공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2004-03-07)

공조냉동기계기사(구)
(2004-03-07 기출문제)

목록

1과목: 기계열역학

1. 다음 사항은 기계열역학에서 일과 열(熱)에 대한 설명이다. 이 중 틀린 것은?

  1. 일과 열은 전달되는 에너지이지 열역학적 성질은 아니다.
  2. 일의 기본단위는 J(joule)이다.
  3. 일(work)의 크기는 무게(힘)와 힘이 작용하는 거리를 곱한 값이다.
  4. 일과 열은 점함수이다.
(정답률: 71%)
  • 일과 열은 상태의 변화 과정(경로)에 따라 그 값이 달라지는 경로함수이며, 특정 상태의 값으로 정의되는 점함수가 아닙니다.
    오답 노트
    일과 열은 전달되는 에너지이지 열역학적 성질은 아니다: 옳은 설명
    일의 기본단위는 J(joule)이다: 옳은 설명
    일(work)의 크기는 무게(힘)와 힘이 작용하는 거리를 곱한 값이다: 옳은 설명
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2. 분자량이 4 정도인 헬륨의 기체상수는 몇 kJ/㎏.K 에 해당하는가?

  1. 28
  2. 2.08
  3. 0.287
  4. 212
(정답률: 70%)
  • 기체상수는 일반 기체상수를 해당 기체의 분자량으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$R = \frac{R_u}{M}$$
    ② [숫자 대입] $$R = \frac{8.314}{4}$$
    ③ [최종 결과] $$R = 2.08$$
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3. 다음 그림과 같은 증기압축 냉동 사이클에서 성능계수를 표시하는 식은? (단, h는 엔탈피, T는 절대온도, S는 엔트로피이다.)

(정답률: 49%)
  • 냉동 사이클의 성능계수(COP)는 압축기가 소비한 일량에 대해 증발기에서 흡수한 냉동능력의 비율로 정의합니다. 제시된 $T-s$ 선도에서 $4 \rightarrow 1$과정은 증발기에서의 냉동효과, $1 \rightarrow 2$과정은 압축기에서의 일량을 나타냅니다.
    $$\text{COP} = \frac{\text{냉동능력}}{\text{압축일}}$$
    $$\text{COP} = \frac{h_1 - h_4}{h_2 - h_1}$$
    따라서 정답은 입니다.
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4. 카르노 사이클로 작동되는 기관이 고온체에서 100kJ의 열을 받아들인다. 이 기관의 열효율이 30%라면 방출되는 열량(kJ)은?

  1. 30
  2. 50
  3. 60
  4. 70
(정답률: 70%)
  • 열효율은 공급된 열량 중 실제로 일로 변환된 비율을 의미하며, 방출되는 열량은 공급 열량에서 일량을 뺀 값입니다.
    ① [기본 공식] $$Q_{out} = Q_{in} \times (1 - \eta)$$
    ② [숫자 대입] $$Q_{out} = 100 \times (1 - 0.3)$$
    ③ [최종 결과] $$Q_{out} = 70$$
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5. 터빈을 통과 하는 증기가 한 일이 360kJ/kg이고, 증기의 유량이 200kg/h 일때 터빈의 출력은?

  1. 20 ㎾
  2. 2000 ㎾
  3. 3600 ㎾
  4. 72000 ㎾
(정답률: 60%)
  • 단위 질량당 한 일에 유량을 곱하여 총 에너지를 구한 후, 시간 단위(초)로 환산하여 출력(kW)을 계산합니다.
    ① $$P = \frac{w \times G}{3600}$$
    ② $$P = \frac{360 \times 200}{3600}$$
    ③ $$P = 20\text{ kW}$$
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6. 가정용 냉장고를 이용하여 겨울에 난방을 할 수 있다고 주장하였다면 이 주장은 이론적으로 열역학법칙과 어떠한 관계를 갖겠는가?

  1. 열역학 1법칙에 위배된다.
  2. 열역학 2법칙에 위배된다.
  3. 열역학 1, 2법칙에 위배된다.
  4. 열역학 1, 2법칙에 위배되지 않는다.
(정답률: 52%)
  • 냉장고는 외부에서 전기 에너지를 공급받아 저온부에서 고온부로 열을 이동시키는 히트펌프 원리로 작동합니다. 이는 에너지가 보존된다는 열역학 1법칙과, 외부 일(전기 에너지)이 가해져 열이 이동한다는 열역학 2법칙 모두에 부합하므로 이론적으로 위배되지 않습니다.
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7. 계의 경계를 통하여 물질이나 에너지 전달이 없는 계는 다음 어느 것인가?

  1. 밀폐계 (closed system)
  2. 고립계 (isolated system)
  3. 단열계 (adiabatic system)
  4. 개방계 (open system)
(정답률: 64%)
  • 고립계(isolated system)는 외부 환경과 에너지 및 물질의 교환이 모두 차단된 계를 의미합니다.
    오답 노트
    밀폐계: 에너지는 교환하지만 물질 교환은 없습니다.
    단열계: 열 교환만 차단된 계입니다.
    개방계: 에너지와 물질 모두 교환이 가능합니다.
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8. 물의 증발 잠열은 101.325kPa에서 2257kJ/kg 이고, 비체적은 0.00104m3/kg에서 1.67m3/kg으로 변화한다. 이 증발 과정에 있어서 내부에너지의 변화량(kJ/kg)은?

  1. 237.5
  2. 2375
  3. 208.8
  4. 2088
(정답률: 52%)
  • 증발 잠열은 내부에너지 변화량과 유동 일(압력 $\times$ 비체적 변화량)의 합과 같습니다.
    ① [기본 공식] $$Q = U + P(v_2 - v_1)$$
    ② [숫자 대입] $$2257 = U + 101.325 \times (1.67 - 0.00104)$$
    ③ [최종 결과] $$U = 2088$$
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9. 초기온도와 압력이 50℃, 600kPa인 단위 중량의 질소가 100kPa까지 가역 단열팽창 하였다. 이 때 온도는 몇 K 인가? (단, 비열비 k=1.4 이다.)

  1. 194
  2. 294
  3. 467
  4. 539
(정답률: 37%)
  • 가역 단열과정에서 온도와 압력의 관계식을 이용하여 최종 온도를 구합니다.
    초기 온도 $T_1 = 50 + 273.15 = 323.15\text{ K}$입니다.
    ① [기본 공식] $$T_2 = T_1 ( \frac{P_2}{P_1} )^{\frac{k-1}{k}}$$
    ② [숫자 대입] $$T_2 = 323.15 ( \frac{100}{600} )^{\frac{1.4-1}{1.4}}$$
    ③ [최종 결과] $$T_2 = 194.1$$
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10. 다음중 이상기체의 정적비열(Cv)과 정압비열(Cp)에 관한 관계식 중 옳은 것은? (단, R은 일반기체상수)

  1. Cv - Cp = 0
  2. Cv + Cp = R
  3. Cp - Cv = R
  4. Cv - Cp = R
(정답률: 72%)
  • 이상기체에서 정압비열과 정적비열의 차이는 일반기체상수 $R$과 같다는 마이어의 관계식을 적용합니다.
    $$C_{p} - C_{v} = R$$
    오답 노트
    Cv - Cp =
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11. -4 ℃의 얼음 1kg을 18 ℃의 물로 만드는데 필요한 열량은 몇 kJ인가 ? (단, 물의 비열은 4 kJ/(kg℃), 얼음의 비열은 2 kJ/(kg℃), 얼음의 융해열은 340 kJ/kg이다.)

  1. 340
  2. 380
  3. 420
  4. 460
(정답률: 52%)
  • 얼음을 가열하여 0℃로 만드는 열량, 융해열, 물을 18℃까지 가열하는 열량의 합으로 계산합니다.
    ① $$Q = (m \times c_{ice} \times \Delta T_{1}) + (m \times L) + (m \times c_{water} \times \Delta T_{2})$$
    ② $$Q = (1 \times 2 \times 4) + (1 \times 340) + (1 \times 4 \times 18)$$
    ③ $$Q = 420$$ kJ
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12. 카르노사이클로 작동되는 열기관이 600K에서 800 kJ의 열을 받아 300K에서 방출한다면 일은 몇 kJ인가?

  1. 200
  2. 400
  3. 500
  4. 900
(정답률: 64%)
  • 카르노 사이클의 효율과 열량, 일의 관계를 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① $$W = Q_{H} \times (1 - \frac{T_{L}}{T_{H}})$$
    ② $$W = 800 \times (1 - \frac{300}{600})$$
    ③ $$W = 400$$ kJ
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13. 증기 터빈에서의 상태 변화 중 가장 이상적인 과정은?

  1. 가역 정압 과정
  2. 가역 단열 과정
  3. 가역 정적 과정
  4. 가역 등온 과정
(정답률: 64%)
  • 증기 터빈은 외부와의 열 교환이 없다고 가정하는 단열 과정이며, 마찰 등의 손실이 없는 가역 과정일 때 효율이 최대가 되는 가장 이상적인 상태가 됩니다.
    오답 노트
    정압, 정적, 등온 과정은 터빈의 실제 작동 원리인 단열 팽창과 거리가 멉니다.
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14. 초기에 300 K, 150 kPa 인 공기 0.5 m3을 등온과정으로 600 kPa까지 천천히 압축하였다. 이 과정동안 일을 계산하면?

  1. -104 kJ
  2. -208 kJ
  3. -52 kJ
  4. -312 kJ
(정답률: 53%)
  • 등온 과정에서 기체가 받는 일은 압력과 부피의 로그 함수 관계로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$W = P_1 V_1 \ln \frac{P_1}{P_2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$W = 150 \times 0.5 \times \ln \frac{150}{600}$$
    ③ [최종 결과]
    $$W = -104\text{ kJ}$$
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15. 이상 오토사이클의 압축초기 공기는 100 kPa, 17℃ 이다. 등적과정에서 700 kJ/kg의 열을 받았다면 사이클의 최고 압력과 온도는 얼마인가? (단, 공기의 비열비 k = 1.4 이고, 정압비열 cp = 1003 J/kg 이다. 이상 오토사이클의 압축비는 8이다.)

  1. 4.21 MPa, 1752 K
  2. 1.84 MPa, 666.6 K
  3. 4.53 MPa, 666.6 K
  4. 4.53 MPa, 1643 K
(정답률: 26%)
  • 압축비와 가열량을 이용하여 단열 압축 후의 상태와 등적 가열 후의 최고 상태를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$T_2 = T_1 \times r^{k-1}$$
    $$T_3 = T_2 + \frac{q}{c_v}$$
    $$P_3 = P_2 \times \frac{T_3}{T_2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$T_2 = 290 \times 8^{0.4} = 642.3$$
    $$T_3 = 642.3 + \frac{700}{718} = 1643$$
    $$P_3 = (100 \times 8^{1.4}) \times \frac{1643}{642.3} = 4.53$$
    ③ [최종 결과]
    $$P_3 = 4.53\text{ MPa}, T_3 = 1643\text{ K}$$
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16. 시스템의 열역학적 상태를 기술하는 데 열역학적 상태량 (또는 성질)이 사용된다. 다음 중 열역학적 상태량으로 올바르게 짝지어진 것은?

  1. 열, 일
  2. 엔탈피, 엔트로피
  3. 열, 엔탈피
  4. 일, 엔트로피
(정답률: 72%)
  • 열역학적 상태량은 시스템의 현재 상태를 정의하는 성질로, 엔탈피와 엔트로피는 시스템의 상태에만 의존하는 상태함수입니다.
    오답 노트
    열, 일: 상태가 변하는 과정에서 전달되는 에너지의 양을 나타내는 경로함수임
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17. 발전소 계통에 대해 맞는 말은?

  1. 펌프 일은 터빈 일에 비해 약간 작다.
  2. 원자력 발전소에서 증기동력 사이클은 1차계통으로 부른다.
  3. 발전소는 바다와 강가에 위치한다고 경제성이 좋다고 볼 수 없다.
  4. 터빈 출구 건도가 1보다 작으면 터빈을 손상시킬 수 있다.
(정답률: 46%)
  • 터빈 출구의 건도가 1보다 작다는 것은 증기 속에 액체 방울이 섞여 있다는 의미이며, 이 액적들이 고속으로 회전하는 터빈 날개에 충돌하여 침식 및 손상을 유발할 수 있습니다.
    오답 노트
    펌프 일은 터빈 일에 비해 매우 작음
    원자력 발전소의 증기동력 사이클은 2차계통임
    냉각수 확보가 용이한 바다와 강가에 위치하는 것이 경제적으로 유리함
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18. 압축기에 의한 공기의 압축과정을 PVn=일정인 과정으로 볼 때 소요동력이 가장 작은 것은?

  1. n=1
  2. n=1.2
  3. n=1.4
  4. n=1.6
(정답률: 59%)
  • 압축 과정에서 지수 $n$이 작을수록(등온 압축에 가까울수록) 압축 일과 소요 동력이 최소가 됩니다. 따라서 $n=1$인 등온 과정일 때 동력이 가장 작습니다.
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19. 잘 단열된 축전지를 전압 12 V, 전류 3 A로 1시간 충전한다. 축전지를 시스템으로 삼아 1시간 동안 행한 일과 열을 구하면?

  1. 일 = 36.0 kJ, 열 = 0.0 kJ
  2. 일 = 0.0 kJ, 열 = 36.0 kJ
  3. 일 = 129.6 kJ, 열 = 0.0 kJ
  4. 일 = 0.0 kJ, 열 = 129.6 kJ
(정답률: 43%)
  • 전기적 일은 전압, 전류, 시간을 곱하여 구하며, 단열된 시스템이므로 외부와의 열 교환은 없습니다.
    ① [기본 공식] $$W = V \times I \times t$$
    ② [숫자 대입] $$W = 12 \times 3 \times 3600$$
    ③ [최종 결과] $$W = 129.6 \text{ kJ}$$
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20. 다음 중 물질의 엔트로피가 증가한 경우는?

  1. 컵에 있는 물이 증발하였다.
  2. 목욕탕의 수증기가 차가운 타일 벽에 물로 응결 되었다.
  3. 실린더 안의 공기가 가역 단열적으로 팽창되었다.
  4. 뜨거운 커피가 식어서 주위온도와 같게 되었다.
(정답률: 70%)
  • 엔트로피는 무질서도를 나타내며, 액체가 기체로 변하는 증발 과정은 분자 배열이 훨씬 불규칙해지므로 엔트로피가 증가합니다.
    오답 노트
    수증기가 물로 응결: 상태 변화로 인해 무질서도 감소
    가역 단열 팽창: 엔트로피 변화 없음(등엔트로피 과정)
    커피가 식음: 계의 엔트로피는 감소
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2과목: 냉동공학

21. 액분리기는 어디에 설치하는가?

  1. 수액기 출구
  2. 압축기 출구
  3. 중간냉각기 출구
  4. 증발기 출구
(정답률: 68%)
  • 액분리기는 증발기에서 미처 증발하지 못한 액체 냉매가 압축기로 들어가 액압축 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해 증발기 출구에 설치합니다.
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22. 다음 사항은 증발기의 구조와 작용에 대해 설명한 것이다 이 중 옳은 것은?

  1. 동일 운전상태에서는 만액식 증발기가 건식 증발기 보다 열통과율이 나쁘다.
  2. 만액식 증발기에서 부하가 커지면 냉매 순환량이 작아진다.
  3. 건식 증발기는 주로 온도식 팽창밸브와 모세관을 팽창밸브로 사용한다.
  4. 증발기의 냉각능력은 전열면적이 작을 수록 증가한다
(정답률: 57%)
  • 건식 증발기는 냉매가 완전히 증발하여 과열도가 발생하므로, 이를 제어하기 위해 주로 온도식 팽창밸브나 모세관을 사용합니다.
    오답 노트
    만액식 증발기가 건식보다 열통과율이 좋음
    부하가 커지면 냉매 순환량은 증가함
    전열면적이 클수록 냉각능력이 증가함
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23. 다음 그림은 왕복 압축기의 피스톤을 나타낸 것이다. 어떤 형식의 피스톤인가?

  1. 더블트렁크형
  2. 플러그형
  3. 싱글트렁크형
  4. 더블플러그형
(정답률: 38%)
  • 제시된 이미지 는 피스톤의 구조상 더블트렁크형에 해당합니다. 더블트렁크와 싱글트렁크 방식은 주로 암모니아 냉동기에 사용되며, 플러그형은 소형 프레온 냉동기에 주로 사용됩니다.
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24. 15℃의 물로 부터 0℃의 얼음을 매시 50㎏을 만드는 냉동기의 냉동능력은 몇 냉동 톤 인가?

  1. 1.43 냉동 톤
  2. 2.24 냉동 톤
  3. 3.14 냉동 톤
  4. 4.03 냉동 톤
(정답률: 66%)
  • 물에서 얼음이 될 때까지의 냉각열량과 응고열량을 합산하여 1냉동톤($$3320\text{kcal/h}$$)으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\text{RT} = \frac{(m \times c \times \Delta t) + (m \times L)}{3320}$$
    ② [숫자 대입] $$\text{RT} = \frac{(50 \times 1 \times 15) + (50 \times 79.68)}{3320}$$
    ③ [최종 결과] $$\text{RT} = 1.43$$
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25. 1냉동톤(한국냉동톤)을 올바르게 설명한 것은?

  1. 0℃의 물 1000㎏을 24시간에 0℃의 얼음으로 만드는 냉동능력
  2. 1℃의 물 1000㎏을 24시간에 0℃의 얼음으로 만드는 냉동능력
  3. 0℃의 물 1㎏을 24시간에 0℃의 얼음으로 만드는 냉동능력
  4. 1℃의 물 1㎏을 24시간에 0℃의 얼음으로 만드는 냉동능력
(정답률: 72%)
  • 한국냉동톤(RT)의 정의는 $0^{\circ}C$의 물 $1000\text{kg}$을 $24$시간 동안 $0^{\circ}C$의 얼음으로 만드는 냉동능력을 의미합니다.
    오답 노트
    1℃의 물: 기준 온도는 $0^{\circ}C$여야 함
    1kg의 물: 기준 질량은 $1000\text{kg}$이어야 함
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26. 압축기용 안전밸브의 구경은?

  1. 냉매상수 × (표준회전속도에서 피스톤 압출량)1/2
  2. 냉매상수 × (표준회전속도에서 피스톤 압출량)1/3
  3. 냉매상수 × (표준회전속도에서 피스톤 압출량)1/4
  4. 냉매상수 × (표준회전속도에서 피스톤 압출량)1/6
(정답률: 58%)
  • 압축기용 안전밸브의 구경을 결정하는 공식은 냉매상수와 표준회전속도에서의 피스톤 압출량의 제곱근($$1/2$$승)을 곱하여 산출합니다.
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27. 증발기 정비에 대한 다음 각 사항중 옳은 것은?

  1. 공기로 냉각하는 저온용 증발기는 공기의 속도를 10m/sec 이상으로 하면 냉각관 표면에 서리가 전혀 끼이지 않는다.
  2. R - 22를 냉매로 한 증발기에서 오일은 냉매와 같이 순환하며 냉매 중에 함유되는 오일의 양은 관계없다.
  3. 살수식 제상은 보통 사용되는 물을 순환 시키는 경우가 많으며 물탱크에서 40℃ 이상으로 가온한다.
  4. 공기로 냉각하는 증발기는 액 순환식이나 만액식 모두 열 통과율은 대체로 비슷하다.
(정답률: 32%)
  • 공기로 냉각하는 증발기의 경우, 냉매의 공급 방식이 액 순환식인지 만액식인지에 관계없이 전열 면적과 풍속이 같다면 열 통과율은 대체로 비슷하게 나타납니다.
    오답 노트
    공기 속도를 높인다고 해서 서리가 전혀 끼지 않는 것은 아닙니다.
    냉매 중 함유된 오일의 양은 전열 성능에 영향을 줍니다.
    살수식 제상 시 사용하는 물의 온도는 보통 $10 \sim 25^{\circ}\text{C}$ 정도입니다.
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28. 냉동장치에 사용하는 브라인의 순환량은 200ℓ /min로서 비열은 0.7kcal/kg℃이며, 브라인의 입출구온도는 각각 -6℃와 -10℃일 때 브라인 쿨러의 냉동능력은 몇 kcal/h인가? (단, 브라인의 비중은 1.2 이다.)

  1. 36880
  2. 38860
  3. 40320
  4. 43200
(정답률: 69%)
  • 브라인 쿨러의 냉동능력은 순환하는 브라인의 질량 유량, 비열, 그리고 입출구 온도차를 곱하여 산출합니다.
    $$\text{냉동능력} = \text{유량} \times 60 \times \text{비중} \times \text{비열} \times \text{온도차}$$
    $$\text{냉동능력} = 200 \times 60 \times 1.2 \times 0.7 \times (-6 - (-10))$$
    $$\text{냉동능력} = 40,320$$
    최종 결과는 $40,320\text{ kcal/h}$ 입니다.
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29. 염화칼슘 브라인을 갖는 관코일로써 1냉동톤의 냉동능력을 얻는데 필요한 브라인 유량은 약 얼마인가?(단, 온도는 관코일 입구에서 -12℃ , 출구에서 -10℃이며, 15℃의 브라인 비중은 1.20이고, 0℃일때의 브라인 비열은 0.717 kcal/㎏℃,-11℃일때의 브라인 비열은 0.712 kcal/㎏℃이다. )

  1. 1651 ㎏/h
  2. 2113 ㎏/h
  3. 3661 ㎏/h
  4. 2331 ㎏/h
(정답률: 29%)
  • 냉동능력 공식을 이용하여 필요한 브라인의 질량 유량을 계산합니다. 1냉동톤($1\text{ RT}$)은 $3,320\text{ kcal/h}$로 계산합니다.
    $$\text{냉동능력} = \text{유량} \times \text{비열} \times \text{온도차}$$
    $$3,320 = G \times 0.712 \times (-10 - (-12))$$
    $$G = 2,331.46$$
    최종 결과는 $2,331\text{ kg/h}$ 입니다.
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30. 다음 기술한 것 중 제어기기에 대해서 올바른 것은?

  1. 증발압력 조정밸브은 증발기 내의 압력이 설정치보다 감소하면 밸브는 열리고 밸브에 흐르는 냉매 가스량은 증가 한다.
  2. 증발압력 조정밸브는 피냉각물의 온도를 검출해서 밸브의 개도를 증감하고 밸브에 흐르는 냉매 가스량을 조정한다.
  3. 복수(複數)의 냉각실이 있고 이것에 대응하는 증발기가 다른 증발온도에 작동하고 이것을 1대 압축기로 냉각을 행하는 냉장장치에서 증발온도가 높은 측의 증발기의 출구에 증발 압력 조정밸브를 부착 사용한다.
  4. 흡입압력 조정밸브는 냉각부하가 감소해도 흡입압력이 일정압력보다 낮아지지 않게 하기 위해서 흡입관에 부착한다.
(정답률: 62%)
  • 증발압력 조정밸브는 여러 개의 증발기가 서로 다른 온도에서 작동하며 하나의 압축기로 연결된 장치에서, 증발온도가 높은 측의 증발기 출구에 설치하여 압력을 일정하게 유지하는 역할을 합니다.
    오답 노트
    증발압력 조정밸브는 증발압력이 설정치보다 감소하면 밸브가 닫히고, 증가하면 열립니다.
    피냉각물의 온도가 아닌 증발기 출구의 압력에 의해 작동합니다.
    흡입압력 조정밸브는 흡입압력이 일정치보다 높아지는 것을 방지하기 위해 사용합니다.
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31. 다음 중 초저온 냉동기에 사용하기 적합한 냉매는?

  1. R - 11
  2. R - 13
  3. R - 21
  4. R - 502
(정답률: 35%)
  • 초저온 냉동기에서는 매우 낮은 비점과 적절한 증기압을 가진 냉매가 필요하며, R-13은 이러한 초저온 영역에서 사용하기에 적합한 특성을 가지고 있습니다.
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32. 압축기의 기통수가 6기통이며,기통경(氣筒經)이 140㎜,행정이 110㎜, 회전수가 800rpm인 NH3 표준냉동 사이클에서 냉동능력은? (단,압축기의 체적효율은 0.75,냉동효과는 269㎉/㎏,비체적은 0.5m3/㎏이다.)

  1. 132611㎉/h
  2. 143222㎉/h
  3. 167852㎉/h
  4. 196778㎉/h
(정답률: 43%)
  • 압축기의 피스톤 압출량을 통해 냉매 순환량을 구하고, 여기에 냉동효과를 곱하여 총 냉동능력을 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = \frac{\frac{\pi}{4} \times D^2 \times L \times N \times n \times 60 \times \eta}{v} \times q$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = \frac{\frac{3.14}{4} \times 0.14^2 \times 0.11 \times 800 \times 6 \times 60 \times 0.75}{0.5} \times 269$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 196778$$
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33. 냉동장치의 운전에 관한 다음 설명 중 맞는 것은?

  1. 압축기에 액백(liquid back)현상이 일어나면 토출가스 온도가 내려가고 구동 전동기의 전류계 지시값이 변동한다.
  2. 수액기내에 냉매액을 충만시키면 증발기에서 열부하 변화와 장치에서의 냉매 누설사고에 대응하기 쉽다.
  3. 냉매 충전량이 부족하면 증발압력이 높게 되어 냉동능력이 저하한다.
  4. 냉동부하에 비해 과대한 용량의 압축기를 사용하면 저압이 높게 되고, 장치의 성적계수는 상승한다.
(정답률: 58%)
  • 압축기에 액체 냉매가 유입되는 액백(liquid back) 현상이 발생하면, 가스의 냉각 효과로 인해 토출가스 온도가 낮아지고 부하 변동으로 전류계 지시값이 불안정해집니다.
    오답 노트
    수액기내 냉매 충만: 냉매액을 너무 많이 채우면 충전량 조절 및 대응이 어려움
    냉매 충전량 부족: 증발압력이 낮아짐
    과대한 용량의 압축기: 저압이 낮아짐
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34. 유효 외표면적 60m2,내외면적비 8의 냉장실용 유니트 쿨러의 제상후의 상태가 다음과 같을 때 냉각능력(㎉/h)은 얼마인가? (단,냉각관은 동관으로 하고, 열전도 저항은 무시하는 것으로 한다.)

  1. 5546
  2. 5646
  3. 6546
  4. 6646
(정답률: 41%)
  • 전체 열전달 계수를 이용하여 냉각능력을 구하는 문제입니다. 내외면적비가 주어졌으므로 외표면적 기준의 총괄열전달계수를 산출하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = A \times \frac{1}{\frac{1}{\alpha_o} + \frac{r_o}{r_i \alpha_i}} \times \Delta T$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = 60 \times \frac{1}{\frac{1}{30} + \frac{8}{640}} \times 5$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 6545.45 \approx 6546$$
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35. 냉동장치 운전 준비작업에 속하는 것이 아닌 것은?

  1. 윤활상태 및 전류계 확인
  2. 벨트의 장력상태 확인
  3. 압축기 유면 및 냉매량 확인
  4. 각종 밸브의 개폐 유,무 확인
(정답률: 71%)
  • 냉동장치 운전 준비작업은 기기를 가동하기 전 상태를 점검하는 단계입니다. 윤활상태 확인은 준비작업에 해당하지만, 전류계 확인은 기기를 실제로 가동한 후 운전 중에 확인하는 운전 중 점검 사항입니다.
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36. 어떤 냉동기에서 0℃의 물로 0℃의 얼음 2톤을 생산하는 데 50㎾h의 일이 소요된다면 이 냉동기의 성능계수는? (단, 물의 융해열은 80㎉/㎏이다.)

  1. 3.72
  2. 3.82
  3. 3.90
  4. 4.0
(정답률: 59%)
  • 성능계수(COP)는 냉동기가 단위 시간당 제거한 열량(냉동능력)을 투입된 일량으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $$COP = \frac{m \times q}{W}$$
    ② [숫자 대입] $$COP = \frac{2000 \times 80}{860 \times 50}$$
    ③ [최종 결과] $$COP = 3.72$$
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37. 다음 응축기에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 횡형 응축기의 관내 수속은 5m/s가 적당하다.
  2. 공기의 잠열로 냉각하는 것이 공냉식 응축기 이다.
  3. 입형 암모니아 응축기는 운전중에 냉각관의 청소를 할 수 있는 장점이 있다.
  4. 주로 물의 감열로서 냉각하는 것이 증발식 응축기 이다.
(정답률: 55%)
  • 입형 암모니아 응축기는 구조적으로 냉각관이 수직으로 배치되어 있어, 운전 중에도 냉각관의 청소가 용이하다는 특징이 있습니다.
    오답 노트
    횡형 응축기의 관내 수속은 5m/s가 적당하다: 약 $2 \sim 3$ m/s가 적당함
    공기의 잠열로 냉각하는 것이 공냉식 응축기 이다: 공기의 현열로 냉각함
    주로 물의 감열로서 냉각하는 것이 증발식 응축기 이다: 물의 증발 잠열로 냉각함
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38. 다음 그림과 같은 2단압축 1단 팽창식 냉동장치에서 고단측 냉매 순환량은? (단,저단측 냉매 순환량은 1000㎏/h이다. 각점의 엔탈피 값은 h1 = 392㎉/㎏, h2 = 429㎉/㎏, h3 = 400㎉/㎏, h4 = 439㎉/㎏, h5 = h6 = 128㎉/㎏, h7 = h8 = 100.5㎉/㎏ 이다.)

  1. 1058.2㎏/h
  2. 1207.7㎏/h
  3. 1488.5㎏/h
  4. 1594.6㎏/h
(정답률: 33%)
  • 2단 압축 냉동장치에서 고단측 냉매 순환량은 저단측 순환량에 플래시 가스량을 더한 값으로, 엔탈피 차이를 이용해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$G_{high} = G_{low} \times \frac{h_{2} - h_{7}}{h_{3} - h_{6}}$$
    ② [숫자 대입] $$G_{high} = 1000 \times \frac{429 - 100.5}{400 - 128}$$
    ③ [최종 결과] $$G_{high} = 1207.7$$
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39. 압축기의 과열 원인이 아닌 것은?

  1. 냉매량 부족
  2. 압축비 증대
  3. 윤활유 부족
  4. 증발기 부하 감소
(정답률: 62%)
  • 압축기의 과열은 냉매의 흐름이 부족하거나 압축비가 과도하게 높아질 때, 또는 윤활유 부족으로 마찰열이 발생할 때 나타납니다. 반면 증발기 부하 감소는 냉매의 흡입량이 줄어들어 과열도를 높일 수는 있으나, 압축기 자체의 기계적/열적 과열의 직접적인 원인으로 보기는 어렵습니다.
    오답 노트
    냉매량 부족: 냉매 부족으로 인한 냉각 불충분으로 과열 발생
    압축비 증대: 토출 가스 온도 상승으로 과열 발생
    윤활유 부족: 마찰 증가 및 냉각 불량으로 과열 발생
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40. 다음은 온도식 팽창밸브에 대해 설명한 것이다. 이 중 틀린 것은?

  1. 부하의 광범위한 변화에 잘 적응한다.
  2. 감온통을 증발기의 입구측에 부착한다.
  3. 증발기로부터 나온 냉매의 과열도가 일정하도록 작동한다.
  4. 감온통의 냉매 압력에 의해 작동된다.
(정답률: 52%)
  • 온도식 팽창밸브의 감온통은 냉매의 과열도를 감지하여 밸브 개도를 조절해야 하므로, 반드시 증발기의 출구측에 부착해야 합니다.
    오답 노트
    부하의 광범위한 변화에 잘 적응한다: 맞음
    증발기로부터 나온 냉매의 과열도가 일정하도록 작동한다: 맞음
    감온통의 냉매 압력에 의해 작동된다: 맞음
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3과목: 공기조화

41. 공기조화 설비의 계획시 조 - 닝(Zonning)을 하는 이유로서 부적당한 것은?

  1. 효과적인 실내 환경의 유지
  2. 설비비의 경감
  3. 운전 가동면에서의 에너지 절약
  4. 부하 특성에 대한 대처
(정답률: 74%)
  • 조닝(Zoning)은 부하 특성이 유사한 구역끼리 묶어 효율적인 환경 유지와 에너지 절약을 위해 수행합니다. 하지만 구역을 세분화할수록 제어 장치와 닥트 계통이 복잡해지므로 오히려 설비비는 증가하게 됩니다.
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42. 고체벽과 유체간의 열교환을 열전달이라고 부르며,이 전열량 Q(㎉/h)은 어떠한 식으로 되는가? (단, α : 열전달률(㎉/m2h℃), t읨: 유체의 온도(℃), F : 전열면적(m2), tw : 고체벽의 온도(℃))

  1. Q = α Fㆍ(tw-tθ)
  2. Q = α F2ㆍ(tθ-tw)
  3. Q = α F tθ tw
(정답률: 76%)
  • 뉴턴의 냉각 법칙에 따라 고체벽과 유체 사이의 열전달량은 열전달률, 전열면적, 그리고 두 매체 간의 온도 차에 비례합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = \alpha \times F \times (t_{w} - t_{\theta})$$
    ② [숫자 대입]
    해당 식은 변수 간의 관계를 나타내는 기본 공식이므로 대입 과정 생략
    ③ [최종 결과]
    $$Q = \alpha F(t_{w} - t_{\theta})$$
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43. 다음 중 온풍로 난방의 특징이 아닌 것은?

  1. 설치면적이 적다.
  2. 자동운전이 가능하다.
  3. 열용량이 많아 예열시간이 길다.
  4. 열효율이 높고 연료비가 적게 든다.
(정답률: 74%)
  • 온풍로 난방은 공기를 가열하여 송풍하는 방식으로, 열용량이 작아 예열 시간이 매우 짧은 것이 특징입니다.
    오답 노트
    설치면적이 적다: 맞음
    자동운전이 가능하다: 맞음
    열효율이 높고 연료비가 적게 든다: 맞음
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44. 다음 그림과 같은 시스템으로 구성되어 있는 공기조화 방식은?

  1. 유인유니트 방식
  2. 멀티 조운 유니트 방식
  3. 팬코일 유니트 방식
  4. 이중 닥트 방식
(정답률: 49%)
  • 제시된 이미지 를 보면 냉풍과 온풍을 각각 별도의 닥트로 공급하고, 실내의 혼합 유니트에서 이를 조절하여 온도를 맞추는 시스템입니다. 이는 전형적인 이중 닥트 방식의 구성도입니다.
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45. 다음에서 보일러수로써 적당한 것은?

  1. pH 7
  2. pH 9
  3. pH 11
  4. pH 14
(정답률: 34%)
  • 보일러수는 부식 방지를 위해 약알칼리성 상태를 유지해야 하며, 적정 범위는 $pH 10.5 \sim 11.8$ 입니다.
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46. 바닥복사난방에 있어서 바닥표면 온도로서 알맞는 것은?

  1. 95℃
  2. 80℃
  3. 55℃
  4. 30℃
(정답률: 58%)
  • 바닥복사난방의 바닥 패널 적정 온도는 $27^{\circ}C$이며, 최고 허용 온도는 $35^{\circ}C$입니다. 따라서 보기 중 가장 적절한 온도는 $30^{\circ}C$입니다.
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47. 콘크리트 두께 15㎝, 내면 석고 플라스터 1㎝의 구조체에 들어오는 열량은 몇 ㎉/h 인가?(단, 구조체의 열관류율은 3.2㎉/m2h ℃ 이고, 상당 외기온도 36℃, 실내온도 26℃, 벽의 면적 35 m2 이다.)

  1. 535
  2. 725
  3. 1120
  4. 1352
(정답률: 63%)
  • 열관류율, 면적, 그리고 내외부 온도차를 곱하여 구조체를 통해 들어오는 총 열량을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = K \times A \times \Delta T$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = 3.2 \times 35 \times (36 - 26)$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 1120$$
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48. 습공기 선도상의 상태변화에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 5 → 1 : 가습
  2. 5 → 2 : 현열냉각
  3. 5 → 3 : 냉각가습
  4. 5 → 4 : 가열감습
(정답률: 79%)
  • 습공기 선도에서 상태 변화를 분석하면, $5 \to 3$과정은 잠열과 현열이 모두 감소하는 냉각 및 감습 과정입니다. 따라서 냉각가습이라는 설명은 틀린 것입니다.
    오답 노트
    가습: 잠열 증가, 현열 일정
    현열냉각: 잠열 일정, 현열 감소
    가열감습: 잠열 감소, 현열 증가
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49. 단관식 중력 환수 증기난방의 상향 공급식 순구배는?

  1. 1/100 ∼ 1/200
  2. 1/200 ∼ 1/300
  3. 1/10 ∼ 1/30
  4. 1/50 ∼ 1/100
(정답률: 61%)
  • 단관식 중력 환수 증기난방의 상향 공급식 순구배는 $1/100 \sim 1/200$ 입니다.
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50. 어떤 방적 공장이 정방실에서 20㎾의 모우터에 의해 구동되는 정방기가 15대 있을 때 전력에 의한 취득 열량은 약몇 ㎉/h인가? (단,전동기의 가동율(ψ 2)은 0.85이고 소요동력/정격출력 (ψ 1)은 0.95이며 모우터 효율(η m)은 0.9이다. 그리고, 전동기와 이 것에 의해 구동되는 기계가 같은 방에 있다.)

  1. 1.3 x 105 ㎉/h
  2. 1.9 x 105 ㎉/h
  3. 2.0 x 105 ㎉/h
  4. 2.3 x 105 ㎉/h
(정답률: 44%)
  • 전동기의 정격출력, 대수, 가동률을 통해 기본 열량을 구하고, 소요동력비와 효율을 적용하여 최종 취득 열량을 산출합니다.
    ① $$Q = P \times 860 \times N \times \psi_2 \times \frac{\psi_1}{\eta_m}$$
    ② $$Q = 20 \times 860 \times 15 \times 0.85 \times \frac{0.95}{0.9}$$
    ③ $$Q = 2.3 \times 10^5\text{ kcal/h}$$
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51. 원형덕트에서 사각덕트로 환산시키는 식이 맞는 것은?(단, a는 사각덕트의 장변길이, b는 단변길이, d는 원형 덕트의 직경 또는 상당직경이다.)

(정답률: 60%)
  • 원형 덕트를 사각 덕트로 환산할 때 사용하는 상당직경 공식은 다음과 같습니다.
    $$d = 1.3 \times [ \frac{(a \cdot b)^5}{(a + b)^2} ]^{1/8}$$
    따라서 정답은 입니다.
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52. 풍량 5000㎏/h의 공기(절대습도 0.002㎏/㎏')를 온수 분무로 절대습도 0.00375㎏/㎏'까지 가습할 때의 분무 수량은 얼마인가?(단, 가습효율은 60%라 한다.)

  1. 5.25㎏/h
  2. 8.75㎏/h
  3. 14.58㎏/h
  4. 20.01㎏/h
(정답률: 42%)
  • 공기의 절대습도 변화량에 풍량을 곱하여 필요 가습량을 구한 뒤, 가습효율을 고려하여 실제 분무 수량을 계산합니다.
    ① $$W = G \times (x_2 - x_1) \times \frac{1}{\eta}$$
    ② $$W = 5000 \times (0.00375 - 0.002) \times \frac{1}{0.6}$$
    ③ $$W = 14.58\text{ kg/h}$$
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53. 다음 중 증기 사용압력이 가장 낮은 것은?

  1. 연관 보일러
  2. 수관 보일러
  3. 관류 보일러
  4. 입형 보일러
(정답률: 49%)
  • 입형 보일러는 구조가 단순하고 소용량으로 제작되어 증기 사용압력이 가장 낮습니다.
    오답 노트
    연관, 수관, 관류 보일러: 고압 증기 발생이 가능한 고압 보일러군임
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54. 습공기의 성질을 나타낸 공기선도에서 다음 열거중 나타나지 않은 상태는? (단, 온도 : t, 압력 : p, 절대습도 : x, 엔탈피 : i)

  1. t와 x의 관계
  2. i와 x의 관계
  3. t와 i의 관계
  4. p와 i의 관계
(정답률: 64%)
  • 습공기 선도는 일반적으로 건구온도($t$), 절대습도($x$), 엔탈피($i$), 상대습도 등을 나타내며, 압력($p$)과 엔탈피($i$)의 관계를 나타내는 $p-h$ 선도는 냉매 선도에서 사용됩니다.
    오답 노트
    t와 x의 관계, i와 x의 관계, t와 i의 관계: 모두 습공기 선도에서 확인할 수 있는 상태량 관계입니다.
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55. 냉난방 공기조화 설비에 관한 다음 기술 중 틀린 것은?

  1. 패케이지 유니트 방식을 이용하면 센트랄 방식에 비해 공기조화용 기계실의 면적이 적게 소요된다.
  2. 이중 덕트 방식은 개별제어를 할 수 있는 이점은 있지만 일반적으로 설비비 및 운전비가 많아진다.
  3. 냉방부하를 산출하는 경우 형광등의 발열량은 1㎾당 약 1000㎉/h(바라스트 발열 포함)로 산정한다.
  4. 지역냉난방은 개별냉난방에 비해 일반적으로 공사비는 현저하게 감소한다.
(정답률: 64%)
  • 지역냉난방은 대규모 열원 설비와 배관망 구축이 필요하므로, 개별냉난방 방식에 비해 초기 공사비가 훨씬 많이 소요됩니다.
    오답 노트
    패케이지 유니트 방식은 기계실 면적이 적게 소요됨, 이중 덕트 방식은 개별제어가 가능하나 설비비 및 운전비가 증가함, 형광등 발열량 산정 기준: 모두 옳은 설명입니다.
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56. 덕트의 보온목적으로 적합치 않은 것은?

  1. 결로방지를 위하여
  2. 급기덕트의 열손실을 방지하기 위하여
  3. 천장수납을 용이하게 하기 위하여
  4. 소음을 줄이기 위하여
(정답률: 73%)
  • 덕트 보온의 주된 목적은 에너지 효율 유지, 결로 방지, 소음 저감이며, 천장 수납 공간 확보와는 관계가 없습니다.
    오답 노트
    결로방지를 위하여, 급기덕트의 열손실을 방지하기 위하여, 소음을 줄이기 위하여: 모두 덕트 보온의 적절한 목적입니다.
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57. 덕트 시공에서 올바르지 않은 것은?(단, R은 곡율 반경이고, W는 덕트의 폭이다.)

  1. 덕트의 아스펙트 비는 4 이내로 한다.
  2. 굽힘부분은 되도록 큰 곡율반경을 취한다.
  3. 덕트 확대각도는 15도(고속덕트에서는 8도)이하, 축소각도는 30도(고속덕트에서는 15도)이내로 한다.
  4. 덕트의 굴곡부에서 R/W가 2.0 이상일 때에는 가이드 베인을 설치한다.
(정답률: 58%)
  • 덕트의 굴곡부에서 압력 손실을 줄이기 위해 가이드 베인을 설치하는 기준은 일반적으로 $R/W$가 $1.5$이하일 때입니다.
    오답 노트
    덕트의 아스펙트 비는 $4$이내로 한다, 굽힘부분은 되도록 큰 곡율반경을 취한다, 덕트 확대각도는 $15$도(고속덕트에서는 $8$도)이하, 축소각도는 $30$도(고속덕트에서는 $15$도)이내로 한다: 모두 올바른 시공 기준입니다.
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58. 난방용 보일러의 요구조건이 아닌 것은?

  1. 일상취급 및 보수관리가 용이할 것
  2. 건물로의 반출입이 용이할 것
  3. 높이 및 설치면적이 적을 것
  4. 증기 또는 온수의 발생에 요하는 시동시간이 길 것
(정답률: 72%)
  • 난방용 보일러는 사용자의 편의성과 효율성을 위해 시동 시간이 짧아 빠르게 증기나 온수를 발생시켜야 합니다.
    오답 노트
    일상취급 및 보수관리가 용이할 것, 건물로의 반출입이 용이할 것, 높이 및 설치면적이 적을 것: 모두 보일러의 필수 요구조건입니다.
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59. 같은 풍량,정압을 갖는 송풍기에서 형번이 다르면 축마력 출구 송풍속도 등이 다르다. 송풍기의 형번이 작은 것을 큰 것으로 바꿔 선정할 때 틀리게 기술된 것은?

  1. 회전수는 커진다.
  2. 모터 용량은 작아진다.
  3. 출구 풍속은 작아진다.
  4. 설비비는 증대한다.
(정답률: 58%)
  • 송풍기의 형번(크기)이 커지면 동일한 풍량과 정압을 내기 위해 필요한 회전수는 오히려 작아집니다.
    오답 노트
    회전수는 커진다: 형번이 커지면 낮은 회전수로도 동일 성능을 낼 수 있으므로 회전수는 작아집니다.
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60. 온수코일의 설계법으로 적합하지 않은 것은?

  1. 공기류와 수류의 방향은 역류로 되게끔 한다.
  2. 수속은 보통 1m/s 전후로 한다.
  3. 코일의 설치는 관이 수직이 되게끔 한다.
  4. 코일을 통과하는 공기의 풍속은 전면풍속이 2-3m/s 정도 되게 한다.
(정답률: 59%)
  • 코일의 설치 방향은 유체의 종류에 따라 다릅니다. 전자코일은 코일이 상부로 오도록 수직으로 설치하지만, 온수코일은 수평으로 설치하는 것이 적합합니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 제어시스템의 감도 설명이 아닌 것은?

  1. 프로세스 전달함수의 매개변수가 설정값에서 벗어난 양의 크기
  2. 시스템을 구성하는 전달함수의 특성 변화에 미치는 영향 정도
  3. 시스템 전달함수의 상대변화와 프로세스 전달함수의 상대변화의 비
  4. 궤환제어시스템에서 루프전달함수의 크기를 증가시키면 출력에 대한 전달함수의 영향은 증가
(정답률: 66%)
  • 감도는 시스템의 매개변수 변화가 전체 전달함수에 미치는 영향의 정도를 나타내는 척도입니다.
    오답 노트
    궤환제어시스템에서 루프전달함수의 크기를 증가시키면 외부 교란이나 매개변수 변화가 출력에 미치는 영향은 오히려 감소합니다.
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62. 처음에 충전되지 않은 커패시터에 그림과 같은 전류 파형이 가해질 때 커패시터 양단의 전압파형은?

(정답률: 72%)
  • 커패시터에 흐르는 전류 $i(t)$와 전압 $v(t)$의 관계는 전압의 적분 형태입니다. $0$부터 $T$까지 일정한 전류 $I$가 흐르면 전압은 시간에 따라 선형적으로 증가하며, 전류가 $0$이 되는 $T$이후부터는 전압이 일정하게 유지됩니다.
    ① [기본 공식] $$v(t) = \frac{1}{C} \int i(t) dt$$
    ② [숫자 대입] $$v(T) = \frac{1}{C} \int_{0}^{T} I dt = \frac{IT}{C}$$
    ③ [최종 결과]
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63. 제동계수 중 최대 초과량이 가장 큰 것은?

  1. δ= 0.5
  2. δ= 1
  3. δ= 2
  4. δ= 3
(정답률: 62%)
  • 제동계수 $\delta$가 1보다 작은 부족제동(Underdamped) 상태에서 진동이 발생하며, $\delta$ 값이 작을수록 감쇠가 적어 최대 초과량이 더 커지게 됩니다. 따라서 제시된 보기 중 가장 작은 값인 $\delta = 0.5$ 일 때 최대 초과량이 가장 큽니다.
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64. 그림과 같은 논리회로는?

  1. OR 회로
  2. AND 회로
  3. NOT 회로
  4. NOR 회로
(정답률: 63%)
  • 제시된 이미지 를 보면 접점 A와 B가 직렬로 연결되어 있습니다. 직렬 연결은 모든 접점이 닫혀야만 전류가 흐르므로 논리곱을 수행하는 AND 회로입니다.
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65. 어떤 코일에 흐르는 전류가 0.01초사이에 일정하게 50A에서 10A로 변할 때 20V의 기전력이 발생하면 자기인덕턴스는 몇 mH 인가?

  1. 5
  2. 10
  3. 20
  4. 40
(정답률: 44%)
  • 자기인덕턴스는 유도기전력 공식 $e = L \frac{\Delta i}{\Delta t}$를 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$L = e \times \frac{\Delta t}{\Delta i}$$
    ② [숫자 대입] $$L = 20 \times \frac{0.01}{10 - 50}$$
    ③ [최종 결과] $$L = 0.005 = 5 \text{ mH}$$
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66. 더미스터는 온도가 증가할 때 그 저항은 어떻게 되는가?

  1. 증가한다.
  2. 감소한다.
  3. 임의로 변화한다.
  4. 변화가 전혀 없다.
(정답률: 50%)
  • 더미스터(Thermistor)는 온도에 따라 저항값이 크게 변하는 서미스터의 일종으로, 일반적으로 온도가 상승함에 따라 저항값이 감소하는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 특성을 가집니다.
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67. 전열기에서와 같이 온도가 높고 낮음이나, 열량이 많고 적음에 관계없이 전류를 통하게 하거나 끊거나 하는 제어명령만을 자동적으로 행하는 제어를 어떤 제어라 하는가?

  1. 정량적제어
  2. 정성적제어
  3. 시퀀스제어
  4. 피드백제어
(정답률: 39%)
  • 수치나 양의 크기에 관계없이 단순히 온/오프(On/Off)와 같이 상태의 변화나 제어 명령만을 수행하는 제어를 정성적제어라고 합니다.
    오답 노트
    정량적제어: 수치나 양을 정밀하게 조절하는 제어
    시퀀스제어: 미리 정해진 순서에 따라 단계적으로 진행되는 제어
    피드백제어: 출력 결과를 입력 측으로 되돌려 오차를 수정하는 제어
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68. 유도전동기의 속도제어 방법이 아닌 것은?

  1. 극수변환법
  2. 2차여자제어법
  3. 전압제어법
  4. 역률제어법
(정답률: 53%)
  • 유도전동기의 속도는 극수, 주파수, 슬립(2차 저항) 등에 의해 결정되므로 이를 조절하여 속도를 제어합니다.
    오답 노트
    역률제어법: 전동기의 효율이나 전력 품질과 관련이 있을 뿐, 속도를 직접적으로 제어하는 방법이 아닙니다.
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69. 그림의 선도에서 전달함수 C(s)/R(s)는?

(정답률: 59%)
  • 메이슨의 이득 공식(Mason's Gain Formula)을 사용하여 전달함수를 구합니다. 전방경로 이득의 합을 1에서 루프 이득의 합을 뺀 값으로 나누어 계산합니다.
    전방경로: $1 \times 2 \times 4 \times 6 = 48$ 루프 1: $2 \times 11 = 22$ 루프 2: $4 \times 8 = 32$ 전달함수 계산 과정은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $$\frac{C(s)}{R(s)} = \frac{\sum P}{\Delta}$$
    ② [숫자 대입] $$\frac{C(s)}{R(s)} = \frac{48}{1 - (22 + 32)}$$
    ③ [최종 결과] $$\frac{C(s)}{R(s)} = -\frac{48}{53}$$
    따라서 정답은 입니다.
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70. AC 서보 전동기에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. AC 서보 전동기는 큰 회전력이 요구되는 시스템에 사용된다.
  2. AC 서보 전동기는 두 고정자 권선에 90도 위상차의 2상 전압을 인가해 회전자계를 만든다.
  3. AC 서보 전동기의 전달함수는 미분요소이다.
  4. 고정자의 기준 권선에 제어용 전압을 인가한다.
(정답률: 48%)
  • AC 서보 전동기는 두 개의 고정자 권선에 위상차가 $90^{\circ}$인 2상 전압을 인가하여 회전 자기장을 생성함으로써 정밀한 위치 및 속도 제어를 수행합니다.
    오답 노트
    큰 회전력이 요구되는 시스템: 주로 DC 서보 전동기가 유리합니다.
    전달함수는 미분요소: 일반적으로 적분 특성을 갖습니다.
    기준 권선에 제어용 전압 인가: 제어 권선에 제어 전압을 인가해야 합니다.
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71. 제어요소의 동작 특성 중 연속동작이 아닌 것은?

  1. 비례제어
  2. 비례적분제어
  3. 비례미분제어
  4. 온오프제어
(정답률: 78%)
  • 온오프제어는 설정값과 현재값의 차이에 따라 출력을 켜거나(On) 끄는(Off) 두 가지 상태로만 조절하는 불연속 동작 제어 방식입니다.
    오답 노트
    비례제어, 비례적분제어, 비례미분제어: 오차의 크기에 따라 출력이 연속적으로 변하는 연속동작 제어입니다.
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72. R-L-C 병렬회로에서 회로가 병렬공진되었을 때 합성 전류는 어떻게 되는가?

  1. 최소가 된다.
  2. 최대가 된다.
  3. 전류는 흐르지 않는다.
  4. 전류는 무한대가 된다.
(정답률: 45%)
  • R-L-C 병렬회로에서 공진이 발생하면 유도 리액턴트 성분과 용량 리액턴트 성분이 서로 상쇄되어 어드미턴스가 최소가 됩니다. 이에 따라 회로에 흐르는 전체 합성 전류는 최소가 됩니다.
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73. 10㎌의 콘덴서에 200V의 전압을 인가하였을 때 콘덴서에 축적되는 전하량은 몇 C 인가?

  1. 2×10-3
  2. 2×10-4
  3. 2×10-5
  4. 2×10-6
(정답률: 43%)
  • 콘덴서의 정전용량과 인가 전압을 알 때, 축적되는 전하량은 정전용량과 전압의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = C V$$
    ② [숫자 대입] $$Q = 10 \times 10^{-6} \times 200$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 2 \times 10^{-3}$$ C
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74. 그림과 같이 직류 전력을 측정하였다. 가장 정확하게 측정한 전력은? (단, Ri:전류계의 내부저항, Re:전압계의 내부저항이다.)

  3. P=EＩ-ReＩ2[W]
  4. P=EＩ-RiＩ2[W]
(정답률: 50%)
  • 전압계가 부하와 병렬로 연결된 경우, 전압계 내부저항 $R_e$에 의해 전압 강하가 발생하므로 실제 부하에 걸리는 전력은 전체 전력에서 전압계에서 소비되는 전력을 뺀 값입니다.
    ① [기본 공식] $$P = E I - \frac{E^{2}}{R_{e}}$$
    ② [숫자 대입] (이미지 수식과 동일)
    ③ [최종 결과]
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75. 피드백제어계에 반드시 필요한 장치는?

  1. 변환장치
  2. 출력값을 보정하는 장치
  3. 안정도를 향상시키는 장치
  4. 입력과 출력의 비교장치
(정답률: 77%)
  • 피드백 제어는 출력값을 다시 입력측으로 되돌려 목표값과 비교함으로써 오차를 수정하는 제어 방식입니다. 따라서 입력값과 출력값을 비교하여 편차를 계산하는 비교장치가 반드시 필요합니다.
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76. 직류발전기를 역회전 시키면?

  1. 단락이 일어난다.
  2. 정회전 때와 같다.
  3. 발전하지 않는다.
  4. 과대 전압이 유기된다.
(정답률: 57%)
  • 직류발전기를 역회전시키면 자속의 방향은 그대로인 상태에서 도체의 운동 방향만 반대가 되므로, 유기기전력의 극성이 바뀌어 전압이 발생하지 않거나 발전 작용을 하지 않게 됩니다.
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77. 제너다이오드회로에서 v1=20sinωt[V], v2=5V, RL≪Rs 일 때 v2 의 파형은?

(정답률: 43%)
  • 제너다이오드는 역방향 항복 전압($V_Z$) 이상이 되면 전압을 일정하게 유지하는 정전압 특성을 가집니다. 입력 전압 $v_1 = 20\sin\omega t$가 제너 전압 $v_2 = 5\text{V}$보다 높을 때는 $5\text{V}$로 일정하게 유지(클리핑)되고, 그보다 낮을 때는 입력 파형을 따라가므로 상단이 평평하게 잘린 파형인 가 정답입니다.
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78. 비행기 등과 같은 움직이는 목표값의 위치를 알아보기 위한 즉, 원뿔주사를 이용한 서보용 제어기는?

  1. 자동조타장치
  2. 추적레이더
  3. 공작기계의 제어
  4. 자동평형기록계
(정답률: 81%)
  • 원뿔주사(Cone Scanning) 방식을 사용하여 움직이는 목표물의 각도 오차를 검출하고 추적하는 서보 제어기는 추적레이더입니다.
    오답 노트
    자동조타장치: 선박이나 항공기의 방향을 자동으로 유지하는 장치임
    공작기계의 제어: 정밀한 치수 가공을 위한 위치 제어임
    자동평형기록계: 평형 상태의 변화를 기록하는 장치임
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79. 두 개의 안정된 상태를 갖는 쌍안정 멀티바이브레이터를 이용한 것으로 셋(Set) 입력으로 출력이 생기고 리셋(Reset) 입력으로 출력이 없어지는 회로는?

  1. 기동우선회로
  2. 정지우선회로
  3. 플립플롭회로
  4. 리플카운터회로
(정답률: 61%)
  • 쌍안정 멀티바이브레이터는 두 개의 안정 상태를 가지며, Set 입력으로 출력을 '1'로 만들고 Reset 입력으로 '0'으로 되돌리는 기억 소자의 기본 회로인 플립플롭회로입니다.
    오답 노트
    기동우선회로, 정지우선회로: 플립플롭을 응용한 제어 회로의 일종임
    리플카운터회로: 플립플롭을 직렬로 연결하여 수를 세는 회로임
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80. 4극 60Hz의 3상 유도전동기가 있다. 1725rpm으로 회전하고 있을 때 2차 기전력의 주파수는 몇 Hz 인가?

  1. 2.5
  2. 7.5
  3. 52.5
  4. 57.5
(정답률: 22%)
  • 유도전동기의 슬립 $s$를 먼저 구한 뒤, 2차 기전력의 주파수 $f'$를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$s = \frac{N_s - N}{N_s}, f' = s \times f$$
    ② [숫자 대입] $$s = \frac{\frac{120 \times 60}{4} - 1725}{\frac{120 \times 60}{4}} = \frac{1800 - 1725}{1800} = \frac{1}{24}, f' = \frac{1}{24} \times 60$$
    ③ [최종 결과] $$f' = 2.5$$
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5과목: 배관일반

81. 배관공사에서 배관재료의 종류 선정시 가장 중요하지 않는 사항은 어느 것인가?

  1. 배관내부를 흐르는 유체의 화학적 성질
  2. 배관 제조 회사
  3. 배관의 중량과 운송조건
  4. 배관 사용 압력
(정답률: 78%)
  • 배관 재료 선정 시에는 유체의 성질, 사용 압력, 중량 등 기술적 성능과 환경적 요인이 핵심이며, 특정 제조 회사가 어디인지는 재료의 적합성 판단에 중요하지 않습니다.
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82. 배관용 플랜지 패킹의 종류가 아닌 것은?

  1. 오일 시이트 패킹
  2. 합성수지 패킹
  3. 고무 패킹
  4. 모울드 패킹
(정답률: 53%)
  • 플랜지 패킹은 접합부의 밀폐를 위해 사용되며, 오일 시이트, 합성수지, 고무 패킹 등이 사용되지만 모울드 패킹은 일반적인 플랜지 패킹의 종류로 분류되지 않습니다.
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83. 급탕배관에 관한 사항 중 틀린 것은?

  1. 급수관경보다 큰 관을 사용해야 한다.
  2. 배관구배는 중력순환식의 경우 1/150, 강제순환식의 경우 1/200로 한다.
  3. 급탕관은 급수관에 비하여 부식하기가 쉽다.
  4. 연관은 열에 강하고 부식도 잘되지 않으므로 급탕배관에 적합하다.
(정답률: 69%)
  • 연관(납관)은 열에 약하고 부식되기 쉬우며, 특히 고온의 급탕배관에 사용하면 납 성분이 용출될 위험이 있어 절대 적합하지 않습니다.
    오답 노트
    급수관경보다 큰 관을 사용해야 한다: 열팽창 및 유량 확보를 위해 필요
    배관구배는 중력순환식의 경우 1/150, 강제순환식의 경우 1/200로 한다: 표준 구배 기준
    급탕관은 급수관에 비하여 부식하기가 쉽다: 고온의 물은 부식 속도를 가속화함
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84. 팽창이음(Expansion joint)을 하는 목적은 무엇인가?

  1. 파이프내의 응력을 제거하기 위해.
  2. 펌프나 압축기의 운동에 대한 진동을 방지하기 위해.
  3. 미량의 진동을 흡수하기 위해.
  4. 팽창관 수축에 대응하기 위해.
(정답률: 65%)
  • 배관은 온도 변화에 따라 열팽창과 수축이 발생하는데, 팽창이음은 이러한 팽창관 수축에 대응하여 배관의 변형이나 파손을 방지하는 것이 주 목적입니다.
    오답 노트
    파이프내의 응력을 제거하기 위해: 결과적인 효과이나 주 목적은 수축/팽창 대응
    펌프나 압축기의 운동에 대한 진동을 방지하기 위해: 방진 가스켓이나 플렉시블 조인트의 역할
    미량의 진동을 흡수하기 위해: 방진 장치의 역할
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85. 이중 입상관에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 프레온 냉동장치의 흡입 및 토출 입상관에 사용한다.
  2. 트랩부는 되도록 크게하여 압축기 유면 변동을 억제한다.
  3. 최저 부하시는 유가 트랩에 고여 굵은 관을 막는다.
  4. 전부하시는 굵은 관과 가는 관의 두 관을 통해 유가흡입한다.
(정답률: 61%)
  • 이중 입상관의 트랩부는 너무 크면 오일 회수가 늦어지고 유면 변동이 심해지므로, 적절한 크기로 설계하여 오일 회수 효율을 높여야 합니다.
    오답 노트
    프레온 냉동장치의 흡입 및 토출 입상관에 사용한다: 올바른 용도
    최저 부하시는 유가 트랩에 고여 굵은 관을 막는다: 정상적인 작동 원리
    전부하시는 굵은 관과 가는 관의 두 관을 통해 유가흡입한다: 정상적인 작동 원리
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86. 동관의 접합과 관계가 없는 것은?

  1. 오스타(oster)
  2. 익스팬더(expander)
  3. 플레어링 투울(flaring tool)
  4. 사이징 투울(sizing tool)
(정답률: 52%)
  • 동관의 접합 및 가공을 위해 사용되는 도구들이 아닌 것을 찾는 문제입니다. 익스팬더, 플레어링 투울, 사이징 투울은 모두 동관의 끝단을 넓히거나 성형하여 접합하기 위해 사용하는 전용 공구입니다.
    오답 노트
    오스타(oster): 동관 접합용 공구가 아님
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87. 다음 배관방식중 증기난방과 관계 없는 것은?

  1. 상향급기 배관방식
  2. 순구배 배관방식
  3. 역귀환(reverse return)배관방식
  4. 중력환수 배관방식
(정답률: 50%)
  • 증기난방은 증기의 흐름과 응축수 배출을 위해 상향급기, 순구배, 중력환수 방식 등을 사용합니다. 역귀환(reverse return)배관방식은 주로 온수난방에서 각 방의 가열량을 균일하게 하기 위해 사용되는 방식입니다.
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88. 은 어떤 관의 말단부 표시인가?

  1. 티
  2. 소켓
  3. 플러그
  4. 캡
(정답률: 66%)
  • 제시된 이미지 는 배관의 끝단을 막아 유체의 흐름을 차단하는 캡(Cap)의 말단부 표시 기호입니다.
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89. 보온재로서의 구비조건으로 부적당한 것은?

  1. 부피와 비중이 커야 한다.
  2. 흡수성이 없어야 한다.
  3. 안전사용 온도가 높아야 한다.
  4. 열전도율이 낮아야 한다.
(정답률: 78%)
  • 보온재는 열 손실을 막기 위해 가볍고 열전달이 적어야 하며, 내구성이 좋아야 합니다. 부피와 비중이 크면 시공성이 떨어지고 효율이 낮아지므로 부적당합니다.
    오답 노트
    흡수성이 없어야 한다: 습기 침투 시 단열 성능 저하 방지
    안전사용 온도가 높아야 한다: 고온 환경에서 재료 변형 방지
    열전도율이 낮아야 한다: 열 이동을 최소화하여 보온 효과 극대화
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90. 배수 트랩의 종류가 아닌 것은?

  1. 드럼트랩
  2. 피(P)트랩
  3. 에스(S)트랩
  4. 버킷트랩
(정답률: 45%)
  • 버킷트랩은 배수 트랩이 아니라 증기 배관에서 응축수를 배출하기 위해 사용하는 스팀 트랩의 일종입니다.
    오답 노트
    드럼트랩, 피(P)트랩, 에스(S)트랩: 모두 배수관의 봉수를 유지하여 악취 및 가스 유입을 막는 배수 트랩의 종류임
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91. 관의 결합 방식 표시 방법 중 용접식은?

(정답률: 81%)
  • 관의 결합 방식 표시에서 용접식은 배관 선 위에 작은 원형 점을 찍어 표시합니다.
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92. 펌프주위 토출 수평관에 지지 금속으로 적합한 것은?

  1. 스프링 행거
  2. 브레이스
  3. 앵커
  4. 가이드
(정답률: 23%)
  • 펌프 토출측 수평관은 펌프 가동 시 발생하는 진동과 열팽창에 의한 변위를 흡수해야 하므로, 탄성을 가진 스프링 행거를 사용하여 지지하는 것이 가장 적합합니다.
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93. 중.고압 가스배관의 유량을 나타내는 식으로 올바른 것은?(단, Ｐ1 : 초압, Ｐ2 : 종압, ｄ : 관경, ℓ : 관길이 Ｓ : 비중)

(정답률: 50%)
  • 중·고압 가스배관의 유량 $Q$는 압력 차의 제곱, 관경의 5제곱에 비례하고 비중과 관 길이에 반비례하는 관계를 가집니다.
    $$Q = K \sqrt{\frac{(P_{1}^{2} - P_{2}^{2}) d^{5}}{s \cdot l}}$$
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94. 다음 중 급수배관에 관한 설명이 옳은 것은?

  1. 수평배관은 필요할 경우 관내의 물을 배제하기 위하여 1/100∼1/150의 구배를 준다.
  2. 상향식 급수배관의 경우 수평주관은 내림구배, 수평 분기관은 올림구배로 한다.
  3. 배관이 벽이나 바닥을 관통하는 곳에는 후일 수리시 교체가 쉽도록 슬리브(sleeve)를 설치한다.
  4. 급수관과 배수관을 수평으로 매설하는 경우 급수관을 배수관의 아래쪽이 되도록 매설한다.
(정답률: 68%)
  • 배관이 벽이나 바닥을 관통할 때 슬리브(sleeve)를 설치하면 관의 신축 대응이 가능하고, 향후 배관 교체 및 수리 작업이 매우 용이해집니다.
    오답 노트
    수평배관 구배: 1/200~1/500이 일반적임
    상향식 급수배관: 수평주관은 올림구배, 수평분기관은 내림구배로 설치
    매설 순서: 오염 방지를 위해 급수관을 배수관보다 위쪽에 매설
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95. 하향 공급식 급탕 배관법의 구배는?

  1. 급탕관은 끝올림, 복귀관은 끝내림 구배를 준다.
  2. 급탕관은 끝내림, 복귀관은 끝올림 구배를 준다.
  3. 급탕관,복귀관 모두 끝올림 구배를 준다.
  4. 급탕관,복귀관 모두 끝내림 구배를 준다.
(정답률: 60%)
  • 하향 공급식 급탕 배관법은 물을 위에서 아래로 공급하는 방식이므로, 공기가 자연스럽게 배출되고 물의 흐름이 원활하도록 급탕관과 복귀관 모두 끝내림(하향) 구배를 주어야 합니다.
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96. 급탕배관 시공시 고려사항을 나열하였다. 잘못된 것은?

  1. 배관시공은 굴곡배관을 피한다.
  2. 하향 공급방식에 있어서는 급탕관 및 복귀관 모두 하향구배로 한다.
  3. 공기빼기 밸브는 반드시 글로우브 밸브를 사용한다.
  4. 팽창관 도중에는 절대로 밸브류를 설치하면 안된다.
(정답률: 59%)
  • 공기빼기 밸브는 공기를 효율적으로 배출할 수 있는 전용 밸브를 사용해야 하며, 반드시 글로브 밸브를 사용해야 한다는 제약은 없습니다.
    오답 노트
    굴곡배관 회피, 하향 공급방식의 하향구배 적용, 팽창관 내 밸브 설치 금지는 모두 올바른 시공 원칙입니다.
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97. 보온 시공시 외피의 마무리재로서 옥외노출 배관에 사용되는 재료로서 가장 좋은 것은?

  1. 면포
  2. 비닐 테이프
  3. 방수 마포
  4. 아연 철판
(정답률: 66%)
  • 옥외 노출 배관의 보온 외피는 비, 바람, 햇빛 등 외부 환경에 직접 노출되므로, 내구성과 방수성이 뛰어난 아연 철판을 사용하는 것이 가장 적합합니다.
    오답 노트
    면포, 비닐 테이프, 방수 마포는 내구성이 부족하여 옥외 노출용 마무리재로 부적합합니다.
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98. 배관에서 지름이 다른 관을 연결하는 데 사용하는 것은?

  1. 엘보
  2. 티이
  3. 리듀셔
  4. 플랜지
(정답률: 66%)
  • 리듀셔(Reducer)는 관경이 서로 다른 두 배관을 연결하여 관의 지름을 줄이거나 늘릴 때 사용하는 부속품입니다.
    오답 노트
    엘보: 배관의 방향을 90도 등으로 꺾을 때 사용
    티이: 배관을 T자 형태로 분기할 때 사용
    플랜지: 배관과 기기 또는 배관 상호 간을 분리 가능하게 연결할 때 사용
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99. 온수난방 배관시 유의하여야 할 사항으로 적당하지 못한 것은?

  1. 온수 방열기마다 반드시 수동식 에어벤트를 부착한다
  2. 배관 중 공기가 고일 우려가 있는 곳에는 에어벤트를 설치한다
  3. 수리나 난방 휴지시의 배수를 위한 드레인 밸브를 설치한다
  4. 보일러에서 팽창탱크에 이르는 팽창관에는 밸브를 2개이상 부착한다
(정답률: 64%)
  • 보일러에서 팽창탱크로 이어지는 팽창관에 밸브를 설치하면, 밸브가 잠겼을 때 압력 상승으로 인해 보일러가 파손될 위험이 있습니다. 따라서 팽창관에는 원칙적으로 밸브를 설치하지 않아야 합니다.
    오답 노트
    온수 방열기 수동식 에어벤트 부착, 공기 고임 지역 에어벤트 설치, 드레인 밸브 설치는 모두 적절한 시공 방법입니다.
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100. 증기로 가열하는 간접가열식 급탕설비에서 저탕탱크 주위에 설치하는 장치물과 거리가 먼 것은?

  1. 증기트랩장치
  2. 자동온도조절장치
  3. 개방형 팽창탱크
  4. 안전장치와 온도계
(정답률: 61%)
  • 간접가열식 급탕설비의 저탕탱크 주변에는 증기 공급 및 제어를 위한 증기트랩장치, 자동온도조절장치, 안전장치와 온도계가 설치됩니다. 개방형 팽창탱크는 보일러 시스템의 압력 조절 및 팽창수 수용을 위한 장치로 저탕탱크 주위에 설치하는 장치와는 거리가 멉니다.
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