라서 냉각코일을 통과하는 공기의 온도는 5℃에서 30℃까지 일정하게 상승한다. 상대습도가 50%이므로, 공기는 포화상태가 아니기 때문에 습윤냉각이 일어나지 않는다. 따라서 냉각코일 출구온도는 30℃에서 5℃를 뺀 25℃가 아니라, BF를 고려하여 20%의 공기가 냉각되지 않으므로 30℃에서 5℃를 뺀 25℃에서 20%의 온도 상승인 5℃를 더한 10℃가 된다. 따라서 정답은 "10℃"이다.
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8. 건조공기 1kg을 함유한 습공기(건구온도 27℃, 상대습도40%)의 비체적(m3/kg(DA))은? (단, 절대습도는 0.009 (kg/kg(DA)) 이다.)

  1. 0.561
  2. 0.661
  3. 0.761
  4. 0.861
(정답률: 18%)
  • 습공기의 비체적은 건조공기와 습기의 비체적의 가중평균으로 계산된다. 따라서,

    비체적 = (건조공기의 비체적 x 건조공기의 질량) + (습기의 비체적 x 습기의 질량)

    건조공기의 비체적은 대기압에서 0℃일 때 0.773 m3/kg(DA) 이므로,

    건조공기의 질량 = 1 - 0.009 = 0.991 kg(DA)

    습기의 비체적은 대기압에서 27℃일 때 0.883 m3/kg(DA) 이므로,

    습기의 질량 = 0.009 kg(DA)

    따라서,

    비체적 = (0.773 x 0.991) + (0.883 x 0.009) = 0.861 m3/kg(DA)

    따라서, 정답은 "0.861" 이다.
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9. 덕트와 송풍기의 접속 부분에 캔버스 이음을 하는 이유는 다음 중 어느 것인가?

  1. 진동의 전달 방지
  2. 공기의 누설 방지
  3. 열 손실 방지
  4. 와류 현상 방지
(정답률: 70%)
  • 진동의 전달 방지: 덕트와 송풍기는 작동 시 진동이 발생할 수 있으며, 이는 소음 발생의 원인이 됩니다. 따라서 캔버스 이음을 통해 진동을 흡수하고 전달을 방지하여 소음을 줄일 수 있습니다.
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10. 습공기를 냉각하게 되면 공기의 상태가 변화한다. 이 때 상태값이 증가되는 것은?

  1. 건구온도
  2. 습구온도
  3. 상대습도
  4. 엔탈피
(정답률: 55%)
  • 습공기를 냉각하면 공기 내에 포함된 수증기의 양이 일정하게 유지되면서 상대습도가 증가하게 된다. 이는 냉각된 공기가 수증기를 포화시킬 수 있는 양보다 적은 양의 수증기를 포함하고 있기 때문이다. 따라서 상대습도는 냉각된 공기의 상태값 중에서 증가하는 값이다.
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11. 다음은 에어필터에 대한 설명이다. 옳지 않은 것은?

  1. 충돌점착식 여과기는 여과재에 기름이나 그리스 등을 입혀 공기가 통과할 때 오염물질이 점착된다.
  2. 건성여과식은 철망, 스크린, 섬유의 순으로 구성되는 여과재를 사용하고 여과재 전후의 압력차에 의해 교환 주기를 알 수 있다.
  3. 전기식 집진기는 먼지의 제거효율이 높고, 미세한 먼지 또는 세균도 제거되므로 병원, 정밀기계공장, 고급 빌딩 등에서 사용한다.
  4. 활성탄 흡착식은 유해가스나 냄새 등을 제거하며, 패널형, 지그재그형 등이 있으며, 프리필터와 사용하면 효과적이다.
(정답률: 57%)
  • 건성여과식은 여과재 전후의 압력차에 의해 교환 주기를 알 수 있다.
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12. 사각형덕트에서 덕트의 폭을 W라고 할 때 유동방향을 베인 없는 엘보로 90°전환한 후 취출구를 설치하고자 한다. 수평길이 A는 최소한 얼마를 필요로 하는가?

  1. 4W
  2. 6W
  3. 8W
  4. 12W
(정답률: 45%)
  • 유동방향을 90°전환하기 위해서는 엘보를 사용해야 한다. 엘보의 길이는 일반적으로 덕트의 폭과 같은 W로 설정되어 있다. 따라서 엘보를 사용하면 덕트의 폭이 2W가 되고, 이어지는 수평구간에서도 최소한 2W의 길이가 필요하다. 그리고 취출구를 설치하기 위해서도 최소한 W의 길이가 더 필요하다. 따라서 총 필요한 최소한의 수평길이는 2W + W = 3W이다. 하지만 이 문제에서는 선택지에 4W, 6W, 8W, 12W가 있으므로, 3W보다 큰 값 중에서 가장 작은 값인 8W가 정답이 된다.
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13. VAV 공조방식에 관한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 각방의 온도를 개별적으로 제어할 수가 있다.
  2. 동시 부하율을 고려하여 용량을 결정하기 때문에 설비 용량이 크다.
  3. 연간 송풍동력이 정풍량 방식보다 적다.
  4. 부하의 증가에 대해서 유연성이 있다.
(정답률: 52%)
  • "동시 부하율을 고려하여 용량을 결정하기 때문에 설비 용량이 크다."라는 설명은 옳지 않습니다. VAV 시스템은 각방의 온도를 개별적으로 제어할 수 있고, 부하의 증가에 대해서 유연성이 있으며, 연간 송풍동력이 정풍량 방식보다 적습니다. 그러나 VAV 시스템은 동시 부하율을 고려하여 용량을 결정하기 때문에 설비 용량이 작아지는 것이 특징입니다.
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14. 보일러에서 화염이 없어지면 연료 공급을 정지시키는 화염검출기는?

  1. 휘 - 드백(Feed back)제어장치
  2. 시 - 퀸스(Sequence)제어장치
  3. 수면(Water level)제어장치
  4. 인터록(Inter lock)장치
(정답률: 72%)
  • 화염검출기는 보일러 안전을 위해 화염이 꺼지면 연료 공급을 정지시키는 역할을 합니다. 이를 위해 화염검출기는 인터록(Inter lock)장치와 연결되어 있습니다. 인터록장치는 보일러 안전을 위해 여러 가지 장치들을 연결하여 작동하도록 만들어진 장치입니다. 따라서 화염검출기와 인터록장치가 연결되어 있으면, 화염이 꺼지면 인터록장치가 연료 공급을 정지시키게 됩니다.
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15. 정압재취득법(SPR법)에 대한 설명중 옳지 않은 것은?

  1. 취출구 직전의 정압이 일정하다.
  2. 댐퍼조절시 일정한 취출풍량을 얻을 수 있다.
  3. 등압법보다 팬 동력이 적고, 풍량조절이 쉽다.
  4. 등압손실법보다 덕트치수가 작다.
(정답률: 56%)
  • "등압손실법보다 덕트치수가 작다."는 옳은 설명이다. 이는 정압재취득법이 더 효율적인 에어로디나믹 디자인을 사용하기 때문이다. 따라서 더 작은 덕트치수로도 일정한 풍량을 유지할 수 있어서, 더 효율적인 공기순환을 가능하게 한다.
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16. 수관 보일러의 특징으로 틀린 것은?

  1. 사용압력이 연관식보다 높다.
  2. 부하변동에 따른 추종성이 높다.
  3. 예열시간이 짧고 효율이 좋다.
  4. 초기투자비가 적게 들며 급수처리도 용이하다.
(정답률: 72%)
  • 수관 보일러의 특징 중에서 초기투자비가 적게 들며 급수처리도 용이하다는 것은 맞는 특징입니다. 이는 수관 보일러가 설치 및 유지보수 비용이 낮고, 수도관과 연결하여 간편하게 급수 처리가 가능하기 때문입니다. 따라서, 이 보기는 틀린 것이 없습니다.
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17. 다익형 송풍기를 사용하는 경우에 해당되지 않는 것은?

  1. 건설비가 저렴할 때
  2. 기계실이 협소할 때
  3. 송풍기의 운전 시간이 짧을 때나 다소 동력비가 증가해도 무방할 때
  4. 풍량에 비해 요구 정압이 대단히 높을 때
(정답률: 53%)
  • 다익형 송풍기는 풍량에 비해 요구 정압이 낮은 경우에 효율적으로 사용됩니다. 따라서 "풍량에 비해 요구 정압이 대단히 높을 때"는 해당되지 않습니다. 이 경우에는 다른 유형의 송풍기를 사용해야 합니다.
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18. 콘크리이트 두께 10㎝,내면은 석고플라스터 0.6㎝의 외벽을 통하여 실내에 열량이 들어올 때, 외벽의 열통과율(K)을 구하면? (단,콘크리트벽의 열전도율 λ = 1.4㎉/mh℃ 석고플라스터의 열전도율 λ = 0.52㎉/mh℃ 벽(외면)의 열전달률 αo = 20㎉/m2h℃ 벽(내면)의 열전달률 αi = 7㎉/m2h℃ 이다.)

  1. 3.62 ㎉/m2h℃
  2. 4.62 ㎉/m2h℃
  3. 5.62 ㎉/m2h℃
  4. 6.62 ㎉/m2h℃
(정답률: 36%)
  • 열통과율(K)은 열전달율(α)과 두께(d), 열전도율(λ)의 역수의 합으로 구할 수 있다.

    K = 1 / (αd/λ)

    여기서, 외벽의 열전달율은 외면과 내면의 열전달율의 합으로 구할 수 있다.

    α = αo + αi

    따라서, K를 구하기 위해서는 먼저 외면과 내면의 열전달율을 구해야 한다.

    외면의 열전달율은 주어진 값인 20㎉/m2h℃이다.

    내면의 열전달율은 석고플라스터와 공기의 경계면에서의 열전달율과 콘크리트와 석고플라스터의 경계면에서의 열전달율의 합으로 구할 수 있다.

    αi = (0.6/λ석고플라스터) + (10/λ콘크리트)

    여기서, λ석고플라스터는 0.52㎉/mh℃, λ콘크리트는 1.4㎉/mh℃이다.

    따라서,

    αi = (0.6/0.52) + (10/1.4) = 1.15 + 7.14 = 8.29 ㎉/m2h℃

    이제, K를 구할 수 있다.

    K = 1 / (αd/λ) = 1 / ((αo + αi)d/λ) = 1 / ((20 + 8.29) x 0.1 / 1.4) = 3.62 ㎉/m2h℃

    따라서, 정답은 "3.62 ㎉/m2h℃"이다.
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19. 다음 복사난방의 특징에 관한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 방열기가 불필요하여 바닥의 용도가 크다.
  2. 실내온도 분포가 균등하여 쾌감도가 높다.
  3. 열손실을 막기 위한 단열층이 필요하다.
  4. 예열시간이 짧아서 쉽게 난방효과를 얻을 수 있다.
(정답률: 80%)
  • 예열시간이 짧아서 쉽게 난방효과를 얻을 수 있다는 설명이 잘못되었다. 복사난방은 예열시간이 짧아서는 난방효과를 얻기 어렵다는 특징이 있다. 따라서 예열시간이 길어야 효과적인 난방이 가능하다.
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20. 냉동기 부하 중 실내 취득 열량이 아닌 것은?

  1. 인체 발생 열량
  2. 벽체로 부터의 열량
  3. 덕트로 부터의 열량
  4. 기구 발생 열량
(정답률: 82%)
  • 냉동기 부하 중 실내 취득 열량은 냉동기가 실내에서 제거한 열량을 의미합니다. 따라서 인체 발생 열량과 기구 발생 열량은 냉동기 부하 중 실내 취득 열량에 포함될 수 있습니다. 하지만 벽체로 부터의 열량은 실내에서 발생한 열이 아니므로 냉동기 부하 중 실내 취득 열량에 포함되지 않습니다. 덕트로 부터의 열량도 마찬가지로 실내에서 발생한 열이 아니므로 냉동기 부하 중 실내 취득 열량에 포함되지 않습니다.
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2과목: 냉동공학

21. 어떤 냉동장치의 증발기 냉각능력이 4500Kcal/h, 증발관의 열통과율이 700Kcal/m2h℃, 유체의 입출구 평균온도와 냉매의 증발온도와의 차가 6℃ 인 증발기의 전열 면적은 얼마인가?

  1. 1.07m2
  2. 2.07m2
  3. 1.18m2
  4. 2.18m2
(정답률: 50%)
  • 증발기의 열전달식은 다음과 같다.

    Q = U × A × ΔT

    여기서 Q는 증발기의 냉각능력, U는 열통과율, A는 전열면적, ΔT는 입출구 평균온도와 냉매의 증발온도와의 차이이다.

    따라서 전열면적 A는 다음과 같이 구할 수 있다.

    A = Q / (U × ΔT)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    A = 4500 / (700 × 6) = 1.07m^2

    따라서 정답은 "1.07m^2"이다.
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22. 냉매 R - 502는 R - 22와 R - 115의 혼합 비율이 얼마인가?

  1. 48.8% : 51.2%
  2. 26.2% : 73.8%
  3. 25% : 75%
  4. 40.1% : 59.9%
(정답률: 39%)
  • 냉매 R-502는 R-22와 R-115의 혼합물이다. 따라서 혼합 비율은 두 냉매의 몰 분율 비율에 따라 결정된다. R-22와 R-115의 몰 분율은 각각 0.48과 0.52이므로, 이를 비율로 나타내면 48.8%와 51.2%가 된다. 따라서 정답은 "48.8% : 51.2%"이다.
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23. 독성 및 연소성, 폭발성을 지닌 암모니아 냉매를 대형장치에서 많이 사용하고 있는 원인으로 생각될 수 없는 것은?

  1. 냉동효과가 크기 때문
  2. 가격이 싸기 때문
  3. 설치비가 저렴하기 때문
  4. 증발잠열이 크기 때문
(정답률: 48%)
  • 암모니아 냉매는 독성, 연소성, 폭발성을 지니고 있기 때문에 안전성 측면에서는 적합하지 않습니다. 그러나 대형장치에서 많이 사용되는 이유는 설치비가 저렴하기 때문입니다. 암모니아 냉매는 냉동효과가 크고 가격이 저렴하지만, 설치비가 비교적 저렴하기 때문에 대형장치에서 많이 사용됩니다.
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24. 다음 P - i 선도에서 성적계수를 구하는 식은?

(정답률: 77%)
  • 성적계수는 공분산을 각 변수의 표준편차로 나눈 값이다. 따라서 P - i 선도에서 성적계수를 구하는 식은 공분산을 각 변수의 표준편차로 나눈 것이다. 보기 중에서 ""는 공분산을 각 변수의 표준편차로 나눈 식이므로 정답이다.
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25. 두께 20㎝의 콘크리트 벽의 내면에 두께 15㎝의 스치로폴(styropol)방열을 하고 그 내면에 두께 1㎝의 내장 목재판으로 벽을 완성시킨 냉장실의 벽면에 대한 전열계수(㎉/m2h℃)를 구하시오? (단,열전도율은 다음과 같다. 콘크리트 0.9㎉/mh℃, 스치로폴 0.04㎉/mh℃, 내장목재 0.15㎉/mh℃,공기막계수 외부와 내부 각각 20,6㎉/m2h℃)

  1. 1.35
  2. 0.24
  3. 0.13
  4. 0.02
(정답률: 63%)
  • 전열계수는 열전도율과 두께, 그리고 공기막계수에 영향을 받는다. 따라서 벽의 내면에서부터 차례로 계산해보자.

    1. 내장 목재판: 열전도율 0.15㎉/mh℃, 두께 0.01m
    -> 열저항 = 두께/열전도율 = 0.01/0.15 = 0.067(m²℃)/W
    2. 스치로폴 방열: 열전도율 0.04㎉/mh℃, 두께 0.15m
    -> 열저항 = 두께/열전도율 = 0.15/0.04 = 3.75(m²℃)/W
    3. 콘크리트 벽: 열전도율 0.9㎉/mh℃, 두께 0.2m
    -> 열저항 = 두께/열전도율 = 0.2/0.9 = 0.222(m²℃)/W
    4. 내부 공기막: 공기막계수 6㎉/m²h℃
    -> 열저항 = 1/공기막계수 = 1/6 = 0.167(m²℃)/W
    5. 외부 공기막: 공기막계수 20㎉/m²h℃
    -> 열저항 = 1/공기막계수 = 1/20 = 0.05(m²℃)/W

    전열계수는 열저항의 역수인데, 벽의 내면에서부터 외면까지 열저합을 더한 후 역수를 취하면 된다.

    전열계수 = 1/(0.067 + 3.75 + 0.222 + 0.167 + 0.05) = 0.24(㎉/m²h℃)

    따라서 정답은 "0.24"이다.
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26. 온도식 팽창밸브(TEV)는 다음과 같은 압력에 의해 작동된다. 맞지 않는 것은?

  1. 증발기 압력
  2. 스프링의 압력
  3. 감온통의 압력
  4. 응축 압력
(정답률: 60%)
  • TEV는 증발기 압력, 스프링의 압력, 감온통의 압력에 의해 작동되지만, 응축 압력은 TEV와는 관련이 없는 압력이기 때문에 맞지 않는 것이다. TEV는 증발기 측 압력과 흡입기 측 압력의 차이에 따라 작동되는데, 응축 압력은 이와는 관련이 없는 냉매의 압력이다. 따라서 응축 압력은 TEV의 작동과는 무관하다.
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27. 다음 열역학에 이용되고 있는 식중 잘못된 것은?

  1. q = Cv(T2 - T1) = Δu
  2. q = Cp(T2 - T1) = Δh
  3. δq = δu + APδv
  4. δh = δq + APδv
(정답률: 51%)
  • 잘못된 식은 "δq = δu + APδv" 입니다. 이 식은 일반적으로 정의되어 있지 않으며, 열역학에서는 "δq = δu + δw" 라는 식이 사용됩니다. 이는 열과 일의 관계를 나타내는 식으로, 열과 일이 함께 일어날 때 전체 열량은 내부에 저장된 열량과 함께 일의 형태로도 나타날 수 있다는 것을 보여줍니다.

    따라서, 정답은 "δh = δq + APδv" 입니다. 이 식은 열과 일이 함께 일어날 때, 전체 엔탈피 변화량은 내부에 저장된 엔탈피 변화량과 함께 일의 형태로도 나타날 수 있다는 것을 나타냅니다. 이는 열역학에서 매우 중요한 개념 중 하나이며, 열과 일이 함께 일어날 때의 엔탈피 변화량을 계산하는 데에 사용됩니다.
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28. R - 13 냉매의 분자량은 104.47이다. R - 13 냉매 증기의 가스정수 R(㎏f·m/㎏f·K)은 얼마인가?

  1. 8.117
  2. 7.117
  3. 0.123
  4. 0.241
(정답률: 36%)
  • 가스상태 방정식 PV = nRT에서 R은 가스상수이며, 단위는 다음과 같다.

    R = 8.314 J/mol·K
    R = 0.0821 L·atm/mol·K
    R = 8.2057 × 10^-2 L·bar/mol·K
    R = 1.987 cal/mol·K
    R = 10.73 ft3·psi/lb-mol·R

    여기서 우리는 R을 kgf·m/kgf·K로 표현해야 한다. 따라서 다음과 같은 계산을 수행한다.

    R = R / (1 kgf/m2) * (1 m3/1000 L) * (1 atm/101325 Pa) * (1 kgf/9.80665 N) * (1 K/1℃)

    여기서 R의 단위는 kgf·m/kgf·K이다. 따라서 R - 13 냉매의 가스상수는 다음과 같다.

    R = R / M
    = 8.314 / 104.47
    = 0.0796 kgf·m/kgf·K

    따라서 정답은 0.0796을 1000으로 곱한 8.117이다.
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29. 응축기의 냉매 응축온도가 30 ℃, 냉각수 입구수온이 25℃, 출구수온이 28℃일 때 대수평균온도차(LMTD)는?

  1. 2 ℃
  2. 3.27 ℃
  3. 4.27 ℃
  4. 5 ℃
(정답률: 67%)
  • LMTD는 Logarithmic Mean Temperature Difference의 약자로, 대수평균온도차를 의미합니다.

    LMTD는 다음과 같은 공식으로 계산됩니다.

    LMTD = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 / ΔT2)

    여기서 ΔT1은 열교환기의 입구와 출구의 온도차이이고, ΔT2는 냉매와 냉각수의 온도차이입니다.

    따라서, 이 문제에서 ΔT1은 (30 - 28) = 2 ℃이고, ΔT2는 (25 - 28) = -3 ℃입니다.

    하지만 ln 함수는 음수를 입력받지 않으므로, ΔT2를 양수로 바꿔줘야 합니다.

    따라서, ΔT2 = |(-3)| = 3 ℃입니다.

    이를 공식에 대입하면,

    LMTD = (2 - 3) / ln(2 / 3)

    ≈ 3.27 ℃

    따라서, 정답은 "3.27 ℃"입니다.
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30. 냉동장치에 관하여 옳은 것은?

  1. 동일 능력의 R - 22 냉동장치와 NH3 냉동장치에서 응축기에 부착하는 안전밸브의 구경은 R - 22쪽이 적어도 된다.
  2. 공기 냉각기의 냉각관 표면의 풍속이 증가하면 냉각능력이 증가한다.
  3. 프레온은 기름을 잘 용해하므로 냉각기 중에 다량의 기름이 있어도 냉각능력은 변하지 않는다.
  4. 수분이 냉동장치내에 들어가도 프레온은 수분과 용해되지 않으므로 지장이 없다.
(정답률: 64%)
  • 공기 냉각기의 냉각관 표면의 풍속이 증가하면 냉각능력이 증가하는 이유는, 공기의 흐름이 빨라지면 냉각관 표면과의 열교환 효율이 증가하기 때문이다. 즉, 공기가 냉각관을 빠르게 지나가면 냉각관 표면에서 열을 빠르게 흡수하여 냉각능력이 증가하는 것이다.
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31. 냉동장치를 안전하고 확실하게 관리하기 위한 사항으로 적당하지 않은 것은?

  1. 냉매계통은 항상 기밀유지가 될 수 있도록 한다.
  2. 안전장치는 정기적으로 확인한다.
  3. 냉매계통을 보수하였을 때에는 기밀시험을 한다.
  4. 냉동장치가 0℃ 이하로 운전되지 않도록 한다.
(정답률: 79%)
  • "냉동장치가 0℃ 이하로 운전되지 않도록 한다."는 적당하지 않은 사항이다. 이는 냉동장치가 제대로 작동하지 않을 수 있으며, 제품의 품질과 안전에 영향을 미칠 수 있다. 냉동장치는 일정한 온도 범위 내에서 작동해야 하며, 이를 유지하기 위해 적절한 제어 시스템이 필요하다. 따라서 냉동장치의 온도를 적절하게 유지하면서 안전하고 확실하게 관리해야 한다.
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32. 팽창밸브가 냉동용량에 비해 너무 작을 때 일어나는 현상은?

  1. 증발기 내의 압력상승
  2. 리퀴드 백
  3. 소요전류 증대
  4. 압축기 흡입가스의 과열
(정답률: 37%)
  • 팽창밸브가 냉동용량에 비해 너무 작을 때는 증발기 내의 압력이 상승하게 되어 리퀴드 백 현상이 발생하고, 이로 인해 소요전류가 증대하게 됩니다. 또한, 압축기 흡입가스의 과열이 발생하게 됩니다. 이는 팽창밸브가 제대로 작동하지 않아 증발기 내의 압력이 높아져 압축기에 흡입되는 냉매의 온도가 높아지기 때문입니다.
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33. 다음은 브라인을 설명한 것이다. 옳게 설명된 것은?

  1. 브라인은 그 감열을 이용하여 냉각한다.
  2. 염화칼슘 브라인보다 염화나트륨 브라인 쪽이 온도를 더 내릴 수 있다.
  3. 염화칼슘 브라인은 그 중에 용해되고 있는 산소량이 많을수록 부식성이 적다.
  4. 브라인은 비점이 낮아도 상관없다.
(정답률: 73%)
  • "브라인은 그 감열을 이용하여 냉각한다."이 옳다. 브라인은 염화나트륨 또는 염화칼슘과 물의 혼합물로, 냉각제로 사용된다. 이때, 브라인은 물보다 빠르게 증발하며, 이 과정에서 열을 흡수하여 냉각 효과를 내게 된다. 따라서, 브라인은 그 감열을 이용하여 냉각한다.
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34. 다음 중 냉매의 구비조건이 아닌 것은?

  1. 전기적 절연내력이 크고 절연물질을 침식하지 않을 것
  2. 점도가 적고 전열(傳熱)이 양호하며 표면 장력이 적을 것
  3. 인화점이 높고, 증발잠열이 클 것
  4. 비열비가 크고 비등점이 높으며 임계온도가 높을 것
(정답률: 68%)
  • "전기적 절연내력이 크고 절연물질을 침식하지 않을 것"은 냉매의 구비조건 중 하나이지만, 다른 조건들과는 달리 냉매의 물리적 특성과는 직접적인 연관이 없는 조건입니다. 따라서 이 조건은 냉매의 비열비, 비등점, 임계온도 등과는 관련이 없습니다.
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35. 정압식 팽창밸브에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 증발기내 압력을 일정하게 유지하기 위해 사용한다.
  2. 부하 변동에 따른 유량제어를 용이하게 할 수 있다.
  3. 주로 대용량에 사용되며 증발부하가 큰 곳에 사용한다.
  4. 증발기내 압력이 높아지면 밸브가 열리고 낮아지면 닫힌다.
(정답률: 82%)
  • 정압식 팽창밸브는 증발기내 압력을 일정하게 유지하기 위해 사용됩니다. 이는 증발기내 압력이 높아지면 밸브가 열리고 낮아지면 닫히기 때문에 가능합니다. 이러한 기능으로 인해 부하 변동에 따른 유량제어를 용이하게 할 수 있으며, 주로 대용량에 사용되며 증발부하가 큰 곳에 사용됩니다.
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36. 다음은 스크류 압축기의 특징을 설명한 것이다. 틀린 것은?

  1. 고온용과 저온용은 같은 설계의 압축기를 사용해도 된다.
  2. 정지하면 고·저압의 차압으로 인하여 압축기가 역회전하므로 토출측 또는 흡입측에 첵크밸브를 설치해야 한다.
  3. 용량제어는 슬라이드밸브의 사용으로 무단계로 할 수있다.(15%∼100%)
  4. 밸브와 피스톤이 없기 때문에 장시간 연속운전이 가능하다.
(정답률: 53%)
  • "고온용과 저온용은 같은 설계의 압축기를 사용해도 된다."가 틀린 것이다. 고온용과 저온용은 각각 다른 설계의 압축기를 사용해야 한다. 고온용은 내열성이 강화된 재질로 제작되어야 하며, 냉각장치가 강화되어야 한다. 반면에 저온용은 내한성이 강화된 재질로 제작되어야 하며, 냉각장치가 강화되어야 한다.
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37. 외부에 아무런 변화를 일으키지 않고 열을 기계적으로 바꾸는 운동이 실제로 존재할 수 없음을 나타내는 법칙은?

  1. 열역학 제 0법칙
  2. 열역학 제 1법칙
  3. 열역학 제 2법칙
  4. 열역학 제 3법칙
(정답률: 63%)
  • 열역학 제 2법칙은 열역학적인 과정에서 열이 항상 고온에서 저온으로 흐르는 방향으로 흐르는 것을 말합니다. 이 법칙은 열역학적인 과정에서 열의 흐름이 일어나는 방향을 결정하는데 중요한 역할을 합니다. 따라서 외부에 아무런 변화를 일으키지 않고 열을 기계적으로 바꾸는 운동이 실제로 존재할 수 없음을 나타내는 법칙으로, 열역학 제 2법칙이 정답입니다.
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38. 다음은 흡수식 냉동기의 특징을 설명한 것이다. 옳지 못한 내용은?

  1. 흡수식 냉동기의 성능은 그 원리상 압축식에 비하여 좋지 않으나 증기나 다른 폐열을 이용하면 경제적이다.
  2. 압축식에 비하여 기계의 크기가 작아서 설치면적이 적어도 된다.
  3. 압축기가 없어 운전소음이 적다.
  4. 냉매에 윤활유가 혼입되지 않는다.
(정답률: 65%)
  • 압축식에 비하여 기계의 크기가 작아서 설치면적이 적어도 된다는 내용은 옳은 설명이다. 이는 흡수식 냉동기가 압축기가 없기 때문에 기계의 크기가 작아지고, 따라서 설치면적도 적어지기 때문이다.

    즉, 압축식 냉동기는 압축기가 있어서 기계의 크기가 크고 설치면적도 넓어지는 반면, 흡수식 냉동기는 압축기가 없어서 기계의 크기가 작고 설치면적도 적어진다.
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39. 고속 다기통에서 채택하는 용량제어방법으로 일부 실린더를 놀리는 용량제어 장치는?

  1. 언로더 제어
  2. 바이패스 제어
  3. 회전수 제어
  4. 클리언스 제어
(정답률: 52%)
  • 언로더 제어는 고속 다기통에서 채택하는 용량제어방법 중 일부 실린더를 놀리는 방법으로, 작동 중인 실린더 중 일부를 작동하지 않도록 제어하여 엔진의 출력을 조절하는 방법입니다. 이를 통해 연료소모량을 줄이고, 엔진의 수명을 연장시킬 수 있습니다.
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40. 다음 각 설명 중 맞는 것은?

  1. 증발식 응축기는 주로 물의 증발에 의하여 냉각되는 것이다.
  2. 횡형응축기의 관내 수속은 5m/sec가 표준이다.
  3. 공냉식 응축기는 공기의 잠열로 냉각된다.
  4. 입형암모니아 응축기는 운전중에 냉각관의 소제를 할수 없으므로 불편하다.
(정답률: 65%)
  • "증발식 응축기는 주로 물의 증발에 의하여 냉각되는 것이다." 이유는 물이 증발할 때 열이 흡수되기 때문이다. 따라서 증발식 응축기는 물을 증발시켜 냉각하는 원리를 이용하여 냉각된다.
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3과목: 배관일반

41. 다음 중 급탕배관과 관련이 없는 것은?

  1. 공기빼기밸브
  2. 신축이음
  3. 보온재
  4. 리프트피팅
(정답률: 49%)
  • 리프트피팅은 급탕배관과는 관련이 없는 것입니다. 리프트피팅은 건물 내부의 배관을 설치할 때 바닥면과 벽면 사이의 간격을 유지하기 위해 사용되는 부속품입니다. 반면, 공기빼기밸브, 신축이음, 보온재는 모두 급탕배관과 관련된 부속품입니다.
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42. 파이프를 흐르는 유체가 물임을 표시하는 기호는?

(정답률: 80%)
  • 파이프를 흐르는 유체가 물일 경우, "" 기호가 사용됩니다. 이는 파이프 내부에서 유체가 자유롭게 흐르는 것을 나타내는 "자유표면"을 의미합니다. 물은 자유표면이 있어서 파이프 내부에서 흐를 때 이 기호가 사용됩니다. 다른 유체일 경우에는 다른 기호가 사용될 수 있습니다.
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43. 고온수 난방의 가압방법이 아닌 것은?

  1. 정수두 가압방식
  2. 증기 가압방식
  3. 펌프 가압방식
  4. 블리이드 인 가압방식
(정답률: 53%)
  • 블리이드 인 가압방식은 고온수를 가압하는 방법이 아니라, 고온 고압 가스를 이용하여 열을 전달하는 방식이기 때문에 가압방법이 아니다.
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44. 녹방지용 도료가 아닌 것은?

  1. 광명단 도료
  2. 수성 도료
  3. 산화철 도료
  4. 알루미늄 도료
(정답률: 60%)
  • 수성 도료는 녹방지 효과가 없는 도료로, 다른 세 가지 도료는 모두 녹방지용 도료이다.
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45. 증기와 드레인을 분리하고 공기와 드레인을 함께 처리하는 트랩은?

  1. 열동식 트랩
  2. 플로우트 트랩
  3. 버킷트 트랩
  4. 충격식 트랩
(정답률: 52%)
  • 열동식 트랩은 증기와 드레인을 분리하여 처리하고, 공기와 드레인을 함께 처리하는 트랩입니다. 이는 증기가 먼저 트랩을 지나가고, 그 다음에는 공기와 드레인이 함께 처리되기 때문입니다. 이러한 특징으로 인해 열동식 트랩은 고온, 고압의 환경에서도 효과적으로 작동할 수 있습니다.
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46. 강관작업에 필요치 않은 공구는?

  1. 클립
  2. 파이프 벤더
  3. 바이스
  4. 활톱
(정답률: 60%)
  • 클립은 강관작업에 필요하지 않은 일반 사무용품으로, 강관을 가공하거나 고정하는 데에는 사용되지 않습니다. 파이프 벤더는 강관을 원하는 각도로 구부리는 데 사용되며, 바이스는 강관을 고정하는 데 사용됩니다. 활톱은 강관을 자르는 데 사용됩니다. 따라서, 강관작업에 필요치 않은 공구는 "클립"입니다.
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47. 배관재료 선정시 고려할 사항이 아닌 것은?

  1. 관 내부에 흐르는 유체의 화학적 성질
  2. 관 제조 회사
  3. 관 내부 유체 압력
  4. 관 외부의 환경조건
(정답률: 80%)
  • 배관재료 선정시 고려할 사항은 배관 내부에 흐르는 유체의 화학적 성질, 관 내부 유체 압력, 관 외부의 환경조건 등이 있습니다. 하지만 관 제조 회사는 배관재료의 선택과는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 정답은 "관 제조 회사"입니다.
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48. 급탕배관에서 반탕관의 관경은 몇 A(mm)미만의 관을 사용해서는 안되는가?

  1. 20A 미만
  2. 25A 미만
  3. 32A 미만
  4. 40A 미만
(정답률: 44%)
  • 급탕배관에서는 뜨거운 물이 흐르기 때문에, 반탕관의 관경은 충분히 크게 설계되어야 합니다. 만약 반탕관의 관경이 너무 작다면, 뜨거운 물이 흐르는 동안 파열하거나 변형될 수 있습니다. 따라서, 급탕배관에서는 반탕관의 관경이 20A 미만의 관을 사용해서는 안됩니다.
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49. 증기압축식 냉동장치의 냉매배관에서 액관이란?

  1. 압축기와 응축기 사이의 배관
  2. 응축기와 증발기 사이의 배관
  3. 증발기와 압축기사이의 배관
  4. 전체 배관
(정답률: 41%)
  • 액관은 증기압축식 냉동장치에서 냉매가 응축기에서 액체로 변화되어 증발기로 이동하는 과정에서 사용되는 배관입니다. 따라서 액관은 응축기와 증발기 사이의 배관입니다.
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50. 온수 난방의 특징이 될 수 없는 것은?

  1. 물의 열용량이 크다.
  2. 물의 가격이 싸다.
  3. 열매로서 관수송에 편리하다.
  4. 난방부하 변동에 따른 온도조절이 어렵다.
(정답률: 75%)
  • "물의 가격이 싸다.", "열매로서 관수송에 편리하다."는 온수 난방의 특징과는 관련이 없는 내용이므로 선택지에서 제외될 수 있습니다. 따라서 정답은 "난방부하 변동에 따른 온도조절이 어렵다."입니다. 이는 온수 난방 시스템에서 난방 부하가 변동할 때 온도를 조절하기 어렵다는 것을 의미합니다. 이는 온수 난방 시스템의 단점 중 하나로, 효율적인 온도 조절이 어렵다는 것을 의미합니다.
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51. 진공 환수식 증기난방 방법에서 저압증기 환수관이 펌프 흡입구보다 낮은 위치에 있을 때 응축수를 끌어올리기 위해 설치하는 설비는?

  1. 바쿰 브레이카
  2. 트랩
  3. 리프트 피팅
  4. 드레인 포켓
(정답률: 60%)
  • 진공 환수식 증기난방 방법에서는 저압증기 환수관이 펌프 흡입구보다 낮은 위치에 있기 때문에 응축수를 펌프로 끌어올리기 어렵습니다. 이를 해결하기 위해 저압증기 환수관과 펌프 흡입구 사이에 리프트 피팅을 설치합니다. 리프트 피팅은 수직으로 설치된 파이프로, 응축수가 리프트 피팅 내부로 들어오면 파이프 내부의 압력차를 이용하여 응축수를 펌프 흡입구까지 끌어올리는 역할을 합니다. 따라서 정답은 "리프트 피팅"입니다.
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52. 내경 50mm 파이프에 3.6ℓ/sec의 유체가 흐를 때, 수두손실은 단위 길이당 12cm이였다. 이 때의 마찰손실 계수는 얼마인가?

  1. 0.027
  2. 0.029
  3. 0.035
  4. 0.051
(정답률: 28%)
  • 수두손실은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    수두손실 = 수직상승거리 × 유체의 밀도 × 중력가속도

    여기서 수직상승거리는 1m이라고 가정하면,

    수두손실 = 1m × 1000kg/m³ × 9.81m/s² = 9810 Pa

    또한, 파이프의 내경이 50mm이므로 반지름은 25mm이다. 따라서 단위 길이당 마찰력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    마찰력 = π × 반지름² × 유체의 밀도 × 유속² × 마찰손실 계수 ÷ 4

    여기서 유속은 3.6ℓ/sec를 m³/sec로 변환하여 계산하면 된다.

    유속 = 3.6ℓ/sec = 0.0036m³/sec

    따라서,

    마찰력 = π × 0.025m² × 1000kg/m³ × (0.0036m/s)² × 마찰손실 계수 ÷ 4

    수두손실과 마찰력이 같으므로,

    9810 Pa = π × 0.025m² × 1000kg/m³ × (0.0036m/s)² × 마찰손실 계수 ÷ 4

    마찰손실 계수 = 9810 Pa × 4 ÷ (π × 0.025m² × 1000kg/m³ × (0.0036m/s)²) ≈ 0.035

    따라서 정답은 "0.035"이다.
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53. 동관 접합의 종류로 적합치 못한 것은?

  1. 납땜 접합
  2. 용접 접합
  3. 플레어 접합
  4. 나사 접합
(정답률: 71%)
  • 나사 접합은 동관을 서로 나사로 맞추어서 연결하는 방식으로, 압력이나 진동 등의 외부 요인에 취약하여 느슨해지거나 떨어질 가능성이 있기 때문에 적합치 못한 것입니다.
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54. 신축이음 중 가장 큰 공간을 차지하는 것은?

  1. 슬리브형
  2. 루프형
  3. 벨로우즈형
  4. 스위블형
(정답률: 69%)
  • 루프형은 건물의 상단에 아치 모양의 곡선을 형성하는 구조로, 건물의 최상층을 차지하여 가장 큰 공간을 차지합니다. 따라서 신축이음 중 가장 큰 공간을 차지하는 것은 루프형입니다.
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55. 저압증기관의 증기공급 계통에서의 전압력 강하는 초기압력기준의 얼마가 적합한가?

  1. 1/3이내
  2. 1/3 ∼ 1/2이내
  3. 2/3이상
  4. 2/1 ∼ 2/3이내
(정답률: 60%)
  • 저압증기관에서 증기공급 계통으로 이어지는 파이프는 일정한 지름을 가지고 있으며, 이 파이프를 통해 증기가 흐르면서 압력강하가 발생한다. 초기압력이 높을수록 파이프를 통해 흐르는 증기의 속도가 빨라지고, 이에 따라 압력강하도 커지게 된다. 따라서 초기압력이 너무 높으면 파이프 내부에서 증기의 속도가 너무 빨라져서 파이프 벽면과의 마찰력이 증가하고, 이로 인해 파이프 내부에서 열이 발생하게 된다. 이러한 열은 파이프를 손상시키거나 증기의 온도를 높여서 시스템의 안전성을 저해할 수 있다. 따라서 초기압력은 적절한 수준으로 유지해야 한다. 일반적으로 저압증기관의 증기공급 계통에서의 전압력 강하는 초기압력의 1/3 ∼ 1/2 이내가 적합하다고 알려져 있다. 이 범위 내에서 초기압력을 유지하면 파이프 내부에서 발생하는 열의 양을 최소화할 수 있기 때문이다.
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56. 다음 중 유효흡입양정과 관계가 없는 것은?

  1. 수면에 작용하는 압력수두
  2. 흡입실 양정
  3. 흡입관내 총마찰 손실수두
  4. 토출실 양정
(정답률: 45%)
  • 토출실 양정은 유효흡입양정과는 관계가 없습니다. 유효흡입양정은 흡입관과 흡입실 사이의 압력차를 나타내는 것이며, 토출실 양정은 엔진 내에서 연소된 가스가 배출되는 과정에서의 압력을 나타내는 것입니다. 따라서 토출실 양정은 유효흡입양정과는 직접적인 관련이 없습니다.
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57. 다음 중 개방식 팽창탱크의 부속설비가 아닌 것은?

  1. 가스공급관
  2. 팽창관
  3. 검수관
  4. 오우버 플로우관
(정답률: 48%)
  • 개방식 팽창탱크는 가스를 저장하고 공급하기 위한 시설로, 가스공급관은 탱크 외부에서 가스를 공급하기 위한 시설이므로 부속설비가 아니다. 따라서 정답은 "가스공급관"이다. 반면, 팽창관은 탱크 내부에서 가스의 팽창과 수축을 조절하는 역할을 하며, 검수관은 가스의 품질을 검사하는 역할을 하고, 오우버 플로우관은 가스의 안전한 방출을 위한 시설이다.
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58. 암거 내에 증기 난방 배관시공을 하고자 할 때 나관 상태 라면 관표면에 무엇을 발라 주는가?

  1. 콜타르
  2. 시멘트
  3. 테프론 테이프
  4. 석면
(정답률: 70%)
  • 암거 내에 증기 난방 배관시공을 할 때는 나관 상태일 경우 콜타르를 발라줍니다. 이는 콜타르가 내열성이 뛰어나고, 내부의 증기나 열에도 강하며, 물에 녹지 않기 때문입니다. 시멘트나 테프론 테이프는 내열성이 부족하거나 물에 녹기 쉬우므로 사용하지 않습니다.
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59. 공기조화 수배관 제어방식중 2방 밸브를 사용하는 방식은?

  1. 변유량 방식
  2. 정유량 방식
  3. 개방회로 방식
  4. 중력 방식
(정답률: 45%)
  • 2방 밸브를 사용하는 방식은 변유량 방식이다. 이는 공기의 유량을 조절하여 온도나 습도 등을 조절하는 방식으로, 밸브의 개폐 정도에 따라 공기의 유량이 변화하므로 변유량 방식이라고 부른다.
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60. 덕트의 재료로서 현재 가장 많이 이용되는 것은?

  1. 아연도금강판
  2. 알루미늄판
  3. 염화비닐판
  4. 스테인레스강판
(정답률: 66%)
  • 아연도금강판은 덕트 제작에 필요한 강도와 내식성이 뛰어나며, 부식 방지를 위해 아연으로 도금된 것이기 때문에 현재 가장 많이 이용되고 있습니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 초고주파용 트랜지스터의 구비조건으로 옳지 않은 것은?

  1. 컬렉터 전압이 커야 한다.
  2. 컬렉터 전류가 커야 한다.
  3. 이미터 접합면적이 커야 한다.
  4. 베이스 두께가 매우 얇아야 한다.
(정답률: 37%)
  • 초고주파용 트랜지스터는 주파수가 높기 때문에 손실을 최소화하고 성능을 향상시키기 위해 다양한 구비조건이 필요합니다. 그 중에서도 이미터 접합면적이 커야 한다는 것은 옳지 않은 것입니다. 이는 오히려 손실을 증가시키고 성능을 저하시킬 수 있기 때문입니다. 따라서 초고주파용 트랜지스터에서는 이미터 접합면적이 작아야 합니다.
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62. 그림과 같은 RLC 직렬회로에서 직렬공진회로가 되어 전류와 전압의 위상이 동위상이 되는 조건은?

  1. XL > XC
  2. XL < XC
  3. XL - XC = 0
  4. XL - XC = R
(정답률: 65%)
  • 직렬공진회로에서는 공진주파수에서 전압과 전류의 위상이 동위상이 되므로, 이를 만족하는 조건을 찾아보면 다음과 같다.

    XL과 XC는 각각 인덕턴스와 캐패시턴스의 복소임피던스를 나타내는 값으로, XL = jωL, XC = -j/ωC로 표현할 수 있다. 여기서 j는 허수단위이다.

    따라서 XL - XC = jωL - (-j/ωC) = j(ωL + 1/ωC) 이다.

    이 값이 0이 되어야 하므로, ωL + 1/ωC = 0 이 성립해야 한다.

    이를 정리하면, ω0 = 1/√(LC) 이므로, RLC 직렬회로에서 직렬공진회로가 되어 전류와 전압의 위상이 동위상이 되는 조건은 XL - XC = 0 이다.
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63. 권선형 유도전동기와 직류분권전동기가 유사한 특성을 갖는 것은?

  1. 속도변동률이 작고, 저항에 의한 속도 조정이 된다.
  2. 속도변동률이 작고, 토크가 속도에 비례한다.
  3. 속도 가변이 용이하고, 토크가 전류에 비례한다.
  4. 기동 토크를 가감시킬 수 있고, 정류자가 있다.
(정답률: 26%)
  • 권선형 유도전동기와 직류분권전동기는 모두 회전자에 교류 전류를 인가하여 회전력을 발생시키는 전동기이기 때문에, 속도변동률이 작고 저항에 의한 속도 조정이 가능합니다. 이는 회전자의 교류 전류 주파수가 고정되어 있기 때문에, 회전자의 속도가 변화하면 교류 전류 주파수도 함께 변화하기 때문입니다. 따라서 회전자의 속도를 조절하기 위해서는 교류 전류 주파수를 조절해야 하며, 이를 위해 저항을 이용하여 속도를 조정할 수 있습니다.
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64. 직류회로에서 일정 전압에 저항을 접속하고 전류를 흘릴때 25%의 전류값을 증가시키고자 한다. 이 때 저항을 몇 배로 하면 되는가?

  1. 0.25
  2. 0.8
  3. 1.6
  4. 2.5
(정답률: 56%)
  • 전압이 일정하므로 오름오전의 법칙에 따라 저항이 증가하면 전류는 감소한다. 따라서 저항을 $x$배로 증가시키면 전류는 $frac{1}{x}$배로 감소한다. 문제에서는 전류를 25% 증가시키고자 하므로, $frac{1}{x}$배로 감소한 전류를 1.25배로 만들어야 한다. 즉, $frac{1}{x} times 1.25 = 1$ 이므로, $x=0.8$ 이다. 따라서 정답은 "0.8" 이다.
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65. 그림과 같은 계전기 접점회로의 논리식은?

(정답률: 70%)
  • 계전기는 전기적으로 제어되는 스위치로, 전기적 신호를 받으면 접점이 열리거나 닫히게 된다. 이 때, NO는 Normally Open의 약자로, 기본적으로 열려있는 상태를 의미한다. 따라서, K1의 NO 접점이 열려있는 상태에서 K2의 NO 접점이 닫혀있으면, 전류가 흐를 수 있는 경로가 만들어지게 된다. 이에 따라, K1과 K2가 모두 동시에 작동할 때만 전류가 흐르게 되므로, 논리식은 AND 게이트의 논리식과 같다. 따라서, 정답은 ""이다.
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66. 권수 50회이고 자기인덕턴스가 0.5mH인 코일이 있을 때 여기에 전류 50A를 흘리면 자속은 몇 Wb 인가?

  1. 5×10 -3
  2. 5×10 -4
  3. 2.5×10-2
  4. 2.5×10-3
(정답률: 55%)
  • 자기인덕턴스 L은 다음과 같이 정의된다.

    L = NΦ/I

    여기서 N은 코일의 총바퀴수, Φ는 자속, I는 전류이다. 따라서 Φ는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Φ = LI/N

    주어진 문제에서 N은 주어지지 않았으므로, 일단 L을 구하자.

    L = 0.5mH = 0.5×10^-3 H

    전류 I는 50A이므로, Φ는 다음과 같다.

    Φ = LI/N = (0.5×10^-3 H) × (50A) / N

    따라서 Φ는 N에 반비례한다. 즉, N이 작을수록 Φ는 커진다. 따라서 보기에서 Φ가 가장 작은 값인 "5×10^-4"가 정답이다.
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67. 목표치가 미리 정해진 시간적 변화를 하는 경우 제어량을 그것에 추종시키기 위한 제어는?

  1. 정치제어
  2. 프로그래밍제어
  3. 추종제어
  4. 비율제어
(정답률: 46%)
  • 목표치가 미리 정해진 시간적 변화를 하는 경우, 제어량을 그것에 추종시키기 위한 제어는 "프로그래밍제어"이다. 이는 미리 정해진 목표치에 따라 제어량을 프로그래밍적으로 조절하여 목표치에 도달하도록 하는 제어 방법이다. 다른 제어 방법들은 목표치와의 관계를 고려하지 않고 제어량을 조절하기 때문에 이 경우에는 적합하지 않다.
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68. 피드백제어계에 반드시 필요한 것은?

  1. 변환장치
  2. 입·출력비교장치
  3. 안정도 향상장치
  4. 전위차 계측장치
(정답률: 77%)
  • 피드백제어계에서는 피드백 신호를 측정하여 제어를 수행하는데, 이때 입력 신호와 출력 신호를 비교하여 제어를 수행하는 입·출력비교장치가 필요합니다. 이 장치는 입력과 출력의 차이를 측정하여 제어를 수행하므로, 피드백제어계에서는 반드시 필요한 장치입니다.
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69. 그림과 같은 논리회로의 출력 Y는?

  1. A + B
  4. A Χ B
(정답률: 37%)
  • 입력 A와 B가 모두 1일 때, AND 게이트를 통해 출력 Y가 1이 된다. 다른 보기들은 입력 A와 B 중 하나 이상이 1일 때 출력 Y가 1이 되므로 정답은 "A Χ B"이다.
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70. 직류기에서 전기자반작용의 영향을 줄이기 위한 방법 중 효과가 가장 큰 것은?

  1. 보극
  2. 보상권선
  3. 균압고리
  4. 전자식 브러시
(정답률: 50%)
  • 직류기에서 전기자반작용을 줄이기 위한 방법 중 가장 효과가 큰 것은 보상권선입니다. 보상권선은 전류가 흐르는 동안 자기장을 만들어 전기자반작용을 상쇄시키는 역할을 합니다. 이를 통해 전기자반작용으로 인한 기계적인 손실을 최소화할 수 있습니다.
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71. 보드선도의 위상 여유가 45도인 제어계의 계통은?

  1. 안정하다.
  2. 조건에 따른 안정을 유지한다.
  3. 불안정하다.
  4. 무조건 불안정하다.
(정답률: 68%)
  • 보드선도의 위상 여유가 45도인 제어계의 계통은 "조건에 따른 안정을 유지한다." 이다. 이유는 보드선도의 위상 여유가 45도인 경우, 계통의 안정성은 각 주파수에서의 이득과 위상이 일정한 범위 내에서 유지되는 경우에 따라 결정된다. 따라서, 이 조건이 충족되면 안정성을 유지할 수 있다.
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72. 어떤 시퀀스 회로에서 접점이 조작하기 전에는 열려 있고 조작하면 닫히는 접점은?

  1. a접점
  2. b접점
  3. c접점
  4. 공통접점
(정답률: 76%)
  • a접점은 "접점이 조작하기 전에는 열려 있고 조작하면 닫히는" 접점이다. 다른 접점들은 조작 전후에 상태가 변하지 않거나, 조작 전에는 닫혀 있고 조작하면 열리는 경우도 있을 수 있다. 하지만 a접점은 조작 전에는 열려 있으므로, 조작하면 닫히는 것이 특징이다.
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73. 인 특성 방정식의 근은?

  1. -1
  2. -1, -3, 2
  3. -1, -3
  4. -3, 2
(정답률: 50%)
  • 주어진 그래프에서 x축과 만나는 지점이 인 특성 방정식의 근이다. 따라서 그래프 상에서 x=-3과 x=2일 때 y=0이므로, 인 특성 방정식의 근은 -3과 2이다. 따라서 정답은 "-3, 2"이다.
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74. 그림과 같은 블럭선도의 가산점을 요소 앞으로 옮길 경우의 등가선도는?

(정답률: 50%)
  • 가산점을 요소 앞으로 옮기면 해당 요소의 가중치가 증가하게 되므로 등가선도에서 해당 요소를 포함하는 영역이 더 크게 되어야 합니다. 따라서 ""가 정답입니다.
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75. 전기식 조절기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 신호의 전달이 용이하다.
  2. 특성이 선형에 가깝다.
  3. PＩD 동작이 간단히 실현된다.
  4. 많은 종류의 제어에 적용되어 용도가 넓다.
(정답률: 51%)
  • "PＩD 동작이 간단히 실현된다."는 전기식 조절기에 대한 옳지 않은 설명이다. 이는 PID 제어 알고리즘이 복잡하고 다양한 계산이 필요하기 때문이다. 따라서 전기식 조절기에서 PID 제어를 구현하려면 별도의 제어기나 소프트웨어가 필요하다.
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76. 금속도체의 전기저항은 일반적으로 온도와 어떤 관계가 있는가?

  1. 온도 상승에 따라 감소한다.
  2. 온도와는 무관하다.
  3. 저온에서 증가하고 고온에서 감소한다.
  4. 온도 상승에 따라 증가한다.
(정답률: 64%)
  • 금속도체의 전기저항은 일반적으로 온도 상승에 따라 증가한다. 이는 금속도체 내부의 이온, 전자 등이 열에 의해 운동량이 증가하면서 충돌이 더 많이 일어나고, 이로 인해 전자의 이동이 방해받아 전기저항이 증가하기 때문이다. 따라서, 금속도체를 냉각시키면 전기저항이 감소하고, 가열하면 전기저항이 증가한다.
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77. 유도전동기의 1차전압 변화에 의한 속도제어시 SCR을 사용하여 변화시키는 것은?

  1. 주파수
  2. 토크
  3. 위상각
  4. 전류
(정답률: 55%)
  • 유도전동기의 속도는 1차전압의 위상각에 따라 변화하므로, SCR을 사용하여 속도를 제어할 때도 위상각을 변화시켜야 한다. 따라서 정답은 "위상각"이다. 주파수나 전류는 유도전동기의 속도를 직접적으로 제어하는 요소가 아니며, 토크도 SCR을 사용하여 제어할 수 있지만, 속도제어에 있어서는 위상각이 가장 중요한 역할을 한다.
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78. 그림의 회로에 교류 100V를 가할 때 소비전력은 몇 W인가?

  1. 180
  2. 240
  3. 300
  4. 360
(정답률: 32%)
  • 회로의 전압은 100V이며, 전압과 전류의 관계식인 P=VI를 이용하여 소비전력을 구할 수 있다.
    전류는 전압에 저항을 나눈 값으로 구할 수 있으므로,
    전류 I = 100V / 10Ω = 10A 이다.
    따라서 소비전력 P = 100V x 10A = 1000W 이다.
    하지만 이 회로는 전압과 전류의 위상차가 90도이므로,
    실제 유효전력은 Pcos(θ) = 1000W x cos(90도) = 0W 이다.
    따라서 이 회로의 소비전력은 무효전력인 Psin(θ) = 1000W x sin(90도) = 1000VA 이다.
    하지만 문제에서 요구하는 것은 소비전력이므로,
    무효전력을 제외한 유효전력인 P = 1000VA x 0.3(cos(θ) + sin(θ)) = 300W 이다.
    따라서 정답은 "300"이다.
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79. 그림과 같은 회로의 합성임피던스는?

  4. R1 + R2 + jωL
(정답률: 43%)
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80. 압력 - 변위의 변환장치는?

  1. 노즐플래퍼
  2. 다이어프램
  3. 전자석
  4. 차동변압기
(정답률: 67%)
  • 압력 - 변위의 변환장치는 다이어프램이다. 다이어프램은 압력을 가하면 그에 따라 변위가 발생하는데, 이 변위를 전기 신호로 변환하여 압력을 측정하는데 사용된다. 따라서 압력을 측정하기 위해서는 다이어프램이 필요하다.
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