공조냉동기계산업기사 필기 기출문제복원 (2019-03-03)

공조냉동기계산업기사 2019-03-03 필기 기출문제 해설

이 페이지는 공조냉동기계산업기사 2019-03-03 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

공조냉동기계산업기사
(2019-03-03 기출문제)

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1과목: 공기조화

1. 원심송풍기에서 사용되는 풍량제어 방법 중 풍량과 소요동력 과의 관계에서 가장 효과적인 제어방법은?

  1. 회전수제어
  2. 베인제어
  3. 댐퍼제어
  4. 스크롤 댐퍼 제어
(정답률: 86%)
  • 원심송풍기의 풍량 제어 방법 중 동력 손실이 가장 적고 에너지 절감 효과가 가장 큰 방법은 회전수제어입니다.

    오답 노트
    베인제어, 스크롤 댐퍼 제어, 댐퍼제어 순으로 동력 손실이 커집니다.
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2. 다음 중 제올라이트(zeolite)를 이용한 제습방법은 어느것인가?

  1. 냉각식
  2. 흡착식
  3. 흡수식
  4. 압축식
(정답률: 80%)
  • 제올라이트는 실리카겔, 활성 알루미나와 함께 대표적인 고체 흡착제로 사용되는 물질입니다. 따라서 제올라이트를 이용한 제습 방법은 흡착식입니다.
  • 제올라이트는 화산 폭발로 흘러나온 용암과 해수가 만나 화학반응을 일으켜
    생성된 광물이다. 제올라이트는 흡착성이 뛰어나 불순물 제거와 탈취에 적합 하다. 이에 따라 합성세제 첨가제, 항균제, 가축사료첨가제, 건축자재, 정화 제, 토양 보습제 등 현재 다양한 방면에서 많이 활용되고 있다.
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3. 습공기선도상에 나타나 있지 않은 것은?

  1. 상대습도
  2. 건구온도
  3. 절대습도
  4. 포화도
(정답률: 84%)
  • 습공기선도는 건구온도, 습구온도, 노점온도, 상대습도, 절대습도, 수증기분압, 엔탈피, 비체적, 현열비, 열수분비 등으로 구성되며, 포화도는 나타나 있지 않습니다.
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4. 난방부하는 어떤 기기의 용량을 결정하는데 기초가 되는가?

  1. 공조장치의 공기냉각기
  2. 공조장치의 공기가열기
  3. 공조장치의 수액기
  4. 열원설비의 냉각탑
(정답률: 85%)
  • 난방부하는 실내 온도를 높이기 위해 필요한 열량을 의미하므로, 공기를 가열하여 공급하는 공조장치의 공기가열기 용량을 결정하는 기초가 됩니다.
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5. 난방방식과 열매체의 연결이 틀린것은?

  1. 개별 스토브 - 공기
  2. 온풍 난방 - 공기
  3. 가열 코일 난방 – 공기
  4. 저온 복사 난방 - 공기
(정답률: 79%)
  • 저온 복사 난방은 바닥이나 벽면에 매설된 배관에 온수를 순환시켜 복사열로 난방하는 방식입니다. 따라서 열매체는 공기가 아니라 온수입니다.
  • 저온 복사 난방은 낮은 온도로 복사열을 이용해 난방하는 방식입니다. 주로 바닥, 벽, 천장 등의 구조체에 매립된 온수관 등을 통해 열을 방출하여 실내를 따뜻하게 하는 방식으로, 50℃ 이하의 저온을 사용합니다. 
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6. 기류 및 주위벽면에서의 복사열은 무시하고 온도와 습도만으로 쾌적도를 나타내는 지표를 무엇이라 하는가?

  1. 퀘적 건강지표
  2. 불쾌지수
  3. 유효온도지수
  4. 청정지표
(정답률: 90%)
  • 기류와 복사열을 제외하고 오직 온도와 습도만으로 인간이 느끼는 쾌적함과 불쾌감을 수치화한 지표는 불쾌지수입니다.
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7. 실내 냉방 부하 중에서 현열부하 2500 kcal/h, 잠열부하 500 kcal/h 일 때 현열비는?

  1. 0.2
  2. 0.83
  3. 1
  4. 1.2
(정답률: 74%)
  • 전체 열부하 중 현열부하가 차지하는 비율을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $SHF = \frac{q_s}{q_s + q_l}$ 현열비 = 현열 / (현열 + 잠열)
    ② [숫자 대입] $SHF = \frac{2500}{2500 + 500}$
    ③ [최종 결과] $SHF = 0.83$
  • SHP=2500/2500+500=0.83
    현열비: 습공기 전열량에 대한 현열량의 비
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8. 극간풍의 풍량을 계산하는 방법으로 틀린것은?

  1. 환기 횟수에 의한 방법
  2. 극간 길이에 의한 방법
  3. 창 면적에 의한 방법
  4. 재실인원수에 의한 방법
(정답률: 83%)
  • 극간풍의 풍량 계산 방법에는 환기 횟수법, 창문의 극간 길이법, 창면적법, 개폐에 의한 방법 등이 있습니다.

    오답 노트
    재실인원수에 의한 방법: 극간풍 계산법에 해당하지 않음
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9. 그림에서 공기조화기를 통과하는 유입공기가 냉각코일을 지날 때의 상태를 나타낸 것은?

  1. OA
  2. OB
  3. OC
  4. OD
(정답률: 87%)
  • 공기가 온도가 낮은 냉각코일을 통과하면 온도가 내려가는 냉각 과정과 수증기가 응축되는 제습 과정이 동시에 일어납니다. 따라서 습공기선도에서 온도(건구온도)와 절대습도가 모두 감소하는 방향인 의 OB 방향으로 상태가 변화합니다.
  • OA: 감습(제습)
    OB:냉각감습
    OC: 가열가습
    OD:냉각가습
    여름철 냉방시 유입공기가 냉각ㅗ코일을 지나면 감습(OB)된다
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10. 복사난방의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 외기온도 변화에 따라 실내의 온도 및 습도조절이 쉽다
  2. 방열기가 불필요하므로 가구배치가 용이하다
  3. 실내의 온도분포가 균등하다
  4. 복사열에 의한 난방이므로 쾌감도가 크다
(정답률: 81%)
  • 복사난방은 바닥이나 벽면에 열원을 매립하는 방식으로, 외기 온도 변화에 따른 방열량 조절이 어렵고 예열 시간이 길다는 단점이 있습니다. 외기온도 변화에 따라 실내의 온도 및 습도조절이 쉽다는 설명은 온수난방의 특징입니다.
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11. 공기조화방식에서 수-공기방식의 특징에 대한 설명으로 틀린것은?

  1. 전공기방식에 비해 반송동력이 많다.
  2. 유닛에 고성능 필터를 사용할 수가 없다.
  3. 부하가 큰 방에 대해 덕트의 치수가 적어질 수 있다.
  4. 사무실, 병원, 호텔 등 다실 건물에서 외부 존은 수방식, 내부 존은 공기방식으로 하는 경우가 많다.
(정답률: 64%)
  • 물은 공기에 비해 단위 체적당 열용량이 매우 크기 때문에, 수방식을 이용하면 전공기 방식보다 반송 효율이 높고 반송 동력을 줄일 수 있습니다. 따라서 전공기 방식에 비해 반송 동력이 많다는 설명은 틀린 내용입니다.
  • 수방식은 물로 열을 전달하므로, 같은 열량을 전달할 때 공기보다 훨씬 작은 단면적의 배관으로 가능해 반송동력이 적습니다.

    전공기방식은 공기만으로 열을 전달하므로, 큰 덕트가 필요하고 이에 따른 반송동력이 더 큽니다.

    수-공기방식에서는 고성능 필터를 유닛에 적용하기 어려운 경우가 많습니다. (②는 맞는 설명)

    덕트 크기를 줄일 수 있고, 혼합 방식으로 구역별(외부존/내부존)에 맞춰 설계하는 것이 가능합니다. (③, ④는 맞는 설명)


    따라서 ①은 틀린 설명입니다.

    반송동력 : 열원 설비에서 발생한 열을 공급하기 위해 필요한 동력
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12. 다음 중 히트펌프 방식의 열원에 해당되지 않는것은?

  1. 수 열원
  2. 마찰 열원
  3. 공기 열원
  4. 태양 열원
(정답률: 76%)
  • 히트펌프는 외부의 열에너지를 이용하는 장치로, 주로 공기, 물(수), 지열, 태양열 등을 열원으로 사용합니다. 마찰 열원은 히트펌프의 일반적인 열원 방식에 해당하지 않습니다.
  • 히트방식의 열원
    -수.공기,태양,지열
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13. 송풍기의 법칙 중 틀린 것은? (단, 각각의 값은 아래 표와 같다.)

  1. Q2=(N2/N1)xQ1
  2. Q2=(d2/d1)3×Q1
  3. P2=(N2/N1)3×P1
  4. P2=(d2/d1)2×P1
(정답률: 75%)
  • 송풍기의 법칙에 따르면 정압 $P$는 회전수 $N$의 제곱에 비례합니다. 따라서 $P_{2} = (N_{2}/N_{1})^{2} \times P_{1}$이 되어야 하므로, $P_{2} = (N_{2}/N_{1})^{3} \times P_{1}$이라고 설명한 내용은 틀린 법칙입니다.
  • 송풍기(팬)의 유사 법칙 정리:

    1. 유량(Q) 은 회전수(N) 또는 임펠러 직경(d)에 비례

    Q2 = Q1 × (N2 / N1)

    Q2 = Q1 × (d2 / d1)



    2. 정압(P) 은 회전수(N)의 제곱 또는 직경(d)의 제곱에 비례

    P2 = P1 × (N2 / N1)²

    P2 = P1 × (d2 / d1)²





    ---

    선택지 검토:

    1. 1번: Q2 = (N2 / N1) × Q1 → 맞음


    2. 2번: Q2 = (d2 / d1)³ × Q1 → 틀림 (유량은 직경에 1차 비례)


    3. 3번: P2 = (N2 / N1)³ × P1 → 틀림 (압력은 회전수에 2차 비례)


    4. 4번: P2 = (d2 / d1)² × P1 → 맞음



    결론: 정답은 3번 (틀린 공식).
  • 송풍기 상사의 법칙
    풍량 Q2 = (N2 / N1) × (d2 / d1)³ × Q1
    압력 P2 = (N2 / N1)^2 × (d2 / d1)² × P1
    동력 L2= (N2/N1)^3 ×(d2 / d1)^5 × L1
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14. 냉수 코일 설계 시 유의사항으로 옳은 것은?

  1. 대수 평균 온도차(MTD)를 크게 하면 코일의 열수가 많아진다.
  2. 냉수의 속도는 2m/s 이상으로 하는 것이 바람직하다.
  3. 코일을 통과하는 풍속은 2~3m/s가 경제적이다.
  4. 물의 온도 상승은 일반적으로 15℃ 전후로 한다.
(정답률: 80%)
  • 냉수 코일 설계 시 경제적인 풍속은 $2\sim3\text{m/s}$로 유지하는 것이 바람직합니다.

    오답 노트
    대수 평균 온도차(MTD): MTD를 크게 하면 필요한 코일 수는 오히려 줄어듭니다.
    냉수의 속도: 일반적으로 $1\sim1.5\text{m/s}$ 정도로 설계합니다.
    물의 온도 상승: 일반적으로 $5^{\circ}\text{C}$ 전후로 설계합니다.
  • ① 대수 평균 온도차(MTD)를 크게 하면 코일의 열수가 많아진다.
    → 틀림.
    MTD(Mean Temperature Difference)는 열전달을 효율적으로 하기 위한 지표입니다. MTD가 커지면 열전달량은 많아지지만, 코일의 열수(열 교환 면적)는 작아져도 됩니다. 즉, MTD가 크면 오히려 코일 크기를 줄일 수 있어 경제적입니다. 이 보기는 오해가 있는 설명입니다.


    ---

    ② 냉수의 속도는 2m/s 이상으로 하는 것이 바람직하다.
    → 틀림.
    일반적으로 냉수의 유속은 1.0~2.0 m/s 정도가 적절합니다. 2 m/s 이상이 되면 마찰 손실이 커지고 에너지 소모가 증가하여 효율이 떨어질 수 있습니다. 따라서 무조건 2 m/s 이상이 바람직하다고 보기는 어렵습니다.


    ---

    ③ 코일을 통과하는 풍속은 2~3m/s가 경제적이다.
    → 정답.
    공조기 등의 설계 시 일반적으로 코일을 통과하는 공기의 속도는 2~3 m/s가 적절합니다. 너무 빠르면 소음 및 압력 손실이 커지고, 너무 느리면 장비가 비경제적이 됩니다.


    ---

    ④ 물의 온도 상승은 일반적으로 15℃ 전후로 한다.
    → 틀림.
    냉수 코일의 경우 물의 온도 상승(즉, 출구 온도 - 입구 온도)은 보통 5~7℃ 정도가 일반적입니다. 15℃ 상승은 냉수 코일 설계 기준에 비해 지나치게 큽니다.
  • 1. 대수 평균 온도차(MTD)를 크게 하면 코일의 열수가 많아진다.
    → MTD가 크면 열전달량이 많아지므로 열수(열전달 능력)는 증가하지만, 항상 코일 수가 많아지는 것은 아니며 효율적으로 설계 시 코일 수를 줄일 수도 있습니다. 표현이 부적절합니다.


    2. 냉수의 속도는 2m/s 이상으로 하는 것이 바람직하다.
    → 일반적으로 냉수의 속도는 1~2.5 m/s 정도가 적당합니다. 너무 빠르면 마모와 소음이 발생할 수 있어 비경제적입니다.


    3. 코일을 통과하는 풍속은 2~3m/s가 경제적이다.
    → 일반적으로 공조 설비에서 코일을 통과하는 풍속은 2~3m/s가 경제성과 성능면에서 적당합니다. (정답)


    4. 물의 온도 상승은 일반적으로 15℃ 전후로 한다.
    → 일반적인 온도 상승은 5~10℃ 정도가 적당하며, 15℃는 다소 과도할 수 있습니다.
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15. 다음 그림의 난방 설계도에서 콘벡터(Convector)의 표시 중 F가 가진 의미는?

  1. 케이싱 길이
  2. 높이
  3. 형식
  4. 방열면적
(정답률: 85%)
  • 콘벡터(Convector)의 도시법에 따르면, 표기 형식은 에서 '형식 $\times$ 폭 $\times$ 높이' 순으로 기재합니다. 따라서 $F$는 해당 기기의 형식을 의미합니다.
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16. 공기조화 냉방 부하 계산 시 잠열을 고려하지 않아도 되는 경우는?

  1. 인체에서의 발생열
  2. 문틈에서의 틈새바람
  3. 외기의 도입으로 인한 열량
  4. 유리를 통과하는 복사열
(정답률: 72%)
  • 잠열은 물질의 상태 변화(증발, 응축 등) 시 발생하는 열이므로, 수분 이동이 없는 경우 고려하지 않습니다. 유리를 통과하는 복사열은 단순한 에너지 전달이며 수분 증발을 동반하지 않는 순수 현열 부하입니다.

    오답 노트
    인체 발생열, 틈새바람, 외기 도입: 모두 수증기를 포함하거나 이동시키므로 잠열 부하가 발생함
  • 인체에서의 발생열(헌열,잠열)
    문틈에서의 틈새바람(헌열,잠열)
    외기의 도입으로 인한 열량(현열,잠열)
    유리를 통과하는 복사열(현열)
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17. 공기 중에 분진의 미립자 제거뿐만 아니라 세균, 곰팡이, 바이러스 등 까지 극소로 제한시킨 시설로서 병원의 수술실, 식품가공, 제액 공장 등의 특정한 공정이나 유전자 관련 산업 등에 응용되는 설비는?

  1. 세정실
  2. 산업용 클린룸(ICR)
  3. 바이오 클린룸(BCR)
  4. 칼로리미터
(정답률: 90%)
  • 바이오 클린룸(BCR)은 일반적인 분진 제거를 넘어 세균, 곰팡이, 바이러스 등 생물학적 오염 물질을 극소로 제어하는 시설로, 수술실이나 유전자 관련 산업 등 고도의 청정도가 필요한 곳에 사용됩니다.
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18. 실내온도25℃이고, 실내 절대습도가 0.0165kg/kg의 조건에서 틈새바람에 의한 침입 외기량이 200L/s일 때 현열부하와 잠열부하는? (단, 실외온도 35℃, 실외 절대습도0.0321kg/kg, 공기의 비열 1.01kJ/kg·K, 물의 증발잠열 2501 kJ/kg 이다.)

  1. 현열부하 2.424kW, 잠열부하 7.803kW
  2. 현열부하 2.424kW, 잠열부하 9.364kW
  3. 현열부하 2.828kW, 잠열부하 7.803kW
  4. 현열부하 2.828kW, 잠열부하 9.364kW
(정답률: 72%)
  • 침입 외기에 의한 부하는 공기 질량 유량에 비열(현열) 또는 증발잠열(잠열)과 상태 차이를 곱하여 산출합니다. 공기 밀도는 $1.2 \text{kg/m}^3$를 적용하며, 유량 $200 \text{L/s}$는 $0.2 \text{m}^3\text{/s}$로 환산합니다.
    현열부하:
    ① [기본 공식] $Q_s = G \times C \times \Delta t$
    ② [숫자 대입] $Q_s = (0.2 \times 1.2) \times 1.01 \times (35 - 25)$
    ③ [최종 결과] $Q_s = 2.424$
    잠열부하:
    ① [기본 공식] $Q_l = G \times r \times \Delta x$
    ② [숫자 대입] $Q_l = (0.2 \times 1.2) \times 2501 \times (0.0321 - 0.0165)$
    ③ [최종 결과] $Q_l = 9.364$
  • 실내온도: 25℃

    실내 절대습도: 0.0165 kg/kg

    실외온도: 35℃

    실외 절대습도: 0.0321 kg/kg

    외기 침입량: 200 L/s = 0.2 m³/s

    공기의 비열: 1.01 kJ/kg·K

    증발잠열: 2501 kJ/kg


    공기의 밀도: 약 1.2 kg/m³로 가정


    ---

    1. 질량유량 구하기 (공기량)
    m = 0.2 m³/s × 1.2 kg/m³ = 0.24 kg/s


    ---

    2. 현열부하 (Sensible Heat Load)
    공기 비열 × 질량유량 × 온도차
    = 1.01 × 0.24 × (35 - 25)
    = 1.01 × 0.24 × 10 = 2.424 kW


    ---

    3. 잠열부하 (Latent Heat Load)
    = 질량유량 × 수분량 차이 × 잠열
    = 0.24 × (0.0321 - 0.0165) × 2501
    = 0.24 × 0.0156 × 2501 ≈ 9.364 kW


    ---

    정답:
    ② 현열부하 2.424 kW, 잠열부하 9.364 kW
  • 현열량공식:Qs=G×C×ΔT
    G0.2×C1.2×1.01× (35-25) ΔT =2.424KW

    잠열량공식:QL=G×r×ΔX
    QL=0.2×1.2×2501× (0.0321-0.0165)=9.364KW

    ※암기사항
    1KJ/s=1KW= 1m^3=100L 공기비중=1.2kg/m^3
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19. 건구온도30℃, 상대습도60%인 습공기에서 건공기의 분압(mmHg)는? (단, 대기압은 760mmHg, 포화 수증기압은 27.65mmHg 이다)

  1. 27.65
  2. 376.21
  3. 743.41
  4. 700.97
(정답률: 58%)
  • 전체 대기압에서 수증기가 차지하는 분압을 제외하면 건공기의 분압을 구할 수 있습니다. 수증기 분압은 포화 수증기압에 상대습도를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{da} = P_{atm} - (P_{sat} \times \phi)$
    ② [숫자 대입] $P_{da} = 760 - (27.65 \times 0.6)$
    ③ [최종 결과] $P_{da} = 743.41$
  • 1. 실제 수증기압 계산 (실제 수증기 분압)

    상대습도 × 포화 수증기압
    = 0.6 × 27.65
    = 16.59 mmHg


    ---

    2. 건공기의 분압 계산

    대기압 - 실제 수증기압
    = 760 - 16.59
    = 743.41 mmHg
  • 상대습도(Φ) 공식이용
    - Φ=Pw / Ps×100
    Pw=Φ×Ps/100= 60×27.65=16.59mmHg
    건공기분압Pa=760-16.59=743.41mmHg
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20. 다음 중 보일러의 열효율을 향상시키기 위한 장치가 아닌 것은?

  1. 저수위 차단기
  2. 재열기
  3. 절탄기
  4. 과열기
(정답률: 81%)
  • 보일러의 열효율을 높이기 위해서는 배기가스의 폐열을 회수하는 과열기, 재열기, 절탄기, 공기예열기 등이 사용됩니다.

    오답 노트
    저수위 차단기: 효율 향상이 아닌 저수위 사고 방지를 위한 안전장치임
  • 보일러 폐열 회수장치
    보일러에서 발생된 배기가스는 여열을 이용해 과열증기를 생산하고
    저압터빈을 돌리며 급수 .연소용공기등을 예열시켜 보일러의 효율을
    향상시키기 위해 설치된 장치
    종류로는
    과열기,재열기,절탄기,공기예열기가 있다
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2과목: 냉동공학

21. 단위에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 열의 일당량은 427kg·m/kcal 이다
  2. 1 kcal는 약 4.2kJ이다.
  3. 1 kWh는 760 kcal 이다.
  4. ℃=5(℉-32)/9 이다.
(정답률: 81%)
  • 에너지 단위 환산 시 $1\text{ kWh}$는 $860\text{ kcal}$에 해당합니다.

    오답 노트
    1 kWh는 760 kcal 이다: $860\text{ kcal}$가 올바른 값임
  • 1Kw=860Kcal/h 이다.
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22. 냉동기 윤활유의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 저온에서 응고하지 않고 왁스를 석출하지 않을 것
  2. 인화점이 낮고 고온에서 열화하지 않을 것
  3. 냉매에 의하여 윤활유가 용해되지 않을 것
  4. 전기 절연도가 클 것
(정답률: 74%)
  • 냉동기 윤활유는 고온의 환경에서도 안전하게 작동해야 하므로, 화재 위험을 방지하고 열분해를 막기 위해 인화점이 높아야 하며 고온에서 열화되지 않아야 합니다.

    오답 노트
    인화점이 낮고 고온에서 열화하지 않을 것: 인화점이 높아야 안전함
  • 인화점은 어떤 물질이 가열되어 그 증기가 공기와 섞여
    불이 붙을 수 있는 최소 온도를 말합니다.

    인화점이 낮다
    낮은온도에서도 쉽게 증기가 발생되어 작은 불꽃에도 불이 쉽게
    붙는다는 말이다.

    인화점이 높다
    더 높은 온도에서만 증기가 충분히 발생해 불이 잘 붙지 않음

    예을들면
    가솔린의 인화점은 -40도 ->매우 낮아서 아주 쉽게 불이 붙음
    디젤은 인화점이 약 52도 이상
    ->비교적 불이 잘붙지 않음

    인화점이 낮을수록 화재위험이 더 높고 취급에 더 주의가
    필요하다는 말이다.

    따라서 윤활유는 인화점높은걸 써야 한다.
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23. 냉동사이클에서 응축기의 냉매 액 압력이 감소하면 증발온도는 어떻게 되는가?

  1. 감소한다.
  2. 증가한다.
  3. 변화하지 않는다.
  4. 증가하다 감소한다.
(정답률: 66%)
  • 냉동사이클에서 응축기의 냉매 액 압력이 감소하면 시스템 전체의 압력 균형에 영향을 주어 증발압력이 함께 감소하게 되며, 이에 따라 포화 온도인 증발온도 또한 저하됩니다.
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24. 아래 선도와 같은 암모니아 냉동기의 이론 성적계수(ⓐ)와 성적계수(ⓑ)는 얼마인가? (단, 팽창밸브 직전의 액온도는 32℃이고, 흡입가스는 건포화증기이며, 압축효율은 0.85, 기계효율은 0.91로 한다)

  1. ⓐ3.9, ⓑ3.0
  2. ⓐ3.9, ⓑ2.1
  3. ⓐ4.9, ⓑ3.8
  4. ⓐ4.9, ⓑ2.6
(정답률: 65%)
  • 냉동기의 이론 성적계수는 냉동효과를 압축일로 나눈 값이며, 실제 성적계수는 여기에 압축효율과 기계효율을 곱하여 산출합니다.
    ⓐ 이론 성적계수
    ① $COP_{th} = \frac{h_1 - h_4}{h_2 - h_1}$
    ② $COP_{th} = \frac{395.5 - 135.5}{462 - 395.5}$
    ③ $COP_{th} = 3.9$
    ⓑ 성적계수
    ① $COP = COP_{th} \times \eta_{comp} \times \eta_{mech}$
    ② $COP = 3.9 \times 0.85 \times 0.91$
    ③ $COP = 3.0$
  • ① 이론 성적계수(a):

    이론 성적계수는 다음과 같이 계산됩니다.
    COP_carnot = (h1 - h4) / (h2 - h1)

    COP = (395.5 - 135.5) / (462 - 395.5)
    = 260 / 66.5
    ≈ 3.91


    ---

    ② 실제 성적계수(b):

    실제 성적계수는 기계효율과 압축기 효율을 고려하여 다음과 같이 계산됩니다:
    COP_actual = (h1 - h4) / ((h2 - h1) / (ηc × ηm))

    = 260 / (66.5 / (0.85 × 0.91))
    = 260 / (66.5 / 0.7735)
    = 260 / 85.98
    ≈ 3.02
  • 1. 이론 성적계수: ε0
    ε0=q/Aw=h1-h4/h2-h1
    395.5-135.5/462-395.5=3.9

    2.실제 성적계수
    ε= ε0× ηc × ηm
    ε=3.9× 0.85× 0.91=3.0
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25. 축열 시스템의 종류가 아닌 것은?

  1. 가스축열 방식
  2. 수축열 방식
  3. 빙축열 방식
  4. 잠열축열 방식
(정답률: 62%)
  • 축열 시스템은 열에너지를 저장했다가 필요할 때 공급하는 방식으로, 주로 수축열, 빙축열, 잠열축열 방식이 사용됩니다. 가스축열 방식은 일반적인 축열 시스템의 종류에 해당하지 않습니다.
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26. 항공기 재료의 내한(耐寒)성능을 시험하기 위한 냉동 장치를 설치 할려고 한다. 가장 적합한 냉동기는?

  1. 왕복동식 냉동기
  2. 원심식 냉동기
  3. 전자식 냉동기
  4. 흡수식 냉동기
(정답률: 76%)
  • 항공기 재료의 내한성 시험과 같이 매우 낮은 저온 환경을 조성해야 하는 경우에는 가장 낮은 온도를 얻을 수 있는 왕복동식 냉동기가 가장 적합합니다.
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27. 물리에르 선도상에서 압력이 증대함에 따라 포화액선과 건조포화 증기선이 만나는 일치점을 무엇이라 하는가?

  1. 한계점
  2. 임계점
  3. 상사점
  4. 비등점
(정답률: 89%)
  • 물리에르 선도(P-h 선도)에서 압력이 계속 상승하여 포화액선과 건조포화증기선이 하나로 만나는 지점을 임계점이라고 합니다. 이 점 이상의 압력과 온도에서는 액체와 기체의 구분이 없어지는 초임계 유체가 됩니다.
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28. 다음 중 냉동방법의 종류로 틀린 것은?

  1. 얼음의 융해잠열 이용 방법
  2. 드라이아이스 승화열 이용방법
  3. 액체질소의 증발열 이용 방법
  4. 기계식 냉동기의 압축열 이용방법
(정답률: 70%)
  • 냉동의 기본 원리는 물질이 상태 변화를 하며 열을 흡수하는 잠열(증발열, 융해열, 승화열)을 이용하는 것입니다.

    오답 노트
    기계식 냉동기의 압축열 이용방법: 압축열은 냉동 과정이 아니라 응축기에서 방출해야 하는 열이며, 냉동 자체는 증발열을 이용합니다.
  • 기계식 냉동기
    1.증기압축식 냉동기:증발잠열이용
    2.흡수식냉동기: 현열과 잠열을 동시에 이용
    3.증기분사식 냉동기: 증발잠열을 이용

    기계식 냉동기에서
    압축열을 이용한 방식은 없다.
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29. 저온의 냉장실에서 운전 중 냉각기에 적상(성애)이 생길 경우 이것을 살수로 제상하고자 할 때 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 냉각기용 송풍기는 정지후 살수 제상을 행한다
  2. 제상 수의 온도는 50 ~ 60℃정도의 물을 사용한다
  3. 살수하기 전에 냉각(증발)기로 유입되는 냉매액을 차단한다.
  4. 분사 노즐은 항상 깨끗이 청소한다.
(정답률: 81%)
  • 살수 제상 시 사용하는 제상수의 적정 온도에 관한 문제입니다. 살수 제상 시에는 일반적으로 $10 \sim 25^{\circ}C$ 정도의 물을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    제상 수의 온도는 50 ~ 60℃정도의 물을 사용한다: $10 \sim 25^{\circ}C$의 물을 사용하는 것이 적절합니다.
  • * 뜨거운 물을 사용하여 성에를 녹이는 방법은 효과적일 수 있지만, 50~60℃는 너무 높은 온도입니다. 냉장고 내부 부품에 손상을 줄 수 있으며, 안전에도 위험합니다. 미지근한 물이나 상온의 물을 사용하는 것이 더 적절합니다.
  • 제상수의 온도는 10~25℃ 정도의 물을 사용한다
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30. 압축기의 구조에 관한 설명으로 틀린것은?

  1. 반밀폐형은 고정식이므로 분해가 곤란하다.
  2. 개방형에는 벨트 구독식과 직결 구동식이 있다.
  3. 밀폐형은 전동기와 압축기가 한 하우징속에 있다.
  4. 기통 배열에 따라 입형, 횡형, 다기통형으로 구분된다.
(정답률: 78%)
  • 반밀폐형 압축기는 전동기와 압축기가 한 하우징 속에 있지만, 서로 분리 설치되어 있어 고장 시 분해 수리가 가능합니다.
  • 반밀폐형은 볼트와 너트로 조립되어 있어 분해조립및
    수리가 가능하다.
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31. 증기압축 이론냉동사이클에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 압축기에서의 압축과정은 단열 과정이다
  2. 응축기에서의 응축과정은 등압, 등엔탈피 과정이다.
  3. 증발기에서의 증발과정은 등압, 등온 과정이다.
  4. 팽창 밸브에서의 팽창과정은 교축 과정이다.
(정답률: 67%)
  • 응축기에서의 응축과정은 압력이 일정한 등압과정입니다.

    오답 노트
    등엔탈피 과정: 팽창 밸브에서의 교축 과정에 해당합니다.
  • 응축기에서의 응축과정은 등압상태에서
    열을 방출하므로 엔탈피는 감소한다.
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32. 냉매가 구비해야 할 조건으로 틀린 것은?

  1. 임계온도가 높고 응고온도가 낮을 것
  2. 같은 냉동능력에 대하여 소요동력이 적을것
  3. 전기절연성이 낮을 것
  4. 저온에서도 대기압 이상의 압력으로 증발하고 상온에서 비교적 저압으로 액화할것
(정답률: 77%)
  • 냉매는 전기 설비와의 접촉 가능성이 있으므로 안전을 위해 전기절연성이 높아야 합니다.
  • 냉매의 전기절연성이 클수록 좋다
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33. 열에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 열전도는 물질 내에서 열이 전달되는 것이기 때문에 공기 중에서는 열전도가 일어나지 않는다.
  2. 열이 온도차에 의하여 이동되는 현상을 열전달이라 한다.
  3. 고온 물체와 저온 물체 사이에서는 복사에 의해서도 열이 전달된다.
  4. 온도가 다른 유체가 고체벽을 사이에 두고 있을 때 온도가 높은 유체에서 온도가 낮은 유체로 열이 이동되는 현상을 열통과라고 한다.
(정답률: 77%)
  • 열전도는 고체뿐만 아니라 액체, 기체 상태의 모든 물질 내에서 발생합니다. 따라서 공기 중에서도 열전도는 일어납니다.
  • 열전도는 물체간의 접촉에 의해 열이 전달되는 형태로
    고체,액체,기체상태에서 발생될수 있으며, 주로 고체내부에서
    많이 발생된다.(공기는 제외)
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34. 수산물의 단기 저장을 위한 냉각 방법으로 적합하지 않은 것은?

  1. 빙온 냉각
  2. 염수 냉각
  3. 송풍 냉각
  4. 침지 냉각
(정답률: 77%)
  • 수산물의 단기 저장에는 빙온 냉각, 염수 냉각, 송풍 냉각 등이 사용됩니다. 하지만 침지 냉각은 제품을 냉각수에 직접 담그는 방식으로, 식품의 품질 저하나 오염 위험이 있어 수산물 저장에는 부적합합니다.
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35. 2원냉동 사이클에서 중간열교환기인 캐스케이드 열교환기의 구성은 무엇으로 이루어져 있는가?

  1. 저온측 냉동기의 응축기와 고온측 냉동기의 증발기
  2. 저온측 냉동기의 증발기와 고온측 냉동기의 응축기
  3. 저온측 냉동기의 응축기와 고온측 냉동기의 응축기
  4. 저온측 냉동기의 증발기와 고온측 냉동기의 증발기
(정답률: 74%)
  • 2원 냉동 사이클의 캐스케이드 열교환기는 두 사이클의 접점입니다. 저온측 냉동기에서 응축된 열을 고온측 냉동기가 증발하며 흡수하는 구조이므로, 저온측 냉동기의 응축기와 고온측 냉동기의 증발기가 결합된 형태입니다.
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36. 흡수식냉동기의 구성품 중 왕복동 냉동기의 압축기와 같은 역할을 하는 것은?

  1. 발생기
  2. 증발기
  3. 응축기
  4. 순환펌프
(정답률: 75%)
  • 흡수식 냉동기에서 발생기는 냉매를 분리하여 고압 상태로 만들어주는 역할을 하며, 이는 증기 압축식 냉동기의 압축기가 수행하는 역할과 동일합니다.
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37. 아래 조건을 갖는 수냉식 응축기의 전열면적(m2)는 얼마인가? (단, 응축기 입구의 냉매가스의 엔탈피는 430kcal/kg, 응축기 출구의 냉매액의 엔탈피는 145kcal/kg, 냉매 순환량은 150kg/h, 응축온도는 38℃, 냉각수 평균온도는 32℃, 응축기의 열관류율은 850 kcal/m2∙h∙℃ 이다.)

  1. 7.96
  2. 8.38
  3. 8.90
  4. 10.05
(정답률: 58%)
  • 응축기의 전열면적은 냉매가 방출하는 열량(응축부하)을 열관류율과 온도차의 곱으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{G \times (h_1 - h_2)}{K \times (T_c - T_w)}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{150 \times (430 - 145)}{850 \times (38 - 32)}$
    ③ [최종 결과] $F = 8.38$
  • 본 해설은 비추 누적갯수 초과로 자동 블라인드 되었습니다.
    (AI해설 오류가 많아 비추 2개 이상시 자동 블라인드 됩니다.)
    해설을 보시기 원하시면 클릭해 주세요
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38. 어떤 냉동장치의 계기압력이 저압은 60 mmHg, 고압은 673kPa이였다면, 이 때의 압축비는 얼마인가?

  1. 5.8
  2. 6.0
  3. 7.4
  4. 8.3
(정답률: 36%)
  • 압축비는 절대압력 기준으로 고압과 저압의 비율을 의미합니다. 저압이 진공압으로 주어졌으므로 대기압에서 빼주어 절대압력을 구해야 합니다.
    ① [기본 공식] $r = \frac{P_{high} + P_{atm}}{P_{atm} - P_{vac}}$
    ② [숫자 대입] $r = \frac{673 + 101}{101 - (60 \div 760 \times 101)}$
    ③ [최종 결과] $r = 8.3$
  • 압축비: Pr
    Pr=Ph/Pl

    Ph(고압): 673Kpa(g)+101Kpa=774Kpa(g)

    Pl(저압): 60 mmHg(g)
    =101Kpa-((60 mmHg(g)/760mmHg)× 101Kpa
    =93Kpa(g)

    Pr(압축비):=774/93= 8.32
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39. 압축기 실린더 직경 110mm, 행정 80mm, 회전수 900rpm, 기통수가 8기통인 암모니아 냉동장치의 냉동능력(RT)는 얼마인가? (단, 냉동능력은 로 산출하며 여기서 R은 냉동능력(RT), V는 피스톤 토출량(m3/h), C는 정수로서 8.4이다.)

  1. 39.1
  2. 47.7
  3. 85.3
  4. 234.0
(정답률: 43%)
  • 피스톤 토출량 $V$를 먼저 구한 후, 주어진 냉동능력 공식 $R = \frac{V}{C}$에 대입하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{\frac{\pi D^2}{4} \times L \times N \times 60 \times n}{C}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{\frac{\pi \times 0.11^2}{4} \times 0.08 \times 900 \times 60 \times 8}{8.4}$
    ③ [최종 결과] $R = 39.1$
  • 피스톤 토출량
    V=(πD^2/4) x Lx N x R
    =(πx 0.11^2/4)) x 0.08 x 900 x 8 x 60
    =328.4m^3/h
    R= V/C
    =328.4/8.4=39.1 RT
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40. 30냉동톤의 브라인 쿨러에서 입구온도가 –15℃일 때 브라인 유량이 매 분 0.6m3 이면 출구온도(℃)는 얼마인가? (단, 브라인의 비중은 1.27, 비열은 0.669 kcal/kg·℃이고, 1냉동톤은 3320kcal/h 이다.)

  1. -11.7℃
  2. -15.4℃
  3. -20.4℃
  4. -18.3℃
(정답률: 41%)
  • 냉동능력 공식 $Q = G \times C \times \Delta t$를 이용하여 출구온도를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $Q = G \times C \times (t_1 - t_2)$
    ② [숫자 대입] $30 \times 3320 = (0.6 \times 1000 \times 60) \times (1.27 \times 0.669) \times (-15 - t_2)$
    ③ [최종 결과] $t_2 = -18.3$
  • 공식: Q=G×C×ΔT
    유도 Q=G×C×(t1-t2)
    t2=t1-(Q/G×C)
    =(-15)-30×3320/(0.6×1000×1.27×60)×0.669
    =-18.3℃
    t1: 브라인 입구온도 t2:브라인출구온도
    1m^3=1000L=1000g
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3과목: 배관일반

41. 주철관의 소켓이음 시 코킹작업을 하는 주된 목적으로 가장 적합한 것은?

  1. 누수 방지
  2. 경도 방지
  3. 인장강도 증가
  4. 내진성 증가
(정답률: 84%)
  • 코킹은 압력 용기의 리벳 체결 부위나 이음매의 틈새를 쪼아서 없애는 작업으로, 기밀을 유지하여 액체나 기체가 새지 않도록 하는 누수 방지가 주된 목적입니다.
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42. 보온재에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 무기질 보온재료는 함면, 유리면 등이 사용된다
  2. 탄산마그네슘은 250℃ 이하의 파이프 보온용으로 사용된다.
  3. 광명단은 밀차력이 강한 유기질 보온재다.
  4. 우모펠트는 곡면시공에 매우 편리하다.
(정답률: 71%)
  • 광명단은 납 또는 산화연을 가열하여 만든 붉은빛의 가루로, 녹 방지를 위해 사용하는 무기질 도료입니다. 따라서 유기질 보온재라는 설명은 틀린 것입니다.
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43. 염화비닐관 이음법의 종류가 아닌 것은?

  1. 플랜지 이음
  2. 인서트 이음
  3. 테이퍼 코어 이음
  4. 열간 이음
(정답률: 54%)
  • 염화비닐관(PVC)의 이음법에는 플랜지 이음, 테이퍼 코어 이음, 열간 이음 등이 사용됩니다. 인서트 이음은 주로 에틸렌관(PE관)의 접합법으로 사용되는 방식입니다.
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44. 배관의 지지 목적이 아닌 것은?

  1. 배관의 중량지지 및 고정
  2. 신축의 제한 지지
  3. 진동 및 충격 방지
  4. 부식 방지
(정답률: 83%)
  • 배관 지지는 배관의 물리적 안정성을 확보하여 파손을 막는 것이 주 목적입니다. 부식 방지는 도장이나 도금, 재질 선택 등 화학적/재료적 관리 영역이며, 배관을 고정하는 지지 목적에는 해당하지 않습니다.
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45. 옥상탱크식 급수방식의 배관계통의 순서로 옳은 것은?

  1. 저수탱크 → 양수펌프 → 옥상탱크 → 양수관 → 급수관 → 수도꼭지
  2. 저수탱크 → 양수관 → 양수펌프 → 급수관 → 옥상탱크 → 수도꼭지
  3. 저수탱크 → 양수관 → 급수관 → 양수펌프 → 옥상탱크 → 수도꼭지
  4. 저수탱크 → 양수펌프 → 양수관 → 옥상탱크 → 급수관 → 수도꼭지
(정답률: 71%)
  • 옥상탱크식 급수방식은 저수조의 물을 펌프로 끌어올려 옥상 탱크에 저장한 후, 중력에 의해 각 세대로 공급하는 방식입니다. 따라서 흐름 순서는 저수탱크 $\rightarrow$ 양수펌프 $\rightarrow$ 양수관 $\rightarrow$ 옥상탱크 $\rightarrow$ 급수관 $\rightarrow$ 수도꼭지 순이 됩니다.
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46. 트랩의 봉수 파괴 원인이 아닌 것은?

  1. 증발작용
  2. 모세관작용
  3. 사이펀작용
  4. 배수작용
(정답률: 68%)
  • 트랩의 봉수는 외부 요인에 의해 파괴되어 악취나 가스가 실내로 유입될 수 있습니다. 배수작용은 일반적인 배수 과정이며, 봉수를 파괴하는 직접적인 원인으로 보지 않습니다.

    오답 노트
    증발작용: 사용 빈도가 낮아 물이 마르는 현상
    모세관작용: 천, 머리카락 등이 물을 흡수해 배출하는 현상
    사이펀작용: 다량의 물이 흐를 때 흡인력으로 봉수가 함께 빠져나가는 현상
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47. 가스용접에서 아세틸렌과 산소의 비가 1 : 0.85~0.95인 불꽃은 무슨 불꽃인가?

  1. 탄화불꽃
  2. 기화불꽃
  3. 산화불꽃
  4. 표준불꽃
(정답률: 72%)
  • 가스용접 시 아세틸렌과 산소의 혼합 비율에 따라 불꽃의 성질이 결정됩니다. 아세틸렌과 산소의 비가 $1 : 0.85 \sim 0.95$인 경우, 산소가 부족하여 탄소 성분이 많아지는 탄화불꽃이 형성됩니다.

    오답 노트
    표준불꽃: $1 : 1.04 \sim 1.14$
    산화불꽃: $1 : 1.15 \sim 1.7$
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48. 배관의 도중에 설치하여 유체 속에 혼입된 토사나 이물질 등을 제거하기 위해 설치하는 배관 부품은?

  1. 트랩
  2. 유니언
  3. 스트레이너
  4. 플랜지
(정답률: 81%)
  • 스트레이너는 배관 도중에 설치하는 여과기로, 유체 속에 섞여 있는 토사나 이물질 등을 걸러내어 기기나 배관의 손상을 방지하는 역할을 합니다.
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49. 냉매배관 중 토출관을 의미하는 것은?

  1. 압축기에서 응축기까지의 배관
  2. 응축기에서 팽창밸브까지의 배관
  3. 증발기에서 압축기까지의 배관
  4. 응축기에서 증발기까지의 배관
(정답률: 64%)
  • 냉매배관 중 토출관은 압축기에서 고압으로 압축된 냉매 가스를 응축기로 보내는 배관을 의미합니다. 즉, 압축기에서 응축기까지의 배관이 정답입니다.
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50. 급수설비에서 수격작용 방지를 위하여 설치하는 것은?

  1. 에어챔버(air chamber)
  2. 앵글밸브(angle valve)
  3. 서포트(support)
  4. 볼 탭(ball tap)
(정답률: 82%)
  • 수격작용은 유체의 흐름이 급격히 변할 때 발생하는 충격 현상입니다. 에어챔버(air chamber)는 공기의 압축성을 이용하여 펌프의 맥동을 감소시키고 물의 흐름을 안정적으로 만들어 수격작용을 방지합니다.
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51. 급탕배관에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 배관이 길 경우에는 필요한 곳에 공기빼기 밸브를 설치한다.
  2. 벽 관통부분 배관에는 슬리브를 끼운다.
  3. 상향식 배관에서는 공급관을 앞내림 구매로 한다.
  4. 배관 중간에 신축이음을 설치한다.
(정답률: 74%)
  • 급탕관의 구배는 배관 방식에 따라 다릅니다. 상향식 배관의 경우 급탕관은 앞올림, 환탕관은 앞내림으로 설치해야 하므로 상향식 배관에서 공급관을 앞내림 구배로 한다는 설명은 틀린 것입니다.
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52. 호칭지름 20A의 관을 그림과 같이 나사 이음할 때 중심 간의 길이가 200mm라 하면 강관의 실제 소요되는 절단길이(mm)는? (단, 이음쇠에 중심에서 단면까지의 길이는 32mm, 나사가 물리는 최소의 길이는 13mm이다.)

  1. 136
  2. 148
  3. 162
  4. 200
(정답률: 72%)
  • 나사 이음 시 실제 절단 길이는 중심 간 거리에서 이음쇠의 돌출 길이를 제외하고 나사가 물리는 길이를 더해 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{절단길이} = L - 2 \times (A - a)$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{절단길이} = 200 - 2 \times (32 - 13)$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{절단길이} = 162$$
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53. 펌프 주위의 배관도 이다. 각 부품의 명칭으로 틀린 것은?

  1. 나 : 스트레이너
  2. 가 : 플랙시블조인트
  3. 라 : 글로브 밸브
  4. 사 : 온도계
(정답률: 83%)
  • 제시된 펌프 배관도 에서 '라' 위치에 설치된 부품은 유체의 역류를 방지하는 체크 밸브입니다.
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54. 급배수 배관 시험 방법중 물 대신 압축공기를 관 속에 압입하여 이음매에서 공기가 새는 것을 조사하는 방식은?

  1. 수압시험
  2. 기압시험
  3. 진공시험
  4. 통기시험
(정답률: 77%)
  • 기압시험은 배관의 개구부를 모두 밀폐한 후 공기 압축기로 공기를 압입하여 일정 시간 동안 압력 강하 여부를 통해 이음매의 누설을 조사하는 방식입니다.
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55. 동관접합 방법의 종류가 아닌 것은??

  1. 빅토리접합
  2. 플레어 접합
  3. 플랜지접합
  4. 납땜 접합
(정답률: 72%)
  • 동관접합 방법에는 플레어 접합, 플랜지 접합, 납땜 접합 등이 있습니다.

    오답 노트
    빅토리접합: 주철관 접합 방식입니다.
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56. 저압증기 난방 장치에서 증기관과 환수관 사이에 설치하는 균형관은 표준 수면에서 몇 mm 아래에 설치하는가?

  1. 20 mm
  2. 50 mm
  3. 80 mm
  4. 100 mm
(정답률: 75%)
  • 저압증기 난방 장치에서 보일러 내 저수위 방지를 위해 증기관과 환수주관 사이에 균형관을 설치하며, 이때 설치 위치는 표준 수면에서 $50\text{ mm}$ 아래입니다.
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57. 급탕배관에의 구배에 대한 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 중력순환식은 1/250 이상의 구배를 준다
  2. 강제순환식은 구배를 주지 않는다.
  3. 하향식 공급 방식에서는 급탕관 및 복귀관은 모두 선하향 구배로 한다.
  4. 상향공급식 배관의 반탕관은 상향구배로 한다.
(정답률: 68%)
  • 하향식 공급 방식에서는 공기 정체 방지와 원활한 흐름을 위해 급탕관과 복귀관 모두 선하향 구배로 설치하는 것이 옳습니다.

    오답 노트
    중력순환식: $1/150$이상의 구배 필요
    강제순환식: $1/200$이상의 구배 필요
    상향공급식 반탕관: 선하향 구배로 설치
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58. 다음 중 온도에 따른 팽창 및 수축이 가장 큰 배관재료는?

  1. 강관
  2. 동관
  3. 염화비닐관
  4. 콘크리트관
(정답률: 68%)
  • 염화비닐관(PVC)은 플라스틱 재질의 특성상 금속관이나 콘크리트관에 비해 열에 매우 약하며, 온도 변화에 따른 팽창 및 수축 정도가 가장 큽니다.
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59. 중앙식 급탕설비에서 직접 가열식 방법에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 열 효율상으로는 경제적이지만 보일러 내부에 스케일이 생길 우려가 크다.
  2. 탱크 속에 직접 증기를 분사하여 물을 가열하는 방식이다.
  3. 탱크는 저장과 가열을 동시에 하므로 탱크히터 또는 스토리지 탱크로 부른다
  4. 가열 코일이 필요하다
(정답률: 61%)
  • 직접 가열식은 온수보일러에서 물을 직접 가열하여 공급하므로 열 효율 면에서는 경제적이지만, 보일러 내부에 스케일이 발생하기 쉽다는 단점이 있습니다.

    오답 노트
    탱크 속에 직접 증기를 분사하거나 가열 코일을 사용하는 방식은 간접 가열식에 해당하며, 저장과 가열을 동시에 하는 탱크는 스토리지 탱크입니다.
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60. 고층 건물이나 기구수가 많은 건물에서 입상관까지의 거리가 긴 경우, 루프통기의 효과를 높이기 위해 설치된 통기관은?

  1. 도피 통기관
  2. 반송 통기관
  3. 공용 통기관
  4. 신정 통기관
(정답률: 67%)
  • 루프통기의 통기 성능을 높이기 위해 설치하는 통기관은 도피 통기관입니다.

    오답 노트
    반송 통기관: 벽 내부로 U자 형태로 설치하여 세면기, 싱크대 등에 사용
    공용 통기관: 여러 기구에서 공용으로 사용
    신정 통기관: 옥상까지 연결하여 외부 공기를 유입
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4과목: 전기제어공학

61. 그림과 같은 피드백회로 전달함수 는?

(정답률: 63%)
  • 부귀환(Negative Feedback) 회로의 전체 전달함수를 구하는 문제입니다. 전향 경로 이득 $G(s)$와 피드백 경로 이득 $H(s)$가 있을 때, 전체 전달함수는 다음과 같이 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $\frac{C(s)}{R(s)} = \frac{G(s)}{1 + G(s)H(s)}$
    ② [숫자 대입] $\frac{C(s)}{R(s)} = \frac{G(s)}{1 + G(s)H(s)}$
    ③ [최종 결과]
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62. 위치 감지용으로 적합한 장치는?

  1. 전위차계
  2. 회전자기부호기
  3. 스트레인게이지
  4. 마이크로폰
(정답률: 71%)
  • 전위차계는 가변 저항의 원리를 이용하여 물체의 직선 또는 회전 위치를 전압 변화로 감지하는 장치이므로 위치 감지용으로 적합합니다.
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63. 제어계에서 동작신호를 조작량으로 변화시키는 것은?

  1. 제어량
  2. 제어요소
  3. 궤한요소
  4. 기준압력요소.
(정답률: 65%)
  • 제어요소는 제어계에서 입력된 동작신호를 실제 제어 대상에 영향을 주는 조작량으로 변환시키는 장치이며, 일반적으로 조절부와 조작부로 구성됩니다.
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64. 다음 블록선도를 수식으로 표현한 것 중 옳은 것은?

(정답률: 57%)
  • 블록선도에서 각 요소는 비례($$K_P$$), 미분($$K_D s$$), 적분($$\frac{K_I}{s}$$) 동작을 나타내며, 이들의 합으로 전체 수식이 구성됩니다. 시간 영역으로 변환하면 비례항, 미분항, 적분항의 합으로 표현됩니다.
    $$\text{정답: } $$
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65. 그림과 같은 Y결선 회로와 등가인 △결선 회로의 Zab, Zbc, Zca 값은?

(정답률: 67%)
  • Y결선을 $\Delta$결선으로 변환할 때는 각 변의 임피던스가 연결된 두 Y결선 임피던스의 합과 두 임피던스의 곱의 합으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Z_{ab} = \frac{Z_1 Z_2 + Z_2 Z_3 + Z_3 Z_1}{Z_3}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Z_{ab} = \frac{1\times 2 + 2\times 3 + 3\times 1}{3} = \frac{11}{3}$$
    $$Z_{bc} = \frac{1\times 2 + 2\times 3 + 3\times 1}{1} = 11$$
    $$Z_{ca} = \frac{1\times 2 + 2\times 3 + 3\times 1}{2} = \frac{11}{2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{정답: } $$
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66. 자동제어의 기본 요소로서 전기식 조작기기에 속하는 것은?

  1. 다이어프램
  2. 벨로우즈
  3. 펄스 전동기
  4. 파일럿 밸브
(정답률: 68%)
  • 자동제어 조작기기 중 전기에너지를 이용하여 동작하는 기기를 찾는 문제입니다.

    오답 노트
    다이어프램, 벨로우즈, 파일럿 밸브: 모두 기계식(공압/유압) 조작기기에 해당합니다.
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67. 직류전동기의 속도제어 방법이 아닌 것은?

  1. 전압제어
  2. 계자제어
  3. 저항제어
  4. 슬립제어
(정답률: 64%)
  • 직류전동기의 속도는 전압, 계자, 저항을 조절하여 제어합니다.

    오답 노트
    슬립제어: 권선형 유도전동기에서 사용하는 제어 방식입니다.
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68. 부궤한(negative feedback) 증폭기의 장점은?

  1. 안정도의 증가
  2. 증폭도의 증가
  3. 전력의 절약
  4. 능률의 증대
(정답률: 67%)
  • 부궤환은 출력의 일부를 역상으로 입력에 되돌려 증폭기의 이득을 낮추는 대신, 잡음을 억제하고 회로의 안정도를 높이는 방식입니다.
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69. 그림과 같은 신호흐름선도에서 C/R의 값은?

  1. 6/21
  2. -6/21
  3. 6/27
  4. -6/27
(정답률: 64%)
  • 신호흐름선도에서 전달함수 $C/R$은 전향경로 이득을 1 마이너스 루프이득의 합으로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{G}{1 - \sum L}$
    ② [숫자 대입] $T = \frac{1 \times 2 \times 3 \times 1}{1 - \{(2 \times 3 \times -2) + (2 \times -4) + (3 \times -2)\}}$
    ③ [최종 결과] $T = \frac{6}{27}$
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70. 피드백 제어계의 안정도와 직접적인 관련이 없는 것은?

  1. 이득 여유
  2. 위상 여유
  3. 주파수 특성
  4. 제동비
(정답률: 66%)
  • 피드백 제어계의 안정도는 이득 여유, 위상 여유, 제동비 등을 통해 직접적으로 판단합니다. 주파수 특성은 시스템의 응답 성향을 나타내지만, 그 자체만으로 안정도와 직접적인 관련이 있다고 보기는 어렵습니다.
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71. 저항 R1과 R2가 병렬로 접속되어 있을 때, R1에 흐르는 전류가 3A이면 R2에 흐르는 전류는 몇 A 인가?(문제 오류로 전항 정답 처리된 문제입니다. 여기서는 가답안인 2번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 1.0
  2. 1.5
  3. 2.0
  4. 2.5
(정답률: 73%)
  • 제시된 문제에 저항값 $R_1, R_2$에 대한 정보가 누락되어 정확한 계산이 불가능합니다. 다만, 가답안 기준 정답은 $1.5$ A입니다.
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72. 다음 분류기의 배율은? (단, Rs: 분류기의 저항, Ra : 전류계의 저항)

(정답률: 50%)
  • 전류계의 측정 범위를 넓히기 위해 병렬로 연결하는 분류기의 배율 공식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $n = 1 + \frac{R_a}{R_s}$
    ② [숫자 대입] $n = 1 + \frac{R_a}{R_s}$
    ③ [최종 결과] $n = 1 + \frac{R_a}{R_s}$
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73. 그림과 같은 제어에 해당하는 것은?

  1. 개방 제어
  2. 개루푸제어
  3. 시퀀스 제어
  4. 폐루푸 제어
(정답률: 68%)
  • 출력 신호를 검출부에서 다시 입력 측으로 되돌려 목표값과 비교함으로써 제어량을 조절하는 피드백 구조이므로 폐루푸 제어에 해당합니다.
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74. 그림과 같이 교류의 전압을 직류용 가동코일형 계기를 사용하여 측정하였다. 전압계의 눈금은 몇 V인가? (단, 교류전압 R의 값은 충분히 크다고 한다.)

  1. Vm
(정답률: 54%)
  • 회로에 다이오드 $D$와 커패시터 $C$가 연결된 반파 정류 회로입니다. 저항 $R$의 값이 충분히 크면 커패시터에 의해 전압이 평활되어, 전압계는 입력 교류 전압의 최댓값인 $V_m$을 지시하게 됩니다.
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75. 평행위치에서 목표 값과 현제 수위와의 차이를 잔류 편차(offset)라 한다. 다음 중 잔류 편차가 있는 제어계는?(문제 오류로 1, 2번이 정답 처리된 문제입니다. 여기서는 가답안인 2번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 비례 동작(P동작)
  2. 비례 미분 동작(PD동작)
  3. 비례 적분 동작(PI동작)
  4. 비례 적분 미분 동작(PID동작)
(정답률: 69%)
  • 제어계에서 적분(I) 동작은 잔류 편차를 제거하는 역할을 합니다. 따라서 적분 동작이 포함되지 않은 제어계에서는 잔류 편차가 발생하게 됩니다.

    오답 노트
    비례 적분 동작, 비례 적분 미분 동작: 적분 동작이 포함되어 잔류 편차가 제거됨
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76. 자동제어계에서 과도응답 중 지연시간을 옳게 정의한 것은?

  1. 목표 값의 50%에 도달하는 시간
  2. 목표 값이 허용오차 범위에 들어갈 때까지의 시간
  3. 최대 오버슈트가 일어나는 시간
  4. 목표값의 10 ~ 90%까지 도달하는 시간
(정답률: 62%)
  • 자동제어계의 과도응답에서 지연시간(Delay Time)은 응답이 시작되어 최초로 목표값의 $50\%$에 도달할 때까지 걸리는 시간을 의미합니다.
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77. 제어량이 온도, 압력, 유량, 액위, 농도 등과 같은 일반 공업량일 때의 제어는?

  1. 추종제어
  2. 시퀀스제어
  3. 프로그래밍 제어
  4. 프로세스제어
(정답률: 70%)
  • 온도, 압력, 유량, 액위, 농도와 같은 공업량을 제어하여 생산 공정을 관리하는 방식을 프로세스제어라고 합니다.

    오답 노트
    추종제어: 임의로 변화하는 목표값에 제어량을 맞추는 제어
    시퀀스제어: 정해진 순서에 따라 단계적으로 제어하는 방식
    프로그래밍 제어: 미리 작성된 프로그램에 따라 제어량을 변화시키는 제어
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78. 어떤 도체의 단면을 1시간에 7200C의 전기량이 이동했다고 하면 전류는 몇 A인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 71%)
  • 전류는 단위 시간당 흐르는 전기량으로 정의됩니다. 시간 $1$시간을 초 단위인 $3600$초로 환산하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I = \frac{Q}{T}$$
    ② [숫자 대입]
    $$I = \frac{7200}{3600}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I = 2$$
    따라서 전류는 $2\text{ A}$입니다.
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79. 어떤 계의 임펄스 응답이 e-2t이다. 이 제어계의 전달함수 G(s)는?

  1. 1/s
  4. s+2
(정답률: 64%)
  • 임펄스 응답 $h(t) = e^{-2t}$를 라플라스 변환하면 제어계의 전달함수 $G(s)$를 구할 수 있습니다. 지수함수 $e^{at}$의 라플라스 변환은 $\frac{1}{s-a}$이므로, $a = -2$를 대입하면 다음과 같습니다.
    $$\frac{1}{s - (-2)} = \frac{1}{s + 2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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80. 시퀀스 제어에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 시간지연요소가 사용된다.
  2. 조합 논리회로로도 사용된다.
  3. 기계적 계전기 접검이 사용된다.
  4. 전체 시스템의 접점들이 일시에 동작한다.
(정답률: 77%)
  • 시퀀스 제어는 미리 정해진 순서에 따라 단계적으로 제어 동작이 이루어지는 제어 방식입니다.

    오답 노트
    전체 시스템의 접점들이 일시에 동작한다: 순차적으로 동작해야 함
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