공조냉동기계산업기사 필기 기출문제복원 (2018-04-28)

공조냉동기계산업기사 2018-04-28 필기 기출문제 해설

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공조냉동기계산업기사
(2018-04-28 기출문제)

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1과목: 공기조화

1. 난방부하의 변동에 따른 온도조절이 쉽고, 열용량이 커서 실내의 쾌감도가 좋으며, 공급온도를 변화시킬 수 있고, 방열기 밸브로 방열량을 조절할 수 있는 난방방식은?

  1. 온수난방방식
  2. 증기난방방식
  3. 온풍난방방식
  4. 냉매난방방식
(정답률: 85%)
  • 온수난방방식은 열용량이 커서 실내 온도 변동이 적고, 방열기 온도가 낮아 상하 온도차가 적으므로 쾌감도가 우수하며, 중앙 제어 및 밸브를 통한 방열량 조절이 용이한 것이 특징입니다.
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2. 다음 중 개방식 팽창탱크에 반드시 필요한 요소가 아닌 것은?

  1. 압력계
  2. 수면계
  3. 안전관
  4. 팽창관
(정답률: 65%)
  • 개방식 팽창탱크는 대기 중에 개방되어 있어 압력이 대기압과 같으므로 압력계가 필요하지 않습니다. 압력계는 밀폐식 팽창탱크에서 내부 압력을 확인하기 위해 사용됩니다.
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3. 단효율 흡수식 냉동기의 능력이 감소하는 원인이 아닌 것은?

  1. 냉수 출구온도가 낮아질수록 심하게 감소한다.
  2. 압축비가 작을수록 감소한다.
  3. 사용 증기압이 낮아질수록 감소한다.
  4. 냉각수 입구온도가 높아질수록 감소한다.
(정답률: 60%)
  • 흡수식 냉동기는 증기 압축식과 달리 기계적 압축기가 없으며, 흡수제와 재생기를 통해 냉매를 순환시키므로 압축비라는 개념이 적용되지 않습니다.
    따라서 압축비가 작을수록 감소한다는 설명은 성립할 수 없습니다.
  • 흡수식 냉동기(Absorption chiller)는 압축기 대신 열에너지를 이용해 냉매를 순환시키는 시스템입니다. 이 시스템에서는 압축비라는 개념이 일반적인 압축식 냉동기만큼 중요한 요인이 아닙니다. 압축비는 기계식 압축기에서 냉매 압축과 직접적인 관련이 있으므로, 흡수식 냉동기의 성능 감소와는 큰 연관이 없습니다.

    반면에:

    냉수 출구 온도가 낮아질수록 냉동기의 부하가 커지므로 능력이 감소할 수 있습니다.

    증기압이 낮아지면 구동 열원이 약해져 시스템 전체의 효율이 떨어집니다.

    냉각수 입구 온도가 높으면 응축 효율이 떨어지면서 냉동 능력이 감소합니다.


    즉, ② 압축비가 작을수록 감소한다는 흡수식 냉동기에는 해당되지 않는 내용이므로 "원인이 아닌 것"에 해당됩니다
  • 흡수식 냉동기(Absorption chiller)는 압축기 대신 열에너지를 이용해 냉매를 순환시키는 시스템입니다. 이 시스템에서는 압축비라는 개념이 일반적인 압축식 냉동기만큼 중요한 요인이 아닙니다. 압축비는 기계식 압축기에서 냉매 압축과 직접적인 관련이 있으므로, 흡수식 냉동기의 성능 감소와는 큰 연관이 없습니다.
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4. 다음 중 습공기선도 상에 표시되지 않는 것은?

  1. 비체적
  2. 비열
  3. 노점온도
  4. 엔탈피
(정답률: 78%)
  • 습공기선도에는 건구온도, 습구온도, 노점온도, 상대습도, 절대습도, 엔탈피, 비체적이 표시되며, 비열은 표시되지 않습니다.
  • 습공기 선도와 몰리에르(p-h선도) 같은 개념이며
    습공기선도상 표시되지 않는것은 비열이다.

    ■몰리에르선도는
    독일 몰리에르가 개발한 열역학적 상태도 이다.
    유럽과 독일에서 주로 사용하며 세로축은 엔탈피h
    가로축은 건구온도, 습도 표시한다

    ■습공기 선도
    세로축은 절대습도
    가로축은 건구온도 표시한다
    상대습도곡선,노점온도선,엔탈피선,비체적선등이 포함된다

    습공기 선도의 구성
    1.건구온도(DB : ℃) 2.습구온도(WB: ℃)
    3.노점온도(DP: ℃) 4.절대습도(x: kg/kg)
    5.상대습도(φ:%) 6.수중기분압(Pv: mmHg)
    7.비체적(v: m^3/kg ) 8.엔탈피(h: kcal.kg)
    9.열수분비(u: kcal.kg) 10.현열비(SHF)
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5. 공기의 가습방법으로 틀린 것은?

  1. 에어워셔에 의한 방법
  2. 얼음을 분무하는 방법
  3. 증기를 분무하는 방법
  4. 가습팬에 의한 방법
(정답률: 82%)
  • 공기의 가습은 일반적으로 물이나 증기를 분무하여 습도를 높이는 방식을 사용합니다. 얼음을 분무하는 방법은 온도를 낮추는 냉각 효과는 있으나 일반적인 가습 방법으로는 적절하지 않습니다.
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6. 냉동기를 구동시키기 위하여 여름에도 보일러를 가동하는 열원방식은?

  1. 터보냉동기 방식
  2. 흡수식냉동기 방식
  3. 빙축열 방식
  4. 열병합 발전 방식
(정답률: 74%)
  • 흡수식냉동기 방식은 전기 에너지가 아닌 열에너지를 주동력원으로 사용하며, 이를 위해 버너나 보일러를 통해 가열이 필요하므로 여름철에도 보일러를 가동합니다.
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7. 일정한 건구온도에서 습공기의 성질 변화에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 비체적은 절대습도가 높아질수록 증가한다.
  2. 절대습도가 높아질수록 노점온도는 높아진다.
  3. 상대습도가 높아지면 절대습도는 높아진다.
  4. 상대습도가 높아지면 엔탈피는 감소한다.
(정답률: 65%)
  • 상대습도가 높아지면 엔탈피는 감소한다. → 틀린 설명입니다.
    상대습도가 높아지면 공기 중 수증기량이 증가하고, 수증기는 공기보다 엔탈피가 높기 때문에 전체 습공기의 엔탈피는 증가하게 됩니다.
    따라서 상대습도가 높아지면 엔탈피도 증가합니다.
  • 일정한 건구온도에서 상대습도가 높아진다는 것은 공기 중의 수증기량이 증가한다는 것을 의미하며, 이에 따라 공기가 보유한 총 에너지인 엔탈피는 증가하게 됩니다.

    오답 노트
    비체적, 노점온도, 절대습도: 수증기량이 많아질수록(절대습도 증가) 함께 증가하는 성질입니다.
  • 상대습도가 높아지면 엔탈피도 증가합니다.

    ■상대습도
    공기중에 포함된 수증기량이 그 온도에서 포화상태일때 포함
    할수있는 최대 수증기량에 대해 몇%나 포함되었는지 나타낸값
    상대습도(%)=(현재수증기량/포화수증기량)*100
    ■엔탈피(enthalpy)
    유체가 가진 열에너지와 일에너지를 합한 열역학적 총에너지
    h=U+APV U: 내부에너지 A:일의 열당량 PV:일량

    ■엔트로피(entropy)
    어떤 단위 중량당의 물체가 가지고 있는열량에 그 유체의 그때
    절대온도로 나눈값이다.
    엔트로피(Δs)= ΔQ/T

    ΔQ: 열량(kcal/kg)
    Δs:엔트로피(kcal/kg.K)
    T: 절대온도(K)

    ■ 절대습도
    공기 1kg(1m^3)중에 포함된 수증기의 실제질량을 나타낸값
    절대습도=수증기질량/공기부피(g/m^3)

    절대습도 특징
    절대습도는 온도와 무관하게 일정합니다(수증기량이 변하지 않는다면)
    온도변화가 있어도 수증기량이 같으면 절대습도는 같지만
    상대습도는 변합니다.
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8. 복사난방에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 고온식 복사난방은 강판제 패널 표면의 온도를 100℃ 이상으로 유지하는 방법이다.
  2. 파이프 코일의 매설 깊이는 균등한 온도분포를 위해 코일 외경과 동일하게 한다.
  3. 온수의 공급 및 환수 온도차는 가열면의 균일한 온도분포를 위해 10℃ 이상으로 한다.
  4. 방이 개방상태에서도 난방효과가 있으나 동일 방열량에 대해 손실량이 비교적 크다.
(정답률: 79%)
  • 고온식 복사난방은 강판제 패널 표면 온도를 $100^{\circ}C$이상으로 유지하여 복사열을 이용하는 방식입니다.

    오답 노트
    파이프 코일 매설 깊이: 코일 외경의 $1.5 \sim 2$배로 해야 함
    온수 공급 및 환수 온도차: 균일한 온도분포를 위해 $5 \sim 8^{\circ}C$ 정도로 낮게 유지해야 함
    손실량: 동일 방열량 대비 손실량이 비교적 적은 것이 특징임
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9. A상태에서 B상태로 가는 냉방과정에서 현열비는?

(정답률: 63%)
  • 냉방 과정에서 현열비(SHF)는 전체 엔탈피 변화량에 대한 현열 변화량의 비율로 정의됩니다.
    제시된 그래프에서 상태 A에서 B로 가는 과정의 현열 변화는 $h_{c} - h_{2}$이며, 전체 엔탈피 변화는 $h_{1} - h_{2}$입니다.
    ① [기본 공식] $SHF = \frac{\text{현열 변화량}}{\text{전체 엔탈피 변화량}}$
    ② [숫자 대입] $SHF = \frac{h_{c} - h_{2}}{h_{1} - h_{2}}$
    ③ [최종 결과]
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10. 다음 중 방열기의 종류로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 주철제 방열기
  2. 강판제 방열기
  3. 컨벡터
  4. 응축기
(정답률: 70%)
  • 방열기는 실내로 열을 방출하는 장치이며, 응축기는 냉매가 기체에서 액체로 상태 변화를 일으키는 장치이므로 방열기의 종류와는 무관합니다.
  • 응축기는 냉동장치의 4대구성 요소의 하나로
    방열기의 종류에 해당되지 않습니다.

    방열기(Radiator)
    열을 방출하여 주변 공간을 데우는 장치로 주로 난방시스템의
    일부로사용되며 뜨거운물이나 증기,전기를 이용해 방을 따뜻하게
    합니다.
    주로 복사+대류 방식으로 방 열을 주변공기와 실내로 퍼뜨립니다
  • 컨벡터는 아래에 있는 차가운공기를 흡입하여
    알루미늄 열선으로 데운 다음 따뜻한 공기를 위로 보내줍니다.
    라디에이터처럼 대류식 난방방식이라
    시간이오래 걸리고 소비전력이 높은편입니다.
    소음은 적고덜 건조해집니다.
    컨벡터는 알루미늄 열선이 기계 안쪽에 있어 뜨겁지 않아 화상위험이 낮습니다.
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11. 지하 주차장 환기설비에서 천정부에 설치되어 있는 고속노즐로부터 취출되는 공기의 유인효과를 이용하여 오염공기를 국부적으로 희석시키는 방식은?

  1. 제트팬 방식
  2. 고속덕트 방식
  3. 무덕트환기 방식
  4. 고속노즐 방식
(정답률: 74%)
  • 고속노즐 방식은 천정부에 설치된 고속노즐에서 나오는 공기의 유인효과를 이용해 오염 공기를 국부적으로 희석시키는 방식입니다.

    오답 노트
    제트팬 방식: 중형 축류팬으로부터 취출된 공기의 유인효과를 이용
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12. 다음은 난방부하에 대한 설명이다. ( )에 적당한 용어로서 옳은 것은?

  1. ㉮ 수분량, ㉯ 공기량
  2. ㉮ 열량, ㉯ 공기량
  3. ㉮ 공기량, ㉯ 열량
  4. ㉮ 열량, ㉯ 수분량
(정답률: 87%)
  • 난방부하란 겨울철 실내의 일정 온도와 습도를 유지하기 위해 필요한 양을 말합니다. 따라서 온도 유지를 위해 손실된 (㉮)에는 열량이, 습도 유지를 위해 부족한 (㉯)에는 수분량이 들어가는 것이 옳습니다.
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13. 인접실, 복도, 상층, 하층이 공조되지 않는 일반 사무실의 남측 내벽(A)의 손실 열량(kcal/h)은? (단, 설계조건은 실내온도 20℃, 실외온도 0℃, 내벽 열통과율(k)은 1.6kcal/m2ㆍhㆍ℃로 한다.)

  1. 320
  2. 872
  3. 1193
  4. 2937
(정답률: 54%)
  • 벽면의 손실 열량은 열통과율, 면적, 그리고 실내외 온도 차의 곱으로 계산합니다. 이때 공조되지 않는 복도의 온도는 실내외 온도의 평균값으로 산정합니다.
    ① [기본 공식] $Q = k \times A \times \Delta T$
    ② [숫자 대입] $Q = 1.6 \times \{(8 \times 3) - (2 \times 2)\} \times \{20 - \frac{20+0}{2}\}$
    ③ [최종 결과] $Q = 320$
  • Q=K F ΔT
    1.남쪽 벽면적 (8 ×3)-(2×2)=20m^2
    2.공조되지 않는 복도의 온도
    t=20+0/2= 10℃
    3. 계산풀이
    Q=1.6×20×(20-10)=320 Kcal/h
    다른 방식풀이
    Q=1.6×[(8×3)-(2×2)]×{20- 20+0/2}=320 Kcal/h
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14. 고성능의 필터를 측정하는 방법으로 일정한 크기(0.3μm)의 시험입자를 사용하여 먼지의 수를 계측하는 시험법은?

  1. 중량법
  2. TETD/TA법
  3. 비색법
  4. 계수(DOP)법
(정답률: 86%)
  • 필터의 성능 측정 시 시험 입자의 크기에 따라 측정법이 달라집니다. $0.3\mu m$이하의 아주 작은 시험 입자를 사용하여 먼지의 수를 계측하는 방법은 계수(DOP)법입니다.

    오답 노트
    비색법: $1\mu m$이하 시험 입자 사용
    중량법: $1\mu m$이상 시험 입자 사용
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15. 다음 중 천장이나 벽면에 설치하고 기류방향을 자유롭게 조정할 수 있는 취출구는?

  1. 펑커루버형 취출구
  2. 베인형 취출구
  3. 팬형 취출구
  4. 아네모스탯형 취출구
(정답률: 75%)
  • 펑커루버형 취출구는 천장 및 벽면에 설치하며, 취출구의 목 부분이 자유롭게 움직여 기류 방향을 조정할 수 있는 것이 특징입니다. 주로 공장이나 주방 등의 국소 냉방에 사용됩니다.
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16. 개방식 냉각탑의 설계 시 유의사항으로 옳은 것은?

  1. 압축식 내동기 1 RT 당 냉각열량은 3.26 kW로 한다.
  2. 쿨링 어프로치는 일반적으로 10℃로 한다.
  3. 압축식 냉동기 1 RT 당 수량은 외기습구온도가 27℃일 때 8L/min 정도로 한다.
  4. 흡수식냉동기를 사용할 때 열량은 일반적으로 압축식 냉동기의 약 1.7배 ~ 2.0배 정도로 한다.
(정답률: 74%)
  • 흡수식 냉동기는 압축식 냉동기에 비해 냉각탑으로 방출해야 할 열량(냉동열량 + 재생열량)이 더 많으므로, 일반적으로 압축식의 약 1.7배 ~ 2.0배 정도로 설계합니다.

    오답 노트
    압축식 내동기 1 RT 당 냉각열량: $4.53 \text{ kW}$ (또는 $3900 \text{ kcal/h}$) 기준입니다.
    쿨링 어프로치: 일반적으로 $5^{\circ} \text{C}$로 합니다.
    압축식 냉동기 1 RT 당 수량: 외기습구온도 $27^{\circ} \text{C}$일 때 약 $13 \text{ L/min}$으로 합니다.
  • 1RT(냉동톤, Refrigeration Ton)는 12,000 BTU/hr = 약 3.516 kW이지만,

    실무에서 일반적으로 1RT ≒ 3.26 kW로 환산하여 설계에 사용됩니다.

    2. 쿨링 어프로치는 일반적으로 10℃로 한다.

    오답입니다.

    쿨링 어프로치(Cooling Approach)는 냉각수 출구온도와 습구온도의 차이를 말하는데, 보통 3~5℃ 정도로 설계합니다.

    10℃는 지나치게 크며, 효율이 떨어짐. 따라서 일반적인 기준이 아님.



    3. 압축식 냉동기 1RT 당 수량은 외기습구온도가 27℃일 때 8L/min 정도로 한다.

    오답입니다.

    보통 1RT 당 냉각수 유량은 약 13~15 L/min이 일반적입니다.

    8L/min은 부족한 수치입니다.

    "1 RT = 3.26 kW"도 일반적으로 널리 쓰이는 환산 기준이긴 하지만, 이 문제는 냉각탑 설계 시 유의사항에 대해 묻고 있습니다.

    냉각탑은 냉각수량과 열부하를 다루므로, 4번 선택지가 더 직접적으로 관련됩니다.
  • 1.압축기냉동기 1RT당 냉각열량은 3,900Kcal/h(4.55kw)로 한다
    2.쿨링어프로치는 일반적으로 5℃로 한다.
    3.압축식 냉동기 1RT당 수량은 외기 습구온도가 27℃일때13L/min
    정도 한다.

    정답은 4번 흡수식 냉동기사용시 열량은 압축식 냉동기의
    약1.7~2.0배 정도로 한다가 맞는 답이네요...
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17. 어떤 실내의 취득열량을 구했더니 감열이 40kW, 잠열이 10 kW였다. 실내를 건구온도 25℃, 상대습도 50%로 유지하기 위해 취출온도차 10℃로 송풍하고자 한다. 이 때 현열비(SHF)는?

  1. 0.6
  2. 0.7
  3. 0.8
  4. 0.9
(정답률: 68%)
  • 현열비(SHF)는 전체 열량(전열) 중에서 현열(감열)이 차지하는 비율을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $SHF = \frac{Q_s}{Q_s + Q_l}$
    ② [숫자 대입] $SHF = \frac{40}{40 + 10}$
    ③ [최종 결과] $SHF = 0.8$
  • 주어진 온도, 습도, 송풍온도차 등은 공기선도 해석, 코일 선택, 송풍량 계산 등에서는 필요하지만,

    SHF 계산에는 감열과 잠열만 있으면 충분하므로 무시해도 됩니다.
  • SHF(현열비): 습공기 전열량에 대한 현열량의 비
    SHF=현열/전열 =qs/qt =qs/qs+ql
    전열: 현열 (40)+ 잠열(10) 현열: 40
    SHF=40/40+10
    = 0.8
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18. 수관보일러의 종류가 아닌 것은?

  1. 노통연관식 보일러
  2. 관류보일러
  3. 자연순환식 보일러
  4. 강제순환식 보일러
(정답률: 75%)
  • 수관보일러는 물이 관 속을 흐르고 밖에서 가열하는 방식으로 자연순환식, 관류식, 강제순환식이 있습니다.

    오답 노트
    노통연관식 보일러: 원통보일러의 일종입니다.
  • 노통연관식 보일러는 연소 가스가 지나는 관(노통)과 물이 채워진 관(연관)을 모두 가지고 있는 보일러입니다. 따라서 순수한 의미의 수관 보일러라고 보기는 어렵습니다.
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19. 온수난방 배관 시 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 배관의 최저점에는 필요에 따라 배관 중의 물을 완전히 배수할 수 있도록 배수 밸브를 설치한다.
  2. 배관 내 발생하는 기포를 배출시킬 수 있는 장치를 한다.
  3. 팽창관 도중에는 밸브를 설치하지 않는다.
  4. 증기배관과는 달리 신축 이음을 설치하지 않는다.
(정답률: 82%)
  • 신축 이음은 온도 변화에 따른 배관의 팽창과 수축을 흡수하여 파손을 방지하는 장치로, 증기배관뿐만 아니라 온수배관에서도 반드시 설치해야 합니다.
  • 신축이음은 증기배관,온수배관 관계없이 모두 설치해야한다
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20. 실내취득열량 중 현열이 35kW일 때, 실내온도를 26℃로 유지하기 위해 12.5℃의 공기를 송풍하고자 한다. 송풍량(m3/min)은? (단, 공기의 비열은 1.0kJ/kgㆍ℃, 공기의 밀도는 1.2kg/m3로 한다.)

  1. 129.6
  2. 154.3
  3. 308.6
  4. 617.2
(정답률: 46%)
  • 송풍량(q)구하는 문제
    Q=G×C×ΔT----->Q=q×1.2× C×ΔT----->q=Q/1.2× C×ΔT
    1(KW)=1(kJ/s),1(KWh)=3600(KJ)
    35/1.2×1×(26-12.5)=2.1605m^3/s
    2.1605×60=129.63^3/min
  • 현열 부하를 처리하기 위한 송풍량은 공기의 밀도, 비열, 온도차를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \rho \times C \times V \times \Delta T$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{35 \times 60}{1.2 \times 1.0 \times (26 - 12.5)}$
    ③ [최종 결과] $V = 129.6$ m$^3$/min
  • 35×3600=m×13.5
    m÷60=??
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2과목: 냉동공학

21. 다음 중 공비혼합냉매는 무엇인가?

  1. R401A
  2. R501
  3. R717
  4. R600
(정답률: 76%)
  • 냉매 번호가 500번대로 시작하는 냉매는 성분 냉매들이 일정한 온도와 압력에서 증발·응축하는 공비혼합냉매입니다. 따라서 R501이 정답입니다.
  • 1.R401: 비공비 혼합냉매
    2.R501:공비 혼합냉매
    3.R717: 암모니아(NH3)냉매
    4.R600: 부탄(C4H10)냉매
    통상적으로 공비 혼합냉매는 R500번대로 표기한다
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22. 냉동장치의 냉동능력이 3RT이고, 이 때 압축기의 소요동력이 3.7kW이였다면 응축기에서 제거하여야 할 열량(kcal/h)은?

  1. 9860
  2. 13142
  3. 18250
  4. 25500
(정답률: 61%)
  • 응축기에서 제거하는 총 열량은 냉동능력과 압축기 소요동력의 합과 같습니다.
    ① [기본 공식] $Q_c = Q_e + P$
    ② [숫자 대입] $Q_c = (3 \times 3320) + (3.7 \times 860)$
    ③ [최종 결과] $Q_c = 13142$ kcal/h
  • 응축 열량 = 냉동능력 + 압축기 소요동력
    냉동능력 = 3 x 3320 = 9960
    압축기 소요동력 = 3.7 x 860 =3182
    9960 + 3182 = 13142
  • 응축 열량(Qc) = 냉동능력(Qe) + 압축기 소요동력(Aw)
    기본암기 단위를 알고있어야 문제풀이 가능합니다.

    냉동능력(Qe) = 3 x 3320 = 9960 kcal/h
    (기본암기) 1RT=3320kcal/h
    압축기 소요동력(Aw) = 3.7 x 860 =3182 kcal/h
    (기본암기)1KW=860 kcal/h
    응축열량(Qc)
    9960 + 3182 = 13142 kcal/h
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23. 다음 중 압축기의 보호를 위한 안전장치로 바르게 나열된 것은?

  1. 가용전, 고압스위치, 유압보호스위치
  2. 고압스위치, 안전밸브, 가용전
  3. 안전밸브, 안전두, 유압보호스위치
  4. 안전밸브, 가용전, 유압보호스위치
(정답률: 74%)
  • 압축기를 보호하기 위한 핵심 안전장치는 안전밸브, 안전두, 유압보호스위치입니다.

    오답 노트
    가용전: 냉동기(수액기 등)에 부착되는 안전장치입니다.
  • 가용전 : 압축기의 토출가스 온도의 영향을 받지 않는 응축기나 수액기에 ,냉매의 액과 증기가 공존하고 있는 부분에 설치한다.
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24. 다음 그림에서 냉동효과(kcal/kg)는 얼마인가?

  1. 340.6
  2. 258.1
  3. 82.5
  4. 3.13
(정답률: 63%)
  • 냉동효과는 증발기 입구와 출구의 엔탈피 차이로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $q_e = h_1 - h_4$
    ② [숫자 대입] $q_e = 391.9 - 133.8$
    ③ [최종 결과] $q_e = 258.1$ kcal/kg
  • 391.9 - 133.8 = 258.1
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25. 암모니아 냉동장치에서 압축기의 토출압력이 높아지는 이유로 틀린 것은?

  1. 장치 내 냉매 충전량이 부족하다.
  2. 공기가 장치에 혼입되었다.
  3. 순환 냉각수 양이 부족하다.
  4. 토출 배관 중의 패쇄밸브가 지나치게 조여져 있다.
(정답률: 57%)
  • 장치 내 냉매 충전량이 부족하면 시스템 전체의 압력이 낮아지므로 토출압력이 높아지는 원인이 될 수 없습니다.

    오답 노트
    공기 혼입: 불응축 가스로 인해 응축 압력이 상승하여 토출압력이 높아짐
    냉각수 부족: 응축 성능 저하로 인해 토출압력이 상승함
    폐쇄밸브 조임: 토출 경로가 막혀 압력이 급격히 상승함
  • 냉매 충전량이 부족하면 생기는 주요 현상은 다음과 같습니다:

    1. 증발기 내부 냉매 부족
    → 냉각 면적이 줄어들고 증발 압력 낮아짐


    2. 압축기 흡입 압력 감소
    → 냉매가 충분히 기화되지 못해 흡입 압력 낮아짐
    → 압축 비(토출압 ÷ 흡입압) 증가하지만, 토출압 자체는 일반적으로 낮아집니다


    3. 과열(Superheat) 증가
    → 냉매가 과도하게 과열된 상태로 압축기 진입 → 컴프레서 과열 가능


    4. 토출가스 온도 상승
    → 압축기 내에서 냉매량이 적은 데 비해 온도가 높아져 토출가스 온도는 상승할 수 있으나,
    → 압력은 낮거나 정상보다 낮은 경우가 대부분입니다.
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26. 냉동장치의 액분리기에 대한 설명으로 바르게 짝지어진 것은?

  1. ⓐ, ⓑ
  2. ⓒ, ⓓ
  3. ⓐ, ⓒ
  4. ⓑ, ⓒ
(정답률: 75%)
  • 액분리기는 증발기와 압축기 흡입측 배관 사이에 설치하여, 기동 시 증발기 내의 액냉매가 압축기로 유입되어 액압축이 발생하는 것을 방지하는 장치입니다.

    오답 노트
    냉동부하 변동: 부하 변동이 심한 장치일수록 액분리기가 유용함
    냉매액 유입 방지: 증발기로 유입되는 것이 아니라 압축기로 유입되는 것을 방지함
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27. 냉동장치의 운전에 관한 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 운전 휴지 기간에는 냉매를 회수하고, 저압측의 압력은 대기압보다 낮은 상태로 유지한다.
  2. 운전 정지 중에는 오일 리턴 밸브를 차단시킨다.
  3. 장시간 정지 후 시동 시에는 누설여부를 점검 후 기동시킨다.
  4. 압축기를 기동시키기 전에 냉각수 펌프를 기동시킨다.
(정답률: 73%)
  • 냉동장치를 장시간 정지할 때는 펌프다운을 통해 냉매를 회수하며, 외부 공기나 이물질이 침입하는 것을 막기 위해 내부 압력을 대기압보다 약간 높게 유지해야 합니다.
  • 냉매 회수는 맞는 절차입니다. 그러나:

    **저압측을 대기압보다 낮게 유지(진공 상태)**하면 외부 공기나 습기가 시스템 내부로 침투할 수 있음.

    특히 수분 유입 시 동결, 부식 등의 문제가 발생하므로 정상적인 절차가 아님.
  • 냉동장치 운전 휴지 기간에는
    펌프다운시켜 냉매를 응축기와 수액기에서 회수하고,
    저압측의 압력은 대기압보다 약간 높은 상태로
    유지해야 합니다.
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28. 브라인 냉각장치에서 브라인의 부식방지 처리법이 아닌 것은?

  1. 공기와 접촉시키는 순환방식 채택
  2. 브라인의 PH를 7.5 ~ 8.2 정도로 유지
  3. CaCl2 방청제 첨가
  4. NaCl 방청제 첨가
(정답률: 74%)
  • 브라인의 부식을 방지하기 위해서는 산소의 용해를 막아야 하므로, 공기와 접촉하지 않는 밀폐 순환방식을 채택해야 합니다.
  • 브라인 부식 방지법
    1.브라인의 PH를 7.5 ~ 8.2의 약알카리성으로 유지
    2.공기와 접촉하지않는 액순환방식(밀폐형) 채택
    3.방식아연을 사용한다
    4.염화칼슘브라인 CaCl2브라인 1리터에 중크롬산나트륨1.6g융해
    중크롬산 나트륨100g마다 가성소다 27g첨가한다
    5. 염화나트륨 NaCl 브라인 1리터에 중크롬산나트륨 3.2g융해
    중크롬산 나트륨100g마다 가성소다 27g첨가한다
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29. 표준냉동사이클에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 응축기에서 버리는 열량은 증발기에서 취하는 열량과 같다.
  2. 증기를 압축기에서 단열압축하면 압력과 온도가 높아진다.
  3. 팽창밸브에서 팽창하는 냉매는 압력이 감소함과 동시에 열을 방출한다.
  4. 증발기 내에서의 냉매증발온도는 그 압력에 대한 포화온도보다 낮다.
(정답률: 68%)
  • 압축기에서 냉매 증기를 단열압축하면 외부로의 열 손실 없이 압력과 온도가 동시에 상승하는 것이 표준냉동사이클의 기본 원리입니다.

    오답 노트
    응축기에서 버리는 열량: 증발기 흡수 열량에 압축 일을 더한 값임
    팽창밸브: 등엔탈피 과정으로 열 출입 없이 압력과 온도만 감소함
    증발온도: 해당 압력의 포화온도와 같거나 그보다 높아야 증발이 일어남
  • 1.응축기에서 버리는 열량은 증발기에서 취하는 열량과 압축기에서
    압축시 소요되는 열량의 합과 같다
    3.팽창밸브에서 팽창되는 냉매는 단열팽창과정으로 압력과 온도는감소하지만 열량의 출입은 없는 상태이다.
    4. 증발기내에서 냉매증발온도는 그 압력에 대한 포화온도와 같다
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30. 밀폐계에서 10kg의 공기가 팽창 중 400kJ의 열을 받아서 150kJ의 내부에너지가 증가하였다. 이 과정에서 계가 한 일(kJ)은?

  1. 550
  2. 250
  3. 40
  4. 15
(정답률: 74%)
  • 열역학 제1법칙에 따라 계에 공급된 열량은 내부 에너지의 증가량과 계가 외부에 한 일의 합과 같습니다.
    ① [기본 공식] $W = Q - \Delta U$
    ② [숫자 대입] $W = 400 - 150$
    ③ [최종 결과] $W = 250$
  • 열량 구하는 공식
    dQ=dU+W---->W= dQ-dU
    400-150=250KJ
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31. 증기압축식 냉동장치에서 응축기의 역할로 옳은 것은?

  1. 대기 중으로 열을 방출하여 고압의 기체를 액화시킨다.
  2. 저온, 저압의 냉매기체를 고온, 고압의 기체로 만든다.
  3. 대기로부터 열을 흡수하여 열 에너지를 저장한다.
  4. 고온, 고압의 냉매기체를 저온, 저압의 기체로 만든다.
(정답률: 61%)
  • 응축기는 압축기에서 나온 고온·고압의 기체 냉매가 외부(대기 또는 냉각수)로 열을 방출하여 액체 상태로 변하게 하는 장치입니다.

    오답 노트
    저온, 저압의 냉매기체를 고온, 고압의 기체로 만든다: 압축기의 역할
    대기로부터 열을 흡수하여 열 에너지를 저장한다: 증발기의 역할(흡수)
    고온, 고압의 냉매기체를 저온, 저압의 기체로 만든다: 팽창밸브의 역할
  • 응축기의 역할
    압축기에서 압축된 고온고압의 냉매가스를 외부공기나
    냉각수를 이용해 응축액화 시키는 장치
    압축기------> 고온고압냉매기체-------응축기---->외부공기(냉각수)
    냉매를 응축액화(기체->액체로 변환)
    여름 EHP 실외기(응축기) 옆을 지나면 뜨거운바람이 나오는것
    열을 방출하는 것....

    응축기 종류로는 수냉식 ,공냉식 ,증발식(냉매)

    수냉식 응축기
    입형쉘 앤 튜브식 응축기
    횡형 쉘앤 튜브식 응축기
    쉘앤 코일식 응축기
    2중관식 응축기 ,7통로식 응축기
    대기식 응축기
    증발식응축기
    공냉식 응축기
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32. 액분리기(Accumulator)에서 분리된 냉매의 처리방법이 아닌 것은?

  1. 가열시켜 액을 증발시킨 후 응축기로 순환시킨다.
  2. 증발기로 재순환시킨다.
  3. 가열시켜 액을 증발시킨 후 압축기로 순환시킨다.
  4. 고압측 수액기로 회수한다.
(정답률: 61%)
  • 액분리기는 압축기로 액냉매가 유입되는 것을 방지하는 장치로, 분리된 액은 증발기로 재순환시키거나 가열 후 압축기로 보내거나 고압측 수액기로 회수해야 합니다.
    가열시켜 액을 증발시킨 후 응축기로 순환시키는 방법은 냉동 사이클의 흐름상 맞지 않는 처리 방법입니다.
  • 분리된 액냉매 처리방법
    1. 증발기로 재순환
    2.가열시켜 액을 증발시킨 후 압축기로 순환시킨다.
    3.고압측 수액기로 복귀시키는 방법


    가열시켜 액을 증발시킨 후 응축기로 순환시킨다.
    틀린 답이다.
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33. 4마력(PS)기관이 1분간에 하는 일의 열당량(kcal)은?

  1. 0.042
  2. 0.42
  3. 4.2
  4. 42.1
(정답률: 69%)
  • 1마력(PS)의 열당량은 $632\text{ kcal/min}$입니다. 주어진 마력수를 곱하여 1분간의 열량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = PS \times 632$
    ② [숫자 대입] $Q = 4 \times 632 \div 60$ (단, 문제의 의도는 1분간의 총 일량을 묻는 것이나 기존 해설의 계산식 $4 \times 632 \div 60$은 초당 열량 계산 방식이며, 실제 정답 42.1은 $4 \times 632 \div 60$의 결과값입니다. 이는 문제의 '1분간' 표현과 별개로 기존 해설의 산출 근거를 따릅니다.)
    ③ [최종 결과] $Q = 42.1$
  • 4 x 632 / 60
  • 단위 암기
    1PS=632kcal/h 1HP=641kcal/h

    4 x 632 /60= 42.13
    4 x 632x 1/60=42.13
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34. 2단 압축식 냉동장치에서 증발압력부터 중간압력까지 압력을 높이는 압축기를 무엇이라고 하는가?

  1. 부스터
  2. 에코노마이저
  3. 터보
  4. 루트
(정답률: 82%)
  • 2단 압축식 냉동장치에서 저압의 증발압력부터 중간압력까지 1차적으로 압력을 높여주는 압축기를 부스터라고 합니다.
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35. 엔트로피에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 엔트로피는 자연현상의 비가역성 나타내는 척도가 된다.
  2. 엔트로피를 구할 때 적분경로는 반드시 가역변화여야 한다.
  3. 열기관이 가역사이클이면 엔트로피는 일정하다.
  4. 열기관이 비가역사이클이면 엔트로피는 감소한다.
(정답률: 71%)
  • 엔트로피는 자연현상의 비가역성을 나타내는 척도로, 가역 사이클에서는 일정하지만 비가역 사이클에서는 항상 증가하는 성질을 가집니다.

    오답 노트
    열기관이 비가역사이클이면 엔트로피는 감소한다: 비가역 과정에서 엔트로피는 항상 증가합니다.
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36. R-22 냉매의 압력과 온도를 측정하였더니 압력이 15.8kg/cm2 abs, 온도가 30℃였다. 이 냉매의 상태는 어떤 상태인가? (단, R-22 냉매의 온도가 30℃일 때 포화압력은 12.25kg/cm2 abs 이다.)

  1. 포화상태
  2. 과열 상태인 증기
  3. 과냉 상태인 액체
  4. 응고상태인 고체
(정답률: 55%)
  • 냉매의 현재 압력이 해당 온도에서의 포화압력보다 높으면 액체 상태에서 온도가 더 낮아진 과냉 상태가 됩니다.
    현재 압력 $15.8\text{kg/cm}^2\text{ abs}$가 $30^{\circ}\text{C}$일 때의 포화압력인 $12.25\text{kg/cm}^2\text{ abs}$보다 높으므로 과냉 상태인 액체입니다.
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37. 프레온 냉매를 사용하는 수냉식 응축기의 순환수량이 20L/min이며, 냉각수 입ㆍ출구 온도차가 5.5℃였다면, 이 응축기의 방출열량(kcal/h)은?

  1. 110
  2. 6000
  3. 6600
  4. 700
(정답률: 68%)
  • 냉각수의 유량과 온도차를 이용하여 시간당 방출되는 열량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = W \times \Delta T \times 60$ (방출열량 = 순환수량 $\times$ 온도차 $\times$ 60분)
    ② [숫자 대입] $Q = 20 \times 5.5 \times 60$
    ③ [최종 결과] $Q = 6600$
  • 20×60×5,5
  • 응축기 발열량(Q=G×C×ΔT )
    20×60×1×5.5
    =6600
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38. 스크롤압축기의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 부품수가 적고 고속회전이 가능하다.
  2. 소요토크의 영향으로 토출가스의 압력변동이 심하다.
  3. 진동 소음이 적다.
  4. 스크롤의 설계에 의해 압축비가 결정되는 특징이 있다.
(정답률: 50%)
  • 스크롤압축기는 초승달 형상의 압축실 용적이 점차 줄어들며 중심부로 토출되는 구조로, 진동과 소음이 적고 부품 수가 적어 고속 회전이 가능하며 설계에 따라 압축비가 결정됩니다.

    오답 노트
    소요토크의 영향으로 토출가스의 압력변동이 심하다: 스크롤압축기는 압력 변동이 심하지 않은 것이 특징입니다.
  • 스크롤 압축기
    1.부품수가 적고 고속회전에 적합하다
    2.토크의 변동이 적기 때문에 토출가스의 압력변동이 작다
    3.진동및 소음이 적다
    4.스크롤 설계에 의해 용접비가 결정되고 이로인해 압축비가 결정된다
    5.비교적 액압축에 강하고 체적효율,기계효율이 높다
    6.정지시 고저압차로 역회전하므로 토출측이나 흡입측에 체크밸브
    를 설치해야 한다
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39. 암모니아 냉동장치에서 팽창밸브 직전의 냉매액의 온도가 25℃이고, 압축기 흡입가스가 –15℃인 건조포화 증기이다. 냉동능력 15RT가 요구될 때 필요 냉매순환량(kg/h)은? (단, 냉매순환량 1kg당 냉동효과는 269kcal 이다.)

  1. 168
  2. 172
  3. 185
  4. 212
(정답률: 48%)
  • 냉동능력을 냉동효과로 나누어 시간당 필요한 냉매 순환량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $G = \frac{Q}{q}$
    ② [숫자 대입] $G = \frac{15 \times 3320}{269}$
    ③ [최종 결과] $G = 185$
    단위는 kg/h 입니다.
  • 냉매 순환량 = 냉동능력 / 냉동효과
    15 x 3320 /269 =185.13
  • 냉동능력 (Qe)=냉매 순환량(G )x냉동효과 (q )
    냉매 순환량 (G)=냉동능력(Qe)/냉동효과(q )
    15 x 3320 /269 =185.13kg/h
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40. 냉동장치의 압력스위치에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 고압스위치는 이상고압이 될 때 냉동장치를 정지시키는 안전장치이다.
  2. 저압스위치는 냉동장치의 저압측 압력이 지나치게 저하하였을 때 전기회로를 차단하는 안전장치이다.
  3. 고저압스위치는 고압스위치와 저압스위치를 조합하여 고압측이 일정압력 이상이 되거나 저압측이 일정압력보다 낮으면 압축기를 정지시키는 스위치이다.
  4. 유압스위치는 윤활유 압력이 어떤 원인으로 일정압력 이상으로 된 경우 압축기의 훼손을 방지하기 위하여 설치하는 보조장치이다.
(정답률: 65%)
  • 유압스위치는 윤활유 압력이 일정 압력 이하로 저하되었을 때 압축기의 훼손을 방지하기 위해 작동하는 안전장치입니다.

    오답 노트
    일정압력 이상 $\rightarrow$ 일정압력 이하 / 보조장치 $\rightarrow$ 안전장치
  • 유압 보호스위치(OPS)
    압축기내부의 윤활유의 압력이 어떤 원인으로 일정압력 이상으로
    된 경우 압축기의 훼손을 방지하기위하여 설치하는
    안전장치이다... (보조장치가 아닌 안전장치 가 맞는답이다)
  • * 유압 스위치: 유압 스위치는 냉동 시스템의 윤활유 압력이 비정상적으로 낮아질 경우 압축기의 작동을 중지시켜 손상을 방지하는 역할을 합니다. ④번 설명에서는 윤활유 압력이 높아질 경우라고 설명하고 있으므로 틀린 설명입니다.
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3과목: 배관일반

41. 온수난방 배관 시공 시 유의사항에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 배관은 1/250 이상의 일정기울기로 하고 최고부에 공기빼기 밸브를 부착한다.
  2. 고장 수리용으로 배관의 최저부에 배수밸브를 부착한다.
  3. 횡주배관 중에 사용하는 레듀서는 되도록 편심레듀서를 사용한다.
  4. 횡주관의 관말에는 관말 트랩을 부착한다.
(정답률: 60%)
  • 관말 트랩은 온수난방이 아니라 증기난방에서 발생하는 응축수를 회수하기 위해 설치하는 장치입니다.
  • 관말 트랩은 일반적으로 급탕배관이나 위생설비에서 물 고임 방지를 위해 사용되지만,

    온수난방 배관의 횡주관 끝에는 굳이 트랩을 설치하지 않습니다.

    보통 **플러시밸브(말단 배수밸브)**를 설치하는 것이 일반적입니다.
  • 관말트랩은 증기난방에 사용되며, 온수난방에서는 트랩을
    사용하지 않는다.
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42. 관의 보냉 시공의 주된 목적은?

  1. 물의 동결방지
  2. 방열방지
  3. 결로방지
  4. 인화방지
(정답률: 79%)
  • 보냉 시공은 관 표면의 온도가 주변 공기의 노점온도보다 낮을 때 발생하는 수증기의 응축 현상, 즉 결로방지를 주된 목적으로 합니다.
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43. 다음은 횡형 셸 튜브 타입 응축기의 구조도이다. 열전달 효율을 고려하여 냉매 가스의 입구 측 배관은 어느 곳에 연결하여야 하는가?

  1. (1)
  2. (2)
  3. (3)
  4. (4)
(정답률: 75%)
  • 횡형 셸 튜브 타입 응축기의 구조에서 각 배관의 역할은 다음과 같습니다.
    냉매 가스 입구 배관: (1)
    냉각수 출구 배관: (2)
    냉각수 입구 배관: (3)
    냉매액 출구 배관: (4)
    따라서 열전달 효율을 위해 냉매 가스가 들어오는 입구 측 배관은 의 (1) 지점에 연결해야 합니다.
  • 1번 냉매가스 입구
    2번 냉각수 출구
    3번 냉각수 입구
    4번 냉매액 출구
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44. 플로트 트랩의 장점이 아닌 것은?

  1. 다량ㆍ소량의 응축수 모두 처리 가능하다.
  2. 넓은 범위의 압력에서 작동한다.
  3. 견고하고 증기해머에 강하다.
  4. 자동 에어벤트가 있어 공기배출 능력이 우수하다.
(정답률: 69%)
  • 플로트 트랩은 구조적으로 워터해머(증기해머) 작용에 약하며, 내부에 물이 차 있어 동파의 우려가 있다는 단점이 있습니다.
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45. 증기난방과 비교하여 온수난방의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 온수난방은 부하 변동에 대응한 온도 조절이 쉽다.
  2. 온수난방은 예열하는데 많은 시간이 걸리지만 잘 식지 않는다.
  3. 연료소비량이 적다.
  4. 온수난방의 설비비가 저가인 점이 있으나 취급이 어렵다.
(정답률: 75%)
  • 온수난방은 증기난방에 비해 설비비가 고가이며, 온도 조절이 용이하여 취급이 쉽다는 특징이 있습니다.
  • 온수난방의 장점: 온도 조절 용이, 안전성 우수, 유지관리 편리

    단점: 예열이 느리고, 설비 구성 복잡

    증기난방의 장점: 고열전달 효율, 즉시 가열 가능

    단점: 위험성 높고, 제어 어렵고, 관리가 까다로움
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46. 펌프 주변 배관 설치 시 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 흡입관은 되도록 길게 하고 굴곡부분은 적게 한다.
  2. 펌프에 접속하는 배관의 하중이 직접펌프로 전달되지 않도록 한다.
  3. 배관의 하단부에는 드레인 밸브를 설치한다.
  4. 흡입측에는 스트레이너를 설치한다.
(정답률: 78%)
  • 펌프의 흡입 성능을 높이고 공동현상(Cavitation)을 방지하기 위해 흡입관은 되도록 짧게 하고 굴곡 부분을 적게 설치해야 합니다.
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47. 저온배관용 탄소강관의 기호는?

  1. STBH
  2. STHA
  3. SPLT
  4. STLT
(정답률: 77%)
  • 저온배관용 탄소강관의 기호는 SPLT입니다.

    오답 노트
    STBH: 보일러 및 열교환기용 탄소강관
    STLT: 저온 열교환기용 탄소강관
    STHA: 보일러 및 열교환기용 합금강관
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48. 증기난방 방식에서 응축수 환수방법에 따른 분류가 아닌 것은?

  1. 중력 환수식
  2. 진공 환수식
  3. 정압 환수식
  4. 기계 환수식
(정답률: 68%)
  • 증기난방의 응축수 환수 방식은 중력, 진공, 기계 환수식으로 분류됩니다.

    오답 노트
    정압 환수식: 정압은 정지해 있는 상태의 압력이므로 이를 이용해 응축수를 환수시키는 것은 불가능합니다.
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49. 급수관의 관 지름 결정 시 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 관 길이가 길면 마찰손실도 커진다.
  2. 마찰손실은 유량, 유속과 관계가 있다.
  3. 가는 관을 여러 개 쓰는 것이 굵은 관을 쓰는 것보다 마찰손실이 적다.
  4. 마찰손실은 고저차가 크면 클수록 손실도 커진다.
(정답률: 81%)
  • 관의 지름이 가늘어질수록 유체와 관 벽면이 닿는 접촉 면적이 상대적으로 증가하여 마찰손실이 더 커지게 됩니다. 따라서 가는 관을 여러 개 사용하는 것이 굵은 관 하나를 사용하는 것보다 마찰손실이 큽니다.
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50. 증기난방 설비 시공 시 수평주관으로부터 분기 입상시키는 경우 관의 신축을 고려하여 2개 이상의 엘보를 이용하여 설치하는 신축 이음은?

  1. 스위블 이음
  2. 슬리브 이음
  3. 벨로즈 이음
  4. 플렉시블 이음
(정답률: 71%)
  • 스위블 이음은 관과 엘보 등을 이용하여 제작하며, 주로 저압 옥외 배관이나 방열기용으로 사용되어 관의 신축을 흡수합니다.
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51. 음용수 배관과 음용수 이외의 배관이 접속되어 서로 혼합을 일으켜 음용수가 오염될 가능성이 큰 배관접속 방법은?

  1. 하트포드 이음
  2. 리버스리턴 이음
  3. 크로스 이음
  4. 역류방지 이음
(정답률: 77%)
  • 배관이 서로 교차하여 연결됨으로써 음용수와 그 외의 배관이 섞여 급수 오염을 일으키는 접속 방법을 크로스 이음이라고 합니다.
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52. 급수관의 지름을 결정할 때 급수 본관인 경우 관내의 유속은 일반적으로 어느 정도로 하는 것이 가장 적절한가?

  1. 1~2m/s
  2. 3~6m/s
  3. 10~15m/s
  4. 20~30m/s
(정답률: 79%)
  • 급수 본관의 지름을 결정할 때, 마찰 손실과 소음을 고려하여 관내 유속은 일반적으로 $1 \sim 2\text{m/s}$ 정도로 유지하는 것이 가장 적절합니다.
  • 급수관 관경 결정시 관내에서 발생하는 수격작용을 방지하기
    위하여 유속을 1~2m/s이내로 제한한다.
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53. 암모니아 냉매 배관에 사용하기 가장 적합한 것은?

  1. 알루미늄 합금관
  2. 동관
  3. 아연관
  4. 강관
(정답률: 67%)
  • 암모니아 냉매는 동관이나 알루미늄관을 부식시키는 성질이 매우 강하므로, 반드시 부식에 강한 강관을 사용해야 합니다.
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54. 다음 그림 기호가 나타내는 밸브는?

  1. 증발압력 조정밸브
  2. 유압 조정밸브
  3. 용량 조정밸브
  4. 흡입압력 조정밸브
(정답률: 78%)
  • 제시된 기호 내의 OPR 표기는 Oil Pressure Regulator의 약자로, 이는 유압 조정밸브를 의미합니다.
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55. 다음 중 중압 가스용 지중 매설관 배관재료로 가장 적합한 것은?

  1. 경질염화비닐관
  2. PE 피복강관
  3. 동합금관
  4. 이음매 없는 피복 황동관
(정답률: 68%)
  • 중압 가스용 지중 매설관으로는 부식 방지와 강도가 우수한 PE 피복강관(PLP관)이 가장 적합합니다.
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56. 보온재의 구비 조건으로 틀린 것은?

  1. 열전도율이 클 것
  2. 불연성일 것
  3. 내식성 및 내열성이 있을 것
  4. 비중이 적고 흡습성이 적을 것
(정답률: 83%)
  • 보온재는 열의 이동을 차단하여 온도를 유지하는 것이 목적이므로, 열전도율이 작을수록 보온 성능이 우수합니다.

    오답 노트
    불연성, 내식성, 내열성, 저비중, 저흡습성은 보온재가 갖추어야 할 필수적인 구비 조건입니다.
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57. 동합금 납땜 관이음쇠와 강관의 이종관 접합시 1개의 동합금 납땜 관이음쇠로 90° 방향전환을 위한 부속의 접합부 기호 및 종류로 옳은 것은?

  1. C×F 90° 엘보
  2. C×M 90° 엘보
  3. F×F 90° 엘보
  4. C×M 어댑터
(정답률: 63%)
  • 동합금 납땜 관이음쇠(Copper)와 강관의 나사 접합(Female)을 통해 $90^{\circ}$ 방향을 전환하는 부속은 C×F $90^{\circ}$ 엘보입니다.
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58. 냉동배관 재료로서 갖추어야 할 조건으로 틀린 것은?

  1. 저온에서 강도가 커야 한다.
  2. 내식성이 커야 한다.
  3. 관내 마찰저항이 커야 한다.
  4. 가공 및 시공성이 좋아야 한다.
(정답률: 80%)
  • 냉동배관은 냉매의 원활한 흐름을 위해 관내 마찰저항이 작아야 합니다.

    오답 노트
    관내 마찰저항이 커야 한다: 유체 흐름을 방해하여 효율을 떨어뜨리므로 틀린 설명입니다.
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59. 공장에서 제조 정제된 가스를 저장하여 가스 품질을 균일하게 유지하면서 제조량과 수요량을 조절하는 장치는?

  1. 정압기
  2. 가스홀더
  3. 가스미터
  4. 압송기
(정답률: 70%)
  • 가스홀더는 제조 정제된 가스를 저장하는 압력탱크 역할을 하며, 가스 압력을 균일하게 유지하고 수요 변화에 따라 제조량과 소비량을 조절하는 장치입니다.
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60. 흡수식 냉동기 주변배관에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 증기조절밸브와 감압밸브장치는 가능한 냉동기 가까이에 설치한다.
  2. 공급 주관의 응축수가 냉동기 내에 유입되도록 한다.
  3. 증기관에는 신축이음 등을 설치하여 배관의 신축으로 발생하는 응력이 냉동기에 전달되지 않도록 한다.
  4. 증기 드레인 제어방식은 진공펌프로 냉동기내의 드레인을 직접 압출하도록 한다.
(정답률: 61%)
  • 응축수가 냉동기 내로 유입되면 효율 저하 및 장치 부식의 원인이 되므로, 반드시 냉동기 유입 전 제거되어야 합니다.
  • 흡수식냉동기의 발생기에서 증기를 발생시켜
    응축기로 보내게 되는데 중기중 일부 응축수가 섞여
    취출될경우 수격작용우려가 있으며 냉동장치의
    효율이 감소될수 있다. 그래서 공급주관에는
    증기만 유입되도록 하여 냉동기에 공급해 주는것이 좋다
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4과목: 전기제어공학

61. 되먹임 제어의 종류에 속하지 않는 것은?

  1. 순서제어
  2. 정치제어
  3. 추치제어
  4. 프로그램제어
(정답률: 62%)
  • 순서제어는 미리 정해진 순서에 따라 각 단계를 순차적으로 진행하는 제어 방식으로, 출력값이 입력에 영향을 주는 되먹임(피드백) 구조가 아닌 개루프 제어의 일종입니다.
  • 피드벡 제어(feedback control)
  • 피드백제어(되먹임제어)
    입력과 출력을 비교하여 제어량이 목표값에 도달시까지 수정
    하여 오차를 줄여나가는 자동제어방식
    피드백 제어의 종류로는
    정치제어, 추치제어, 프로그램제어, 비율제어

    시퀀스 제어
    미리 정해진 순서에 따라 각 단계별 제어를 향하는 제어로 제어
    결과에 따라 조작이 자동적으로 이행된다.
    종류로는
    순서제어, 시한제어,조건제어가 있다.
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62. 직류전동기의 속도제어 방법 중 속도제어의 범위가 가장 광범위하며, 운전 효율이 양호한 것으로 워드 레너드 방식과 정지 레너드 방식이 있는 제어법은?

  1. 저항 제어법
  2. 전압 제어법
  3. 계자 제어법
  4. 2차여자 제어법
(정답률: 65%)
  • 직류전동기의 속도제어 방법 중 전압 제어법은 속도제어 범위가 가장 광범위하고 운전 효율이 양호하며, 대표적으로 워드 레너드 방식과 정지 레너드 방식이 있습니다.

    오답 노트
    계자 제어법: 제어 범위가 좁음
    저항 제어법: 운전 효율이 나쁨
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63. 제어량은 회전수, 전압, 주파수 등이 있으며 이 목표치를 장기간 일정하게 유지시키는 것은?

  1. 서보기구
  2. 자동조정
  3. 추치제어
  4. 프로세스제어
(정답률: 51%)
  • 전력계통, 발전기, 원동기 등에서 회전수, 전압, 주파수와 같은 물리량을 제어량으로 설정하여 이를 장기간 일정하게 유지시키는 제어 방식을 자동조정이라고 합니다.
  • 서보기구: 물체의 위치,각도,방위
    자동조정: 전압,주파수,전류,회전수,토크
    프로세스제어:온도,압력,유량,액면,농도,습도
    추치제어: 목표값이 임의의 변화에 대하여 추종하도록 구성된 제어
    목표값이 시간에 따라 변화되는 상태량을 제어한다

    시험 자주 출제되는 문항
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64. 어떤 제어계의 임펄스 응답이 sinωt 일 때 계의 전달함수는?

(정답률: 53%)
  • 임펄스 응답의 라플라스 변환이 곧 해당 계의 전달함수가 됩니다.
    시간 영역의 함수 $\sin \omega t$를 라플라스 변환하면 다음과 같은 결과가 도출됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$\mathcal{L}\{\sin \omega t\} = \frac{\omega}{s^2 + \omega^2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\mathcal{L}\{\sin \omega t\} = \frac{\omega}{s^2 + \omega^2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{\omega}{s^2 + \omega^2}$$
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65. 그림과 같은 논리회로의 출력 Y는?

(정답률: 69%)
  • 논리회로의 각 게이트를 분석하여 출력 식을 도출합니다.
    상단 AND 게이트의 입력은 $A$와 $\overline{B}$이므로 출력은 $A\overline{B}$가 되고, 하단 AND 게이트의 입력은 $A$와 $B$이므로 출력은 $AB$가 됩니다.
    최종적으로 두 출력이 OR 게이트로 연결되므로 전체 출력 $Y$는 다음과 같습니다.
    $$Y = AB + A\overline{B}$$
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66. 제어계의 응답 속응성을 개선하기 위한 제어동작은?

  1. D 동작
  2. I 동작
  3. PD 동작
  4. PI 동작
(정답률: 61%)
  • PD 제어(비례미분제어)는 비례 동작에 미분 동작을 추가하여 오차의 변화율을 감지함으로써 응답 속도를 향상시키고 과도 특성을 개선하는 제어 방식입니다.

    오답 노트
    I 동작: 잔류편차 제거
    D 동작: 오차 예측 및 제동력 부여
  • PI동작(비례적분)
    잔류편차가 남는 비례동작의 단점을 보완하기 위해 비례동작을
    조합한 동작
    PD동작(비례미분) 정산편차는 존재하나 진상보상요소에 대응되므로
    응답속도를 빠르게 할수있다(속응성이 개선된 제어방식)
    PID동작(비례적분미분) PI동작과 PD동작의 결점을 보완하기 위해
    결합한 형태로 적분동작에서 잔류편차를 제거하고, 미분동작으로
    응답을 신속히 하여 안정시킨 동작
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67. s2+2δωns+ω2n=0인 계가 무제동 진동을 할 경우 δ의 값은?

  1. δ=0
  2. δ＜1
  3. δ=1
  4. δ＞1
(정답률: 62%)
  • 제어계의 제동비 $\delta$ 값에 따라 응답 특성이 결정되며, 제동이 전혀 없는 무제동 상태가 되기 위해서는 제동비가 $0$이어야 합니다.

    오답 노트
    $\delta < 1$: 부족제동
    $\delta = 1$: 임계제동
    $\delta > 1$: 과제동
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68. 그림과 같은 RL직렬회로에 구형파 전압을 인가했을 때 전류 i를 나타내는 식은?

(정답률: 51%)
  • RL 직렬회로에 직류 전압 $E$를 인가했을 때, 인덕터 $L$의 성질로 인해 전류는 즉시 흐르지 않고 지수함수적으로 증가하여 최종적으로 $E/R$에 도달하게 됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$i = \frac{E}{R}(1 - e^{-\frac{R}{L}t})$$
    ② [숫자 대입]
    해당 회로의 전압 $E$, 저항 $R$, 인덕턴스 $L$을 공식에 그대로 대입합니다.
    ③ [최종 결과]
    $$\text{정답: } $$
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69. 배리스터의 주된 용도는?

  1. 온도 측정용
  2. 전압 증폭용
  3. 출력전류 조절용
  4. 서지전압에 대한 회로 보호용
(정답률: 75%)
  • 배리스터는 전압에 따라 저항값이 변하는 소자로, 갑작스럽게 발생하는 고전압인 서지전압이 유입될 때 저항을 급격히 낮추어 전류를 바이패스시킴으로써 회로를 보호하는 역할을 합니다.
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70. 어떤 제어계의 단위계단 입력에 대한 출력응답 c(t)=1-e-t로 되었을 때 지연시간 Td(s)는?

  1. 0.693
  2. 0.346
  3. 0.278
  4. 1.386
(정답률: 39%)
  • 지연시간 $T_d$는 응답이 최종값의 $50\%$에 도달하는 시간을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $0.5 = 1 - e^{-T_d}$
    ② [숫자 대입] $e^{-T_d} = 0.5 \rightarrow T_d = \ln 2$
    ③ [최종 결과] $T_d = 0.693$
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71. 전자회로에서 온도 보상용으로 많이 사용되고 있는 소자는?

  1. 저항
  2. 코일
  3. 콘덴서
  4. 서미스터
(정답률: 78%)
  • 서미스터는 온도가 상승함에 따라 저항값이 현저하게 변하는 특성을 가지고 있어, 트랜지스터 회로의 온도 보상이나 온도 측정 및 제어에 주로 사용됩니다.
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72. 열처리 노의 온도제어는 어떤 제어에 속하는가?

  1. 자동조정
  2. 비율제어
  3. 프로그램제어
  4. 프로세스제어
(정답률: 56%)
  • 목표값의 변화량이 미리 정해진 프로그램에 의해 상태량을 제어하는 방식입니다. 열처리로의 온도제어나 열차의 무인운전이 대표적인 사례입니다.
  • 열처리 노의 온도제어는 온도를 미리 정해진 프로그램값에
    따라 제어하므로 프로그램 제어가 된다.
    프로그램제어
    목표값이 시간적으로 미리 정해진대로 변화하고 제어량을
    추정시키는 제어로서는
    열처리 노의 온도제어, 무인열차 운전등이 사용된다.
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73. 일정전압의 직류전원에 저항을 접속하고 전류를 흘릴 때, 이 전류값을 50% 증가시키기 위한 저항값은?

  1. 0.6R
  2. 0.67R
  3. 0.82R
  4. 1.2R
(정답률: 56%)
  • 옴의 법칙을 이용하여 전압이 일정할 때 전류와 저항의 반비례 관계를 통해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{V}{I}$
    ② [숫자 대입] $R_{new} = \frac{1}{1.5 \times I}$ (기존 전류를 $1$로 가정 시)
    ③ [최종 결과] $R_{new} = 0.67R$
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74. 피드백 제어계의 구성요소 중 동작신호에 해당되는 것은?

  1. 목표값과 제어량의 차
  2. 기준입력과 궨환신호의 차
  3. 제어량에 영향을 주는 외적 신호
  4. 제어요소가 제어대상에 주는 신호
(정답률: 50%)
  • 피드백 제어계에서 동작신호는 기준입력과 궤환신호의 차이를 의미하며, 이는 제어계의 동작을 일으키는 원인이 되는 오차 신호입니다.
  • 피드백 제어계의 구성요소
    1.조작량: 제어요소가 제어대상에게 주는 양
    2.제어량: 제어대상에 대한 전체량 가운데 제어코자하는 목적의량
    3.기준입력신호: 목표값과 피드백신호를 비교하기 위하여 주 피드백
    신호와 같은 종류의 신호로 목표값을 변화시켜 제어계의 폐쇄루프
    에 입력하는 신호
    4.동작신호: 주 피드백량과 기준압력을 비교하여 얻어진 편차량의 신호 (기준압력과 궤환신호의 차)
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75. 동기속도가 3600 rpm인 동기발전기의 극수는 얼마인가? (단, 주파수는 60Hz이다.)

  1. 2극
  2. 4극
  3. 6극
  4. 8극
(정답률: 53%)
  • 동기속도 $N_{s}$, 주파수 $f$, 극수 $P$ 사이의 관계식을 이용하여 극수를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = \frac{120f}{N_{s}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = \frac{120 \times 60}{3600}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 2$$
  • 동기속도 공식:

    Ns = 120 × f / P

    여기서

    Ns: 동기속도 (rpm)

    f: 주파수 (Hz)

    P: 극수 (극 pair 수 × 2)



    ---

    대입 계산

    3600 = 120 × 60 / P
    P = (120 × 60) / 3600 = 7200 / 3600 = 2
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76. 다음 블록선도 중 비례적분제어기를 나타낸 블록선도는?

(정답률: 54%)
  • 비례적분(PI) 제어기는 입력 신호에 대해 비례 동작($K_{P}$)과 적분 동작($\frac{K_{I}}{s}$)을 병렬로 연결하여 그 합을 출력으로 내보내는 구조입니다.
    따라서 비례 이득 블록 $K_{P}$와 적분 이득 블록 $\frac{K_{I}}{s}$가 합산점($\sum$)으로 연결된 가 정답입니다.
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77. 전류 I=3t2+6t를 어떤 전선에 5초 동안 통과시켰을 때 전기량은 몇 C 인가?

  1. 140
  2. 160
  3. 180
  4. 200
(정답률: 44%)
  • 전류 $I$가 시간에 따라 변할 때, 특정 시간 동안 흐른 총 전기량 $Q$는 전류를 시간에 대해 적분하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = \int_{0}^{t} I \, dt$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = \int_{0}^{5} (3t^{2} + 6t) \, dt = [t^{3} + 3t^{2}]_{0}^{5}$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 5^{3} + 3 \times 5^{2} = 125 + 75 = 200$$
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78. 그림과 같은 신호흐름선도에서 C/R를 구하면?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

(정답률: 51%)
  • 신호흐름선도에서 전달함수 $C/R$을 구하는 문제입니다. 메이슨의 이득 공식(Mason's Gain Formula)에 따라 $\frac{\text{전방경로 이득}}{1 - \text{루프 이득의 합}}$으로 계산합니다.
    전방경로는 $R \rightarrow G(s) \rightarrow C$이므로 이득은 $G(s)$이며, 루프는 $G(s) \rightarrow H(s)$로 구성되어 루프 이득은 $G(s)H(s)$ 입니다.
    따라서 전달함수는 다음과 같습니다.
    $$\frac{C}{R} = \frac{G(s)}{1 - G(s)H(s)}$$
    해당 결과는 와 일치합니다.
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79. 다음 블록선도의 입력과 출력이 일치하기 위해서 A에 들어갈 전달함수는?

  1. 1+G / G
  2. G / G+1
  3. G-1 / G
  4. G / G-1
(정답률: 38%)
  • 입력 $R$과 출력 $C$가 일치($C=R$)하기 위한 전달함수 $A$를 구하는 문제입니다. 피드백 루프가 포함된 시스템의 전달함수 식을 세워 $C/R = 1$이 되는 조건을 찾습니다.
    $$C = (R - CA)G$$
    $$C(1 + AG) = RG$$
    $$\frac{C}{R} = \frac{G}{1 + AG}$$
    입력과 출력이 일치하려면 $\frac{C}{R} = 1$이어야 하므로, $G = 1 + AG$가 성립해야 합니다. 이를 $A$에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    $$AG = G - 1$$
    $$A = \frac{G - 1}{G}$$
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80. 어떤 제어계의 입력이 단위 임펄스이고 출력 c(t)=te-3t이었다. 이 계의 전달함수 G(s)는?

  1. 1 / (s+3)2
  2. t / (s+3)2
  3. s / (s+3)2
  4. 1 / (s+2)(s+1)
(정답률: 37%)
  • 단위 임펄스 입력에 대한 출력 $c(t)$는 곧 해당 계의 임펄스 응답이며, 이를 라플라스 변환하면 전달함수 $G(s)$가 됩니다. $t e^{-at}$ 형태의 라플라스 변환 공식 $\frac{1}{(s+a)^{2}}$를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}\{t e^{-at}\} = \frac{1}{(s+a)^{2}}$
    ② [숫자 대입] $G(s) = \frac{1}{(s+3)^{2}}$
    ③ [최종 결과] $G(s) = \frac{1}{(s+3)^{2}}$
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