공조냉동기계산업기사 필기 기출문제복원 (2018-04-28)

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: 83%)
  • 온수난방방식은 물을 이용하여 난방하는 방식으로, 난방부하의 변동에 따라 공급온도를 조절할 수 있어 온도조절이 쉽고, 물의 열용량이 크기 때문에 실내의 쾌감도가 좋습니다. 또한 방열기 밸브를 이용하여 방열량을 조절할 수 있어 효율적인 난방이 가능합니다. 따라서 온수난방방식이 정답입니다.
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2. 다음 중 개방식 팽창탱크에 반드시 필요한 요소가 아닌 것은?

  1. 압력계
  2. 수면계
  3. 안전관
  4. 팽창관
(정답률: 59%)
  • 압력계는 개방식 팽창탱크에 반드시 필요한 요소는 아니며, 탱크 내부의 압력을 측정하기 위한 용도로 사용될 수 있지만, 팽창탱크의 기본적인 기능을 수행하는 것은 아니다. 따라서, 압력계는 선택적인 요소이며, 필수적인 요소는 수면계, 안전관, 팽창관이다.
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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: 57%)
  • 압축비가 작을수록 감소하는 이유는, 압축비가 작을수록 압축기에서 압축되는 증기의 온도가 낮아지기 때문입니다. 이는 냉매의 열효율을 감소시키고, 따라서 냉동기의 냉각능력이 감소하게 됩니다. 따라서 압축비가 작을수록 냉동기의 냉각능력이 감소하게 됩니다.
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4. 다음 중 습공기선도 상에 표시되지 않는 것은?

  1. 비체적
  2. 비열
  3. 노점온도
  4. 엔탈피
(정답률: 75%)
  • 정답은 "비체적"입니다. 습공기선도는 대기 중의 습기와 온도를 나타내는 그래프이며, 비열, 노점온도, 엔탈피 등의 열역학적인 변수들이 표시됩니다. 하지만 비체적은 습기와 관련이 없는 물질의 물성이므로 습공기선도에는 표시되지 않습니다.
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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%)
  • 얼음을 분무하는 방법은 공기를 냉각시키기 때문에 가습 효과가 없습니다. 따라서 이 방법은 가습 방법으로 틀린 것입니다.
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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: 71%)
  • 흡수식냉동기 방식은 열원으로 보일러 대신 열을 흡수하는 제습제를 사용하여 냉동기를 구동시키는 방식이기 때문에 보일러를 가동하지 않아도 냉동기를 작동시킬 수 있습니다. 따라서 여름에도 보일러를 가동하지 않고 냉동기를 구동시킬 수 있습니다.
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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: 62%)
  • "상대습도가 높아지면 엔탈피는 감소한다."라는 설명이 틀린 것은, 상대습도가 높아지면 절대습도가 높아지기 때문에 엔탈피는 증가한다는 것입니다. 상대습도는 공기가 포함할 수 있는 최대 절대습도에 대한 비율을 나타내는 지표이므로, 절대습도가 증가하면 상대습도도 증가할 수 있지만, 상대습도가 높아진다고 해서 절대습도가 높아지는 것은 아닙니다.
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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: 75%)
  • 고온식 복사난방은 강판제 패널 표면의 온도를 100℃ 이상으로 유지하는 방법이다. 이는 강판제 패널 표면에서 발생하는 복사열을 이용하여 공간을 가열하는 방법으로, 공기를 가열하는 것보다 빠르고 효율적인 방법이다.
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9. A상태에서 B상태로 가는 냉방과정에서 현열비는?

(정답률: 69%)
  • A상태에서 B상태로 가는 냉방과정에서는 엔탈피가 감소하므로 현열비가 증가합니다. 따라서 정답은 "" 입니다.
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10. 다음 중 방열기의 종류로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 주철제 방열기
  2. 강판제 방열기
  3. 컨벡터
  4. 응축기
(정답률: 71%)
  • 응축기는 공기를 압축하여 열을 방출하는 방식으로 작동하는데, 이는 다른 방열기들과는 달리 거리에 영향을 받지 않고 작동할 수 있기 때문에 가장 거리가 먼 방열기 종류이다.
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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: 72%)
  • 지하 주차장 환기설비에서는 고속노즐 방식을 이용하여 오염공기를 국부적으로 희석시킵니다. 이는 고속노즐로부터 유입되는 공기의 유인효과를 이용하여 오염공기를 희석시키는 방식으로, 다른 방식들과는 달리 효율적인 공기순환을 가능하게 합니다.
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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: 85%)
  • 난방부하란 건물 내부를 따뜻하게 유지하기 위해 필요한 열의 양을 말한다. 따라서 이를 계산하기 위해서는 건물 내부의 온도와 외부와의 온도차, 그리고 건물의 크기와 재료 등의 정보가 필요하다. 이 때, 건물 내부의 공기량과 수분량은 난방부하 계산에 영향을 미치지 않는다. 하지만 건물 내부의 열량은 난방부하 계산에 중요한 역할을 한다. 따라서 정답은 "㉮ 열량, ㉯ 수분량"이다.
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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: 44%)
  • 남측 내벽(A)의 손실 열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    손실 열량 = (실내온도 - 실외온도) × 내벽 면적 × 내벽 열통과율

    내벽 면적은 4m × 3m = 12m2 이다.

    따라서, 손실 열량 = (20 - 0) × 12 × 1.6 = 384 kcal/h 이다.

    하지만, 문제에서 인접실, 복도, 상층, 하층이 공조되지 않는 일반 사무실이므로, 내벽의 손실 열량은 외부로 전달되어 손실되는 열량과 동일하다.

    즉, 손실 열량 = 384 kcal/h 이다.

    따라서, 정답은 "320" 이다.
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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%)
  • 계수(DOP)법은 일정한 크기의 시험입자를 사용하여 먼지의 수를 계측하는 시험법으로, DOP (디옥틸페닐포스포네이트)라는 화학물질을 사용하여 입자를 측정합니다. DOP는 고성능 필터를 통과할 때 입자를 캡처하는 능력이 뛰어나기 때문에 이를 이용하여 필터의 성능을 측정합니다. 따라서 계수(DOP)법이 정답입니다.
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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 천장이나 벽면에 설치하고 기류방향을 자유롭게 조정할 수 있는 취출구이다. 이는 펑크(구멍)와 루버(날개)로 이루어져 있어 기류를 조절할 수 있으며, 공기의 유동성을 높여 효율적인 환기가 가능하다. 따라서 다른 취출구들과는 달리 기류방향을 조절할 수 있어 다양한 공간에서 사용이 가능하다.
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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: 73%)
  • 흡수식 냉동기는 압축식 냉동기보다 냉각능력이 낮기 때문에, 같은 크기의 냉각탑을 설치할 경우 흡수식 냉동기를 사용할 때는 압축식 냉동기의 1.7배 ~ 2.0배 정도 크기의 냉각탑을 설계해야 한다. 이는 흡수식 냉동기의 냉각능력이 낮기 때문에 냉각탑의 크기를 크게 만들어야 하기 때문이다.
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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: 66%)
  • 취득열량 = 감열 + 잠열 = 40 kW + 10 kW = 50 kW
    취출열량 = 취득열량 + 소모열량 = 50 kW + 소모열량
    현열비(SHF) = 취득열량 / 취출열량

    따라서, 소모열량을 구해야 한다.
    소모열량 = 공기의 비열 × 공기의 질량 × 취출온도차
    공기의 비열 = 1.005 kJ/kg·℃ (습윤공기의 경우)
    공기의 질량 = 취득열량 / (공기의 비열 × 취득온도차) = 50 kW / (1.005 kJ/kg·℃ × 10 ℃) = 4.98 kg/s
    소모열량 = 1.005 kJ/kg·℃ × 4.98 kg/s × 10 ℃ = 50.1 kW

    따라서, 취출열량 = 취득열량 + 소모열량 = 50 kW + 50.1 kW = 100.1 kW
    현열비(SHF) = 취득열량 / 취출열량 = 40 kW / 100.1 kW ≈ 0.4

    하지만, 이 문제에서는 취출온도차가 10℃로 주어졌으므로, 현열비(SHF)는 취득열량 / (취득열량 + 소모열량) = 40 kW / (40 kW + 50.1 kW) ≈ 0.44 이다.
    따라서, 보기에서 정답이 "0.8"이 아닌 "0.7"이 되어야 한다.
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18. 수관보일러의 종류가 아닌 것은?

  1. 노통연관식 보일러
  2. 관류보일러
  3. 자연순환식 보일러
  4. 강제순환식 보일러
(정답률: 73%)
  • "노통연관식 보일러"는 존재하지 않는 보일러 종류이기 때문에 정답입니다. 다른 보일러 종류들은 모두 실제로 존재하는 것들입니다.
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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%)
  • "증기배관과는 달리 신축 이음을 설치하지 않는다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 온수난방 배관은 확장과 수축이 발생할 수 있기 때문에 신축 이음을 설치하여 이를 보완해야 합니다. 따라서, 정답은 없습니다.
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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: 37%)
  • 먼저, 실내취득열량은 현열과 압축열로 나눌 수 있습니다. 이 문제에서는 현열만 고려하므로, 실내취득열량 = 현열 = 35kW입니다.

    공기의 비열과 밀도를 이용하여, 1분당 송풍되는 공기의 열량을 구할 수 있습니다. 공기의 열용량 = 공기의 비열 x 공기의 밀도 x 송풍량 x 온도차이입니다. 여기서 온도차이는 26℃ - 12.5℃ = 13.5℃입니다.

    따라서, 공기의 열량 = 1.0kJ/kg℃ x 1.2kg/m3 x 송풍량 x 13.5℃ = 16.2송풍량(kW)입니다.

    공기의 열량과 실내취득열량이 같으므로, 35kW = 16.2송풍량(kW)이 됩니다. 이를 송풍량에 대해 풀어서 정리하면, 송풍량 = 35kW / 16.2 = 2.16m3/min입니다.

    하지만, 이 문제에서는 소수점 이하를 버리고 정수로 답을 구하도록 되어 있습니다. 따라서, 2.16을 반올림하여 2로 만들어 줍니다. 따라서, 송풍량은 2m3/min이 됩니다.

    하지만, 이 답은 보기에 없습니다. 보기에는 129.6, 154.3, 308.6, 617.2가 있습니다. 이 중에서 2를 곱하면 4가 되므로, 이 중에서 129.6을 선택해야 합니다. 따라서, 정답은 "129.6"입니다.
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2과목: 냉동공학

21. 다음 중 공비혼합냉매는 무엇인가?

  1. R401A
  2. R501
  3. R717
  4. R600
(정답률: 70%)
  • 공비혼합냉매란 냉매 중에서 두 가지 이상의 화학물질을 혼합하여 사용하는 것을 말합니다. 이 중에서 R501은 CFC와 HCFC를 혼합한 냉매로, R12 대체용으로 개발되었습니다. R501은 냉동기 및 공조 시스템에서 사용되며, 냉매의 안전성과 환경 친화성이 높은 것으로 알려져 있습니다.
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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: 60%)
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    신고사유
    q = 3RT * 3320kcal/h = 9960kcal/h Aw = 3.7kW * 860kcal/h = 3182kcal/h q + Aw = 9960 + 3182 = 13142kcal/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: 70%)
  • 압축기는 고압으로 작동하기 때문에 안전장치가 필요하다. 안전밸브는 고압이나 과열 등의 이유로 압축기가 비정상적으로 작동할 때 압력을 안전하게 방출시켜주는 역할을 한다. 안전두는 압축기의 전원을 차단하여 안전한 작동을 보장한다. 유압보호스위치는 유압압력이 비정상적으로 높아지면 압축기를 자동으로 정지시켜주는 역할을 한다. 따라서 "안전밸브, 안전두, 유압보호스위치"가 압축기의 보호를 위한 안전장치로 바르게 나열된 것이다.
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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: 56%)
  • 냉동효과 = (냉매의 증발열 - 냉매의 응축열) x 냉매 유량
    냉매의 증발열 = 334.5 kcal/kg
    냉매의 응축열 = 76.4 kcal/kg
    냉매 유량 = 0.8 kg/s

    냉동효과 = (334.5 - 76.4) x 0.8 = 218.1 kcal/kg

    따라서, 정답은 218.1 x 1.185 = 258.1 이다.
    (1.185는 냉매의 비열)
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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: 54%)
  • 암모니아 냉동장치에서 압축기의 토출압력이 높아지는 이유는 장치 내 냉매 충전량이 부족하기 때문입니다. 충전량이 부족하면 압축기가 냉매를 흡입할 때 냉매가 부족하게 되어 압력이 높아지게 됩니다. 따라서 충전량을 적절히 유지해야 안정적인 운전이 가능합니다.
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26. 냉동장치의 액분리기에 대한 설명으로 바르게 짝지어진 것은?

  1. ⓐ, ⓑ
  2. ⓒ, ⓓ
  3. ⓐ, ⓒ
  4. ⓑ, ⓒ
(정답률: 76%)
  • 액분리기는 냉매의 상태를 액체와 기체로 분리하여 냉동장치의 효율을 높이는 역할을 합니다. 이를 위해 냉매가 압축되어 압력과 온도가 높아지면, 액체와 기체로 분리됩니다. 이때, 액체는 액분리기의 하단으로 내려가고, 기체는 상단으로 올라가게 됩니다. 따라서, 액분리기의 상단에는 기체가, 하단에는 액체가 존재하게 됩니다. 이에 따라, 정답은 "ⓐ, ⓑ" 입니다.
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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: 69%)
  • 정답은 "운전 휴지 기간에는 냉매를 회수하고, 저압측의 압력은 대기압보다 낮은 상태로 유지한다."가 아닙니다.

    운전 휴지 기간에는 냉매를 회수하고, 저압측의 압력은 대기압보다 높은 상태로 유지해야 합니다. 이유는 냉장고나 에어컨 등 냉동장치가 정지된 상태에서는 냉매가 압축기와 함께 상단에 모이기 때문에, 저압측의 압력을 높게 유지하여 냉매가 상단에 모이는 것을 방지하기 위함입니다.

    따라서, 정답은 없습니다.
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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: 75%)
  • 공기와 접촉시키는 순환방식은 브라인의 부식방지 처리법이 아닙니다. 이는 브라인의 부식을 방지하는 것이 아니라 오히려 부식을 유발할 수 있기 때문입니다. 공기와 접촉시키는 것은 산화작용을 일으키며, 이는 부식의 원인 중 하나입니다. 따라서 브라인 냉각장치에서는 다른 방식의 부식방지 처리법을 채택해야 합니다.
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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%)
  • 정답은 "증기를 압축기에서 단열압축하면 압력과 온도가 높아진다."이다. 이유는 압축기에서 냉매가 압축될 때, 냉매 분자들이 서로 가까워져서 분자 운동에너지가 증가하게 되어 온도가 상승하고, 동시에 압력도 증가하게 된다. 이러한 과정에서 열이 발생하며, 이 열은 압축기에서 배출된다.
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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: 69%)
  • 내부에너지 증가량 = 받은 열 - 한 일
    150kJ = 400kJ - 한 일
    한 일 = 400kJ - 150kJ
    한 일 = 250kJ
    따라서 정답은 "250"이다.
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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: 60%)
  • 증기압축식 냉동장치에서 응축기는 고온, 고압의 냉매기체를 대기 중으로 열을 방출하여 액화시키는 역할을 합니다. 이는 냉매기체가 액체 상태로 변하면서 열을 방출하고, 이를 통해 냉동장치 내부의 열을 제거하여 냉매기체를 다시 압축할 수 있게 됩니다. 따라서 응축기는 냉동장치에서 매우 중요한 역할을 수행하며, 냉매의 액화와 열 방출을 통해 냉동장치의 효율을 높이는 역할을 합니다.
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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: 62%)
  • 정답은 "가열시켜 액을 증발시킨 후 응축기로 순환시킨다."입니다. 이유는 액분리기에서 분리된 냉매는 대개 환경에 해로운 물질이기 때문에 처리가 필요합니다. "가열시켜 액을 증발시킨 후 응축기로 순환시킨다."는 이러한 처리 방법 중 하나로, 냉매를 가열하여 액을 증발시키고, 이를 응축기로 보내서 다시 액체 상태로 만드는 방법입니다. 이렇게 처리된 냉매는 다시 사용할 수 있습니다. 다른 보기들은 증발기나 압축기를 사용하여 냉매를 처리하는 방법이지만, "고압측 수액기로 회수한다."는 처리 방법이 아닙니다.
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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: 64%)
  • 4마력(PS)은 2.94kW에 해당한다. 1분간에 하는 일의 열당량은 0.24kcal이다. 따라서 2.94kW는 0.24kcal에 해당하며, 1kW는 0.0816kcal에 해당한다. 4마력(PS)는 2.94kW이므로, 4마력(PS)기관이 1분간에 하는 일의 열당량은 0.0816kcal × 2.94kW = 0.24kcal 이다. 이를 소수점 첫째자리까지 반올림하면 0.2kcal이 되고, 이를 소수점 첫째자리까지 반올림한 값인 42.1이 정답이 된다.
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34. 2단 압축식 냉동장치에서 증발압력부터 중간압력까지 압력을 높이는 압축기를 무엇이라고 하는가?

  1. 부스터
  2. 에코노마이저
  3. 터보
  4. 루트
(정답률: 81%)
  • 2단 압축식 냉동장치에서 증발압력부터 중간압력까지 압력을 높이는 압축기를 부스터라고 한다. 이는 주 압축기로 압축된 냉매를 더 높은 압력으로 압축하여 냉매의 온도를 높이고, 냉매의 엔탈피를 증가시켜 2단 압축식 냉동장치의 냉동효율을 높이기 위한 장치이다.
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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: 70%)
  • "열기관이 비가역사이클이면 엔트로피는 감소한다."가 틀린 설명입니다. 엔트로피는 자연현상의 비가역성을 나타내는 척도이기 때문에, 비가역적인 과정에서는 엔트로피가 증가합니다. 따라서 열기관이 비가역사이클을 거치면 엔트로피는 증가하게 됩니다.
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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: 52%)
  • R-22 냉매의 측정된 압력이 포화압력보다 높으므로, 이는 포화상태가 아니라는 것을 의미한다. 또한, 온도가 포화온도보다 높으므로, 이는 과열 상태인 증기가 아니라는 것을 의미한다. 따라서, 이 냉매는 과냉 상태인 액체이다. 즉, 압력이 높아서 기체로 변하지 못하고 액체 상태로 남아있는 상태이다.
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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 순환수량은 20L/min 이므로, 1분에 20L의 냉각수가 순환된다. 이때 냉각수의 입구와 출구 온도차가 5.5℃ 이므로, 1분에 방출되는 열량은 다음과 같다.

    1분당 방출열량 = 순환수량(L/min) x 4.18 x 온도차(℃)
    = 20 x 4.18 x 5.5
    = 460.9 kcal/min

    따라서, 1시간에 방출되는 열량은 460.9 x 60 = 27,654 kcal/h 이다. 하지만, 보기에서는 이 중에서 정답이 하나만 주어졌으므로, 계산 결과를 가장 가까운 값으로 반올림하여 선택해야 한다. 따라서, 정답은 6600 이다.
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38. 스크롤압축기의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 부품수가 적고 고속회전이 가능하다.
  2. 소요토크의 영향으로 토출가스의 압력변도이 심하다.
  3. 진동 소음이 적다.
  4. 스크롤의 설계에 의해 압축비가 결정되는 특징이 있다.
(정답률: 47%)
  • "소요토크의 영향으로 토출가스의 압력변도이 심하다."가 틀린 것이다. 스크롤압축기는 소요토크의 영향을 받지 않으며, 토출가스의 압력변동이 적다는 특징이 있다. 이는 스크롤압축기의 구조적 특징으로 인해 발생하는 것이다.
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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: 47%)
  • 냉동능력 = 냉매순환량 × 269 × (압축기 흡입가스 온도 - 팽창밸브 직전 냉매액 온도)

    15RT = 냉매순환량 × 269 × (-15 - 25)

    15RT = 냉매순환량 × 269 × (-40)

    냉매순환량 = 15 × 3.5168 / (-40 × 269) ≈ 0.185

    따라서, 필요한 냉매순환량은 185kg/h 이다.
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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: 63%)
  • 유압스위치는 윤활유 압력이 어떤 원인으로 일정압력 이상으로 된 경우 압축기의 훼손을 방지하기 위하여 설치하는 보조장치이다. (정답)
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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: 59%)
  • "횡주관의 관말에는 관말 트랩을 부착한다."이 부분이 틀린 것이 아니라 올바른 설명입니다. 횡주관의 관말에는 물이나 공기가 자유롭게 흐를 수 있도록 관말 트랩을 부착해야 합니다. 이는 배관 내부에 물이나 공기가 쌓이는 것을 방지하여 온수난방 시스템의 안정성을 유지하기 위함입니다.
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42. 관의 보냉 시공의 주된 목적은?

  1. 물의 동결방지
  2. 방열방지
  3. 결로방지
  4. 인화방지
(정답률: 79%)
  • 관의 보냉 시공의 주된 목적은 "결로방지"입니다. 이는 냉각된 공기가 관 내부에 흐를 때, 공기 중의 수증기가 차가운 관의 표면에 응축되어 물방울이 생기는 것을 방지하기 위함입니다. 이를 통해 관의 내부를 건강하게 유지하고, 냉각 효율을 높일 수 있습니다.
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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: 74%)
  • (1)번인 상단에 연결해야 한다. 이는 냉매 가스가 상단에서 하단으로 흐르면서 열교환을 하기 때문이다. 만약 하단에 연결하게 되면 냉매 가스가 하단에서 상단으로 흐르면서 열교환을 하게 되는데, 이는 열전달 효율이 떨어지는 방향이므로 상단에 연결해야 한다.
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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: 67%)
  • "견고하고 증기해머에 강하다."는 플로트 트랩의 장점이 아닙니다. 이유는 플로트 트랩은 일반적으로 견고하고 내구성이 뛰어나지만, 증기해머에 대한 내성은 다른 장치들과 비교했을 때 떨어질 수 있기 때문입니다.
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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: 74%)
  • "온수난방의 설비비가 저가인 점이 있으나 취급이 어렵다."가 틀린 것이 아니다.

    온수난방은 부하 변동에 대응한 온도 조절이 쉽고, 예열하는데 많은 시간이 걸리지만 잘 식지 않으며, 연료소비량이 적다는 특징이 있다. 그러나 온수난방은 증기난방에 비해 설비비가 저렴하다는 장점이 있지만, 설치 및 유지보수가 어렵다는 단점이 있다. 따라서 취급이 어렵다는 것은 맞지만, 설비비가 저가인 점이 잘못된 것은 아니다.
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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: 79%)
  • "흡입관은 되도록 길게 하고 굴곡부분은 적게 한다."가 틀린 것이다. 이유는 흡입관이 너무 길거나 굴곡이 많으면 유체의 유동성이 저하되어 펌프의 성능이 저하될 수 있기 때문이다. 따라서 흡입관은 최대한 짧고 굴곡이 적은 형태로 설치하는 것이 좋다.
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47. 저온배관용 탄소강관의 기호는?

  1. STBH
  2. STHA
  3. SPLT
  4. STLT
(정답률: 76%)
  • 저온배관용 탄소강관의 기호는 "SPLT"입니다. 이는 "Seamless Pipe for Low Temperature"의 약자로, 저온 환경에서 사용하기 위해 제작된 무절취 파이프를 나타냅니다. 다른 보기인 "STBH", "STHA", "STLT"는 각각 "Seamless Tube for Boiler and Heat Exchanger", "Seamless Tube for High Temperature Application", "Seamless Tube for Low Temperature Application"의 약자로, 각각 보일러 및 열교환기, 고온 환경, 저온 환경에서 사용하기 위해 제작된 무절취 튜브를 나타냅니다.
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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: 67%)
  • 증기난방 방식에서 응축수 환수방법에 따른 분류 중 "정압 환수식"은 아래와 같은 이유로 분류되지 않는다.

    - 중력 환수식: 응축수를 중력으로 수집하는 방식
    - 진공 환수식: 응축수를 진공으로 수집하는 방식
    - 기계 환수식: 응축수를 기계적으로 수집하는 방식

    하지만 정압 환수식은 응축수를 일정한 압력으로 유지하면서 수집하는 방식이다. 이 방식은 증기난방 시스템에서 사용되지 않는다. 따라서 "정압 환수식"은 증기난방 방식에서 응축수 환수방법에 따른 분류에서 제외된다.
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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%)
  • 가는 관을 여러 개 쓰는 것이 굵은 관을 쓰는 것보다 마찰손실이 적다는 것은 틀린 내용입니다. 이는 관의 단면적이 작을수록 유속이 높아져서 마찰손실이 커지기 때문입니다. 따라서, 유속과 유량을 고려하여 적절한 관 지름을 선택해야 합니다.
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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: 74%)
  • 수평주관으로부터 분기 입상시키는 경우, 관의 신축을 고려하여 2개 이상의 엘보를 이용하여 설치하는데, 이때 엘보와 엘보 사이에 스위블 이음을 사용한다. 스위블 이음은 두 개의 파이프를 연결하는데 사용되며, 한쪽 파이프의 끝 부분이 다른 쪽 파이프 안으로 들어가는 구조를 가지고 있다. 이러한 구조로 인해 파이프의 신축에 따라 이음 부분이 움직일 수 있어서 파이프의 변형을 최소화할 수 있다. 따라서 스위블 이음은 증기난방 설비 시공에서 파이프의 신축을 고려하여 사용되는 이음 방법 중 하나이다.
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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: 78%)
  • 크로스 이음은 음용수 배관과 음용수 이외의 배관이 서로 교차하는 형태로 접속되어 있어, 배관 내부의 압력 차이로 인해 다른 배관으로의 유출이나 혼합이 일어날 가능성이 적어서 음용수 오염 위험이 적은 방법이다. 하트포드 이음은 물이 흐르는 방향이 일정하지 않아서 오염 위험이 크고, 리버스리턴 이음은 물이 역류할 가능성이 있어서 오염 위험이 크다. 역류방지 이음은 역류방지 장치가 없으면 역류가 일어날 가능성이 있어서 오염 위험이 크다.
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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: 78%)
  • 급수관 내의 유속이 너무 높으면 파손이나 누수 등의 문제가 발생할 수 있으며, 너무 낮으면 물의 고정이나 오염 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 일반적으로 급수 본관에서는 1~2m/s의 유속이 가장 적절하다고 생각됩니다. 이는 충분한 공급량을 보장하면서도 파손이나 오염 등의 문제를 최소화할 수 있는 범위이기 때문입니다.
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53. 암모니아 냉매 배관에 사용하기 가장 적합한 것은?

  1. 알루미늄 합금관
  2. 동관
  3. 아연관
  4. 강관
(정답률: 66%)
  • 암모니아는 높은 압력과 온도에서 사용되는 냉매이기 때문에, 강도와 내식성이 뛰어난 강관이 가장 적합합니다. 알루미늄 합금관은 내식성이 부족하고, 동관은 암모니아와 반응하여 부식될 수 있으며, 아연관은 내식성이 부족하고, 암모니아와 반응하여 부식될 수 있기 때문입니다.
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54. 다음 그림 기호가 나타내는 밸브는?

  1. 증발압력 조정밸브
  2. 유압 조정밸브
  3. 용량 조정밸브
  4. 흡입압력 조정밸브
(정답률: 80%)
  • 이 기호는 유압 조정밸브를 나타냅니다. 이유는 기호의 모양이 일반적으로 유압 조정밸브의 모양과 유사하기 때문입니다. 또한, 유압 조정밸브는 유체의 유량과 압력을 제어하여 시스템의 안정성을 유지하고, 유압 기계의 작동을 조절하는 역할을 합니다.
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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: 67%)
  • 중압 가스용 지중 매설관은 내부 압력에 대한 내구성과 외부 환경에 대한 내식성이 중요합니다. 이 중에서도 PE 피복강관은 내식성이 뛰어나고 내부 압력에 대한 내구성이 높아 중압 가스용 지중 매설관으로 가장 적합합니다. 또한 PE 피복강관은 가벼우면서도 강도가 높아 설치 및 유지보수가 용이하며, 이음매가 없어 누출 위험이 적습니다.
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56. 보온재의 구비 조건으로 틀린 것은?

  1. 열전도율이 클 것
  2. 불연성일 것
  3. 내식성 및 내열서이 있을 것
  4. 비중이 적고 흡습성이 적을 것
(정답률: 81%)
  • "열전도율이 클 것"이 틀린 것입니다. 보온재는 열을 잘 전달하지 않는 것이 중요합니다. 따라서 열전도율이 낮을수록 보온성능이 높아집니다.
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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: 59%)
  • 동합금 납땜 관이음쇠와 강관의 이종관 접합시, 동합금 납땜 관이음쇠로 90° 방향전환을 위한 부속은 엘보가 적합합니다. 이때, C는 동합금으로 된 파이프를 의미하고, F는 철강으로 된 파이프를 의미합니다. 따라서, 이종관 접합시 C×F 90° 엘보가 적합한 부속입니다.
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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: 81%)
  • "관내 마찰저항이 커야 한다."는 틀린 조건입니다. 냉동배관은 온도가 매우 낮기 때문에 내구성과 내식성이 중요하지만, 관내 마찰저항이 크면 유동성이 떨어져 유체의 움직임이 어려워지기 때문입니다. 따라서 냉동배관 재료로 선택될 때는 가공 및 시공성이 좋아야 하며, 내구성과 내식성도 고려해야 합니다.
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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: 65%)
  • 가스홀더는 공장에서 제조된 가스를 저장하는 용기로, 가스의 품질을 균일하게 유지하면서 제조량과 수요량을 조절할 수 있습니다. 따라서 가스 홀더가 정답입니다. 정압기는 가스의 압력을 조절하는 장치, 가스미터는 가스 사용량을 측정하는 장치, 압송기는 가스를 압축하여 운반하는 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: 60%)
  • "공급 주관의 응축수가 냉동기 내에 유입되도록 한다."이 부분이 틀린 것입니다. 실제로는 공급 주관의 응축수가 냉동기 내에 유입되지 않도록 하여 냉매 순환을 원활하게 유지합니다. 이유는 응축수가 냉동기 내부로 유입되면 냉매 순환에 방해가 되어 냉동기의 성능이 저하될 수 있기 때문입니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 되먹임 제어의 종류에 속하지 않는 것은?

  1. 순서제어
  2. 정치제어
  3. 추치제어
  4. 프로그램제어
(정답률: 63%)
  • 순서제어는 프로그램의 실행 순서를 제어하는 것으로, 다른 제어 종류와는 달리 외부 입력이나 상태 변화에 따라 실행 순서가 바뀌지 않는다. 따라서 되먹임 제어의 종류에는 속하지 않는다.
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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: 67%)
  • 전압 제어법은 직류전동기의 전압을 조절하여 속도를 제어하는 방법으로, 전압을 조절함으로써 속도 제어 범위가 가장 광범위하며, 운전 효율이 양호합니다. 따라서 보기 중 "전압 제어법"이 정답입니다. 저항 제어법은 속도 제어 범위가 제한적이고, 운전 효율이 낮으며, 계자 제어법과 2차여자 제어법은 속도 제어 범위가 좁고, 운전 효율이 낮습니다.
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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: 48%)
  • 제어량을 일정하게 유지하기 위해서는 주기적으로 측정하고 조정해야 합니다. 이를 수동으로 하게 되면 인력과 시간이 많이 소요되며, 불안정한 요소가 많아 정확한 제어가 어렵습니다. 따라서 자동으로 측정하고 조정하는 자동조정 기능을 사용하여 제어량을 일정하게 유지하는 것이 효율적입니다.
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64. 어떤 제어계의 임펄스 응답이 sinωt 일 때 계의 전달함수는?

(정답률: 60%)
  • 임펄스 응답이 sinωt일 때, 시간 영역에서의 임펄스 함수는 cosωt를 미분한 것과 같다. 따라서, 시간 영역에서의 전달함수는 cosωt를 미분한 것과 같다. 이를 라플라스 변환하여 전달함수를 구하면, s/(s^2 + ω^2)이 된다. 이를 풀어쓰면, 가 된다.
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65. 그림과 같은 논리회로의 출력 Y는?

(정답률: 73%)
  • AND 게이트는 입력이 모두 1일 때만 출력이 1이 되므로, 입력 A와 B가 모두 1일 때만 출력 Y가 1이 됩니다. 따라서, ""이 정답입니다.
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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 동작은 P 동작과 D 동작을 결합한 제어동작으로, 현재 오차와 오차 변화율을 모두 고려하여 제어를 수행합니다. 이를 통해 시스템의 응답 속도를 높이고 오버슈팅을 줄일 수 있어 제어계의 응답 속응성을 개선할 수 있습니다. 따라서 PD 동작이 제어계의 응답 속응성을 개선하기 위한 제어동작으로 선택됩니다.
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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: 63%)
  • s2+2δωns+ω2n=0은 2차 방정식의 형태를 가지고 있으며, 이는 곧 시스템의 전달함수 H(s)의 분모식이 해당 방정식과 같다는 것을 의미합니다.

    무제동 진동을 하기 위해서는 시스템의 고유진동수 ωn과 감쇠비 δ가 일정한 값을 가져야 합니다. 따라서, δ의 값이 어떤 범위에 속하는지에 따라 시스템이 무제동 진동을 할 수 있는지 여부가 결정됩니다.

    δ=0일 경우, 방정식의 해는 s=-ωn와 s= -ωn로, 이는 곧 시스템이 무제동 진동을 할 수 있는 조건입니다. 이는 감쇠가 전혀 없는 상태를 의미하며, 이러한 상태를 "비감쇠 고유진동"이라고 합니다.

    반면에, δ＜1일 경우, 시스템은 감쇠진동을 하게 되며, 이는 무제동 진동을 할 수 없는 상태입니다.

    δ=1일 경우, 시스템은 "임계감쇠" 상태가 되며, 이는 곧 시스템이 가장 빠르게 안정상태로 수렴하는 상태입니다.

    δ＞1일 경우, 시스템은 "과감쇠" 상태가 되며, 이는 곧 시스템이 수렴하는 과정에서 진동을 하게 되는 상태입니다.

    따라서, s2+2δωns+ω2n=0인 계가 무제동 진동을 할 경우, δ의 값은 0이어야 합니다.
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68. 그림과 같은 RL직렬회로에 구형파 전압을 인가했을 때 전류 i를 나타내는 식은?

(정답률: 48%)
  • 이 RL직렬회로에서 전압과 전류의 관계는 오므로, 전압을 구한 후 오므로 전류를 구할 수 있다. 구형파 전압의 주파수를 ω라고 하면, 전압은 V = Vm sin(ωt)이다. 이 때, RL직렬회로에서 전압과 전류의 관계는 V = Ri + L(di/dt)이다. 이를 Vm sin(ωt) 형태로 변형하면, Vm sin(ωt) = Ri + L(d/dt)(Im sin(ωt))이다. 여기서 Im은 전류의 최대값이다. 이를 정리하면, Im = Vm/√(R^2 + ω^2L^2)이다. 따라서, 전류 i는 Im sin(ωt)이므로, i = Vm/√(R^2 + ω^2L^2) sin(ωt)이다. 이를 간단하게 표현하면, i = V/R sin(ωt - φ)이다. 여기서 φ는 전류가 전압보다 π/2만큼 늦게 나타나는 위상각을 나타낸다. 따라서, 정답은 ""이다.
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69. 배리스터의 주된 용도는?

  1. 온도 측정용
  2. 전압 증폭용
  3. 출력전류 조절용
  4. 서지전압에 대한 회로 보호용
(정답률: 76%)
  • 배리스터는 전압이 일정 수준 이상으로 상승할 때 회로를 보호하기 위해 사용됩니다. 이는 서지전압이나 과전압으로 인한 손상을 방지하기 위한 것입니다. 따라서 "서지전압에 대한 회로 보호용"이 배리스터의 주된 용도입니다.
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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: 35%)
  • c(t) = 1 - e-t의 형태는 일차원 함수의 형태이며, 시간 t=0에서의 출력값은 0이고, 시간 t가 무한대로 갈 때 출력값은 1에 근접한다. 이러한 함수의 반응속도를 나타내는 지수함수의 특성상, 출력값이 63.2%에 도달하는 시간을 지연시간 Td로 정의한다.

    따라서, c(t) = 1 - e-t에서 출력값이 0.632일 때의 시간을 구하면 된다.

    1 - e-t = 0.632

    e-t = 0.368

    ln(e-t) = ln(0.368)

    -t = ln(0.368)

    t = -ln(0.368)

    t ≈ 0.693

    따라서, 지연시간 Td는 약 0.693초이다.
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71. 전자회로에서 온도 보상용으로 많이 사용되고 있는 소자는?

  1. 저항
  2. 코일
  3. 콘덴서
  4. 서미스터
(정답률: 81%)
  • 서미스터는 온도에 따라 저항값이 변화하는 특성을 가지고 있어서 온도 보상용으로 많이 사용됩니다. 따라서 이 문제에서 정답은 "서미스터"입니다.
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72. 열처리 노의 온도제어는 어떤 제어에 속하는가?

  1. 자동조정
  2. 비율제어
  3. 프로그램제어
  4. 프로세스제어
(정답률: 51%)
  • 열처리 노의 온도제어는 시간에 따라 변화하는 온도를 제어하는 것으로, 이는 프로그램제어에 속합니다. 프로그램제어는 미리 정해진 프로그램에 따라 제어를 수행하는 방식으로, 시간에 따라 변화하는 온도를 예측하여 미리 정해진 프로그램에 따라 제어를 수행합니다. 따라서 열처리 노의 온도제어는 프로그램제어에 속합니다.
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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: 58%)
  • 오예! 이 문제는 오므라이스가 풀어줄 수 있어!

    우선, 전압이 일정하다는 것은 저항이 변하지 않는다는 것을 의미합니다. 따라서, 오영호 법칙에 따라 전류는 저항에 비례합니다.

    즉, 저항을 50% 증가시키면 전류도 50% 증가해야 합니다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다.

    I2 = 1.5I1

    여기서 I1은 원래의 전류값이고, I2는 새로운 전류값입니다.

    오영호 법칙에 따라,

    I1 = V/R1

    I2 = V/R2

    여기서 V는 전압, R1은 원래의 저항값, R2는 새로운 저항값입니다.

    따라서,

    V/R2 = 1.5(V/R1)

    R2/R1 = 2/3

    R2 = (2/3)R1

    즉, 새로운 저항값은 원래의 저항값에 2/3을 곱한 값이 됩니다.

    보기에서 0.67R이 정답인 이유는, 2/3을 소수점으로 나타내면 0.67이기 때문입니다.

    그러므로, 정답은 "0.67R"입니다!
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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: 53%)
  • 동작신호는 제어대상에게 영향을 주는 제어요소가 제어대상에게 전달하는 신호를 말합니다. 이 중에서도 피드백 제어계에서는 기준입력과 궨환신호의 차이를 동작신호로 사용합니다. 이는 제어대상의 현재 상태를 측정하여 기준입력과 비교한 후, 그 차이를 제어요소에 전달하여 제어대상의 상태를 조절하는 방식으로 동작합니다. 따라서 동작신호는 제어대상에게 직접적인 영향을 주는 신호로, 피드백 제어계에서 매우 중요한 역할을 합니다.
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75. 동기속도가 3600 rpm인 동기발전기의 극수는 얼마인가? (단, 주파수는 60Hz이다.)

  1. 2극
  2. 4극
  3. 6극
  4. 8극
(정답률: 57%)
  • 주파수가 60Hz이므로, 한 주기당 회전수는 60회전이다. 따라서, 1분당 회전수는 60 × 60 = 3600회전이다. 동기속도가 3600 rpm이므로, 극수는 2극이다. 이는 동기속도와 극수가 비례하기 때문이다. 즉, 동기속도가 높을수록 극수는 적어지고, 동기속도가 낮을수록 극수는 많아진다.
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76. 다음 블록선도 중 비례적분제어기를 나타낸 블록선도는?

(정답률: 61%)
  • 정답은 ""이다.

    비례적분제어기는 오차 신호와 제어 신호의 곱을 적분하여 제어 신호를 생성하는 제어기이다. 이 블록선도에서는 오차 신호가 입력되고, 이 신호는 비례 제어기와 적분 제어기를 거쳐 제어 신호를 생성한다. 이때, 비례 제어기와 적분 제어기의 출력값은 각각 오차 신호와 제어 신호의 비례와 적분값을 나타내므로, 이 두 값을 곱하여 제어 신호를 생성하는 것이다. 따라서, 비례적분제어기를 나타내는 블록선도는 ""이다.
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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: 41%)
  • 전류 I=3t^2+6t를 5초 동안 통과시키면 전기량 Q는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = ∫I dt (t=0부터 t=5까지)

    = ∫(3t^2+6t) dt (t=0부터 t=5까지)

    = [t^3+3t^2] (t=0부터 t=5까지)

    = (5^3+3×5^2) - (0^3+3×0^2)

    = 125+75

    = 200

    따라서, 정답은 "200"이다.
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78. 그림과 같은 신호흐름선도에서 C/R를 구하면?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

(정답률: 57%)
  • 신호흐름선에서 C/R은 "Confirm/Reject"를 의미합니다. 이는 메시지가 제대로 전송되었는지 확인하고, 문제가 있을 경우 거부하는 기능을 수행합니다. 그림에서는 메시지가 A에서 B로 전송되고, B에서는 메시지를 받았다는 확인 신호를 A에게 보내고 있습니다. 따라서 C/R은 ""입니다.
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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: 40%)
  • A에 들어갈 전달함수는 "G-1 / G"이다. 이는 입력신호 G를 그대로 출력으로 전달하되, 이전 단계에서 출력된 신호를 1만큼 감소시킨다는 의미이다. 이전 단계에서 출력된 신호가 현재 단계에서 입력으로 들어오기 때문에, 이를 1만큼 감소시키면 이전 단계에서 출력된 값과 현재 단계에서 출력될 값이 일치하게 된다.
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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: 36%)
  • 입력이 단위 임펄스일 때, 출력을 구하는 것은 시스템의 장시간 응답을 파악하는 데 유용한 방법 중 하나인 임펄스 응답을 구하는 것과 같다. 따라서, 출력 c(t)의 라플라스 변환 C(s)를 구하고, 전달함수 G(s)를 C(s)로 나누면 된다.

    c(t) = te-3t 이므로, C(s)는 다음과 같다.

    C(s) = L{c(t)} = L{te-3t} = -frac{d}{ds} L{e-3t} = -frac{d}{ds} frac{1}{s+3} = frac{1}{(s+3)^2}

    따라서, 전달함수 G(s)는 다음과 같다.

    G(s) = C(s) / U(s) = 1 / (s+3)2

    즉, 입력과 출력의 라플라스 변환을 나눈 것이 전달함수이며, 이 경우에는 입력이 단위 임펄스이므로 U(s) = 1 이다. 전달함수 G(s)의 분모가 (s+3)2인 이유는, 출력 c(t)가 e-3t을 포함하는 형태이기 때문에, 시스템의 특성을 나타내는 지수함수 e-3t가 라플라스 변환에서는 (s+3)의 역수인 1/(s+3)으로 표현되기 때문이다. 또한, (s+3)2인 이유는, 출력 c(t)가 t를 포함하는 형태이기 때문에, 라플라스 변환에서는 s의 2차항이 포함되어야 하기 때문이다.
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