공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2004-05-23)

공조냉동기계기사(구)
(2004-05-23 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 순수한 물질로 된 밀폐계가 가역단열 과정 동안 수행한 일의 양은? (단, 절대량 기준으로 한다.)

  1. 엔탈피의 변화량과 같다.
  2. 내부에너지의 변화량과 같다.
  3. 정압과정에서 이루어진 일의 양과 같다.
  4. 가역 단열과정에서 일의 수행은 있을 수 없다.
(정답률: 64%)
  • 열역학 제1법칙에 따라 밀폐계의 에너지 변화는 가열량과 일의 합으로 나타납니다. 단열 과정에서는 외부와의 열 교환이 없으므로 가열량 $Q = 0$이 되며, 이때 계가 수행한 일은 내부에너지의 변화량과 크기가 같게 됩니다.
    오답 노트
    엔탈피의 변화량과 같다: 정압 과정에서의 열량 변화와 관련이 있습니다.
    정압과정에서 이루어진 일의 양과 같다: 단열 과정과 정압 과정은 서로 다른 경로입니다.
    가역 단열과정에서 일의 수행은 있을 수 없다: 단열 과정에서도 부피 변화가 있다면 일은 발생합니다.
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2. 비가역 단열변화에 있어서 엔트로피 변화량은 어떻게 되는가?

  1. 증가한다.
  2. 감소한다.
  3. 변화량은 없다.
  4. 증가할 수도 감소할 수도 있다.
(정답률: 60%)
  • 열역학 제2법칙에 따라 고립계나 단열계에서 비가역 변화가 일어날 때, 엔트로피는 항상 증가하는 방향으로 진행합니다.
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3. 노즐(nozzle)에서 단열팽창하였을 때, 비가역 과정에서 보다 가역과정의 경우 출구속도는 어떻게 변화하는가?

  1. 빠르다.
  2. 늦다.
  3. 같다.
  4. 구별할 수 없다.
(정답률: 49%)
  • 가역 과정은 에너지 손실(마찰 등)이 없는 이상적인 과정입니다. 비가역 과정에서는 마찰로 인해 에너지 손실이 발생하여 출구 속도가 감소하므로, 가역 과정일 때 출구 속도가 더 빠릅니다.
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4. 다음 사항 중 틀린 것은?

  1. 단열된 정상유로에서 압축성 유체의 운동에너지의 상승량은 도중의 비체적의 변화과정에 관계없이 엔탈피의 강하량과 같다.
  2. 교축(throttling)과정에서는 엔트로피가 일정하다.
  3. 흐름이 음속이상이 될 때는 임계상태 이후의 축소 노즐의 유량은 배압의 영향을 받지 않게된다.
  4. 단열된 노즐을 유체가 유동할 때 노즐내에서는 마찰 손실이 생긴다.
(정답률: 38%)
  • 교축 과정은 단열 상태에서 압력이 급격히 떨어지는 과정으로, 엔트로피가 일정한 것이 아니라 오히려 증가하는 비가역 과정이며 엔탈피가 일정하게 유지되는 등엔탈피 과정입니다.
    오답 노트
    단열된 정상유로에서 운동에너지 상승량은 엔탈피 강하량과 같음: 맞음
    임계상태 이후 축소 노즐 유량은 배압 영향 없음: 맞음
    단열 노즐 내 마찰 손실 발생: 맞음
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5. 단열 밀폐된 실내에서 [A]의 경우는 냉장고 문을 닫고, [B]의 경우는 냉장고 문을 연채 냉장고를 작동시켰을 때 실내온도의 변화는?

  1. [A]는 실내온도 상승, [B]는 실내온도 변화 없음
  2. [A]는 실내온도 변화 없음, [B]는 실내온도 하강
  3. [A],[B] 모두 실내온도가 상승
  4. [A]는 실내온도 상승, [B]는 실내온도 하강
(정답률: 67%)
  • 냉장고는 내부의 열을 외부로 방출하는 열펌프 역할을 합니다. 단열된 밀폐 공간에서는 냉장고 작동 시 발생하는 압축기의 전기 에너지가 최종적으로 모두 열로 변하여 실내로 방출되므로, 문을 닫든 열든 실내 온도는 상승하게 됩니다.
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6. 압력 P1, P2사이에서(P1＞P2) 작동하는 이상 공기 냉동기의 성능계수는 얼마 정도인가? (단, P2/P1 = 0.5, k = 1.4이다.)

  1. 2.32
  2. 3.32
  3. 4.57
  4. 5.57
(정답률: 38%)
  • 이상 공기 냉동기의 성능계수($COP$)는 압력비와 비열비($k$)를 이용하여 계산할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$COP = \frac{1}{(\frac{P_1}{P_2})^{\frac{k-1}{k}} - 1}$$
    ② [숫자 대입]
    $$COP = \frac{1}{(\frac{1}{0.5})^{\frac{1.4-1}{1.4}} - 1}$$
    ③ [최종 결과]
    $$COP = 4.57$$
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7. 복수기(응축기)에서 10 kPa, 건도x = 0.96 인 수증기를 매시간 1000 kg 응축시키는 데 필요한 냉각수의 유량은? (단, 냉각수는 15℃에서 들어오고 25℃에서 나간다. 그리고 10kPa의 포화액과 포화증기의 엔탈피는 각각 hf = 191.83 kJ/㎏, hg = 2584.7 kJ/㎏ 이며, 물의 비열은 4.2 kJ/㎏.K 이다.)

  1. 약 27400 kg/h
  2. 약 34800 kg/h
  3. 약 54700 kg/h
  4. 약 75500 kg/h
(정답률: 53%)
  • 수증기가 응축되며 방출하는 열량을 냉각수가 모두 흡수한다는 에너지 평형 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $$m_w = \frac{m_s \times (h - h_f)}{C_p \times \Delta T}$$
    ② [숫자 대입] $$m_w = \frac{1000 \times (2488.98 - 191.83)}{4.2 \times (25 - 15)}$$
    ③ [최종 결과] $$m_w = 54693$$
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8. 다음 사항중 틀린 것은?

  1. 랭킨 사이클의 열효율은 터빈 입구의 과열증기 상태와 복수기의 진공도에 의해서 거의 결정된다.
  2. 랭킨 사이클의 열효율을 열역학적으로 개선한 것이 재생 랭킨 사이클이다.
  3. 증기 터빈에서 복수기의 배압은 냉각수의 온도에 의해서 정해지므로 자유로이 바꿀수는 없다.
  4. 랭킨 사이클의 열효율은 터빈의 입구 압력, 입구온도의 영향만을 받는다.
(정답률: 59%)
  • 랭킨 사이클의 열효율은 터빈 입구의 압력과 온도뿐만 아니라, 복수기의 압력(진공도) 등 여러 변수의 영향을 복합적으로 받습니다.
    오답 노트
    랭킨 사이클의 열효율은 터빈 입구의 과열증기 상태와 복수기의 진공도에 의해서 거의 결정된다: 옳은 설명
    랭킨 사이클의 열효율을 열역학적으로 개선한 것이 재생 랭킨 사이클이다: 옳은 설명
    증기 터빈에서 복수기의 배압은 냉각수의 온도에 의해서 정해지므로 자유로이 바꿀수는 없다: 옳은 설명
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9. 가역 단열 과정에서 엔트로피는 어떻게 되는가?

  1. 증가한다.
  2. 변하지 않는다.
  3. 감소한다.
  4. 경우에 따라 증가 또는 감소한다.
(정답률: 55%)
  • 가역 단열 과정은 외부와의 열 교환이 없고($$Q=0$$) 가역적으로 일어나는 과정이므로, 엔트로피의 변화량은 $0$이 되어 변하지 않습니다.
    오답 노트
    증가한다, 감소한다, 경우에 따라 증가 또는 감소한다: 가역 단열 과정(등엔트로피 과정)의 정의에 어긋남
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10. 압력용기 속에 온도 95℃, 건도 29.2％인 습공기가 들어있다. 압력이 500kPa일때 비체적(V)과 내부에너지(U)는 약 얼마인가?(단, V, U의 단위는 m3/kg, kJ/kg이고, 95℃에서 포화액체 V'= 0.00104, 건포화증기 V" = 1.98, 포화액체 U'= 398, 건포화증기 U" = 2501 이다.)

  1. 0.257 m3/kg, 1879 KJ/kg
  2. 0.357 m3/kg, 2225 KJ/kg
  3. 0.579 m3/kg, 1011 KJ/kg
  4. 0.678 m3/kg, 3756 KJ/kg
(정답률: 43%)
  • 습증기의 비체적과 내부에너지는 건도($x$)를 이용하여 포화액과 건포화증기의 값으로 계산합니다.
    비체적: ① $$V = V' + x(V'' - V')$$
    ② $$V = 0.00104 + 0.292(1.98 - 0.00104)$$
    ③ $$V = 0.579$$
    내부에너지: ① $$U = U' + x(U'' - U')$$
    ② $$U = 398 + 0.292(2501 - 398)$$
    ③ $$U = 1011$$
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11. 그림과 같은 오토사이클의 열효율은? (단, T1=300K, T2=689K, T3=2364K, T4=1029K 이다.)

  1. 37.5 %
  2. 56.5 %
  3. 43.5 %
  4. 62.5 %
(정답률: 52%)
  • 오토사이클의 열효율은 최저 온도와 압축 후 온도(또는 최고 온도와 팽창 후 온도)의 비율로 계산합니다.
    ① $$\eta = 1 - \frac{T_1}{T_2}$$
    ② $$\eta = 1 - \frac{300}{689}$$
    ③ $$\eta = 0.5646$$
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12. 압력이 100 kPa이며 온도가 25℃인 방의 크기가 240 m3이다. 이 방안에 들어있는 공기의 질량은 약 얼마인가?(단, 공기는 이상기체로 가정하며, 공기의 기체상수는 0.287 kJ/kg.K이다.)

  1. 3.57 kg
  2. 0.280 kg
  3. 0.00357 kg
  4. 280 kg
(정답률: 60%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 공기의 질량을 구할 수 있습니다.
    ① $$m = \frac{P V}{R T}$$
    ② $$m = \frac{100 \times 240}{0.287 \times (273 + 25)}$$
    ③ $$m = 280.1$$
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13. 250 K에서 열을 흡수하여 320 K에서 방출하는 이상적인 냉동기의 성능 계수는?

  1. 0.28
  2. 1.28
  3. 3.57
  4. 4.57
(정답률: 69%)
  • 이상적인 냉동기(카르노 냉동기)의 성능 계수는 저온부와 고온부의 절대온도 관계로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $$COP = \frac{T_L}{T_H - T_L}$$
    ② [숫자 대입] $$COP = \frac{250}{320 - 250}$$
    ③ [최종 결과] $$COP = 3.57$$
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14. 대기압이 95 kPa 인 장소에 있는 용기의 게이지 압력이 500 cmH2O를 나타내고 있다. 용기의 절대압력은?

  1. 101 kPa
  2. 49101 kPa
  3. 144 kPa
  4. 99 kPa
(정답률: 49%)
  • 절대압력은 대기압에 게이지 압력을 더하여 구합니다. 이때 $500 \text{ cmH}_2\text{O}$는 약 $49 \text{ kPa}$로 환산됩니다.
    ① [기본 공식] $$P_{abs} = P_{atm} + P_{gauge}$$
    ② [숫자 대입] $$P_{abs} = 95 + 49$$
    ③ [최종 결과] $$P_{abs} = 144$$ kPa
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15. 다음 중 이상적인 오토사이클의 효율을 증가시키는 방안으로 모두 맞는 것은?

  1. 최고온도 증가, 압축비 증가, 비열비 증가
  2. 최고온도 증가, 압축비 감소, 비열비 증가
  3. 최고온도 증가, 압축비 증가, 비열비 감소
  4. 최고온도 감소, 압축비 증가, 비열비 감소
(정답률: 49%)
  • 오토사이클의 효율은 압축비가 클수록, 작동 유체의 비열비가 클수록, 그리고 최고 온도가 높을수록 증가합니다.
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16. 마찰이 없는 피스톤이 끼워진 실린더가 있다. 이 실린더 내 공기의 초기 압력은 300 kPa 이며 초기 체적은 0.02m3 이다. 실린더 아래에 분젠 버너를 설치하여 가열하였더니 공기의 체적이 0.1 m3 로 증가되었다. 이 과정에서 공기가 행한 일은 얼마인가?

  1. 6.0 kJ
  2. 24.0 kJ
  3. 30.0 kJ
  4. 36.0 kJ
(정답률: 67%)
  • 정압 과정에서 기체가 외부에 한 일은 압력과 체적 변화량의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$W = P \times (V_2 - V_1)$$
    ② [숫자 대입] $$W = 300 \times (0.1 - 0.02)$$
    ③ [최종 결과] $$W = 24.0$$ kJ
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17. 열역학 제 2법칙에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 과정(process)의 방향성을 제시한다.
  2. 에너지의 량을 결정한다.
  3. 에너지의 종류를 판단할 수 있다.
  4. 공학적 장치의 크기를 알 수 있다.
(정답률: 65%)
  • 열역학 제 2법칙은 에너지가 흐르는 방향, 즉 고온에서 저온으로 열이 이동한다는 과정의 방향성을 정의하는 법칙입니다.
    오답 노트
    에너지의 량 결정: 열역학 제 1법칙(에너지 보존 법칙)에 해당함
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18. 다음 설명 중 맞는 것은?

  1. 열과 일은 열역학 제 1법칙에만 사용된다.
  2. 순수물질이란 균질하고 깨끗한 물질로 정의한다.
  3. 대기압하의 공기는 순수물질이다.
  4. 압축성계수는 실제 기체의 몰비체적에 대한 이상 기체의 몰비체적의 비율로 정의한다.
(정답률: 19%)
  • 순수물질은 화학적 조성이 일정하고 균일한 물질을 말하며, 공기와 같이 조성비가 거의 일정한 혼합물도 열역학적으로는 순수물질로 간주합니다.
    오답 노트
    열과 일은 열역학 제 1법칙에만 사용된다: 제2법칙(엔트로피) 등에서도 핵심 개념으로 사용됩니다.
    순수물질이란 균질하고 깨끗한 물질로 정의한다: 화학적 조성이 단일하고 균일해야 함을 의미하며, 단순히 '깨끗함'으로 정의하지 않습니다.
    압축성계수는 실제 기체의 몰비체적에 대한 이상 기체의 몰비체적의 비율로 정의한다: 이상 기체에 대한 실제 기체의 비율로 정의해야 합니다.
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19. 계 내에 임의의 이상기체 1kg이 채워져 있다. 이상 기체의 정압비열은 1.0 kJ/kg· K이고, 기체 상수는 0.3kJ/kg· K이다. 압력 100kPa, 온도 50℃의 초기 상태에서 체적이 두 배로 증가할 때까지 기체를 정압과정으로 팽창 시킬 경우, 필요한 열량은 약 몇 kJ인가? (단, 비열비 =1.43 이다.)

  1. 226.1 kJ
  2. 323 kJ
  3. 96.9 kJ
  4. 419.9 kJ
(정답률: 37%)
  • 정압과정에서 필요한 열량은 질량, 정압비열, 온도 변화의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = m \times C_p \times (T_2 - T_1)$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = 1 \times 1.0 \times (323 - 323)$$
    ※ 정압과정에서 체적이 2배가 되면 샤를의 법칙에 의해 절대온도도 2배가 됩니다. $T_1 = 50 + 273 = 323\text{ K}$, $T_2 = 323 \times 2 = 646\text{ K}$ $$Q = 1 \times 1.0 \times (646 - 323)$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 323$$
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20. 재열 및 재생 사이클에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 재생 사이클은 터빈 출구의 건도를 증가시킨다.
  2. 재열 사이클은 터빈 출구의 건도를 감소시킨다.
  3. 추기재생 사이클의 단수가 너무 많으면 효율의 증가에 따른 에너지 절약의 효과보다 추가적인 장비의 가격이 높아져서 경제성이 떨어진다.
  4. 개방형 급수가열기를 이용한 재생사이클에서는 급수 가열기와 동일한 숫자의 급수펌프가 필요하다.
(정답률: 34%)
  • 추기재생 사이클에서 단수를 늘리면 열효율은 향상되지만, 설비 투자비와 유지보수 비용이 급격히 증가하므로 경제적 최적점이 존재합니다.
    오답 노트
    재생 사이클은 터빈 출구의 건도를 증가시킨다: 재생 사이클은 급수를 가열하는 것이며, 터빈 출구 건도에 직접 영향을 주는 것은 재열 사이클입니다.
    재열 사이클은 터빈 출구의 건도를 감소시킨다: 재열을 통해 터빈 출구의 건도를 증가시켜 부식을 방지합니다.
    개방형 급수가열기에서는 동일한 숫자의 급수펌프가 필요하다: 개방형 가열기 이후에만 펌프가 필요하므로 전체 단수와 펌프 수가 반드시 일치하는 것은 아닙니다.
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2과목: 냉동공학

21. 압축 냉동 사이클에서 응축온도가 일정할 때 증발온도가 낮아지면 일어나는 현상 중 틀린 것은?

  1. 압축일의 열당량 증가
  2. 압축기 토출가스 온도 상승
  3. 성적계수 감소
  4. 냉매순환량 증가
(정답률: 79%)
  • 응축온도가 일정할 때 증발온도가 낮아지면 압축비가 증가하여 압축일이 늘어나고, 토출가스 온도가 상승하며, 성적계수(COP)는 감소합니다. 하지만 냉매의 밀도가 증가하여 단위 질량당 냉동효과는 감소하므로, 전체적인 냉매순환량은 감소하게 됩니다.
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22. 다음 냉동장치에서 수분의 영향을 열거한 것중 타당한 것들로 이루어진 것은?

  1. ①,④
  2. ①,②,③
  3. ②,③
  4. ①,③
(정답률: 53%)
  • 냉동장치 내 수분 침입 시 프레온 냉매는 암모니아보다 수분에 더 민감하여 영향이 크며, 수분은 냉동기유를 통해 침입하여 시스템에 악영향을 줍니다.
    오답 노트
    내 윤활성능과는 관계가 없다: 수분은 오일의 산화를 촉진하여 윤활 성능을 저하시키므로 틀림
    내 토출가스의 온도가 상승한다: 수분 침입의 직접적인 결과로 토출가스 온도가 상승하는 것은 아니므로 틀림
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23. 증기 압축식 냉동 사이클에서 증발온도를 일정하게 유지하고 응축온도를 상승시킬 경우에 나타나는 현상중 잘못된 것은?

  1. 성적계수 감소
  2. 토출가스 온도 상승
  3. 소요동력 증대
  4. 플래쉬 가스 발생량 감소
(정답률: 80%)
  • 응축온도가 상승하면 압축비가 증가하여 냉동 능력이 떨어지고 소요 동력은 늘어나며, 성적계수(COP)는 감소하고 토출가스 온도는 상승합니다. 또한, 압력 강하로 인해 팽창 밸브 후단에서 발생하는 플래쉬 가스 양은 오히려 증가하게 됩니다.
    오답 노트
    성적계수 감소: 압축비 증가로 인해 효율이 떨어지므로 옳은 설명
    토출가스 온도 상승: 압축비 증가로 인해 온도가 올라가므로 옳은 설명
    소요동력 증대: 압축해야 할 압력 차가 커지므로 옳은 설명
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24. 국소 대기압이 750[㎜Hg]이고, 계기 압력이 0.2[kgf/㎝2]일 때의 압력은 절대압력으로 몇 kgf/㎝2 인가?

  1. 0.46
  2. 0.96
  3. 1.22
  4. 1.36
(정답률: 81%)
  • 절대압력은 대기압과 계기압의 합으로 구합니다. 먼저 $750\text{ mmHg}$의 대기압을 $\text{kgf/cm}^2$ 단위로 환산하여 더합니다.
    ① [기본 공식] $$P_{abs} = P_{atm} + P_{gauge}$$ (절대압력 = 대기압 + 계기압)
    ② [숫자 대입] $$P_{abs} = (\frac{750}{760} \times 1.033) + 0.2$$
    ③ [최종 결과] $$P_{abs} = 1.22$$
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25. 방열재의 구비조건으로 적당하지 않은 것은?

  1. 열전도율이 작을 것
  2. 사용온도 범위가 넓지 않을 것
  3. 흡습성이 작을 것
  4. 내구성이 있을 것
(정답률: 76%)
  • 방열재(단열재)는 열의 이동을 차단해야 하므로 열전도율이 낮아야 하며, 다양한 환경에서 견딜 수 있도록 사용 온도 범위가 넓고 내구성이 좋아야 합니다.
    오답 노트
    사용온도 범위가 넓지 않을 것: 다양한 온도 조건에서 안정적으로 사용 가능해야 하므로 범위가 넓어야 함
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26. 염화나트륨 브라인을 사용한 식품냉장용 냉동장치에서 브라인의 순환량이 220ℓ /min이며, 냉각관 입구의 브라인온도가 -5℃, 출구의 브라인온도가 -9℃라면 이 브라인 쿨러의 냉동능력은 몇 ㎉/h 인가?(단, 브라인비열 : 0.75㎉/㎏℃, 비중 : 1.15이다)

  1. 39,600㎉/h
  2. 45,540㎉/h
  3. 60,720㎉/h
  4. 148,005㎉/h
(정답률: 79%)
  • 브라인의 질량 유량과 비열, 온도 차이를 이용하여 냉동능력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = G \times C \times \Delta T$$ (냉동능력 = 질량유량 $\times$ 비열 $\times$ 온도차)
    ② [숫자 대입] $$Q = (220 \times 60 \times 1.15) \times 0.75 \times (-5 - (-9))$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 45540$$
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27. 압축기 피스톤 지름 130㎜, 행정 90㎜, 4기통, 1200rpm으로서 표준상태로 작동한다. 다음의 몰리에르 선도를 이용하여 냉매순환량(G)을 구하시오?

  1. 26.7㎏/h
  2. 343.8㎏/h
  3. 1257.4㎏/h
  4. 4438.1㎏/h
(정답률: 48%)
  • 압축기의 행정 체적과 냉매의 비체적을 이용하여 시간당 냉매 순환량을 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $$G = \frac{V \times N \times 60}{v}$$ (여기서 $V$는 1회전당 총 토출 체적, $N$은 rpm, $v$는 흡입 가스의 비체적)
    ② [숫자 대입] $$G = \frac{(\frac{\pi \times 0.13^{2}}{4} \times 0.09 \times 4) \times 1200 \times 60}{12.9}$$
    ③ [최종 결과] $$G = 26.7$$
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28. 프레온 냉매를 사용하는 냉동장치에 공기가 침입하면 어떤 현상이 일어나는가?

  1. 고압 압력이 높아지므로 냉매 순환량이 많아지고 냉동능력도 증가한다.
  2. 냉동톤당 소요동력이 증가한다.
  3. 고압 압력은 공기의 분압만큼 낮아진다.
  4. 배출가스의 온도가 상승하므로 응축기의 열통과율이 높아지고 냉동능력도 증가한다.
(정답률: 80%)
  • 프레온 냉매 장치에 공기(불응축 가스)가 침입하면 응축기 내에서 응축되지 않고 쌓여 응축 압력을 상승시킵니다. 이로 인해 압축비가 커져 압축기의 일량이 늘어나므로 냉동톤당 소요동력이 증가하게 됩니다.
    오답 노트
    고압 압력이 높아지므로 냉매 순환량이 많아지고 냉동능력도 증가한다: 압력 상승 시 냉동능력은 오히려 감소함
    고압 압력은 공기의 분압만큼 낮아진다: 공기의 분압만큼 압력이 상승함
    배출가스의 온도가 상승하므로 응축기의 열통과율이 높아지고 냉동능력도 증가한다: 불응축 가스는 열전달을 방해하여 열통과율을 낮춤
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29. 표준 냉동사이클의 증발온도는 몇 ℃로 하는가?

  1. 0℃
  2. -5℃
  3. -10℃
  4. -15℃
(정답률: 56%)
  • 표준 냉동사이클의 일반적인 설정 온도 기준에 따라 증발온도는 $-15^{\circ}C$로 정의합니다.
    오답 노트
    0℃, -5℃, -10℃: 표준 사이클의 규정 온도와 일치하지 않음
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30. 냉동장치에서 냉매액의 과냉각과 증기의 과열을 꾀하기 위해 액가스 열교환기를 설치할 때가 있다. 이 때 연결해야 할 배관은?

  1. 증발기 출구 배관과 증발기 입구 배관
  2. 압축기 흡입 배관과 응축기 출구 배관
  3. 압축기 토출 배관과 증발기 입구 배관
  4. 응축기 출구 배관과 압축기 출구 배관
(정답률: 52%)
  • 액가스 열교환기는 응축기에서 나온 액체 냉매를 더 냉각(과냉각)시키고, 증발기에서 나온 가스 냉매를 더 가열(과열)시켜 압축기로 보내기 위해 설치합니다. 따라서 고온의 응축기 출구 배관과 저온의 압축기 흡입 배관을 서로 연결하여 열교환이 일어나게 합니다.
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31. T-S 선도와 같은 카르노 사이클에서 열펌프(Heat Pump)로 작동할때의 성적계수는?

  1. 7.57
  2. 1.5
  3. 0.75
  4. 6.57
(정답률: 67%)
  • 열펌프의 성적계수($COP_{HP}$)는 고온부로 공급한 열량을 소비한 일량으로 나눈 값이며, 카르노 사이클에서는 절대온도만을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$COP_{HP} = \frac{T_{H}}{T_{H} - T_{L}}$$
    ② [숫자 대입] $$COP_{HP} = \frac{303}{303 - 263}$$
    ③ [최종 결과] $$COP_{HP} = 7.57$$
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32. 액분리기에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 액분리기에 모인 냉매액은 플로트 스위치를 이용하여 일정량씩 압축기의 크랭크케이스에 보내어 진다.
  2. 액분리기는 압축기 흡입측에 설치되어 있으며 액압축을 방지하는 것이 목적이다.
  3. 후레온 냉동장치에 액분리기를 설치한 경우, 오일은 압축기 크랭크 케이스로 보내고 분리된 액은 가압하여 고압 수액기로 보내어 진다.
  4. 입형 액분리기의 직경 크기는 액분리 능력에 관계가 있다.
(정답률: 46%)
  • 액분리기는 압축기 흡입측에 설치되어 액냉매가 압축기로 들어가는 액압축을 방지하는 장치입니다. 분리된 액냉매는 플로트 스위치 등을 통해 크랭크케이스가 아닌 증발기나 수액기 쪽으로 보내져야 하며, 크랭크케이스로 직접 보내는 것은 적절하지 않습니다.
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33. 터보 압축기에 관한 설명 중 옳지 않는 것은?

  1. 원심력을 이용하여 가스를 압축한다.
  2. 토출압력을 매우 높게 할 수 있다.
  3. 날개차를 고속 회전시켜 냉매가스를 압축한다.
  4. 2단 및 3단의 것을 많이 사용한다.
(정답률: 52%)
  • 터보 압축기는 1단만으로는 고압축비를 얻기 어려워 토출압력을 매우 높게 올리는 데 한계가 있습니다. 이를 보완하기 위해 보통 2단 또는 3단의 다단 압축 방식을 사용합니다.
    오답 노트
    원심력을 이용하여 가스를 압축한다: 터보 압축기의 기본 원리임
    날개차를 고속 회전시켜 냉매가스를 압축한다: 터보 압축기의 작동 방식임
    2단 및 3단의 것을 많이 사용한다: 고압축비를 얻기 위한 일반적인 구성임
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34. 인벌류트 곡선에 의해서 구성된 고정익과 기본적으로 고정익과 같은 형상으로 이루워진 선회익으로 구성된 압축기는?

  1. 원심식 압축기
  2. 왕복동식 압축기
  3. 회전식 압축기
  4. 스크롤 압축기
(정답률: 46%)
  • 스크롤 압축기는 인벌류트 곡선으로 이루어진 고정 스크롤과 동일한 형상의 선회 스크롤이 맞물려 회전하며 냉매를 압축하는 방식입니다.
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35. 다음 중 장치내를 순환하는 냉매부족으로 인한 현상이 아닌 것은?

  1. 증발압력 감소
  2. 토출온도 증가
  3. 흡입온도 감소
  4. 과열도 증가
(정답률: 60%)
  • 냉매가 부족하면 시스템 내 압력이 낮아져 증발압력이 감소하고, 냉각 부족으로 인해 토출온도와 과열도가 증가하는 현상이 발생합니다. 따라서 흡입온도가 감소한다는 설명은 냉매 부족 현상과 맞지 않습니다.
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36. 30RT의 brine 냉각장치에서 brine 입구온도 -5℃,출구온도는 -10℃,냉매증발온도는 -15℃, 그리고 냉각 면적이 35m2라 할 때 이 냉각장치의 열통과율은? (단, 온도차는 대수평균온도차를 이용한다.)

  1. 394㎉/m2h℃
  2. 374㎉/m2h℃
  3. 256㎉/m2h℃
  4. 236㎉/m2h℃
(정답률: 73%)
  • 냉각장치의 열통과율은 총 전열량을 대수평균온도차와 전열면적으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$K = \frac{Q}{A \times \Delta T_{lm}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$K = \frac{3320 \times 30}{35 \times \frac{10-5}{\ln(10/5)}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$K = 394$$
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37. 냉동장치의 팽창밸브 입구의 고압액체 냉매는 팽창밸브를 통과한 후 어떤 상태로 되어 증발기에 들어가는가?

  1. 모두 기화하여 저압저온의 증기가 된다.
  2. 액체 그대로 감압 및 냉각된다.
  3. 그 일부가 기화하여 저압저온의 액체로 된다.
  4. 팽창밸브 직전의 온도로 감압된 증기가 된다.
(정답률: 56%)
  • 팽창밸브를 통과하는 냉매는 급격한 감압으로 인해 일부가 즉시 기화하는 '플래시 가스' 현상이 발생하며, 결과적으로 저압 저온의 액체와 증기가 섞인 습증기 상태로 증발기에 진입하게 됩니다.
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38. 냉동능력이 99,600㎉/h이고 압축소요 동력이 35㎾인 경우 응축기의 냉각수 입구온도 및 냉각수량을 각각 20℃ 및 360ℓ /min라 하면 응축기 출구의 냉각수 온도는 몇 ℃인가?

  1. 22
  2. 24
  3. 26
  4. 28
(정답률: 63%)
  • 응축기에서 방출하는 총 열량은 냉동능력과 압축기 일(동력)의 합이며, 이를 냉각수의 열흡수량 공식에 대입하여 출구 온도를 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\Delta T = \frac{Q_{total}}{m \times C}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\Delta T = \frac{99600 + (860 \times 35)}{360 \times 60 \times 1}$$
    ③ [최종 결과]
    $$T_{out} = 20 + 6 = 26$$
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39. 냉매에 관한 다음 설명 중에서 맞는 것은?

  1. 암모니아 냉매가스가 누설된 경우 비중이 공기보다 무거우므로 바닥에 정체한다.
  2. 암모니아의 증발잠열은 프레온 보다 작다.
  3. 암모니아는 프레온에 비하여 동일 운전 압력조건에서는 토출가스 온도가 높다.
  4. 프레온은 화학적으로 안정한 냉매이므로 장치내에 수분이 혼입되어도 운전상 지장이 없다.
(정답률: 77%)
  • 암모니아는 프레온 냉매에 비해 압축비가 크기 때문에 동일한 운전 압력 조건에서 압축 후의 토출가스 온도가 더 높게 나타나는 특성이 있습니다.
    오답 노트
    암모니아 가스 비중: 공기보다 가벼워 위로 올라감
    암모니아 증발잠열: 프레온보다 큼
    프레온 수분 혼입: 수분에 의해 분해되어 운전상 지장 있음
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40. 20℃의 물 50ℓ 중에 -10℃의 얼음 2㎏을 넣어 완전히 용해시켰다. 외부와 완전히 절연되어 있을 때 물의 온도는 몇℃가 되는가 ? (단,물의 비열은 1㎉/㎏℃,얼음의 비열은 0.485㎉/㎏℃로 하며,융해열은 79.7㎉/㎏이다.)

  1. 13.75
  2. 15.98
  3. 17.62
  4. 20.35
(정답률: 42%)
  • 외부와 절연된 상태에서 물이 잃은 열량은 얼음이 얻은 열량(온도 상승 + 융해 + 온도 상승)과 같다는 열평형 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $$m_w c_w (t_w - t) = m_i c_i (0 - t_i) + m_i L + m_i c_w (t - 0)$$
    ② [숫자 대입] $$50 \times 1 \times (20 - t) = 2 \times 0.485 \times (0 - (-10)) + 2 \times 79.7 + 2 \times 1 \times (t - 0)$$
    ③ [최종 결과] $$t = 15.98\text{ ℃}$$
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3과목: 공기조화

41. 다음 공기선도상에서 난방풍량이 25,000CMH일 경우 가열 코일의 열량(㎉/h)은? (단, 공기의 비중량은 1.2kg/m3 이다.)

  1. 84,000
  2. 20,160
  3. 75,200
  4. 30,500
(정답률: 69%)
  • 가열 코일의 열량은 공기의 질량 유량과 입출구의 엔탈피 차이를 곱하여 계산합니다.
    이미지 분석 결과, 가열 전 엔탈피는 $5.4\text{ kcal/kg}$, 가열 후 엔탈피는 $10.5\text{ kcal/kg}$입니다.
    ① [기본 공식] $$Q = \text{풍량} \times \text{비중량} \times (\text{엔탈피 차이})$$
    ② [숫자 대입] $$Q = 25000 \times 1.2 \times (10.5 - 5.4)$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 84000\text{ kcal/h}$$
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42. 다음 중 전공기방식이 아닌 것은?

  1. 이중 닥트 방식
  2. 단일 닥트 방식
  3. 멀티 조운 유니트 방식
  4. 유인 유니트 방식
(정답률: 64%)
  • 유인 유니트 방식은 덕트를 통해 공급되는 1차 공기가 실내 공기를 유인하여 혼합하는 방식으로, 전공기방식이 아닌 반공기방식(또는 유인방식)에 해당합니다.
    오답 노트
    이중 닥트 방식, 단일 닥트 방식, 멀티 조운 유니트 방식: 모두 전공기방식의 종류임
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43. 공기세정기에 공기중의 물방울이 송풍기 때문에 공기세정기 밖으로 빠져나가는 것을 방지하기 위하여 설치하는 것은?

  1. 플러싱 노즐
  2. 루버
  3. 스프레이 헤더
  4. 엘리미네이터
(정답률: 84%)
  • 엘리미네이터는 공기세정기 내의 공기가 송풍기로 이동할 때, 공기 중에 섞여 있는 물방울이 함께 배출되는 것을 막아주는 제거 장치입니다.
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44. 다음 중 온수전용의 방열기는?

  1. 컨벡터
  2. 알루미늄 방열기
  3. 주철제 방열기
  4. 파이프코일
(정답률: 33%)
  • 알루미늄 방열기는 열전도율이 높고 가벼워 온수 전용 방열기로 주로 사용됩니다.
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45. 덕트의 배치 방식 중 틀린 것은?

  1. 간선덕트 방식은 주덕트인 입상덕트로 부터 각 층에서 분기되어 각 취출구로 취출관을 연결한다.
  2. 개별 덕트 방식은 주덕트에서 각각의 취출구로 각각의 덕트를 통해 분산하여 송풍하는 방식으로 각실의 개별 제어성은 우수하다.
  3. 환상덕트 방식은 2개의 덕트말단을 루프(loop) 상태로 연결함으로써 덕트말단에 가까운 취출구에서 송풍량의 언밸런스가 발생될 수 있다.
  4. 각개 입상 덕트 방식은 호텔,오피스빌딩 등 공기. 수 방식인 덕트병용 팬코일 유닛방식이나 유인 유닛방식 등에 사용된다.
(정답률: 60%)
  • 환상덕트 방식은 덕트의 양 끝단을 루프(loop) 형태로 연결하여 공기를 순환시킴으로써, 덕트 말단에서 발생하기 쉬운 송풍량의 불균형(언밸런스)을 해소하고 균일한 풍량을 공급하기 위한 방식입니다.
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46. 변풍량 방식(VAV)의 특징에 관한 설명 중 가장 적합치 못한 내용은?

  1. 시운전시 각흡출구의 풍량 조정이 간단하다.
  2. 동시부하율을 고려하여 기기용량을 결정하게 되므로 설비용량을 적게할 수 있다.
  3. 부하변동을 정확하게 포착해서 실온을 유지하기 때문에 에너지의 낭비가 없다.
  4. 닥트의 누기(Air Leak)가 크게 허용되므로 재래식 닥트제작 공법도 허용된다.
(정답률: 60%)
  • 변풍량(VAV) 방식은 덕트 내 압력 변동이 심하므로, 공기가 새어나가는 누기가 발생하면 제어 정밀도가 떨어지고 에너지 효율이 급감합니다. 따라서 매우 엄격한 기밀 시공이 필수적입니다.
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47. 팬코일유닛(FCU)방식과 유인유닛(IDU)방식은 실내에 설치하는 유닛외에도 1차공조기를 사용하여 덕트방식을 채용 할 수도 있다. 이 방식들을 비교한 설명 중 올바르지 못한 것은?

  1. FCU는 IDU에 비해 운전 중의 소음이 적고, 동일 능력일 때에는 단가가 싸다.
  2. IDU에는 전용의 덕트계통이 필요하다.
  3. FCU에는 내부에 팬(fan)을 가지고 있어 보수할 필요가 있다.
  4. IDU는 내부조운을 합하더라도 하나의 덕트계통만으로 처리가 가능하다.
(정답률: 64%)
  • 유인유닛(IDU) 방식은 1차 공조기에서 공급되는 고압의 공기를 이용하여 실내 공기를 유인하므로, 각 유닛의 조절 상태에 따라 전체 덕트 계통의 압력 밸런스가 영향을 받으며 정밀한 설계가 필요합니다.
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48. 냉방시 열의 종류와 설명이 틀린 것은?

  1. 인체의 발생열 - 현열,잠열
  2. 틈새바람에 의한 열량 - 현열,잠열
  3. 외기 도입량 - 현열,잠열
  4. 조명부하 - 현열,잠열
(정답률: 81%)
  • 조명부하는 전기에너지가 빛과 열로 변환되어 발생하는 열로, 습도 변화를 동반하지 않는 순수한 현열 부하에 해당합니다.
    오답 노트
    인체의 발생열, 틈새바람, 외기 도입량: 온도 변화(현열)와 습도 변화(잠열)를 모두 포함함
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49. 병원건물의 공기조화시 가장 중요시 해야 할 사항은?

  1. 온도,압력조건
  2. 공기의 청정도
  3. 기류속도
  4. 소음
(정답률: 80%)
  • 병원건물은 수술실, 병동 등 감염 예방이 최우선인 공간이 많으므로, 공기의 청정도를 유지하여 오염 물질과 세균의 확산을 방지하는 것이 가장 중요합니다.
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50. 수냉식 응축기에서 냉각수 출입구 온도차를 5℃, 냉각수량을 300 LPM로 하면 1시간에 이 냉각수 에서 흡수하는 열량은 석탄 몇 kg을 연소한 열량과 같은가? (단, 석탄의 발열량(Hf)은 6000㎉/kg로 하며, 열손실은 무시한다.)

  1. 5 kg
  2. 10 kg
  3. 15 kg
  4. 20 kg
(정답률: 70%)
  • 냉각수가 흡수한 총 열량을 계산한 후, 이를 석탄의 단위 발열량으로 나누어 필요한 석탄의 질량을 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = m \times c \times \Delta T$$
    $$m_{coal} = \frac{Q}{H_f}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = 300 \times 60 \times 5 \times 1 = 90000$$
    $$m_{coal} = \frac{90000}{6000}$$
    ③ [최종 결과]
    $$m_{coal} = 15$$
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51. 다음에서 온수 순환방식과 관계 없는 것은?

  1. 중력순환식
  2. 강제순환식
  3. 역환수방식
  4. 진공환수식
(정답률: 65%)
  • 온수 순환방식은 중력, 강제, 역환수방식으로 구분하며, 진공환수식은 증기난방에서 응축수를 회수하는 방식입니다.
    오답 노트
    진공환수식: 증기난방법에 해당함
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52. 연도는 보일러와 굴뚝(연돌)을 연결하는 부분이다. 연도로서 갖추어야 할 조건으로 적당하지 않은 것은?

  1. 연소가스의 유속이 적당하게 유지되도록 한다.
  2. 급격한 단면변화는 피한다.
  3. 길이는 될수록 길게 한다.
  4. 굴곡부가 적도록 배열한다.
(정답률: 80%)
  • 연도는 연소가스가 원활하게 배출되어야 하므로 마찰 손실을 줄이기 위해 길이는 최대한 짧게 설치하는 것이 원칙입니다.
    오답 노트
    연소가스 유속 유지, 급격한 단면변화 방지, 굴곡부 최소화: 모두 배기 효율을 높이는 올바른 조건임
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53. 다음은 증기난방의 방식중 환수방식에 의한 분류를 한 것이다.적합치 않은 것은?

  1. 습식 환수식
  2. 건식 환수식
  3. 고압 환수식
  4. 진공 환수식
(정답률: 63%)
  • 증기난방의 환수 방식은 응축수의 회수 방법에 따라 건식, 습식, 진공 환수식으로 분류합니다.
    오답 노트
    고압 환수식: 존재하지 않는 분류 방식임
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54. 덕트의 곡부, 분기부 등에서는 와류의 에너지 소비에 따르는 압력손실과 마찰에 의한 압력손실이 생기는데, 이 양자를 합한 것을 무엇이라 하는가?

  1. 곡률반경
  2. 상당길이
  3. 마찰저항
  4. 국부저항
(정답률: 61%)
  • 덕트의 곡부나 분기부처럼 형상이 변하는 곳에서 발생하는 와류 및 마찰에 의한 압력손실의 합을 국부저항이라고 합니다.
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55. 침입공기에 의한 잠열량(qL)의 계산식은 다음 중 어느 것인가 ? (단, Xo,Xi : 외기 및 실내공기의 절대습도 ㎏/㎏', to,ti : 외기 및 실내공기의 온도 ℃, G,Q : 공기의 질량 및 체적유량)

  1. qL = 0.24G(XO - Xi)㎉/h
  2. qL = 0.29Q(XO - Xi)㎉/h
  3. qL = 597G(to - ti)㎉/h
  4. qL = 720Q(XO - Xi)㎉/h
(정답률: 41%)
  • 침입공기에 의한 잠열량은 공기의 체적유량 $Q$와 절대습도 차이, 그리고 수증기의 증발잠열을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$q_{L} = 720Q(X_{O} - X_{i})$$
    ② [숫자 대입] $$q_{L} = 720Q(X_{O} - X_{i})$$
    ③ [최종 결과] $$q_{L} = 720Q(X_{O} - X_{i})$$ kcal/h
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56. 다음의 난방 설비에 관한 기술 중 적당한 것은?

  1. 증기난방은 실내 상하 온도차가 적은 특징이 있다.
  2. 복사난방의 설비비는 온수나 증기난방에 비해 저렴하다.
  3. 방열기 트랩은 증기의 유량을 조절하는 작용을 한다.
  4. 온풍난방은 신속한 난방 효과를 얻을 수 있는 특징이 있다.
(정답률: 74%)
  • 온풍난방은 대류를 통해 열을 직접 전달하므로 다른 난방 방식에 비해 매우 신속하게 실내 온도를 높일 수 있습니다.
    오답 노트
    증기난방: 상하 온도차가 큽니다.
    복사난방: 설비비가 고가입니다.
    방열기 트랩: 응축수만 배출하고 증기 유출을 막는 장치입니다.
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57. 온도 10℃ 상대습도 62%의 공기를 20℃로 가열하면 상대 습도는 몇 %로 되는가 ? (단,10℃의 포화수증기압은 0.012513㎏/㎝2, 20℃의 포화수증기압은 0.02383㎏/㎝2 이다.)

  1. 21.5%
  2. 11.5%
  3. 41.5%
  4. 32.6%
(정답률: 56%)
  • 가열 시 수증기량은 일정하므로, 처음 상태의 수증기압을 구한 뒤 가열 후의 포화수증기압으로 나누어 상대습도를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$RH_{2} = \frac{RH_{1} \times P_{s1}}{P_{s2}} \times 100$$
    ② [숫자 대입] $$RH_{2} = \frac{62 \times 0.012513}{0.02383} \times 100$$
    ③ [최종 결과] $$RH_{2} = 32.6$$
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58. 다음 중 천장 취출방식이 아닌 것은?

  1. 아네모스탯(annemostat)형
  2. 팬(pan)형
  3. 트로퍼(troffer)형
  4. 유니버셜(universal)형
(정답률: 50%)
  • 유니버셜(universal)형은 날개를 움직여 풍향을 조절할 수 있는 취출구로, 일반적인 천장 취출방식과는 구분됩니다.
    오답 노트
    아네모스탯(annemostat)형, 팬(pan)형, 트로퍼(troffer)형: 대표적인 천장 취출방식입니다.
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59. 덕트내 풍속을 측정하는 피토관을 이용하여 전압 23.8mmAq, 정압 10 mmAq를 측정하였다. 이 경우 풍속은 얼마인가?

  1. 10 m/s
  2. 15 m/s
  3. 20 m/s
  4. 25 m/s
(정답률: 52%)
  • 피토관에서 전압은 정압과 동압의 합이며, 동압을 통해 풍속을 구할 수 있습니다. 먼저 동압은 $23.8 - 10 = 13.8\text{ mmAq}$이며, 이를 $m$ 단위로 환산하면 $0.0138\text{ m}$입니다.
    ① [기본 공식]
    $$v = \sqrt{\frac{2 \times g \times h}{\rho}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$v = \sqrt{\frac{2 \times 9.8 \times 0.0138}{1.2}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$v = 15\text{ m/s}$$
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60. 다음 중 축류식 송풍기의 형식이 아닌 것은?

  1. 프로펠러형
  2. 튜브형
  3. 베인형
  4. 방사형
(정답률: 29%)
  • 축류식 송풍기는 공기가 회전축과 평행하게 흐르는 방식으로, 프로펠러형, 튜브형, 베인형 등이 이에 해당합니다. 반면 방사형은 공기를 반지름 방향으로 밀어내는 원심식 송풍기의 특징입니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 변압기의 1차 및 2차의 전압, 권회수, 전류를 V1, N1,Ｉ1 및 V2, N2,Ｉ2라 할 때 성립하는 식은?

(정답률: 63%)
  • 변압기의 권수비는 1차와 2차의 전압비에 비례하고, 전류비에는 반비례하는 관계가 성립합니다.
    따라서 정답은 이며, 이를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다.
    $$\frac{V_2}{V_1} = \frac{N_2}{N_1} = \frac{I_1}{I_2}$$
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62. 콘덴서의 정전용량을 변화시켜서 발진기의 주파수를 1kHz로 하고자 한다. 이 때 발진기는 자동제어 용어 중 어느것에 해당되는가?

  1. 목표값
  2. 조작량
  3. 제어량
  4. 제어대상
(정답률: 48%)
  • 자동제어 시스템에서 제어 대상은 제어하고자 하는 물리량이나 장치 그 자체를 의미합니다. 여기서는 주파수를 조절하기 위해 조작하는 발진기가 제어대상에 해당합니다.
    오답 노트
    목표값: 도달하고자 하는 설정값(1kHz)
    조작량: 제어대상에 가해지는 입력(콘덴서 용량 변화)
    제어량: 제어의 결과로 나타나는 출력값(주파수)
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63. 100Ω의 저항 3개를 Y결선한 것을 △결선으로 환산했을 때 각 저항의 크기는 몇 Ω 인가?

  1. 33
  2. 100
  3. 300
  4. 600
(정답률: 32%)
  • Y결선 저항을 $\Delta$결선으로 환산할 때는 각 저항의 곱의 합을 해당 단자의 저항으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\Delta R = \frac{R_1 R_2 + R_2 R_3 + R_3 R_1}{R_{target}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\Delta R = \frac{100 \times 100 + 100 \times 100 + 100 \times 100}{100}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\Delta R = 300$$
    따라서 각 저항의 크기는 $300\Omega$ 입니다.
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64. 변압기의 Y-Y결선방법의 특성을 설명한 것으로 틀린것은?

  1. 중성점을 접지할 수 있다.
  2. 절연이 용이하다.
  3. 선로에 제3조파를 주로하는 충전전류가 흘러 통신 장해가 생긴다.
  4. 단상변압기 3대로 운전하던중 1대가 고장이 발생 해도 간단하게 V결선 운전이 가능하다.
(정답률: 49%)
  • Y-Y 결선은 중성점 접지가 가능하고 절연이 용이하며 제3조파 전류로 인한 통신 장해 가능성이 있는 특성을 가집니다.
    오답 노트
    단상변압기 3대로 운전하던 중 1대가 고장 발생 해도 간단하게 V결선 운전이 가능하다: 이는 $\Delta-\Delta$ 결선의 특징이며 Y-Y 결선에서는 불가능함
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65. 유량, 압력, 액위, 농도, 밀도 등의 플랜트나 생산공정중의 상태량을 제어량으로 하는 제어는?

  1. 프로그램제어
  2. 프로세스제어
  3. 비율제어
  4. 자동조정
(정답률: 65%)
  • 플랜트나 생산 공정에서 발생하는 유량, 압력, 액위, 농도, 밀도와 같은 물리적 상태량을 제어량으로 하여 시스템을 안정시키는 제어를 프로세스제어라고 합니다.
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66. 변위를 변환시키는 요소는?

  1. 다이아프램
  2. 노즐플래퍼
  3. 전자석
  4. 벨로우즈
(정답률: 58%)
  • 노즐플래퍼는 플래퍼의 물리적인 변위(움직임)에 따라 노즐에서 분출되는 제트 기류의 양을 변화시켜 압력 신호로 변환하는 대표적인 변위 변환 요소입니다.
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67. 연산증폭기의 응용회로가 아닌 것은?

  1. 적분기
  2. 아날로그 가산증폭기
  3. 미분기
  4. 디지털 반가산증폭기
(정답률: 46%)
  • 연산증폭기(OP-Amp)는 기본적으로 아날로그 신호를 처리하는 소자로, 적분기, 미분기, 가산증폭기 등의 아날로그 연산 회로를 구성하는 데 사용됩니다.
    오답 노트
    디지털 반가산증폭기: 디지털 논리 회로의 영역이며 연산증폭기의 응용 회로가 아님
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68. 논리식 에서 동작 설명이 잘못된 것은?

  1. A=1, B=0, C=1 이면 X=1 이다.
  2. A=1, B=1, C=0 이면 X=1 이다.
  3. A=0, B=0, C=0 이면 X=0 이다.
  4. A=0, B=0, C=1 이면 X=1 이다.
(정답률: 68%)
  • 제시된 논리식 $X = AB + \overline{BC}$의 진리값을 분석하여 동작을 확인합니다.
    논리식에서 $\overline{BC}$는 $B$와 $C$의 AND 연산 결과에 NOT을 취한 NAND 연산입니다.
    A=0, B=0, C=0일 때를 대입하면: $X = (0 \times 0) + \overline{(0 \times 0)} = 0 + \overline{0} = 0 + 1 = 1$이 되어야 하므로, X=0이라고 설명한 내용은 잘못되었습니다.
    오답 노트
    A=1, B=0, C=1: $X = (1 \times 0) + \overline{(0 \times 1)} = 0 + 1 = 1$ (정상)
    A=1, B=1, C=0: $X = (1 \times 1) + \overline{(1 \times 0)} = 1 + 1 = 1$ (정상)
    A=0, B=0, C=1: $X = (0 \times 0) + \overline{(0 \times 1)} = 0 + 1 = 1$ (정상)
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69. 온 오프(on-off)동작의 설명 중 옳은 것은?

  1. 간단한 단속적 제어동작이고 사이클링이 생긴다.
  2. 사이클링은 제거할 수 있으나 오프셋이 생긴다.
  3. 오프셋은 없앨 수 있으나 응답시간이 늦어질 수 있다.
  4. 응답속도는 빠르나 오프셋이 생긴다.
(정답률: 79%)
  • 온 오프(on-off) 제어는 설정값과 현재값의 차이에 따라 조작량을 최대 또는 최소로만 출력하는 가장 단순한 제어 방식이며, 이로 인해 출력값이 설정값을 중심으로 계속 진동하는 사이클링 현상이 발생합니다.
    오답 노트
    사이클링은 제거할 수 있으나 오프셋이 생긴다: 사이클링이 본질적인 특징임
    오프셋은 없앨 수 있으나 응답시간이 늦어질 수 있다: 오프셋 제거가 주 목적이 아님
    응답속도는 빠르나 오프셋이 생긴다: 응답속도보다 사이클링 발생이 핵심 특징임
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70. 그림과 같은 R-C 회로의 블럭선도를 그릴 때, ⓐ에 해당하는 것은?(단, R=1kΩ, C=10μF이다.)

  1. 10-5S
  2. 10-2S
(정답률: 45%)
  • 입력 전류 $I(s)$와 출력 전압 $V_o(s)$ 사이의 관계를 나타내는 전달함수 $\text{ⓐ}$는 회로의 전체 임피던스 $Z(s)$와 같습니다. $R$과 $C$가 병렬로 연결된 구조에서 $V_o(s)$에 흐르는 전류의 관계를 분석하면 $\text{ⓐ} = \frac{1}{sC}$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $$Z = \frac{1}{sC}$$
    ② [숫자 대입] $$Z = \frac{1}{s \times 10 \times 10^{-6}}$$
    ③ [최종 결과] $$Z = \frac{1}{10^{-5}s}$$
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71. 그림과 같은 R-L직렬회로에서 공급전압이 10V일 때 VR이 8V이면 VL은 몇 V 인가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 57%)
  • R-L 직렬회로에서 전체 전압은 각 소자에 걸리는 전압의 벡터 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$V = \sqrt{V_R^2 + V_L^2}$$
    ② [숫자 대입] $$10 = \sqrt{8^2 + V_L^2}$$
    ③ [최종 결과] $$V_L = 6$$
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72. 10분 동안에 600C의 전기량이 이동했다고 하면 전류의 크기는 몇 A 인가?

  1. 1
  2. 10
  3. 60
  4. 600
(정답률: 63%)
  • 전류는 단위 시간당 흐르는 전기량으로 정의하며, 시간 단위는 반드시 초(s)로 환산하여 계산해야 합니다.
    ① [기본 공식] $$I = \frac{Q}{t}$$
    ② [숫자 대입] $$I = \frac{600}{10 \times 60}$$
    ③ [최종 결과] $$I = 1$$ A
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73. 그림과 같은 병렬공진회로에서 주파수를 f라 할 때 전압 E 가 전류 Ｉ보다 앞서는 조건은?

(정답률: 36%)
  • 병렬공진회로에서 전압 $E$가 전류 $I$보다 앞선다는 것은 회로가 용성(C성분)을 띤다는 의미입니다. 병렬회로에서는 리액턴스가 더 큰 쪽으로 전류가 적게 흐르며, 주파수가 공진 주파수보다 낮을 때 유도성 리액턴스 $X_{L} = 2\pi f L$이 작아져 전류가 $L$로 더 많이 흐르게 되지만, 전압 기준 위상 관계를 분석하면 주파수가 공진 주파수보다 낮을 때 전압이 앞서는 조건이 성립합니다.
    따라서 정답은 입니다.
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74. 그림과 같은 회로에서 전류계 3개로 단상전력을 측정할 때 유효전력은 몇 W 인가?(단, 전류계 A1, A2, A3에 흐르는 각 전류는 5A, 10A, 15A이고 저항 R은 10Ω이다.)

  1. 50
  2. 250
  3. 300
  4. 500
(정답률: 25%)
  • 3개의 전류계를 이용한 전력 측정법으로, 전체 전류와 분로 전류의 차이를 이용하여 유효전력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$P = \frac{R}{2} (I_{3}^{2} - I_{2}^{2} - I_{1}^{2})$$
    ② [숫자 대입] $$P = \frac{10}{2} (15^{2} - 10^{2} - 5^{2})$$
    ③ [최종 결과] $$P = 500$$ W
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75. 제어요소는 무엇으로 구성되는가?

  1. 검출부
  2. 검출부와 조절부
  3. 검출부와 조작부
  4. 조작부와 조절부
(정답률: 67%)
  • 제어 시스템에서 실제로 물리적인 동작을 수행하여 제어 대상에 영향을 주는 조작부와, 오차를 계산하여 조작량을 결정하는 조절부로 구성됩니다.
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76. 3상 농형유도전동기의 속도제어방법이 아닌 것은?

  1. 극수변환
  2. 2차저항제어
  3. 1차전압제어
  4. 주파수제어
(정답률: 47%)
  • 농형유도전동기는 회전자가 구리 막대 등으로 고정된 구조이므로, 외부에서 저항을 삽입하는 2차저항제어가 불가능합니다. 2차저항제어는 권선형 유도전동기에서 사용하는 속도제어 방법입니다.
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77. 다음 진리값표와 가장 관계가 깊은 것은?

  1. NOR Gate
(정답률: 35%)
  • 제시된 진리값표는 두 입력이 서로 다를 때만 출력이 $1$이 되고, 같을 때는 $0$이 되는 XOR(Exclusive-OR) 게이트의 특성을 나타냅니다. 따라서 해당 논리 회로 기호인 가 정답입니다.
    오답 노트
    NOR Gate: 모든 입력이 $0$일 때만 $1$ 출력
    : OR 게이트로 입력 중 하나라도 $1$이면 $1$ 출력
    : AND 게이트로 모든 입력이 $1$이어야 $1$ 출력
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78. 전동기의 회전방향을 알기 위한 법칙은?

  1. 플레밍의 오른손법칙
  2. 플레밍의 왼손법칙
  3. 렌즈의 법칙
  4. 앙페에르의 법칙
(정답률: 56%)
  • 전동기(모터)는 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘의 방향을 결정하는 플레밍의 왼손법칙을 통해 회전 방향을 알 수 있습니다.
    오답 노트
    플레밍의 오른손법칙: 발전기의 기전력 방향 결정
    렌즈의 법칙: 유도 기전력의 방향은 자속의 변화를 방해하는 방향
    앙페에르의 법칙: 전류에 의해 형성되는 자기장의 방향 결정
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79. 2차저항의 불평형에 의해 발생하는 소음으로 부하가 증가함에 따라 그 주기가 빠르고 심한 진동을 일으킬 수 있는 소음은?

  1. 슬립비트음
  2. 언밸런스에 의한 진동음
  3. 고주파 자속에 의한 진동음
  4. 브러시음
(정답률: 40%)
  • 슬립비트음은 2차 저항의 불평형으로 인해 발생하며, 부하가 증가함에 따라 주기가 빨라지고 심한 진동을 일으키는 것이 특징입니다.
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80. 회로에서 A와 B간의 합성저항은 몇 Ω 인가?(단, 각 저항의 단위는 모두 Ω이다.)

  1. 2.66
  2. 3.2
  3. 5.33
  4. 6.4
(정답률: 57%)
  • 회로의 대칭성을 이용하면 중앙의 $4\Omega$ 저항은 전위가 같아 전류가 흐르지 않는 가상 접지 상태가 됩니다. 따라서 상단 경로($4\Omega + 4\Omega$)와 하단 경로($8\Omega + 8\Omega$)가 병렬로 연결된 구조로 해석합니다.
    ① [기본 공식] $$R = \frac{1}{\frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}}$$
    ② [숫자 대입] $$R = \frac{1}{\frac{1}{4+4} + \frac{1}{8+8}}$$
    ③ [최종 결과] $$R = 5.33\Omega$$
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5과목: 배관일반

81. 유체의 흐름방향을 90° 변환시키는 밸브는?

  1. 앵글밸브
  2. 게이트밸브
  3. 첵크밸브
  4. 보올밸브
(정답률: 57%)
  • 앵글밸브는 입구와 출구가 직각으로 배치되어 있어 유체의 흐름 방향을 $90^{\circ}$로 변환시키는 역할을 합니다.
    오답 노트
    게이트밸브: 직선 흐름의 개폐용
    첵크밸브: 역류 방지용
    보올밸브: 구형 밸브를 이용한 빠른 개폐용
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82. 다음은 증기배관의 표준구배에 대한 사항이다. 이 중 적당하지 않은 것은?

  1. 단관 중력 환수배관(상향공급식) : 1/100∼1/200
  2. 단관 중력 환수배관(하향공급식) : 1/50∼1/100
  3. 진공 환수배관의 증기주관(선하구배) : 1/200∼1/300
  4. 복관 중력 환수배관(건식:선하구배) : 1/50
(정답률: 36%)
  • 복관 중력 환수배관(건식:선하구배)의 표준 구배는 $1/200 \sim 1/300$ 정도이며, $1/50$은 너무 급한 구배로 적절하지 않습니다.
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83. 다음 증기난방 배관 방식중 잘못된 환수방식은?

  1. 기계환수식
  2. 하트포드환수식
  3. 중력환수식
  4. 진공환수식
(정답률: 68%)
  • 증기난방의 환수 방식에는 기계환수식, 중력환수식, 진공환수식이 있으며, 하트포드 환수 방식은 증기 배관의 응축수 제거를 위한 트랩 방식의 일종이지 전체 환수 방식이 아닙니다.
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84. 가스배관의 표시색상은 어느 것인가?

  1. 황색
  2. 흰색
  3. 청색
  4. 녹색
(정답률: 75%)
  • 가스배관은 안전을 위해 식별이 용이하도록 황색으로 표시하는 것이 표준입니다.
    오답 노트
    흰색: 일반 배관
    청색: 급수 배관
    녹색: 소화 배관
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85. 플랜지(flange)를 규정하는 사항이 아닌 것은?

  1. 면(face)의 형상
  2. 파이프의 부착법
  3. 레이팅(rating)
  4. 파이프의 재질
(정답률: 23%)
  • 플랜지는 배관의 연결 부품으로, 연결 면의 형상, 파이프의 부착 방법, 압력 등급을 나타내는 레이팅(rating) 등을 규정하며, 파이프 자체의 재질은 플랜지의 규정 사항이 아닙니다.
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86. 내구성이 가장 좋은 신축 이음쇠는?

  1. 루우프형
  2. 슬리이브형
  3. 벨로우즈형
  4. 팩레스형
(정답률: 52%)
  • 루우프형 신축 이음은 구조가 단순하고 기계적인 가동 부위가 적어 다른 신축 이음쇠에 비해 내구성이 가장 뛰어납니다.
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87. 주철관을 소켓이음할 때 코킹작업을 하는 이유는?

  1. 누수방지
  2. 얀(yarn)과의 결합
  3. 강도 증가
  4. 진동에 견딤
(정답률: 53%)
  • 주철관 소켓이음 시 얀(yarn)을 충전한 후 그 끝부분을 정으로 때려 밀어 넣는 코킹 작업을 통해 틈새를 완전히 메워 누수를 방지합니다.
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88. 하향급수 배관에서 수평주관의 설치위치는?

  1. 지하층의 천장 또는 1층의 바닥
  2. 중간층의 바닥 또는 천장
  3. 최상층의 바닥 또는 천장
  4. 최상층의 천장 또는 옥상
(정답률: 55%)
  • 하향급수 방식은 물을 최상층까지 올린 후 아래로 내려가며 공급하는 방식이므로, 수평주관은 최상층의 천장 또는 옥상에 설치합니다.
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89. 다음 신축이음 중 패킹재의 마모로 인하여 수시로 정비할 필요가 있는 것은?

  1. 스위블 신축이음
  2. 슬리브형 신축이음
  3. 신축곡관
  4. 벨로우즈형 신축이음
(정답률: 43%)
  • 슬리브형 신축이음은 내부의 패킹재가 마찰에 의해 마모되기 쉬운 구조이므로, 누수를 막기 위해 수시로 정비하고 교체해 주어야 합니다.
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90. 온수배관에 대한 기술 중 틀린 것은 어느 것인가?

  1. 팽창관에는 밸브를 달지 않는다.
  2. 배관의 최저부에는 배수 밸브를 부착하는 것이 좋다.
  3. 공기밸브는 순환펌프의 흡입측에 부착하는 것이 좋다
  4. 수평관은 팽창탱크를 향하여 올림구배가 되도록 한다
(정답률: 49%)
  • 온수배관에서 공기밸브는 배관 내의 공기를 효과적으로 배출하기 위해 시스템의 가장 높은 곳(최상부)에 설치해야 하며, 순환펌프의 흡입측에 설치하는 것은 적절하지 않습니다.
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91. 다음 도시기호 중 나사이음 크로스(cross)를 나타내는 것은?

(정답률: 37%)
  • 나사이음 크로스(cross)는 네 방향으로 배관이 연결되는 형상을 나타내며, 해당 도시는 와 같이 십자 형태로 표현됩니다.
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92. 암모니아 냉매를 사용하는 흡수식 냉동기의 배관재료로 가장 좋은 것은?

  1. 주철관
  2. 동관
  3. 강관
  4. 동합금강
(정답률: 70%)
  • 암모니아($NH_3$)는 구리 및 구리 합금을 부식시키는 성질이 매우 강하므로, 부식 저항성이 있는 강관을 배관 재료로 사용하는 것이 가장 적절합니다.
    오답 노트
    동관, 동합금강: 암모니아에 의해 부식됨
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93. 일반 배관용 강제 맞대기 용접식 관 이음쇠의 형상을 곡률 반경에 따라 장반경과 단반경으로 구분한다 이 중 장 반경의 이음쇠는 곡률 반경이 강관 호칭경의 몇 배를 말하는가?

  1. 1.5 배
  2. 1.0 배
  3. 2.0 배
  4. 2.5 배
(정답률: 46%)
  • 강제 맞대기 용접식 관 이음쇠에서 장반경 이음쇠는 곡률 반경이 강관 호칭경의 $1.5$ 배인 것을 말합니다.
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94. 진공환수식 증기난방 배관에 관한 다음 설명 중 틀린것은?

  1. 환수관은 다른 방식에 비해 작아도 된다.
  2. 방열량을 광범위하게 조절할 수 있다.
  3. 이 방식은 방열기,보일러 등의 설치위치에 제한을 받지 않는다.
  4. 소규모 난방에서 이 방식이 많이 사용된다.
(정답률: 52%)
  • 진공 환수식 증기난방은 시스템의 규모가 큰 대규모 난방에 주로 사용되는 방식입니다.
    오답 노트
    소규모 난방에서 이 방식이 많이 사용된다: 대규모 난방에 적합함
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95. 호칭지름 20A의 강관을 곡률반지름 200㎜로서 120° 의 각도로 구부릴 때 필요한 파이프의 곡선 길이는 약 몇 mm인가?

  1. 390㎜
  2. 405㎜
  3. 420㎜
  4. 487㎜
(정답률: 53%)
  • 부채꼴 모양의 곡선 길이는 반지름과 중심각을 이용한 호의 길이 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$L = 2 \pi R \times \frac{\theta}{360}$$
    ② [숫자 대입]
    $$L = 2 \times 3.14 \times 200 \times \frac{120}{360}$$
    ③ [최종 결과]
    $$L = 418.67$$
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96. 유기질 보온재인 것은?

  1. 규조토
  2. 암면
  3. 펠트
  4. 탄산마그네슘
(정답률: 49%)
  • 보온재는 성분에 따라 유기질과 무기질로 나뉘며, 펠트는 동물성 섬유나 합성 섬유로 만들어진 대표적인 유기질 보온재입니다.
    오답 노트
    규조토, 암면, 탄산마그네슘: 무기질 보온재
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97. 보온재의 선정 조건으로 적당하지 않은 것은?

  1. 열전달률이 작아야 한다.
  2. 불연성이 있는 것이 좋다.
  3. 물리적 화학적 강도가 커야 한다.
  4. 내용 년수는 작아야 한다.
(정답률: 70%)
  • 보온재는 한 번 설치하면 장기간 성능을 유지해야 하므로, 내용 년수(내구연한)가 길수록 경제적이고 효율적입니다.
    오답 노트
    열전달률: 작을수록 단열 성능 우수
    불연성: 화재 예방을 위해 필수적
    물리적 화학적 강도: 변형 방지를 위해 커야 함
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98. 가스배관에 있어서 틀린 것은?

  1. 건물내에서 반드시 노출배관 하는 것이 좋다.
  2. 물빼기 장치의 설치가 용이하게 한다.
  3. 적당한 구배를 둔다.
  4. 하중에 잘견디게 옥내에서는 벽속에 매립배관 한다.
(정답률: 48%)
  • 가스배관은 가스 누설 시 빠른 발견과 유지보수를 위해 원칙적으로 노출배관으로 시공해야 하며, 벽 속에 매립하는 것은 매우 위험하여 금지됩니다.
    오답 노트
    건물내 노출배관: 안전을 위한 권장 사항
    물빼기 장치: 응축수 제거를 위해 필요
    적당한 구배: 배수 및 흐름을 위해 필요
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99. 공기조화 설비용 냉,온수배관의 관경에 따른 유속으로 가장 적합한 것은?

  1. 20A - 0.1㎧
  2. 32A - 0.3 ㎧
  3. 50A - 1.5 ㎧
  4. 75A - 3.5 ㎧
(정답률: 56%)
  • 공기조화 설비용 냉,온수배관의 관경별 표준 유속 기준에 따라 50A 관경일 때 유속 $1.5\text{m/s}$가 가장 적합합니다.
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100. 다음 중 급탕배관의 숏 서키트(Short circuit)현상을 방지할 수 있는 배관 방식은 무엇인가?

  1. 리버스 리턴 배관방식
  2. 다이렉트 리턴 배관방식
  3. 단관식 배관방식
  4. 상향식 배관방식
(정답률: 67%)
  • 리버스 리턴 배관방식은 공급관과 환수관의 전체 길이를 같게 하여 각 부하 지점의 압력 손실을 균일하게 함으로써, 특정 경로로만 유체가 흐르는 숏 서키트 현상을 방지합니다.
    오답 노트
    다이렉트 리턴 배관방식: 환수관 길이가 서로 달라 압력 불균형으로 숏 서키트 발생 가능
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