공조냉동기계산업기사 필기 기출문제복원 (2020-06-06)

공조냉동기계산업기사 2020-06-06 필기 기출문제 해설

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공조냉동기계산업기사
(2020-06-06 기출문제)

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1과목: 공기조화

1. 증기난방에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 열매온도가 높아 방열기의 방열면적이 작아진다.
  2. 예열 시간이 짧다.
  3. 부하변동에 따른 방열량의 제어가 곤란하다.
  4. 증기의 증발현열을 이용한다.
(정답률: 79%)
  • 증기난방은 증기가 액체인 물로 변할 때 방출하는 증발잠열(응축잠열)을 이용하여 난방을 수행합니다.

    오답 노트
    증기의 증발현열을 이용한다: 현열이 아닌 잠열을 이용함
  • 증기난방은 보일러에서 발생한 증기를 실내의 방열기로 보내어
    증기의 보유열량을 방열함으로써 난방을 하게되는데 이때
    증기의 열은 실내로 방출하게되어 응축수로 변하게 된다
    즉 증기의 증발잠열,혹은 응축잠열로 난방을 한다

    증기의 표준 발열량: 650kcal/m^2 h
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2. 온풍난방의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 예열부하가 거의 없으므로 가동시간이 아주 짧다.
  2. 취급이 간단하고 취급자격자를 필요로 하지 않는다.
  3. 방열기기나 배관 등의 시설이 필요 없으므로 설비비가 싸다.
  4. 토출 공기온도가 높으므로 쾌적성이 좋다.
(정답률: 85%)
  • 온풍난방은 토출 공기온도가 높기 때문에 실내외 온도 차이가 커져 오히려 쾌적성이 떨어지는 단점이 있습니다.

    오답 노트
    예열부하 거의 없음: 가동시간 짧음
    취급 간단: 자격자 불필요
    시설 간소: 설비비 저렴
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3. 공조방식 중 변풍량 단일덕트 방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 운전비의 절약이 가능하다.
  2. 동시 부하율이 고려하여 기기 용량을 결정하므로 설비용량을 적게 할 수 있다.
  3. 시운전시 각 토출구의 풍량조정이 복잡하다.
  4. 부하변동에 대하여 제어응답이 빠르기 때문에 거주성이 향상된다.
(정답률: 69%)
  • 변풍량(VAV) 방식은 송풍 온도를 일정하게 유지하면서 실내 부하에 맞게 풍량을 조절하는 방식으로, 풍량 조정이 간단한 것이 특징입니다.

    오답 노트
    시운전시 각 토출구의 풍량조정이 복잡하다: 풍량 조정이 간단함
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4. 풍량이 800m3/h인 공기를 건구온도 33℃, 습구온도 27℃(엔탈피(h1)는 85.26kJ/kg)의 상태에서 건구온도 16℃, 상대습도 90%(엔탈피(h2)는 42kJ/kg)상태까지 냉각할 경우 필요한 냉각열량(kW)은? (단, 건공기의 비체적은 0.83m3/kg이다.)

  1. 3.1
  2. 5.4
  3. 11.6
  4. 22.8
(정답률: 58%)
  • 공기의 질량 유량과 엔탈피 차이를 이용하여 냉각열량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \frac{\frac{V}{v} \times (h_{1} - h_{2})}{3600}$
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{\frac{800}{0.83} \times (85.26 - 42)}{3600}$
    ③ [최종 결과] $Q = 11.6$ kW
  • 공식: 냉각열량Q=G(h1-h2)-->Q=q/v(h1-h2)
    Q:냉각열량(KJ/h)
    G:냉매순환량(kg/h)
    h1: 냉각기 출구 엔탈피(kj/kg)
    h2: 냉각기 입구 엔탈피(kj/kg)
    q: 공기량(m^3/h)
    v: 공기비체적(m^3/kg)

    **공식풀이**
    Q=((800×1/3600)/0.83)×85.26-42)
    =11.58[kj/s]
    =11.6[kW]

    ※ 단위환산 힌트
    1kw=1kj/s
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5. 겨울철 침입외기(틈새바람)에 의한 잠열 부하(q1, kJ/h)를 구하는 공식으로 옳은 것은? (단, Q는 극간풍량(m3/h), △t는 실내ㆍ외 온도차(℃), △x는 실내ㆍ외 절대 습도차(kg/kg')이다.)

  1. 1.212×Q×△t
  2. 539×Q×△x
  3. 2501×Q×△x
  4. 3001.2×Q×trianglex
(정답률: 67%)
  • 침입외기에 의한 잠열 부하는 공기의 밀도, 증발잠열, 풍량 및 절대습도차를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$q_{1} = 717 \times 4.1857 \times Q \times \Delta x$$
    ② [숫자 대입]
    $$q_{1} = 3001.2 \times Q \times \Delta x$$
    ③ [최종 결과]
    $$q_{1} = 3001.2 \times Q \times \Delta x$$
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6. 공기조화 부하의 종류 중 실내부하와 장치부하에 해당되지 않는 것은?

  1. 사무기기나 인체를 통해 실내에서 발생하는 열
  2. 유리 및 벽체를 통한 전도열
  3. 급기덕트에서 실내로 유입되는 열
  4. 외기로 실내 온ㆍ습도를 냉각시키는 열
(정답률: 64%)
  • 공조부하 중 실내부하(인체, 기기, 벽체, 유리 등)와 장치부하(송풍기, 덕트 손실 등)는 실내 및 장치 내부에서 발생하는 열을 의미합니다. 반면, 외기로 실내 온·습도를 냉각시키는 열은 외기 도입 시 발생하는 외기부하에 해당합니다.
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7. 에어필터의 포집방법 중 무기질 섬유 공간을 공기가 통과할 때 충돌, 차단, 확산에 의해 큰 분진입자를 포집하는 필터는 무엇인가?

  1. 정전식 필터
  2. 여과식 필터
  3. 점착식 필터
  4. 흡착식 필터
(정답률: 73%)
  • 유리섬유, 합성섬유, 부직포 등의 무기질 섬유 공간을 공기가 통과할 때 충돌, 차단, 확산 원리를 이용하여 큰 분진입자를 포집하는 방식은 여과식 필터입니다.

    오답 노트
    정전식 필터: 정전기 이용
    점착식 필터: 점착제 도포 매체 이용
    흡착식 필터: 흡착제로 냄새 및 유해가스 제거
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8. 다음 중 자연 환기가 많이 일어나도 비교적 난방 효율이 제일 좋은 것은?

  1. 대류난방
  2. 증기난방
  3. 온풍난방
  4. 복사난방
(정답률: 86%)
  • 복사난방은 상하 온도차가 작아 실내 온도 분포가 균일하고, 실내 온도가 낮아도 난방 효과가 뛰어나며 손실 열량이 적기 때문에 자연 환기가 많아도 효율이 가장 좋습니다.
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9. 열교환기 중 공조기 내부에 주로 설치되는 공기 가열기 또는 공기냉각기를 흐르는 냉ㆍ온수의 통로수는 코일의 배열방식에 따라 나뉜다. 이 중 코일의 배열방식에 따른 종류가 아닌 것은?

  1. 풀 서킷
  2. 하프 서킷
  3. 더블 서킷
  4. 플로우 서킷
(정답률: 72%)
  • 코일의 배열방식은 유량과 유속에 따라 풀 서킷, 하프 서킷, 더블 서킷으로 구분하며, 플로우 서킷은 이에 해당하지 않습니다.

    오답 노트
    풀 서킷, 하프 서킷: 유량이 적어 유속이 느릴 때 사용
    더블 서킷: 유량이 많아 유속이 빠를 때 사용
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10. 다음 가습기 방식 분류 중 기화식이 아닌 것은?

  1. 모세관식 가습기
  2. 회전식 가습기
  3. 적하식 가습기
  4. 원심식 가습기
(정답률: 72%)
  • 가습 방식은 크게 기화식과 수분무식으로 나뉩니다. 원심식 가습기는 물을 강제로 비산시켜 분무하는 수분무식에 해당합니다.

    오답 노트
    모세관식, 회전식, 적하식: 기화식 가습기
  • 기화식 가습기란 물을 자연스럽게 증발시켜 수증기를 공급하는 방식입니다. 대표적으로는 모세관식, 회전식, 적하식 등이 이에 속합니다.

    모세관식: 물을 천 등으로 끌어올려 자연 증발시킴

    회전식: 회전하는 디스크가 물을 퍼올려 표면에서 기화

    적하식: 물방울을 떨어뜨려 자연 기화 유도

    원심식 가습기는 기계적으로 물을 미세한 입자로 분사하는 방식으로, **기화식이 아니라 분무식(또는 원심분무식)**으로 분류됩니다.
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11. 각 실마다 전기스토브나 기름난로 등을 설치하여 난방하는 방식을 무엇이라고 하는가?

  1. 온돌난방
  2. 중앙난방
  3. 지역난방
  4. 개별난방
(정답률: 89%)
  • 각 실마다 전기스토브나 기름난로 등을 개별적으로 설치하여 독립적으로 난방을 제어하는 방식은 개별난방 방식입니다.
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12. 송풍기 특성곡선에서 송풍기의 운전점은 어떤 곡선의 교차점을 의미하는가?

  1. 압력곡선과 저항곡선의 교차점
  2. 효율곡선과 압력곡선의 교차점
  3. 축동력곡선과 효율곡선의 교차점
  4. 저항곡선과 축동력곡선의 교차점
(정답률: 69%)
  • 송풍기의 운전점(작동점)은 송풍기 자체의 성능을 나타내는 압력곡선과 배관 및 덕트의 저항을 나타내는 저항곡선(시스템곡선)이 만나는 교차점에서 결정됩니다.
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13. 방열량이 5.25kW인 방열기에 공급해야 할 온수량(m3/h)은? (단, 방열기 입구온도는 80℃, 출구온도는 70℃이며, 물의 비열은 4.2kJ/kgㆍ℃, 물의 밀도는 977.5kg/m3이다.)

  1. 0.34
  2. 0.46
  3. 0.66
  4. 0.75
(정답률: 55%)
  • 방열량 공식을 이용하여 필요한 온수량을 계산합니다. 이때 시간당 유량($$m^{3}/h$$)을 구하기 위해 밀도로 나누어 단위를 환산합니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{Q \times 3600}{\rho \times C \times \Delta T}$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{5.25 \times 3600}{977.5 \times 4.2 \times (80 - 70)}$
    ③ [최종 결과] $V = 0.46$
  • 방열량: 5.25 kW

    입구온도: 80℃

    출구온도: 70℃








    물의 비열: 4.2 kJ/kg·℃


    물의 밀도: 977.5 kg/m³






    ---



    ✅ 공식:

    Q = m × c × ΔT



    여기서:


    Q: 열량 (kJ/h)


    m: 질량유량 (kg/h)


    c: 비열 (kJ/kg·℃)




    ΔT: 온도차 (℃)





    ---


    1단계: 열량 단위 맞추기



    5.25 kW = 5.25 × 3600 = 18,900 kJ/h




    ---


    2단계: 질량유량 구하기


    G = Q÷(G×◇T)

    18,900÷(4.2 ×10)[18,900÷42]= 450 [ kg/h]





























    ---

    3단계: 부피유량(온수량) 구하기


    V = g÷파이
    = 450÷977.5
    = 0.4602 [m^3/{h]


    ---

    ✅ 최종 정답: ② 0.46
  • 냉동능력:Q= G× C× ΔT
    냉매순환량:( G=Q/C× ΔT)

    G=(5.25 × 3600/1)/(977.5 × 4.2 × (80-70))

    =0.46 m^3/h
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14. 송풍기 번호에 의한 송풍기 크기를 나타내는 식으로 옳은 것은?

(정답률: 76%)
  • 송풍기의 번호는 임펠러의 직경을 기준으로 결정하며, 원심송풍기는 150mm, 축류송풍기는 100mm를 기준으로 나눕니다.
    $$\text{원심송풍기: } No = \frac{\text{회전날개지름 } mm}{150mm}$$
    $$\text{축류송풍기: } No = \frac{\text{회전날개지름 } mm}{100mm}$$
    따라서 정답은 입니다.
  • 송풍기의 크기, 번호
    1) 다익형 송풍기(NO)=임펠러 직경[mm] /150
    2) 축류형 송풍기(No)=임펠러 직경[mm] /150
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15. 외기와 배기 사이에서 현열과 잠열을 동시에 회수하는 방식으로 외기 도입량이 많고 운전시간이 긴 시설에서 효과가 큰 방식은?

  1. 전열교환기 방식
  2. 히트 파이프 방식
  3. 콘덴서 리히트 방식
  4. 런 어라운드 코일 방식
(정답률: 69%)
  • 전열교환기 방식은 실내에서 배기되는 공기와 도입되는 외기 사이에서 현열과 잠열을 동시에 회수하는 공기 대 공기 열교환 방식으로, 외기 도입량이 많고 운전 시간이 긴 시설에서 매우 효과적입니다.
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16. 보일러를 안전하고 경제적으로 운전하기 위한 여러 가지 부속기기 중 급수관계 장치와 가장 거리가 먼 것은?

  1. 증기관
  2. 급수 펌프
  3. 급수 밸브
  4. 자동급수장치
(정답률: 79%)
  • 급수관계 장치는 보일러에 물을 공급하는 시스템으로 급수 펌프, 급수 밸브, 자동급수장치 등이 포함됩니다.

    오답 노트
    증기관: 송기장치에 해당함
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17. 압력 10000kPa, 온도 227℃인 공기의 밀도(kg/m3)는 얼마인가? (단, 공기의 기체상수는 287.04J/kgㆍK이다.)

  1. 57.3
  2. 69.6
  3. 73.2
  4. 82.9
(정답률: 58%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 공기의 밀도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\rho = \frac{P}{RT}$
    ② [숫자 대입] $\rho = \frac{10000 \times 10^{3}}{287.04 \times (227 + 273)}$
    ③ [최종 결과] $\rho = 69.6$
  • 10000 Kpa = 10000 Kn/m^2
    287.04J/kgㆍK = 0.28704 Kj/kgㆍK = 0.28704 Knㆍm
    227℃ + 273 = 500 K

    10000 Kn/m^2 / 0.28704 Knㆍm x 500 K = 69.676
  • 10000 Kpa = 10000 Kn/m^2
    공식 : PV=mRT
    P(압력) : 10000 Kpa = 10000 Kn/m^2
    T(온도): 227℃ + 273 = 500 K
    R:(기체상수):287.04kNm/kg.K
    V:체적:m^3
    m:(질량):kg
    ρ:(밀도):kg/m^3

    ρ=m/V=P/RT=10,000/0.28704× 500
    =69.68kg/m^3

    단위환산힌트
    1(Pa)=[N/m^2], 1{J}=1{N.m}

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18. 다음 공조방식 중 중앙방식이 아닌 것은?

  1. 단일덕트 방식
  2. 2중덕트 방식
  3. 팬코일유닛 방식
  4. 룸 쿨러 방식
(정답률: 72%)
  • 룸 쿨러 방식은 개별적으로 설치하여 운전하는 개별방식에 해당합니다.

    오답 노트
    단일덕트, 2중덕트, 팬코일유닛: 중앙방식
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19. 다음 중 엔탈피가 0kJ/kg인 공기는 어느 것인가?

  1. 0℃ 습공기
  2. 0℃ 건공기
  3. 0℃ 포화공기
  4. 32℃ 습공기
(정답률: 74%)
  • 공기의 엔탈피 기준점은 건구온도가 $0^{\circ}C$인 건공기 상태일 때 $0\text{ kJ/kg}$이 됩니다.
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20. 아래 습공기선도에서 습공기의 상태가 1지점에서 2지점을 거쳐 3지점으로 이동하였다. 이 습공기가 거친 과정은? (단, 1, 2회 엔탈피는 같다.)

  1. 냉각 감습-가열
  2. 냉각-제습제를 이용한 제습
  3. 순환수 가습-가열
  4. 온수 감습-냉각
(정답률: 69%)
  • 습공기선도 상의 상태 변화를 분석하면 다음과 같습니다.
    1 $\rightarrow$ 2: 엔탈피가 일정하면서 절대습도가 증가하고 건구온도가 하강하는 순환수 가습(냉각가습) 과정입니다.
    2 $\rightarrow$ 3: 절대습도는 일정하게 유지되면서 건구온도만 상승하는 가열 과정입니다.
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2과목: 냉동공학

21. 다음의 냉매가스를 단열압축 하였을 때 온도상승률이 가장 큰 것부터 순서대로 나열된 것은? (단, 냉매가스는 이상기체로 가정한다.)

  1. 공기＞암모니아＞메틸클로라이드＞R-502
  2. 공기＞메틸클로라이드＞암모니아＞R-502
  3. 공기＞R-502＞메틸클로라이드＞암모니아
  4. R-502＞공기＞암모니아＞메틸클로라이드
(정답률: 68%)
  • 단열압축 시 가스의 온도상승률은 비열비가 클수록 높아집니다. 각 냉매의 비열비 크기를 비교하면 공기(1.4) > 암모니아(1.31) > 메틸클로라이드(1.2) > R-502(1.133) 순이므로, 온도상승률 또한 이 순서대로 나타납니다.
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22. 몰리에르선도 상에서 압력이 증대함에 따라 포화액션과 건포화증기선이 만나는 일치점을 무엇이라 하는가?

  1. 한계점
  2. 임계점
  3. 상사점
  4. 비등점
(정답률: 86%)
  • 몰리에르선도에서 압력이 증가함에 따라 포화액선과 건포화증기선이 하나로 만나는 지점을 임계점이라고 합니다. 이 지점에서는 잠열이 $0\text{ kcal/kg}$이 됩니다.
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23. 다음 중 냉동기의 압축기에서 일어나는 이상적인 압축과정은 어느 것인가?

  1. 등온변화
  2. 등압변화
  3. 등엔탈피변화
  4. 등엔트로피변화
(정답률: 63%)
  • 냉동기 압축기의 이상적인 압축 과정은 외부와의 열 교환이 없고 마찰에 의한 내부 열 발생도 없는 단열 압축 과정이며, 이는 등엔트로피 변화와 같습니다.
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24. 다음 열에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 냉동실이나 냉장실 벽체를 통해 실내로 들어오는 열은 감열과 잠열이다.
  2. 냉동실 출입문의 틈새로 공기가 갖고 들어오는 열은 감열과 잠열이다.
  3. 하절기 냉장실에서 작업하는 인체의 발생열은 감열과 잠열이다.
  4. 냉장실내 백열등에서 발생하는 열은 감열이다.
(정답률: 60%)
  • 냉동실이나 냉장실 벽체를 통해 들어오는 열은 전도에 의한 열전달이므로 상태 변화 없이 온도만 변하는 감열(현열)에 해당합니다.

    오답 노트
    냉장실 내 백열등 발생열: 복사 및 전도로 인한 감열이 맞음
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25. 다음 중 펠티어(Peltier) 효과를 이용한 냉동법은?

  1. 기체팽창 냉동법
  2. 열전 냉동법
  3. 자기 냉동법
  4. 2원 냉동법
(정답률: 66%)
  • 두 종류의 금속을 접합하여 전류를 흘려보냈을 때 양 접점에 온도차가 생겨 열의 흡수 또는 발열이 일어나는 현상을 펠티어 효과라고 하며, 이를 이용한 냉동법이 열전 냉동법입니다.
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26. 온도식 팽창밸브(Thermostatic expansion valve)에 있어서 과열도란 무엇인가?

  1. 팽창밸브 입구와 증발기 출구 사이의 냉매 온도차
  2. 팽창밸브 입구와 팽창밸브 출구 사이의 냉매 온도차
  3. 흡입관내의 냉매가스 온도와 증발기내의 포화온도와의 온도차
  4. 압축기 토출가스와 증발기 내 증발가스의 온도차
(정답률: 52%)
  • 온도식 팽창밸브에서 과열도란 증발기 출구(압축기 흡입관) 내의 냉매가스 온도와 증발기 내의 포화온도 사이의 온도차를 의미합니다.
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27. 수냉식 응축기를 사용하는 냉동장치에서 응축압력이 표준압력보다 높게 되는 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 공기 또는 불응축가스의 혼입
  2. 응축수 입구온도의 저하
  3. 냉각수량의 부족
  4. 응축기의 냉각관에 스케일이 부착
(정답률: 65%)
  • 응축압력이 상승하는 원인은 냉각 효율이 떨어지거나 불필요한 가스가 섞였을 때 발생합니다. 응축수 입구온도가 저하되면 오히려 냉각 성능이 좋아져 응축압력이 낮아지므로, 압력이 높아지는 원인과는 거리가 멉니다.

    오답 노트
    공기 또는 불응축가스의 혼입: 압력 상승 원인
    냉각수량의 부족: 냉각수 온도 상승으로 인한 압력 상승 원인
    응축기의 냉각관에 스케일이 부착: 열전달 방해로 인한 압력 상승 원인
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28. 흡수식 냉동기에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 초저온용으로 사용된다.
  2. 비교적 소용량 보다는 대용량에 적합하다.
  3. 열교환기를 설치하여도 효율은 변함없다.
  4. 물-LiBr 식인 경우 물이 흡수제가 된다.
(정답률: 72%)
  • 흡수식 냉동기는 구조적 특성상 소용량보다는 대용량 시스템에 적용하는 것이 더 적합합니다.

    오답 노트
    초저온용으로 사용된다: 초저온용 사용 불가
    열교환기를 설치하여도 효율은 변함없다: 열교환기 설치 시 효율 향상 가능
    물-LiBr 식인 경우 물이 흡수제가 된다: 물은 냉매, LiBr이 흡수제임
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29. 증기 압축식 냉동법(A)과 전자 냉동법(B)의 역할을 비교한 것으로 틀린 것은?

  1. (A)압축기:(B)소대자(P-N)
  2. (A)압축기 모터:(B)전원
  3. (A)냉매:(B)전자
  4. (A)응축기:(B)저온측 접합부
(정답률: 67%)
  • 증기 압축식 냉동법의 응축기는 냉매가 열을 방출하는 곳이므로, 전자 냉동법에서는 열을 방출하는 고온측 접합부가 그 역할을 수행합니다. 저온측 접합부는 열을 흡수하는 증발기의 역할에 해당합니다.
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30. 다음 중 가스엔진구동형 열펌프(GHP) 시스템의 설명으로 틀린 것은?

  1. 압축기를 구동하는데 전기에너지 대신 가스를 이용하는 내연기관을 이용한다.
  2. 하나의 실외기에 하나 또는 여러 개의 실내기가 장착된 형태로 이루어진다.
  3. 구성요소로서 압축기를 제외한 엔진, 그리고 내ㆍ외부열교환기 등으로 구성된다.
  4. 연료로는 천연가스, 프로판 등이 이용될 수 있다.
(정답률: 59%)
  • 가스엔진구동형 열펌프(GHP)는 전기에너지 대신 가스를 연료로 사용하는 내연기관을 통해 압축기를 구동하는 시스템입니다. 따라서 구성요소에 압축기가 제외된다는 설명은 틀린 것이며, 압축기(엔진)와 내·외부 열교환기가 모두 포함되어야 합니다.
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31. 다음 그림은 단효용 흡수식 냉동기에서 일어나는 과정을 나타낸 것이다. 각 과정에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. ①→②과정:재생기에서 돌아오는 고온 농용액과 열교환에 의한 희용액의 온도상승
  2. ②→③과정:재생기내에서의 가열에 의한 냉매 응축
  3. ④→⑤과정:흡수기에서의 저온 회용액과 열교환기에 의한 농용액의 온도강하
  4. ⑤→⑥:흡수기에서 외부로부터의 냉각에 의한 농용액의 온도강하
(정답률: 71%)
  • 단효용 흡수식 냉동기의 사이클에서 ②→③ 과정은 재생기 내에서 냉매가 증발하기 전 비등점에 이르기까지 가열되는 과정입니다. 냉매가 응축되는 과정이 아니므로 틀린 설명입니다.
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32. 다음 냉동기의 종류와 원리의 연결로 틀린 것은?

  1. 증기압축식-냉매의 증발잠열
  2. 증기분사식-진공에 의한 물 냉각
  3. 전자냉동법-전류흐름에 의한 흡열작용
  4. 흡수식-프레온 냉매의 증발잠열
(정답률: 62%)
  • 흡수식 냉동기는 냉매(주로 NH$_{3}$)가 흡수제(물)에 흡수되는 성질을 이용하여 압축기 대신 흡수기와 재생기를 사용하는 방식입니다. 프레온 냉매의 증발잠열을 이용하는 것은 일반적인 증기압축식의 원리입니다.
  • ① 증기압축식 - 냉매의 증발잠열
    → 맞는 설명입니다. 증기압축식 냉동기는 냉매가 증발할 때 주변 열을 흡수하여 냉각하는 원리(증발잠열)를 이용합니다.

    ② 증기분사식 - 진공에 의한 물 냉각
    → 맞습니다. 증기분사식(에젝터식)은 물을 진공 상태로 만들어 끓게 하여 증발시켜 냉각합니다.

    ③ 전자냉동법 - 전류흐름에 의한 흡열작용
    → 맞는 설명입니다. 펠티어 효과(Peltier effect)를 이용한 전자냉동법은 전류가 흐를 때 열을 흡수하거나 방출하는 원리를 사용합니다.

    ④ 흡수식 - 프레온 냉매의 증발잠열
    → 틀린 설명입니다. 정답입니다.
    흡수식 냉동기는 일반적으로 프레온이 아닌 물과 브롬화리튬(LiBr) 또는 암모니아-수용액 등의 조합을 냉매와 흡수제로 사용합니다. 또한, 흡수식 냉동기의 냉매는 증발잠열을 이용하긴 하지만 프레온 냉매를 사용하지 않으므로 연결이 틀렸습니다.
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33. 다음 중 헬라이드 토치를 이용하여 누설검사를 하는 냉매는?

  1. R-134a
  2. R-717
  3. R-744
  4. R-729
(정답률: 73%)
  • R-134a 냉매의 누설 검사에는 헬라이드 토치를 사용하며, 누설량에 따라 청색(없음), 녹색(소량), 적색(다량)으로 색이 변합니다.

    오답 노트
    R-717: 페놀프탈레인 용액 사용
  • **헬라이트 토치(Halide Torch)**는 염소(Cl) 성분이 포함된 냉매의 누설 여부를 확인하는 데 사용되는 도구입니다.
    불꽃이 파란색 → 녹색으로 변하면서 누설 여부를 시각적으로 보여줍니다.--

    보기 분석:

    1. R-134a (HFC 계열)

    헬라이트 토치 사용 가능 O

    엄밀히 말하면 R-134a는 염소가 없는 HFC 계열이지만, 과거에는 헬라이트 토치로 일부 HFC 계열도 검출을 시도한 바 있으며, 일부 문헌에서는 헬라이트 토치 사용 냉매로 간주되기도 합니다.

    또한, 과거 시험에서는 헬라이트 토치를 사용하는 냉매로 R-134a를 정답 처리한 사례가 있습니다.



    2. R-717 (암모니아)

    염소 없음 → X

    3. R-744 (이산화탄소)

    염소 없음 → X



    4. R-729 (공기)

    냉매 아님 → X
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34. 냉동기 속 두 냉매가 아래 표의 조건으로 작동될 때, A 냉매를 이용한 압축기의 냉동능력을 QA, B 냉매를 이용한 압축기의 냉동능력을 QB인 경우 QA/QB의 비는? (단, 두 압축기의 피스톤 압출량은 동일하며, 체적효율도 75%로 동일하다.)

  1. 1.5
  2. 1.0
  3. 0.8
  4. 0.5
(정답률: 68%)
  • 냉동능력은 냉동효과를 비체적으로 나눈 값에 체적효율을 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = \frac{q}{v} \times \eta$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q_{A} = \frac{1130}{0.509} \times 0.75 = 1665$$
    $$Q_{B} = \frac{170}{0.077} \times 0.75 = 1655$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{Q_{A}}{Q_{B}} = \frac{1665}{1655} = 1.0$$
  • Q_A / Q_B = (v_B / v_A) × (q_A / q_B)

    = (0.077 / 0.509) × (1130 / 170)

    ≈ 0.1513 × 6.647

    ≈ 1.0
  • Q=G× q--->Q=(V/v× ηv)× q
    Q=냉동능력[kj/h]
    G=냉매순환량[kg/h]
    q=냉동효과[kj/kg]
    V=피스톤 압출량[m^3/h]
    v=비체적 [m^3/kg]
    ηv= .체적효율
    문제풀이
    QA=(V/0.509) ×0.75)×1130=1665.03V
    QB=(V/0.077) ×0.75)×170=1665.84V
    QA/QB=1665/1665=1.0
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35. 두께 3cm인 석면판의 한 쪽면의 온도는 400℃, 다른 쪽 면의 온도는 100℃일 때, 이 판을 통해 일어나는 열전달량(W/m2)은? (단, 석면의 열전도율은 0.095W/mㆍ℃이다.)

  1. 0.95
  2. 95
  3. 950
  4. 9500
(정답률: 55%)
  • 열전도 법칙(Fourier's Law)을 이용하여 단위 면적당 열전달량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \frac{\lambda \times \Delta T}{L}$
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{0.095 \times (400 - 100)}{0.03}$
    ③ [최종 결과] $Q = 950$
  • q = (k × ΔT) / d
    q = (0.095 × 300) / 0.03
    q = 28.5 / 0.03
    q = 950
  • 열전달량 공식 문제풀이
    Q= ( λ/L) × ΔT
    Q=열전달량 (W/m^2)
    λ=열전도율 (W/m.℃)
    L=두께 (m)
    ΔT= 온도차 ( ℃)

    문제풀이
    Q=(0.0095/0.03℃)× (400-100)
    =950W/m^2
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36. R-502를 사용하는 냉동장치의 몰리엘 선도가 다음과 같다. 이 장치의 실제 냉매순환량은 167kg/h이고, 전동기 출력이 3.5kW일 때, 실제 성적계수는?

  1. 1.3
  2. 1.4
  3. 1.5
  4. 1.6
(정답률: 50%)
  • 냉동기의 성적계수(COP)는 냉동효과를 압축기 일량으로 나눈 값입니다. 몰리엘 선도에서 엔탈피 차이를 이용하여 냉동효과를 구하고, 전동기 출력을 일량으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $COP = \frac{G \times (h_1 - h_4)}{W}$
    ② [숫자 대입] $COP = \frac{167 \times (563 - 449)}{3.5 \times 3600}$
    ③ [최종 결과] $COP = 1.51$
  • 167 x / ( 563 - 449 ) / 3.5 x 3600
  • 1. 냉동효과 (Qe) = h1 - h4
    = 563 - 449
    = 114 kJ/kg

    2. 냉매 순환량 = 167 kg/h = 167 / 3600 kg/s

    3. 냉동기 출력 (W) = 3.5 kW

    4. 총 냉동량 (Q̇) = 냉동효과 × 순환량
    = 114 × (167 / 3600)
    = 5.286 kW

    5. COP_actual = Q̇ / W
    = 5.286 / 3.5
    = 1.51 (≈ 1.5)

    정답: ③ 1.5
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37. 냉매 충전용 매니폴드로 구성하는 주요밸브와 가장 거리가 먼 것은?

  1. 흡입밸브
  2. 자동용량제어밸브
  3. 펌프연결밸브
  4. 바이패스밸브
(정답률: 57%)
  • 매니폴드 게이지의 밸브는 수동으로 조작하는 고압/저압 밸브(바이패스 밸브)와 펌프 연결 밸브 등으로 구성되며, 스스로 작동하는 자동용량제어밸브는 매니폴드의 구성 요소가 아닙니다.
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38. 냉매와 배관재료의 선택을 바르게 나타낸 것은?

  1. NH3:Cu 합금
  2. 크롤메탈:Al 합금
  3. R-21:Mg을 함유한 Al합금
  4. 이산화탄소:Fe 합금
(정답률: 68%)
  • 냉매의 화학적 성질에 따라 부식시키는 배관 재료가 다르므로 적절한 재질을 선택해야 합니다.

    오답 노트
    NH$_{3}$: 동 및 동합금 부식
    크롤메탈: 알루미늄 및 알루미늄 합금 부식
    R-21: 2% 이상의 마그네슘을 함유한 알루미늄 합금 부식
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39. 2단압축 사이클에서 증발압력이 계기압력으로 235kPa이고, 응축압력은 절대압력으로 1225kPa일 때 최적의 중간 절대압력(kPa)은? (단, 대기압은 101kPa이다.)

  1. 514.5
  2. 536.06
  3. 641.56
  4. 668.36
(정답률: 51%)
  • 2단 압축 사이클의 최적 중간압력은 증발 절대압력과 응축 절대압력의 기하평균으로 구합니다.
    ① [기본 공식] $P_{m} = \sqrt{P_{s} \times P_{d}}$
    ② [숫자 대입] $P_{m} = \sqrt{(101 + 235) \times 1225}$
    ③ [최종 결과] $P_{m} = 641.56$ kPa
  • 235+ 101 = 336
    √ (1225 x 336) = 641.56
  • 중간 압력 Pm=√ PL x Ph
    PL=235+101=336KPa(절대압력으로 변환)
    Pm=√ (1225 x 336) = 641.56

    문제풀이 힌트
    표준대기압:1atm=101.325KPa
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40. 30℃ 공기가 체적 1m3의 용기 내에 압력 600kPa인 상태로 들어 있을 때 용기 내의 공기 질량(kg)은? (단, 기체상수는 287J/kgㆍK이다.)

  1. 5.9
  2. 6.9
  3. 7.9
  4. 4.9
(정답률: 58%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 용기 내 공기의 질량을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $m = \frac{PV}{RT}$
    ② [숫자 대입] $m = \frac{600 \times 10^{3} \times 1}{287 \times (273 + 30)}$
    ③ [최종 결과] $m = 6.9$ kg
  • PV = mRT > m = PV / RT
    P= 600 Kpa = 600 Kn/m^2
    R= 287 J/KgㆍK = 0.287 KJ/KgㆍK = 0.287 Knㆍm / kgㆍK
    T = 30℃ + 273 = 303K
    V = 1m^3
    (600 Kn/m^2 x 1m^3) / (0.287 Knㆍm / kgㆍK x 303K) = 6.899
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3과목: 배관일반

41. 증기난방 배관에서 증기트랩을 사용하는 주된 목적은?

  1. 관 내의 온도를 조절하기 위해서
  2. 관 내의 압력을 조절하기 위해서
  3. 배관의 신축을 흡수하기 위해서
  4. 관 내의 증기와 응축수를 분리하기 위해서
(정답률: 78%)
  • 증기트랩은 방열기의 환수관이나 증기배관 말단에 설치하여 관내의 증기와 응축수를 분리하고, 응축수를 자동으로 배출시켜 수격작용 및 관내 부식을 방지하는 역할을 합니다.
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42. 배수관 설치기준에 대한 내용으로 틀린 것은?

  1. 배수관의 최소 관경은 20mm이상으로 한다.
  2. 지중에 매설하는 배수관의 관경은 50mm 이상이 좋다.
  3. 배수관은 배수가 흐르는 방향으로 관경을 축소해서는 안 된다.
  4. 기구배수관의 관경은 이것에 접속하는 위생기구의 트랩구경 이상으로 한다.
(정답률: 65%)
  • 배수관의 설치 기준상 최소 관경은 32mm 이상으로 규정하고 있습니다. 따라서 20mm 이상이라는 설명은 틀린 내용입니다.

    오답 노트
    지중 매설 배수관: 50mm 이상 권장
    관경 축소: 흐름 방향으로 관경을 축소해서는 안 됨
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43. 배관 지름이 100cm이고, 유량이 0.785m3/sec일 때, 이 파이프 내의 평균 유속(m/s)은 얼마인가?

  1. 1
  2. 10
  3. 100
  4. 1000
(정답률: 56%)
  • 유량은 단면적과 평균 유속의 곱으로 계산됩니다. 주어진 유량과 배관 지름을 이용해 유속을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = \frac{Q}{A}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V = \frac{0.785}{\frac{\pi \times 1^{2}}{4}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = 1$$
  • 연속방정식
    Q=AV=(π D^2/4) x V
    Q=유량[m^3/s]
    A:면적====>(π D^2/4): 원면적[m^2]
    V:유속[m/s]

    V=Q/(π D^2/4)=0.485/(π 1^2/4)

    =1
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44. 냉매 배관 시공법에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 압축기와 응축기가 동일 높이 또는 응축기가 아래에 있는 경우 배출관은 하향구배로 한다.
  2. 증발기가 응축기보다 아래에 있을 때 냉매액이 증발기에 흘러내리는 것을 방지하기 위해 역 루프를 만들어 배관한다.
  3. 증발기와 압축기가 같은 높이일 때는 흡입관을 수직으로 세운 다음 압축기를 향해 선단 상향구배로 배관한다.
  4. 액관 배관 시 증발기 입구에 전자밸브가 있을 때는 루프이음을 할 필요가 없다.
(정답률: 65%)
  • 증발기와 압축기가 같은 높이일 때는 액냉매가 압축기로 흘러 들어가는 리퀴드백(Liquid Back) 현상을 방지해야 합니다. 이를 위해 흡입관을 수직으로 세운 후 압축기를 향해 선단 하향구배(약 1/200)로 배관하는 것이 옳습니다.
  • 증발기와 압축기가 같은 높이라면, 냉매 오일이 압축기로 잘 회수될 수 있도록 흡입관은 일정한 하향 구배(즉, 약간 아래 방향으로)로 배관해야 합니다.

    "상향 구배"로 배관하게 되면, 오일이 흐르지 못하고 정체되어 오일 회수 불량 등의 문제가 발생할 수 있습니다.
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45. 증기배관내의 수격작용을 방지하기 위한 내용으로 가장 적당한 것은?

  1. 감압밸브를 설치한다.
  2. 가능한 배관에 굴곡부를 많이 둔다.
  3. 가능한 배관의 관경을 크게 한다.
  4. 배관내 증기의 유속을 빠르게 한다.
(정답률: 65%)
  • 증기배관 내 수격작용(Water Hammer)을 방지하려면 응축수 정체를 막고 유속을 낮추는 것이 핵심입니다. 따라서 가능한 배관의 관경을 크게 하여 유속을 느리게 유지해야 합니다.

    오답 노트
    굴곡부를 많이 둔다: 굴곡부가 적어야 응축수 배출이 원활함
    유속을 빠르게 한다: 유속이 빠르면 수격작용 위험이 증가함
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46. 냉동장치 배관도에서 다음과 같은 부속기기의 기호는 무엇을 나타내는가?

  1. 송풍기
  2. 응축기
  3. 펌프
  4. 체크밸브
(정답률: 73%)
  • 제시된 기호 는 원 안에 삼각형이 포함된 형태로, 냉동장치 배관도에서 펌프를 나타내는 표준 기호입니다.

    오답 노트
    체크밸브: N자 모양의 기호로 표시함
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47. 캐비테이션 현상의 발생원인으로 옳은 것은?

  1. 흡입양정이 작을 경우 발생한다.
  2. 액체의 온도가 낮을 경우 발생한다.
  3. 날개차의 원주속도가 작을 경우 발생한다.
  4. 날개차의 모양이 적당하지 않을 경우 발생한다.
(정답률: 73%)
  • 캐비테이션(공동현상)은 액체의 압력이 포화증기압보다 낮아져 기포가 발생하는 현상으로, 날개차의 모양이 부적절하여 국부적으로 압력이 낮아질 때 발생합니다.

    오답 노트
    흡입양정이 작을 경우: 흡입양정이 클 때 발생
    액체의 온도가 낮을 경우: 온도가 높을 때 발생
    날개차의 원주속도가 작을 경우: 원주속도가 클 때 발생
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48. 다음 중 옥상 급수탱크의 부속장치에 해당하는 것은?

  1. 압력 스위치
  2. 압력계
  3. 안전밸브
  4. 오버플로우관
(정답률: 70%)
  • 옥상 급수탱크에는 물이 넘치는 것을 방지하기 위한 오버플로우관을 비롯하여 양수관, 급수관, 배수관, 전극봉 스위치, 맨홀 등의 부속장치가 설치됩니다.
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49. 다음 중 온수온돌 난방의 바닥 매설배관으로 가장 적합한 것은?

  1. 주철관
  2. 강관
  3. 동관
  4. PVC관
(정답률: 64%)
  • 온수온돌 난방의 바닥 매설배관은 열전도성이 뛰어나 열을 효율적으로 전달해야 하며, 시공 시 굴곡진 부분을 처리하기 위한 가공성이 좋아야 하므로 동관이 가장 적합합니다.
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50. 다음 배관 도시기호 중 레듀서 표시는 무엇인가?

(정답률: 79%)
  • 배관의 관경을 변경할 때 사용하는 레듀서의 도시기호는 입니다.

    오답 노트
    : 오리피스
    : 슬리브이음(신축이음)
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51. 천연고무보다 더 우수한 성질을 가지고 있으며 내유성, 내후성, 내산성, 내마모성 등이 뛰어난 고무류 패킹재는 무엇인가?

  1. 테프론
  2. 석면
  3. 네오프렌
  4. 합성수지
(정답률: 67%)
  • 네오프렌은 합성고무의 일종으로, 천연고무보다 내유성, 내후성, 내산성, 내마모성이 훨씬 뛰어난 패킹재입니다.

    오답 노트
    천연고무: 탄성과 저온성은 좋으나 내유성, 내열성, 내후성이 부족합니다.
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52. 배관지지 철물이 갖추어야 할 조건으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 충격과 진동에 견딜 수 있는 재료일 것
  2. 배관시공에 있어서 구배조정이 용이할 것
  3. 보온 및 방로를 위한 재료일 것
  4. 온도변화에 따른 관의 팽창과 신축을 흡수할 수 있을 것
(정답률: 75%)
  • 배관지지 철물은 충격과 진동 견딤, 구배 조정 용이성, 온도 변화에 따른 신축 흡수, 배관 중량으로 인한 처짐 방지 및 충분한 강도 확보가 필수 조건입니다. 보온 및 방로 재료는 지지 철물의 조건이 아닌 보온재의 역할입니다.
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53. 냉매 배관 시 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 배관은 가능한 간단하게 한다.
  2. 굽힘 반지름은 작게 한다.
  3. 관통 개소 외에는 바닥에 매설하지 않아야 한다.
  4. 배관에 응력이 생길 우려가 있을 경우에는 신축이음으로 배관한다.
(정답률: 73%)
  • 냉매 배관 시에는 마찰 손실을 최소화하기 위해 굽힘 반지름을 가능한 크게 하여 시공해야 합니다.
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54. 열전도율이 극히 낮고 경량이며 흡수성은 좋지 않으나 굽힘성이 풍부한 유기질 보온재는?

  1. 펠트
  2. 코르크
  3. 기포성 수지
  4. 규조토
(정답률: 63%)
  • 기포성 수지는 합성수지나 고무질 재료를 다공질로 만든 유기질 보온재로, 열전도율이 매우 낮고 가벼우며 굽힘성이 풍부한 것이 특징입니다.
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55. 배관의 온도변화에 의한 수축과 팽창을 흡수하기 위한 이음쇠로 적절하지 못한 것은?

  1. 벨로즈
  2. 플랙시볼
  3. U밴드
  4. 플랜지
(정답률: 59%)
  • 온도 변화에 따른 배관의 신축 팽창을 흡수하는 신축이음쇠에는 벨로즈, 플랙시볼, U밴드(루프형) 등이 사용됩니다.

    오답 노트
    플랜지: 볼트와 너트로 접속하여 배관을 연결하는 방법으로, 주로 분해, 점검, 결합이 필요한 곳에 사용합니다.
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56. 개방식 팽창탱크 주변의 배관에서 팽창탱크의 수면 아래에 접속되는 관은?

  1. 팽창관
  2. 통기관
  3. 안전관
  4. 오버플로우관
(정답률: 64%)
  • 개방식 팽창탱크에서 보일러와 팽창탱크를 연결하며, 탱크의 수면 아래(하부)에 접속되어 물의 팽창과 수축을 조절하는 관을 팽창관이라고 합니다.
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57. 이음쇠 중 방진, 방음의 역할을 하는 것은?

  1. 플랙시블형 이음쇠
  2. 슬리브형 이음쇠
  3. 스위블형 이음쇠
  4. 루프형 이음쇠
(정답률: 67%)
  • 플랙시블형 이음쇠는 압축기나 펌프의 흡입 및 토출측에 설치하여 열팽창에 의한 신축을 흡수하고, 배관으로 전달되는 진동과 소음을 차단하여 장치의 변형 및 파손을 방지하는 역할을 합니다.
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58. 관 이음쇠의 종류에 따른 용도의 연결로 틀린 것은?

  1. 와이(Y)-분기할 때
  2. 벤드-방향을 바꿀 때
  3. 플러그-직선으로 이을 때
  4. 유니온-분해, 수리, 교체가 필요할 때
(정답률: 69%)
  • 플러그는 배관의 말단을 막아 유체의 흐름을 차단할 때 사용하는 부속입니다.

    오답 노트
    직선으로 이을 때: 소켓, 유니언, 플랜지 사용
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59. 배관지지 금속 중 레스트레인트(restraint)에 해당하지 않는 것은?

  1. 행거
  2. 앵커
  3. 스토퍼
  4. 가이드
(정답률: 62%)
  • 레스트레인트(Restraint)는 배관의 이동이나 회전을 구속하는 장치로 앵커, 스토퍼, 가이드가 이에 해당합니다.

    오답 노트
    행거: 배관을 위에서 매달아 지지하는 장치
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60. 정압기의 부속 설비에서 가스 수요량이 급격히 증가하여 압력이 필요한 경우 쓰이는 장치는?

  1. 정압기
  2. 가스미터
  3. 부스터
  4. 가스필터
(정답률: 70%)
  • 부스터(압송기)는 가스 수요량이 급격히 증가하여 공급 압력이 낮아졌을 때, 원활한 공급을 위해 압력을 높여주는 장치입니다.

    오답 노트
    정압기: 압력을 낮추어 적정 압력으로 공급
    가스미터: 가스 사용량 측정
    가스필터: 불순물 제거
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4과목: 전기제어공학

61. 대칭 3상 Y부하에서 부하전류가 20A이고 각 상의 임피던스가 Z=3+j4(Ω)일 때, 이 부하의 선간전압(V)은 약 얼마인가?

  1. 141
  2. 173
  3. 220
  4. 282
(정답률: 60%)
  • Y결선에서는 선전류와 상전류가 동일하며, 선간전압은 상전압의 $\sqrt{3}$배가 됩니다. 먼저 임피던스 크기를 구한 후 상전압과 선간전압을 순차적으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_L = \sqrt{3} \times I \times |Z|$
    ② [숫자 대입] $V_L = \sqrt{3} \times 20 \times \sqrt{3^2+4^2}$
    ③ [최종 결과] $V_L = 173$
  • * 상전압 (Vp) 계산:
    Vp = IL × Z = 20 × (3 + j4) = 60 + j80 V
    * 상전압의 크기 (|Vp|) 계산:
    |Vp| = √(60^2 + 80^2) = √(3600 + 6400) = √(10000) = 100 V
    * 선간전압 (VL) 계산:
    VL = √3 × |Vp| = √3 × 100 ≈ 1.732 × 100 ≈ 173.2 V
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62. 인디셜 응답이 지수 함수적으로 증가하다가 결국 일정 값으로 되는 계는 무슨 요소인가?

  1. 미분요소
  2. 적분요소
  3. 1차 지연요소
  4. 2차 지연요소
(정답률: 64%)
  • 1차 지연요소는 입력 변화에 따라 출력이 즉각적으로 변하지 않고 시간 지연을 가지며, 인디셜 응답 시 지수 함수적으로 증가하다가 결국 일정한 값에 도달하여 유지되는 특성을 가진 요소입니다.
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63. 회전중인 3상 유도전동기의 슬립이 1이 되면 전동기 속도는 어떻게 되는가?

  1. 불변이다.
  2. 정지한다.
  3. 무부하 상태가 된다.
  4. 동기속도와 같게 된다.
(정답률: 72%)
  • 유도전동기의 회전 속도는 동기속도에 $(1-s)$를 곱한 값으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $N = N_s(1-s)$
    ② [숫자 대입] $N = N_s(1-1)$
    ③ [최종 결과] $N = 0$
    따라서 슬립 $s$가 $1$이 되면 속도는 $0$이 되어 정지합니다.
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64. 전동기 정역회로를 구성할 때 기기의 보호와 조직자의 안전을 위하여 필수적으로 구성되어야 하는 회로는?

  1. 인터록회로
  2. 플립플롭회로
  3. 정지우선 자기유지회로
  4. 기동우선 자기유지회로
(정답률: 71%)
  • 인터록회로는 조작 상태가 불합리하거나 조건이 불충분할 때, 다음 단계로 진행되기 전 기기를 정지시켜 안전한 조작을 보장하는 제어 방식입니다. 따라서 전동기 정역회로 구성 시 기기 보호와 작업자 안전을 위해 필수적입니다.
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65. R-L-C 직렬회로에 t=0에서 교류전압 u=Emsin(ωt+θ)[V]를 가할 때 이 회로의 응답유형은? (단, 이다.)

  1. 완전진동
  2. 비진동
  3. 임계진동
  4. 감쇠진동
(정답률: 51%)
  • RLC 직렬회로에서 특성 방정식의 판별식 값에 따라 응답 유형이 결정됩니다. 주어진 조건 $$R^2 - 4\frac{L}{C} > 0$$ 은 과제동 상태를 의미하며, 이 경우 진동 없이 수렴하는 비진동 응답이 나타납니다.
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66. 단일 궤환 제어계의 개루프 전달함수가 일 때, 압력 r(t)=5u(t)에 대한 정상상태 오차 ess는?

  1. 1/3
  2. 2/3
  3. 4/3
  4. 5/3
(정답률: 44%)
  • 단일 궤환 제어계에서 입력이 스텝 입력일 때, 정상상태 오차는 최종값 정리를 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$e_{ss} = \frac{R(s)}{1 + \lim_{s \to 0} G(s)}$$
    ② [숫자 대입]
    $$e_{ss} = \frac{5/s}{1 + \lim_{s \to 0} \frac{2}{s+1}} \times s = \frac{5}{1 + 2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$e_{ss} = 5/3$$
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67. 계전기를 이용한 시퀀스제어에 관한 사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 인터록 회로 구성이 가능하다.
  2. 자기 유지 회로 구성이 가능하다.
  3. 순차적으로 연산하는 직렬처리 방식이다.
  4. 제어결과에 따라 조작이 자동적으로 이행된다.
(정답률: 54%)
  • 계전기를 이용한 릴레이 시퀀스는 여러 회로가 전기적 신호에 의해 동시에 동작하는 병렬 처리 방식입니다. 순차적으로 연산하는 직렬 처리 방식은 PLC 프로그램의 특징입니다.
  • 계전기를 이용한 시퀀스 제어는 미리 정해진 순서에 따라 각 단계를 진행하는 제어 방식입니다. 각 단계는 주로 전기적 접점(릴레이)의 개폐를 통해 이루어지며, 병렬 처리도 가능합니다. 따라서 순차적으로만 연산하는 직렬 처리 방식이라는 설명은 옳지 않습니다.
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68. 제어량을 어떤 일정한 목표값으로 유지하는 것을 목적으로 하는 제어는?

  1. 추종제어
  2. 비율제어
  3. 정치제어
  4. 프로그램제어
(정답률: 51%)
  • 정치제어는 목표값이 시간에 따라 변하지 않고 일정한 상태를 유지하도록 제어하는 방식입니다.

    오답 노트
    추종제어: 변화하는 목표값에 제어량을 맞춤
    프로그램제어: 미리 정해진 순서에 따라 제어량을 변화시킴
    비율제어: 다른 변수와 일정 비율을 유지하며 추종함
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69. 도체의 전기저항에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 같은 길이, 단면적에서도 온도가 상승하면 저항이 증가한다.
  2. 단면적에 반비례하고 길이에 비례한다.
  3. 고유 저항은 백금보다 구리가 크다.
  4. 도체 반지름의 제곱에 반비례한다.
(정답률: 63%)
  • 고유 저항은 물질의 고유한 특성으로, 백금($105\text{ n}\Omega\cdot\text{m}$)이 구리($16.78\text{ n}\Omega\cdot\text{m}$)보다 훨씬 큽니다.

    오답 노트
    온도 상승 시 저항 증가: 도체의 일반적 특성
    단면적 반비례, 길이 비례: 저항의 기본 정의
    반지름의 제곱에 반비례: 단면적 $A = \pi r^2$이므로 성립
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70. 회로시험기(Multi Meter)로 직접 측정할 수 없는 것은?

  1. 저항
  2. 교류전압
  3. 직류전압
  4. 교류전력
(정답률: 66%)
  • 회로시험기(Multi Meter)는 저항, 교류전압, 직류전압, 직류전류 등을 측정하는 장비입니다. 교류전력을 측정하기 위해서는 전력계(Wattmeter)가 필요하므로 회로시험기로는 직접 측정할 수 없습니다.
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71. 그림과 같은 단위계단함수를 옳게 나타낸 것은?

  1. u(t)
  2. u(t-a)
  3. u(a-t)
  4. u(-a-t)
(정답률: 69%)
  • 단위계단함수 $u(t)$가 시간축 $t$를 중심으로 $a$만큼 평행이동하면 $u(t-a)$가 됩니다. 제시된 이미지 에서는 함수가 $0$이 아닌 $a$ 지점에서 시작하여 지연되었으므로 $u(t-a)$가 정답입니다.
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72. 어떤 회로에 220V의 교류전압을 인가했더니 4.4A의 전류가 흐르고, 전압과 전류와의 위상차는 60°가 되었다. 이 회로의 저항성분(Ω)은?

  1. 10
  2. 25
  3. 50
  4. 75
(정답률: 51%)
  • 회로의 저항성분은 소비전력을 통해 구할 수 있습니다. 먼저 전압, 전류, 위상차를 이용해 소비전력을 구한 뒤, 이를 전류의 제곱으로 나누어 저항값을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = V I \cos \theta$ , $$R = \frac{P}{I^{2}}$$
    ② [숫자 대입] $P = 220 \times 4.4 \times \cos 60^{\circ}$ , $$R = \frac{484}{4.4^{2}}$$
    ③ [최종 결과] $R = 25$ $\Omega$
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73. 기계적 변위를 제어량으로 해서 목표값의 임의의 변화에 추종하도록 구성되어 있는 것은?

  1. 자동조정
  2. 서보기구
  3. 정치제어
  4. 프로세스제어
(정답률: 53%)
  • 목표값의 임의의 변화에 항상 추종하도록 구성된 제어계로, 기계적 변위(위치, 방향, 자세, 거리, 각도 등)를 제어량으로 하는 것은 서보기구입니다. 대표적인 예로 레이더나 미사일 추적장치가 있습니다.
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74. 다음 회로에서 합성 정전용량(μF)은?

  1. 1.1
  2. 2.0
  3. 2.4
  4. 3.0
(정답률: 51%)
  • 회로의 오른쪽 병렬 부분의 합성 정전용량을 먼저 구한 뒤, 왼쪽의 커패시터와 직렬로 연결된 전체 합성 정전용량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C_{total} = \frac{1}{\frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2 + C_3}}$
    ② [숫자 대입] $C_{total} = \frac{1}{\frac{1}{3} + \frac{1}{3 + 3}}$
    ③ [최종 결과] $C_{total} = 2.0$
  • 1. 병렬 연결된 두 개의 3μF:



    C_parallel = 3 + 3 = 6 μF

    2. 위 결과와 직렬 연결된 3μF와의 합성:



    1 / C_total = 1 / 3 + 1 / 6
    1 / C_total = (2 + 1) / 6 = 3 / 6
    C_total = 6 / 3 = 2 μF

    따라서 최종 합성 정전용량은 2 μF입니다.
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75. 직류전동기의 속도제어방법 중 광범위한 속도제어가 가능하며 정토크 가변속도의 용도에 적합한 방법은?

  1. 계자제어
  2. 직렬저항제어
  3. 병렬저항제어
  4. 전압제어
(정답률: 52%)
  • 직류전동기의 속도제어 방법 중 전압제어는 가변 전압 전원장치를 사용하여 단자전압을 조절하는 방식으로, 광범위한 속도제어가 가능하며 정토크 가변속도 용도에 가장 적합합니다.
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76. 서보 전동기는 다음 중 어디에 속하는가?

  1. 검출기
  2. 증폭기
  3. 변환기
  4. 조작기기
(정답률: 70%)
  • 서보 전동기는 센서부(검출기)를 통해 위치, 속도, 방위 등을 검출하고 지령값과 비교하여 스스로 수정하며 동작하는 조작기기에 해당합니다.
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77. 다음 중 기동 토크가 가장 큰 단상 유도전동기는?

  1. 분상기동형
  2. 반발기동형
  3. 셰이딩코일형
  4. 콘덴서기동형
(정답률: 60%)
  • 단상 유도전동기의 기동 토크 크기를 비교하는 문제입니다. 기동 토크가 큰 순서는 반발기동형 > 콘덴서기동형 > 분상기동형 > 셰이딩코일형 순입니다.
    따라서 기동 토크가 가장 큰 것은 반발기동형입니다.
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78. 그림과 같은 회로에서 해당되는 램프의 식으로 옳은 것은?

(정답률: 66%)
  • 회로도에서 각 램프에 도달하기 위한 접점의 상태를 논리식으로 분석합니다. 접점이 열려 있는 상태(b접점)는 NOT($\overline{X}$), 닫혀 있는 상태(a접점)는 AND($X$)로 표현합니다.
    램프 $L_1$은 $X$의 b접점, $Y$의 a접점, $Z$의 a접점이 모두 직렬로 연결되어야 점등되므로 논리식은 다음과 같습니다.
    $$L_1 = \overline{X} \cdot Y \cdot Z$$
    따라서 정답은 입니다.
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79. 목표값이 미리 정해진 변화량에 따라 제어량을 변화시키는 제어는?

  1. 정치 제어
  2. 추종 제어
  3. 비율 제어
  4. 프로그램 제어
(정답률: 63%)
  • 목표값이 시간적으로 미리 정해진 변화량에 따라 제어량을 변화시키는 방식을 프로그램 제어라고 하며, 대표적으로 열처리 노의 온도제어나 무인열차 운전에 사용됩니다.

    오답 노트
    정치 제어: 목표값이 일정하게 유지되는 제어
    추종 제어: 임의의 시간적 변화를 하는 목표값을 따라가는 제어
    비율 제어: 다른 양과 일정한 비율 관계를 갖도록 제어
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80. 그림과 같은 블록선도와 등가인 것은?

(정답률: 62%)
  • 피드백 루프가 포함된 블록선도의 전달함수는 $\frac{\text{전방경로}}{1 + (\text{전방경로} \times \text{피드백경로})}$ 공식으로 구할 수 있습니다. (단, 피드백이 음수일 때 분모는 $+$)
    ① [기본 공식] $\frac{C}{R} = \frac{G}{1 + GH}$
    ② [숫자 대입] $\frac{C}{R} = \frac{\frac{1}{S}}{1 + \frac{1}{S} \times P_1} = \frac{\frac{1}{S}}{\frac{S + P_1}{S}}$
    ③ [최종 결과] $\frac{C}{R} = \frac{1}{S + P_1}$
    따라서 가 등가 블록선도입니다.
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