공조냉동기계산업기사 필기 기출문제복원 (2014-05-25)

공조냉동기계산업기사 2014-05-25 필기 기출문제 해설

이 페이지는 공조냉동기계산업기사 2014-05-25 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

공조냉동기계산업기사
(2014-05-25 기출문제)

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1과목: 공기조화

1. 겨울철 중간기에 건물내에 난방을 필요로 하는 부분이 생길 때 발열을 효과적으로 회수해서 난방용으로 이용하는 방법을 열회수방식이라고 한다. 다음 중 열회수의 방법이 아닌 것은?

  1. 고온공기를 직접 난방부분으로 송풍하는 방식
  2. 런 어라운드(run around)방식
  3. 열펌프 방식
  4. 축열조 방식
(정답률: 81%)
  • 겨울철 난방을 위한 열회수 방식에는 고온공기 직접 송풍, 런 어라운드 방식, 열펌프 방식 등이 포함됩니다.

    오답 노트
    축열조 방식: 주로 여름철 냉방 부하 조절 등에 효과적인 방식으로, 겨울철 난방용 열회수 방법으로는 적절하지 않습니다.
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2. 직접난방 부하 계산에서 고려하지 않는 부하는 어느 것인가?

  1. 외기도입에 의한 열손실
  2. 벽체를 통한 열손실
  3. 유리창을 통한 열손실
  4. 틈새바람에 의한 열손실
(정답률: 67%)
  • 직접 난방 방식은 외부 공기를 실내로 직접 도입하지 않으므로, 외기도입에 의한 열손실은 부하 계산 시 고려하지 않습니다.
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3. 겨울철 침입외기(틈새바람)에 의한 잠열 부하(kcal/h)는? (단, Q는 극간풍량(m3/h)이며, to, tr은 각각 외기, 실내온도(℃), Xo, Xr은 각각 실외, 실내의 절대습도(kg/kg)이다.)

  1. qL = 0.24ㆍQㆍ(to - tr)
  2. qL = 0.29ㆍQㆍ(to - tr)
  3. qL = 539ㆍQㆍ(xo - Xr)
  4. qL = 717ㆍQㆍ(Xo - Xr)
(정답률: 78%)
  • 침입외기에 의한 잠열 부하는 외기와 실내의 절대습도 차이에 공기의 정압비열과 증발잠열을 고려한 상수를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $qL = 717 \times Q \times (X_{o} - X_{r})$
    ② [숫자 대입] $qL = 717 \times Q \times (X_{o} - X_{r})$
    ③ [최종 결과] $qL = 717 \times Q \times (X_{o} - X_{r})$

  • 겨울철에 창문 틈새로 들어오는 차갑고 건조한 바람(침입외기)을 실내 수준으로 쾌적하게 만들려면, 부족한 습도를 채워주기 위해 물을 증발시켜야 하죠. 이때 들어가는 열량이 바로 잠열 부하입니다.

    1. 잠열 부하 공식

    qL=Q×γ×γw×(Xr−Xo)

    이 공식을 수치로 정리하면 다음과 같습니다.

    qL=597×1.2×Q×(Xr−Xo)
    qL=716.4×Q×(Xr−Xo)

    • 597: 0∘C 수증기의 증발잠열 (kcal/kg)

    • 1.2: 공기의 표준 밀도 (kg/m3)

    • Q: 극간풍량 (m3/h)

    • (Xr−Xo): 실내외 절대습도 차 (kg/kg')

    2. 공식 암기 이미지: "가습기 돌리기"

    공식이 복잡해 보인다면 **'가습기를 얼마나 세게 틀어야 하는가?'**를 상상해 보세요.

    1. 얼마나 많이 들어오나? (Q×1.2): 들어오는 바람의 부피(Q)를 무게(밀도 1.2)로 바꿉니다.

    2. 얼마나 건조한가? (Xr−Xo): 우리 집 습도(Xr)와 밖의 습도(Xo) 차이만큼 물을 채워야 합니다.

    3. 에너지가 얼마나 드나? (597): 그 물을 증기로 바꾸려면 아까 외운 **597**만큼의 열이 필요합니다.

    3. 현열 부하와 비교 (꿀팁)

    시험에는 잠열뿐만 아니라 현열 부하 공식도 짝꿍으로 나옵니다. 두 숫자를 세트로 외우면 절대 안 틀립니다.

    • 현열 부하 (qs): 온도만 높일 때

      • qs=0.29×Q×(tr−to)

      • (여기서 0.29는 공기 비열 0.24× 밀도 1.2의 값입니다.)

    • 잠열 부하 (qL): 습도만 높일 때

      • qL=716.4×Q×(Xr−Xo)

      • (여기서 716.4는 잠열 597× 밀도 1.2의 값입니다.)

    시험장 암기 치트키

    • 현열은 온도가 변하니까 **온도차(Δt)**를 곱하고 숫자는 0.29!

    • 잠열은 습도가 변하니까 **습도차(ΔX)**를 곱하고 숫자는 716(597×1.2)!

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4. 가습기의 종류에서 증기취출식에 대한 특징이 아닌 것은?

  1. 공기를 오염시키지 않는다.
  2. 응답성이 나빠 정밀한 습도제어가 불가능하다.
  3. 공기온도를 저하시키지 않는다.
  4. 가습량제어를 용이하게 할 수 있다.
(정답률: 76%)
  • 증기취출식 가습기는 공기를 오염시키지 않고, 공기 온도를 저하시키지 않으며, 가습량 제어가 용이한 것이 특징입니다. 따라서 응답성이 나빠 정밀한 습도제어가 불가능하다는 설명은 틀린 내용입니다.

  • 이번 문제는 **증기 가습기(Steam Humidifier)**의 특성을 이해하는 문제입니다. 증기식은 물을 끓여서 '뜨거운 김'을 직접 공기 중에 뿌려주는 방식이라고 생각하면 아주 쉽습니다.

    4번 해설: 증기취출식 가습기의 특징

    • 공기를 오염시키지 않는다. (O): 물을 끓여서 증기로 만들기 때문에 물속의 세균이나 불순물이 공기 중으로 섞여 나가지 않아 매우 위생적입니다.

    • 응답성이 나빠 정밀한 습도제어가 불가능하다. (X, 정답): 증기식은 밸브를 열고 닫는 것만으로도 즉각적으로 가습량이 조절됩니다. 따라서 응답성이 매우 빠르고 정밀한 습도 제어가 가능한 것이 가장 큰 장점입니다.

    • 공기온도를 저하시키지 않는다. (O): 기화식이나 원심식(물방울 분사)은 물이 증발하면서 주변 열을 뺏는 '기화 냉각' 현상이 일어나 공기 온도가 내려갑니다. 하지만 증기식은 이미 뜨거운 증기를 넣으므로 공기 온도가 내려가지 않으며, 오히려 약간 상승할 수 있습니다.

    • 가습량제어를 용이하게 할 수 있다. (O): 전동 밸브나 비례 제어 밸브를 통해 가습량을 아주 쉽게 조절할 수 있습니다.

    가습기 방식별 비교: "주전자 vs 분무기"

    시험에서 가습기 종류를 물으면 '열을 가해 끓이는지' 아니면 **'생물을 그냥 뿌리는지'**를 구분하세요.

    구분증기식 (주전자)수분무식 (분무기/초음파)
    원리물을 끓여 증기를 보냄물방울을 쪼개서 뿌림
    청결도매우 깨끗함 (삶는 효과)오염 우려 있음 (물때 등)
    실내 온도변화 없음/약간 상승하강 (기화 냉각 때문)
    제어 성능매우 우수 (즉각 반응)비교적 낮음

    헷갈림 방지 포인트

    문제에서 **"공기 온도를 저하시키지 않는다"**는 말이 나오면 무조건 증기식의 특징입니다. 반대로 **"냉각 효과가 있다"**거나 **"온도가 떨어진다"**는 말이 나오면 기화식이나 수분무식의 특징입니다.

    암기 팁: "증기식은 '스팀'이다! 스팀은 깨끗하고, 빠르고, 따뜻하다!"

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5. 습공기의 성질에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 단열가습하면 절대습도와 습구온도가 높아진다.
  2. 건구온도가 높을수록 포화 수증기량이 많다.
  3. 동일한 상대습도에서 건구온도가 증가할수록 절대습도 또한 증가한다.
  4. 동일한 건구온도에서 절대습도가 증가할수록 상대습도 또한 증가한다.
(정답률: 47%)
  • 단열가습 과정에서는 엔탈피와 습구온도가 일정하게 유지되는 특성이 있습니다. 따라서 습구온도가 높아진다는 설명은 틀렸습니다.

  • 번 문제는 **습공기 선도(Psychrometric Chart)**의 원리와 공기의 성질을 정확히 이해하고 있는지 묻는 문제입니다. 보기가 비슷비슷해 보이지만, 선도상의 움직임을 상상하면 정답이 명확해집니다.

    5번 해설: 습공기의 성질

    • ① 단열가습하면 절대습도와 습구온도가 높아진다. (X, 정답)

      • 단열가습은 외부와 열 교환 없이 물을 증발시켜 습도를 높이는 것입니다. 이때 물이 증발하면서 공기의 현열을 뺏어가기 때문에 건구온도는 내려가고 절대습도는 올라갑니다.

      • 결정적으로, 이 과정은 **습구온도 일정선(또는 엔탈피 일정선)**을 따라 이동합니다. 즉, 습구온도는 변하지 않습니다.

    • ② 건구온도가 높을수록 포화 수증기량이 많다. (O)

      • 공기는 온도가 높을수록 수증기를 머금는 '그릇'이 커집니다. (여름철이 겨울철보다 습한 이유입니다.)

    • ③ 동일한 상대습도에서 건구온도가 증가할수록 절대습도 또한 증가한다. (O)

      • 상대습도(%)가 일정할 때, 온도가 올라가면 전체 그릇(포화 수증기량)이 커지므로 그 안에 담긴 실제 수증기량(절대습도)도 늘어나야 비율이 유지됩니다.

    • ④ 동일한 건구온도에서 절대습도가 증가할수록 상대습도 또한 증가한다. (O)

      • 온도가 그대로일 때 수증기를 더 때려 넣으면(절대습도 증가), 당연히 눅눅한 정도(상대습도)도 올라갑니다.

    습공기 선도의 "마법의 선" 암기법

    시험에서 **'단열가습'**이라는 단어가 나오면 무조건 다음 세 가지를 떠올리세요.

    1. 방향: 습공기 선도에서 왼쪽 위로 비스듬히 올라간다.

    2. 변하는 것: 건구온도는 내려가고($\downarrow$), 절대습도는 올라간다($\uparrow$).

    3. 안 변하는 것 (불변): 습구온도와 엔탈피는 일정하다!

    왜 습구온도는 안 변할까? (이해 쏙쏙)

    • 단열가습은 물이 증발하면서 공기의 열($25^\circ\text{C}$ 현열)을 뺏어 자신의 몸을 증기($25^\circ\text{C}$ 잠열)로 바꾸는 과정입니다.

    • 에너지가 **'현열 $\rightarrow$ 잠열'**로 형태만 바뀐 것이지, 전체 에너지 총합(엔탈피)은 그대로입니다.

    • 엔탈피가 일정하면 그 짝꿍인 습구온도도 움직이지 않고 제자리를 지킵니다.

    한 줄 암기: "단열가습은 습구온도 선을 타고 미끄럼틀을 타는 것이다!"

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6. 난방부하 계산 시 온도 측정방법에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 외기온도 : 기상대의 통계에 의한 그 지방의 매일 최저온도의 평균값보다 다소 높은 온도
  2. 실내온도 : 바닥 위 1m의 높이에서 외벽으로부터 1m이내 지점의 온도
  3. 지중온도 : 지하실의 난방부하의 계산에서 지표면 10m 아래까지의 온도
  4. 천장 높이에 다른 온도 : 천장의 높이가 3m 이상이 되면 직접난방법에 의해서 난방 할 때 방의 윗부분과 밑면과의 평균온도
(정답률: 82%)
  • 난방부하 계산 시 실내온도는 바닥 위 $1.5\text{m}$ 높이에서 외벽으로부터 $1\text{m}$이내 지점의 온도를 측정하는 것이 원칙입니다.

    오답 노트
    실내온도 : 바닥 위 $1\text{m}$의 높이에서 외벽으로부터 $1\text{m}$이내 지점의 온도 $\rightarrow$ 높이가 $1.5\text{m}$여야 함

    • 실내온도 측정 위치의 오류 (2번): * 보통 실내 온도는 바닥 위 1.5m를 표준으로 합니다. (사람이 서 있거나 앉았을 때의 호흡선 기준)

      • 결정적으로 **"외벽으로부터 1m 이내 지점"**이라는 설명이 틀렸습니다. 외벽 근처는 외부 냉기의 영향을 직접 받는 곳(콜드 드래프트 등)이라서 방 전체의 평균적인 온도를 대표하기 어렵습니다. 보통 방 중앙이나 외벽에서 멀리 떨어진 곳을 기준으로 삼습니다.

    • 지중온도 (3번) 관련: * 지표면 아래 10m라는 수치는 사실 실제 설계에서 매우 깊은 수치라 오답 후보로 자주 거론되지만, 일부 이론서에서는 "지중 온도는 깊이 들어갈수록 변동이 적어 10m 정도면 연간 온도가 일정하다"는 지열 관련 이론과 섞여 나올 때가 있습니다. 만약 이 문제에서 2번이 명확한 오답이라면, '외벽 근처'라는 조건이 설계 원칙에 크게 어긋나기 때문입니다.

    실내 온도 측정의 "진짜" 기준

    1. 높이: 바닥 위 1.5m (성인의 코 높이 정도)

    2. 위치: 방의 중앙 부근 (벽에서 가급적 멀리)

    3. 이유: 벽 근처는 단열 상태에 따라 온도가 너무 낮거나 높아서 방 전체의 부하를 정확히 대변할 수 없기 때문입니다.

    정리하자면!

    이 문제는 **"실내 온도를 잴 때는 벽에서 떨어져서 재야 한다"**는 원칙을 알고 있는지 묻는 문제였습니다.

    • 외벽 1m 이내 (X) → 외부 영향을 너무 많이 받음

    • 방 중앙 부근 (O) → 실내 평균 온도를 가장 잘 나타냄

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7. 시간당 5000m3의 공기가 지름 70cm의 원형 덕트 내를 흐를 때 풍속은 약 얼마인가?

  1. 1.4 m/s
  2. 2.6 m/s
  3. 3.6 m/s
  4. 7.1 m/s
(정답률: 55%)
  • 유량, 단면적, 풍속의 관계식을 이용하여 풍속을 산출하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = \frac{Q}{A}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V = \frac{5000 / 3600}{\pi \times 0.7^2 / 4}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = 3.6\text{ m/s}$$

  • Q=AV--->Q=(π × d^2/4) × V

    V=5000/(π × 0.7^2× 3600)/4

    =3.6[m/s}

    이번 문제는 덕트 설계의 가장 기본이 되는 **유량 공식(Q=A×v)**을 활용하는 문제입니다. 공기의 양(Q)과 관의 단면적(A)을 알면 속도(v)를 구할 수 있습니다.

    계산할 때 가장 주의해야 할 점은 단위(m, s, h)를 통일하는 것입니다.

    1. 계산 공식: Q=A×v

    • Q (풍량): 5,000m3/h

    • A (단면적): 원형 덕트이므로 π×D24

    • v (풍속): 구하고자 하는 값 (m/s)

    2. 계산 단계

    [1단계] 단위 변환 (시간 → 초)

    풍량 Q가 시간당(h)으로 주어졌는데, 보기는 초당(s) 풍속을 묻고 있습니다.

    Q=5,000m33,600s≈1.389m3/s

    [2단계] 원형 덕트 단면적(A) 계산

    지름 D=70,cm=0.7,m입니다.

    A=π×(0.7)24=3.14159×0.494≈0.385m2

    [3단계] 풍속(v) 계산

    v=QA=1.3890.385≈3.607m/s

    3. 정답

    가장 가까운 값은 3.6 m/s입니다.

    실수 방지 포인트: "70cm를 그대로 쓰지 마세요!"

    이런 문제에서 가장 많이 하는 실수는 지름 70을 그대로 대입하는 것입니다.

    1. 단위 환산: 모든 길이는 **m(미터)**로, 시간은 **s(초)**로 먼저 바꾸고 시작하면 실수를 확 줄일 수 있습니다.

    2. 원형 단면적 공식: π×r2으로 계산해도 되지만, 시험에서는 지름(D)이 주로 주어지므로 πD24 공식을 손에 익혀두는 것이 계산기 입력 시 훨씬 빠릅니다.

  • 이번 문제는 덕트 설계의 가장 기본이 되는 **유량 공식($Q = A \times v$)**을 활용하는 문제입니다. 공기의 양($Q$)과 관의 단면적($A$)을 알면 속도($v$)를 구할 수 있습니다.

    계산할 때 가장 주의해야 할 점은 단위(m, s, h)를 통일하는 것입니다.

    1. 계산 공식: $Q = A \times v$

    • $Q$ (풍량): $5,000 \, \text{m}^3/\text{h}$

    • $A$ (단면적): 원형 덕트이므로 $\frac{\pi \times D^2}{4}$

    • $v$ (풍속): 구하고자 하는 값 ($\text{m/s}$)

    2. 계산 단계

    [1단계] 단위 변환 (시간 $\rightarrow$ 초)

    풍량 $Q$가 시간당($\text{h}$)으로 주어졌는데, 보기는 초당($\text{s}$) 풍속을 묻고 있습니다.

    $$Q = \frac{5,000 \, \text{m}^3}{3,600 \, \text{s}} \approx 1.389 \, \text{m}^3/\text{s}$$

    [2단계] 원형 덕트 단면적($A$) 계산

    지름 $D = 70 , \text{cm} = 0.7 , \text{m}$입니다.

    $$A = \frac{\pi \times (0.7)^2}{4} = \frac{3.14159 \times 0.49}{4} \approx 0.385 \, \text{m}^2$$

    [3단계] 풍속($v$) 계산

    $$v = \frac{Q}{A} = \frac{1.389}{0.385} \approx 3.607 \, \text{m/s}$$

    3. 정답

    가장 가까운 값은 3.6 m/s입니다.

    실수 방지 포인트: "70cm를 그대로 쓰지 마세요!"

    이런 문제에서 가장 많이 하는 실수는 지름 70을 그대로 대입하는 것입니다.

    1. 단위 환산: 모든 길이는 **m(미터)**로, 시간은 **s(초)**로 먼저 바꾸고 시작하면 실수를 확 줄일 수 있습니다.

    2. 원형 단면적 공식: $\pi \times r^2$으로 계산해도 되지만, 시험에서는 지름($D$)이 주로 주어지므로 $\frac{\pi D^2}{4}$ 공식을 손에 익혀두는 것이 계산기 입력 시 훨씬 빠릅니다.

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8. 송풍기의 특성에 풍량이 증가하면 정압(靜壓)은 어떻게 되는가?

  1. 증가한다.
  2. 감소한다.
  3. 변함없이 일정하다.
  4. 감소하다가 일정하다.
(정답률: 64%)
  • 송풍기의 특성상 풍량이 증가하면 정압과 전압은 감소하고, 대신 동압은 증가하는 경향을 보입니다.

  • 송풍기의 성능 곡선을 이해하고 있는지 묻는 아주 기초적이면서도 중요한 문제입니다. 송풍기나 펌프처럼 유체를 밀어내는 기계들은 '풍량(유량)'과 '압력(양정)'이 서로 반비례 관계에 있다는 점만 기억하면 바로 풀 수 있습니다.

    8번 해설: 송풍기의 특성 (P-Q 곡선)

    송풍기의 특성을 나타내는 **P-Q 선도(Pressure-Quantity curve)**를 떠올려 보세요.

    • 풍량(Q)이 0일 때 (체절운전): 바람을 전혀 내보내지 않고 꽉 막아두면, 송풍기 내부의 정압(P)은 최대가 됩니다.

    • 풍량(Q)이 증가할수록: 나가는 바람의 양이 많아지면, 송풍기가 공기를 밀어내는 힘(정압)은 점차 감소하게 됩니다.

    따라서 정답은 **감소한다.**입니다.

    "수도꼭지" 이미지 암기법

    송풍기를 우리 집 수도꼭지라고 상상해 보세요.

    1. 꽉 잠갔을 때 (풍량 0): 물이 나오지는 않지만, 배관 안의 수압(정압)은 빵빵하게 차 있습니다.

    2. 활짝 열었을 때 (풍량 증가): 물이 콸콸 쏟아져 나오기 시작하면, 배관 안을 꽉 채우고 있던 힘(정압)은 물을 밖으로 밀어내는 에너지로 바뀌면서 쑥 떨어집니다.

    한 줄 암기: "풍량과 정압은 서로 시소 관계다! (하나가 올라가면 하나는 내려간다)"

    심화 팁: 서징(Surging) 현상

    일부 송풍기(원심식 등)에서는 풍량이 아주 적을 때 일시적으로 정압이 올라갔다 내려가는 산 모양의 곡선이 나타나기도 합니다. 이 불안정한 구간에서 바람이 출렁거리는 현상을 **서징(Surging)**이라고 하는데, 시험에서 "풍량이 변할 때 압력이 주기적으로 변하며 진동이 발생하는 현상은?"이라는 문제로 자주 출제되니 함께 체크해 두세요!

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9. 온수난방의 특징으로 옳지 않은 것은?

  1. 증기난방보다 상하온도 차가 적고 쾌감도가 크다.
  2. 온도조절이 용이하고 취급이 간단하다.
  3. 예열시간이 짧다.
  4. 보일러 정지 후에도 여열에 의해 실내난방이 어느 정도 지속된다.
(정답률: 89%)
  • 온수난방은 매질인 물을 가열하여 순환시키는 방식이므로, 증기난방에 비해 물을 데우는 데 시간이 오래 걸려 예열시간이 긴 것이 특징입니다.
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10. 밀봉된 용기와 위크(wick) 구조체 및 증기공간에 의하여 구성되며, 길이 방향으로는 증발부, 응축부, 단열부로 구분되는데 한족을 가열하면 작동유체는 증발하면서 잠열을 흡수하고 증발된 증기는 저온으로 이동하여 응축되면서 열교환하는 기기의 명칭은?

  1. 전열 교환기
  2. 플레이트형 열교환기
  3. 히트 파이프
  4. 히트 펌프
(정답률: 79%)
  • 히트 파이프는 밀봉된 관 내부에 작동 유체를 봉입하여, 증발부에서 흡수한 잠열을 응축부로 이동시켜 방출함으로써 매우 높은 열전달 효율을 갖는 기기입니다.

  • 10번 해설: 히트 파이프(Heat Pipe)

    문제에서 제시된 **'위크(wick)', '증발-응축-단열부', '작동유체의 잠열'**이라는 키워드는 모두 히트 파이프를 가리키는 교과서적인 설명입니다.

    • 히트 파이프 (정답): 금속관 내부에 액체를 넣고 진공으로 밀봉한 장치입니다. 한쪽을 가열하면 액체가 증발하며 반대편으로 날아가 열을 전달하고, 다시 액체가 되어 **모세관 현상(Wick 구조)**을 타고 돌아오는 **'열전달의 고속도로'**입니다.

    • 히트 펌프 (오답): 냉매를 압축기로 강제 순환시켜 저온의 열을 고온으로 퍼 올리는 냉난방 장치입니다.

    • 전열 교환기 (오답): 버려지는 배기 가스에서 열과 습도를 회수해 들어오는 공기에 전달하는 환기 장치입니다.

    10번 문제 키워드 매칭법

    시험에서 다음 단어가 보이면 주저 없이 히트 파이프를 찍으세요!

    1. 위크(Wick): 액체를 원래 위치로 복귀시키는 심지 구조.

    2. 작동유체: 관 내부에서 끓고 식는 물질.

    3. 잠열 이용: 단순한 전도가 아니라 증발/응축 에너지를 이용함.

    4. 열전도율: 구리보다 수백 배 이상 뛰어난 전도 성능.

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11. 흡수식 냉동기에서 흡수기의 설치 위치는 어디인가?

  1. 발생기와 팽창밸브 사이
  2. 응축기와 증발기 사이
  3. 팽창밸브와 증발기 사이
  4. 증발기와 발생기 사이
(정답률: 73%)
  • 흡수식 냉동기의 냉매 순환 경로는 발생기 $\rightarrow$ 응축기 $\rightarrow$ 증발기 $\rightarrow$ 흡수기 순으로 이루어집니다. 따라서 흡수기는 증발기와 발생기 사이에 위치합니다.
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12. 다음은 단일 덕트 방식에 대한 것이다. 틀린 것은?

  1. 단일 덕트 정풍량방식은 개별제어에 적합하다.
  2. 중앙기계실에 설치한 공기조화기에서 조화한 공기를 주 덕트를 통해 각 실내로 분배한다.
  3. 단일 덕트 정풍량방식에서는 재열을 필요로 할 때도 있다.
  4. 단일 덕트 방식에서는 큰 덕트 스페이스를 필요로 한다.
(정답률: 71%)
  • 단일 덕트 정풍량 방식은 중앙 공조기에서 조화된 공기를 일정한 풍량으로 공급하는 중앙 제어 방식이므로, 개별 제어에 적합하다는 설명은 틀린 것입니다.

  • 단일 덕트 방식은 공조기에서 만든 공기를 하나의 커다란 관(덕트)을 통해 건물 전체로 보내는 가장 기본적인 방식입니다. 이 방식의 특징과 한계를 구분하는 문제입니다.

    12번 해설: 단일 덕트 방식

    • 단일 덕트 정풍량방식은 개별제어에 적합하다. (X, 정답): '정풍량(CAV, Constant Air Volume)'은 공기의 양을 항상 일정하게 보내는 방식입니다. 한 통로로 똑같은 양의 공기를 보내기 때문에, 옆방은 더운데 내 방만 시원하게 만드는 식의 개별 제어가 매우 어렵습니다. 개별 제어가 필요하다면 공기 양을 조절하는 '변풍량(VAV)' 방식을 써야 합니다.

    • 중앙기계실에서 조화한 공기를 분배한다. (O): 큰 기계실에서 온도와 습도를 다 맞춘 공기를 각 방으로 뿌려주는 전형적인 중앙식 공조 방식입니다.

    • 재열을 필요로 할 때도 있다. (O): 습도를 맞추기 위해 공기를 너무 차갑게 식혔을 경우, 실내 온도가 너무 낮아지는 것을 막기 위해 다시 살짝 데우는 '재열(Reheat)' 과정이 필요할 수 있습니다.

    • 큰 덕트 스페이스를 필요로 한다. (O): 공기 자체가 열을 운반하는 능력이 작기 때문에, 충분한 열을 전달하려면 덕트의 크기가 매우 커야 합니다. 그래서 천장 안쪽 공간(덕트 스페이스)을 많이 차지합니다.

    "정풍량(CAV) vs 변풍량(VAV)" 쉽게 이해하기

    두 방식의 차이를 수도꼭지에 비유하면 아주 쉽습니다.

    1. 정풍량 (CAV): 수도꼭지를 항상 똑같이 열어두는 것입니다. 물의 온도를 조절해서 실내 온도를 맞춰야 하므로, 여러 방의 온도를 제각각 맞추기가 불가능에 가깝습니다.

    2. 변풍량 (VAV): 더우면 수도꼭지를 더 열고, 추우면 줄이는 방식입니다. 방마다 밸브를 달면 개별 제어가 가능해집니다.

    요약 포인트

    • 단일 덕트 정풍량: 설비가 단순하고 유지보수가 쉽지만, 개별 제어는 안 됨!

    • 단일 덕트 변풍량: 에너지 절약이 되고 개별 제어가 가능하지만, 부하가 적을 때 환기 부족이 생길 수 있음.

    한 줄 암기: "정풍량은 '다 같이' 운명공동체! 개별 제어는 꿈도 못 꾼다."

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13. 지하철에 적용할 기계 환기 방식의 기능으로 틀린 것은?

  1. 피스톤효과로 유발된 열차풍으로 환기효과를 높인다.
  2. 터널 내의 고온의 공기를 외부로 배출한다.
  3. 터널 내의 잔류 열을 배출하고 신선외기를 도입하여 토양의 발열효과를 상승시킨다.
  4. 화재 시 배연기능을 달성한다.
(정답률: 84%)
  • 지하철 기계 환기 방식은 터널 내 잔류 열을 배출하고 신선한 외기를 도입하여 토양의 발열 효과가 아닌 '흡열' 효과를 상승시켜 온도를 낮추는 것이 목적입니다.
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14. 덕트설계방법 중 공기분배계통의 에어발란싱(Air balancing)을 유지하는데 가장 적합한 방법은?

  1. 등속법
  2. 정압법
  3. 개량 정압법
  4. 정압재취득법
(정답률: 74%)
  • 정압재취득법은 각 분기 덕트나 취출구에서 정압을 증가시켜 다음 구간의 마찰 손실을 상쇄함으로써, 모든 취출구의 정압을 일정하게 유지하고 토출 풍량의 균형(에어발란싱)을 맞추는 데 가장 적합한 방법입니다.
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15. 에어필터 입구의 분진농도가 0.35mg/m3, 출구의 분진농도가 0.14mg/m3일 때 에어필터의 여과효율은?

  1. 33%
  2. 40%
  3. 60%
  4. 66%
(정답률: 57%)
  • 필터 입구와 출구의 분진 농도 차이를 이용하여 제거된 분진의 비율을 계산하는 여과효율 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{C_{in} - C_{out}}{C_{in}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{0.35 - 0.14}{0.35} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\eta = 60$
  • 에어필터 에서 처리된 분진량 = 0.35 - 0.14 = 0.21
    여과효율 = 100 x ( 0.21 / 0.35 ) = 60
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16. 다음 중 공기조화기 부하를 바르게 나타낸 것은?

  1. 실내부하+외기부하+덕트통과열부하+송풍기부하
  2. 실내부하+외기부하+덕트통과열부하+배관통과열부하
  3. 실내부하+외기부하+송풍기부하+펌프부하
  4. 실내부하+외기부하+재열부하+냉동기부하
(정답률: 84%)
  • 공기조화기 부하는 실내에서 발생하는 부하와 외부에서 들어오는 외기 부하, 그리고 공기가 덕트를 통과하며 발생하는 열부하와 송풍기 작동에 의한 부하의 합으로 결정됩니다.
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17. 중앙 집중식 공조방식과 비교하여 덕트병용 패키지 공조방식의 특징이 아닌 것은?

  1. 기계실 공간이 적다.
  2. 고장이 적고, 수명이 길다.
  3. 설비비가 저렴하다.
  4. 운전의 전문기술자가 필요 없다.
(정답률: 69%)
  • 덕트 병용 패키지 공조방식은 기계실 공간 절약, 저렴한 설비비, 운전의 편의성이라는 장점이 있지만, 구조적 특성상 고장이 많아 보수 비용이 증가하고 수명이 짧다는 단점이 있습니다.
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18. 급수온도 10℃이고 증기압력 14kg/cm2, 온도 240℃인 과열증기 (비엔탈피 693.8kcal/kg)를 1시간에 10000kg을 발생시키는 증기보일러가 있다. 이 보일러의 상당증발량은 얼마인가? (단, 급수의 비엔탈피는 10kcal/kg이다.)

  1. 10479 kg/h
  2. 11580 kg/h
  3. 12691 kg/h
  4. 13702 kg/h
(정답률: 54%)
  • 보일러의 상당증발량은 실제 증발량에 증기 엔탈피와 급수 엔탈피의 차이를 물의 증발잠열로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $G_{e} = G \times \frac{h_{s} - h_{w}}{538.8}$
    ② [숫자 대입] $G_{e} = 10000 \times \frac{693.8 - 10}{538.8}$
    ③ [최종 결과] $G_{e} = 12691$

  • 상당 증발량

    Ge=G(h''-h')/539[kcal/h]

    =10000×(693.8-10)/539= 12686.45[kcal/h]



    100℃의 물의 증발잠열:539[kcal/h]


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19. 다음 부하 중 냉각코일의 용량을 산정하는데 포함되지 않는 것은?

  1. 실내 취득 열량
  2. 도입 외기 부하
  3. 송풍기 축동력에 의한 열부하
  4. 펌프 및 배관으로부터의 부하
(정답률: 70%)
  • 냉각코일의 용량은 실내 취득 열량, 도입 외기 부하, 기기 취득 부하, 재열 부하를 합산하여 산정합니다. 펌프 및 배관으로부터의 부하는 냉각코일 용량이 아닌 냉동기 전체 용량을 결정할 때 포함됩니다.
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20. 다음 난방에 이용되는 주형 방열기의 종류가 아닌 것은?

  1. 2주형
  2. 2세주형
  3. 3주형
  4. 3세주형
(정답률: 73%)
  • 주형 방열기의 종류에는 2주형, 3주형, 3세주형, 5세주형 등이 있습니다. 따라서 2세주형은 해당하지 않는 종류입니다.
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2과목: 냉동공학

21. 압력 18kg/cm2, 온도 300℃ 인 증기를 마찰이 없는 이상적인 단열 유동으로 압력 2kg/cm2 까지 팽창시킬 때 증기의 최종속도는 약 얼마인가? (단, 최초 속도는 매우 작으므로 무시한다. 또한 단열 열낙차는 105.3kcal/kg로 한다.)

  1. 912.1 m/sec
  2. 938.8 m/sec
  3. 946.4 m/sec
  4. 963.3 m/sec
(정답률: 50%)
  • 단열 유동에서 증기의 최종 속도는 단열 열낙차를 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V = 91.5 \times \sqrt{h}$
    ② [숫자 대입] $V = 91.5 \times \sqrt{105.3}$
    ③ [최종 결과] $V = 938.8$
  • 최초속도 V1은 무시
    열낙차 h1 - h2 = 105.3
    최종속도 = 91.5 √105.3 = 938.93

  • 1)최초속도 V1은 무시

    2)열낙차 h1 - h2 = 105.3

    h1: 노즐입구 엔탈피

    h2: 노즐 출구 엔탈피

    3)최종속도

    = 91.5 √h1-h2

    = 91.5 √105.3

    =938.93[m/s]

    현장이나 시험에서는 위 상수를 미리 계산한 간편식을 자주 사용합니다.

    $$V = 91.5 \sqrt{\Delta h}$$

    이 식에 대입하면:

    $$V = 91.5 \sqrt{105.3} \approx 91.5 \cdot 10.26 \approx 938.79 \, m/s$$

    결과값이 거의 동일하므로, $91.5$라는 계수를 외워두면 훨씬 빠르게 풀 수 있습니다.

    정답: 약 939 m/s


    단열 팽창 시 증기의 최종 속도를 구하는 문제는 에너지 보존 법칙(베르누이 방정식의 확장형)을 활용하면 간단하게 해결할 수 있습니다.

    주어진 조건에서 최초 속도를 무시할 수 있으므로, 감소한 **열낙차(엔탈피 변화량)**가 모두 운동 에너지로 전환된다고 가정합니다.

    1. 기본 공식

    증기의 최종 속도($V$)를 구하는 공식은 다음과 같습니다.

    $$V = \sqrt{2 \cdot g \cdot J \cdot \Delta h}$$

    여기서 각 기호의 의미와 단위는 다음과 같습니다.

    • $g$: 중력 가속도 ($9.8 \, m/s^2$)

    • $J$: 열의 일당량 ($427 \, kg \cdot m/kcal$)

    • $\Delta h$: 단열 열낙차 ($105.3 \, kcal/kg$)

    2. 수치 대입 및 계산

    공식에 주어진 값을 대입해 보겠습니다.

    $$V = \sqrt{2 \cdot 9.8 \cdot 427 \cdot 105.3}$$
    $$V = \sqrt{881,276.76}$$
    $$V \approx 938.76 \, m/s$$

    계산 결과, 증기의 최종 속도는 약 939 m/s가 됩니다.

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22. 일반적으로 초저온냉동장치(Super chilling unit)로 적당하지 않은 냉동장치는 어느 것인가?

  1. 다단압축식(Multi - Stage)
  2. 다원압축식(Multi - Stage Cascade)
  3. 2원압축식(Cascade System)
  4. 단단압축식(Single - Stage)
(정답률: 81%)
  • 단단압축식은 일반적으로 상온 이하에서 약 $-25^{\circ}C$ 정도의 온도 범위에 사용되며, 그보다 훨씬 낮은 초저온을 얻기 위해서는 다단압축식이나 캐스케이드(Cascade) 방식의 다원압축식이 필요합니다.
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23. 작동물질로 H2O - LiBr을 사용하는 흡수식 냉동사이클에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 열교환기는 흡수기와 발생기 사이에 설치
  2. 발생기에서는 냉매 LiBr이 증발
  3. 흡수기의 압력은 저압이며 발생기는 고압임
  4. 응축기 내에서는 수증기가 응축됨
(정답률: 71%)
  • 흡수식 냉동사이클($H_{2}O-LiBr$)에서 냉매는 $H_{2}O$(물)이며, 흡수제는 $LiBr$(브롬화리튬)입니다. 따라서 발생기에서 증발하는 물질은 냉매인 $H_{2}O$입니다.
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24. 감온 팽창밸브에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 팽창밸브의 감온부는 냉각되는 물체의 온도를 감지한다.
  2. 강관에 감온통을 사용할 때는 부식 및 열전도율의 불량을 막기 위해 알루미늄 칠을 한다.
  3. 암모니아 냉동장치 수분이 있으면 냉매에서 수분이 분리되어 팽창밸브를 폐쇄시킨다.
  4. R-12를 사용하는 냉동장치에 R-22용의 팽창밸브를 사용 할 수 있다.
(정답률: 63%)
  • 강관에 감온통을 설치할 때는 부식을 방지하고 열전도율을 높이기 위해 알루미늄 칠을 하여 밀착시킵니다.

    오답 노트
    팽창밸브의 감온부: 냉각되는 물체가 아니라 증발기 출구의 냉매 과열도를 감지함
    암모니아 냉동장치: 수분과 용해되므로 수분이 분리되어 밸브를 폐쇄시키지 않음
    R-12/R-22 밸브: 냉매마다 특성이 다르므로 전용 팽창밸브를 사용해야 함

  • . 각 보기 상세 해설

    • ① 팽창밸브의 감온부는 냉각되는 물체의 온도를 감지한다. (X)

      • 이유: 감온부(Bulb)는 '냉각되는 물체'가 아니라, 증발기 출구 측 냉매 배관의 온도를 감지합니다. 이 온도를 통해 증발기 내 냉매가 충분히 증발했는지(과열도)를 판단하여 냉매 공급량을 조절합니다.

    • ② 강관에 감온통을 사용할 때는 알루미늄 칠을 한다. (X)

      • 이유: 감온통은 배관의 온도를 아주 예민하게 전달받아야 합니다. 알루미늄 칠이나 페인트는 오히려 열전달을 방해하는 단열재 역할을 하게 됩니다. 보통은 접촉면을 깨끗이 닦고 밀착시킨 후 보온재로 감싸 외부 온도의 영향을 차단합니다.

    • ③ 암모니아 냉동장치 수분이 있으면... 팽창밸브를 폐쇄시킨다. (O)

      • 이유: 암모니아나 프레온 냉동 장치 공통으로, 냉매 계통 내에 수분이 있으면 온도가 급격히 낮아지는 팽창밸브 오리피스 부위에서 수분이 얼어붙어(빙결) 냉매의 흐름을 막아버립니다. 이를 '동결 폐쇄'라고 합니다.

    • ④ R-12 장치에 R-22용 팽창밸브를 사용할 수 있다. (X)

      • 이유: 냉매마다 압력-온도 특성(P-T 선도)이 완전히 다릅니다. 감온통 내부의 충전 가스 압력으로 밸브 개도를 조절하는데, 냉매가 달라지면 적정 과열도를 유지할 수 없어 냉동 능력이 떨어지거나 액압축 현상이 발생할 수 있습니다.

    핵심 요약: 감온 팽창밸브(TEV)의 역할

    감온 팽창밸브의 핵심은 **'과열도 제어'**입니다. 증발기 출구 온도가 너무 높으면(냉매 부족) 밸브를 더 열고, 온도가 낮으면(액체 유입 위험) 밸브를 조여서 압축기를 보호하고 효율을 높입니다.

    추가 학습 팁

    암모니아($NH_3$)와 프레온($R$ 계열)은 수분에 반응하는 특성이 조금 다릅니다.

    • 프레온: 수분과 섞이지 않아 바로 얼음이 되어 밸브를 막습니다.

    • 암모니아: 수분과 매우 잘 섞여서 '암모니아수'가 되지만, 그래도 저온부에서는 얼음 결정을 형성해 밸브 작동을 방해하는 것은 마찬가지입니다.

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25. 몰리에르선도 상에서 압력이 증대함에 따라 포화약선과 건포화증기선이 만나는 일치점을 무엇이라 하는가?

  1. 한계점
  2. 임계점
  3. 상사점
  4. 비등점
(정답률: 88%)
  • 몰리에르 선도에서 압력이 상승함에 따라 포화액선과 건포화증기선이 하나로 만나는 지점을 임계점이라고 합니다. 이 지점 이상에서는 액체와 기체의 구분이 없어집니다.
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26. 1냉동톤을 바르게 설명한 것은?

  1. 1시간에 0℃의 물 1톤을 냉동하여 0℃의 얼음으로 만들 때의 열량
  2. 1일에 4℃의 물1톤을 냉동하여 0℃의 얼음으로 만들 때의 열량
  3. 1시간에 4℃의 물 1톤을 냉동하여 0℃의 얼음으로 만들 때의 열량
  4. 1일에 0℃의 물 1톤을 냉동하여 0℃의 얼음으로 만들 때의 열량
(정답률: 79%)
  • 1냉동톤(1 RT)의 정의는 $0^{\circ}C$의 물 1톤을 24시간(1일) 동안 $0^{\circ}C$의 얼음으로 만드는 데 제거해야 하는 열량을 의미합니다.
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27. 다음 냉매 중 구리 도금 현상이 일어나지 않는 것은?

  1. CO2
  2. CCl3F
  3. R-12
  4. R-22
(정답률: 75%)
  • 구리 도금 현상은 프레온 계열 냉매가 오일 및 수분과 반응하여 구리가 용해된 후 금속 표면에 부착되는 현상입니다. $CO_{2}$는 프레온 냉매가 아니므로 이러한 현상이 발생하지 않습니다.

    오답 노트
    $CCl_{3}F$, R-12, R-22: 모두 프레온 계열 냉매로 구리 도금 현상이 발생함

  • ​1. 구리 도금 현상이란?(프레온계 냉매에서만 발생)

    ​냉매 계통 내에 수분이 침투했을 때, 냉매와 오일이 반응하여 산을 형성하고 이 산이 배관의 구리를 부식시킵니다. 부식되어 녹아 나온 구리 성분이 고온 부위(토출 밸브, 피스톤 등)에 다시 달라붙어 얇은 막을 형성하는 현상을 말합니다.

    냉매 종류     구리 도금 현상 여부                   비고

    CO_2         일어나지 않음                            자연 냉매로, 화학적으로 안정적이며 프레온                                                                     계와 성질이 다름.

    CCl_3F (R-11) 발생함                                프레온계 냉매(CFC 계열)

    R-12          발생함                                       프레온계 냉매(CFC 계열), 구리 도금 현상이                                                                    가장 빈번함

    R-22         발생함                                        프레온계

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28. 압축기의 흡입 밸브 및 송출 밸브에서 가스누출이 있을 경우 일어나는 현상은?

  1. 압축일의 감소
  2. 체적 효율이 감소
  3. 가스의 압력이 상승
  4. 가스의 온도가 하강
(정답률: 67%)
  • 압축기의 흡입 및 송출 밸브에서 가스가 누설되면 실린더 내의 가스가 재순환되거나 유출되어 실제 흡입되는 냉매량이 줄어들므로 체적 효율이 감소하게 됩니다.

    오답 노트
    압축일의 감소: 누설로 인해 효율이 떨어져 오히려 필요 일이 증가할 수 있음
    가스의 압력 상승: 누설 시 토출 압력 형성이 어려워짐
    가스의 온도 하강: 실린더 과열로 인해 토출 가스 온도가 상승함
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29. 단면 확대 노즐 내를 건포화증기가 단열적으로 흐르는 동안 엔탈피가 118kcal/kg만큼 감소하였다. 이 때의 노즐 출구의 속도는 약 얼마인가? (단, 입구의 속도는 무시한다.)

  1. 828 m/s
  2. 886 m/s
  3. 924 m/s
  4. 994 m/s
(정답률: 45%)
  • 노즐 내에서 엔탈피 감소량은 운동에너지로 변환되며, 입구 속도를 무시할 때 출구 속도는 엔탈피 차의 제곱근에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $V = 91.5 \times \sqrt{\Delta h}$
    ② [숫자 대입] $V = 91.5 \times \sqrt{118}$
    ③ [최종 결과] $V = 994$ m/s
  • 열낙차 = 118
    91.5 √118 = 993.94
  • 열낙차h1-h2 = 118
    h1 : 노즐입구 엔탈피 [kcal/kg]
    h2 : 노츨출구 엔탈피 [kcal/kg]
    2)최종속도(노즐,출구,속도)
    =91.5 √h1-h2
    =91.5 √118
    = 993.94
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30. 다음 엔트로피에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 엔트로피는 자연현상의 비가역성을 나타내는 척도가 된다.
  2. 엔트로피를 구할 때 적분경로는 반드시 가역변화이어야 한다.
  3. 열기관이 가역사이클이면 엔트로피는 일정하다.
  4. 열기관이 비가역사이클이면 엔트로피는 감소한다.
(정답률: 71%)
  • 엔트로피는 자연현상의 비가역성을 나타내는 척도이며, 가역 사이클에서는 엔트로피 변화가 없으나 비가역 사이클에서는 항상 엔트로피가 증가하는 성질을 가집니다. 따라서 열기관이 비가역사이클이면 엔트로피는 감소한다는 설명은 틀린 것입니다.

  • 엔트로피 변화량(\Delta S)

    가역변화 .......... 불변

    비가역변화....... 증가

    팁: 시험에서 "엔트로피는 감소한다"라는 문구가 나오면,

    국소적인 냉각 상황이 아닌 이상 대부분 틀린 답일 확률이 매우 높습니다

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31. 다음 냉매중 독성이 큰 것부터 나열된 것은?

  1. ㉣ - ㉡ - ㉠ - ㉢
  2. ㉣ - ㉠ - ㉡ - ㉢
  3. ㉠ - ㉣ - ㉡ - ㉢
  4. ㉠ - ㉡ - ㉣ - ㉢
(정답률: 77%)
  • 냉매의 독성 강도는 일반적으로 $\text{NH}_3$ (암모니아) > $\text{SO}_2$ (아황산가스) > $\text{CO}_2$ (탄산가스) > $\text{CCl}_2\text{F}_2$ (R-12) 순으로 나타납니다.
    제시된 이미지의 냉매를 매칭하면 $\text{NH}_3$ (㉠) - $\text{SO}_2$ (㉣) - $\text{CO}_2$ (㉡) - $\text{CCl}_2\text{F}_2$ (㉢) 순서가 됩니다.
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32. 냉동장치의 증발기 냉각능력이 4500kcal/h, 증발관의 열통과율이 700kcal/m2h℃, 유체의 입ㆍ출구 평균온도와 냉매의 증발온도와의 차가 6℃ 인 증발기의 전열 면적은 약 얼마인가?

  1. 1.07 m2
  2. 3.07 m2
  3. 5.18 m2
  4. 7.18 m2
(정답률: 56%)
  • 증발기의 냉각능력, 열통과율, 온도차를 이용하여 전열 면적을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $A = \frac{Q}{K \times \Delta T}$
    ② [숫자 대입] $A = \frac{4500}{700 \times 6}$
    ③ [최종 결과] $A = 1.07$
    따라서 전열 면적은 약 $1.07\text{ m}^2$입니다.
  • Q(냉동능력)=K(열통과율) × F(면적) × ΔT(온도차)
    4500=700 × F × 6
    F=4500/700×6=1.07[m^2]
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33. 감열(Sensible heat)에 대해 설명한 것으로 옳은 것은?

  1. 물질이 상태 변화 없이 온도가 변화할 때 필요한 열
  2. 물질이 상태, 압력, 온도 모두 변화할 때 필요한 열
  3. 물질이 압력은 변화하고 상태가 변하지 않을 때 필요한 열
  4. 물질이 온도만 변하고 압력이 변화하지 않을 때 필요한 열
(정답률: 79%)

  • 현열(감열):상태는 변하지 않고 온도가 변하는것 (현:온도)고체->고체,액체->액체

    -> 20°C의 물을 80°C로 데울 때 필요한 열 (온도가 올라감).

    잠열:온도는 변하지 않고 상태만 변하는것(잠:상태)고체->액체->기체

    ->0°C의 얼음이 0°C의 물로 녹을 때 필요한 열 (온도는 그대로인데 얼음이 물로 변함).

  • 감열(현열)은 물질의 상태 변화(고체, 액체, 기체 간의 변화) 없이 오직 온도만 변화시킬 때 필요한 열량을 의미합니다.
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34. 증발기에 서리가 생기면 나타나는 현상은?

  1. 압축비 감소
  2. 소요동력 감소
  3. 증발압력 감소
  4. 냉장고 내부온도 감소
(정답률: 64%)

  • 1.증발압력감소 2, 냉동능력감소 3. 압축비상승 4.소요동력증가

    5.토출온도 상승 6.내부온도 상승

    서리가 끼면 **"냉장고는 안 시원해지는데, 압축기(기계)는

    고압과 저압의 차이가 커져서 훨씬 더 힘들게 일해야 하는 상태

    "**가 됩니다. 이 때문에 주기적인 제빙(Defrost) 작업이 필수적입니다.

    ​팁: 시험 문제에서 '효율 저하'와 관련된 보기가 나오면

    증발압력은 낮아지고, 압축비와 소요동력은 높아진다는

    점을 꼭 기억하세요!

  • 증발기에 서리가 쌓이면 열전달을 방해하는 단열층 역할을 하여 전열 성능이 불량해집니다. 이로 인해 냉매가 충분히 증발하지 못하게 되어 증발압력이 감소하게 됩니다.
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35. 프레온냉동기의 냉동능력이 18900kcal/h이고, 성적계수가 4, 압축일량이 45kcal/kg일 때 냉매순환량은 얼마인가?

  1. 96 kg/h
  2. 105 kg/h
  3. 108 kg/h
  4. 116 kg/h
(정답률: 65%)
  • 냉동기의 성적계수(COP)와 냉동능력, 압축일량의 관계를 이용하여 냉매순환량을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $G = \frac{Q}{COP \times Aw}$
    ② [숫자 대입] $G = \frac{18900}{4 \times 45}$
    ③ [최종 결과] $G = 105$
    따라서 냉매순환량은 $105\text{ kg/h}$입니다.
  • COP = Q /AW > COP = Q / G x dH
    COP = 18900 / 4 X 45 = 105
  • 1) 성적계수 COP = Q /AW ----- > COP = Q / G x ΔH
    ※압축기열량:Aw=G ΔH

    냉매순환량
    G = Q /COP x ΔH
    = 18900 / 4 X 45 = 105[kg/h]
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36. 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 암모니아 냉동장치에서는 토출가스 온도가 높기 때문에 윤활유의 변질이 일어나기 쉽다.
  2. 프레온 냉동장치에서 사이트글라스는 응축기 전에 설치한다.
  3. 액순환식 냉동장치에서 액펌프는 저압수액기 액면보다 높게 설치해야 한다.
  4. 약관 중에 후레쉬가스가 발생하면 냉매의 증발 온도가 낮아지고 압축기 흡입 증기 과열도는 작아진다.
(정답률: 62%)
  • 암모니아 냉동장치는 토출가스 온도가 매우 높기 때문에 윤활유의 열변질이 일어나기 쉽습니다.

    오답 노트
    사이트글라스 설치 위치: 응축기 후 고압 액관에 설치
    액펌프 설치 위치: 저압수액기 액면보다 낮게 설치
    플래시가스 발생 시: 압축기 흡입 증기 과열도는 커짐

  • 암모니아 문제에서는 항상 "고온 토출", "동합금 부식(구리 사용 금지)", "독성/가연성" 이 세 가지 키워드가 정답과 직결되는 경우가 많으니 꼭 기억하세요

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37. 냉매에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 초저온 냉매로는 프레온 13과 프레온 14가 적합하다.
  2. 암모니아액은 R - 12보다 무겁다.
  3. R - 12의 분자식은 CCl2F2이다.
  4. 흡수식 냉동기의 냉매로는 물이 적합하다.
(정답률: 63%)
  • 암모니아액의 비중은 $R-12$보다 작기 때문에 암모니아액이 $R-12$보다 무겁다는 설명은 틀린 것입니다.

  • ​냉매 번호를 분자식으로 바꾸는 법을 알면 실수를 줄일 수 있습니다.

    ​R-12: 12 + 90 = 102 ->탄소(C) 1개, 수소(H) 0개, 불소(F) 2개.

    나머지는 염소(Cl)로 채움 ->CCl_2F_2

    ​암모니아: 분자량이 작아 가스 누설 시 위로 떠오르는 성질이 있다는 점을 기억하면 "가볍다"는 것을 쉽게 떠올릴 수 있습니다.

    ​초저온 냉매로는 프레온 13(R-13)과 프레온 14(R-14)가 적합하다. (O)

    ​R-13(CClF_3)과 R-14(CF_4)는 끓는점(비점)이 매우 낮아 -80^\circ C 이하의 초저온 환경을 만드는 이원 냉동 장치(Cascade System)의 저온측 냉매로 주로 사용됩니다.

    ​암모니아액은 R-12보다 무겁다. (X)

    ​틀린 설명입니다. 암모니아(NH_3)의 분자량은 약 17이고, R-12(CCl_2F_2)의 분자량은 약 121입니다. 액체 상태의 비중(밀도) 또한 암모니아가 물보다 가벼운 반면(0.6대), R-12는 물보다 훨씬 무겁습니다(1.3대). 따라서 R-12가 암모니아보다 훨씬 무겁습니다

    ​R-12의 분자식은 CCl_2F_2이다. (O)

    ​R-12(이염화이불화탄소)는 메탄계 냉매로, 탄소(C) 1개에 염소(Cl) 2개와 불소(F) 2개가 결합된 구조입니다.

    ​흡수식 냉동기의 냉매로는 물이 적합하다. (O)

    ​흡수식 냉동기에서는 물(H_2O)을 냉매로 사용하고, 리튬브로마이드(LiBr) 용액을 흡수제로 사용하는 방식이 가장 일반적입니다.

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38. 압축기 및 응축기에서 과도한 온도상승을 방지하기 위한 대책으로 부적당한 것은?

  1. 압력 차단 스위치를 설치한다.
  2. 온도 조절기를 사용한다.
  3. 규정된 냉매량보다 적은 냉매를 충진한다.
  4. 많은 냉각수를 보낸다.
(정답률: 80%)
  • 압축기와 응축기의 온도 상승을 막기 위해서는 충분한 냉각수를 공급하거나 온도 조절기 및 압력 차단 스위치를 설치해야 합니다. 규정된 냉매량보다 적은 냉매를 충진하면 냉각 효율이 떨어져 오히려 온도 상승을 초래할 수 있습니다.
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39. 지열을 이용하는 열펌프의 종류에 해당되지 않은 것은?

  1. 지하수 이용 열펌프
  2. 폐수 이용 열펌프
  3. 지표수 이용 열펌프
  4. 지중열 이용 열펌프
(정답률: 81%)
  • 지열 열펌프는 땅속의 열에너지를 활용하는 방식으로, 지하수, 지표수, 지중열을 이용하는 방식이 이에 해당합니다. 폐수 이용 열펌프는 지열이 아닌 폐열 회수 시스템에 해당합니다.
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40. 다음 응축기에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 증발식 응축기는 주로 물의 증발에 의하여 냉각되는 것이다.
  2. 횡형응축기의 관내 유속은 5m/sec가 표준이다.
  3. 공냉식 응축기는 공기의 잠열로 냉각된다.
  4. 입형암모니아 응축기는 운전 중에 냉각관의 소제를 할 수 없으므로 불편하다.
(정답률: 70%)
  • 증발식 응축기는 물이 증발할 때 주변의 열을 빼앗아가는 증발 잠열을 이용하여 냉각하는 방식입니다.

    오답 노트
    횡형응축기 유속: $1.0 \sim 1.5\text{m/sec}$가 표준임
    공냉식 응축기: 잠열이 아닌 현열로 냉각됨
    입형암모니아 응축기: 운전 중 냉각관 소제가 가능하여 편리함
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3과목: 배관일반

41. 내식성 및 내마모성이 우수하여 지하매설용 수도관으로 적당한 것은?

  1. 주철관
  2. 알루미늄관
  3. 황동관
  4. 강관
(정답률: 58%)

  • ​1. 왜 주철관이 정답인가요?

    ​우수한 내식성: 주철(Cast Iron)은 강관(철관)에 비해 탄소 함유량이 많아 녹이 잘 슬지 않습니다. 습기가 많은 흙 속에 묻어도 오래 버팁니다.

    ​내마모성 및 내구성: 재질이 단단하여 외부 압력이나 마찰에 강합니다.

    ​경제성: 대구경(지름이 큰 관)으로 제작하기가 용이하고 가격이 상대적으로 저렴합니다.

    ​용도: 이러한 장점 덕분에 상하수도 본관, 가스관, 지하 매설용으로 가장 널리 쓰입니다.

    종류 특징 및 단점 주 용도
    *강관 (Steel Pipe) 충격에는 강하나 부식(녹)에 취약함. 지하 매설 시 코팅이 필수적임. 증기, 가스, 기름 수송
    *황동관 (Brass Pipe) 내식성은 좋으나 가격이 너무 비싸고 대형 수도관으로 쓰기엔 부적합함. 열교환기, 급탕 배관
    *알루미늄관 무게는 가벼우나 알칼리에 약하고 강도가 낮아 지하 매설용으로는 부적합함.


    핵심 요약

    ​시험에서 **"지하 매설", "수도관", "내식성"**이라는 단어가 조합되어 나오면 십중팔구 주철관이나 덕타일 주철관이 정답입니다.

  • 주철관은 강관과 비교하여 부식에 견디는 내식성과 마모에 견디는 내마모성, 그리고 내구성이 매우 우수하여 지하 매설용 수도관으로 가장 적당합니다.
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42. 급탕 사용량이 4000L/h인 급탕설비 배관에서 급탕주관의 관경으로 적합한 것은? (단, 유속은 0.9m/s이고 순환탕량은 약 2.5배이다.)

  1. 40A
  2. 50A
  3. 65A
  4. 80A
(정답률: 52%)
  • 급탕주관의 관경은 순환탕량을 고려한 전체 유량을 유속으로 나누어 단면적을 구한 뒤 계산합니다.
    ① [기본 공식] $d = \sqrt{\frac{4Q}{\pi v}}$
    ② [숫자 대입] $d = \sqrt{\frac{4 \times (4 \times 2.5)}{3.14 \times 0.9 \times 3600}}$
    ③ [최종 결과] $d = 0.0627$
    계산 결과 약 $62.7\text{mm}$가 산출되므로, 이보다 큰 표준 관경인 $65\text{A}$가 적합합니다.
  • Q=AV ---->Q=파이 D^2/4 x V
    4000/(1000 x3600)x2.5=파이 D^2/4 x 0.9

    D=루트 4000 x 2.5 x 4/1000 x 3600 x 파이 x 0.9
    =0.063[m]=63[mm]=65[A]
    63mm보다 큰 배관을 설치해야 하므로65[A]관을 설치한다
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43. 강관의 이음방법이 아닌 것은?

  1. 나사이음
  2. 용접이음
  3. 플랜지이음
  4. 코터이음
(정답률: 79%)
  • 강관의 일반적인 이음 방법으로는 나사이음, 용접이음, 플랜지이음 등이 사용됩니다. 코터이음은 강관의 이음 방법이 아닙니다.
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44. 보온재의 구비 조건 중 틀린 것은?

  1. 열전도율이 클 것
  2. 불연성일 것
  3. 내식성 및 내열성이 있을 것
  4. 비중이 적고 흡습성이 적을 것
(정답률: 83%)

  • ​정답: 열전도율이 클 것

    ​보온재는 열을 가두는 역할을 해야 하므로 열전도율(\lambda)이

    낮을수록 우수한 제품으로 평가받습니다.


    보온재(배관,탱크)를 단열재(벽,지붕, 바닥)와 다르지만 

    똑같이 열을 차단하는 재료들 입니다.

  • 보온재는 열의 이동을 차단하여 온도를 유지하는 것이 목적이므로, 열전도율이 낮을수록 보온 성능이 우수합니다.

    오답 노트
    불연성, 내식성, 내열성, 저비중, 저흡습성은 보온재가 갖추어야 할 필수적인 구비 조건입니다.
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45. 2단압축기의 중간냉각기 종류에 속하지 않는 것은?

  1. 액냉각형 중간 냉각기
  2. 흡수형 중간 냉각기
  3. 플래쉬형 중간 냉각기
  4. 직접 팽창형 중간 냉각기
(정답률: 52%)

  • 중간냉각기는 저단 압축기에서 나온 뜨거운 가스를

    **'냉매'**를 이용해 식히는 장치입니다.

    따라서 냉매 액을 직접 쓰느냐

    (액냉각형), 증발시키느냐(플래쉬형), 코일로 식히느냐(직접 팽창형)의

    차이가 있을 뿐 **'흡수형'**이라는 방식은 존재하지 않습니다.


    ​정답: 흡수형 중간 냉각기

    ​**흡수형(Absorption)**은 냉동 사이클의 한 종류(흡수식 냉동기)이지, 증기 압축식 냉동기의 2단 압축 과정에서 사용되는 중간냉각기의 방식이 아닙니다.

  • 2단 압축기의 중간냉각기는 압축 효율을 높이기 위해 사용하며, 액냉각형, 플래쉬형, 직접 팽창형 등이 사용됩니다. 흡수형은 중간냉각기의 종류에 해당하지 않습니다.
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46. 각종 배수관에 사용되는 재료로 적합하지 않은 것은?

  1. 오수 옥내배관 : 경질염화비닐관
  2. 잡배수 옥외배관 : 경질염화비닐관
  3. 우수배수 옥외배관 : 원심력 철근 콘크리트관
  4. 통기 옥내배관 : 원심력 철근 콘크리트관
(정답률: 71%)
  • 통기 옥내배관에는 주로 PVC관(VG2) 등이 사용됩니다. 원심력 철근 콘크리트관은 강도는 높으나 시공성과 무게 문제로 인해 옥내배관으로는 사용하지 않습니다.
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47. 관경 50A 동관(L-type)의 관 지지간격에서 수평주관인 경우 행거 지름(mm)과 지지간격(m)으로 적당한 것은?

  1. 지름 : 9mm, 간격 : 1.0m 이내
  2. 지름 : 9mm, 간격 : 1.5m 이내
  3. 지름 : 9mm, 간격 : 2.0m 이내
  4. 지름 : 13mm, 간격 : 2.5m 이내
(정답률: 56%)
  • 동관의 관경에 따른 수평주관 지지 기준을 적용합니다.
    관경 $50\text{A}$의 경우 행거 지름은 $9\text{mm}$, 지지 간격은 $2.0\text{m}$이내로 설치해야 합니다.

    오답 노트
    20A 이하: $1.0\text{m}$이내
    25~40A: $1.5\text{m}$이내
    65~100A: $2.5\text{m}$이내

  • 설비 적산 및 시공 기준에 따른 **동관(Copper Tube)**의 지지 간격과 행거 규격을 묻는 문제입니다.

    ​배관의 지지 간격은 관의 재질(강관, 동관, 스테인리스관 등)과 관경(A)에 따라 달라지며, 동관은 강관에 비해 재질이 연하므로 지지 간격을 조금 더 촘촘하게 잡는 것이 특징입니다.

    ​1. 동관(L-type) 수평 배관의 지지 기준 (50A 기준)

    ​일반적인 건축기계설비 표준시공 상세도에 따르면 50A(약 50mm) 관경의 동관 수평 주관은 다음과 같은 기준을 따릅니다.

    ​지지 간격 (Span): 관경 50A 이하의 동관은 보통 2.0m 이내로 지지하도록 규정하고 있습니다. (참고: 20A 이하는 1.0m, 25~40A는 1.5m 정도입니다.)

    ​행거 지름 (Hanger Diameter): 관경 50A 이하의 배관을 지지하는 행거 볼트의 지름은 최소 9mm 이상을 사용합니다. (80A 이상부터는 13mm 이상을 권장합니다.)

    시험 팁:

    문제에서 **'50A'**와 **'수평'**이라는 키워드가 나오면 동관의 경우 2.0m를 먼저 떠올리시면 좋습니다. 강관(Steel Pipe)이라면 50A일 때 보통 3.0m까지도 가능하지만, 동관은 더 짧게 지지해야 한다는 점을 꼭 기억하세요!

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48. 하수관 또는 오수탱크로부터 유해가스사 옥내로 침입하는 것을 방지하는 장치는?

  1. 통기관
  2. 볼탭
  3. 체크밸브
  4. 트랩
(정답률: 78%)
  • 트랩은 배관 내에 항상 물을 고이게 하여(봉수), 하수관이나 오수탱크의 유해가스가 실내로 유입되는 것을 차단하는 장치입니다.

  • ​1. 트랩(Trap)의 역할과 원리

    ​트랩은 배수관의 중간에 **물(봉수, Water Seal)**을 고이게 하여 일종의 '수막'을 형성하는 장치입니다.

    ​유해가스 차단: 하수구나 오수탱크에서 발생하는 악취와 유해가스가 실내로 들어오는 것을 막습니다.

    ​벌레 침입 방지: 바퀴벌레나 파리 등 하수관을 통해 이동하는 벌레를 차단합니다.

    ​2. 다른 보기들이 틀린 이유

    ​통기관 (Vent Pipe): 트랩의 봉수가 파괴되는 것을 방지하고, 배수 흐름을 원활하게 하기 위해 공기를 유통시키는 관입니다. (가스를 막는 게 아니라 공기를 통하게 하는 역할)

    ​볼탭 (Ball Tap): 탱크(예: 변기 수조) 내의 수위에 따라 물 공급을 자동으로 차단하거나 공급하는 부속입니다.

    ​체크밸브 (Check Valve): 유체가 한쪽 방향으로만 흐르게 하고 역류를 방지하는 밸브입니다.

    ​3. 트랩의 종류 (참고)

    ​S트랩: 세면기 등에 사용되며 사이펀 작용으로 봉수가 잘 파괴됩니다.

    ​P트랩: 벽면 배수형 세면기에 주로 사용되며 가장 안정적입니다.

    ​U트랩: 가옥 배수 주관에 설치됩니다.

    ​드럼 트랩: 주방 싱크대 등에 사용되며 봉수 강도가 큽니다.

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49. 개방형 팽창탱크에 설치되는 부속 기기가 아닌 것은?

  1. 안전밸브
  2. 배기관
  3. 팽창관
  4. 안전관
(정답률: 61%)

  • ​1. 개방형 팽창탱크의 특징

    ​개방형 팽창탱크는 대기에 개방되어 있는 구조입니다. 배관 내의 압력이 이상 상승하더라도 대기 중으로 열려 있기 때문에 탱크 자체가 파열될 위험이 거의 없습니다.

    ​2. 설치되는 부속 기기 (옳은 것)

    ​팽창관 (Expansion Pipe): 보일러나 계통 내의 늘어난 물이 탱크로 이동하는 통로입니다.

    ​안전관 (Safety Pipe): 팽창관에 밸브를 달 수 없으므로, 이상 압력을 즉시 도출하기 위해 설치하는 관입니다.

    ​배기관 (Vent Pipe): 탱크 내부의 공기를 빼내거나 대기압 상태를 유지하기 위해 상부에 설치합니다.

    ​오버플로관 (Overflow Pipe): 물이 넘칠 때 안전하게 배수하는 관입니다.

    ​배수관 (Drain Pipe): 청소나 수리를 위해 물을 뺄 때 사용합니다.

    ​3. '안전밸브'가 오답인 이유

    ​**안전밸브(Safety Valve)**는 주로 밀폐형 팽창탱크나 압력 용기에 설치됩니다.

    ​개방형은 시스템 자체가 대기에 열려 있어 압력이 쌓이지 않으므로 별도의 기계적 '밸브'가 필요하지 않습니다.

    ​반면 밀폐형은 대기와 차단되어 압력이 급격히 오를 수 있으므로, 설정 압력 이상이 되면 터뜨려 압력을 방출하는 안전밸브가 필수적입니다.


    ​ 핵심 요약:

    개방형은 '관(Pipe)' 위주로 구성되고,

    밀폐형은 **'밸브(Valve)'**나 **'압력계'**가 중요하게 쓰인다고

    기억하시면 구분하기 쉽습니다.


  • 안전밸브는 압력이 상승했을 때 자동으로 압력을 방출하는 장치로, 개방형이 아닌 밀폐형 팽창탱크에 설치되는 부속기기입니다.
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50. 급수설비에서 물이 오염되기 쉬운 배관은?

  1. 상향식 배관
  2. 하향식 배관
  3. 크로스커넥션(cross connection) 배관
  4. 조닝(zoning)배관
(정답률: 82%)
  • 크로스커넥션(cross connection) 배관은 서로 다른 용도의 배관이 연결되어 있어, 오염된 물이 깨끗한 급수관으로 역류하여 물이 오염될 위험이 매우 큽니다.

  • 급수설비에서 위생적으로 가장 위험하고 물이 오염될 확률이 100%에 가까운 치명적인 결함은 바로 **크로스커넥션(Cross Connection)**입니다.

    ​1. 크로스커넥션(Cross Connection)이란?

    ​급수 배관(마시는 물)과 그 외의 배관(배수, 오수, 공업용수, 소방용수 등)이 직접 연결되어 있는 상태를 말합니다.

    ​오염 원인: 평소에는 급수 압력이 높아 문제가 없더라도, 단수나 압력 저하가 발생하면 오염된 물이 급수관 쪽으로 **역류(Backflow)**하게 됩니다.

    ​방지 대책: 급수 배관은 절대 다른 용도의 배관과 직접 연결해서는 안 되며, 반드시 **물끊기(Air Gap)**를 두거나 역류 방지기(Check Valve 등)를 설치해야 합니다.

    ​2. 다른 보기들이 오염과 직접 관련이 적은 이유

    ​상향식/하향식 배관: 이는 단순히 물을 아래에서 위로 보내느냐, 위에서 아래로 보내느냐 하는 **배관 방식(공급 방향)**의 차이일 뿐 오염과는 직접적인 관계가 없습니다.

    ​조닝(Zoning) 배관: 초고층 건물 등에서 수압이 너무 높아지는 것을 막기 위해 구역(Zone)을 나누는 것입니다. 오히려 수압을 적절히 유지하여 배관 파손을 막고 위생적인 급수를 돕는 설계 기법입니다.

    ​3. 급수 오염의 기타 원인 (참고)

    ​시험에 함께 자주 나오는 오염 원인들입니다.

    ​배관의 부식: 노후된 강관에서 녹물이 나오는 경우.

    ​저수조(물탱크) 관리 소홀: 장기간 청소를 안 하거나 이물질이 들어가는 경우.

    ​수격 작용(Water Hammer): 압력 변화로 인해 배관 내부의 스케일이 떨어져 나오는 경우.

    ​정답: 크로스커넥션(cross connection) 배관

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51. 스테인리스관의 특성이 아닌 것은?

  1. 내식성이 좋다.
  2. 저온 충격성이 크다.
  3. 용접식, 몰코식 등 특수시공법으로 시공이 간단하다.
  4. 강관에 비해 기계적 성질이 나쁘다.
(정답률: 77%)
  • 스테인리스관은 친환경 소재로서 강도, 내식성, 내열성 등 전반적인 기계적 성질이 타 소재에 비해 매우 뛰어납니다.
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52. 관경이 다른 강관을 직선으로 연결할 때 사용되는 배관 부속품은?

  1. 티이
  2. 리듀셔
  3. 소켓
  4. 니플
(정답률: 78%)
  • 관경(파이프 지름)이 서로 다른 두 강관을 직선으로 연결하여 관경을 줄이거나 늘릴 때 사용하는 부속품은 리듀셔입니다.
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53. 폴리부틸렌관 이음(polybutylene pipe joint)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 강한 충격, 강도 등에 대한 저항성이 크다.
  2. 온돌난방, 급수위생, 농업원예배관 등에 사용된다.
  3. 가볍고 화학작용에 대한 우수한 내식성을 가지고 있다.
  4. 에이콘 파이프의 사용가능 온도는 10℃~70℃로 내한성과 내열성이 약하다.
(정답률: 68%)
  • 에이콘 파이프(폴리부틸렌관)의 실제 사용 가능 온도는 $-20^{\circ}C$에서 $100^{\circ}C$ 사이이므로, $10^{\circ}C \sim 70^{\circ}C$라는 설명은 틀렸습니다.
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54. 트랩 중에서 응축수를 밀어 올릴 수 있어 환수관을 트랩보다도 위쪽에 배관할 수 있는 것은?

  1. 버킷 트랩
  2. 열동식 트랩
  3. 충동증기 트랩
  4. 플로트 트랩
(정답률: 62%)
  • 버킷 트랩은 응축수를 밀어 올리는 능력이 있어, 환수관을 트랩보다 높은 위치에 배치하는 상향 배관이 가능하다는 특징이 있습니다.
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55. 350℃ 이하의 온도에서 사용되는 관으로 압력 10~100 kgf/cm2범위에 있는 보일러 증기관, 수압관, 유압관 등의 압력 배관에 사용되는 관은?

  1. 배관용 탄소 강관
  2. 압력배관용 탄소 강관
  3. 고압배관용 탄소 강관
  4. 고온배관용 탄소 강관
(정답률: 67%)
  • 압력배관용 탄소 강관(SPPS)은 사용 온도 $350^{\circ}C$이하, 사용 압력 $10 \sim 100\text{ kgf/cm}^2$ 범위의 보일러 증기관, 수압관, 유압관 등 압력이 가해지는 배관에 사용되는 규격입니다.

  • ​암기팁

    SPP: 일반적인 낮은 압력 (10 이하)

    ​SPPS: 중간 정도의 압력 (10 ~ 100) -> Sress(압력)의 S를 기억하세요!

    ​SPPH: 아주 높은 고압 (100 이상) -> High pressure의 H

    ​SPHT: 아주 뜨거운 고온 (350℃ 초과) -> Temperature의 T

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56. 압축기의 진동이 배관에 전해지는 것을 방지하기 위해 압축기 근처에 설치하는 것은?

  1. 팽창밸브
  2. 리듀싱
  3. 플렉시블 조인트
  4. 엘보
(정답률: 80%)
  • 플렉시블 조인트는 배관의 연결 부위에 설치하여 진동을 흡수하고 열팽창에 의한 변형을 방지함으로써, 압축기의 진동이 배관 전체로 전달되는 것을 막아주는 역할을 합니다.
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57. 가스관으로 많이 사용하는 일반적인 관의 종류는?

  1. 주철관
  2. 주석관
  3. 연관
  4. 강관
(정답률: 71%)
  • 가스관은 기밀성과 강도가 매우 중요하므로, 부식에 강하고 내압 성능이 뛰어난 강관을 일반적으로 가장 많이 사용합니다.
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58. 압력 탱크식 급수법에 대한 특징으로 틀린 것은?

  1. 압력탱크의 제작비가 비싸다.
  2. 고양정의 펌프를 필요로 하므로 설비비가 많이 든다.
  3. 대규모의 경우에도 공기압축기를 설치할 필요가 없다.
  4. 취급이 비교적 어려우며 고장이 많다.
(정답률: 73%)
  • 압력탱크식 급수법은 탱크 내부에 공기압축기로 공기를 공급하여 그 압력으로 물을 밀어내는 방식입니다. 따라서 설비 규모가 커지더라도 공기를 공급하기 위한 공기압축기 설치가 반드시 필요합니다.
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59. 급탕배관 시공 시 현장사정상 그림과 같이 배관을 시공하게 되었다. 이때 그림의 Ⓐ 부에 부착해야 할 밸브는?

  1. 앵글 밸브
  2. 안전 밸브
  3. 공기빼기 밸브
  4. 체크 밸브
(정답률: 79%)
  • 배관의 최상부나 공기가 정체될 우려가 있는 곳에는 배관 내의 공기를 배출하여 원활한 흐름을 돕는 공기빼기 밸브를 설치해야 합니다.
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60. 급수 본관 내에서 적절한 유속은 몇 m/s 이내인가?

  1. 0.5
  2. 2
  3. 4
  4. 6
(정답률: 77%)
  • 급수 본관 내에서 적절한 유속은 일반적으로 $2\sim3\text{m/s}$이내로 유지해야 합니다.
    따라서 정답은 $2\text{m/s}$입니다.

  • ​1. 급수 본관의 적정 유속

    ​일반적인 급수 설비 설계 기준에서 배관 내 유속은 2.0m/s 이내로 제한하는 것을 원칙으로 합니다.

    ​너무 빠르면 (> 2.0 m/s): 수격 작용(Water Hammer)이 발생하여 배관이 진동하거나 소음이 심해지고, 배관 부식이 빨라집니다.

    ​너무 느리면 (< 0.5 m/s): 관경이 지나치게 커져야 하므로 공사비가 비경제적으로 상승하고, 관내에 이물질이 퇴적될 수 있습니다.

    ​2. 정답 및 해설

    ​정답: 2

    ​보통 시험이나 실무 설계 지침에서는 1.5~2.0m/s를 표준으로 봅니다. 따라서 보기 중에서는 2.0m/s가 가장 적절한 상한선입니다.

    ​3. 참고: 유속과 배관 설계의 관계

    ​유량 Q, 단면적 A, 유속 v 사이에는 다음과 같은 관계가 있습니다.

    Q = A . v =  τd^2/4.v

    ​동일한 양의 물(Q)을 보낼 때, 유속(v)을 높게 잡으면 관경(d)을 줄일 수 있어 재료비는 아낄 수 있지만, 앞서 언급한 소음과 진동 문제가 발생합니다.

    ​따라서 대형 건물의 본관일수록 정숙성을 위해 2.0m/s를 넘지 않도록 설계하는 것이 정석입니다.

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4과목: 전기제어공학

61. 정현파전압 인 파형의 주파수는 얼마인가?

  1. 30
  2. 50
  3. 60
  4. 100
(정답률: 54%)
  • 정현파 전압 식 $v = 50\sin(628t - \frac{\pi}{6})[V]$에서 각속도 $\omega$는 $t$의 계수인 $628$입니다. 주파수 $f$는 $\omega = 2\pi f$ 관계식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{\omega}{2\pi}$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{628}{2 \times 3.14}$
    ③ [최종 결과] $f = 100$
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62. 역률 80% 인 부하에 전압과 전류의 실효값이 각각 100V, 5A 라고 할 때 무효전력(Var)은?

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 400
(정답률: 44%)
  • 무효전력은 전압, 전류, 그리고 무효율($\sin\theta$)의 곱으로 계산합니다. 역률($\cos\theta$)이 $0.8$일 때, 무효율은 $\sqrt{1-0.8^{2}} = 0.6$이 됩니다.
    ① [기본 공식] $Q = V \times I \times \sin\theta$
    ② [숫자 대입] $Q = 100 \times 5 \times 0.6$
    ③ [최종 결과] $Q = 300$
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63. 옴의 법칙에서 전류의 세기는 어느 것에 비례하는가?

  1. 저항
  2. 동선의 길이
  3. 동선의 고유저항
  4. 전압
(정답률: 77%)
  • 옴의 법칙에 따라 전류의 세기는 전압에 비례하고 저항에 반비례합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{R}$
    ② [숫자 대입] (비례 관계 확인)
    ③ [최종 결과] 전류는 전압에 비례함
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64. 시퀀스 제어를 명령 처리기능에 따라 분류할 때 속하지 않는 것은?

  1. 순서제어
  2. 시한제어
  3. 병렬제어
  4. 조건제어
(정답률: 64%)
  • 시퀀스 제어의 명령 처리 기능에 따른 분류에는 순서제어, 시한제어, 조건제어가 포함됩니다.

    오답 노트
    병렬제어: 명령 처리 기능에 따른 분류가 아님
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65. 피드백제어에서 반드시 필요한 장치는?

  1. 안정도를 향상시키는 장치
  2. 응답속도를 개선시키는 장치
  3. 구동장치
  4. 입력과 출력을 비교하는 장치
(정답률: 83%)
  • 피드백 제어는 출력값을 다시 입력측으로 되돌려 설정값과 비교함으로써 오차를 줄이는 제어 방식이므로, 입력과 출력을 비교하는 장치가 반드시 필요합니다.
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66. 그림에서 Vs는 몇 V 인가?

  1. 8
  2. 16
  3. 24
  4. 32
(정답률: 59%)
  • 전체 전압 $V_s$는 병렬 저항 구간에 걸리는 전압과 출력단 전압 $20\text{V}$의 합으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_s = I \times \frac{1}{\frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}} + V_{out}$
    ② [숫자 대입] $V_s = 6 \times \frac{1}{\frac{1}{2} + \frac{1}{1}} + 20$
    ③ [최종 결과] $V_s = 24$
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67. 다음의 논리식 중 다른 값을 나타내는 논리식은?

(정답률: 68%)
  • 각 논리식을 간소화하여 값을 비교하면 , , 는 모두 결과값이 $Y$로 동일하지만, 는 간소화 시 결과값이 $X$가 되어 다른 값을 나타냅니다.
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68. AC 서보전동기의 전달함수는 어떻게 취급하면 되는가?

  1. 미분요소와 1차 요소의 직렬결합으로 취급한다.
  2. 적분요소와 2차 요소의 직렬결합으로 취급한다.
  3. 미분요소와 2차 요소의 피드백접속으로 취급한다.
  4. 적분요소와 1차 요소의 피드백접속으로 취급한다.
(정답률: 54%)
  • AC 서보전동기에서 제어전압을 입력으로 하고 회전자의 회전각을 출력으로 설정하여 속도-회전력 특성을 모델링하면, 전달함수는 적분요소와 2차 요소가 직렬로 결합된 형태로 취급합니다.
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69. 그림의 계전기 접점회로를 논리회로로 변화시킬 때 점선안(C, D, E)에 사용되지 않는 소자는?

  1. AND
  2. OR
  3. NOT
  4. NOR
(정답률: 55%)
  • 회로도를 분석하면 A와 X의 병렬 연결(OR), 그리고 B와의 직렬 연결(AND), 마지막으로 출력 X의 피드백 구조(NOT)가 필요합니다. 따라서 AND, OR, NOT 소자는 사용되지만 NOR 소자는 사용되지 않습니다.
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70. 회전자의 슬립 S로 회전하고 있을 때 고정자 및 회전자의 실효 권수비를 α라 하면, 고정자 기전력 E1과 회전자 기전력 E2와의 비는 어떻게 표현되는가?

  1. α/S
  2. Sα
  3. (1-S)α
  4. α/1-S
(정답률: 60%)
  • 회전자의 슬립 $S$와 권수비 $\alpha$가 주어졌을 때, 고정자 기전력 $E_1$과 회전자 기전력 $E_2$의 비는 슬립에 반비례하고 권수비에 비례하는 관계를 가집니다.
    $$\frac{E_1}{E_2} = \frac{\alpha}{S}$$
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71. 발전기의 유기기전력의 방향과 관계가 있는 법칙은?

  1. 플레밍의 왼손법칙
  2. 플레밍의 오른손 법칙
  3. 패러데이의 법칙
  4. 암체어의 법칙
(정답률: 75%)
  • 자계 내에서 도체가 운동할 때 유기되는 기전력의 방향을 결정하는 법칙은 플레밍의 오른손 법칙이며, 이는 발전기의 기본 원리가 됩니다.

    오답 노트
    플레밍의 왼손법칙: 전자기력의 방향을 결정하는 전동기의 원리
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72. PLC(Programmable Logic Controller)를 설치할 때 옳지 않은 방법은?

  1. 설치장소의 환경을 충분히 파악하여 온도, 습도, 진동, 충격 등에 주의하여야 한다.
  2. 배선공사시 동력선과 신호케이블은 평행시키지 않도록 한다.
  3. 접지공사는 제1종 접지공사로 하고 다른 기기와 공용접지가 바람직하다.
  4. 잡음(Noise)대책의 일환으로 제어반의 배선은 실드케이블을 사용한다.
(정답률: 73%)
  • PLC의 접지공사는 잡음 유입을 방지하고 기기를 보호하기 위해 다른 기기와 공유하지 않는 단독접지를 하는 것이 바람직합니다.
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73. 스트레인 게이지(Strain Gauge)의 센서는 무엇의 변화량을 측정하는 것인가?

  1. 마이크로파
  2. 정전용량
  3. 인덕턴스
  4. 저항
(정답률: 61%)
  • 스트레인 게이지는 물체가 변형될 때 발생하는 전기 저항의 변화량을 측정하여 변형률을 계산하는 센서입니다.
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74. 그림과 같은 블록선도의 전달함수는?

(정답률: 61%)
  • 피드백 제어 시스템의 전체 전달함수는 전향 경로 이득을 $1 +$ 루프 이득으로 나눈 값으로 계산합니다. 제시된 블록선도는 전향 경로가 $G$이고 피드백 경로가 $H$이며, 합산점에서 부호가 $+$이므로 루프 이득의 부호는 $-$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{G}{1 + GH}$ (단, 피드백 부호가 $+$일 때 분모는 $1-GH$)
    ② [숫자 대입] $T = \frac{G}{1 - GH}$ (그림의 합산점 부호가 $+$이므로)
    ③ [최종 결과]
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75. 정자계와 정전계의 대응 관계를 표시하였다. 잘못 연관된 것은?

  1. 자속 - 전속
  2. 자계 - 전계
  3. 자기전력선 - 전기력선
  4. 투자율 - 도전율
(정답률: 75%)
  • 정자계와 정전계의 대응 관계에서 투자율은 정전계의 유전율과 대응됩니다.

    오답 노트
    도전율: 투자율과 대응되지 않는 물리량임
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76. 3상 4선식 불평형부하의 경우, 단상전력계로 전력을 측정하고자 할 때 몇 대의 단상전력계가 필요한가?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 63%)
  • N선식 회로의 전력을 측정하기 위해서는 $(N-1)$개의 전력계가 필요합니다. 따라서 3상 4선식의 경우 $4-1=3$이 되어 3대의 단상전력계가 필요합니다.
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77. 변압기는 어떤 작용을 이용한 전기기기인가?

  1. 정전유도작용
  2. 전자유도작용
  3. 전류의 발열작용
  4. 전류의 화학작용
(정답률: 70%)
  • 변압기는 자기장의 변화에 의해 회로에 기전력이 발생하는 전자유도작용을 이용하여 전압의 크기를 바꾸는 전기기기입니다.
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78. 다음 중 제어계에 가장 많이 이용되는 전자요소는?

  1. 증폭기
  2. 변조기
  3. 주파수 변환기
  4. 가산기
(정답률: 63%)
  • 제어계에서 신호를 증폭하여 제어량을 조절하는 증폭기가 가장 많이 이용되며, 대표적인 소자로 트랜지스터가 사용됩니다.
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79. 다음 그림은 무엇을 나타낸 논리연산 회로인가?

  1. HALF-ADDER회로
  2. FULL_ADDER회로
  3. NAND회로
  4. EXCLUSIVE OR회로
(정답률: 72%)
  • 제시된 회로 는 2개의 입력(A, B)을 받아 합(S)과 자리올림수(C)를 출력하는 구조이므로 HALF-ADDER회로(반가산기)입니다.

    오답 노트
    FULL_ADDER회로: 입력이 3개인 전가산기입니다.
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80. 그림과 같이 1차측에 직류 10V를 가했을 때 변압기 2차측에 걸리는 전압 V2는 몇 V 인가? (단, 변압기는 이상적이며, n1=100회, n2=500회 이다.)

  1. 0
  2. 2
  3. 10
  4. 50
(정답률: 49%)
  • 변압기는 교류 전압이 인가될 때 발생하는 교번자속을 통해 전압을 변환하는 기기입니다. 본 문제에서는 1차측에 직류 $10\text{V}$를 가했으므로, 자속의 변화가 없어 2차측에 유도전압이 발생하지 않습니다. 따라서 2차측 전압은 $0\text{V}$가 됩니다.
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