공조냉동기계산업기사 필기 기출문제복원 (2016-05-08)

공조냉동기계산업기사 2016-05-08 필기 기출문제 해설

이 페이지는 공조냉동기계산업기사 2016-05-08 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

공조냉동기계산업기사
(2016-05-08 기출문제)

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1과목: 공기조화

1. 건구온도 10℃, 습구온도 3℃의 공기를 덕트 중 재열기로 건구온도 25℃까지 가열하고자 한다. 재열기를 통하는 공기량이 1500 m3/min인 경우, 재열기에 필요한 열량은? (단, 공기의 비체적은 0.849 m3/kg이다.)

  1. 191025 kcal/min
  2. 28017 kcal/min
  3. 8200 kcal/min
  4. 6360 kcal/min
(정답률: 52%)
  • 공기의 비열과 질량유량, 온도차를 이용하여 재열기에 필요한 열량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \frac{C \times V \times \Delta T}{v}$
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{0.24 \times 1500 \times (25 - 10)}{0.849}$
    ③ [최종 결과] $Q = 6360$ kcal/min
  • 조건에 비체적을 주었으므로
    공기량 1.2 kg/m^3 대신 비체적 1 / 0.849 를 곱해줄것
    공기의 비열 = 0.24

  • Q=Gx Cx ΔT---->Q=qx 1.2x 0.24x ΔT

    위공식에서 1.2는공기비중량

    0.24는 공기의 비열,문제의 조건에서 비체적

    을 주었으므로 공기 비중량1.2kg/m^3대신

    1/0.849[m^3/kg]으로 계산 해준다

    공식풀이

    계산식 작성주의사항:분수위치지정 잘못하면 공학용계산기 이렇게나옴

    ※  Q=1500x1/0.849x0.24x(25-10)=490.7[kcal/min]

    분수설정을 아래처럼 세워야 합니다.

    Q=1500x(1/0.849)x0.24x(25-10)=6360.42[kcal/min] 

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2. 공기조화설비에 사용되는 냉각탑에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 냉각탑의 어프로치는 냉각탑의 입구 수온과 그때의 외기 건구온도와의 차이다.
  2. 강제통풍식 냉각탑의 어프로치는 일반적으로 약 5℃이다.
  3. 냉각탑을 통과하는 공기량(kg/h)을 냉각탑의 냉각수량(kg/h)으로 나눈 값을 수공기비라 한다.
  4. 냉각탑의 레인지는 냉각탑의 출구 공기온도와 입구 공기온도의 차이다.
(정답률: 68%)

  •  Approach(어프로치)란?

    정답은: 2번

    냉각탑이 이론적한계(습구온도)에  얼마나 근접했는지 파악하는것.

    출구수온-입구습구온도 =차이

    어프로치가 작을수록 냉방성능이 좋다.

    경제적조건 5℃내외  설계표준

  • 강제통풍식 냉각탑의 어프로치는 일반적으로 약 $5^{\circ}C$ 정도로 유지됩니다.

    오답 노트
    냉각탑의 어프로치는 냉각탑 출구 수온과 외기 습구온도와의 차이입니다.
    냉각탑의 레인지는 냉각탑 입구 수온과 출구 수온의 차이입니다.
    수공기비는 냉각수량을 통과하는 공기량으로 나눈 값입니다.
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3. 아래 그림은 공기조화기 내부에서의 공기의 변화를 나타낸 것이다. 이 중에서 냉각코일에서 나타나는 상태변화는 공기선도상 어느 점을 나타내는가?

  1. ㉮ - ㉯
  2. ㉯ - ㉰
  3. ㉱ - ㉮
  4. ㉱ - ㉲
(정답률: 83%)
  • 공기조화기 내 공기의 흐름을 분석하면 외기(마)와 환기(다)가 혼합되어 (라) 지점이 되고, 이후 냉각코일을 거치며 온도가 낮아지고 제습이 일어나 (가) 지점으로 이동합니다. 따라서 냉각코일에서의 상태변화는 ㉱ - ㉮ 구간에 해당합니다.
  • 가---나: 재열코일의 상태변화
    나---다: 실내공기의 상태변화
    라---가: 냉각코일의 상태변화
    라---마; 외부도입부의 상태변화
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4. 외기온도 13℃(포화 수증기압 12.83mmHg)이며 절대습도 0.008kg/kg일 때의 상대습도 RH는? (단, 대기압은 760mmHg이다.)

  1. 약 37%
  2. 약 46%
  3. 약 75%
  4. 약 82%
(정답률: 52%)
  • 절대습도를 통해 수증기 분압을 먼저 구한 뒤, 이를 포화 수증기압으로 나누어 상대습도를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $X = 0.622 \times \frac{p_w}{P - p_w}, RH = \frac{p_w}{p_s}$
    ② [숫자 대입] $0.008 = 0.622 \times \frac{p_w}{760 - p_w} \rightarrow p_w = 9.65, RH = \frac{9.65}{12.83}$
    ③ [최종 결과] $RH = 0.7522 \approx 75\%$
  • x = 0.622 x Pw / P - Pw
    0.008 = 0.622 x Pw / 760 - Pw
    Pw( 수증기분압 ) = 9.65
    절대습도 = 100 x 9.65 / 12.83 = 75.21

  • ​Pw (Vapor Pressure): 수증기 분압
    ​현재 공기 중에 실제로 포함되어 있는 수증기가 나타내는 압력입니다.
    ​P (Atmospheric Pressure): 대기압
    ​문제에서 주어진 전체 압력(760 \, mmHg)입니다. (P - Pw는 건조공기만의 압력을 뜻합니다.)
    ​Pa (Saturation Vapor Pressure): 포화 수증기압
    ​해당 온도(13℃)에서 공기가 최대한 머금어 꽉 찬 상태일 때의 수증기 압력(12.83 \, mmHg)입니다. 보통 기호로 Ps 또는 Pa를 혼용합니다.

    *수증기 분압 (Pw)

    x=0.622x (Pw / P - Pw)

    0.008 = 0.622 x Pw / 760 - Pw

    0.008(760-Pw)=0.622Pw

    [분배의 법칙에 따라 0.008 x (-Pw) = -0.008Pw]

    6.08-0.008Pw=0.622Pw

    6.08=0.622Pw+0.008Pw

    6.08=Pw(0.622+0.008)

    Pw=6.08/0.622+0.008

    =9.65[mmHg]

    상대습도[Φ]

    [Φ]=(Pw/Pa) x 100[%]=9.65/12.83x100

    =75.21[%]

    0.622 상수값?

    공기와 수증기의 분자량비율에서 나온 상수값.절대습도계산시 기체종류가 바뀌지않는한

    변하지않는 상수값

    H2O분자량:18.016

    건조공기 평균분자량:28.966

    0.622=18.016÷28.966

    이상기체 방정식

    PV=nRT

    습공기는 건조공기와 수증기의 혼합물이다.

    절대습도는 위 비례관계로 나타낼수 있다.

    물과 건공기 분자량 0.622(공식의 기원)

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5. 공기 세정기에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 공기 세정기의 통과풍속은 일반적으로 약 2~3m/s이다.
  2. 공기 세정기의 가습기는 노즐에서 물을 분무하여 공기에 충분히 접촉시켜 세정과 가습을 하는 것이다.
  3. 공기 세정기의 구조는 루버, 분무노즐, 플러딩노즐, 일리미네이터 등이 케이싱 속에 내장되어 있다.
  4. 공기 세정기의 분무 수압은 노즐 성능상 약 20~50kPa이다.
(정답률: 85%)

  • ​공조 설비 문제에서 압력(kPa) 수치는 헷갈리기 쉽습니다.

    ​*공기 세정기 노즐: 150~250 kPa (강력하게 분사!)

    ​*일반 수돗물 압력: 보통 150~200 kPa 수준



    ​이렇게 기준점을 잡아두시면 20~50kPa라는 숫자가 얼마나

    낮은 압력인지 체감이 되어 오답을 찾기 훨씬 수월하실 거예요.

  • 공기 세정기의 효율적인 세정과 가습을 위한 분무 수압은 일반적으로 $1.4 \sim 2.5\text{kg/cm}^2$ (약 $140 \sim 250\text{kPa}$) 범위여야 합니다.
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6. 다음 그림에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. A → B는 냉각감습 과정이다.
  2. 바이패스팩터(BF)는 이다.
  3. 코일의 열수가 증가하면 BF는 증가한다.
  4. BF가 작으면 공기의 통과저항이 커져 송풍기 동력이 증대될 수 있다.
(정답률: 76%)
  • 바이패스 팩터(BF)는 냉각 코일을 통과할 때 냉각되지 않고 통과하는 공기의 비율을 의미합니다.
    코일의 열수가 증가하면 공기와 냉각 매체의 접촉 면적과 시간이 늘어나 냉각 효율이 좋아지므로, BF는 감소하게 됩니다.

    오답 노트
    A $\rightarrow$ B 과정: 온도가 내려가며 습도가 낮아지는 냉각감습 과정이 맞습니다.
    BF 공식: 가 맞습니다.
    BF와 저항: BF가 작다는 것은 코일이 촘촘하거나 열수가 많다는 뜻이므로 통과저항이 커져 송풍기 동력이 증가할 수 있습니다.
  • *코일의 열수가 증가하면 BF는 감소한다
    *바이스 팩터를 감소시키는 방법
    1)전열면적을 크게한다
    ㄱ. 코일의 열수를 증가한다
    ㄴ. 코일의 간격을 좁게한다
    2)통과 송풍량을 적게한다
    3)냉수량을 많게 한다
    4)코일의 통과 풍속을 작게한다.
    5)컨택트 팩터를 크게한다
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7. 상당외기온도차를 구하기 위한 요소로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 흡수율
  2. 표면 열전달률(kcal/m2·h·℃)
  3. 직달 일사량(kcal/m2·h)
  4. 외기온도(℃)
(정답률: 74%)

  • 상당외기온도차(ETD, Equivalent Temperature Difference)**는

    -벽체나 지붕을 통해 들어오는 취득열량을 계산할 때 중요한 개념

    보기 중 정답은 **직달 일사량(kcal/m²·h)**입니다.

    ​상당외기온도차(ETD)는

    외기 온도뿐만 아니라 태양 복사열(일사)에 의한 영향을 온도 차이로 환산한 값입니다

    ​to: 외기온도 (℃)

    ​ti: 실내온도 (℃)

    ​α: 벽면의 일사 흡수율

    ​I: 벽면에 도달하는 전일사량 (직달 일사량 + 남반사 일사량)

    ​∫o: 외측 표면 열전달률 (kcal/m²·h·℃)

    ​### 왜 '직달 일사량'이 정답인가요?

    ​공식에서 사용하는 일사량(I)은 단순히 한 방향에서 오는 직달 일사량만을 의미하지 않습니다. 하늘 전체에서 산란되어 들어오는 확산(경사) 일사량을 모두 포함한 전일사량을 기준으로 계산해야 정확한 상당외기온도차를 산출할 수 있습니다. 

    구성 요소                                             설       명

    흡수율                    벽체 표면이 태양열을 얼마나 흡수하는지를 결정합니다.

    표면 열전달률         벽체 표면에서 공기로 열이 전달되는 효율을 나타냅니다.

    외기온도                외부의 기본적인 기온 조건입니다.

    전일사량               직달과 확산을 모두 포함한 전체 에너지가 필요합니다.



    비슷한 단위 공식이해하기

    상당방열면적:EDR

    방열기의 총발열량(kcal/h)/표준발열량(kcal/m^2.h)........m^2

    *방열기 표준방열량*

    1.증기방열기:756W/m^2(650kcal/m^2.h)

    2.온수 방열기:523W/m^2(450kcal/m^2.h)


  • 상당외기온도차는 외기온도, 표면 열전달률, 흡수율, 그리고 일사량 중 '전일사량'을 고려하여 산출합니다. 직달 일사량은 전일사량의 일부일 뿐 단독 요소로 사용되지 않습니다.
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8. 냉방 시 유리를 통한 일사 취득열량을 줄이기 위한 방법으로 틀린 것은?

  1. 유리창의 입사각을 적게 한다.
  2. 투과율을 적게 한다.
  3. 반사율을 크게 한다.
  4. 차폐계수를 적게 한다.
(정답률: 75%)
  • 일사 취득열량을 줄이려면 유리창의 입사각을 크게 하여 반사율을 높여야 합니다. 입사각을 적게 하면 오히려 더 많은 열량이 투과되어 취득열량이 증가합니다.

  • 물체면의 입사각이 클수록 반사각이 커지므로 유리창의 일사투과율을 줄이려면 입사각이 커야한다,그러므로 일사 취득열량을 줄이기

    위해서는 유리창의 입사각을 크게 해야 한다


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9. 다음 중 중앙식 공조방식이 아닌 것은?

  1. 정풍량 단일 덕트방식
  2. 2관식 유인유닛방식
  3. 각층 유닛방식
  4. 패키지 유닛방식
(정답률: 75%)

  • 중앙식

    *전공기방식: 단일덕트방식(정풍량,변풍량),2중덕트방식,각층유닛방식

    *수공기방식:팬코일유닛(덕트병행),유인(인덕션)유닛방식,복사냉난방방식

    *수냉식: 팬코일유닛

    개별식

    *냉매방식: 룸쿨러방식,패키지유닛방식,멀티유닛방식



    ​설비에서 유닛은 다음과 같은 특성을 가집니다.

    ​일체화: 모터, 팬, 코일 등이 하나의 케이스에 담겨 있음.

    ​표준화: 일정한 규격으로 제작되어 교체나 유지보수가 용이함.

    ​독립성: 각 실별로 배치되어 해당 구역의 온도를 독립적으로 제어함.

    ​1. 팬코일 유닛 (FCU: Fan Coil Unit)

    ​가장 흔히 볼 수 있는 형태로, 실내의 공기를 순환시켜 냉난방을 하는 소형 장치입니다.

    ​핵심 구성: 송풍기(Fan) + 코일(Coil) + 필터

    유닛의 의미: 찬물이나 뜨거운 물이 흐르는 코일에 팬으로 바람을 불어넣어 온도를 조절하는 최소 단위의 열교환 장치입니다.

    ​2. 유인 유닛 (Induction Unit)

    ​중앙 공조기에서 보내온 고압의 공기(1차 공기)를 이용해 실내 공기(2차 공기)를 유인(Induce)하는 장치입니다.

    ​핵심 구성: 노즐 + 코일 + 혼합실

    ​유닛의 의미: 별도의 팬 없이 노즐에서 분사되는 공기의 압력차를 이용해 실내 공기를 빨아들여 냉난방하는 공기 혼합 및 유인 장치입니다.

    3. 패키지 유닛 (Package Unit)

    ​흔히 우리가 사용하는 '패키지 에어컨'을 생각하면 쉽습니다. 냉동기(압축기)까지 한 몸체에 들어 있는 형태입니다.

    ​핵심 구성: 압축기 + 응축기 + 증발기 + 송풍기

    ​유닛의 의미: 냉매를 순환시키는 냉동 사이클 전체를 하나의 박스 안에 넣은 일체형 냉동/공조 장치입니다.

  • 패키지 유닛방식은 공조기가 개별적으로 설치되어 독립적으로 운전되는 대표적인 개별식 공조방식입니다.

    오답 노트
    정풍량 단일 덕트방식, 2관식 유인유닛방식, 각층 유닛방식: 중앙에서 공기를 처리하여 송풍하는 중앙식 방식임
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10. 냉방부하 계산 시 상당외기온도차를 이용하는 경우는?

  1. 유리창의 취득열량
  2. 내벽의 취득열량
  3. 침입외기 취득열량
  4. 외벽의 취득열량
(정답률: 71%)
  • 상당외기온도차는 일사를 받는 외벽이나 지붕의 통과열량을 산출하기 위해 외기온도와 태양 일사량을 고려하여 정한 온도와 실내온도의 차이를 의미하므로 외벽의 취득열량 계산 시 사용합니다.
  • 상당외기온도차(ETD)
    일사를 받는 외벽,지붕과 같은 곳의 통과열량을 산출하기 위해
    외기온도나 태양의 일사량을 고려하여 정한 온도로 상당외기
    온도와 실내온도의 차를 말한다.
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11. 600 rpm으로 운전되는 송풍기의 풍량이 400m3/min, 전압 40 mmAq, 소요동력 4 kW의 성능을 나타낸다. 이때 회전수를 700 rpm으로 변화시키면 몇 kW의 소요동력이 필요한가?

  1. 5.44kW
  2. 6.35kW
  3. 7.27kW
  4. 8.47kW
(정답률: 56%)
  • 송풍기의 소요동력은 회전수의 3제곱에 비례한다는 송풍기 법칙을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P_2 = P_1 \times (\frac{N_2}{N_1})^3$$
    ② [숫자 대입]
    $$P_2 = 4 \times (\frac{700}{600})^3$$
    ③ [최종 결과]
    $$P_2 = 6.35$$
    따라서 소요동력은 $6.35\text{kW}$ 입니다.
  • *송풍기 상사의 법칙..동력에 관한 문제
    동력(L) L2=(N2/N1)^3 ' (D2/D1)^5 .L1
    조건에서 회전수만 주어졌으므로 화전수만 이용한다.
    L2 =(700/600)^3 x4
    =6.35{KW}
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12. 노즐형 취출구로서 취출구 방향을 좌우상하로 바꿀 수 있는 취출구는?

  1. 유니버설형
  2. 펑커루버형
  3. 팬(pan)형
  4. T라인(T-line)형
(정답률: 81%)
  • 펑커루버형 취출구는 취출 방향을 좌우 및 상하로 자유롭게 조절할 수 있는 것이 특징이며, 주로 선박이나 주방 등에서 사용됩니다.


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13. 유효온도(ET, Effective Temperature)의 요소에 해당하지 않는 것은?

  1. 온도
  2. 기류
  3. 청정도
  4. 습도
(정답률: 87%)

  • 제시된 보기 중에서 유효온도의 요소에 해당하지 않는 것은 청정도입니다.

    ​정답: 청정도

    ​## 상세 해설

    ​**유효온도(ET, Effective Temperature)**는 인간이 느끼는 온열감을 나타내는 지표로, 단순히 온도계에 찍히는 수치가 아니라 실제 인체가 체감하는 정도를 물리적 요소와 결합한 것입니다. 유효온도를 결정하는 3요소는 다음과 같습니다.

    ​온도 (건구온도): 공기의 기본적인 뜨겁고 차가운 정도입니다.

    ​습도 (상대습도): 습도가 높으면 땀의 증발이 억제되어 더 덥게 느껴집니다.

    ​기류 (풍속): 바람이 불면 대류에 의한 열전달이 활발해져 더 시원하게 느껴집니다.

  • 유효온도(ET)는 인간이 느끼는 온열감을 평가하기 위해 온도, 습도, 기류의 세 가지 요소를 조합하여 나타낸 지표입니다.

    오답 노트
    청정도: 공기조화의 4대 구성요소에는 포함되지만, 유효온도를 결정하는 요소는 아닙니다.
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14. 다음 중 건축물의 출입문으로부터 극간풍 영향을 방지하는 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 회전문을 설치한다.
  2. 이중문을 충분한 간격으로 설치한다.
  3. 출입문에 블라인드를 설치한다.
  4. 에어커튼을 설치한다.
(정답률: 88%)
  • 극간풍은 출입문 등의 틈새를 통해 들어오는 외부 바람을 의미하므로, 이를 방지하기 위해 회전문, 이중문, 에어커튼 등을 설치합니다.

    오답 노트
    출입문에 블라인드를 설치한다: 태양 복사열을 차단하는 방법입니다.
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15. 공기조화의 분류에서 산업용 공기조화의 적용범위에 해당하지 않는 것은?

  1. 실험실의 실험조건을 위한 공조
  2. 양조장에서 술의 숙성온도를 위한 공조
  3. 반도체 공장에서 제품의 품질 향상을 위한 공조
  4. 호텔에서 근무하는 근로자의 근무환경 개선을 위한 공조
(정답률: 91%)
  • 산업용 공기조화는 제품의 품질 유지나 실험 조건 등 공정 및 현장의 목적을 달성하기 위한 공조를 의미합니다. 호텔에서 근무하는 근로자의 근무환경 개선을 위한 공조는 사람이 중심이 되는 일반용(쾌적용) 공기조화에 해당합니다.
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16. 대사량을 나타내는 단위로 쾌적상태에서의 안정 시 대사량을 기준으로 하는 단위는?

  1. RMR
  2. clo
  3. met
  4. ET
(정답률: 82%)

  • 제시된 보기 중에서 쾌적한 상태로 가만히 앉아 있을 때의 대사량을 기준으로 하는 단위는 met입니다.

    ​정답: met

    ​## 상세 해설

    ​1. met (Metabolic equivalent of task)

    ​정의: 의자에 앉아 휴식을 취하고 있는 성인의 에너지 소비량(58.2 \, \text{W/m}^2 또는 약 50 \, \text{kcal/m}^2\cdot\text{h})을 1 met로 규정합니다.

    ​용도: 인간의 활동량에 따른 발열량을 계산할 때 사용하며, 활동이 격렬해질수록 값이 커집니다. (예: 걷기 2.0 met, 달리기 7.0~10.0 met)

    ​2. 다른 보기 분석

    ​RMR (Relative Metabolic Rate, 에너지대사율): 기초 대사량을 기준으로 활동 시 소비된 에너지가 몇 배인지를 나타내는 지수입니다. (RMR = 작업 대사량\기초 대사량)

    ​clo (Clothing unit, 의복의 단열 단위): 기온 21^\circ\text{C}, 습도 50%, 기류 $0.1 , \text{m/s}$인 상태에서 정지해 있는 사람이 쾌적함을 느낄 때의 의복 단열력을 1 clo라고 합니다. (대사량이 아닌 착의 상태를 나타냅니다.)

    ​ET (Effective Temperature, 유효온도): 앞서 살펴본 것처럼 온도, 습도, 기류의 조합으로 인체가 느끼는 온열감을 나타내는 단위입니다.

    구분                         단위                         기준 상태

    활동량(대사량)        met               의자에 앉아 쉬고 있는 상태 = 1 met

    착의량(단열)           clo                 평상복(비즈니스 수트 등)을 입은 상태 = 1 clo

    에너지대사율         RMR               기초 대사량 대비 작업 대사량의 비율

  • met는 쾌적상태에서의 안정 시 대사량을 기준으로 하여 인체활동대사량을 나타내는 단위입니다.

    오답 노트
    RMR: 에너지대사율
    clo: 의복 열전연성
    ET: 유효온도
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17. 난방부하를 줄일 수 있는 요인이 아닌 것은?

  1. 극간풍에 의한 잠열
  2. 태양열에 의한 복사열
  3. 인체의 발생열
  4. 기계의 발생열
(정답률: 63%)


  • ​극간풍에 의한 잠열 (정답):

    벽체를통해 빠져나가는열, 틈새바람으로 들어오는 차가운공기

    ​틈새바람(극간풍)을 통해 차갑고 건조한 외기가 들어오면 실내의 온도가 떨어지고 습도도 낮아집니다. 이를 보충하기 위해 더 많은 열과 수분을 가산해야 하므로, 이는 난방부하를 증가시키는 핵심 요인입니다.

    ​태양열에 의한 복사열:

    ​창문을 통해 들어오는 태양 복사 에너지는 실내 온도를 높여줍니다. 따라서 난방 장치가 해야 할 일을 덜어주므로 부하를 감소시킵니다.

    ​인체의 발생열:

    ​실내에 있는 사람의 체온에 의해 열이 발생합니다. 이 역시 실내 기온 유지에 기여하므로 난방부하를 감소시킵니다.

    ​기계의 발생열:

    ​조명, 컴퓨터, 가전제품 등 기기 작동 시 발생하는 열(현열)은 실내를 따뜻하게 만듭니다. 이 또한 난방부하를 감소시키는 요인이 됩니다.

        구분                                   난방 시 영향                          냉방 시 영향

    내부 발생열 (인체, 기기)    부하 감소 (도움 됨)              부하 증가 (더 더워짐)

    태양 복사열                       부하 감소 (도움 됨)             부하 증가 (더 더워짐)

    극간풍 (틈새바람)              부하 증가 (열 손실)             부하 증가 (냉기 손실)

    ​주의: 일반적으로 설계를 할 때는 안전율을 고려하여 난방부하 계산 시 인체 발생열이나 기계 발생열과 같은 '내부 획득 열량'은 0으로 간주하고 계산하는 경우가 많습니다. 하지만 이론적인 '요인'을 묻는 문제에서는 위와 같이 구분합니다.

  • 난방부하를 줄여주는 요인은 실내로 유입되는 열원인 태양열 복사열, 인체 발생열, 기계 발생열 등이 있습니다.
    반면 극간풍에 의한 잠열은 실내의 열을 빼앗아가는 손실 요인이므로 난방부하를 증가시키는 요인입니다.
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18. 물 또는 온수를 직접 공기 중에 분사하는 방식의 수분무식 가습장치의 종류에 해당되지 않는 것은?

  1. 원심식
  2. 초음파식
  3. 분무식
  4. 가습팬식
(정답률: 76%)

  • ​정답: 가습팬식

    ​## 상세 해설

    ​수분무식 가습기는 물을 미세한 입자로 만들어 공기 중으로 직접 뿌리고, 그 입자가 증발하면서 습도를 높이는 방식입니다.

    ​원심식 (Centrifugal Type):

    ​회전 원판의 원심력을 이용해 물을 비산시키고, 이를 충돌판에 부딪혀 미세한 물방울로 만들어 분사하는 방식입니다.

    ​초음파식 (Ultrasonic Type):

    ​초음파 진동자로 물을 진동시켜 미세한 입자로 쪼개어 안개처럼 내뿜는 방식입니다. 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 가정용 가습기가 대표적입니다.

    ​분무식 (Spray Type):

    ​노즐에 가압된 물이나 공기를 공급하여 안개 형태로 분사하는 방식(고압수 분무식 등)입니다.

    가습팬식이라는 용어는 공조공학에서 공식적으로 분류되는 가습 방식이 아닙니다.

    ​비슷한 이름으로 **기화식(증발식)**이 있는데, 이는 물에 젖은 필터나 회전 원판에 팬(Fan)으로 바람을 불어 물을 증발시키는 방식입니다. 이는 물 입자를 직접 분사하는 '수분무식'과는 원리가 다릅니다.



  • 수분무식 가습장치는 물을 직접 분사하여 가습하는 방식으로 원심식, 초음파식, 분무식이 이에 해당합니다.
    반면 가습팬식은 증기를 이용하는 증기식 가습 방식에 해당하므로 수분무식에 포함되지 않습니다.
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19. 고속덕트의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 소음이 작다.
  2. 운전비가 증대한다.
  3. 마찰에 의한 압력손실이 크다.
  4. 장방형 대신에 스파이럴관이나 원형덕트를 사용하는 경우가 많다.
(정답률: 88%)

  • 정답은 **"소음이 작다."**입니다.

    ​고속덕트는 말 그대로 덕트 내부의 풍속을 빠르게(통상 15m/s 이상) 보내는 방식입니다. 공기가 빠르게 흐르면 어떤 현상이 일어나는지 생각해보면 쉽게 이해하실 수 있습니다.

    ​고속덕트의 주요 특징 분석

    ​소음이 크다 (정답인 이유): 공기가 좁은 관을 빠른 속도로 통과하기 때문에 공기 마찰음과 진동이 발생합니다. 따라서 소음이 크며, 이를 줄이기 위해 별도의 소음 장치가 필수적입니다.

    ​운전비 증대: 공기를 빠르게 밀어내려면 송풍기의 정압(밀어내는 힘)이 높아야 합니다. 송풍기 출력을 높여야 하므로 전력 소모량이 많아져 운전 비용이 올라갑니다.

    ​압력손실이 크다: 풍속의 제곱에 비례하여 마찰 저항이 커지기 때문에, 저속덕트에 비해 압력 손실이 매우 큽니다.

    ​원형(스파이럴) 덕트 사용: 고속으로 공기를 보낼 때 덕트 벽면이 떨리는 현상을 방지하고 기밀성을 높이기 위해, 구조적으로 튼튼한 원형 덕트나 스파이럴 덕트를 주로 사용합니다. (사각 덕트는 배부름 현상이나 소음 등에 취약합니다.)

  • 고속덕트는 풍속이 $15\text{m/sec}$이상으로 매우 빠르기 때문에, 공기 마찰과 흐름으로 인해 소음이 크게 발생합니다.
    따라서 소음이 작다는 설명은 틀린 내용입니다.
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20. 공기조화의 단일덕트 정풍량 방식의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 각 실이나 존의 부하변동에 즉시 대응할 수 있다.
  2. 보수관리가 용이하다.
  3. 외기냉방이 가능하고 전열교환기 설치도 가능하다.
  4. 고성능 필터 사용이 가능하다.
(정답률: 75%)

  • 제시된 보기 중에서 단일덕트 정풍량(CAV) 방식의 특징으로 틀린 것은 **각 실이나 존의 부하변동에 즉시 대응할 수 있다.**입니다.

    ​정답: 각 실이나 존의 부하변동에 즉시 대응할 수 있다.

    ​## 상세 해설

    ​단일덕트 정풍량(CAV, Constant Air Volume) 방식은 공조기에서 항상 일정한 양의 공기를 보내고, 실내 온도는 송풍되는 공기의 온도를 조절하여 맞추는 방식입니다.

    ​부하변동 대응성 (정답인 이유):

    ​이 방식은 공조기 한 대가 여러 개의 방(실)을 담당하는 경우가 많습니다. 각 방마다 부하(열 부하)가 다를 텐데, 공조기는 일정한 온도의 공기를 똑같은 양으로 보내기 때문에 각 실별로 서로 다른 부하 변동에 즉각적이고 개별적으로 대응하기가 매우 어렵습니다.

    ​보수관리 용이성:

    ​시스템 구조가 단순합니다. 복잡한 가변 풍량 조절 장치(VAV Unit) 등이 개별 실마다 들어가지 않기 때문에 설비가 단순하고 유지보수가 상대적으로 쉽습니다.

    ​외기냉방 및 전열교환기:

    ​덕트 시스템을 이용하므로 외부의 신선한 공기를 도입하기 좋습니다. 중간기(봄, 가을)에 외기냉방을 하거나, 에너지 절약을 위한 전열교환기 설치가 용이합니다.

    ​고성능 필터 사용:

    ​중앙 공조기에서 공기를 집중적으로 처리하므로, 공조기 내부에 고성능 필터(HEPA 필터 등)를 장착하여 실내 청정도를 높게 유지할

    수 있습니다. 병원이나 정밀 공장 등에서 이 방식을 선호하는 이유이기도 합니다.


  • 단일덕트 정풍량 방식은 송풍량이 일정하기 때문에 각 실이나 존의 부하 변동에 즉시 대응하기 어렵고, 개별 제어가 곤란하여 실별 온도차가 발생할 수 있습니다.
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2과목: 냉동공학

21. 냉동효과에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 증발기에서 단위 중량의 냉매가 흡수하는 열량
  2. 응축기에서 단위 중량의 냉매가 방출하는 열량
  3. 압축 일을 열량의 단위로 환산한 것
  4. 압축기 출·입구 냉매의 엔탈피 차
(정답률: 64%)
  • 냉동효과란 증발기에서 단위 중량의 냉매가 주위로부터 흡수하는 열량을 말합니다.

    오답 노트
    응축기에서 방출하는 열량: 응축열량
    압축 일을 열량으로 환산한 것: 압축열량
    압축기 출·입구 냉매의 엔탈피 차: 압축일량
  • 본 해설은 비추 누적갯수 초과로 자동 블라인드 되었습니다.
    (AI해설 오류가 많아 비추 2개 이상시 자동 블라인드 됩니다.)
    해설을 보시기 원하시면 클릭해 주세요
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22. 아래와 같이 운전되어 지고 있는 냉동사이클의 성적 계수는?

  1. 2.1
  2. 3.3
  3. 4.9
  4. 5.9
(정답률: 70%)
  • 냉동사이클의 성적계수(COP)는 냉동효과(증발기 흡수열)를 압축일로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $COP = \frac{h_3 - h_2}{h_4 - h_3}$
    ② [숫자 대입] $COP = \frac{135.9 - 109.4}{141.3 - 135.9}$
    ③ [최종 결과] $COP = 4.9$
  • *성적계수 구하는공식
    COP=q/Aw
    =135.9-109.4/141.3-135.9
    =4.9
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23. 헬라이드 토치는 프레온계 냉매의 누설검지기이다. 누설 시 식별방법은?

  1. 불꽃의 크기
  2. 연료의 소비량
  3. 불꽃의 온도
  4. 불꽃의 색깔
(정답률: 90%)
  • 헬라이드 토치는 냉매 누설 시 불꽃의 색깔 변화로 식별합니다. 누설량이 적으면 녹색, 많으면 자색으로 변하며, 누설이 너무 과다하면 불꽃이 꺼집니다.
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24. 냉동장치에서 사용되는 각종 제어동작에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 2위치 동작은 스위치의 온, 오프 신호에 의한 동작이다.
  2. 3위치 동작은 상, 중, 하 신호에 따른 동작이다.
  3. 비례동작은 입력신호의 양에 대응하여 제어량을 구하는 것이다.
  4. 다위치 동작은 여러 대의 피제어기기를 단계적으로 운전 또는 정지시키기 위한 것이다.
(정답률: 78%)
  • 3위치 동작은 상, 중, 하 신호가 아니라 스위치의 온(On), 중립(Neutral), 오프(Off) 신호에 의해 동작하는 방식입니다.
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25. 다음 열 및 열펌프에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 일의 열당량은 이다. 이것은 427kg·m의 일이 열로 변할 때, 1kcal의 열량이 되는 것이다.
  2. 응축온도가 일정하고 증발온도가 내려가면 일반적을 토출 가스온도가 높아지기 때문에 열펌프의 능력이 상승된다.
  3. 비열 0.5kcal/kg·℃, 비중량 1.2kg/L의 액체 2L를 온도 1℃ 상승시키기 위해서는 2kcal의 열량을 필요로 한다.
  4. 냉매에 대해서 열의 출입이 없는 과정을 등온압축이라 한다.
(정답률: 86%)
  • 일의 열당량은 $\frac{1\text{kcal}}{427\text{kg}\cdot\text{m}}$이며, 이는 $427\text{kg}\cdot\text{m}$의 일이 열로 변할 때 $1\text{kcal}$의 열량이 됨을 의미합니다.

    오답 노트
    비열 0.5kcal/kg·℃, 비중량 1.2kg/L의 액체 2L를 1℃ 상승시키는 열량:
    ① [기본 공식] $Q = m \times c \times \Delta T$
    ② [숫자 대입] $Q = (1.2 \times 2) \times 0.5 \times 1$
    ③ [최종 결과] $Q = 1.2\text{kcal}$
    냉매에 대해 열의 출입이 없는 과정은 단열압축입니다.
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26. 냉동기유에 대한 냉매의 용해성이 가장 큰 것은? (단, 동일한 조건으로 가정한다.)

  1. R-113
  2. R-22
  3. R-115
  4. R-717
(정답률: 55%)
  • 냉매의 종류에 따라 윤활유에 대한 용해도가 다르며, R-11, R-12, R-21, R-113, R-500 등이 용해도가 큰 냉매에 속합니다.

    오답 노트
    R-717: 암모니아로 용해도가 매우 작음
  • *윤활유에 용해도가 가장큰 냉매
    R-11,R-12,R-21,R-113,R-500

    *윤활유에 용해도가 중간정도 냉매
    R-113,R-500,R-22,R-114

    *윤활유에 용해도가 가장작은 냉매
    R-717(NH3), R-13, R-14, R-502
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27. 냉동용 스크루 압축기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 왕복동식에 비해 체적효율과 단열효율이 높다.
  2. 스크루 압축기의 로터와 축은 일체식으로 되어 있고, 구동은 수 로터에 의해 이루어진다.
  3. 스크루 압축기의 로터 구성은 다양하나 일반적으로 사용되고 있는 것은 수 로터 4개, 암 로터 4개인 것이다.
  4. 흡입, 압축, 토출과정인 3행정으로 이루어진다.
(정답률: 79%)
  • 스크루 압축기의 일반적인 로터 구성은 수 로터 4개에 암 로터 5~6개, 또는 수 로터 5개에 암 로터 6~7개 조합으로 구성됩니다.

    오답 노트
    수 로터 4개, 암 로터 4개 구성: 일반적인 구성이 아님
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28. LNG(액화천연가스) 냉열이용 방법 중 직접이용방식에 속하지 않는 것은?

  1. 공기액화분리
  2. 염소액화장치
  3. 냉열발전
  4. 액체탄산가스 제조
(정답률: 65%)
  • LNG 냉열의 직접이용방식에는 공기액화분리, 냉열발전, 액체탄산가스 제조 등이 포함되나, 염소액화장치는 이에 해당하지 않습니다.
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29. 증발기의 분류 중 액체 냉각용 증발기로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 탱크형 증발기
  2. 보데로형 증발기
  3. 나관코일식 증발기
  4. 만액식 셸 엔드 튜브식 증발기
(정답률: 58%)


  • ​1. 왜 '나관코일식 증발기'가 답인가요?

    ​나관코일식(Bare-Tube Coil): 앞서 그림으로 보셨듯이, 별도의 핀(Fin)이 없는 단순한 코일 형태입니다. 이 방식은 주로 공기를 냉각하거나, 얼음을 만드는 제빙용, 또는 저장고 벽면에 설치하여 직접 냉각하는 용도로 주로 쓰입니다.

    ​물론 액체 탱크 안에 넣어 사용할 수도 있지만, 공조 설비 시스템에서 전형적인 '액체 냉각용' 카테고리에서는 공기 냉각용이나 특수용으로 분류되는 경우가 많아 상대적으로 거리가 가장 멉니다.

    2. 액체 냉각용 증발기 종류 (보기 분석)

    ​액체(냉수나 브라인)를 차갑게 만드는 데 특화된 장치들입니다.

    탱크형 증발기: 탱크 안에 냉각 코일을 넣고 그 주변에 물이나 브라인을 채워 냉각하는 방식입니다.

    보데로형(Baudelot) 증발기: 수직으로 세워진 냉각 파이프 겉면으로 액체를 위에서 아래로 흘려보내(강하막식) 냉각하는 방식입니다. 주로 식품 가공이나 우유 냉각 등에 쓰입니다.

    만액식 셸 엔드 튜브식(Shell and Tube): 원통(Shell) 안에 수많은 튜브(Tube)가 있고, 그 사이로 냉매와 액체가 교차하며 흐르는 방식입니다. 대형 냉동기에서 냉수를 만들 때 쓰는 가장 대표적인 액체 냉각 방식입니다.

     ​시험에서 액체 냉각용을 물으면 **'셸 엔드 튜브(Shell & Tube)'**와 **'보데로(Baudelot)'**라는 용어를 먼저 찾으시고, 공기 냉각용을 물으면 **'플레이트 핀(Plate Fin)'**이나 **'유닛 쿨러(Unit Cooler)'**를 떠올리시면 정답을 맞히기 수월합니다.

  • 나관코일식 증발기는 액체가 아닌 기체를 냉각하는 데 사용되는 기체냉각용 증발기입니다.
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30. 헬라이드 토치를 이용한 누설검사로 적절하지 않은 냉매는?

  1. R-717
  2. R-123
  3. R-22
  4. R-114
(정답률: 76%)
  • 헬라이드 토치는 할로겐 원소를 포함한 프레온 냉매의 누설을 검출하는 장치입니다. R-717은 암모니아($\text{NH}_3$)로, 프레온 냉매가 아니므로 헬라이드 토치로 검사할 수 없습니다.
  • R-717은 암모니아로 구성된 냉매로, 헬라이드 토치를 이용한 누설검사 불가능하다
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31. 냉동능력 20RT, 축동력 12.6kW인 냉동장치에 사용되는 수냉식 응축기의 열통과율 676kcal/m2·h·℃ 전열량의 외표면적 15m2, 냉각수량 270L/min, 냉각수 입구온도 30℃일 때, 응축온도는? (단, 냉매와 물의 온도차는 산술평균 온도차를 사용한다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 35℃
  2. 40℃
  3. 45℃
  4. 50℃
(정답률: 46%)
  • 응축기의 응축온도를 구하기 위해 응축열량을 먼저 산출하고, 냉각수 출구온도와 산술평균 온도차를 이용하여 계산합니다.
    1. 응축열량($Q_c$) 계산
    ① [기본 공식] $Q_c = Q_e + A_w$
    ② [숫자 대입] $Q_c = 20 \cdot 3320 + 12.6 \cdot 860$
    ③ [최종 결과] $Q_c = 77236$ kcal/h
    2. 냉각수 출구온도($t_2$) 계산
    ① [기본 공식] $t_2 = \frac{Q_c}{G \cdot c} + t_1$
    ② [숫자 대입] $t_2 = \frac{77236}{270 \cdot 60 \cdot 1} + 30$
    ③ [최종 결과] $t_2 = 34.77$ $^{\circ}\text{C}$
    3. 응축온도($T_c$) 계산
    ① [기본 공식] $T_c = \frac{Q_c}{K \cdot F} + \frac{t_1 + t_2}{2}$
    ② [숫자 대입] $T_c = \frac{77236}{676 \cdot 15} + \frac{30 + 34.77}{2}$
    ③ [최종 결과] $T_c = 40.01$ $^{\circ}\text{C}$
  • 냉동능력 = 20 x 3320 = 66400
    압축일량 = 12.6 x 860 = 10836
    응축열량 = 66400 + 10836 = 77236
    77236 = 270 x 60 x 1 x ( T2 - 30) .... T2 = 34.767
    응축온도 ( Tc )
    Q = KFdT(산술평균온도차)
    77236 = 675 x 15 x ( Tc - ( 34.767 + 30 ) / 2 )
    Tc = 40

  • 난이도 상

    냉동능력(Qe)

    냉동능력 = 20RT x 3320 = 66400

    압축일량(Aw)

    압축일량 = 12.6Kw x 860 = 10836

    응축열량(Qc)=Qe+Aw

    응축열량 = 66,400 + 10,836 = 77,236[kcal/h]

    *냉각수출구온도(t2)

    Qc=G x C x ΔT


    77236 = 270 x 60 x 1 x ( T2 - 30) ....

    T2 =77,236/(270 x 60 x 1)+30

    = 34.77℃

    응축온도 ( Tc )

    Q = Kx Fx ΔT (산술평균온도차)

    77,236 = 675 x 15 x ( Tc - ( 34.767 + 30 ) / 2 )

    Tc=77236/(675 x 15) +34.77+30/2

    = 40.01℃

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32. 기계적인 냉동방법 중 물을 냉매로 쓸 수 있는 냉동 방식이 아닌 것은?

  1. 증기분사식
  2. 공기압축식
  3. 흡수식
  4. 진공식
(정답률: 64%)
  • 공기압축식 냉동방식은 냉매로 공기를 사용하여 압축 후 팽창시키는 원리를 이용하므로, 물을 냉매로 사용할 수 없습니다.
  • *물을 냉매로 사용할수 있는 냉동기
    -증기분사식
    -흡수식
    -진공식
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33. 저온유체 중에서 1기압에서 가장 낮은 비등점을 갖는 유체는 어느 것인가?

  1. 아르곤
  2. 질소
  3. 헬륨
  4. 네온
(정답률: 72%)

  • 비등점 (끓는점)

    1.아르곤:   -186℃

    2.질소:     -196℃

    3.헬륨 :    -269℃

    4.네온:    -246℃

  • 비등점(끓는점)은 물질이 액체에서 기체로 변하는 온도로, 제시된 저온유체 중 헬륨이 가장 낮은 온도를 가집니다.
    헬륨($-268.9^{\circ}\text{C}$) < 네온($-245.9^{\circ}\text{C}$) < 질소($-196^{\circ}\text{C}$) < 아르곤($-186^{\circ}\text{C}$)
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34. -10℃의 얼음 10kg을 100℃의 증기로 변화하는데 필요한 전열량은? (단, 얼음의 비열은 0.5kcal/kg·℃이고 융해잠열은 80kcal/kg, 물의 증발잠열은 539kcal/kg이다.)

  1. 1850 kcal
  2. 3660 kcal
  3. 7240 kcal
  4. 9120 kcal
(정답률: 58%)
  • 얼음을 증기로 변화시키기 위해 필요한 총 열량은 얼음의 가열, 융해, 물의 가열, 증발 단계의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = m \cdot c \cdot \Delta t + m \cdot L_f + m \cdot c \cdot \Delta t + m \cdot L_v$
    ② [숫자 대입] $Q = 10 \cdot 0.5 \cdot 10 + 10 \cdot 80 + 10 \cdot 1 \cdot 100 + 10 \cdot 539$
    ③ [최종 결과] $Q = 7240$ kcal
  • -10℃얼음(1)--->-0℃얼음(2)---->0℃물(3)---->100℃물(4)--->100℃증기
    1)Q1=Gx Cx ΔT=10x0.5x(0-(-10))=50kcal
    2)Q2=Gr=10x80=800kcal
    3)Q3=Gx Cx ΔT=10x1x(100-0)=1000kcal
    4)Q4=Gr=10x539=5390kcal
    5) Q 토탈
    Qt=50+800+1000+5390=7240kcal
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35. 1HP는 약 몇 Btu/h인가?

  1. 172 Btu/h
  2. 252 Btu/h
  3. 1053 Btu/h
  4. 2547.6 Btu/h
(정답률: 67%)
  • 마력(HP) 단위를 영국 열량 단위인 Btu/h로 환산하는 계산입니다.
    ① [기본 공식] $1\text{ HP} = 641\text{ kcal/h} \times 3.975\text{ Btu/kcal}$
    ② [숫자 대입] $1\text{ HP} = 641 \times 3.975$
    ③ [최종 결과] $1\text{ HP} = 2547.6\text{ Btu/h}$
  • 1HP=76kg.m/s=641.6kcal/h--->642kcal/h
    1kcal=3.968Btu
    642[kcal/h]x 3.968[btu/kcal]=2547.47[btu/h]
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36. 팽창밸브를 통하여 증발기에 유입되는 냉매액의 엔탈피를 F, 증발기 출구 엔탈피를 A, 포화액의 엔탈피를 G라 할 때, 팽창밸브를 통과한 곳에서 증기로 된 냉매의 양의 계산식으로 옳은 것은? (단, P : 압력, h : 엔탈비를 나타낸다.)

(정답률: 66%)
  • 팽창밸브를 통과한 냉매의 상태(F)가 포화액(G)과 건조포화증기(A) 사이에서 어느 정도의 비율로 증기가 되었는지를 계산하는 식입니다.
    $$\frac{F - G}{A - G}$$
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37. 냉동장치에서 고압측에 설치하는 장치가 아닌 것은?

  1. 수액기
  2. 팽창밸브
  3. 드라이어
  4. 액분리기
(정답률: 64%)
  • 액분리기는 액압축을 방지하기 위해 저압측인 증발기와 압축기 사이의 흡입관에 설치하는 장치입니다.

    오답 노트
    수액기, 팽창밸브, 드라이어: 모두 응축기 이후부터 팽창밸브 전후에 위치하는 고압측 장치입니다.
  • 액분리기 = 증발기 압축기 사이 설치 압축기로 넘어가는 액을 제거
  • 액분리기는 냉동장치의 저압측 증발기와 압축기사이에 설치하며
    압축기로 넘어가는 액을 저거하여 리퀴드백 현상을 방지한다
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38. -20℃의 암모니아 포화액의 엔탈피가 75kcal/kg이며, 동일 온도에서 건조포화증기의 엔탈피가 403kcal/kg이다. 이 냉매액이 팽창밸브를 통과하여 증발기에 유입될때의 냉매의 엔탈피가 160kcal/kg이었다면 중량비로 약 몇 %가 액체 상태인가?

  1. 16%
  2. 26%
  3. 74%
  4. 84%
(정답률: 57%)
  • 냉매의 건도(증기 비율)를 구한 뒤, 전체에서 증기 비율을 빼면 액체 상태의 중량비를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\text{액체비}(\%) = ( 1 - \frac{h_F - h_G}{h_A - h_G} ) \times 100 = \frac{h_A - h_F}{h_A - h_G} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{액체비} = \frac{403 - 160}{403 - 75} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{액체비} = 74\%$
  • *액체의 중량비공식
    P-H 몰리에르선도를 먼저 그리고
    Y축: 얍력(P) kg/cm^2 X축:엔탈피(h) kcal/kg
    X축: 75---------160-------403
    X=403-160/403-75=74.09[%]
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39. 암모니아를 냉매로 사용하는 냉동장치에서 응축압력의 상승원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 냉매가 과냉각 되었을 때
  2. 불응축가스가 혼입되었을 때
  3. 냉매가 과충전되었을 때
  4. 응축기 냉각관에 물 때 및 유막이 형성되었을 때
(정답률: 64%)
  • 냉매가 과냉각 되면 응축기 내의 압력이 낮아지므로 응축압력은 하강하게 됩니다.

    오답 노트
    불응축가스 혼입, 냉매 과충전, 냉각관의 물 때 및 유막 형성: 모두 응축 효율을 떨어뜨려 응축압력을 상승시키는 원인입니다.
  • 응축압력의 상승원인
    1)불응축가스가 혼입되었을때
    2)냉매가 과충전되었을때
    3)응축기 냉각관이 물때및 유막이 형성되었을경우
    4)수냉식의 경우 냉각수량이 부족하여 냉각수 온도가 상승시
    5) 공냉식의 경우 송풍량부족및 외기온도 상승시
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40. 표준냉동사이클에서 팽창밸브를 냉매가 통과하는 동안 변화되지 않는 것은?

  1. 냉매의 온도
  2. 냉매의 압력
  3. 냉매의 엔탈피
  4. 냉매의 엔트로피
(정답률: 80%)

  • 정답은 냉매의 엔탈피입니다.

    ​냉동 사이클의 4대 요소 중 하나인 **팽창밸브(교축과정)**의 특성을 이해하면 아주 명확해집니다.

    ​1. 왜 '엔탈피'가 변하지 않나요?

    ​팽창밸브를 지나는 과정은 전문 용어로 **'교축 작용(Throttling)'**이라고 합니다. 이 과정의 핵심은 다음과 같습니다.

    ​단열 팽창: 외부와 열교환이 거의 없는 상태에서 압력만 급격히 떨어집니다.

    ​등엔탈피 과정: 에너지가 들어오거나 나가지 않은 상태에서 압력만 낮아지므로, 입구와 출구의 엔탈피(에너지 총량) 값은 같습니다

    ※※※ (h_1 = h_2).  팽창밸브= 등엔탈피 (기억하세요)

    ​2. 다른 항목들은 어떻게 변하나요?

    ​팽창밸브를 통과하는 순간, 냉매는 좁은 통로를 지나며 압력이 팍 줄어듭니다.

    ​냉매의 압력: 급격히 하락합니다. (고압 액체 → 저압 액체/증기 혼합물)

    ​냉매의 온도: 압력이 떨어지면서 증발이 일어나 온도가 하락합니다. (이 덕분에 증발기에서 열을 흡수할 수 있게 됩니다.)

    ​냉매의 엔트로피: 압력이 급격히 변하는 비가역 과정이므로 엔트로피는 증가합니다.

  • 표준냉동사이클의 팽창 과정은 등엔탈피 과정으로, 냉매가 팽창밸브를 통과할 때 압력과 온도는 강하하고 비체적은 증대되지만 엔탈피는 변하지 않고 일정하게 유지됩니다.
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3과목: 배관일반

41. 급탕배관이 벽이나 바닥을 관통할 때 슬리브(sleeve)를 설치하는 이유로 가장 적절한 것은?

  1. 배관의 진동을 건물 구조물에 전달되지 않도록 하기 위하여
  2. 배관의 중량을 건물 구조물에 지지하기 위하여
  3. 관의 신축이 자유롭고 배관의 교체나 수리를 편리하게 하기 위하여
  4. 배관의 마찰저항을 감소시켜 온수의 순환을 균일하게 하기 위하여
(정답률: 78%)
  • 슬리브를 설치하면 배관의 신축이 자유로워지며, 향후 배관의 교체나 수리 작업이 매우 편리해집니다. 또한 콘크리트 타설 시 벽체나 기둥에 파이프 및 전선관을 매설하기 위한 용도로 사용됩니다.
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42. 냉동 설비에서 고온·고압의 냉매 기체가 흐르는 배관은?

  1. 증발기와 압축기 사이 배관
  2. 응축기와 수액기 사이 배관
  3. 압축기와 응축기 사이 배관
  4. 팽창밸브와 증발기 사이 배관
(정답률: 75%)
  • 압축기에서 압축된 냉매가 응축기로 이동하는 토출관 구간이 고온·고압의 기체 상태로 흐르는 구간입니다.

    오답 노트
    응축기와 수액기 사이: 고온고압의 액체
    팽창밸브와 증발기 사이: 저온저압의 액체
    증발기와 압축기 사이: 저온저압의 기체
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43. 냉매 배관 시공 시 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 온도 변화에 의한 신축을 충분히 고려해야 한다.
  2. 배관 재료는 냉매종류, 온도, 용도에 따라 선택한다.
  3. 배관이 고온의 장소를 통과할 때에는 단열조치한다.
  4. 수평 배관은 냉매가 흐르는 방향으로 상향구배 한다.
(정답률: 86%)
  • 냉매 배관의 수평 구간에서는 냉매가 원활하게 흐르고 오일 회수 등을 돕기 위해 냉매가 흐르는 방향으로 하향구배를 유지해야 합니다.
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44. 급수방식 중 펌프 직송방식의 펌프 운전을 위한 검지방식이 아닌 것은?

  1. 압력검지식
  2. 유량검지식
  3. 수위검지식
  4. 저항검지식
(정답률: 70%)
  • 펌프 직송방식의 펌프 운전을 위해 사용되는 검지방식에는 압력검지식(토출압 또는 말단압 일정제어), 유량검지식, 수위검지식이 있습니다. 저항검지식은 펌프 운전 제어를 위한 검지방식에 해당하지 않습니다.

  • 제시해주신 문제는 공조냉동기계 및 설비 분야의 급수 설비와 관련된 내용입니다.

    ​질문하신 문제의 정답과 해설은 다음과 같습니다.

    ​정답: 저항검지식

    ​해설

    ​펌프 직송방식(부스터 방식)은 옥상 수조를 설치하지 않고 펌프의 회전수 제어나 대수 제어를 통해 소요 유량과 압력을 직접 공급하는 방식입니다. 이때 펌프를 운전하기 위해 상태를 감지하는 주요 방식은 다음과 같습니다.

    1.​압력검지식:

    배관 내의 압력을 감지하여 설정 압력 이하로 떨어지면 펌프를 가동시키는

    가장 일반적인 방식입니다.

    ​2.유량검지식:

    사용되는 물의 양(유량)을 직접 감지하여 펌프의 운전 대수나 속도를 조절합니다.


    3.​수위검지식:

    수조(저수조)의 수위를 감지하여 펌프의 공회전을 방지하거나

    연동 운전을 할 때 사용됩니다.

    ​

    저항검지식이라는 용어는

    펌프의 운전 상태를 직접 검지하여 제어하는

    표준적인 급수 제어 방식에 해당하지 않습니다.

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45. 증기 관말 트랩 바이패스 설치 시 필요 없는 부속은?

  1. 엘보
  2. 유니온
  3. 글로브 밸브
  4. 안전 밸브
(정답률: 64%)

  • 정답: 안전 밸브

    ​증기 배관에서 트랩(Steam Trap)의 점검이나 교체를 위해 트랩을 통하지 않고 증기를 바이패스(Bypass)시킬 수 있는 배관을 구성할 때는 일반적으로 다음의 부속품들이 필요합니다.

    증기 배관의 **말단(관말)**에 고인 응축수를 배출하기 위해 설치하는 트랩을 흔히 '관말 트랩'이라고 부르는 것입니다.

    ​스팀(관말) 트랩의 역할

    ​스팀 트랩은 증기 시스템에서 매우 중요한 역할을 합니다.

    ​응축수 배출    : 증기가 식어서 물(응축수)로 변한 것을 자동으로 배출합니다.

    ​증기 차단: 배관 속의 고온·고압 증기는 밖으로 나가지 못하게 막아줍니다. (증기가 새면 열 손실이 크기 때문입니다.)

    ​공기 제거    : 배관 속에 들어있는 공기를 배출하여 증기 흐름을 원활하게 합니다.

    1.​글로브 밸브 (Globe Valve): 바이패스 배관의 유량을 조절하거나 차단하기 위해 설치합니다.
    2.​유니온 (Union): 트랩을 분해하거나 교체하기 용이하도록 배관을 쉽게 분리할 수 있게 해줍니다.

    ​3.엘보 (Elbow):     배관의 방향을 바꾸기 위해 필요한 기본적인 관 이음쇠입니다.



    ​안전 밸브는     배관이나 용기 내의 압력이 허용 압력을 초과했을 때 자동으로 증기를 방출하여 파열을 방지하는 안전 장치입니다. 트랩 바이패스 배관의 기능(점검 및 유량 우회)과는 직접적인 관련이 없으므로 바이패스 구성 시 필수적인 부속에 해당하지 않습니다.

  • 증기 관말 트랩의 바이패스 배관을 구성할 때는 배관 연결 및 유지보수를 위해 엘보, 유니온, 여과기, 글로브 밸브 등이 필요하며, 안전 밸브는 바이패스 구성 필수 부속에 해당하지 않습니다.
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46. 수격작용을 방지 또는 경감하는 방법이 아닌 것은?

  1. 유속을 낮춘다.
  2. 격막식 에어 챔버를 설치한다.
  3. 토출밸브의 개폐시간을 짧게 한다.
  4. 플라이 휠을 달아 펌프속도 변화를 완만하게 한다.
(정답률: 81%)
  • 수격작용을 방지하기 위해서는 유체의 급격한 속도 변화를 막아야 하므로, 토출밸브의 개폐는 천천히 수행하여 압력 변화를 완만하게 해야 합니다.

    오답 노트
    토출밸브의 개폐시간을 짧게 한다: 개폐 시간을 길게 하여 천천히 조작해야 수격작용을 방지할 수 있음
  • 수격작용방지대책
    1.공기실(에어챔버)및 수격방지기설치
    2.관경을 크게하여 유속을 느리게 한다
    3.펌프에 플라이휠을 설치한다
    4.배관을 가능한 한 직선으로 시공한다
    5.밸브는 송출구가까이에 설치하고, 서서히 개폐한다
    토출밸브의 개폐시간을 길게 한다
    6.조압수조를 설치한다

    *플라이 휠
    펌프의 급격한 속도변화를 방지한다
    *조압수조
    수압관 도수관에서 발생하는 수압의 급격한 증감을 조정하는 수조
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47. 액화 천연가스의 지상 저장탱크에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 지상 저장 탱크는 금속 2중벽 탱크가 대표적이다.
  2. 내부탱크는 약 -162℃ 정도의 초저온에 견딜 수 있어야 한다.
  3. 외부 탱크는 일반적으로 연강으로 만들어진다.
  4. 증발 가스량이 지하 저장 탱크보다 많고 저렴하며 안전하다.
(정답률: 75%)
  • 지상 저장 탱크는 지하 저장 탱크에 비해 외부 열 침입이 많아 증발 가스량이 더 많으며, 안전성 측면에서도 지하 방식보다 불리합니다.

    오답 노트
    증발 가스량이 지하 저장 탱크보다 많고 저렴하며 안전하다: 증발 가스량은 지하보다 많으며, 안전성은 지하 탱크가 더 높음

  • 지하 저장탱크

    지하저장탱크가 자상저장탱크보다 저렴하며(가스누출,지진,해일

    등으로부터) 안전하다.단 증발가스량이 지상식보다 많다는 단점이

    있다

    ​안전성:지하 저장탱크는 지반에 의해 외부 충격(화재, 폭발, 테러 등)으로부터 보호받기 때문에 지상 탱크보다 더 안전한 것으로 평가받습니다.

    정답

    (지상저장탱크는 안전하지 않습니다. )

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48. 디스크 증기 트랩이라고도 하며 고압, 중압, 저압 등의 어느 곳에나 사용 가능한 증기 트랩은?

  1. 실로폰 트랩
  2. 그리스 트랩
  3. 충격식 트랩
  4. 버킷 트랩
(정답률: 59%)
  • 충격식 트랩은 디스크 트랩이라고도 불리며, 구조가 간단하여 고압, 중압, 저압 등 모든 압력 조건에서 범용적으로 사용 가능한 증기 트랩입니다.

    오답 노트
    실로폰 트랩: 열동식 트랩의 일종으로 저압 및 고압용으로 구분됨
    그리스 트랩: 조리대 배수 시 유지분을 분리하는 배수 트랩
    버킷 트랩: 주로 고압 증기의 관말이나 세탁기, 탕비기에 사용됨

  • ​해설

    ​**정답:충격식 트랩(임펄스 트랩)**은 원판 모양의 밸브가 상하로 움직이며 응축수를 배출하는 구조를 가지고 있어 디스크 증기 트랩이라고도 불립니다.



    ​이 트랩의 주요 특징은 다음과 같습니다:

    ​-다양한 압력 대응: 고압, 중압, 저압 배관 등 압력 범위에 구애받지 않고 널리 사용 가능합니다.

    ​-구조의 단순성: 크기가 작고 가벼우며 구조가 단순하여 보수 점검이 용이합니다.

    ​-내구성: 과열 증기에도 사용할 수 있으며 동파에 강한 편입니다.

    ■​다른 보기 설명
    -​그리스 트랩 (Grease Trap): 주방 등에서 배수 중의 기름기를 분리하기 위해 설치하는 장치로, 증기 트랩이 아닙니다.
    -​버킷 트랩 (Bucket Trap): 기계식 트랩의 일종으로, 버킷의 부력을 이용하여 응축수를 배출합니다.

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49. 급탕 주관의 배관길이가 300m, 환탕 주관의 배관길이가 50m일 때 강제순환식 온수순환 펌프의 전 양정은?

  1. 5m
  2. 3m
  3. 2m
  4. 1m
(정답률: 53%)

  • 강제순환식 온수펌프 전양정
    H = 0.01 [ (L/2)+ㅣ]
    H = 0.01 x [(300 / 2)+ㅣ ] = 2

  • 강제순환식 온수순환 펌프의 전 양정은 급탕 주관 길이의 절반과 환탕 주관 길이를 합산한 값에 마찰 손실 계수를 곱하여 산출합니다.
    ① $H = (L_1 / 2 + L_2) \times 0.01$
    ② $H = (300 / 2 + 50) \times 0.01$
    ③ $H = 2$
  • 강제순환식 온수펌프 전양정
    H = 0.01 ( l + L/2)
    H = 0.01 x ( 50 + 300 / 2 ) = 2
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50. 간접배수관의 관경이 25A일 때 배수구 공간으로 최소 몇 mm가 적당한가?

  1. 50
  2. 100
  3. 150
  4. 200
(정답률: 76%)
  • 간접배수관의 배수구 공간은 관경의 2배 이상으로 확보해야 합니다.
    ① [기본 공식] $\text{배수구 공간} = \text{관경} \times 2$
    ② [숫자 대입] $\text{배수구 공간} = 25 \times 2$
    ③ [최종 결과] $\text{배수구 공간} = 50\text{mm}$

  • *배수구 공간


    간접배수관의 관경(A)------------------배수구공간(mm)

    25A이하--------------------------------최소50

    30~50A이하---------------------------최소100

    65A이상--------------------------------최소150

    ​정답

    ​50mm

    ​해설: 배수구 공간(Air Gap)의 원리

    ​간접배수에서 배수구 공간이란, 오염된 배수가 기구로 역류하는 것을 방지하기 위해 배수관의 끝단과 수용 기구(또는 트랩의 유입구) 사이에 두는 **공기층(틈새)**을 의미합니다.

    ​설계 기준: 위생설비 설계 기준에 따르면, 간접배수관의 관경(d)에 따라 최소 배수구 공간은 일반적으로 관경(d)의 2배 이상으로 규정하고 있습니다.

    ​계산 적용: * 관경이 25A(25mm)일 경우: 25\,\text{mm} \times 2 = 50\,\text{mm}

    ​따라서 최소 50mm 이상의 공간을 확보해야 합니다.

    ​참고 사항

    ​규정의 목적: 이 공간을 두는 이유는 배수관 내부의 오염된 물이 압력 변화나 역류 현상으로 인해 깨끗한 급수 계통이나 기구로 직접 유입되는 것을 차단(Cross-connection 방지)하기 위함입니다.

    ​

    산업기사 팁: 25A일 때는 50mm, 50A일 때는 100mm와 같이 관경의 2배를 적용하는 법칙만 기억하시면 해당 유형의 문제는 쉽게 해결하실 수 있습니다.

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51. 급탕설비에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 순환방식은 중력식과 강제식이 있다.
  2. 배관의 구배는 중력순환식의 경우 1/150, 강제순환식의 경우 1/200 정도이다.
  3. 신축이음쇠의 설치는 강관은 20m, 동관은 30m마다 1개씩 설치한다.
  4. 급탕량은 사용 인원이나 사용 기구 수에 의해 구한다.
(정답률: 79%)

  • ​정답: 3번 (신축이음쇠의 설치는 강관은 20m, 동관은 30m마다 1개씩 설치한다.)

    ​해설 및 오답 분석

    ​왜 3번이 틀렸나요?

    급탕 배관에서 신축이음쇠(Expansion Joint)의 설치 간격은 관의 재질에 따라 다르지만, 일반적으로 강관의 경우 20~30m마다 설치하며, 동관의 경우 15~20m마다 설치하는 것이 표준입니다. 문제에서 제시된 동관의 설치 간격(30m)은 실제보다 지나치게 길게 설정되어 있어 틀린 설명입니다.

    ​다른 보기 설명:

    ​1번(순환방식): 맞습니다. 온수 순환방식은 밀도차에 의한 중력순환식과 펌프를 이용한 강제순환식으로 나뉩니다.

    ​2번(배관 구배): 맞습니다. 배관 내부의 공기 배출과 배수를 원활하게 하기 위해 중력순환식은 1/150 이상, 펌프를 사용하는 강제순환식은 1/200 정도의 구배를 줍니다.

    ​4번(급탕량 산출): 맞습니다. 급탕 설비 설계 시 필요한 온수의 양은 건물 용도에 따른 인원수, 혹은 위생기구 수 등을 기준으로 계산합니다.

  • 신축이음쇠 설치 간격은 배관 재질에 따라 다르며, 강관은 $30\text{m}$, 동관은 $20\text{m}$마다 1개씩 설치하는 것이 원칙입니다.
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52. 관의 종류에 따른 접합방법으로 틀린 것은?

  1. 강관 – 나사접합
  2. 주철관 – 소켓접합
  3. 연관 – 플라스턴접합
  4. 콘크리트관 – 용접접합
(정답률: 82%)
  • 콘크리트관은 재료 특성상 용접이 불가능하며, 일반적으로 콘크리트 칼라이음 방식을 사용하여 접합합니다.
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53. 패널난방(panel heating)은 열의 전달방법 중 주로 어느 것을 이용한 것인가?

  1. 전도
  2. 대류
  3. 복사
  4. 전파
(정답률: 83%)
  • 패널난방은 가열된 패널 표면에서 방출되는 열에너지가 매질 없이 직접 전달되는 복사 방식을 주된 열전달 방법으로 이용합니다.
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54. 스케줄 번호(schedule No.)를 바르게 나타낸 공식은? (단, S : 허용응력(kg/mm2), P : 사용압력(kg/cm2))

(정답률: 73%)
  • 스케줄 번호(Schedule No.)는 배관의 두께를 결정하는 지표로, 사용압력 $P$와 허용응력 $S$의 비율에 상수를 곱하여 산출합니다.
    $$\text{Schedule No.} = 10 \times \frac{P}{S}$$
    따라서 정답은 입니다.

  • 스케줄번호

    관두께를 나타내는 번호

    sch.No=10x(P/s)

    단, P: 사용압력(\text{kg/cm}^2), S: 허용응력(\text{kg/mm}^2))

    ​해설

    ​스케줄 번호(Sch)는 배관의 두께를 결정하는 등급으로, 다음과 같은 특징을 가집니다.

    ​공식의 의미: 배관의 재질이 견딜 수 있는 허용응력(S)에 대해 실제 가해지는 사용압력(P)의 비율을 10배 한 값입니다.

    ​단위 주의: 문제에서 주어진 단위(P는 \text{kg/cm}^2, S는 \text{kg/mm}^2)를 사용할 때 위와 같은 공식이 성립합니다.

    ​활용: 이 수치가 클수록 배관의 두께가 두꺼워지며, 고압용 배관일수록 높은 스케줄 번호를 사용하게 됩니다.

    ​시험 준비하시면서 공식을 암기하실 때는 **"스케줄 번호는 압력(P)에 비례하고 응력(S)에 반비례한다"

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55. 기수 혼합 급탕기에서 증기를 물에 직접 분사시켜 가열하면 압력차로 인해 발생하는 소음을 줄이기 위해 사용하는 설비는?

  1. 안전밸브
  2. 스팀 사일런서
  3. 응축수 트랩
  4. 가열코일
(정답률: 86%)
  • 기수 혼합 급탕기에서 증기를 물에 직접 분사할 때 발생하는 급격한 압력차와 이로 인한 소음을 억제하기 위해 설치하는 장치가 스팀 사일런서입니다.
  • *스팀 사이렌서
    기수혼합식 급탕기에서 증기로 인한 소음을 줄이기위해서 사용하며
    저탕조에 증기를 직접불어넣어 물을 가열하는 방식이다
    종류로는 F형과 S형이 있다.
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56. 펌프의 베이퍼 록 현상에 대한 발생 요인이 아닌 것은?

  1. 흡입관 지름이 큰 경우
  2. 액 자체 또는 흡입배관 외부의 온도가 상승할 경우
  3. 펌프 냉각기가 작동하지 않거나 설치되지 않은 경우
  4. 흡입 관로의 막힘, 스케일 부착 등에 의한 저항이 증가한 경우
(정답률: 77%)
  • 베이퍼 록(Vapor Lock) 현상은 액체가 과열되어 기포가 발생함으로써 유체의 흐름이 방해받는 현상입니다. 흡입관 지름이 크면 유속이 낮아져 온도 상승 가능성이 줄어들므로 베이퍼 록의 발생 요인이 아닙니다.
  • *베이퍼록현상
    저비점 액체를 이송할경우 펌프의 파이프속에서 가열증발하여
    증기가 발생되는데, 이로인해 압력이 변하고 액체의 흐름이나
    운동력 전달을 저해하는 현상
    -흡입관 지름이 큰경우 마찰저항이 감소되어 베이퍼록 현상을
    방지할수 있다.(발생요인이라고 볼수 없다)
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57. 배관의 신축 이음 중 허용길이가 커서 설치장소가 많이 필요하지만 고온, 고압배관의 신축 흡수용으로 적합한 형식은?

  1. 루프(loop)형
  2. 슬리브(sleeve)형
  3. 벨로스(bellows)형
  4. 스위블(swivel)형
(정답률: 74%)

  • 루프이음 (신축곡관)신축곡관이라고도 하며,그 휨에의해

    배관의 신축을 흡수하는 형식으로 주로 고온,고압의

    옥외배관등에 많이 사용된다,

    설치장소을 많이 차지하며,응력이 생긴다는 단점이 있다.

  • 루프(loop)형은 배관을 ㄷ자나 원형으로 크게 우회시켜 신축을 흡수하는 방식입니다. 설치 공간을 많이 차지한다는 단점이 있지만, 신축 흡수 능력이 뛰어나 고온 및 고압 배관에 매우 적합합니다.
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58. 고온수 난방의 가압방법이 아닌 것은?

  1. 브리드 인 가압방식
  2. 정수두 가압방식
  3. 증기 가압방식
  4. 펌프 가압방식
(정답률: 57%)

  • ​정답: 1번 (브리드 인 가압방식)

    ​해설: 고온수 난방의 가압방식

    ​고온수 난방 시스템은 물을 100℃ 이상의 고온으로 가열하여 순환시키므로, 배관 내에서 물이 증기로 변하는 것을 막기 위해 가압이 필수적입니다. 주요 가압방식은 다음과 같습니다.

    ​정수두 가압방식: 높은 곳에 위치한 팽창탱크로부터의 높이 차(위치 수두)를 이용하여 압력을 가하는 방식입니다.

    ​증기 가압방식: 팽창탱크 내부의 수면 위에 증기 압력을 직접 가하여 가압하는 방식입니다.

    ​펌프 가압방식: 펌프를 사용하여 시스템 내부에 일정한 압력을 강제로 유지하는 방식입니다.

    ​가스 가압방식: 질소 가스 등의 비활성 기체를 이용하여 압력을 가하는 방식도 사용됩니다.

    ​**"브리드 인(Bleed-in)"**이라는 용어는 가압방식과는 무관하며, 주로 배관이나 설비에서 공기를 배출하거나 특정 유체를 조금씩 주입하는 행위를 의미하는 기술적 용어입니다.

  • 고온수 난방의 가압방법에는 정수두 가압방식, 증기 가압방식, 펌프 가압방식, 불활성가스 가압방식이 있습니다. 브리드 인 가압방식은 고온수 난방의 가압방법에 해당하지 않습니다.
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59. 냉각탑 주위배관 시 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 2대 이상의 개방형 냉각탑을 병렬로 연결할 때 냉각탑의 수위를 동일하게 한다.
  2. 배수 및 오버플로관은 직접배수로 한다.
  3. 냉각탑을 동절기에 운전할 때는 동결방지를 고려한다.
  4. 냉각수 출입구 측 배관은 방진이음을 설치하여 냉각탑의 진동이 배관에 전달되지 않도록 한다.
(정답률: 66%)
  • 냉각탑의 배수 및 오버플로관은 일반 건축물 배수관에 직접 연결(직결)하지 않고, 대기로 개방시켜 배출하는 것이 원칙입니다.

  • ​정답: 2번 (배수 및 오버플로관은 직접배수로 한다.)

    ​해설: 왜 2번이 틀렸나요?

    ​간접배수 원칙: 냉각탑의 배수관이나 오버플로관은 위생 설비 기준상 **간접배수(Indirect Drain)**로 처리해야 합니다.

    ​이유: 배수관을 공공 하수관 등에 직접 연결(직접배수)하면, 하수관의 오염된 공기나 오수가 역류하여 냉각수 계통을 오염시키거나 냉각탑 내부로 유입될 위험이 있기 때문입니다. 이를 방지하기 위해 배수구 공간(Air Gap)을 두어 간접배수하는 것이 필수적입니다.

    ​다른 보기 상세 설명

    ​1번: 병렬 연결 시 수위 차이가 발생하면 냉각수 공급/환수량에 불균형이 생겨 넘침(Overflow)이나 흡입 부족 현상이 발생합니다. 따라서 **균압관(Equalizing pipe)**을 설치하여 수위를 동일하게 유지해야 합니다.



    ​3번: 동절기에는 냉각수가 동결되어 배관이 파손되거나 냉각탑 내부가 손상될 위험이 매우 큽니다. 따라서 댐퍼 조작, 전열선 설치, 혹은 냉각수 가열 등의 동결 방지 대책이 필수적입니다.



    ​4번: 냉각탑은 팬(Fan)의 회전 등에 의한 진동이 발생합니다. 이 진동이 배관을 타고 건물 구조물이나 다른 기기로 전달되지 않도록 입출구 측 배관에 **방진 이음(Flexible Joint)**을 설치하는 것은 아주 올바른 시공법입니다.



    ​공조냉동기계 산업기사 실기나 필기에서

    배관의 '간접배수' 여부는 단골 출제 포인트입니다.

    위생적인 부분과 연결되는 개념이라 시험에 자주 나오니 꼭 기억해두세요


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60. 배수 수평관의 관경이 65mm일 때 최소구배는?

  1. 1/10
  2. 1/20
  3. 1/50
  4. 1/100
(정답률: 65%)
  • 배수 수평관의 관경에 따른 최소구배 기준을 적용하는 문제입니다.
    관경 $65\text{mm}$ 기준 최소구배는 $1/50$ 입니다.

    오답 노트
    관경 $75\text{mm}, 100\text{mm}$: $1/100$
    관경 $125\text{mm}$: $1/150$
    관경 $150\text{mm}$: $1/200$

  • 배수수평관의 구배

    관경(mm)--------------------------------------최소구배

    65이하-----------------------------------------최소1/50

    75,100-----------------------------------------최소1/100

    125--------------------------------------------최소1/150

    150이상---------------------------------------최소1/200

    구배가 너무 급하면 물만 빠르게 빠져나가고 고형물질이 남게 되며, 너무 완만하면 물의 흐름이 정체되어 관이 막힐 수 있습니다. 따라서 관경이 작을수록 더 큰 구배를 주어 유속을 확보하는 것이 중요합니다.

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4과목: 전기제어공학

61. 서보기구와 관계가 가장 깊은 것은?

  1. 정전압 장치
  2. A/D 변환기
  3. 추적용 레이더
  4. 가정용 보일러
(정답률: 66%)
  • 서보기구는 물체의 위치, 방위, 각도 등의 상태량을 제어하는 장치입니다.
    따라서 표적의 위치를 계속해서 추적하여 제어하는 추적용 레이더가 서보기구와 가장 밀접한 관계가 있습니다.
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62. 다음 블록선도의 전달 함수의 극점과 영점은?

  1. 영점 0, 2, 극점 –1, 3
  2. 영점 1, -3, 극점 0, -2
  3. 영점 0, -1, 극점 2, 3
  4. 영점 0, -3, 극점 –1, 2
(정답률: 57%)
  • 전달함수에서 분자를 0으로 만드는 값은 영점, 분모를 0으로 만드는 값은 극점입니다.
    전체 전달함수는 두 블록의 곱으로 계산됩니다.
    $$G(s) = \frac{s}{s+1} \times \frac{2s-4}{s-3} = \frac{s(2s-4)}{(s+1)(s-3)}$$
    분자 $s(2s-4)=0$에서 영점은 $0, 2$이며, 분모 $(s+1)(s-3)=0$에서 극점은 $-1, 3$ 입니다.
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63. 제어기기의 대표적인 것으로는 검출기, 변환기, 증폭기, 조작기기를 들 수 있는데 서보모터는 어디에 속하는가?

  1. 검출기
  2. 변환기
  3. 증폭기
  4. 조작기기
(정답률: 82%)
  • 서보모터는 제어 신호를 받아 실제 기계적인 움직임으로 변환하여 제어대상을 구동시키는 역할을 하므로 조작기기에 속합니다.
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64. 프로세스 제어계의 제어량이 아닌 것은?

  1. 방위
  2. 유량
  3. 압력
  4. 밀도
(정답률: 68%)
  • 프로세스 제어계는 주로 액체, 기체 등의 상태를 제어하며 유량, 압력, 밀도, 온도 등이 주요 제어량에 해당합니다.

    오답 노트
    방위: 대상의 위치나 움직임을 제어하는 서보 제어계의 제어량
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65. 시퀀스제어에 관한 사항으로 옳은 것은?

  1. 조절기용이다.
  2. 입력과 출력의 비교장치가 필요하다.
  3. 한시동작에 의해서만 제어되는 것이다.
  4. 제어결과에 따라 조작이 자동적으로 이행된다.
(정답률: 68%)
  • 시퀀스 제어는 미리 정해진 순서나 조건에 따라 제어 결과가 다음 단계의 조작으로 자동적으로 이행되는 제어 방식입니다.
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66. 그림과 같은 회로망에서 전류를 계산하는데 옳은 식은?

  1. I1+I2=I3+I4
  2. I1+I3=I2+I4
  3. I1+I2+I3+I4=0
  4. I1+I2+I3-I4=0
(정답률: 75%)
  • 키르히호프의 전류 법칙(KCL)에 따라 회로의 한 접속점으로 흘러 들어오는 전류의 합은 흘러 나가는 전류의 합과 같습니다.

    접속점으로 유입되는 전류는 $I_1, I_2, I_3$이며, 유출되는 전류는 $I_4$이므로 식은 다음과 같습니다.
    $$\sum I_{in} - \sum I_{out} = 0$$
    $$I_1 + I_2 + I_3 - I_4 = 0$$
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67. 제어요소가 제어대상에 주는 양은?

  1. 조작량
  2. 제어량
  3. 기준입력
  4. 동작신호
(정답률: 60%)
  • 제어계에서 제어요소가 제어대상에 직접적으로 가하는 물리량이나 신호를 조작량이라고 합니다.

    오답 노트
    제어량: 제어대상에서 최종적으로 출력되는 양
    기준입력: 목표치에 해당하는 입력 신호
    동작신호: 기준입력과 피드백 값의 차이인 오차 신호
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68. 직류 분권전동기의 용도에 적합하지 않은 것은?

  1. 압연기
  2. 제지기
  3. 송풍기
  4. 기중기
(정답률: 72%)
  • 직류 분권전동기는 속도 변동이 적어 송풍기, 제지기, 압연기 등 정속도 운전이 필요한 곳에 사용됩니다. 반면, 기중기는 큰 기동 토크가 필요하므로 직권전동기가 적합합니다.
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69. 16μF의 콘덴서 4개를 접속하여 얻을 수 있는 가장 작은 정전용량은 몇 μF인가?

  1. 2
  2. 4
  3. 8
  4. 16
(정답률: 77%)
  • 콘덴서의 정전용량은 직렬로 연결했을 때 가장 작아지며, 동일 용량 $n$개를 직렬 연결하면 전체 용량은 $1/n$이 됩니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{C_{1}}{n}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{16}{4}$
    ③ [최종 결과] $C = 4$ $\mu$F
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70. 100Ω의 전열선에 2A의 전류를 흘렸다면 소모되는 전력은 몇 W인가?

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 400
(정답률: 59%)
  • 전력은 전류의 제곱과 저항의 곱으로 계산할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $P = I^{2}R$
    ② [숫자 대입] $P = 2^{2} \times 100$
    ③ [최종 결과] $P = 400$ W
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71. 60Hz, 6극인 교류 발전기의 회전수는 몇 rpm인가?

  1. 1200
  2. 1500
  3. 1800
  4. 3600
(정답률: 62%)
  • 교류 발전기의 회전수는 주파수와 극수에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{120f}{P}$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{120 \times 60}{6}$
    ③ [최종 결과] $N = 1200$ rpm
  • 교류 발전기의 회전수(RPM)는 다음
    공식으로 계산합니다:
    N = 120×f÷P
    여기서
    • f(주파수),60hz
    • P(극 수)6
    계산하면:
    N = 120 ×60÷6 = 7200÷6 = 1200 RPM
    정답: 1) 1200

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72. 평형 3상 Y결선의 상전압 Vp와 선간전압 VL의 관계는?

  1. VL=3Vp
  2. VL=√3Vp
  3. VL=1/3(Vp)
  4. VL=1/√3(Vp)
(정답률: 72%)
  • 평형 3상 Y결선에서는 선간전압이 상전압보다 $\sqrt{3}$배 크고 위상이 $30^{\circ}$ 앞섭니다.
    $$V_{L} = \sqrt{3}V_{p}$$
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73. 그림과 같은 시퀀스제어회로가 나타내는 것은? (단, A와 B는 푸시버튼스위치, R은 전자접촉기, L은 램프이다.)

  1. 인터록
  2. 자기유지
  3. 지연논리
  4. NAND논리
(정답률: 69%)
  • 푸시버튼스위치 A를 눌러 릴레이 R이 여자되면, R의 a접점이 A와 병렬로 연결되어 A를 떼더라도 R의 여자 상태가 계속 유지되는 회로 구성입니다. 이를 자기유지 회로라고 합니다.
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74. 최대 눈금 1000V, 내부저항 10kΩ인 전압계를 가지고 그림과 같이 전압을 측정하였다. 전압계의 지시가 200V일 때 전압 E는 몇 V인가?

  1. 800
  2. 1000
  3. 1800
  4. 2000
(정답률: 47%)
  • 전압계의 지시값은 전압계 내부저항에 걸리는 전압이며, 이를 통해 회로에 흐르는 전류를 구한 뒤 전체 전압 $E$를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E = I \times (R_{ext} + R_{int})$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{200}{10 \times 10^{3}} \times (90 \times 10^{3} + 10 \times 10^{3})$
    ③ [최종 결과] $E = 2000$
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75. 그림과 같은 회로는?

  1. OR회로
  2. AND회로
  3. NOR회로
  4. NAND회로
(정답률: 56%)
  • 제시된 회로는 다이오드들이 직렬 구조로 연결되어, 모든 입력 신호가 동시에 작동(High)되어야만 출력 신호가 1이 되는 논리곱 회로입니다. 따라서 AND회로가 정답입니다.
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76. 그림의 신호흐름선도에서 C/R의 값은?

  1. a+2
  2. a+3
  3. a+5
  4. a+6
(정답률: 75%)
  • 신호흐름선도에서 전달함수 $C/R$은 모든 가능한 경로의 이득 합으로 구합니다.
    경로 1: $1 \times a \times 1 \times 1 = a$
    경로 2: $1 \times 2 \times 1 \times 1 = 2$
    경로 3: $1 \times 3 \times 1 = 3$
    따라서 전체 전달함수는 $C/R = a + 2 + 3 = a + 5$
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77. 교류의 실횻값에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 교류의 최댓값은 실횻값의 √2배이다.
  2. 전류나 전압의 한주기의 평균치가 실효값이다.
  3. 상용전원이 220V라는 것은 실횻값을 의미한다.
  4. 실횻값 100V인 교류와 직류 100V로 같은 전등을 점등하면 그 밝기는 같다.
(정답률: 60%)
  • 실효값은 교류 전압이나 전류가 저항에서 직류와 동일한 열량을 낼 때의 값으로 정의됩니다. 한 주기의 평균치는 0이 되므로 실효값과는 완전히 다른 개념입니다.
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78. 변압기의 병렬운전에서 필요하지 않는 조건은?

  1. 극성이 같을 것
  2. 출력이 같을 것
  3. 권수비가 같을 것
  4. 1차, 2차 정격전압이 같을 것
(정답률: 55%)
  • 변압기의 병렬운전 조건은 극성이 같을 것, 권수비가 같을 것, 1·2차 정격전압이 같을 것, 퍼센트 임피던스 강하가 같을 것입니다. 출력이 같을 필요는 없으며, 각 변압기의 용량에 따라 부하가 분담됩니다.
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79. 는 어떤 조절기의 출력(조작신호) m(t)과 동작신호 e(t) 사이의 관계를 나타낸 것이다. 이 조절기의 제어동작은? (단, Ki는 상수이다.)

  1. D 동작
  2. I 동작
  3. P-I 동작
  4. P-D 동작
(정답률: 44%)
  • 제시된 수식 $\frac{dm(t)}{dt} = K_i e(t)$는 출력의 변화율(미분값)이 동작신호에 비례하는 형태입니다. 출력값이 입력을 미분한 값에 비례하여 제어하는 방식은 D 동작(미분 동작)의 특징입니다.
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80. 2진수 0010111101011001(2)을 16진수로 변환하면?

  1. 3F59
  2. 2G6A
  3. 2F59
  4. 3G6A
(정답률: 75%)
  • 2진수를 16진수로 변환할 때는 뒤에서부터 4자리씩 끊어서 계산합니다.
    $$0010 \rightarrow 2$$
    $$1111 \rightarrow F$$
    $$0101 \rightarrow 5$$
    $$1001 \rightarrow 9$$
    따라서 변환 결과는 2F59입니다.
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