공조냉동기계산업기사 필기 기출문제복원 (2019-08-04)

공조냉동기계산업기사 2019-08-04 필기 기출문제 해설

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공조냉동기계산업기사
(2019-08-04 기출문제)

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1과목: 공기조화

1. 콘크리트로 된 외벽의 실내측에 내장재를 부착했을 때 내장재의 실내측 표면에 결로가 일어나지 않도록 하기 위한 내장두께 L2(mm)는 최소 얼마이어야 하는가? (단, 외기온도 –5℃, 실내온도 20℃, 실내공기의 노점온도 12℃, 콘크리트의 벽두께 100mm, 콘크리트의 열전도율은 0.0016 kW/m·K, 내장재의 열전도율은 0.00017 kW/m·K, 실외측 열전달율은 0.023 kW/m2·K, 실내측 열전달율은 0.009 kW/m2·K 이다.)

  1. 19.7
  2. 22.1
  3. 25.3
  4. 37.2
(정답률: 67%)
  • 결로 방지를 위해 내장재 표면 온도가 노점온도 이상이어야 합니다. 전체 열관류율과 각 층의 열저항 합이 같음을 이용하여 두께를 구합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{1}{R} = \frac{1}{\alpha_o} + \frac{L_1}{\lambda_1} + \frac{L_2}{\lambda_2} + \frac{1}{\alpha_i}$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{0.00288} = \frac{1}{0.023} + \frac{0.1}{0.0016} + \frac{L_2}{0.00017} + \frac{1}{0.009}$
    ③ [최종 결과] $L_2 = 0.0221\text{ m} = 22.1\text{ mm}$
  • K (열 통과율) = 0.009 * (20-12) / 20 - ( -5) =0.00288

    1/0.00288 = 1/0.023 + 0.1/0.0016 + L2/0.00017 + 1/0.009
    L2= 0.221m = 22.1mm
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2. 지하철에 적용할 기계 환기 방식의 기능으로 틀린 것은?

  1. 피스톤효과로 유발된 열차풍으로 환기효과를 높인다.
  2. 화재 시 배연기능을 달성한다.
  3. 터널 내의 고온의 공기를 외부로 배출한다.
  4. 터널 내의 잔류 열을 배출하고 신선외기를 도입하여 토양의 발열효과를 상승시킨다.
(정답률: 82%)
  • 기계 환기 방식은 터널 내 잔류 열을 배출하고 신선한 외기를 도입함으로써 토양의 발열효과를 상승시키는 것이 아니라, 오히려 열을 빼앗는 흡열효과를 유도하여 온도를 낮추는 것이 목적입니다.
  • 터널 내의 잔류 열을 배출하고 신선외기를 도입하여 토양의흡열효과를 상승시킨다. (발열효과가 아니고 흡열효과로 표현해야 한다)
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3. 90℃ 고온수 25 kg을 100℃의 건조포화액으로 가열하는데 필요한 열량(kJ)은? (단, 물의 비열은 4.2 kJ/kg·K 이다.)

  1. 42
  2. 250
  3. 525
  4. 1050
(정답률: 69%)
  • 물질의 온도 변화에 필요한 열량은 질량, 비열, 온도차의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = m \times c \times \Delta T$
    ② [숫자 대입] $Q = 25 \times 4.2 \times (100 - 90)$
    ③ [최종 결과] $Q = 1050$
  • Q=G×C×ΔT
    =25×4.2×(100-90)
    =1050
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4. 쉘 앤 튜브 열교환기에서 유체의 흐름에 의해 생기는 진동의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 층류 흐름
  2. 음향 진동
  3. 소용돌이 흐름
  4. 병류의 와류 형성
(정답률: 66%)
  • 층류 흐름은 유체 입자들이 부드럽고 평행하게 정렬되어 흐르는 방식이므로, 와류나 난류와 달리 진동을 유발하지 않습니다.

    오답 노트
    음향 진동, 소용돌이 흐름, 병류의 와류 형성: 모두 유체의 흐름이나 압력 변화로 인해 진동을 일으키는 주요 원인입니다.
  • 쉘 앤 튜브 열교환기에서 유체의 흐름은 다양한 형태의 진동을 유발할 수 있습니다. 이러한 진동은 열교환기의 효율성을 저하시키고, 심한 경우 파손의 원인이 되기도 합니다.
    * 축류 흐름 (Axial Flow): 유체가 튜브 축 방향으로 흐르는 기본적인 흐름 형태입니다. 이 자체로는 큰 진동을 유발하지 않지만, 다른 요인과 결합하여 진동을 증폭시킬 수 있습니다.
    * 와류 진동 (Vortex Shedding): 유체가 튜브를 지나면서 튜브 후류에서 주기적으로 와류가 생성되고 떨어져 나가면서 튜브에 진동을 일으키는 현상입니다. 이는 유체 흐름에 의한 대표적인 진동 원인 중 하나입니다.
    * 소용돌이 흐름 (Turbulent Flow): 유체의 흐름이 불규칙하고 혼란스러운 상태를 말합니다. 이러한 불규칙한 흐름은 튜브에 불규칙한 힘을 가하여 진동을 유발할 수 있습니다.
    * 병렬의 와류 형성 (Vortex Formation in Parallel): 여러 개의 튜브가 병렬로 배치된 경우, 각 튜브에서 발생하는 와류들이 서로 상호작용하여 더욱 복잡하고 강한 진동을 유발할 수 있습니다. 이는 와류 진동의 한 형태로 볼 수 있습니다.
    따라서, 유체의 흐름에 의해 생기는 진동의 직접적인 원인으로 보기 어려운 것은 ① 축류 흐름입니다. 축류 흐름은 기본적인 유체 흐름 형태이며, 그 자체보다는 와류나 난류와 같은 다른 흐름 특성이 진동을 유발하는 주요 원인이 됩니다.
    정답: ① 축류 흐름
  • 층류
    유체입자들이 부드럽고 평행하게 정렬된 형태로 흐르기 때문에 다르 흐름방식에 비해 진동이 발생하지 않는다
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5. 열원방식의 분류는 일반 열원방식과 특수 열원방식으로 구분할 수 있다. 다음 중 일반 열원방식으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 빙축열 방식
  2. 흡수식 냉동기 + 보일러
  3. 전동 냉동기 + 보일러
  4. 흡수식 냉온수 발생기
(정답률: 80%)
  • 열원방식의 분류 문제입니다. 흡수식 냉동기, 전동 냉동기, 흡수식 냉온수 발생기 등은 일반적인 열원방식에 해당하지만, 빙축열 방식은 특수 열원방식으로 분류됩니다.
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6. 공기조화 계획을 진행하기 위한 순서로 옳은 것은?

  1. 기본계획 → 기본구상 → 실시계획 → 실시설계
  2. 기본구상 → 기본계획 → 실시설계 → 실시계획
  3. 기본구상 → 기본계획 → 실시계획 → 실시설계
  4. 기본계획 → 실시계획 → 기본구상 → 실시설계
(정답률: 73%)
  • 공기조화 계획의 올바른 진행 순서는 전체적인 방향을 잡는 기본구상부터 시작하여 기본계획, 실시계획, 그리고 최종적인 실시설계 순으로 이루어집니다.

  • 공기조화 계획순서
    기본구상 → 기본계획 → 실시계획 → 실시설계
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7. 다음 중 흡습성 물질이 도포된 엘리먼트를 적층시켜 원판형태로 만든 로터와 로터를 구동하는 장치 및 케이싱으로 구성되어 있는 전열교환기의 형태는?

  1. 고정형
  2. 정지형
  3. 회전형
  4. 원판형
(정답률: 72%)
  • 회전형 전열교환기는 흡습성이 있는 허니컴(HONEY COMB) 형태의 로터가 외기 유로와 배기 유로 사이를 교대로 회전하며 열과 습도를 교환하는 구조입니다.
  • 회전형 전열교환기
    흡습성물질이 도포된 엘리먼트를 적층시켜 원판형태로 만든 로터
    와 로터를 구동하는장치및 캐이싱으로 구성되어있는 전열교환기
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8. 지역난방의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 광범위한 지역의 대규모 난방에 적합하며, 열매는 고온수 또는 고압증기를 사용한다.
  2. 소비처에서 24시간 연속난방과 연속급탕이 가능하다.
  3. 대규모화에 따라 고효율 운전 및 폐열을 이용하는 등 에너지 취득이 경제적이다.
  4. 순환펌프 용량이 크며 열 수송배관에서의 열손실이 작다.
(정답률: 75%)
  • 지역난방은 대규모 난방에 적합하고 경제적이며 연속 공급이 가능하다는 장점이 있으나, 온수 지역난방의 경우 순환펌프가 필요하며 열 수송배관에서의 열손실이 크고 배관 설비비가 비싸다는 특징이 있습니다.
  • 지역난방은 일반적으로 대규모 지역에 열을 공급하기 때문에, 열을 수송하기 위한 배관이 길고 넓은 구간을 지나게 됩니다. 이로 인해 순환펌프의 용량이 커져야 하며, 동시에 배관을 통해 전달되는 거리만큼 열손실도 커지는 것이 일반적입니다. 따라서 "열 수송배관에서의 열손실이 작다"는 설명은 틀린 설명입니다.
  • 순환펌프 용량이 크며 열 수송배관에서의 열손실이 크다.
    그래서 단열에 신경을 써야 한다
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9. 증기트랩에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 바이메탈 트랩은 내부에 열팽창계수가 다른 두 개의 금속이 접합된 바이메탈로 구성되며, 워터해머에 안전하고, 과열증기에도 사용 가능하다.
  2. 벨로즈 트랩은 금속제의 벨로즈 속에 휘발성 액체가 봉입되어 있어 주위에 증기가 있으면 팽창되고, 증기가 응축되면 온도에 의해 수축하는 원리를 이용한 트랩이다.
  3. 플로트 트랩은 응축수의 온도차를 이용하여 플로트가 상하로 움직이며 밸브를 개폐한다.
  4. 버킷 트랩은 응축수의 부력을 이용하여 밸브를 개폐하며 상향식과 하향식이 있다.
(정답률: 72%)
  • 플로트 트랩은 응축수의 부력를 이용하여 플로트가 상하로 움직이며 밸브를 개폐한다.(응축수가 아니고-> 부력이 많다)
    응축수 온도차에 의해 작동되는 트랩은 열동식 트랩이다.
  • 플로트 트랩은 온도차가 아니라 응축수의 부력을 이용하여 플로트(부자)가 상하로 움직이며 밸브를 자동으로 개폐하는 방식입니다.
  • 플로트 트랩은 응축수의 흐름을 이용해 작동하며, 온도차를 이용하지 않습니다.
  • 플로트 트랩은 응축수의 밀도차를 이용하여 플로트가 뜨고 가라앉으면서 밸브를 개폐합니다. 온도차가 아닌 밀도차가 작동 원리입니다.
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10. 복사난방에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 다른 방식에 비해 쾌감도가 높다.
  2. 시설비가 적게 든다.
  3. 실내에 유닛이 노출되지 않는다.
  4. 열용량이 크기 때문에 방열량 조절에 시간이 다소 걸린다.
(정답률: 81%)
  • 복사난방은 패널이나 방열관을 바닥 또는 벽체에 매설하는 방식이므로, 초기 설치 시 공사비가 많이 들어 시설비가 비싸다는 단점이 있습니다.

    오답 노트
    쾌감도: 대류가 적어 쾌적함
    유닛 노출: 매설 방식이므로 노출되지 않음
    방열량 조절: 열용량이 커서 응답 속도가 느림
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11. 주로 대형 덕트에서 덕트의 찌그러짐을 방지하기 위하여 덕트의 옆면 철판에 주름을 잡아주는 것을 무엇이라고 하는가?

  1. 다이아몬드 브레이크
  2. 가이드 베인
  3. 보강앵글
  4. 시임
(정답률: 82%)
  • 다이아몬드 브레이크는 장변 $450\text{mm}$이상의 대형 덕트에서 철판의 강성을 높여 찌그러짐을 방지하기 위해 옆면에 다이아몬드 형태로 주름을 잡아주는 가공법을 말합니다.
  • 다이아몬드 브레이크
    대형덕트에 덕트의찌그러짐을 방지하기 위해 덕트의 옆면
    철판에 주름을 잡아주는 것으로 장면450mm이상의 덕트에 사용된다
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12. 냉방부하 계산시 유리창을 통한 취득열 부하를 줄이는 방법으로 가장 적절한 것은?

  1. 얇은 유리를 사용한다.
  2. 투명 유리를 사용한다.
  3. 흡수율이 큰 재질의 유리를 사용한다.
  4. 반사율이 큰 재질의 유리를 사용한다.
(정답률: 86%)
  • 유리창을 통해 실내로 들어오는 열 부하를 줄이기 위해서는 외부 열의 투과를 막고 튕겨내는 것이 중요합니다. 따라서 반사율이 큰 재질의 유리를 사용하여 태양 복사 에너지를 외부로 반사시키는 것이 가장 효과적입니다.

    오답 노트
    얇은 유리: 두꺼운 유리나 이중 유리가 단열 성능이 더 좋음
    투명 유리: 차폐계수가 큰 유리가 열 차단에 유리함
    흡수율이 큰 재질: 열을 흡수하면 실내로 전달되므로 흡수율이 낮아야 함
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13. 다음 중 수-공기 공기조화 방식에 해당하는 것은?

  1. 2중 덕트 방식
  2. 패키지 유닛 방식
  3. 복사 냉난방 방식
  4. 정풍량 단일 덕트 방식
(정답률: 57%)
  • 복사 냉난방 방식은 온수나 냉수를 이용한 패널과 공기 조화를 병행하는 수-공기 방식에 해당합니다.

    오답 노트
    2중 덕트 방식, 정풍량 단일 덕트 방식: 전공기 방식
    패키지 유닛 방식: 냉매 방식
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14. 두께 150mm, 면적 10m2 인 콘크리트 내벽의 외부온도가 30℃, 내부온도가 20℃ 일 때 8시간 동안 전달되는 열량(kJ)은? (단, 콘크리트 내벽의 열전도율은 1.5 W/m·K 이다.)

  1. 1350
  2. 8350
  3. 13200
  4. 28800
(정답률: 51%)
  • 열전도 공식과 시간 및 단위 변환($1\text{W} = 3.6\text{kJ/h}$)을 이용하여 총 전달 열량을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = \frac{\lambda \times A \times \Delta T}{d} \times t$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = \frac{1.5 \times 10 \times (30-20)}{0.15} \times 8 \times 3.6$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 28800$$
  • Q = 1.5W/ m·K / 0.15m ×10m2 × (30℃ -20℃)
    = 1000W = 1KW = 1KJ/s
    8시간동안 전달되는 열량
    1KJ/s × 3600s/h × 8h = 28800KJ
  • Q = (k × A × ΔT × t) / L
    여기서 각 변수는 다음과 같습니다.
    * k: 열전도율 [W/(m·K)]
    * A: 열이 전달되는 면적 [m²]
    * ΔT: 온도차 [K 또는 ℃]
    * t: 시간 [s]
    * L: 두께 [m]
    주어진 값을 문제에 맞게 대입해 보겠습니다.
    * k = 1.5 W/(m·K)
    * A = 10 m²
    * ΔT = 30℃ - 20℃ = 10 K
    * t = 8 시간 = 8 × 3600 초 = 28800 s
    * L = 150 mm = 0.15 m
    이제 값을 공식에 대입하여 열전달량 Q를 계산합니다.
    Q = (1.5 W/(m·K) × 10 m² × 10 K × 28800 s) / 0.15 m
    Q = (1.5 × 10 × 10 × 28800) / 0.15 J
    Q = 4320000 / 0.15 J
    Q = 28800000 J
    문제에서는 열량을 kJ 단위로 물었으므로 J 단위를 kJ 단위로 변환합니다. (1 kJ = 1000 J)
    Q = 28800000 / 1000 kJ
    Q = 28800 kJ
    따라서 8시간 동안 전달되는 열량은 28800 kJ입니다.
  • Q= λ/L × F × ΔT
    Q 열량 λ 열전도율 L두께 F × ΔT 면적과 온도차
    Q= 1.5/0.15 × F10× (30-20)
    =1000W=1KW=1KJ
    8시간 전달되는 열량
    1×3600×8
    =28800KJ
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15. 습공기의 상태변화에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 습공기를 가습하면 상대습도가 내려간다.
  2. 습공기를 냉각감습하면 엔탈피는 증가한다.
  3. 습공기를 가열하면 절대습도는 변하지 않는다.
  4. 습공기를 노점온도 이하로 냉각하면 절대습도는 내려가고, 상대습도는 일정하다.
(정답률: 57%)
  • 단순 가열 과정에서는 수증기의 양이 변하지 않으므로 절대습도는 일정하게 유지됩니다.

    오답 노트
    가습 시: 상대습도 증가
    냉각감습 시: 엔탈피 감소
    노점온도 이하 냉각 시: 절대습도 감소, 상대습도 증가
  • 1번: 가습은 공기 중 수증기의 양을 늘리는 것이므로 상대습도가 올라갑니다. → 틀림

    2번: 냉각가습은 공기를 냉각시켜 수분이 응축되게 한 뒤 다시 수증기를 추가하는 것이므로 엔탈피(열량)는 오히려 감소하거나 일정할 수 있습니다. → 틀림

    3번: 가열만 할 경우 공기의 온도는 올라가지만 수증기의 양(절대습도)은 변하지 않습니다. → 맞음

    4번: 공기를 노점온도 이하로 냉각하면 수증기가 응축되어 절대습도는 감소하지만, 상대습도는 일정하지 않고 오히려 100%에 가까워집니다. → 틀림
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16. 공기조화의 조닝계획 시 부하패턴이 일정하고, 사용시간대가 동일하며, 중간기 외기냉방, 소음방지, CO2 등의 실내환경을 고려해야 하는 곳은?

  1. 로비
  2. 체육관
  3. 사무실
  4. 식당 및 주방
(정답률: 85%)
  • 사무실은 부하 패턴이 일정하고 사용 시간대가 동일하며, 쾌적한 실내 환경을 위해 외기 냉방 및 $CO_{2}$ 농도 제어가 필수적인 대표적인 조닝 대상 공간입니다.
  • 사무실
    부하패턴이 일정하고 사용시간대가 동일하며
    소음방지 취기 co2 제거고려
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17. 냉·난방 설계 시 열부하에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 인체에 대한 냉방부하는 현열만이다.
  2. 인체에 대한 난방부하는 현열과 잠열이다.
  3. 조명에 대한 냉방부하는 현열만이다.
  4. 조명에 대한 난방부하는 현열과 잠열이다.
(정답률: 70%)
  • 조명기구는 열만 방출하므로 냉방 시 현열 부하로만 작용합니다.

    오답 노트
    인체에 대한 냉방부하: 현열과 잠열 모두 발생
    인체 및 조명에 대한 난방부하: 일반적으로 손실보정효과로 고려하지 않음
  • 1.인체에대한 냉방부하
    숨쉬고 땀흘리고 현열잠열
    2.난방시에도 인체는 현열과잠열을방출 오히려 실내온도를 높이는 취득열량
    3.전구는빛과 열만 태뿜는다수증기 없음 현열만 존재 :3번이 답
    4.조명 현열만존재
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18. 덕트에 설치하는 가이드 베인에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 보통 곡률반지름이 덕트 장변의 1.5배 이내 일 때 설치한다.
  2. 덕트를 작은 곡률로 구부릴 때 통풍저항을 줄이기 위해 설치한다.
  3. 곡관부의 내측보다 외측에 설치하는 것이 좋다.
  4. 곡관부의 기류를 세분하여 생기는 와류의 크기를 적게 한다.
(정답률: 75%)
  • 가이드베인은 곡관부의 기류를 세분해 생기는
    와류를 작게하는 것으로 곡관부의 외측보다 내측에
    설치하는 것이 좋다.
  • 가이드 베인은 곡관부에서 발생하는 와류를 줄이고 통풍 저항을 최소화하기 위해 설치하며, 기류의 흐름을 원활하게 하기 위해 곡관부의 외측보다 내측에 설치하는 것이 효율적입니다.
  • 가이드 베인 guide vane : 저항을 줄이기 위하여 유체의 흐름을 원하 는 방향으로 유도하는 고정 날개
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19. 다음 난방방식 중 자연환기가 많이 일어나도 비교적 난방효율이 좋은 것은?

  1. 온수난방
  2. 증기난방
  3. 온풍난방
  4. 복사난방
(정답률: 85%)
  • 복사난방은 대류에 의존하지 않고 복사열로 직접 가열하므로, 실내 온도가 낮거나 자연환기로 인해 공기가 유동하더라도 난방 효과가 유지되며 손실 열량이 적어 효율적입니다.
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20. 보일러의 급수장치에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 보일러 급수의 경도가 낮으면 관내 스케일이 부착되기 쉬우므로 가급적 경도가 높은 물을 급수로 사용한다.
  2. 보일러 내 물의 광물질이 농축되는 것을 방지하기 위하여 때때로 관수를 배출하여 소량씩 물을 바꾸어 넣는다.
  3. 수질에 의한 영향을 받기 쉬운 보일러에서는 경수장치를 사용한다.
  4. 증기보일러에서는 보일러내 수위를 일정하게 유지할 필요는 없다.
(정답률: 69%)
  • 보일러 내부에 광물질이 농축되면 효율이 떨어지고 부식이 발생하므로, 주기적으로 관수를 배출(Blow-down)하고 새 물을 보충하여 수질을 관리해야 합니다.

    오답 노트
    경도가 높으면 스케일 부착 위험 증가: 경도가 낮은 물 사용
    경수장치: 경수연화장치 사용
    수위 유지: 고·저수위 사고 방지를 위해 일정하게 유지 필수
  • 1. 급수의 경도가 높으면, 경도가 낮은 물을 급수로 사용한다
    로 고쳐야 한다
    3.경수장치가 아니라 경수연화장치를 사용해야 한다
    4.보일러 수위를 일정하게 유지하여 고수위사고, 저수위 사고를
    방지해야 한다..

    정담은 2번이다..
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2과목: 냉동공학

21. 냉동효과가 1088 kJ/kg인 냉동사이클에서 1냉동톤당 압축기 흡입증기의 체적(m3/h)은? (단, 압축기 입구의 비체적은 0.5087 m3/kg 이고, 1냉동톤은 3.9 kW 이다.)

  1. 15.5
  2. 6.5
  3. 0.258
  4. 0.002
(정답률: 56%)
  • 냉동능력을 냉동효과로 나누어 냉매 순환량을 구한 뒤, 여기에 입구 비체적을 곱하여 흡입증기 체적을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{Q \times 3600 \times v}{q}$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{3.9 \times 3600 \times 0.5087}{1088}$
    ③ [최종 결과] $V = 6.5$
  • 흡입증기 체적 = 비체적 X 열량 / 냉동효과
    3.9 x 0.5087 x 3600 / 1088 = 6.56
  • 1. 1 냉동톤에 해당하는 냉매 유량 (kg/s)
    냉동효과가 1088 kJ/kg이므로, 1초에 필요한 냉매량은
    = 3.9 kW / 1088 kJ/kg
    = 3.9 / 1088 kg/s
    ≈ 0.003585 kg/s


    2. 1초당 체적유량 (m³/s)
    = 질량유량 × 비체적
    = 0.003585 kg/s × 0.5087 m³/kg
    ≈ 0.001823 m³/s


    3. 1시간당 체적유량 (m³/h)
    = 0.001823 m³/s × 3600 s/h
    ≈ 6.56 m³/h
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22. 다음 냉매 중 오존파괴지수(ODP)가 가장 낮은 것은?

  1. R11
  2. R12
  3. R22
  4. R134a
(정답률: 76%)
  • 오존파괴지수(ODP)는 기준 물질인 R-11을 1.0으로 보았을 때의 상대적 값입니다. R-134a는 수소불화탄소(HFC) 계열로 염소(Cl)를 포함하지 않아 오존층을 파괴하지 않으므로 ODP 값이 0으로 가장 낮습니다.

    오답 노트
    R-11, R-12: $1.0$
    R-22: $0.05$
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23. 프레온 냉동기의 흡입배관에 이중 입상관을 설치하는 주된 목적은?

  1. 흡입가스의 과열을 방지하기 위하여
  2. 냉매액의 흡입을 방지하기 위하여
  3. 오일의 회수를 용이하게 하기 위하여
  4. 흡입관에서의 압력강하를 보상하기 위하여
(정답률: 66%)
  • 프레온 냉동장치의 흡입 및 토출 입상 배관에 이중 입상관을 설치하는 핵심 목적은 배관 내에 정체된 오일을 압축기로 원활하게 되돌려 보내는 오일 회수를 용이하게 하기 위함입니다.
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24. 냉동장치를 장기간 운전하지 않을 경우 조치방법으로 틀린 것은?

  1. 냉매의 누설이 없도록 밸브의 패킹을 잘 잠근다.
  2. 저압측의 냉매는 가능한 한 수액기로 회수한다.
  3. 저압측의 냉매를 다른 용기로 회수하고 그 대신 공기를 넣어둔다.
  4. 압축기의 워터재킷을 위한 물은 완전히 뺀다.
(정답률: 79%)
  • 냉동기 사이클 내부에 공기가 유입되면 공기 중의 수분으로 인해 내부 부식이 발생하고, 가동 시 비응축 가스로 작용하여 압축기에 심각한 손상을 줄 수 있으므로 공기를 넣어두어서는 안 됩니다.
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25. 열 및 열펌프에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 일의 열당량은 이다. 이것은 427 kgf·m의 일이 열로 변할 때, 1kcal의 열량이 되는 것이다.
  2. 응축온도가 일정하고 증발온도가 내려가면 일반적으로 토출 가스온도가 높아지기 때문에 열펌프의 능력이 상승된다.
  3. 비열 2.1 kJ/kg·℃, 비중량 1.2 kg/L의 액체 2L를 온도 1℃ 상승시키기 위해서는 2.27 kJ의 열량을 필요로 한다.
  4. 냉매에 대해서 열의 출입이 없는 과정을 등온 압축이라 한다.
(정답률: 81%)
  • 일의 열당량은 $1\text{kcal}$의 열량이 $427\text{kgf}\cdot\text{m}$의 일과 같음을 의미하며, 제시된 수식 과 설명이 정확히 일치합니다.

    오답 노트
    증발온도 하강: 토출 가스온도는 높아지나 열펌프 능력은 감소함
    열량 계산: 비열 $\times$ 질량 $\times$ 온도변화이므로 $2.1\text{kJ/kg}\cdot\text{℃} \times (1.2\text{kg/L} \times 2\text{L}) \times 1\text{℃} = 5.04\text{kJ}$가 정답임
    단열 과정: 열의 출입이 없는 과정은 등온 압축이 아니라 단열 과정임
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26. 냉매에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. R-21은 화학식으로 CHCl2F 이고, CClF2 - ClF2는 R-113 이다.
  2. 냉매의 구비조건으로 응고점이 낮아야 한다.
  3. 냉매의 구비조건으로 증발열과 열전도율이 커야 한다.
  4. R-500은 R-12와 R-152를 합한 공비 혼합냉매라 한다.
(정답률: 74%)
  • 냉매의 화학식은 각 냉매 번호에 따라 고유하게 정해져 있습니다. R-21의 화학식은 $CHCl_{2}F$가 맞지만, R-113의 화학식은 $CCl_{2}F-CCl_{2}F$이므로 제시된 $CClF_{2}-ClF_{2}$는 잘못된 설명입니다.
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27. 압축기의 설치 목적에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 엔탈피 감소로 비체적을 증가시키기 위해
  2. 상온에서 응축 액화를 용이하게 하기 위한 목적으로 압력을 상승시키기 위해
  3. 수냉식 및 공냉색 응축기의 사용을 위해
  4. 압축 시 임계온도 상승으로 상온에서 응축액화를 용이하게 하기 위해
(정답률: 65%)
  • 압축기는 냉매를 순환시키는 펌프 역할을 하며, 냉매 가스의 압력과 온도를 높여 응축기에서 상온의 냉각매체로 열을 방출하고 쉽게 액화될 수 있도록 만드는 것이 핵심 목적입니다.
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28. 냉동장치에서 액봉이 쉽게 발생되는 부분으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 액펌프 방식의 펌프출구와 증발기 사이의 배관
  2. 2단압축 냉동장치의 중간냉각기에서 과냉각된 액관
  3. 압축기에서 응축기로의 배관
  4. 수액기에서 증발기로의 배관
(정답률: 57%)
  • 액봉은 배관 내에 갇힌 액체 냉매가 온도 상승으로 팽창하여 고압이 발생하는 현상으로, 주로 저압 배관의 연결부에서 발생합니다. 압축기에서 응축기로 가는 배관은 고압의 기체 상태 냉매가 흐르는 구간이므로 액봉 발생 가능성이 매우 낮습니다.
  • 압축기에서 응축기로의 배관은 고온 고압의 기체 냉매가 흐르는 구간이므로 액붐이 발생할 가능성이 가장 낮습니다. 응축기에서는 기체 냉매가 액체 냉매로 응축되는 과정이 일어나므로, 이 배관에서 액체 냉매가 압축기로 역류할 가능성은 매우 희박합니다.
  • 냉동장치의 액봉현상
    밀폐된 냉동장치의 내부의 계통내에 갇혀있던 액체냉매가
    주위 온도상승에 따라 냉매액의 체적이 팽창하여 이상고압이
    발생되거나 파열되는 현상으로 주로 저압 배관의 연결부에서
    많이 발생한다..(액체냉매가 압축기로 역류하는 현상)

    압축기에서 응축기로 흐르는 냉매는 고온고압의 기체이기에
    액봉이 발생될수 없다..
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29. 어떤 냉동기로 1시간당 얼음 1ton을 제조하는데 37kW의 동력을 필요로 한다. 이 때 사용하는 물의 온도는 10℃ 이며 얼음은 –10℃ 이었다. 이 냉동기의 성적계수는? (단, 융해열은 335 kJ/kg 이고, 물의 비열은 4.19 kJ/kg·K, 얼음의 비열은 2.09 kJ/kg·K 이다.)

  1. 2.0
  2. 3.0
  3. 4.0
  4. 5.0
(정답률: 57%)
  • 성적계수(COP)는 냉동기가 흡수한 총 열량(냉동효과)을 소비한 일(동력)로 나눈 값입니다. 총 열량은 물의 냉각, 얼음의 응고, 얼음의 추가 냉각 열량의 합으로 구합니다.
    ① [기본 공식] $COP = \frac{Q_{L}}{W}$
    ② [숫자 대입] $COP = \frac{1000 \times (4.19 \times 10 + 335 + 2.09 \times 10)}{37 \times 3600}$
    ③ [최종 결과] $COP = 3.0$
  • 1. 제거해야 할 열량 계산 (Q):

    물(10℃) → 물(0℃):
    Q1 = 1000kg × 4.19 × (10 - 0) = 41,900 kJ

    물(0℃) → 얼음(0℃):
    Q2 = 1000kg × 335 = 335,000 kJ

    얼음(0℃) → 얼음(-10℃):
    Q3 = 1000kg × 2.09 × (0 - (-10)) = 20,900 kJ

    총 냉동효과 (Q_total):
    Q = Q1 + Q2 + Q3 = 41,900 + 335,000 + 20,900 = 397,800 kJ


    ---

    2. 투입한 에너지 계산 (W):
    W = 37 kW × 3600초 = 133,200 kJ


    ---

    3. 성적계수(COP):
    COP = Q / W = 397,800 / 133,200 ≈ 2.986 ≈ 3.0
  • 물(10℃) → 물(0℃)→ (0℃)얼음→ (-10℃)얼음

    1. 제거해야 할 열량 계산 (Q):
    물(10℃) → 물(0℃):
    Q1 =Q=G×C×ΔT
    = 1000kg × 4.19 × (10 - 0) = 41,900 kJ

    물(0℃) → 얼음(0℃):
    Q2=G×r
    = 1000kg × 335 = 335,000 kJ

    얼음(0℃) → 얼음(-10℃):
    Q3 = G×C×ΔT
    = 1000kg × 2.09 × (0 - (-10)) = 20,900 kJ

    총 냉동효과 (Q_total):
    Q = Q1 + Q2 + Q3 = 41,900 + 335,000 + 20,900 = 397,800 kJ


    ---

    2. 투입한 에너지 계산 (W):
    W = 37 kW × 3600초 = 133,200 kJ


    ---

    3. 성적계수(COP):
    COP = Qt /Aw = 397,800 / 37 × 3600
    =2.986 =3.0

    단위환산
    1T0N=1000KG=37KW=37KJ=1H=3600S
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30. 증발온도(압력)가 감소할 때, 장치에 발생되는 현상으로 가장 거리가 먼 것은? (단, 응축온도는 일정하다.)

  1. 성적계수(COP) 감소
  2. 토출가스 온도 상승
  3. 냉매 순환량 증가
  4. 냉동 효과 감소
(정답률: 66%)
  • 증발온도(압력)가 감소하면 압축비가 증가하여 성적계수(COP)가 감소하고, 토출가스 온도가 상승하며, 냉동효과가 감소하고 냉매 순환량이 줄어들게 됩니다.

    오답 노트
    냉매 순환량 증가: 증발압력 저하로 인해 체적효율이 감소하여 실제 냉매 순환량은 감소합니다.
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31. 다음 중 냉동장치의 운전상태 점검 시 확인해야 할 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 윤활유의 상태
  2. 운전 소음 상태
  3. 냉동장치 각부의 온도 상태
  4. 냉동장치 전원의 주파수 변동 상태
(정답률: 74%)
  • 냉동장치 운전 점검 시에는 냉매 누설 여부, 윤활유의 상태, 각부의 온도 및 압력, 냉각수 상태, 전동기의 전압·전류·회전방향 등을 확인해야 합니다. 전원의 주파수 변동 상태는 장치 자체의 운전 상태 점검 항목보다는 전원 공급 설비의 영역에 해당하므로 거리가 멉니다.
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32. 다음 중 줄-톰슨 효과와 관련이 가장 깊은 냉동방법은?

  1. 압축기체의 팽창에 의한 냉동법
  2. 감열에 의한 냉동법
  3. 흡수식 냉동법
  4. 2원 냉동법
(정답률: 56%)
  • 줄-톰슨 효과란 고압의 압축 기체가 좁은 구멍이나 밸브를 통해 갑자기 팽창할 때 온도가 내려가는 현상을 말하며, 이는 압축기체의 팽창에 의한 냉동법의 핵심 원리입니다.
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33. 표준냉동사이클에서 냉매 액이 팽창밸브를 지날 때 냉매의 온도, 압력, 엔탈피의 상태변화를 올바르게 나타낸 것은?

  1. 온도 : 일정, 압력 : 감소, 엔탈피 : 일정
  2. 온도 : 일정, 압력 : 감소, 엔탈피 : 감소
  3. 온도 : 감소, 압력 : 일정, 엔탈피 : 일정
  4. 온도 : 감소, 압력 : 감소, 엔탈피 : 일정
(정답률: 75%)
  • 팽창밸브를 통과하는 과정은 등엔탈피 과정으로, 냉매액의 압력이 급격히 낮아지면서 온도 또한 함께 감소하게 됩니다. 따라서 온도 감소, 압력 감소, 엔탈피 일정 상태가 됩니다.
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34. 흡수식 냉동기의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 부분 부하에 대한 대응성이 좋다.
  2. 용량제어의 범위가 넓어 폭넓은 용량제어가 가능하다.
  3. 초기 운전 시 정격 성능을 발휘할 때까지의 도달 속도가 느리다.
  4. 압축식 냉동기에 비해 소음과 진동이 크다.
(정답률: 77%)
  • 흡수식 냉동기는 전동 압축기 대신 열에너지를 사용하여 냉매를 순환시키므로, 압축식 냉동기에 비해 소음과 진동이 매우 적은 것이 특징입니다.
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35. 압축기의 클리어런스가 클 경우 상태 변화에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 냉동능력이 감소한다.
  2. 체적효율이 저하한다.
  3. 압축기가 과열한다.
  4. 토출가스의 온도가 감소한다.
(정답률: 67%)
  • 압축기의 클리어런스가 크면 재팽창 가스의 영향으로 인해 토출가스의 온도가 상승하게 됩니다.

    오답 노트
    냉동능력 감소, 체적효율 저하, 압축기 과열은 클리어런스가 클 때 발생하는 실제 현상입니다.
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36. 브라인의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 비열이 크고 동결온도가 낮을 것
  2. 불연성이며 불활성일 것
  3. 열전도율이 클 것
  4. 점성이 클 것
(정답률: 78%)
  • 브라인의 점성이 너무 크면 유동 저항이 증가하여 펌프 동력이 많이 소모되고 열전달 효율이 떨어져 냉동능력이 저하되므로, 점성은 적당한 수준을 유지해야 합니다.
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37. 증발온도 –15℃, 응축온도 30℃인 이상적인 냉동기의 성적계수(COP)는?

  1. 5.73
  2. 6.41
  3. 6.73
  4. 7.34
(정답률: 46%)
  • 증발 온도: -15℃
    응축 온도: 30℃
    절대 온도로 변환합니다.
    증발기 절대 온도 = -15 + 273.15 = 258.15 K
    응축기 절대 온도 = 30 + 273.15 = 303.15 K
    이제 성능계수(COP)를 계산합니다.
    COP = 258.15 ÷ (303.15 - 258.15)
    COP = 258.15 ÷ 45
    COP ≈ 5.7366...
    따라서 가장 가까운 보기는 ① 5.73입니다.
  • 이상적인 냉동기의 성적계수(COP)는 절대온도를 기준으로 증발온도와 응축온도의 차이에 대한 증발온도의 비로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$COP = \frac{T_L}{T_H - T_L}$$
    ② [숫자 대입]
    $$COP = \frac{258}{303 - 258}$$
    ③ [최종 결과]
    $$COP = 5.73$$
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38. 열전달에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 열전도는 물체 내에서 온도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 열이 이동하는 현상이다.
  2. 대류는 유체의 열이 유체와 함께 이동하는 현상이다.
  3. 복사는 떨어져 있는 두 물체사이의 전열현상이다.
  4. 전열에서는 전도, 대류, 복사가 각각 단독으로 일어나는 경우가 많다.
(정답률: 73%)
  • 실제 전열 현상에서는 전도, 대류, 복사가 어느 하나만 단독으로 일어나기보다 서로 복합적으로 동시에 일어나는 경우가 일반적입니다.
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39. 암모니아 냉동기에서 유분리기의 설치위치로 가장 적당한 곳은?

  1. 압축기와 응축기 사이
  2. 응축기와 팽창밸브 사이
  3. 증발기외 압축기 사이
  4. 팽창밸브와 증발기 사이
(정답률: 62%)
  • 압축기에서 냉매와 함께 배출된 윤활유가 저온의 증발기로 흘러 들어가 고이게 되면 회수가 어려워지므로, 증발기로 가기 전인 압축기와 응축기 사이에 유분리기를 설치하여 미리 회수해야 합니다.
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40. 다음과 같은 조건에서 작동하는 냉동장치의 냉매순환량(kg/h)은? (단, 1RT는 3.9 kW 이다.)

  1. 325.2
  2. 438.8
  3. 512.8
  4. 617.3
(정답률: 56%)
  • 냉동능력과 엔탈피 차이를 이용하여 시간당 냉매 순환량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $G = \frac{Q \times 3600}{\Delta h}$
    ② [숫자 대입] $G = \frac{5 \times 3.9 \times 3600}{400 - 240}$
    ③ [최종 결과] $G = 438.8$
    단위는 $\text{kg/h}$ 입니다.
  • * 냉동 능력 계산:
    냉동 능력 = 5 RT
    1 RT = 3.9 kW 이므로,
    냉동 능력 = 5 × 3.9 kW = 19.5 kW
    * 냉동 능력 단위를 kJ/s로 변환:
    1 kW = 1 kJ/s 이므로,
    냉동 능력 = 19.5 kJ/s
    * 증발기에서의 엔탈피 변화량 계산:
    엔탈피 변화량 = 증발기 출구 냉매 엔탈피 - 증발기 입구 냉매 엔탈피
    엔탈피 변화량 = 400 kJ/kg - 240 kJ/kg = 160 kJ/kg
    * 냉매순환량 계산 (kg/s):
    냉매순환량 (kg/s) = 냉동 능력 (kJ/s) / 엔탈피 변화량 (kJ/kg)
    냉매순환량 (kg/s) = 19.5 kJ/s / 160 kJ/kg = 0.121875 kg/s
    * 냉매순환량 단위를 kg/h로 변환:
    냉매순환량 (kg/h) = 냉매순환량 (kg/s) × 3600 s/h
    냉매순환량 (kg/h) = 0.121875 kg/s × 3600 s/h = 438.75 kg/h
    따라서 냉매순환량은 약 438.75 kg/h이며, 보기 중에서 가장 가까운 값은 ②번 438.8 kg/h입니다.
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3과목: 배관일반

41. 냉매배관 설계 시 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 2중 입상관 사용 시 트랩을 크게 한다.
  2. 과도한 압력강하를 방지한다.
  3. 압축기로 액체 냉매의 유입을 방지한다.
  4. 압축기를 떠난 윤활유가 일정비율로 다시 압축기로 되돌아오게 한다.
(정답률: 73%)
  • 냉매배관에서 2중 입상관을 사용할 때는 오일 회수를 원활하게 하기 위해 트랩을 작게 설치해야 합니다. 트랩을 크게 설치하는 것은 증기배관의 특징입니다.
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42. 고가 탱크식 급수설비에서 급수경로를 바르게 나타낸 것은?

  1. 수도본관 → 저수조 → 옥상탱크 → 양수관 → 급수관
  2. 수도본관 → 저수조 → 양수관 → 옥상탱크 → 급수관
  3. 저수조 → 옥상탱크 → 수도본관 → 양수관 → 급수관
  4. 저수조 → 옥상탱크 → 양수관 → 수도본관 → 급수관
(정답률: 65%)
  • 고가 탱크식 급수방식은 상수도에서 들어온 물을 저수조에 저장한 후, 펌프를 통해 옥상 탱크로 올려보내 중력으로 급수하는 방식입니다.
    순서: 수도본관 $\rightarrow$ 저수조 $\rightarrow$ 양수관 $\rightarrow$ 옥상탱크 $\rightarrow$ 급수관
  • 고가 탱크식 급수설비는 수도 본관의 압력이 부족하거나 지하수 등을 이
    용할 때, 펌프로 물을 퍼올려 건물의 높은 곳(옥상 등)에 설치된 탱크에
    저장한 후, 중력에 의해 하향 급수하는 방식입니다. 이 방식은 중규모 이
    상의 건축물에서 주로 사용되며, 수도 본관의 압력이 일정하지 않을 때 안정적인 급수 압력을 유지할 수 있는 장점이 있습니다.
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43. 다음 중 건물의 급수량 산정의 기준과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 건물의 높이 및 층수
  2. 건물의 사용 인원수
  3. 설치될 기구의 수량
  4. 건물의 유효면적
(정답률: 61%)
  • 건물의 급수량은 실제 물을 사용하는 양을 기준으로 산정하므로 사용 인원, 설치 기구 수, 유효면적을 기준으로 결정하며, 건물의 높이나 층수는 급수량 산정의 직접적인 기준이 아닙니다.
  • 건물의 높이 및 층수는 급수 설비의 압력 및 배관 설계에 영향을 주기는 하지만, 급수량 자체를 산정하는 데는 큰 관련이 없습니다.
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44. 다음 중 통기관의 종류가 아닌 것은?

  1. 각개 통기관
  2. 루프 통기관
  3. 신정 통기관
  4. 분해 통기관
(정답률: 72%)
  • 통기관은 배관 내의 공기를 배출하고 압력을 조절하는 관으로, 각개 통기관, 루프 통기관, 신정 통기관 등이 있으며 분해 통기관은 통기관의 종류에 해당하지 않습니다.
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45. 제조소 및 공급소 밖의 도시가스 배관 설비 기준으로 옳은 것은?

  1. 철도부지에 매설하는 경우에는 배관의 외면으로부터 궤도 중심까지 3m 이상 거리를 유지해야 한다.
  2. 철도부지에 매설하는 경우 지표면으로부터 배관의 외면까지의 깊이를 1.2m 이상 유지해야 한다.
  3. 하천규역을 횡단하는 배관의 매설은 배관의 외면과 계획하상높이와의 거리 2m 이상 거리를 유지해야 한다.
  4. 수로 밑을 횡단하는 배관의 매설은 1.5m 이상, 기타 좁은 수로인 경우 0.8m 이상 깊게 매설해야 한다.
(정답률: 65%)
  • 도시가스 배관 설비 기준에 따라 철도부지 매설 시 지표면으로부터 배관 외면까지의 깊이는 $1.2\text{m}$이상을 유지해야 합니다.

    오답 노트
    철도 궤도 중심 거리: $3\text{m}$ $\rightarrow$ $4\text{m}$이상
    하천 계획하상높이 거리: $2\text{m}$ $\rightarrow$ $4\text{m}$이상
    수로 밑 매설 깊이: $1.5\text{m}$ $\rightarrow$ $2.5\text{m}$이상
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46. 펌프에서 캐비테이션 방지대책으로 틀린 것은?

  1. 흡입 양정을 짧게 한다.
  2. 양흡입 펌프를 단흡입 펌프로 바꾼다.
  3. 펌프의 회전수를 낮춘다.
  4. 배관의 굽힘을 적게 한다.
(정답률: 65%)
  • 캐비테이션(공동현상)은 유체의 압력이 포화증기압보다 낮아져 기포가 발생하는 현상입니다. 이를 방지하려면 흡입 저항을 줄여야 하므로, 단흡입 펌프보다는 흡입 성능이 더 좋은 양흡입 펌프를 사용하는 것이 올바른 대책입니다.
  • 캐비테이션은 펌프 흡입측의 압력이 액체의 증기압 이하로 낮아질 때 액체가 증발하여 기포가 생성되고, 이 기포들이 고압부로 이동하면서 터져 충격과 소음을 발생시키는 현상입니다. 캐비테이션은 펌프의 성능 저하 및 파손의 원인이 되므로 방지 대책이 필요합니다.
    각 보기에 대한 설명은 다음과 같습니다.
    * ① 흡입 양정을 짧게 한다: 흡입 양정이 짧아지면 펌프 흡입측의 압력이 높아져 액체의 증발을 억제하므로 캐비테이션 방지에 도움이 됩니다.
    * ② 양흡입 펌프를 단흡입 펌프로 바꾼다: 일반적으로 양흡입 펌프는 단흡입 펌프에 비해 흡입 성능이 우수하여 캐비테이션 발생 가능성이 낮습니다. 따라서 양흡입 펌프를 단흡입 펌프로 바꾸는 것은 캐비테이션 방지 대책으로 적절하지 않습니다.
    * ③ 펌프의 회전수를 낮춘다: 펌프의 회전수가 낮아지면 유속이 감소하고 압력 강하 폭이 줄어들어 캐비테이션 발생 가능성이 낮아집니다.
    * ④ 배관의 굽힘을 적게 한다: 배관의 굽힘이 많으면 유동 저항이 증가하여 펌프 흡입측의 압력을 낮출 수 있으므로, 굽힘을 적게 하는 것은 캐비테이션 방지에 도움이 됩니다.
    따라서 캐비테이션 방지 대책으로 틀린 것은 ② 양흡입 펌프를 단흡입 펌프로 바꾼다입니다.
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47. 간접배수관의 관경이 25A일 때 배수구 공간으로 최소 몇 mm 가 가장 적절한가?

  1. 50
  2. 100
  3. 150
  4. 200
(정답률: 68%)
  • 간접배수관의 배수구 공간은 기본적으로 접속관경의 2배 이상을 확보해야 합니다.
    ① [기본 공식] $S = D \times 2$ (배수구 공간 = 관경 × 2)
    ② [숫자 대입] $S = 25 \times 2$
    ③ [최종 결과] $S = 50$
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48. 증기난방 배관 시공법에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 증기 주관에서 가지관을 분기할 때는 증기 주관에서 생성된 응축수가 가지관으로 들어가지 않도록 상향 분기한다.
  2. 증기 주관에서 가지관을 분기하는 경우에는 배관의 신축을 고려하여 3개 이상의 엘보를 사용한 스위블 이음으로 한다.
  3. 증기 주관 말단에는 관말트랩을 설치한다.
  4. 증기관이나 환수관이 보 또는 출입문 등 장애물과 교차할 때는 장애물을 관통하여 배관한다.
(정답률: 65%)
  • 증기관이나 환수관이 보 또는 출입문 등 장애물과 교차할 때는 장애물을 관통하는 것이 아니라, 루프형 배관을 설치하여 상부에는 공기가, 하부에는 응축수가 흐르도록 유도해야 합니다.
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49. 공기조화 설비의 구성과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 냉동기 설비
  2. 보일러 실내기기 설비
  3. 위생기구 설비
  4. 송풍기, 공조기 설비
(정답률: 77%)
  • 공기조화 설비는 실내 공기의 온도, 습도, 청정도를 조절하는 시스템으로 냉동기, 보일러, 송풍기, 공조기 등이 포함됩니다. 반면 위생기구 설비는 급수 및 배수와 관련된 설비이므로 공기조화 설비와는 거리가 멉니다.
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50. 암모니아 냉동설비의 배관으로 사용하기에 가장 부적절한 배관은?

  1. 이음매 없는 동관
  2. 저온 배관용 강관
  3. 배관용 탄소강 강관
  4. 배관용 스테인리스 강관
(정답률: 77%)
  • 암모니아 냉동설비의 재료 적합성 문제입니다. 암모니아는 구리(동)를 강하게 부식시키는 성질이 있기 때문에 이음매 없는 동관을 배관으로 사용하는 것은 매우 부적절합니다.
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51. 건물의 시간당 최대 예상 급탕량이 2000 kg/h 일 때, 도시가스를 사용하는 급탕용 보일러에서 필요한 가스 소묘량(kg/h)은? (단, 급탕온도 60℃, 급수온도 20℃, 도시가스 발열량 15000 kcal/kg, 보일러 효율이 95% 이며, 열손실 및 예열부하는 무시한다.)

  1. 5.6
  2. 6.6
  3. 7.6
  4. 8.6
(정답률: 37%)
  • 급탕에 필요한 열량을 계산한 후, 보일러 효율과 연료의 발열량을 고려하여 가스 소모량을 구하는 문제입니다.
    $$\text{가스 소모량} = \frac{\text{급탕량} \times (\text{급탕온도} - \text{급수온도})}{\text{효율} \times \text{발열량}}$$
    $$\text{가스 소모량} = \frac{2000 \times (60 - 20)}{0.95 \times 15000}$$
    $$\text{가스 소모량} = 5.6$$
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52. 다음 특징은 어떤 포집기에 대한 설명인가?

  1. 드럼 포집기
  2. 오일 포집기
  3. 그리스 포집기
  4. 플라스터 포집기
(정답률: 68%)
  • 제시된 이미지 의 내용처럼 호텔이나 레스토랑 주방 배수 중 함유된 지방분을 포집하여 제거하는 장치는 그리스 포집기입니다.

    오답 노트
    오일 포집기: 자동차 수리공장 사용
    플라스터 포집기: 병원 사용
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53. 다음 배관 부속 중 사용 목적이 서로 다른 것과 연결한 것은?

  1. 플러그 - 캡
  2. 티 - 리듀서
  3. 니플 - 소켓
  4. 유니언 – 플랜지
(정답률: 71%)
  • 배관 부속의 사용 목적을 구분하는 문제입니다. 티는 배관의 방향을 바꿀 때 사용하고, 리듀서는 배관의 사이즈를 변경할 때 사용하므로 두 부속의 목적이 서로 다릅니다.

    오답 노트
    플러그, 캡: 끝 막음용
    니플, 소켓: 수리 및 교환용
    유니언, 플랜지: 관 이음용
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54. 자동 2방향 밸브를 사용하는 냉온수 코일 배관법에서 바이패스관에 설치하기에 가장 적절한 밸브는?

  1. 게이트밸브
  2. 체크밸브
  3. 글로브밸브
  4. 감압밸브
(정답률: 61%)
  • 냉온수 코일 배관법의 바이패스관에는 코일 저항과 바이패스 저항을 동등하게 조절하여 압력을 균일하게 유지하기 위해 유량 조절 능력이 뛰어난 글로브밸브를 설치합니다.
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55. 도시가스 배관에서 중압은 얼마의 압력을 의미하는가?

  1. 0.1 MPa 이상 1 MPa 미만
  2. 1 MPa 이상 3 MPa 미만
  3. 3 MPa 이상 10 MPa 미만
  4. 10 MPa 이상 100 MPa 미만
(정답률: 71%)
  • 도시가스 배관의 압력 분류 기준에 따라 중압은 $0.1\text{ MPa}$이상 $1\text{ MPa}$ 미만을 의미합니다.

    오답 노트
    저압: $0.1\text{ MPa}$ 미만
    고압: $1\text{ MPa}$이상
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56. 냉동배관 중 액관 시공 시 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 매우 긴 입상 배관의 경우 압력이 증가하게 되므로 충분한 과냉각이 필요하다.
  2. 배관은 가능한 짧게 하여 냉매가 증발하는 것을 방지한다.
  3. 가능한 직선적인 배관으로 하고, 곡관의 곡률반경은 가능한 크게 한다.
  4. 증발기가 응축기 또는 수액기보다 높은 위치에 설치되는 경우는 액을 충분히 과냉각시켜 액 냉매가 관내에서 증발하는 것을 방지하도록 한다.
(정답률: 55%)
  • 매우 긴 입상 배관의 경우, 유체가 흐르면서 발생하는 마찰저항으로 인해 압력이 증가하는 것이 아니라 오히려 감소하게 됩니다.
  • 긴 입상 배관에서는 압력 강하로 인해 플래싱(기화) 위험이 커지므로 충분한 과냉각이 필요하지만, "압력이 증가한다"고 서술한 것은 잘못된 설명입니다. 실제로는 압력이 감소하게 됩니다.
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57. 강관을 재질 상으로 분류한 것이 아닌 것은?

  1. 탄소 강관
  2. 합금 강관
  3. 전기 용접강관
  4. 스테인리스 강관
(정답률: 76%)
  • 전기 용접강관은 재질이 아닌 제조 방법에 따른 분류에 해당합니다.

    오답 노트
    탄소 강관, 합금 강관, 스테인리스 강관: 재질에 따른 분류
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58. 단열시공 시 곡면부 시공에 적합하고, 표면에 아스팔트 피복을 하면 –60℃ 정도 까지 보냉이 되고 양모, 우모 등의 모(毛)를 이용한 피복재는?

  1. 실리카울
  2. 아스베스토
  3. 섬유유리
  4. 펠트
(정답률: 72%)
  • 양모나 우모 등의 모(毛)를 이용하여 펠트 모양으로 제조한 피복재는 펠트입니다. 곡면부 시공에 적합하며 아스팔트 피복 시 $-60^{\circ}C$ 정도까지 보냉이 가능합니다.
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59. 기수 혼합 급탕기에서 증기를 물에 직접 분사시켜 가열하면 압력차로 인해 소음이 발생한다. 이러한 소음을 줄이기 위해 사용하는 설비는?

  1. 스팀 사일렌서
  2. 응축수 트랩
  3. 안전밸브
  4. 가열코일
(정답률: 79%)
  • 기수 혼합 급탕기에서 증기를 직접 분사할 때 발생하는 압력차에 의한 소음을 억제하기 위해 설치하는 설비는 스팀 사일렌서입니다.
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60. 유체의 흐름을 한 방향으로만 흐르게 하고 반대 방향으로는 흐르지 못하게 하는 밸브의 도시기호는?

(정답률: 77%)
  • 유체를 한 방향으로만 흐르게 하고 역류를 방지하는 밸브는 체크밸브이며, 해당 도시기호는 입니다.

    오답 노트
    일반밸브:
    글로브밸브:
    앵글밸브:
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4과목: 전기제어공학

61. 서보전동기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 정·역운전이 가능하다.
  2. 직류용은 없고 교류용만 있다.
  3. 급가속 및 급감속이 용이하다.
  4. 속응성이 대단히 높다.
(정답률: 73%)
  • 서보전동기는 속응성이 높고 정·역운전 및 급가속, 급감속이 용이하여 정밀 기기에 사용되며, 직류형과 교류형이 모두 존재합니다.
  • 서보전동기는 위치, 속도, 가감속 등 다양한 움직임을 정밀하게 제어할 수 있는 모터입니다. 일반 모터와 달리, 피드백 회로를 통해 실시간으로 오차를 감지하고 보정하여 원하는 위치나 속도에 정확하게 도달하도록 설계되었습니다. 
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62. 자동연소 제어에서 연료의 유량과 공기의 유량 관계가 일정한 비율로 유지되도록 제어하는 방식은?

  1. 비율제어
  2. 시퀀스제어
  3. 프로세스제어
  4. 프로그램제어
(정답률: 73%)
  • 보일러나 내연기관 등의 연소실 내에서 연료와 공기의 유량이 일정한 비율 관계를 유지하며 변화하도록 제어하는 방식은 비율제어입니다.
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63. 저항 R에 100V의 전압을 인가하여 10A의 전류를 1분간 흘렸다면, 이때의 열량은 약 몇 kcal 인가?

  1. 14.4
  2. 28.8
  3. 60
  4. 120
(정답률: 41%)
  • 전기 에너지가 열량으로 변환될 때, 줄의 법칙과 열량 환산 계수 $0.24$를 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $H = 0.24 \times V \times I \times t$
    ② [숫자 대입] $H = 0.24 \times 100 \times 10 \times 60$
    ③ [최종 결과] $H = 14.4$
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64. 다음 블록선도의 특성방정식으로 옳은 것은?

  1. 3s + 2 = 0
  4. 2s = 0
(정답률: 43%)
  • 특성방정식은 폐루프 전달함수의 분모를 $0$으로 만드는 방정식입니다. 주어진 블록선도의 개루프 전달함수는 $G(s) = s \times \frac{2}{s+2} = \frac{2s}{s+2}$이며, 전체 전달함수의 분모는 $1 + G(s) = 1 + \frac{2s}{s+2} = \frac{s+2+2s}{s+2} = \frac{3s+2}{s+2}$가 됩니다.
    따라서 분모인 $3s+2=0$이 특성방정식이 됩니다.
  • 블록선도 구성은 다음과 같습니다:

    첫 번째 블록: 전달함수 = s

    두 번째 블록: 전달함수 = 2 / (s + 2)

    피드백은 단위 피드백 (1)



    ---

    1단계: 정방향 전달함수 구하기

    두 블록을 직렬로 연결했으므로 전달함수는 곱해줍니다:

    G(s) = s * [2 / (s + 2)] = 2s / (s + 2)


    ---

    2단계: 폐루프 전달함수 구하기

    폐루프 전달함수 T(s)는 다음과 같습니다:

    T(s) = G(s) / [1 + G(s)]

    T(s) = (2s / (s + 2)) / [1 + (2s / (s + 2))]

    = (2s / (s + 2)) / [(s + 2 + 2s) / (s + 2)]

    = 2s / (3s + 2)


    ---

    3단계: 특성방정식 구하기

    특성방정식은 폐루프 전달함수의 분모를 0으로 두는 식입니다.

    따라서,

    3s + 2 = 0
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65. 직류기의 브러시에 탄소를 사용하는 이유는?

  1. 접촉 저항이 크다.
  2. 접촉 저항이 작다.
  3. 고유 저항이 동보다 작다.
  4. 고유 저항이 동보다 크다.
(정답률: 53%)
  • 직류기의 브러시에 탄소를 사용하는 이유는 정류자와의 접촉 저항을 크게 하여 전압 강하를 유도함으로써 불꽃 발생을 방지하기 위함입니다.
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66. 제어계에서 제어량이 원하는 값을 갖도록 외부에서 주어지는 값은?

  1. 동작신호
  2. 조작량
  3. 목표값
  4. 궤환량
(정답률: 54%)
  • 피드백 제어계에서 제어량이 목표로 하는 원하는 값을 외부에서 입력해 주는 것을 목표값(기준입력)이라고 합니다.
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67. 그림과 같은 평형 3상 회로에서 전력계의 지시가 100W 일 때 3상 전력은 몇 W 인가? (단, 부하의 역률은 100%로 한다.)

  1. 100√2
  2. 100√3
  3. 200
  4. 300
(정답률: 53%)
  • 역률이 $100\%$인 평형 3상 회로에서 2전력계법을 사용할 때, 두 전력계의 지시값은 동일하며 전체 전력은 두 지시값의 합과 같습니다.
    ① [기본 공식] $P = P_1 + P_2$
    ② [숫자 대입] $P = 100 + 100$
    ③ [최종 결과] $P = 200$
  • 1소자법에서 전력계 하나로 측정한 값이 3상 전체 전력의 1/2일 때가 있습니다. 이건 역률 1이고 평형 부하일 경우입니다.

    즉,

    전력계 지시값 = 100W

    전체 3상 전력 = 100W × 2 = 200W
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68. 그림과 같은 신호흐름선도의 선형방정식은?

  1. y2 = (a + 2b)y1
  2. y2 = (a + b)y1
  3. y2 = (2a + b)y1
  4. y2 = 2(a + b)y1
(정답률: 62%)
  • 신호흐름선도에서 화살표 위의 부호는 게인(gain)을 곱하는 것을 의미하며, 분기점(○)은 가산점(+)을 의미합니다. 에서 $y_{1}$으로부터 $y_{2}$로 가는 경로는 게인 $a$를 거치는 경로와 게인 $b$를 거치는 경로 두 가지가 있으므로 이를 합산합니다.
    $$y_{2} = ay_{1} + by_{1} = (a + b)y_{1}$$
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69. R-L 직렬회로에 100V 의 교류 전압을 가했을 때 저항에 걸리는 전압이 80V 이었다면 인덕턴스에 걸리는 전압(V)은?

  1. 20
  2. 40
  3. 60
  4. 80
(정답률: 48%)
  • R-L 직렬회로에서 전체 전압은 저항에 걸리는 전압과 인덕턴스에 걸리는 전압의 벡터 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_{L} = \sqrt{V^{2} - V_{R}^{2}}$
    ② [숫자 대입] $V_{L} = \sqrt{100^{2} - 80^{2}}$
    ③ [최종 결과] $V_{L} = 60$
  • 전체 전압² = 저항에 걸린 전압² + 인덕턴스에 걸린 전압²

    100² = 80² + VL²
    10000 = 6400 + VL²
    VL² = 10000 - 6400 = 3600
    VL = √3600 = 60V
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70. 교류회로에서 역률은?

  1. 무효전력 / 피상전력
  2. 유효전력 / 피상전력
  3. 무효전력 / 유효전력
  4. 유효전력 / 무효전력
(정답률: 62%)
  • 교류회로에서 역률은 피상전력에 대해 실제로 소비되는 유효전력의 비율을 의미합니다.
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71. 변압기 내부 고장 검출용 보호계전기는?

  1. 차동계전기
  2. 과전류계전기
  3. 역상계전기
  4. 부족전압계전기
(정답률: 65%)
  • 차동계전기는 보호구간의 1차 전류와 2차 전류의 차이를 검출하여 내부 고장을 판별하는 계전기입니다. 정상 상태에서는 두 전류가 상쇄되어 동작 코일에 전류가 흐르지 않지만, 내부 고장으로 인해 입·출력 전류의 차이가 발생하면 동작 전류가 생성되어 계전기가 작동합니다. 보통 비율차동계전기가 널리 사용됩니다.
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72. 제어시스템의 구성에서 서보전동기는 어디에 속하는가?(문제 오류로 가답안 발표시 2번으로 발표되었지만 확정 답안 발표시 2, 3번이 정답 처리되었습니다. 여기서는 2번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 조절부
  2. 제어대상
  3. 조작부
  4. 검출부
(정답률: 72%)
  • 서보전동기는 드라이버로부터 조작량을 입력받아 실제 구동을 수행하며, 회전속도 및 각도를 피드백하는 제어대상에 속합니다. 다만, 제어기가 포함된 일체형 구조일 경우 조작부의 역할도 수행할 수 있습니다.
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73. i=2t2 + 8t(A)로 표시되는 전류가 도선에 3초 동안 흘렀을 때 통과한 전체 전하량(C)은?

  1. 18
  2. 48
  3. 54
  4. 61
(정답률: 46%)
  • 전체 전하량은 전류를 시간에 대해 적분하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $Q = \int_{0}^{t} i \, dt$
    ② [숫자 대입] $Q = \int_{0}^{3} (2t^2 + 8t) \, dt = [\frac{2}{3}t^3 + 4t^2]_0^3 = \frac{2}{3}(27) + 4(9)$
    ③ [최종 결과] $Q = 18 + 36 = 54$
  • 전하량 Q = ∫ i(t) dt
    적분 구간: 0초부터 3초까지

    1단계: 적분식 세우기

    Q = ∫ (2t² + 8t) dt, 구간은 0부터 3

    2단계: 적분

    ∫ 2t² dt = (2/3)t³
    ∫ 8t dt = 4t²

    → 전체 적분 결과:
    Q = (2/3)t³ + 4t²

    3단계: 3초 대입

    Q = (2/3)(3)³ + 4(3)²
    = (2/3)(27) + 4(9)
    = 18 + 36
    = 54
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74. 적분시간이 3초이고, 비례감도가 5인 PI제어계의 전달함수는?

(정답률: 51%)
  • PI제어계의 전달함수는 비례감도 $K_p$와 적분시간 $T_i$를 이용하여 다음과 같이 계산합니다.
    ① [기본 공식] $G(s) = K_p(1 + \frac{1}{T_i s})$
    ② [숫자 대입] $G(s) = 5(1 + \frac{1}{3s}) = 5 + \frac{5}{3s} = \frac{15s + 5}{3s}$
    ③ [최종 결과] $G(s) = \frac{15s + 5}{3s}$
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75. 서보기구의 제어량에 속하는 것은?

  1. 유량
  2. 압력
  3. 밀도
  4. 위치
(정답률: 67%)
  • 서보기구는 목표물의 위치, 방위, 자세 등의 변위를 목표값의 변화에 따라 정밀하게 추종하도록 하는 제어기구이므로 제어량은 위치가 됩니다.
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76. 운동계의 각속도 ω는 전기계의 무엇과 대응되는가?

  1. 저항
  2. 전류
  3. 인덕턴스
  4. 커패시턴스
(정답률: 63%)
  • 운동계와 전기계의 요소관계식은 수학적으로 동일한 구조를 가집니다. 운동계의 각속도 $\omega$는 전기계에서 전하의 흐름인 전류 $i$와 대응됩니다.

    오답 노트
    저항: 마찰 계수와 대응
    인덕턴스: 관성 모멘트와 대응
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77. 정상편차를 제거하고 응답속도를 빠르게 하여, 속응성과 정상상태 응답 특성을 개선하는 제어동작은?

  1. 비례동작
  2. 비례적분동작
  3. 비례미분동작
  4. 비례미분적분동작
(정답률: 59%)
  • 비례미분적분동작(PID)은 PI 제어의 정상상태 특성(정상편차 제거)과 PD 제어의 과도상태 특성(응답 속도 및 속응성 개선)을 결합하여 전체적인 제어 성능을 최적화하는 방식입니다.
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78. 직류전동기의 속도제어방법이 아닌 것은?

  1. 계자제어법
  2. 직렬저항법
  3. 병렬저항법
  4. 전압제어법
(정답률: 52%)
  • 직류전동기의 속도 제어 방법에는 전기자 회로에 가변저항을 연결하는 직렬저항법, 계자권선의 전류를 조절하는 계자제어법, 그리고 전기자 전압을 변화시키는 전압제어법이 있습니다.

    오답 노트
    병렬저항법: 직류전동기의 표준 속도 제어 방식에 해당하지 않습니다.
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79. 그림과 같은 유접점 회로의 논리식은?

(정답률: 56%)
  • 유접점 회로에서 직렬 연결은 논리곱(AND), 병렬 연결은 논리합(OR)으로 해석합니다. a접점은 그대로, b접점은 부정(NOT)으로 처리하여 회로를 분석하면 다음과 같습니다.
    $$\bar{x} + \bar{y}$$ (상단 병렬부)와 $$\bar{x} + y$$ (하단 병렬부)가 직렬로 연결된 구조입니다.
    이를 논리식으로 전개하면 다음과 같습니다.
    $$(\bar{x} + \bar{y})(\bar{x} + y) = \bar{x}\bar{x} + \bar{x}y + \bar{y}\bar{x} + \bar{y}y = \bar{x} + \bar{x}y + \bar{x}\bar{y} + 0 = \bar{x}(1 + y + \bar{y}) = \bar{x}$$
    최종적으로 정리된 논리식은 가 됩니다.
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80. 피드백 제어계에서 제어요소에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 목표값에 비례하는 신호를 발생하는 요소이다.
  2. 조절부와 검출부로 구성되어 있다.
  3. 동작신호를 조작량으로 변화시키는 요소이다.
  4. 조절부와 비교부로 구성되어 있다.
(정답률: 48%)
  • 제어요소는 피드백 제어계에서 동작신호를 받아 이를 조작량으로 변환시키는 역할을 수행하며, 내부적으로는 조절부와 조작부로 구성되어 있습니다.
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