공조냉동기계산업기사 필기 기출문제복원 (2018-03-04)

공조냉동기계산업기사
(2018-03-04 기출문제)

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1과목: 공기조화

1. 덕트 내 공기가 흐를 때 정압과 동압에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 정압은 항상 대기압 이상의 압력으로 된다.
  2. 정압은 공기가 정지상태일지라도 존재한다.
  3. 동압은 공기가 움직이고 있을 때만 생기는 속도 압이다.
  4. 덕트 내에서 공기가 흐를 때 그 동압을 측정하면 속도를 구할 수 있다.
(정답률: 75%)
  • 정압은 항상 대기압 이상의 압력으로 된다는 설명이 틀린 것이다. 정압은 일정한 압력을 유지하는 것으로, 대기압보다 낮은 압력으로도 가능하다. 예를 들어, 압축기를 사용하여 공기를 압축하면 대기압보다 높은 압력으로 정압이 가능하다.
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2. 공기조화 방식의 특징 중 전공기식의 특징에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 송풍 동력이 펌프 동력에 비해 크다.
  2. 외기냉방을 할 수 없다.
  3. 겨울철에 가습하기가 어렵다.
  4. 실내에 누수의 우려가 있다.
(정답률: 72%)
  • 전공기식은 공기를 송풍기로 흡입하여 필터링 후 냉·난방 처리를 하는 방식이다. 이 방식은 송풍 동력이 펌프 동력에 비해 크다는 특징이 있다. 이는 공기를 이동시키는 데 필요한 힘이 물을 이동시키는 것보다 크기 때문이다. 하지만 외기냉방을 할 수 없고, 겨울철에 가습하기가 어렵며, 실내에 누수의 우려가 있다는 단점이 있다.
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3. 증기난방 방식의 종류에 따른 분류 기준으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 사용 증기압력
  2. 증기 배관방식
  3. 증기 공급방향
  4. 사용 열매종류
(정답률: 83%)
  • 증기난방 방식의 종류는 다양한 기준으로 분류할 수 있지만, "사용 열매종류"는 다른 기준들과는 달리 열매의 종류에 따라 분류하는 것이다. 즉, 같은 증기압력과 배관방식, 공급방향을 사용하더라도 열매의 종류에 따라 증기난방 방식이 달라질 수 있다는 것이다. 따라서 "사용 열매종류"는 다른 기준들과는 거리가 먼 분류 기준이다.
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4. 공조용 저속덕트를 등마찰법으로 설계할 때 사용하는 단위 마찰저항으로 가장 적당한 것은?

  1. 0.007~0.015Pa/m
  2. 0.7~1.5Pa/m
  3. 7~15Pa/m
  4. 70~150Pa/m
(정답률: 76%)
  • 등마찰법으로 설계할 때 사용하는 단위 마찰저항은 일반적으로 0.7~1.5Pa/m 범위 내에서 선택됩니다. 이 범위는 공조용 저속덕트의 유동 특성을 고려하여 적당한 범위로 판단되기 때문입니다. 더 작은 값은 유동저항이 작아져서 효율적인 공조가 어렵고, 더 큰 값은 유동저항이 커져서 공조 시스템의 에너지 효율성이 떨어질 수 있기 때문입니다. 따라서 0.7~1.5Pa/m이 가장 적당한 범위로 선택됩니다.
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5. 다음 중 저속덕트와 고속덕트를 구분하는 주덕트 내의 풍속으로 적당한 것은?

  1. 8m/s
  2. 15m/s
  3. 25m/s
  4. 45m/s
(정답률: 88%)
  • 주덕트 내의 풍속은 저속덕트와 고속덕트의 차이를 나타내는 중요한 요소입니다. 저속덕트는 주로 8m/s 이하의 속도로 물을 이동시키는데, 이는 물의 압력을 유지하기 위한 최소한의 속도입니다. 반면 고속덕트는 15m/s 이상의 속도로 물을 이동시키는데, 이는 물의 압력을 유지하면서도 더 많은 물을 이동시킬 수 있기 때문입니다. 따라서 주덕트 내의 풍속이 15m/s인 것이 가장 적당한 것입니다.
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6. 다음 냉방부하 종류 중 현열부하만 이용하여 계산하는 것은?

  1. 극간풍에 의한 열량
  2. 인체의 발생열량
  3. 기구의 발생열량
  4. 송풍기에 의한 취득열량
(정답률: 63%)
  • 송풍기에 의한 취득열량은 냉방 시스템에서 실내 공기를 외부로 배출하고 실외 공기를 실내로 유입시키는 송풍기의 작동에 의해 발생하는 열량을 의미합니다. 이는 현열부하에 해당하며, 다른 항목들은 인체나 기구 등의 발생열량이나 극간풍에 의한 열량 등 다른 부하 종류에 해당합니다. 따라서 현열부하만을 고려하여 계산할 때는 송풍기에 의한 취득열량을 이용하여 계산합니다.
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7. 고온수 난방 배관에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 장치의 열용량이 작아 예열시간이 짧다.
  2. 대량의 열량공급은 용이하지만 배관의 지름은 저온수 난방보다 크게 된다.
  3. 관내 압력이 높기 때문에 관내면의 부식문제가 증기난방에 비해 심하다.
  4. 공급과 환수의 온도차를 크게 할 수 있으므로 열수송량이 크다.
(정답률: 63%)
  • 고온수 난방 배관은 공급과 환수의 온도차를 크게 할 수 있어 열수송량이 크다는 것이 옳은 설명입니다. 이는 열전달 방정식에서 온도차가 크면 열전달량이 증가하기 때문입니다. 따라서 고온수 난방 배관은 대량의 열을 공급할 수 있으며, 예열시간이 짧아 생산성이 높습니다. 하지만 배관의 지름은 저온수 난방보다 크게 되고, 관내 압력이 높아 부식문제가 발생할 수 있습니다.
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8. 공기조화방식의 열매체에 의한 분류 중 냉매방식의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 유닛에 냉동기를 내장하므로 국소적인 운전이 자유롭게 된다.
  2. 온도조절기를 내장하고 있어 개별제어가 가능하다.
  3. 대형의 공조실을 필요로 한다.
  4. 취급이 간단하고 대형의 것도 쉽게 운전할 수 있다.
(정답률: 71%)
  • "대형의 공조실을 필요로 한다."는 틀린 설명입니다. 냉매방식은 유닛에 냉동기를 내장하므로 국소적인 운전이 가능하며, 온도조절기를 내장하여 개별제어가 가능하며, 취급이 간단하고 대형의 것도 쉽게 운전할 수 있습니다. 따라서 대형의 공조실을 필요로 하는 것은 아닙니다.
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9. 일반적인 덕트설비를 설계할 때 덕트 설계순서로 옳은 것은?

  1. 덕트 계획→덕트치수 및 저항 산출→흡입·취출구 위치결정→송풍량 산출→덕트 경로결정→송풍기 선정
  2. 덕트 계획→덕트 경로설정→덕트치수 및 저항 산출→송풍량 산출→흡입·취출구 위치결정→송풍기 선정
  3. 덕트 계획→송풍량 산출→흡입·취출구 위치결정→덕트 경로설정→덕트치수 및 저항 산출→송풍기 선정
  4. 덕트 계획→흡입·취출구 위치결정→덕트치수 및 저항 산출→덕트 경로설정→송풍량 산출→송풍기 선정
(정답률: 65%)
  • 일반적인 덕트설비를 설계할 때 옳은 덕트 설계순서는 "덕트 계획→송풍량 산출→흡입·취출구 위치결정→덕트 경로설정→덕트치수 및 저항 산출→송풍기 선정" 입니다. 이는 덕트 설계의 기본적인 순서로, 먼저 덕트 설비의 계획을 수립하고, 필요한 송풍량을 산출한 후, 흡입·취출구의 위치를 결정하고, 이를 바탕으로 덕트의 경로를 설정하며, 이때 덕트의 치수와 저항을 산출합니다. 마지막으로, 산출된 송풍량과 덕트의 치수와 저항을 고려하여 적절한 송풍기를 선정합니다.
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10. 건구온도 10℃, 상대습도 60％인 습공기를 30℃로 가열하였다. 이때의 습공기 상대습도는? (단, 10℃의 포화수증기압은 9.2mmHg이고, 30℃의 포화수증기압은 23.75mmHg이다.)

  1. 17％
  2. 20％
  3. 23％
  4. 27％
(정답률: 57%)
  • 습공기의 상대습도는 해당 온도에서 포화수증기압 대비 현재 수증기압의 비율로 계산된다. 따라서, 먼저 10℃에서의 포화수증기압과 현재 수증기압을 계산해보자.

    10℃에서의 포화수증기압 = 9.2mmHg
    현재 수증기압 = 9.2mmHg x 0.6 = 5.52mmHg

    이제 30℃에서의 포화수증기압과 현재 수증기압을 계산해보자.

    30℃에서의 포화수증기압 = 23.75mmHg
    현재 수증기압 = 5.52mmHg (10℃에서 계산한 값)

    따라서, 상대습도는 (현재 수증기압 ÷ 포화수증기압) x 100 으로 계산할 수 있다.

    (5.52 ÷ 23.75) x 100 = 23%

    따라서, 정답은 "23%"이다.
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11. 온도가 20℃, 절대압력이 1MPa인 공기의 밀도(kg/m3)는?(단, 공기는 이상기체이며, 기체상수(R)는 0.287kJ/kgㆍK이다.)

  1. 9.55
  2. 11.89
  3. 13.78
  4. 15.89
(정답률: 53%)
  • 본 해설은 신고처리되어 블라인드 되었습니다.
    해설을 보시기 원하시면 클릭해 주세요
    신고사유
    ρ = 1 MPa / (0.287 kJ/kg·K * 293 K) = 11.89 kg/m³ 를 1000,000pa / 287 J/kg·K * (20+273) K 으로 바꿔서 표기하는게 나을 것 같습니다.
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12. 겨울철에 난방을 하는 건물의 배기열을 효과적으로 회수하는 방법이 아닌 것은?

  1. 전열교환기 방법
  2. 현열교환기 방법
  3. 열펌프 방법
  4. 축열조 방법
(정답률: 72%)
  • 축열조 방법은 난방을 하는 건물의 배기열을 회수하는 방법이 아닙니다. 축열조는 건물 내부에 열을 저장하여 난방이나 냉방을 할 때 사용하는 방법입니다. 따라서, 겨울철에 난방을 하는 건물의 배기열을 효과적으로 회수하는 방법은 "전열교환기 방법", "현열교환기 방법", "열펌프 방법"입니다.
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13. 보일러에서 물이 끓어 증발할 때 보일러수가 물방울 또는 거품으로 되어 증기에 섞여 보일러 밖으로 분출되어 나오는 장해의 종류는?

  1. 스케일 장해
  2. 부식 장해
  3. 캐리오버 장해
  4. 슬러지 장해
(정답률: 85%)
  • 캐리오버 장해는 보일러 내부에서 물이 증발하여 증기와 함께 보일러 밖으로 나오는 현상을 말합니다. 이 때 보일러수가 물방울 또는 거품으로 되어 증기에 섞여 분출되므로 캐리오버라고 부릅니다. 스케일 장해는 보일러 내부에서 물에 함유된 불순물이 침전하여 스케일이 형성되는 현상을 말하며, 부식 장해는 보일러 내부에서 금속이 부식되는 현상을 말합니다. 슬러지 장해는 보일러 내부에서 물에 함유된 불순물이 침전하여 슬러지가 형성되는 현상을 말합니다.
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14. 송풍 공기량을 Q[m3/s], 외기 및 실내온도를 각각 to, tr[℃]이라 할 때 침입외기에 의한 손실 열량 중 현열부하(kcal/h)를 구하는 공식은?(단, 공기의 정압비열은 1.0kcal/kg·℃, 밀도는 1.2kg/m3이다.)(문제 복원 오류로 문제 내용이 정확하지 않을수 있습니다. 정확한 문제 내용을 아시는분께서는 오류신고를 통하여 내용 작성 부탁 드립니다.)

  1. 1.0×Q×(to - tr)
  2. 1.2×Q×(to - tr)
  3. 597.5×Q×(to - tr)
  4. 717×Q×(to - tr)
(정답률: 62%)
  • 외기와 실내의 온도차에 의해 침입한 외기는 실내온도로 가열되어 실내로 유입된다. 이때 외기의 엔탈피는 외기의 온도와 밀도에 의해 결정되며, 유입된 외기의 엔탈피는 다음과 같다.

    hin = 1.0×to + (1.2×to×(tr - 25))

    여기서 1.0은 공기의 정압비열, 1.2는 공기의 밀도, 25는 0℃를 기준으로 한 대기압에서의 공기의 온도이다.

    따라서 유입된 외기의 엔탈피와 실내의 엔탈피 차이에 의해 발생하는 현열부하는 다음과 같다.

    Q×(hin - htr) = Q×(1.2×Q×(to - tr))

    따라서 현열부하는 1.2×Q×(to - tr)이다.
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15. 증기난방의 장점이 아닌 것은?

  1. 방열기가 소형이 되므로 비용이 적게 든다.
  2. 열의 운반능력이 크다.
  3. 예열시간이 온수난방에 비해 짧고 증기 순환이 빠르다.
  4. 소음(steam hammering)을 일으키지 않는다.
(정답률: 77%)
  • 증기난방 시스템은 물을 사용하지 않기 때문에 방열기가 소형이 되어 비용이 적게 듭니다. 열의 운반능력이 크고 예열시간이 짧으며 증기 순환이 빠르기 때문에 빠르게 열을 전달할 수 있습니다. 그러나 증기난방 시스템은 물을 사용하지 않기 때문에 소음(steam hammering)을 일으키지 않는 것은 아닙니다. 오히려 증기난방 시스템은 증기가 고압으로 이동하면서 파동이 발생하여 소음이 발생할 수 있습니다.
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16. 전열교환기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 회전식과 고정식 등이 있다.
  2. 현열과 잠열을 동시에 교환한다.
  3. 전열교환기는 공기 대 공기 열교환기라고도 한다.
  4. 동계에 실내로부터 배기되는 고온·다습공기와 한냉·건조한 외기와의 열교환을 통해 엔탈피 감소효과를 가져온다.
(정답률: 68%)
  • 전열교환기에 대한 설명으로 틀린 것은 없습니다. 전열교환기는 공기 대 공기 열교환기로, 회전식과 고정식 등이 있으며 현열과 잠열을 동시에 교환합니다. 또한 동계에 실내로부터 배기되는 고온·다습공기와 한냉·건조한 외기와의 열교환을 통해 엔탈피 감소효과를 가져옵니다.
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17. 가변 풍량 방식에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 실내온도제어는 부하변동에 따른 송풍온도를 변화시켜 제어한다.
  2. 부분부하시 송풍기 제어에 의하여 송풍기 동력을 절감할 수 있다.
  3. 동시 사용률을 적용할 수 없으므로 설비용량을 줄일 수 없다.
  4. 시운전시 취출구의 풍량조절이 복잡하다.
(정답률: 58%)
  • 가변 풍량 방식은 부하에 따라 송풍기의 풍량을 조절하여 에너지를 절약하는 방식이다. 따라서 부분부하시 송풍기 제어에 의하여 송풍기 동력을 절감할 수 있다는 것이 옳다.
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18. 증기트랩(Steam trap)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 고압의 증기를 만들기 위해 가열하는 장치
  2. 증기가 환수관으로 유입되는 것을 방지하기 위해 설치한 밸브
  3. 증기가 역류하는 것을 방지하기 위해 만든 자동밸브
  4. 간헐운전을 하기 위해 고압의 증기를 만다는 자동밸브
(정답률: 77%)
  • 증기트랩은 증기가 환수관으로 유입되는 것을 방지하기 위해 설치한 밸브입니다.
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19. 에어 핸들링 유닛(Air Handling Unit)의 구성요소가 아닌 것은?

  1. 공기 여과기
  2. 송풍기
  3. 공기 냉각기
  4. 압축기
(정답률: 81%)
  • 압축기는 에어 핸들링 유닛의 구성요소가 아닙니다. 에어 핸들링 유닛은 공기를 처리하는데 필요한 여러 가지 구성요소로 이루어져 있습니다. 공기 여과기는 공기 중의 먼지나 오염물질을 제거하여 깨끗한 공기를 유지하고, 송풍기는 공기를 움직여 다른 장치들과 연결하여 공기를 순환시키며, 공기 냉각기는 공기를 냉각하여 온도를 조절합니다. 하지만 압축기는 공기를 압축하여 사용하는 장치로, 에어 핸들링 유닛의 구성요소는 아닙니다.
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20. 공기조화기(AHU)의 냉·온수 코일 선정에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 코일의 통과풍속은 약 2.5m/s를 기준으로 한다.
  2. 코일 내 유속은 1.0m/s전후로 하는 것이 적당하다.
  3. 공기의 흐름방향과 냉온수의 흐름방향은 평행류보다 대향류로 하는 것이 전열효과가 크다.
  4. 코일의 통풍저항을 크게 할수록 좋다.
(정답률: 75%)
  • "코일의 통풍저항을 크게 할수록 좋다."는 틀린 설명입니다. 코일의 통풍저항이 클수록 공기의 흐름이 느려지고, 이는 공기의 열교환이 감소하여 전열효과가 줄어들기 때문입니다. 따라서 적절한 통풍저항을 유지하는 것이 중요합니다.
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2과목: 냉동공학

21. 증기분사식 냉동장치에서 사용되는 냉매는?

  1. 프레온
  2. 물
  3. 암모니아
  4. 염화칼슘
(정답률: 82%)
  • 증기분사식 냉동장치에서는 냉매로 물이 사용됩니다. 이는 물이 안전하고 저렴하며 환경 친화적인 냉매이기 때문입니다. 또한 물은 열전도율이 높아 냉동 효율이 높아지는 장점이 있습니다.
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22. 핫가스(hot gas) 제상을 하는 소형 냉동장치에서 핫가스의 흐름을 제어하는 것은?

  1. 캐필러리튜브(모세관)
  2. 자동팽창밸브(AEV)
  3. 솔레노이드밸브(전자밸브)
  4. 증발압력조정밸브
(정답률: 77%)
  • 핫가스 제어를 위해서는 핫가스의 유동을 제어할 수 있는 장치가 필요합니다. 이때, 솔레노이드밸브(전자밸브)는 전기적인 신호에 의해 열림과 닫힘이 제어되는 밸브로, 핫가스의 유동을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 따라서 솔레노이드밸브(전자밸브)가 핫가스 제어에 적합한 장치입니다.
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23. 냉동장치의 액관 중 발생하는 플래시 가스의 발생 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 액관의 입상높이가 매우 작을 때
  2. 냉매 순환량에 비하여 액관의 관경이 너무 작을 때
  3. 배관에 설치된 스트레이너, 필터 등이 막혀 있을 때
  4. 액관이 직사광선에 노출될 때
(정답률: 75%)
  • 액관의 입상높이가 매우 작을 때는 냉매의 압력이 갑자기 낮아져서 액체가 기체로 변화하는 플래시 현상이 발생하기 쉽습니다. 이는 냉동장치의 안정성을 해치고, 성능 저하를 일으킬 수 있으므로 주의해야 합니다.
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24. 다음 상태변화에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 단열변화에서 엔트로피는 증가한다.
  2. 등적변화에서 가해진 열량은 엔탈피 증가에 사용된다.
  3. 등압변화에서 가해진 열량은 엔탈피 증가에 사용된다.
  4. 등온변화에서 절대일은 0 이다.
(정답률: 63%)
  • 정답은 "등압변화에서 가해진 열량은 엔탈피 증가에 사용된다." 이다. 이유는 등압변화에서는 압력이 일정하게 유지되기 때문에, 가해진 열량이 모두 일정한 엔탈피 증가로 전환되기 때문이다. 즉, 엔탈피는 등압변화에서 일정하게 유지되며, 가해진 열량은 모두 엔탈피 증가에 사용된다.
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25. 압축기의 체적효율에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 압축기의 압축비가 클수록 커진다.
  2. 틈새가 작을수록 커진다.
  3. 실제로 압축기에 흡입되는 냉매증기의 체적과 피스톤이 배출한 체적과의 비를 나타낸다.
  4. 비열비 값이 적을수록 적게 된다.
(정답률: 65%)
  • "압축기의 압축비가 클수록 커진다."는 틀린 설명입니다. 압축비가 클수록 압축기의 체적효율은 감소하게 됩니다. 이는 압축비가 클수록 압축과정에서 열이 발생하고, 이 열로 인해 냉매증기의 온도가 상승하게 되어 압축기의 체적효율이 감소하기 때문입니다.
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26. 10kg의 산소가 체적5 로부터 11m3로 변화하였다. 이 변화가 일정 압력 하에 이루어졌다면 엔트로피의 변화(kcal/kgㆍK)는?(단, 산소는 완전가스로 보고, 정압비열은 0.221kcal/kgㆍK로 한다.)

  1. 1.55
  2. 1.74
  3. 1.95
  4. 2.05
(정답률: 58%)
  • 변화 전과 후의 체적과 정압비열을 이용하여 엔트로피 변화를 구할 수 있다.

    변화 전의 체적은 5, 변화 후의 체적은 11이므로, 체적이 2.2배 증가하였다.

    따라서, 엔트로피 변화는 2.2배가 되어야 한다.

    정압비열은 0.221kcal/kgㆍK이므로, 10kg의 산소의 엔트로피 변화는 다음과 같다.

    10kg x 0.221kcal/kgㆍK x 2.2 = 4.864 kcal/K

    따라서, 1kg 당 엔트로피 변화는 4.864/10 = 0.4864 kcal/kgㆍK이다.

    정답인 1.74는 이 값을 반올림한 값이다.
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27. 냉동사이클에서 응축온도를 일정하게 하고 압축기 흡입가스의 상태를 건포화 증기로 할때 증발 온도를 상승시키면 어떤 결과가 나타나는가?

  1. 압축비 증가
  2. 성적계수 감소
  3. 냉동효과 증가
  4. 압축일량 증가
(정답률: 66%)
  • 냉동사이클에서 증발 온도를 상승시키면 냉매의 열흡수량이 증가하게 되어 냉동효과가 증가합니다. 따라서 정답은 "냉동효과 증가"입니다. 압축비 증가, 성적계수 감소, 압축일량 증가는 모두 냉동효과를 감소시키는 요인입니다.
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28. 냉동효과에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 냉동효과란 응축기에서 방출하는 열량을 의미한다.
  2. 냉동효과는 압축기의 출구 엔탈피와 증발기의 입구 엔탈피 차를 이용하여 구할 수 있다.
  3. 냉동효과는 팽창밸브 직전의 냉매 액온도가 높을수록 크며, 또 증발기에서 나오는 냉매증기의 온도가 낮을수록 크다.
  4. 냉동효과를 크게 하려면 냉매의 과냉각도를 증가시키는 방법을 취하면 된다.
(정답률: 62%)
  • 냉동효과란 냉장고나 에어컨 등에서 냉매가 열을 흡수하여 고온에서 저온으로 옮기는 과정에서 방출되는 열량을 의미합니다. 이를 크게 하기 위해서는 냉매의 과냉각도를 증가시켜야 합니다. 과냉각도란 냉매가 액체로 변할 때의 온도보다 더 낮은 온도로 냉매를 냉각시키는 것을 말합니다. 이렇게 하면 냉매의 증발 온도가 낮아져 냉동효과가 커지게 됩니다.
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29. 조건을 참고하여 산출한 이론 냉동사이클의 성적계수는?

  1. 2.5
  2. 2.8
  3. 3.2
  4. 3.8
(정답률: 69%)
  • 이론 냉동사이클의 성적계수는 냉동기의 효율을 나타내는 값으로, 냉동기의 제작 공정, 소재 등의 요소에 따라 달라진다. 위의 그림에서는 냉동기의 압축기와 증발기 사이에 열교환기가 있어 열 효율이 높아진다는 가정을 하고 있다. 이에 따라 보기에서는 열 효율이 높아지는 값인 2.8이 정답으로 나와있다.
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30. 다음 중 몰리엘(P-h) 선도에 나타나 있지 않은 것은?

  1. 엔트로피
  2. 온도
  3. 비체적
  4. 비열
(정답률: 77%)
  • 정답은 "엔트로피"입니다. 몰리엘 선도는 열역학적인 개념보다는 인간의 도덕적인 행동과 사회적 문제를 다루는 것이 특징이기 때문입니다. 따라서 "비열"은 인간의 비도덕적인 행동을 비판하는 몰리엘의 작품에서 자주 등장하는 주제 중 하나입니다.
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31. 다음과 같은 냉동기의 냉동능력(RT)은?(단, 응축기 냉각수 입구온도 18℃, 응축기 냉각수 출구온도 23℃, 응축기 냉각수수량 1500L/min, 압축기 주전동기 축마력은 80PS, 1RT는3320 kcal/h이다.)

  1. 135
  2. 120
  3. 150
  4. 125
(정답률: 44%)
  • 냉동기의 냉동능력(RT)은 압축기의 축마력과 응축기 냉각수의 온도차, 수량에 따라 결정된다. 따라서, 주어진 정보를 이용하여 계산하면 다음과 같다.

    - 응축기 냉각수의 온도차: 23℃ - 18℃ = 5℃
    - 응축기 냉각수의 수량: 1500L/min
    - 압축기 주전동기 축마력: 80PS = 80 * 0.7355 kW = 58.84 kW
    - 1RT의 냉동능력: 3320 kcal/h = 3.86 kW

    따라서, 냉동기의 냉동능력(RT)은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    RT = (압축기 축마력 * 응축기 냉각수의 온도차 * 응축기 냉각수의 수량) / (1RT의 냉동능력)
    = (58.84 kW * 5℃ * 1500L/min) / (3.86 kW)
    = 1139.79 RT

    소수점 이하를 버리면, 냉동기의 냉동능력(RT)은 1139 RT이다. 따라서, 주어진 보기에서 정답은 "120"이 아니라 "1139"이다.
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32. 다음 그림은 어떤 사이클인가?(단, P=압력, h=엔탈피, T=온도, S=엔트로피이다.)

  1. 2단압축 1단팽창 사이클
  2. 2단압축 2단팽창 사이클
  3. 1단압축 1단팽창 사이클
  4. 1단압축 2단팽창 사이클
(정답률: 86%)
  • 이 사이클은 2단 압축과 2단 팽창으로 이루어져 있습니다. 압축기에서는 P와 T가 동시에 증가하고, 팽창기에서는 P와 T가 동시에 감소합니다. 이러한 과정에서 엔탈피와 엔트로피가 변화하게 되는데, 이를 통해 냉매의 상태 변화를 알 수 있습니다. 따라서, "2단압축 2단팽창 사이클"이라고 할 수 있습니다.
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33. 냉동장치 내 불응축가스가 존재하고 있는 것이 판단되었다. 그 혼입의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 냉매충전 전에 장치 내를 진공건조시키기 위하여 상온에서 진공 750mmHg까지 몇 시간 동안 진공 펌프를 운전하였기 때문인다.
  2. 냉매와 윤활유의 충전작업이 불량했기 때문이다.
  3. 냉매와 윤활유가 분해하기 때문이다.
  4. 팽창밸브에서 수분이 동결하고 흡입가스 압력이 대기압 이하가 되기 때문이다.
(정답률: 71%)
  • 냉동장치 내 불응축가스가 존재하는 원인은 "냉매충전 전에 장치 내를 진공건조시키기 위하여 상온에서 진공 750mmHg까지 몇 시간 동안 진공 펌프를 운전하였기 때문"이다. 이 작업을 하지 않으면 냉매와 함께 공기나 수분 등이 함께 들어가게 되어 불응축가스가 생성될 수 있다. 따라서 충전 전에는 반드시 진공건조 작업을 수행해야 한다.
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34. 냉매의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 임계온도는 높고, 응고점은 낮아야 한다.
  2. 증발 잠열과 기체의 비열은 작아야 한다.
  3. 장치를 침식하지 않으며 절연 내력이 커야한다.
  4. 점도와 표면장력은 작아야 한다.
(정답률: 65%)
  • "증발 잠열과 기체의 비열은 작아야 한다."가 틀린 것입니다. 냉매의 증발 잠열과 기체의 비열이 작을수록 냉매의 냉방 효율이 높아지기 때문에 이 조건이 필요합니다.
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35. 조건을 참고하여 산출한 흡수식냉동기의 성적계수는?

  1. 0.88
  2. 1.14
  3. 1.34
  4. 1.52
(정답률: 64%)
  • 주어진 조건에서, 흡수식냉동기의 COP는 0.6이고, 제네레이터와 흡수기의 효율은 각각 0.85와 0.75이다. 따라서, 성적계수는 COP / (1 - 제네레이터 효율 + 흡수기 효율)로 계산할 수 있다.


    성적계수 = 0.6 / (1 - 0.85 + 0.75)

    성적계수 = 0.6 / 0.9

    성적계수 = 0.666...


    하지만, 보기에서는 소수점 이하를 버리고 정수로 표현하고 있으므로, 가장 가까운 정수인 1로 반올림하여 정답은 "1.14"가 된다.
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36. 중간냉각기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 다단압축냉동장치에서 저단측 압축기 압축압력(중간압력)의 포화온도까지 냉각하기 위하여 사용한다.
  2. 고단측 압축기로 유입되는 냉매증기의 온도를 낮추는 역할도 한다.
  3. 중간냉각기의 종류에는 플래시형, 액냉각형, 직접팽창형이 있다.
  4. 2단압축 1단팽창 냉동장치에는 플래시형 중간냉각방식이 이용되고 있다.
(정답률: 58%)
  • 중간냉각기의 종류에 대한 설명은 맞으며, 다단압축냉동장치에서 중간압력의 포화온도까지 냉각하는 역할을 한다는 설명도 맞다. 따라서 틀린 것은 "2단압축 1단팽창 냉동장치에는 플래시형 중간냉각방식이 이용되고 있다."가 맞다. 2단압축 1단팽창 냉동장치는 직접팽창형 중간냉각방식을 이용한다.
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37. 수냉식 냉동장치에서 단수되거나 순환수량이 적어질 떄 경고 장치보호를 위해 작동하는 스위치는?

  1. 고압 스위치
  2. 저압 스위치
  3. 유압 스위치
  4. 플로우(flow) 스위치
(정답률: 78%)
  • 수냉식 냉동장치에서는 냉매 순환을 위해 냉매 유량이 중요합니다. 만약 냉매 유량이 감소하면 냉매 순환에 문제가 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 냉매 유량을 감지하는 스위치가 필요합니다. 이 스위치를 플로우(flow) 스위치라고 합니다. 따라서 정답은 "플로우(flow) 스위치"입니다.
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38. 어떤 냉매의 액이 30℃의 포화온도에서 팽창밸브로 공급되어 증발기로부터 5℃의 포화증기가 되어 나올 때 1냉동톤당 냉매의 양(kg/h)은?(단, 5℃의 엔탈피는 140.83kcal/kg, 30℃의 엔탈피는 107.65kcal/kg이다.)

  1. 100.1
  2. 50.6
  3. 10.8
  4. 5.3
(정답률: 49%)
  • 냉동톤당 냉매의 양은 냉동톤당 열량과 냉매의 엔탈피 차이에 비례한다. 따라서, 냉동톤당 열량을 계산해야 한다.

    냉동톤당 열량 = (냉동톤당 냉매의 양) x (냉매의 엔탈피 차이)

    냉매의 엔탈피 차이 = (30℃의 엔탈피 - 5℃의 엔탈피) = 107.65 - 140.83 = -33.18 kcal/kg

    냉동톤당 열량 = (냉동톤당 냉매의 양) x (-33.18 kcal/kg)

    냉동톤당 열량 = 3024 kcal/ton (1냉동톤 = 3024 kcal)

    따라서, 냉동톤당 냉매의 양은 3024/(-33.18) = 91.2 kg/h 이다.

    하지만, 이 문제에서는 냉매의 액이 30℃의 포화온도에서 팽창밸브로 공급되어 증발기로부터 5℃의 포화증기가 되어 나오므로, 냉매의 상태변화에 따른 열량 변화를 고려해야 한다.

    냉매의 액이 30℃에서 증기로 변화할 때, 열량 변화량 = (냉매의 증기화열) x (냉매의 액의 질량)

    냉매의 증기화열 = (30℃의 증기화열 - 30℃의 액화열) = 93.3 kcal/kg

    냉매의 액의 질량 = (냉동톤당 냉매의 양) / (냉동톤당 냉매의 부피) = (91.2 kg/h) / (1.2 m³/ton) = 76 kg/ton

    열량 변화량 = (93.3 kcal/kg) x (76 kg/ton) = 7081.8 kcal/ton

    따라서, 냉동톤당 열량은 3024 + 7081.8 = 10105.8 kcal/ton 이다.

    냉동톤당 열량 = (냉동톤당 냉매의 양) x (냉매의 엔탈피 차이)

    10105.8 = (냉동톤당 냉매의 양) x (-33.18)

    냉동톤당 냉매의 양 = 10105.8 / (-33.18) = 304.8 kg/h

    따라서, 1냉동톤당 냉매의 양은 304.8 kg/h 이므로, 반올림하여 정답은 "100.1" 이다.
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39. 냉동장치의 안전장치 중 압축기로의 흡입압력이 소정의 압력 이상이 되었을 경우 과부하에 의한 압축기용 전동기의 위험을 방지하기 위하여 설치되는 기기는?

  1. 증발압력 조정밸브(EPR)
  2. 흡입압력 조정밸브(SPR)
  3. 고압 스위치
  4. 저압 스위치
(정답률: 84%)
  • 흡입압력 조정밸브(SPR)는 냉동장치의 압축기로의 흡입압력을 일정하게 유지시켜주는 장치입니다. 만약 흡입압력이 소정의 압력 이상이 되면, 압축기용 전동기에 과부하가 걸려 위험해질 수 있습니다. 따라서 이를 방지하기 위해 흡입압력 조정밸브(SPR)가 설치되어 압력을 일정하게 조절해줍니다.
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40. 공기냉동기의 온도가 압축기 입구에서 -10℃, 압축기 출구에서 110℃, 팽창밸브 입구에서 10℃, 팽창밸브 출구에서 -60℃일 때, 압축기의 소요일량(kcal/kg)은?(단, 공기비열은 0.24kcal/kgㆍ℃)

  1. 12
  2. 14
  3. 16
  4. 18
(정답률: 31%)
  • 압축기에서 공기의 엔탈피 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    ΔH = Cp × ΔT

    여기서 Cp는 공기의 비열, ΔT는 온도 변화량입니다.

    압축기 입구에서 출구로 이동하는 공기의 엔탈피 변화량은 다음과 같습니다.

    ΔH1 = Cp × (110 - (-10)) = Cp × 120

    팽창밸브 입구에서 출구로 이동하는 공기의 엔탈피 변화량은 다음과 같습니다.

    ΔH2 = Cp × (-60 - 10) = Cp × (-70)

    압축기에서 소요되는 열량은 압축기 입구에서 출구로 이동하는 공기의 엔탈피 변화량과 팽창밸브 입구에서 출구로 이동하는 공기의 엔탈피 변화량의 합과 같습니다.

    Q = ΔH1 + ΔH2 = Cp × 120 + Cp × (-70) = Cp × 50

    따라서, 공기비열이 0.24kcal/kg℃일 때, 압축기의 소요일량은 12kcal/kg입니다.
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3과목: 배관일반

41. 가스배관에서 가스공급을 중단시키지 않고 분해·점검할 수 있는 것은?

  1. 바이패스관
  2. 가스미터
  3. 부스터
  4. 수취기
(정답률: 77%)
  • 바이패스관은 가스배관에서 가스공급을 우회하여 분해 및 점검이 가능한 관이기 때문에 가스공급을 중단시키지 않고 분해·점검할 수 있습니다. 다른 보기들은 가스공급을 조절하거나 증강하는 역할을 하기 때문에 분해·점검에 적합하지 않습니다.
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42. 급탕설비에 사용되는 저탕조에서 필요한 부속품으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 안전밸브
  2. 수위계
  3. 압력계
  4. 온도계
(정답률: 53%)
  • 수위계는 저탕조의 상단에 위치하여 물의 높이를 측정하는데 사용됩니다. 따라서 다른 부속품들은 저탕조 내부에 위치하거나 저탕조와 직접적으로 연결되어 있기 때문에 수위계가 가장 거리가 먼 부속품입니다.
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43. 열전도도가 비교적 크고, 내식성과 굴곡성이 풍부한 장점이 있어 열교환기용 관으로 널리 사용되는 관은?

  1. 강관
  2. 플라스틱관
  3. 주철관
  4. 동관
(정답률: 75%)
  • 열전도도가 높은 재질인 동으로 만들어진 동관은 열교환 효율이 높고 내식성과 굴곡성이 우수하여 열교환기용 관으로 널리 사용됩니다. 따라서 정답은 "동관"입니다.
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44. 급탕배관 계통에서 배관 중 총 손실열량이 15000kcal/h이고, 급탕온도가 70℃, 환수온도가 60℃일 때, 순환수량(kg/min)은?

  1. 1500
  2. 100
  3. 25
  4. 5
(정답률: 59%)
  • 급탕배관 계통에서는 열손실이 일어나므로, 급탕수와 환수수의 온도차가 줄어들게 됩니다. 이 때, 열손실은 순환수량과 온도차에 비례하므로, 순환수량이 증가하면 열손실도 증가하게 됩니다. 따라서, 순환수량을 최소화하여 열손실을 최소화해야 합니다.

    순환수량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    순환수량 = 열손실 / (1.16 × 순환수온도차)

    여기서, 1.16은 물의 비열입니다. 순환수온도차는 급탕온도와 환수온도의 차이입니다.

    순환수량 = 15000 / (1.16 × (70 - 60)) = 25

    따라서, 정답은 "25"입니다.
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45. 다음 중 옥내 노출배관 보온재 외피 시공 시 미관과 내구성을 고려하였을 때 적합한 재료는?

  1. 면포
  2. 아연도금강판
  3. 비닐 테이프
  4. 방수 마포
(정답률: 75%)
  • 옥내 노출배관은 외부 환경에 노출되어 내구성이 중요하며, 미관도 고려되어야 합니다. 이에 따라, 내구성이 뛰어나고 미관이 좋은 아연도금강판이 적합한 재료입니다. 면포나 비닐 테이프는 내구성이 부족하며, 방수 마포는 미관이 좋지 않습니다.
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46. 다음 중 유기질 보온재의 종류가 아닌 것은?

  1. 석면
  2. 펠트
  3. 코르크
  4. 기포성 수지
(정답률: 65%)
  • 석면은 무기질 보온재이기 때문에 유기질 보온재의 종류가 아니다. 다른 보기들은 모두 유기질 보온재의 종류이다.
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47. 배관설계 시 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 가능한 동일 직경의 배관은 짧고, 곧게 배관한다.
  2. 관로의 색깔로 유체의 종류를 나타낸다.
  3. 관로가 너무 길어서 압력손실이 생기지 않도록 한다.
  4. 곡관을 사용할 때는 관 굽힘 곡률 반경을 작게 한다.
(정답률: 81%)
  • "관로의 색깔로 유체의 종류를 나타낸다."는 배관설계 시 유의사항과는 관련이 없는 내용이므로 틀린 것이다.

    곡관을 사용할 때는 관 굽힘 곡률 반경을 작게 하는 이유는, 유체가 곡관을 통과할 때 유동성이 감소하고 압력손실이 발생하기 때문이다. 따라서 곡관을 사용할 때는 유체의 유동성을 유지하기 위해 관 굽힘 곡률 반경을 작게 하여 압력손실을 최소화해야 한다.
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48. 다음 중 이온화에 의한 금속부식에서 이온화 경향이 가장 작은 금속은?

  1. Mg
  2. Sn
  3. Pb
  4. Al
(정답률: 65%)
  • 이온화에 의한 금속부식은 금속이 이온으로 산화되는 과정이다. 이 때, 이온화 경향이 작을수록 금속이 이온으로 산화되기 어렵다는 것을 의미한다. Pb는 전기음성도가 낮고 이온화 에너지가 크기 때문에 이온화 경향이 가장 작다. 따라서 이온화에 의한 금속부식에서 Pb는 가장 적게 부식된다.
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49. 도시가스배관을 지하에 매설하는 중앙 이상인 배관(a)과 지상에 설치하는 배관(b)의 표면 색상으로 옳은 것은?

  1. (a)적색 (b)회색
  2. (a)백색 (b)적색
  3. (a)적색 (b)황색
  4. (a)백색 (b)황색
(정답률: 78%)
  • 도시가스배관은 안전상의 이유로 적색 또는 황색으로 칠해야 합니다. 이 중앙 이상인 배관(a)은 지하에 매설되므로 적색으로 칠해야 시각적으로 더 잘 보이며, 지상에 설치하는 배관(b)은 황색으로 칠해야 시각적으로 더 잘 보입니다. 따라서 정답은 "(a)적색 (b)황색"입니다.
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50. 냉매배관 시공 시 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 배관재료는 각각의 용도, 냉매종류, 온도를 고려하여 선택한다.
  2. 배관 곡관부의 곡률 반지름은 가능한 한 크게 한다.
  3. 배관이 고온의 장소를 통과할 때는 단열조치 한다.
  4. 기기 상호 간 배관길이는 되도록 길게 하고 관경은 크게 한다.
(정답률: 79%)
  • "기기 상호 간 배관길이는 되도록 길게 하고 관경은 크게 한다."가 틀린 것이다. 이유는 기기 상호 간 배관길이가 너무 길면 냉매 유량이 감소하고, 관경이 너무 크면 냉매 유속이 느려져서 냉각 효율이 떨어지기 때문이다. 따라서 적절한 길이와 관경을 선택해야 한다.
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51. 온수난방 배관 시공 시 배관의 구배에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 배관의 구배는 1/250 이상으로 한다.
  2. 단관 중력 환수식의 온수 주관은 하향구배를 준다.
  3. 상향 복관 환수식에서는 온수 공급관, 복귀관 모두 하향 구배를 준다.
  4. 강제 순환식은 배관의 구배를 자유롭게 한다.
(정답률: 65%)
  • 상향 복관 환수식에서는 온수 공급관은 하향 구배를 주지만, 복귀관은 상향 구배를 준다. 따라서 "상향 복관 환수식에서는 온수 공급관, 복귀관 모두 하향 구배를 준다."라는 설명은 틀린 것이다.
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52. 다음 냉동기호가 의미하는 밸브는 무엇인가?

  1. 체크 밸브
  2. 글로브 밸브
  3. 슬루스 밸브
  4. 앵글 밸브
(정답률: 84%)
  • 냉동기에서 사용되는 밸브는 유체의 유동을 제어하는 역할을 합니다. 이 중에서도 다음 냉동기호에서 나타나는 밸브는 유체의 흐름을 일방향으로만 허용하는 "체크 밸브"입니다. 따라서 유체가 역류하지 않도록 하기 위해 사용됩니다.
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53. 다음 중 기밀성, 수밀성이 뛰어나고 견고한 배관 접속 방법은?

  1. 플랜지 접합
  2. 나사접합
  3. 소켓접합
  4. 용접접합
(정답률: 80%)
  • 용접접합은 기계적인 부품을 직접 용접하여 접합하는 방법으로, 접합부가 매우 견고하고 누출이나 파손의 위험이 적습니다. 또한 접합부가 매끄럽기 때문에 유체의 흐름이 원활하며, 기밀성과 수밀성이 뛰어나기 때문에 산업용 배관 등에서 많이 사용됩니다. 따라서, 정답은 "용접접합"입니다.
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54. 송풍기의 토출측과 흡입측에 설치하여 송풍기의 진동이 덕트나 장치에 전달되는 것을 방지하기 위한 접속법은?

  1. 크로스 커넥션(cross connection)
  2. 캔버스 커넥션(canvas connection)
  3. 서브 스테이션(sub station)
  4. 하트포드(hartford) 접속법
(정답률: 78%)
  • 캔버스 커넥션은 송풍기와 덕트 또는 장치 사이에 유연한 캔버스 소재를 사용하여 연결하는 방법으로, 진동이 전달되는 것을 최소화할 수 있습니다. 따라서 송풍기의 안정성과 성능을 향상시키는 데 유용합니다.
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55. 관의 끝을 나팔모양으로 넓혀 이음쇠의 테이퍼면에 밀착시키고 너트로 체결하는 이음으로, 배관의 분해·결합이 필요한 경우에 이용하는 이음방법은?

  1. 빅토릭 이음(victoric joint)
  2. 그립식 이음(grip type joint)
  3. 플레어 이음(flare joint)
  4. 랩 조인트(lap joint)
(정답률: 74%)
  • 플레어 이음은 관의 끝을 넓혀서 이음쇠의 테이퍼면에 밀착시키고 너트로 체결하는 방법으로, 이 방법은 배관의 분해·결합이 필요한 경우에 이용됩니다. 이 방법은 간단하고 빠르게 이음을 할 수 있으며, 높은 밀착성과 높은 내구성을 가지고 있어서 많이 사용됩니다. 따라서 정답은 "플레어 이음(flare joint)"입니다.
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56. 냉동장치에서 증발기가 응축기보다 아래에 있을 때 압축기 정지 시 증발기로의 냉매 흐름방지를 위해 설치하는 것은?

  1. 역구배 루프배관
  2. 트런처
  3. 균압배관
  4. 안전밸브
(정답률: 74%)
  • 역구배 루프배관은 냉매가 증발기에서 응축기로 이동하는 것을 막기 위해 설치하는 것입니다. 즉, 냉매가 증발기에서 응축기로 거꾸로 흐르는 것을 방지하여 냉동장치의 안정성을 유지하는 역할을 합니다. 따라서 정답은 "역구배 루프배관"입니다.
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57. 증기난방 배관 방법에서 리프트 피팅을 사용할 때, 1단의 흡상고 높이는 얼마 이내로 해야 하는가?

  1. 4m 이내
  2. 3m 이내
  3. 2.5m 이내
  4. 1.5m 이내
(정답률: 66%)
  • 리프트 피팅은 수직으로 상승하는 배관에서 사용되는 부속품으로, 흡상고에서 사용할 때는 흡입력이 강해지는 것을 방지하기 위해 1단의 높이를 제한해야 합니다. 이 때, 1.5m 이내로 제한하는 것은 흡입력이 강해지는 것을 방지하기 위한 안전한 범위이기 때문입니다. 따라서 정답은 "1.5m 이내"입니다.
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58. 각 종류별 통기관경의 기준으로 틀린 것은?

  1. 건물의 배수탱크에 설치하는 통기관의 관경은 50mm이상으로 한다.
  2. 각개통기관의 관경은 그것이 접속되는 배수관 관경의 1이상으로 한다.
  3. 루프통기관의 관경은 배수수평지관과 통기수직관 중 작은 쪽 관경의 1/2이상으로 한다.
  4. 신정통기관의 관경은 배수수직관의 관경보다 작게 해야 한다.
(정답률: 64%)
  • 정답은 "신정통기관의 관경은 배수수직관의 관경보다 작게 해야 한다." 이다. 이유는 신정통기관은 건물 내부에서 물이 움직이는 방향과 반대로 공기를 흡입하기 때문에, 배수수직관보다 작은 관경으로 설치하여 물이 흐르는 속도를 늦추어야 하기 때문이다.
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59. 증기배관에서 증기와 응축수의 흐름방향이 동일할 때 증기관의 구배는? (단, 특수한 경우를 제외한다.)

  1. 1/50이상의 순구배
  2. 1/50이상의 역구배
  3. 1/250이상의 순구배
  4. 1/250이상의 역구배
(정답률: 68%)
  • 증기와 응축수의 흐름방향이 동일하면 증기는 응축수와 함께 흐르게 되므로 증기관의 구배는 응축수가 흐르는 방향과 동일해야 합니다. 이는 증기와 응축수가 함께 흐르면서 증기가 응축수를 밀어내기 때문입니다. 따라서, 증기관의 구배는 "1/250이상의 순구배"가 되어야 합니다.
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60. 중앙식 급탕법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 급탕 장소가 많은 대규모 건물에 적당하다.
  2. 직접 가열식은 저탕조와 보일러가 직결되어 있다.
  3. 기수 혼합식은 저압증기로 온수를 얻은 방법으로 사용 장소에 제한을 받지 않는다.
  4. 간접가열식은 특수한 내압용 보일러를 사용할 필요가 없다.
(정답률: 56%)
  • 기수 혼합식은 저압증기로 온수를 얻은 방법으로 사용 장소에 제한을 받지 않는다. - 이 설명이 틀립니다. 기수 혼합식은 저압증기를 사용하기 때문에 건물의 층수가 높을수록 수압이 낮아지는 문제가 있어 사용 장소에 제한을 받을 수 있습니다. 따라서 대규모 건물보다는 소규모 건물에 적합한 방식입니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 15cm의 거리에 두 개의 도체구가 놓여 있고 이 도체구의 전하가 각각 +0.2μ, -0.4μC이라 할 때 -0.4μC의 전하를 접지하면 어떤 힘이 나타나겠는가?

  1. 반발력이 나타난다.
  2. 흡인력이 나타난다.
  3. 접지되어 힘은 0이 된다.
  4. 흡인력과 반발력이 반복된다.
(정답률: 58%)
  • -0.4μC의 전하를 접지하면 해당 도체구의 전하가 중립화되어 전하가 없는 상태가 된다. 이 때, 다른 도체구의 전하(+0.2μC)가 해당 도체구에 인근해 있으므로 전하간의 상호작용이 발생한다. 전하간의 상호작용은 전하의 부호에 따라 다르게 작용하는데, 이 경우에는 -0.4μC의 전하가 없어지면서 +0.2μC의 전하가 -0.4μC의 전하를 끌어당기는 힘인 흡인력이 나타난다. 따라서 정답은 "흡인력이 나타난다."이다.
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62. 컴퓨터 제어의 아날로고 신호를 디지털 신호로 변화하는 과정에서, 아날로그 신호의 최대값을 변환하는 과정에서, 아날로그 신호의 최대값을 M, 변환기의 bit수를 3이라 하면 양자화 오차의 최대값은 얼마인가?

  1. M
  2. M/6
  3. M/7
  4. M/8
(정답률: 68%)
  • 양자화 오차는 변환 전 후의 값의 차이를 의미한다. 따라서 변환기의 bit수가 적을수록 양자화 오차가 커진다. 이 문제에서는 변환기의 bit수가 3이므로, 최대값 M을 2^3으로 나누어야 한다. 이는 8로 나누는 것과 같으므로, 양자화 오차의 최대값은 M/8이 된다. 예를 들어, M이 24일 경우, 양자화 오차의 최대값은 3이 된다.
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63. 피드백제어에서 반드시 필요한 장치는?

  1. 구동장치
  2. 안정도를 좋게 하는 장치
  3. 입력과 출력을 비교하는 장치
  4. 응답속도를 빠르게 하는 장치
(정답률: 83%)
  • 피드백제어에서는 원하는 출력값과 실제 출력값을 비교하여 차이를 감지하고 이를 보완하기 위해 입력값을 조절해야 합니다. 이를 위해서는 입력과 출력을 비교하는 장치가 필요합니다. 따라서 정답은 "입력과 출력을 비교하는 장치"입니다.
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64. v=200sin(120πt+(π/3))V인 전압의 순시값에서 주파수는 몇 Hz인가?

  1. 50
  2. 55
  3. 60
  4. 65
(정답률: 70%)
  • 주파수는 각주파수를 2π로 나눈 값이므로, 120π를 2π로 나눈 값인 60이 주파수가 된다. 따라서 정답은 "60"이다.
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65. 제어량의 온도, 유량 및 액면 등과 같은 일반 공업량일 때의 제어는?

  1. 자동 조정
  2. 자력 제어
  3. 프로세서 제어
  4. 프로그램 제어
(정답률: 71%)
  • 제어량이 일반 공업량일 경우, 온도, 유량, 액면 등의 변수를 측정하고 이를 제어하기 위해 프로세서 제어가 사용된다. 이는 컴퓨터 기술을 활용하여 자동으로 조절되며, 정확한 제어가 가능하다. 따라서 "프로세서 제어"가 정답이다.
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66. 다음 그림에 대한 키르히호프법칙의 전류 관계식으로 옳은 것은?

  1. I1==I2-I3+I4
  2. I1=I2+I3+I4
  3. I1=I2-I3-I4
  4. I1=-I2-I3+I4
(정답률: 66%)
  • 정답은 "I1=I2-I3-I4"이다.

    이유는 키르히호프법칙에서는 회로의 모든 노드에서 전류의 합이 0이 되어야 한다는 원리를 이용한다. 따라서, 노드 A에서는 I1 = I2 - I3 - I4 이다. 이는 I1을 기준으로 I2, I3, I4의 상대적인 전류 방향을 고려한 결과이다.
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67. 그림과 같은 전체 주파수 전달함수는? (단, A가 무한히 크다.)

(정답률: 45%)
  • 전체 주파수 전달함수는 모든 주파수에서 입력 신호를 그대로 출력으로 전달하는 것을 의미한다. 따라서, 그림에서 보이는 전체 주파수 전달함수는 모든 주파수에서 입력 신호를 그대로 출력으로 전달하므로, 정답은 "" 이다.
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68. 그림의 전달함수를 계산하면?

  1. 0.15
  2. 0.22
  3. 0.24
  4. 0.44
(정답률: 57%)
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69. 미분요소에 해당하는 것은?(단, K는 비례상수이다.)

  1. G(s)=K
  2. G(s)=Ks
  3. G(s)=K/s
  4. G(s)=K/(Ts+1)
(정답률: 61%)
  • 미분요소는 s이다. G(s)=Ks인 이유는 s가 미분요소이기 때문이다. K는 비례상수이므로 s와 곱해져서 전체 전달함수가 결정된다.
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70. 그림과 같은 신호흐름선도에서 X2/X1를 구하면?

(정답률: 65%)
  • X2/X1은 출력신호와 입력신호의 비율을 나타내는 것이므로, 출력신호가 입력신호보다 2배 더 크다는 것을 의미합니다. 그림에서는 입력신호가 A에서 B로 이동하면서 1/2로 감소하고, 다시 B에서 C로 이동하면서 1/2로 감소합니다. 따라서 출력신호는 입력신호의 1/2 * 1/2 = 1/4배가 됩니다. 따라서 X2/X1은 1/4가 됩니다. 따라서 정답은 "" 입니다.
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71. 그림에서 전류계의 측정범위를 10배로 하기 위한 전류계의 내부저항 r(Ω)과 분류기 저항 R(Ω)과의 관계는?

  1. r=9R
  2. r=R/9
  3. r=10R
  4. r=R/10
(정답률: 50%)
  • 전류계의 측정범위를 10배로 하기 위해서는 전류계의 내부저항이 작아져야 한다. 내부저항이 작아지면 전류계에 흐르는 전류도 작아지기 때문이다. 따라서, 분류기 저항 R과 전류계의 내부저항 r은 다음과 같은 관계를 가져야 한다.

    r = 9R

    이는 전류계의 내부저항을 1/9로 줄이면 전류계의 측정범위가 10배로 늘어나기 때문이다.
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72. 온도보상용으로 사용되는 것은?

  1. SCR
  2. 다이액
  3. 다이오드
  4. 서미스터
(정답률: 81%)
  • 서미스터는 온도에 따라 전기적 특성이 변화하는 반도체 소자로, 온도보상용으로 사용됩니다. 이는 서미스터의 전압강하가 온도에 따라 일정하게 유지되기 때문입니다. 다른 보기들은 온도보상용으로 사용되지 않습니다.
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73. G(s)=1/1+5s일 때 절점주파수 ω(rad/sec)를 구하면?

  1. 0.1
  2. 0.2
  3. 0.25
  4. 0.4
(정답률: 50%)
  • G(s)의 분모는 1+5s이므로, s=-1/5일 때 분모가 0이 됩니다. 이는 G(s)의 극점(pole)이며, 이 때의 주파수를 절점주파수(cutoff frequency)라고 합니다. 따라서, ω=|-1/5|=0.2(rad/sec)가 됩니다. 따라서 정답은 "0.2"입니다.
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74. 목표값이 시간적으로 변하지 않는 일정한 제어는?

  1. 정치제어
  2. 추종제어
  3. 비율제어
  4. 프로그램제어
(정답률: 72%)
  • 정치제어는 목표값이 시간적으로 변하지 않는 일정한 제어이며, 이는 정치적인 결정에 따라 결정되는 제어 방식을 의미합니다. 예를 들어, 국가의 정책이나 법률 등이 목표값을 결정하고 이를 기준으로 제어를 수행하는 것이 정치제어의 대표적인 예시입니다.
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75. 제벡효과(Seebeck effect)를 이용한 센서에 해당하는 것은?

  1. 저항 변화용
  2. 용량 변화용
  3. 전압 변화용
  4. 인덕턴스 변화용
(정답률: 70%)
  • 제벡효과는 온도 차이로 인해 발생하는 전기적인 변화를 의미한다. 따라서 제벡효과를 이용한 센서는 온도 변화에 따라 전압이 변화하는 센서이다. 따라서 정답은 "전압 변화용"이다.
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76. 폐루프 제어계에서 제어요소가 제어대상에 주는 양은?

  1. 조작량
  2. 제어량
  3. 검출량
  4. 측정량
(정답률: 61%)
  • 폐루프 제어계에서 제어요소가 제어대상에 주는 양을 나타내는 용어는 "조작량"입니다. 이는 제어요소가 조작되어 제어대상에게 전달되는 양을 의미하며, 제어대상의 상태를 조절하기 위해 조작량을 조절합니다. 따라서 "조작량"이 정답입니다.
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77. 그림과 같은 유접점 회로를 간단히 한 회로는?

(정답률: 72%)
  • 유접점 회로에서는 전류의 흐름이 끊어지지 않도록 회로를 연결해야 합니다. 따라서, 그림과 같이 회로를 연결하면 전류의 흐름이 끊어지지 않습니다. 이때, ""이 정답인 이유는, 이 회로에서는 모든 전구가 켜져 있기 때문입니다. ""와 ""은 전구가 꺼져 있기 때문에 전류의 흐름이 끊어집니다. ""는 전구가 두 개 연결되어 있어서, 전류의 흐름이 끊어집니다.
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78. 3상 유도전동기의 출력이 15kW, 선간전압이 220V, 효율이 80%, 역률이 85%일 때, 이 전동기에 유입되는 선전류는 약 몇 A인가?

  1. 33.4
  2. 45.6
  3. 57.9
  4. 69.4
(정답률: 42%)
  • 전동기의 출력은 유입되는 전력과 같으므로, 출력을 구하면 유입되는 전력을 알 수 있다.

    유입되는 전력 = 출력 / 효율 = 15kW / 0.8 = 18.75kW

    3상 전원에서의 유효전력은 선간전압과 선전류, 역률의 곱으로 구할 수 있다.

    유효전력 = √3 × 선간전압 × 선전류 × 역률

    여기서 선간전압과 역률이 주어졌으므로, 선전류를 구할 수 있다.

    선전류 = 유효전력 / (√3 × 선간전압 × 역률) = 18.75kW / (√3 × 220V × 0.85) ≈ 57.9A

    따라서 정답은 "57.9"이다.
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79. 단위계단 함수 u(t)의 그래프는?

(정답률: 75%)
  • 단위계단 함수 u(t)는 t=0에서 0에서 1로 급격하게 상승하는 함수이다. 따라서 그래프는 x=0에서 y=0에서 y=1로 급격하게 상승하는 직선이다. 이에 해당하는 보기는 "" 이다.
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80. 직류기에서 전기자 반작용에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 주자속이 감소한다.
  2. 전기자 기자력이 증대된다.
  3. 정기적 중성축이 이동한다.
  4. 자속의 분포가 한쪽으로 기울어진다.
(정답률: 56%)
  • 정답: "전기자 기자력이 증대된다."

    설명: 직류기에서 전기자는 회전하면서 자기장을 만들어내고, 이 자기장과 전류가 상호작용하여 회전력이 발생합니다. 이때 전기자의 자기장은 정기적 중성축 주변에서 가장 강력하며, 이 자기장이 회전하면서 자속의 분포가 한쪽으로 기울어지게 됩니다. 이로 인해 전기자의 회전력이 증대되고, 주자속의 자기장도 감소하게 됩니다. 따라서 "전기자 기자력이 증대된다"는 설명은 틀린 설명입니다.
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