공조냉동기계산업기사 필기 기출문제복원 (2018-03-04)

공조냉동기계산업기사 2018-03-04 필기 기출문제 해설

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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: 79%)
  • 정압은 덕트 내부의 공기가 벽면에 수직으로 미치는 압력으로, 운전 상태나 송풍 방식에 따라 대기압보다 높을 수도 있고 낮을 수도 있습니다.

    오답 노트
    정압은 공기가 정지상태일지라도 존재함: 옳은 설명
    동압은 공기가 움직이고 있을 때만 생기는 속도 압임: 옳은 설명
    동압을 측정하면 속도를 구할 수 있음: 옳은 설명
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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: 78%)
  • 전공기 방식은 열전달 매체로 오직 공기만을 사용하므로, 대량의 공기를 수송하기 위한 송풍량이 많아 펌프 동력을 사용하는 방식보다 송풍 동력이 큽니다.

    오답 노트
    외기냉방 가능, 겨울철 가습 용이, 수배관이 없어 누수 우려 없음
  • 전공기식 시스템이란?

    실내의 열부하를 처리하기 위해 **공기(air)**만을 운반 매체로 사용하는 시스템

    덕트(공기덕트)를 통해 냉난방된 공기를 직접 보내는 방식



    ---

    ① 송풍 동력이 펌프 동력에 비해 크다 → 맞음 (정답)

    전공기식은 대용량의 공기를 덕트를 통해 이동시키므로 송풍기(Fan)의 전력 소비가 크다

    수송 매체가 공기이기 때문에 같은 열량을 보내기 위해서는 물보다 훨씬 많은 부피를 이동시켜야 하므로 송풍 동력이 크다



    ---

    ② 외기냉방을 할 수 없다 → 틀림

    전공기식은 오히려 외기 취급이 쉬운 시스템

    전열회수환기나 100% 외기처리 유닛 등과 연계하기 쉬움



    ---

    ③ 겨울철에 가습하기가 어렵다 → 틀림

    전공기식은 공기조화기 내에 가습기 설치가 가능하여 가습 제어도 잘 된다

    오히려 수전식보다 가습 용이



    ---

    ④ 실내에 누수의 우려가 있다 → 틀림

    전공기식은 **물(냉온수관)**이 실내에 들어오지 않기 때문에, 누수 우려가 낮음

    수전식(전수식) 시스템의 문제와 혼동한 설명임
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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: 86%)
  • 증기난방 방식은 사용 증기압력(고압/저압), 증기 배관방식(단관/복관), 증기 공급방향(하향식/상향식)을 기준으로 분류합니다. 사용 열매종류는 이미 증기로 결정되어 있으므로 분류 기준이 될 수 없습니다.
  • 열매란: 열을 운반하는 매체 (예: 증기, 온수, 기름 등)

    증기난방은 이미 열매가 '증기'로 정해진 방식이기 때문에, 열매종류는 분류기준이 아님
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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: 81%)
  • 공조용 저속덕트를 등마찰법으로 설계할 때, 일반적으로 적용하는 단위 마찰저항의 적정 범위는 $0.7 \sim 1.5$ Pa/m 입니다.
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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: 90%)
  • 덕트의 풍속 분류 기준에 따라 주덕트 내 풍속이 $15\text{m/s}$이하이면 저속덕트, $15\text{m/s}$를 초과하면 고속덕트로 구분합니다.
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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: 64%)
  • 냉방부하 중 벽체, 유리창, 송풍기에 의한 열량은 온도 변화만으로 발생하는 현열부하에 해당합니다.

    오답 노트
    극간풍에 의한 열량, 인체의 발생열량, 기구의 발생열량: 습도 변화가 포함된 잠열부하가 함께 발생함
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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: 65%)
  • 고온수 난방은 저온수 난방에 비해 공급수와 환수의 온도차를 크게 설정할 수 있어, 동일한 유량으로도 더 많은 열량을 수송할 수 있는 장점이 있습니다.

    오답 노트
    장치의 열용량이 작아 예열시간이 짧다: 예열시간이 깁니다.
    배관의 지름은 저온수 난방보다 크게 된다: 고온일수록 배관 지름은 작아집니다.
    관내면의 부식문제가 증기난방에 비해 심하다: 부식 문제가 더 적습니다.
  • 온도차가 크면 다음 공식에 의해 **열수송량(Q)**도 큽니다:

    Q = m × c × ΔT

    즉, 같은 유량이라도 더 많은 열을 전달할 수 있어 배관 소구경화·시스템 소형화가 가능합니다.



    ---

    나머지 보기 검토 (틀린 설명)

    ① 장치의 열용량이 작아 예열시간이 짧다. → 틀림

    고온수는 고온 고압의 물을 쓰기 때문에 장치·배관이 두껍고 열용량이 큼

    따라서 예열시간은 짧지 않음


    ② 대량 열공급은 가능하나 배관 지름은 저온수보다 크다 → 틀림

    오히려 온도차가 크기 때문에 유량은 줄일 수 있어 배관 지름은 작게 설계 가능


    ③ 관내 압력이 높기 때문에 부식문제가 증기난방보다 심하다 → 틀림

    고온수는 밀폐 순환계라서 부식 위험은 증기보다 낮은 편

    증기는 응축과 공기혼입 등으로 부식 우려가 더 큼
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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: 72%)
  • 냉매방식은 냉동기, 냉각코일, 송풍기 등을 하나의 케이싱 내에 수납하여 실내에 직접 설치하는 유닛 방식이므로, 별도의 대형 공조실이 필요하지 않으며 소규모 공간 및 개별 제어에 적합합니다.
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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%)
  • 덕트 설계는 전체적인 계획 수립 후, 필요한 송풍량을 먼저 산출하고, 공기가 들어오고 나가는 흡입·취출구 위치를 결정한 뒤, 최적의 경로 설정, 치수 및 저항 산출, 마지막으로 이에 맞는 송풍기를 선정하는 순서로 진행됩니다.
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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: 60%)
  • 가열 시 수증기 분압은 일정하므로, 가열 전의 수증기 분압을 가열 후의 포화수증기압으로 나누어 상대습도를 구합니다.
    ① [기본 공식] $\phi_2 = \frac{\phi_1 \times P_{s1}}{P_{s2}}$
    ② [숫자 대입] $\phi_2 = \frac{0.6 \times 9.2}{23.75}$
    ③ [최종 결과] $\phi_2 = 0.23$
  • 60% 수증기 분압 = 0.6 x 9.2 = 5.52
    상대습도 = 수증기 분압 / 포화수증기압
    (5.52 / 23.75) x 100 = 23.24
  • 공식: 상대습도(RH) 계산식

    RH2 = (Pw / Pws2) × 100

    Pw: 실제 수증기압 (변하지 않음)

    Pws2: 새 온도(30℃)에서의 포화수증기압



    ---

    1단계: 실제 수증기압(Pw) 구하기

    10℃에서 상대습도 60%이면:

    Pw = 9.2 mmHg × 0.60 = 5.52 mmHg


    ---

    2단계: 30℃에서의 상대습도(RH2) 구하기

    RH2 = (5.52 / 23.75) × 100 ≈ 23.2%
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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: 61%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 기체의 밀도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\rho = \frac{P}{R \times T}$
    ② [숫자 대입] $\rho = \frac{1000}{0.287 \times (20 + 273)}$
    ③ [최종 결과] $\rho = 11.89$
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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: 74%)
  • 배기열 회수는 버려지는 열을 다시 사용하는 방식이지만, 축열조 방법은 심야전력을 이용해 열을 저장했다가 피크 타임에 사용하는 에너지 저장 방식이므로 배기열 회수 방법과 거리가 멉니다.
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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: 88%)
  • 보일러 내부의 물이 증발할 때, 물방울이나 거품 형태의 액체가 증기와 함께 보일러 밖으로 튀어나가는 현상을 캐리오버 장해라고 합니다.
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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(kW)를 구하는 공식은?(단, 공기의 정압비열은 1.0kcal/kg·℃, 밀도는 1.2kg/m3이다.)

  1. 1.0×Q×(to - tr)
  2. 1.2×Q×(to - tr)
  3. 597.5×Q×(to - tr)
  4. 717×Q×(to - tr)
(정답률: 66%)
  • 침입외기에 의한 현열부하는 공기의 밀도, 비열, 풍량, 그리고 온도차를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $q = \rho \times Q \times C_p \times (t_o - t_r)$
    ② [숫자 대입] $q = 1.2 \times Q \times 1.0 \times (t_o - t_r)$
    ③ [최종 결과] $q = 1.2 \times Q \times (t_o - t_r)$
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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: 79%)
  • 증기난방은 증기가 응축될 때 발생하는 충격음인 스팀 해머링(steam hammering) 소음이 발생할 수 있으며, 이를 줄이기 위해 스팀 사일런서를 사용해야 합니다.
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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: 70%)
  • 전열교환기는 동계에 실내의 고온·다습한 배기 공기와 외부의 한냉·건조한 외기 사이에서 열과 습도를 교환하여, 도입되는 외기의 엔탈피를 증대시키는 효과를 가져옵니다.
  • 전열교환기의 핵심 목적은 배기되는 실내 공기의 열과 수분(엔탈피)을 회수하여 외기로 유입되는 공기에 전달하는 것입니다.

    따라서 **"엔탈피 감소효과"**가 아니라 **"엔탈피 회수효과(보존효과)"**가 있습니다.
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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: 59%)
  • 가변 풍량 방식은 부하 변동에 따라 송풍량을 조절하므로, 부분부하시 송풍기 제어를 통해 동력을 효과적으로 절감할 수 있습니다.

    오답 노트
    송풍온도가 아닌 취출풍량을 변화시켜 제어함
    동시 사용률 적용이 가능하여 설비용량을 줄일 수 있음
    시운전 시 풍량 조절이 간단함
  • **VAV 시스템(가변풍량 방식)**의 핵심 장점 중 하나가 바로 에너지 절약입니다.

    부하가 낮을 때 각 존(zone)의 댐퍼(VAV Box)가 닫히면서 전체 풍량이 줄어들게 되고,
    이때 송풍기도 인버터 제어 등을 통해 회전수를 줄여 풍량을 줄일 수 있습니다.
    ① 실내온도제어는 송풍온도를 변화시켜 제어 → X

    송풍온도 변화는 **CAV(고정풍량 방식)**의 제어 방식입니다.

    VAV는 주로 풍량 변화로 온도 제어함 (송풍온도는 일정한 경우가 많음)


    ③ 동시사용률 적용 불가하므로 설비용량 줄일 수 없다 → X

    오히려 동시사용률을 적용해서 설비 용량을 줄일 수 있는 것이 장점입니다.


    ④ 시운전 시 취출구 풍량조절이 복잡하다 → 맞는 설명이긴 하나, 핵심 설명으로는 부족
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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: 80%)
  • 증기트랩은 응축수는 배출시키고 증기는 통과시키지 않음으로써, 증기가 환수관으로 유입되는 것을 방지하여 열효율을 높이는 자동 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: 83%)
  • 에어 핸들링 유닛(AHU)은 공기를 여과, 가열, 냉각하여 실내로 송풍하는 장치로, 공기가 통과하는 방식이므로 별도의 압축기가 필요하지 않습니다.
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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: 74%)
  • 공기조화기 코일 설계 시, 송풍기의 부하를 줄이고 에너지 효율을 높이기 위해 코일의 통풍저항은 적을수록 좋습니다.
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2과목: 냉동공학

21. 증기분사식 냉동장치에서 사용되는 냉매는?

  1. 프레온
  2. 물
  3. 암모니아
  4. 염화칼슘
(정답률: 83%)
  • 증기분사식 냉동장치는 물을 냉매로 사용하여 증발 잠열을 이용하는 냉동 방식입니다.
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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%)
  • 소형 냉동장치의 핫가스 제상 시스템에서 핫가스의 흐름을 개폐하여 제어하는 장치는 솔레노이드밸브(전자밸브)입니다.
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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%)
  • 플래시 가스는 액관 내 압력 강하로 인해 냉매가 증발하며 발생합니다. 액관의 입상높이가 매우 클 때 압력 강하가 심해져 발생하므로, 입상높이가 매우 작을 때는 발생 원인으로 거리가 멉니다.

    오답 노트
    냉매 순환량 대비 관경이 작을 때, 스트레이너 등이 막혔을 때, 직사광선에 노출될 때 모두 압력 강하 및 온도 상승을 유발하여 플래시 가스를 발생시킵니다.
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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: 60%)
  • 등압변화 과정에서 외부로부터 가해진 열량은 내부 에너지 증가와 외부로 한 일의 합, 즉 엔탈피의 증가로 나타납니다.

    오답 노트
    단열변화: 엔트로피는 일정함
    등적변화: 가해진 열량은 내부 에너지 증가에 사용됨
    등온변화: 절대일은 $0$보다 큼
  • 1.단열변화는 열의 출입이 없고 마찰등의 내부 열발생이
    없는 변화로 엔트로피는 (일정하다)..
    2.등적변화에서 가해진 열량은 (내부에너지) 증가에 사용된다
    4.등온변화에서 절대일은 외부에서 가해진 열량과 같으므로 0보다
    (크다)...

    이래서 3번이 정답이다.
    등압변화에서 가해진 열량은 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: 64%)
  • 압축기의 압축비와 체적효율은 서로 반비례 관계에 있습니다. 따라서 압축비가 커질수록 체적효율은 오히려 작아지게 됩니다.
  • 압축기의 압축비가 클수록
    체적효율은 감소한다.

    더 자세히 설명하면
    압축비가 클수록 압축끝에 남은 고압가스가 더 많이
    팽창해서 신선한공기가 들어올 공간을 더많이 차지하게
    됩니다. 그래서 실제로 들어오는 신선한 공기량이 줄어들고
    체적효율이 낮아집니다.
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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: 61%)
  • 정압 과정에서 엔트로피 변화량은 정압비열과 체적 변화의 자연로그 값의 곱으로 계산합니다.
    $$\Delta s = C_p \ln \frac{V_2}{V_1}$$
    $$\Delta s = 0.221 \times \ln \frac{11}{5}$$
    $$\Delta s = 0.174$$
    단, 문제의 정답지 기준으로는 전체 질량 $10\text{kg}$이 곱해진 $1.74$가 도출되었습니다.
  • ΔS = R × ln(V2 / V1)

    ΔS: 단위 질량당 엔트로피 변화 (kcal/kg·K)

    R: 기체의 정압 비열 (문제에서 주어진 값: 0.221 kcal/kg·K)

    V1: 초기 체적 (m³/kg)

    V2: 최종 체적 (m³/kg)



    ---

    1. 질량 기준으로 체적 변환

    질량 m = 10kg
    전체 체적 변화: 5 m³ → 11 m³
    따라서 단위 질량당 체적:

    V1 = 5 / 10 = 0.5 m³/kg

    V2 = 11 / 10 = 1.1 m³/kg



    ---

    2. 공식에 대입

    ΔS = R × ln(V2 / V1)
    = 0.221 × ln(1.1 / 0.5)
    = 0.221 × ln(2.2)

    ln(2.2) ≈ 0.7885


    ΔS ≈ 0.221 × 0.7885 ≈ 0.1743 kcal/kg·K

    전체 엔트로피 변화(질량 포함):

    ΔS_total = 10 × 0.1743 ≈ 1.743 kcal/K
  • *등압과정에서 엔트로피변화
    ΔS=GCp ln(V2/V1)
    ΔS=10× 0.221 × ln(11/5)
    =1.72[kcal/k]
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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: 67%)
  • 응축온도가 일정할 때 증발온도가 상승하면 압축비가 감소하고, 이로 인해 냉동효과가 증대되며 성적계수(COP)가 증가하는 결과가 나타납니다.
  • 냉동효과란 무엇인가?
    1.증발기에서 흡수하는 열량
    2.증발기출구(압축기 입구)엔탈피 증발기입구 엔탈피차를
    이용하여 구한다
    3.팽창밸브 직전의 냉매액온도가 낮을 수록 크며, 또
    증발기에서 나오는 냉매증기의 온도가 높을수록 크다.
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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: 69%)
  • 냉동효과를 높이려면 증발기로 들어가는 냉매의 엔탈피를 낮춰야 하므로, 냉매의 과냉각도를 증가시켜 액온도를 낮추는 방법이 효과적입니다.

    오답 노트
    냉동효과란 응축기가 아닌 증발기에서 흡수하는 열량을 의미함
    냉동효과는 압축기 출구가 아닌 증발기의 출구와 입구 엔탈피 차로 계산함
    팽창밸브 직전 액온도가 낮을수록, 증발기 출구 증기 온도가 높을수록 냉동효과가 커짐
  • 냉동효과란 무엇인가?
    1.증발기에서 흡수하는 열량
    2.증발기출구(압축기 입구)엔탈피 증발기입구 엔탈피차를
    이용하여 구한다
    3.팽창밸브 직전의 냉매액온도가 낮을 수록 크며, 또
    증발기에서 나오는 냉매증기의 온도가 높을수록 크다.

    여기서 답은
    냉동효과를 크게 할려면 냉매의 과냉각도를 증가시키는방법
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29. 조건을 참고하여 산출한 이론 냉동사이클의 성적계수는?

  1. 2.5
  2. 2.8
  3. 3.2
  4. 3.8
(정답률: 71%)
  • 냉동사이클의 성적계수(COP)는 냉동효과를 압축 일량으로 나눈 값으로 산출합니다.
    ① [기본 공식] $COP = \frac{h_1 - h_4}{h_2 - h_1}$
    ② [숫자 대입] $COP = \frac{390 - 250}{440 - 390}$
    ③ [최종 결과] $COP = 2.8$
  • 이론 성적계수공식
    COP=qc/Aw
    =390-250/440-390
    =2.8
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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%)
  • 몰리에르(P-h) 선도는 압력과 엔탈피를 기본 축으로 하며, 온도, 비체적, 엔트로피, 건조도 등의 상태량을 선으로 나타냅니다. 비열은 선도에 직접적으로 나타나는 상태량이 아닙니다.
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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: 46%)
  • 응축기 방열량에서 압축기 일량을 제외한 순 냉동능력을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $RT = \frac{Q_{cond} - Q_{comp}}{3320}$
    ② [숫자 대입] $RT = \frac{(1500 \times 60 \times (23-18)) - (80 \times 632)}{3320}$
    ③ [최종 결과] $RT = 120.3$
  • 냉동능력=응축부하 - 압축동력
    ((1500×60×5) - (80×632))÷3320=120.3
  • *응축기의 발열량: Qc=GCΔT
    물1L=1Kg
    Qc=1500×60×1×(20-18)
    =450,000[kcal/h]
    *압축기의 열량[1PS]=632[kcal/h]
    Aw=80 ×632=50,560[kcal/h]
    *증발기의 흡수열량(Qe=Qc-Aw)
    Qe=450,000-50,560=399,440[kcal/h]
    *냉동기의 냉동능력[RT][1RT=3320kcal/h]
    Qe=399440/3320=120.31[RT]
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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: 87%)
  • 제시된 T-S 선도와 P-h 선도를 분석하면, 압축 과정이 2단계(1 $\rightarrow$ 2 $\rightarrow$ 3)로 이루어지고, 팽창 과정 또한 2단계(5 $\rightarrow$ 6 $\rightarrow$ 7)로 나누어 진행되는 것을 확인할 수 있으므로 2단압축 2단팽창 사이클입니다.
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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%)
  • 진공건조 작업은 냉매 충전 전 배관 내부의 수분과 공기(불응축 가스)를 강제로 제거하는 공정입니다. 따라서 진공 펌프를 운전하여 진공 상태를 만드는 것은 불응축 가스 혼입의 원인이 아니라 이를 방지하기 위한 올바른 조치입니다.
  • 불응축가스 존재의 원인
    1. 냉매와 윤활유 중천작업 불량으로 공기(산소)가 장치내혼입
    2.냉매와 윤활유가 분해하여 가스상태로 존재
    3.팽창밸브에 수분이 동결하고 흡입가스 압력이 대기압보다
    낮은상태에서 장치에 누설부가 발생하여 공기(산소)가 장치내혼입

    냉동기설치나 냉매 충전전에는 반드시 진공작업을 하여 내부를 진공
    한 상태에서 냉매를 주입해야 한다. (수분,공기침투 방지)
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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%)
  • 냉매는 적은 양으로 많은 열을 이동시켜야 하므로 증발 잠열이 커야 효율적입니다. 따라서 증발 잠열과 기체의 비열은 작아야 한다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    증발 잠열: 높아야 함
  • AI 해설은 틀린게 맞다고 해놓고 냉방효율은 높아진다고 하는
    어뚱한 답을 하네요..

    답은
    증발잠열은 크고 액체비열은 작아야 한다 입니다.
    - 증발잠열은 클수록 냉동효과가 증가하며
    액체비열은 작을수록 쉽게 증발하기 때문입니다.
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35. 조건을 참고하여 산출한 흡수식냉동기의 성적계수는?

  1. 0.88
  2. 1.14
  3. 1.34
  4. 1.52
(정답률: 69%)
  • 흡수식 냉동기의 성적계수(COP)는 재생기에 가해준 가열량 대비 증발기에서 얻은 냉동열량의 비로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $COP = \frac{Q_e}{Q_g}$ (냉동열량 / 가열량)
    ② [숫자 대입] $COP = \frac{24000}{21000}$
    ③ [최종 결과] $COP = 1.14$
  • COP = 냉동기 냉동열량 / 재생기 가열열량
    = 24,000 / 21,000 ≈ **1.14**
  • COP=qe/Aw
    =390-250/440-390=2.8
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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: 59%)
  • 중간냉각기의 방식은 냉동장치의 압축 및 팽창 단계에 따라 결정됩니다. 2단압축 1단팽창 냉동장치에는 플래시형이 아니라 액냉각형 또는 직접팽창형 중간냉각방식이 이용됩니다.

    오답 노트
    플래시형 중간냉각기: 2단압축 2단팽창 냉동기에 사용
  • 중간냉각기의 종류
    1.플래시형: 2단압축 2단팽창
    2.액냉각형:2단압축 1단팽창
    3.직접팽창형: 2단압축 1단팽창
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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: 76%)
  • 수냉식 냉동장치에서 냉각수의 흐름(flow) 상태를 감지하여, 단수나 순환수량 부족 시 장치를 보호하기 위해 작동하는 스위치는 플로우(flow) 스위치입니다.
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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: 54%)
  • 1냉동톤($3320$ kcal/h)을 생산하기 위해 필요한 냉매 순환량을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $G = \frac{Q}{h_1 - h_2}$
    ② [숫자 대입] $G = \frac{3320}{140.83 - 107.65}$
    ③ [최종 결과] $G = 100.1$ kg/h
  • 3320 / (140.83 - 107.65) = 100.06
  • *냉동능력(Qe)=GΔh
    G=Qe/Δh
    =1x3320/140.83-107.65=100.06[kg/h]
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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: 83%)
  • 압축기로 들어오는 흡입압력이 설정치 이상으로 상승하여 전동기에 과부하가 걸리는 것을 방지하기 위해 흡입압력 조정밸브(SPR)를 설치하여 압력을 제어합니다.
  • 흡입압력조정밸브 (Suction Pressure Regulating Valve)
    기능: 흡입압력이 일정 수준 이상 올라가지 않도록 조절

    작동 조건: 흡입압력이 설정값 이상이 되었을 때 작동 → 압력 낮춤

    목적: 압축기를 보호하거나 다중 증발기에서 낮은 온도 존을 보호


    > 예: 온도가 너무 높아져 흡입 압력이 높아지면 밸브가 닫혀 압축기 유입량 제한




    ---

    ✅ 증발압력조정밸브 (Evaporator Pressure Regulating Valve, EPR)

    기능: 증발기 내 압력이 일정 수준 이하로 내려가지 않도록 조절

    작동 조건: 흡입압력(=증발압력)이 설정값 이하로 내려가면 작동 → 압력 유지

    목적: 증발기 온도가 너무 낮아지는 것을 방지 (결로·결빙 방지 등)


    > 예: 쇼케이스 냉장고에서 증발기 결빙 방지용
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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: 35%)
  • 압축기의 소요일량은 압축 과정에서 가해진 열량과 팽창 과정에서 제거된 열량의 차이로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = C \times (t_{out} - t_{in})$
    ② [숫자 대입] $Q = 0.24 \times (110 - 10) - 0.24 \times (-10 - (-60))$
    ③ [최종 결과] $Q = 12$ kcal/kg
  • 0.24 x (( 110 - 10 ) - ( -10 - ( -60 ))) = 12
  • ΔT_net = (압축기 출구온도 - 입구온도) - (팽창밸브 입구온도 - 출구온도)
    = (110 - (-10)) - (10 - (-60)) = 120 - 70 = **50°C**
    Q = 0.24 × 50 = **12 kcal/kg**
  • 1. Q=C ΔT 1kg당 열량이므로 질량(G)가 빠진다.
    (공기비열:0.24) 압축기입구-10°C 압축기출구:110°C
    팽창V/V입구:10°C 팽창V/V출구:-60°C
    2.Aw=Qc-Qe
    Aw=[0.24× (110-10) ]-[ 0.24 × (-10 - (-60) ) ]
    = 24 - 12
    = 12Kcal/kg
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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: 78%)
  • 바이패스관은 주 배관에 병렬로 설치된 우회 관로입니다. 이를 통해 가스 공급을 중단하지 않고도 주 배관의 밸브나 기기를 분해하여 점검할 수 있습니다.
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42. 급탕설비에 사용되는 저탕조에서 필요한 부속품으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 안전밸브
  2. 수위계
  3. 압력계
  4. 온도계
(정답률: 58%)
  • 저탕조는 일반적으로 항상 물이 가득 차 있는 만수위 상태로 운영되므로, 별도의 수위계를 설치하여 관리할 필요성이 낮습니다.
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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: 78%)
  • 동관은 열전도도가 매우 높아 열교환 효율이 좋으며, 내식성과 굴곡성이 뛰어나 열교환기용 관으로 가장 널리 사용됩니다.
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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%)
  • 순환수량은 총 손실열량을 비열, 밀도 및 온도차의 곱으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $w = \frac{Q}{60 \times C \times \Delta t}$
    ② [숫자 대입] $w = \frac{15000}{60 \times 1 \times (70 - 60)}$
    ③ [최종 결과] $w = 25$
  • 공식:Q=GCdT
    G=Q/CdT
    풀이계산
    G=15000×(1/60)/1×(70-60)℃
    =25kg/min
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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: 79%)
  • 옥내 노출배관의 외피는 외부 충격으로부터 보온재를 보호하고 미관을 유지해야 하므로, 내구성이 뛰어나고 가공이 용이한 아연도금강판이 가장 적합합니다.
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46. 다음 중 유기질 보온재의 종류가 아닌 것은?

  1. 석면
  2. 펠트
  3. 코르크
  4. 기포성 수지
(정답률: 68%)
  • 유기질 보온재는 펠트, 텍스류, 코르크, 기포성 수지 등이 해당합니다. 석면은 무기질 보온재에 해당하므로 유기질 보온재가 아닙니다.
  • 유기질보온재: 펠트,텍스류,코르크,기포성수지
    쉽게 암기하는방법: 펠텍코기_ 그외 무기질로 암기하면 되요.
    무기질 보온재: 탄산마그네슘,유리섬유,규조토,석면,펠라이트,암면
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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: 82%)
  • 배관 내 유체의 흐름 저항과 압력 손실을 줄이기 위해서는 곡관 사용 시 관 굽힘 곡률 반경을 가능한 한 크게 하여 완만하게 시공해야 합니다.
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48. 다음 중 이온화에 의한 금속부식에서 이온화 경향이 가장 작은 금속은?

  1. Mg
  2. Sn
  3. Pb
  4. Al
(정답률: 68%)
  • 금속의 이온화 경향은 반응성이 클수록 이온화가 잘 되며, 제시된 금속 중 납($\text{Pb}$)이 가장 오른쪽에 위치하여 이온화 경향이 가장 작습니다.
  • 금속의 이온화 경향이 큰 순서
    K>Ca>Na>Mg>Ai>Zn>Fe>Ni>Sn>Pb>H>Cu>Hg>Ag>Pt>Au
    여기서 이온화 경향이 가장 작은것은 Pb
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49. 도시가스배관을 지하에 매설하는 중압 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: 77%)
  • 도시가스배관의 표면 색상은 안전 식별을 위해 규정되어 있습니다.

    오답 노트
    지하배관: 중압 이상은 적색, 저압은 황색
    지상배관: 황색
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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: 81%)
  • 냉매배관 시공 시 압력 손실을 최소화하고 효율을 높이기 위해 기기 상호 간 배관길이는 되도록 짧게 유지해야 합니다.
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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: 69%)
  • 상향 복관 환수식에서는 공기가 정체되지 않고 원활하게 배출되도록 온수 공급관은 상향 구배를, 복귀관은 하향 구배를 주어야 합니다.

    오답 노트
    배관의 구배는 1/250 이상: 표준 시공 기준임
    단관 중력 환수식 주관 하향구배: 중력에 의한 환수를 위해 필수적임
    강제 순환식 구배 자유: 펌프를 이용하므로 구배 제약이 적음
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52. 다음 냉동기호가 의미하는 밸브는 무엇인가?

  1. 체크 밸브
  2. 글로브 밸브
  3. 슬루스 밸브
  4. 앵글 밸브
(정답률: 86%)
  • 기호는 유체가 한 방향으로만 흐르게 하고 역류를 방지하는 체크 밸브를 의미합니다.
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53. 다음 중 기밀성, 수밀성이 뛰어나고 견고한 배관 접속 방법은?

  1. 플랜지 접합
  2. 나사접합
  3. 소켓접합
  4. 용접접합
(정답률: 81%)
  • 용접접합은 배관과 배관을 완전히 융합시켜 일체화하는 방식이므로, 다른 접합법에 비해 기밀성과 수밀성이 가장 뛰어나며 구조적으로 매우 견고합니다.
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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: 76%)
  • 송풍기와 덕트의 연결 부위에 천(캔버스) 재질의 캔버스 커넥션(canvas connection)을 설치하면, 송풍기에서 발생하는 진동이 덕트나 장치로 전달되는 것을 효과적으로 차단하고 오염을 방지할 수 있습니다.
  • 캔버스 커넥션이란?

    송풍기와 덕트 사이에 설치하는 유연한 재질(캔버스, 고무, 유연 금속 등)의 연결부

    목적: 진동, 소음, 열팽창 등을 흡수하거나 차단

    특히 송풍기의 토출측·흡입측 양쪽에 사용하면 기계 진동이 배관이나 장치에 전달되는 것을 방지함
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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: 75%)
  • 관 끝을 나팔 모양으로 넓혀 테이퍼면에 밀착시킨 후 너트로 체결하는 방식은 플레어 이음(flare joint)의 특징이며, 주로 분해와 결합이 빈번한 배관에 사용됩니다.
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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: 73%)
  • 압축기가 정지했을 때 응축기에 있던 액냉매가 중력에 의해 증발기로 흘러 들어가는 것을 방지하기 위해 배관을 위로 솟게 만드는 역구배 루프배관을 설치합니다.
  • 역구배 루프배관
    증발기가 응축기보다 낮은 위치에 설치된 경우 압축기 정지시
    냉매가 증발기쪽으로 역류할수 있다. 이를 방지하기 위해 역구배
    루프배관은 증발기 상부보다 150mm 이상 입상시켜서 설치한다
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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: 67%)
  • 리프트 피팅을 이용한 진공환수식 난방에서 응축수를 끌어올리는 1단 흡상 높이는 $1.5\text{m}$이내로 제한합니다.
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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: 65%)
  • 신정통기관은 배수수직관의 관경과 같거나 더 크게 설치하여 공기 흐름을 원활하게 해야 합니다.
  • **신정통기관(보조통기관)**은 배수수직관과 병행 설치되며, 그 관경은 같거나 그 이상이어야 합니다.

    작게 해서는 안 되며, 작으면 통기효과가 부족해 배수 장애 및 봉수 파괴가 생길 수 있음.
  • 신정 통기관은 배수수직관 상부 관경을 축소하지 않고
    그대로 개구해야 한다.
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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 흐름 방향이 동일한 경우에는 응축수가 원활하게 배출될 수 있도록 선하향의 순구배를 유지해야 하며, 이때 구배는 $1/250$이상으로 설치합니다.
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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: 59%)
  • 기수 혼합식은 고압 또는 중압 증기를 사용하여 온수를 얻는 방식으로, 증기 배관의 설치 및 안전 문제로 인해 사용 장소에 제한을 받습니다.
  • 기수 혼합식은
    탱크 내부에 직접 증기를 불어 넣어 물을 가열하는
    방식으로 사용증기 압력이 0.1~0.4 Mpa로 고압
    증기를 사용하기 때문에 사용 장소에 제한이 따른다.
  • 기수 혼합식(steam-water mixing type)

    증기와 물을 직접 혼합해서 온수를 만드는 방식

    장점: 구조가 간단하고 즉시 고온수 생성 가능

    단점: 위생적 문제가 발생할 수 있으며, 병원·급식시설 등 위생 요구 높은 장소에서는 제한됨

    즉, 사용 장소에 제한이 있다.
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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: 60%)
  • 접지된 도체구에는 인근의 점전하와 항상 반대 극성의 전하가 유도됩니다. 따라서 $+0.2\mu\text{C}$의 전하가 있을 때 접지된 구에는 음전하가 유도되어 서로 당기는 흡인력이 작용하게 됩니다.
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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: 67%)
  • 양자화 오차의 최대값은 양자화 간격의 절반($\Delta/2$)이며, 간격 $\Delta$는 최대값 $M$을 $2^n$개의 구간으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $\text{Error}_{max} = \frac{M}{2 \times 2^n}$
    ② [숫자 대입] $\text{Error}_{max} = \frac{M}{2 \times 2^3}$
    ③ [최종 결과] $\text{Error}_{max} = \frac{M}{16}$
    ※ 참고: 제시된 정답 $M/8$은 양자화 간격 $\Delta = M/2^n$을 기준으로 산출된 결과입니다.
    ① [기본 공식] $\Delta = \frac{M}{2^n}$
    ② [숫자 대입] $\Delta = \frac{M}{2^3}$
    ③ [최종 결과] $\Delta = \frac{M}{8}$
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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: 80%)
  • 피드백 제어는 출력값을 다시 입력측으로 되돌려 설정값과 비교함으로써 오차를 줄이는 제어 방식이므로, 입력과 출력을 비교하는 장치가 반드시 필요합니다.
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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: 71%)
  • 교류 전압의 순시값 식에서 각속도 $\omega$와 주파수 $f$의 관계를 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\omega = 2\pi f$
    ② [숫자 대입] $120\pi = 2\pi f$
    ③ [최종 결과] $f = 60\text{ Hz}$
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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: 69%)
  • 공업 공정에서 발생하는 유량, 온도, 압력, 액면, 농도, 습도와 같은 상태량을 제어하는 것을 프로세서 제어라고 합니다.

    오답 노트
    서보기구: 물체의 위치, 방위, 각도 제어
    자동 조정: 전압, 주파수, 전류, 회전수, 토크 제어
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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: 63%)
  • 키르히호프의 전류 법칙(KCL)에 따라 회로의 한 접속점에서 유입되는 전류의 합은 유출되는 전류의 합과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\sum I_{in} = \sum I_{out}$$
    ② [숫자 대입]
    $$I_{1} + I_{2} = I_{3} + I_{4}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I_{1} = I_{2} - I_{3} - I_{4}$$
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67. 그림과 같은 전체 주파수 전달함수는? (단, A가 무한히 크다.)

(정답률: 46%)
  • 피드백 제어 시스템의 전체 전달함수 공식은 $\frac{G}{1+GH}$입니다. 여기서 전향 경로 이득 $G$는 $A$이고, 피드백 경로 이득 $H$는 $RC$ 회로의 전달함수인 $\frac{1}{1+j\omega CR}$입니다. $A$가 무한히 크므로 식을 정리하면 다음과 같습니다.
    $$\text{전달함수} = \frac{A}{1 + A \times \frac{1}{1+j\omega CR}} = \frac{1}{\frac{1}{A} + \frac{1}{1+j\omega CR}}$$
    $$A \to \infty \text{ 일 때, } \frac{1}{A} \to 0$$
    $$\text{최종 결과} = 1 + j\omega CR$$
    따라서 정답은 입니다.
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68. 그림의 전달함수를 계산하면?

  1. 0.15
  2. 0.22
  3. 0.24
  4. 0.44
(정답률: 55%)
  • 피드백 루프가 있는 시스템의 전달함수는 $\frac{\text{전향 경로 이득}}{1 + \text{루프 이득}}$으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $G = \frac{G_1 \times G_2}{1 + (G_1 \times G_2 \times H_1)}$
    ② [숫자 대입] $G = \frac{2 \times 3}{1 + (2 \times 3 \times 4)}$
    ③ [최종 결과] $G = \frac{6}{25} = 0.24$
  • 2번, 3번: 직렬 연결 → 곱셈

    4번: 피드백 루프 (음의 되먹임 구조)



    ---

    전달함수 공식 (음의 피드백 구조)

    전체 전달함수 G = (전방 전달함수) / (1 + 전방 × 피드백)


    ---

    1. 각 블록의 값

    전방 경로: 2번 × 3번 = 2 × 3 = 6

    피드백 경로: 4번 = 4



    ---

    2. 전체 전달함수 계산

    G = 6 / (1 + 6 × 4) = 6 / (1 + 24) = 6 / 25 = 0.24
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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: 59%)
  • 제어 시스템의 전달함수에서 $s$가 분자에 곱해진 형태는 시간 영역에서 미분 연산에 해당하므로 미분요소입니다.

    오답 노트
    $G(s)=K$ : 비례요소
    $G(s)=\frac{K}{s}$ : 적분요소
    $G(s)=\frac{K}{Ts+1}$ : 1차 지연요소
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70. 그림과 같은 신호흐름선도에서 X2/X1를 구하면?

(정답률: 61%)
  • 신호흐름선도에서 전달함수는 (전방 경로 이득의 합) / (1 - 루프 이득의 합 $\times$ 전방 경로의 영향)으로 계산합니다. 본 회로에서는 전방 경로 $A \cdot C$와 두 개의 루프 $-B$ 및 $D$가 존재합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{X_2}{X_1} = \frac{A \cdot C}{(1 - (-B))(1 - D)}$
    ② [숫자 대입] $\frac{X_2}{X_1} = \frac{AC}{(1 + B)(1 - D)}$
    ③ [최종 결과]
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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: 52%)
  • 전류계의 측정 범위를 넓히기 위해 병렬로 연결하는 분류기 저항의 배율 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $n = 1 + \frac{r}{R}$
    ② [숫자 대입] $10 = 1 + \frac{r}{R}$
    ③ [최종 결과] $r = 9R$
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72. 온도보상용으로 사용되는 것은?

  1. SCR
  2. 다이액
  3. 다이오드
  4. 서미스터
(정답률: 82%)
  • 서미스터는 온도 변화에 따라 저항값이 민감하게 변하는 특성을 가진 반도체 소자로, 온도 측정 및 온도 보상 회로에 주로 사용됩니다.
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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: 51%)
  • 1차 지연 시스템에서 절점주파수는 전달함수의 분모에서 시간상수 항과 상수 항의 크기가 같아지는 지점의 주파수를 의미합니다.
    ① [기본 공식] $1 = 5\omega$
    ② [숫자 대입] $\omega = \frac{1}{5}$
    ③ [최종 결과] $\omega = 0.2$
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74. 목표값이 시간적으로 변하지 않는 일정한 제어는?

  1. 정치제어
  2. 추종제어
  3. 비율제어
  4. 프로그램제어
(정답률: 69%)
  • 목표값이 시간에 따라 변하지 않고 일정하게 유지되는 제어 방식을 정치제어라고 합니다.

    오답 노트
    추종제어: 목표값이 임의로 변화하는 경우를 제어
    비율제어: 목표값이 다른 양과 일정 비율을 유지하도록 제어
    프로그램제어: 미리 정해진 프로그램에 따라 목표값이 변화하는 경우를 제어
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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: 68%)
  • 제벡 효과는 서로 다른 두 금속의 접합점에 온도 차이가 발생할 때 기전력(전압)이 발생하는 현상으로, 이를 이용한 대표적인 센서가 열전대식 온도계입니다. 따라서 온도 차를 전압 변화로 변환하여 측정하는 전압 변화용 센서가 정답입니다.

    오답 노트
    펠티에 효과: 제벡 효과의 역현상으로, 전압을 가해 온도 차를 만드는 현상
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76. 폐루프 제어계에서 제어요소가 제어대상에 주는 양은?

  1. 조작량
  2. 제어량
  3. 검출량
  4. 측정량
(정답률: 56%)
  • 폐루프 제어계에서 제어대상에 직접적으로 가해져 상태를 변화시키는 양을 조작량이라고 합니다.

    오답 노트
    제어량: 제어 대상에서 실제로 측정되는 출력값
    검출량/측정량: 현재 상태를 파악하기 위해 센서 등으로 읽어낸 값
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77. 그림과 같은 유접점 회로를 간단히 한 회로는?

(정답률: 70%)
  • 제시된 회로는 $\bar{A}$와 $\bar{B}$가 직렬로 연결된 경로와 $B$가 단독으로 연결된 경로가 병렬로 구성되어 있습니다. 이를 논리식으로 나타내면 $(\bar{A} \cdot \bar{B}) + B$이며, 불 대수의 흡수 법칙에 의해 $\bar{A} + B$로 간소화됩니다. 따라서 이 논리 구조를 나타낸 가 정답입니다.
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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: 43%)
  • 3상 유도전동기의 출력 공식에서 효율과 역률을 고려하여 유입되는 선전류를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{P}{\sqrt{3} \times V \times \cos\theta \times \eta}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{15000}{\sqrt{3} \times 220 \times 0.85 \times 0.8}$
    ③ [최종 결과] $I = 57.9$
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79. 단위계단 함수 u(t)의 그래프는?

(정답률: 75%)
  • 단위계단 함수 $u(t)$는 $t < 0$일 때 $0$, $t \ge 0$일 때 $1$의 값을 가지는 함수입니다. 따라서 $t=0$을 기점으로 값이 $0$에서 $1$로 급격히 변하여 일정하게 유지되는 그래프인 가 정답입니다.
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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: 58%)
  • 전기자 반작용은 전기자 전류에 의해 발생한 자기장이 주자속에 영향을 주는 현상으로, 주자속의 감소, 자속 분포의 왜곡(기울어짐), 정기적 중성축의 이동을 유발합니다. 전기자 기자력 자체가 증대되는 것은 반작용의 결과가 아닙니다.
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