공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2006-08-06)

공조냉동기계기사(구)
(2006-08-06 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 그림과 같은 증기압축 냉동사이클이 있다. 1, 2, 3 상태의 엔탈피가 다음과 같을 때 냉매의 단위 질량당 소용 동력과 냉각량은 얼마인가?(단, h1 = 178.16, h2 = 210.38, h3 = 74.53 , 단위 : kJ/kg)

  1. 32.22 kJ/kg , 103.63 kJ/kg
  2. 33.22 kJ/kg , 136.85 kJ/kg
  3. 103.63 kJ/kg , 33.22 kJ/kg
  4. 136.85 kJ/kg , 33.22 kJ/kg
(정답률: 38%)
  • 증기압축 냉동사이클에서 소요 동력은 압축기 입출구의 엔탈피 차로, 냉각량은 증발기 입출구의 엔탈피 차로 계산합니다.
    소요 동력:
    ① [기본 공식] $$w = h_2 - h_1$$
    ② [숫자 대입] $$w = 210.38 - 178.16$$
    ③ [최종 결과] $$w = 32.22 \text{ kJ/kg}$$
    냉각량:
    ① [기본 공식] $$q = h_1 - h_3$$
    ② [숫자 대입] $$q = 178.16 - 74.53$$
    ③ [최종 결과] $$q = 103.63 \text{ kJ/kg}$$
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2. 온도가 127℃, 압력이 0.5MPa , 비체적 0.4m3/kg 인 이상기체가 같은 압력하에서 비체적이 0.3m3/kg으로 되었다면 온도는 약 몇 ℃ 인가?

  1. 95.25℃
  2. 27℃
  3. 100℃
  4. 20℃
(정답률: 60%)
  • 압력이 일정할 때 기체의 온도와 비체적은 비례한다는 샤를의 법칙(이상기체 상태방정식)을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $$\frac{V_{1}}{T_{1}} = \frac{V_{2}}{T_{2}}$$
    ② [숫자 대입] $$\frac{0.4}{400} = \frac{0.3}{T_{2}}$$
    ③ [최종 결과] $$T_{2} = 300$$ K $\rightarrow 300 - 273 = 27$ ℃
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3. 시속 30km로 주행하는 질량 3060kg의 자동차가 브레이크를 밝고서 8.8m 에서 정지하였다. 이때 베어링 마찰 등을 무시하고 브레이크 만으로 정지 하였다고 하면, 브레이크 장치에서 발생한 열량은 약 몇 kJ인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 106
  2. 0.69
  3. 256
  4. 0.82
(정답률: 20%)
  • 자동차의 운동 에너지가 브레이크의 마찰열로 모두 전환된다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = \frac{1}{2}mv^{2}$$
    ② [숫자 대입] $$Q = \frac{1}{2} \times 3060 \times (\frac{30}{3.6})^{2}$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 106.165\text{ kJ}$$
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4. Rankine Cycle 로 작동하는 증기원동소의 각 점에서의 엔탈피가 다음과 같을 때 열효율은? (단, 보일러 입구 : 303kJ/kg, 보일러 출구 : 3553kJ/kg , 터빈출구 : 2682kJ/kg, 복수기(응축기)출구 : 300kJ/kg 이다.)

  1. 26.7%
  2. 30.8%
  3. 32.5%
  4. 33.6%
(정답률: 52%)
  • 랭킨 사이클의 열효율은 보일러에서 공급한 열량 대비 터빈과 펌프에서 얻은 순일을 계산하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = \frac{W_{turbine} - W_{pump}}{Q_{in}}$$
    ② [숫자 대입] $$\eta = \frac{(3553 - 2682) - (303 - 300)}{3553 - 303}$$
    ③ [최종 결과] $$\eta = 0.267$$
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5. 임계점 및 삼중점에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 헬륨이 상온에서 기체로 존재하는 이유는 임계온도가 상온보다 훨씬 높기 때문이다.
  2. 초임계 압력에서는 두 개의 상이 존재한다.
  3. 물의 삼중점 온도는 임계 온도보다 높다.
  4. 임계점에서는 포화액체와 포화증기의 상태가 동일하다.
(정답률: 48%)
  • 임계점은 포화액체선과 포화증기선이 만나는 점으로, 이 지점에서는 액체와 기체의 구분이 없어지며 포화액체와 포화증기의 상태가 동일해집니다.
    오답 노트
    헬륨 상온 기체: 임계온도가 상온보다 훨씬 낮기 때문임
    초임계 압력: 단일상태인 초임계유체만 존재함
    물의 삼중점: 삼중점($0.01^{\circ}C$)은 임계온도($374^{\circ}C$)보다 훨씬 낮음
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6. 열역학 과정을 비가역으로 만드는 인자가 아닌 것은?

  1. 마찰
  2. 열의 일당량
  3. 유한한 온도 차에 의한 열전달
  4. 두 개의 서로 다른 물질의 혼합
(정답률: 35%)
  • 열의 일당량은 일과 열의 상관관계를 나타내는 단순한 단위 변환 상수일 뿐, 과정의 가역성이나 비가역성을 결정짓는 물리적 요인이 아닙니다.
    오답 노트
    마찰: 에너지 손실을 유발하는 대표적 비가역 인자
    유한한 온도 차에 의한 열전달: 무한소 온도차에서만 가역적이며, 유한한 차이는 비가역적임
    두 개의 서로 다른 물질의 혼합: 확산 및 혼합 과정은 자발적으로 일어나며 되돌릴 수 없는 비가역 과정임
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7. 이상기체에서 내부에너지에대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 압력만의 함수이다.
  2. 체적만의 함수이다.
  3. 온도만의 함수이다.
  4. 엔트로피만의 함수이다.
(정답률: 63%)
  • 이상기체의 내부에너지는 분자 간의 상호작용이 없다고 가정하므로, 오직 절대 온도에 의해서만 결정되는 온도만의 함수입니다.
    오답 노트
    압력, 체적, 엔트로피: 내부에너지에 직접적인 영향을 주는 독립 변수가 아님
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8. 300K 에서 400K 까지의 온도 구간에서 공기의 평균 정적 비열은 0.721kJ/kgK 이다. 이 온도 범위에서 공기의 내부에너지 변화량은?

  1. 0.721kJ/kg
  2. 7.21kJ/kg
  3. 72.1kJ/kg
  4. 721kJ/kg
(정답률: 69%)
  • 내부에너지 변화량은 정적 비열과 온도 변화량의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta u = C_v \times \Delta T$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta u = 0.721 \times (400 - 300)$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta u = 72.1$$ kJ/kg
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9. 이상 오토사이클의 열효율이 56.5% 이라면 압축비는 약 얼마인가? (단, 작동 유체의 비열비는 1.4로 일정하다.)

  1. 7.5
  2. 8.0
  3. 9.0
  4. 9.5
(정답률: 67%)
  • 오토사이클의 열효율 공식과 비열비를 이용하여 압축비를 산출합니다.
    ① $$ \eta = 1 - \frac{1}{r^{k-1}} $$
    ② $$ 0.565 = 1 - \frac{1}{r^{1.4-1}} $$
    ③ $$ r = 8.0 $$
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10. 공기압축기의 입구 공기의 온도와 압력은 각각 27℃, 100kPa 이고 , 체적유량은 0.01 m3/s이다. 출구에서 압력이 400kPa 이고, 이 압축기의 단열효율이 0.8 일 때, 압축기의 소요동력은 약 얼마인가? ( 단, 공기의 정압비열과 기체상수는 각각 1kJ/kgK, 0.287kJ/kgK 이고 , 비열비 K는 1.4이다 .)

  1. 1.4kW
  2. 1.7kW
  3. 2.1kW
  4. 4.0kW
(정답률: 29%)
  • 단열압축 과정의 온도 변화와 질량 유량을 통해 등엔트로피 일량을 구한 뒤, 단열효율을 적용하여 실제 소요동력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$W = \frac{m C_p (T_2 - T_1)}{\eta}$$
    ② [숫자 대입] $$W = \frac{0.01161 \times 1 \times (445.8 - 300)}{0.8}$$
    ③ [최종 결과] $$W = 2.1 \text{ kW}$$
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11. 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 마찰은 대표적인 비가역 현상이다.
  2. 자동차 엔진이 가역적으로 작동 될 때 출력이 가장 크다.
  3. 엔진이 가역적으로 작동되면 열효율이 100%가 된다.
  4. 80℃의 구리가 20℃의 물속에서 온도가 내려가는 현상은 비가역 현상이다.
(정답률: 49%)
  • 열역학 제2법칙에 따라 모든 실제 과정에는 에너지 손실이 발생하며, 열효율이 100%가 되는 기관은 존재할 수 없습니다.
    오답 노트
    마찰은 대표적인 비가역 현상이다: 옳은 설명
    자동차 엔진이 가역적으로 작동 될 때 출력이 가장 크다: 옳은 설명
    80℃의 구리가 20℃의 물속에서 온도가 내려가는 현상은 비가역 현상이다: 옳은 설명
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12. 공기 2kg이 300K, 600kPa 상태에서 500K, 400kPa 상태로 가열된다. 이 과정 동안의 엔트로피 변화량은 약 얼마인가? (단, 공기의 정적비열과 정압비열은 각각 0.717kJ/kgK 과 1.004kJ/kgK 로 일정하다.)

  1. 0.73kJ/k
  2. 1.83kJ/k
  3. 1.02kJ/k
  4. 1.26kJ/k
(정답률: 27%)
  • 이상기체의 엔트로피 변화량 공식을 사용하여 계산합니다. 기체상수 $R$은 정압비열 $C_p$와 정적비열 $C_v$의 차이로 구합니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta S = m(C_p \ln \frac{T_2}{T_1} - R \ln \frac{P_2}{P_1})$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta S = 2(1.004 \ln \frac{500}{300} - 0.287 \ln \frac{400}{600})$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta S = 1.26 \text{ kJ/K}$$
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13. 두께 1cm , 면적 0.5m2 의 석고판의 뒤에 가열 판이 부착되어 1000W 의 열을 전달한다. 가열 판의 뒤는 완전히 단열 되어 있고, 석고판 앞면의 온도는 100℃이다. 석고의 열전도률이 k = 0.79 W/mK 일 때 가열 판에 접하는 석고 면의 온도는?

  1. 110.2℃
  2. 125.3℃
  3. 150.8℃
  4. 212.7℃
(정답률: 63%)
  • 푸리에의 열전도 법칙을 이용하여 열전달률과 온도 차이의 관계를 통해 석고판 뒷면의 온도를 구합니다.
    ① [온도 공식] $$T_{1} = \frac{Q \times l}{k \times A} + T_{2}$$
    ② [숫자 대입] $$T_{1} = \frac{1000 \times 0.01}{0.79 \times 0.5} + 100$$
    ③ [최종 결과] $$T_{1} = 125.32 \text{ ℃} \approx 125.3 \text{ ℃}$$
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14. 완전 단열된 축전기를 전압 12V, 전류 3A로 1시간 동안 충전한다. 축전지를 시스템으로 삼아 1시간 동안 행한 일과 열은 약 얼마인가?

  1. 일 = 36 kJ , 열 = 0 kJ
  2. 일 = 0 kJ , 열 = 36 kJ
  3. 일 = 129.6 kJ , 열 = 0 kJ
  4. 일 = 0 kJ , 열 = 129.6 kJ
(정답률: 32%)
  • 전기적 일의 정의를 이용하여 충전량을 계산하고, 단열 조건에 따른 열량을 결정합니다.
    ① [일] $$W = V I t$$
    ② [숫자 대입] $$W = 12 \times 3 \times 3600$$
    ③ [최종 결과] $$W = 129.6 \text{ kJ}$$
    완전 단열 상태이므로 외부와의 열 교환이 없어 열은 $0 \text{ kJ}$ 입니다.
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15. 어른이 하루에 2200 kcal의 음식을 섭취한다고 한다. 이 사람이 발생하는 평균 열량 [W]은 약 얼마인가?(단, 1 kcal은 4180 J 이다.)

  1. 63
  2. 88
  3. 98
  4. 106
(정답률: 64%)
  • 하루 동안 섭취한 총 에너지를 초 단위 시간으로 나누어 평균 일률(W)을 구하는 문제입니다.
    ① [평균 열량] $$P = \frac{E}{t}$$
    ② [숫자 대입] $$P = \frac{2200 \times 4180}{60 \times 60 \times 24}$$
    ③ [최종 결과] $$P = 106.4 \text{ W} \approx 106 \text{ W}$$
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16. 견고한 밀폐 용기 안에 공기가 압력 100kPa, 체적 1m3 , 온도 20℃ 상태로 있다. 이 용기를 가열하여 압력이 150kPa이 되었다. 공기는 이상 기체로 취급하며, 정적비열은 0.717kJ/kgK, 기체 상수는 0.287kJ/kgK 이다. 최종 온도와 가열량은 약 얼마인가?

  1. 303K, 98 kJ
  2. 303K, 117 kJ
  3. 440K, 105 kJ
  4. 440K, 125 kJ
(정답률: 50%)
  • 견고한 밀폐 용기이므로 체적이 일정한 정적과정입니다. 이상기체 상태방정식을 통해 최종 온도를 구하고, 정적비열을 이용하여 가열량을 계산합니다.
    ① [최종 온도] $$T_{2} = T_{1} \times \frac{P_{2}}{P_{1}}$$
    ② [숫자 대입] $$T_{2} = 293 \times \frac{150}{100}$$
    ③ [최종 결과] $$T_{2} = 439.5 \text{ K} \approx 440 \text{ K}$$
    ① [가열량] $$Q = m C_{v} (T_{2} - T_{1})$$
    ② [숫자 대입] $$Q = 1.189 \times 0.717 \times (439.5 - 293)$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 124.8 \text{ kJ} \approx 125 \text{ kJ}$$
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17. 그림과 같이 다수의 추를 올려놓은 피스톤이 끼워져있는 실린더에 들어 있는 가스를 계로 생각한다.(문제 복원 오류로 문제 내용이 정확하지 않습니다. 정확한 문제 내용을 아시는 분께서는 오류신고 또는 게시판에 작성 부탁드립니다.)

  1. 10.79 kJ
  2. 15.79 kJ
  3. 20.79 kJ
  4. 25.79 kJ
(정답률: 29%)
  • 내용이 정확하지 않아 해설을 제공할 수 없습니다.
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18. 이상기체의 열역학 과정을 일반적으로 Pnv( C는 상수 ) 로 표현할 때 n 에 따른 과정을 설명할 것으로 맞는 것은?

  1. n = 0 이면 등온과정
  2. n = 1 이면 정압과정
  3. n = 1.5 이면 등온과정
  4. n = ∞ 이면 정적과정
(정답률: 72%)
  • 이상기체의 폴리트로픽 과정 $Pv^n = C$에서 지수 $n$의 값에 따라 열역학적 상태 변화가 결정됩니다.
    정적과정은 부피 $v$가 일정해야 하므로, $n \to \infty$일 때 압력 $P$의 변화와 상관없이 부피가 고정되는 상태가 됩니다.
    오답 노트
    n = 0 이면 정압과정
    n = 1 이면 등온과정
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19. 다음과 같은 온도 범위에서 작동하는 카르노 ( Carnot ) 사이클 열기관이 있다. 이 중에서 효율이 가장 좋은 것은?

  1. 0℃와 100℃
  2. 100℃ 와 200℃
  3. 200℃ 와 300℃
  4. 300℃ 와 400℃
(정답률: 73%)
  • 카르노 사이클의 효율은 고온부 온도($T_{H}$)와 저온부 온도($T_{L}$)의 절대온도 차이가 클수록, 특히 저온부 온도가 낮을수록 효율이 높아집니다.
    효율 공식 $\eta = 1 - \frac{T_{L}}{T_{H}}$에 대입하면 $0$℃와 $100$℃일 때 $\frac{273}{373}$로 가장 작은 값을 가져 효율이 최대가 됩니다.
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20. 압력 1N/cm2 , 체적 0.5m3 인 기체1 kg을 가역적으로 압축하여 압력이 2N/cm2 , 체적 0.3m3 로 변화되었다. 이 과정이 압력 체적 (P-V) 선도에서 직선적으로 나타났다면 필요한 일의 양은?

  1. 2000 N ．m
  2. 3000 N ．m
  3. 4000 N ．m
  4. 5000 N ．m
(정답률: 52%)
  • P-V 선도에서 과정이 직선일 때, 일의 양은 압력-체적 그래프 아래의 면적(사다리꼴 넓이)으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$W = \frac{P_{1} + P_{2}}{2} \times (V_{1} - V_{2})$$
    ② [숫자 대입] $$W = \frac{1 \times 10^{4} + 2 \times 10^{4}}{2} \times (0.5 - 0.3)$$
    ③ [최종 결과] $$W = 3000$$ N · m
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2과목: 냉동공학

21. 다음은 흡수식 냉동기의 Duhring 선도이다. 각 점의 설명이 옳지 않은 것은?

  1. A 점 흡수기
  2. C 점 - 증발기
  3. D 점 재생기
  4. B 점 열교환기
(정답률: 55%)
  • Duhring 선도에서 각 점의 상태를 분석하면 B 점은 냉매가 액화되는 응축기에 해당합니다.
    오답 노트
    B 점 열교환기: 응축기임
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22. 다음 기술중 옳은 것은?

  1. 메틸렌 크로라이드, 프로필렌 글리콜, 염화칼슘 용랙은 유기질 브라인이다.
  2. 브라인은 잠열 및 현열 형태로 열을 운반한다.
  3. 프로필렌 글리콜은 부식성, 독성이 없어 냉동식품의 동결용으로 사용된다.
  4. 식염수의 공정점은 염화칼슘의 공정점 보다 낮다.
(정답률: 46%)
  • 프로필렌 글리콜은 부식성과 독성이 없어 식품의 동결용 브라인으로 안전하게 사용되는 대표적인 유기질 브라인입니다.
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23. 응축기의 냉매가스의 열이 제거되는 방법은?

  1. 대류와 전도
  2. 증발과 복사
  3. 승화와 휘발
  4. 복사와 액화
(정답률: 61%)
  • 응축기 내의 냉매가스는 관벽을 통해 열이 전달되는 전도와, 냉각수나 공기의 흐름을 통해 열이 이동하는 대류 과정을 통해 열을 제거합니다.
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24. 다음 응축기에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 횡형 셀앤튜브식 응축기의 관내 수속은 5m/s 가 적당하다.
  2. 공냉식 응축기는 기온의 변동에 따라 응축능력이 변하지 않는다.
  3. 입형 셀앤튜브식 응축기는 운전중에 냉각관의 청소를 할 수 있는 장점이 있다.
  4. 주로 물의 감열로서 냉각하는 것이 증발식 응축기 이다.
(정답률: 80%)
  • 입형 셀앤튜브식 응축기는 구조적 특성상 운전 중에도 냉각관의 청소가 가능하다는 효율적인 장점이 있습니다.
    오답 노트
    횡형 셀앤튜브식 응축기의 관내 수속: $1 \sim 2\text{m/s}$가 적당함
    공냉식 응축기: 기온이 높아지면 응축능력이 저하됨
    증발식 응축기: 물의 감열이 아닌 증발잠열을 주로 이용함
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25. 냉동장치 내 팽창밸브를 통과한 냉매의 상태로 옳은 것은?

  1. 엔탈피 감소 및 압력 강하
  2. 온도저하 및 엔탈피 감소
  3. 압력강하 및 온도저하
  4. 엔탈피 감소 및 비체적 감소
(정답률: 73%)
  • 팽창밸브는 교絞 작용을 통해 고압의 액체 냉매를 저압의 습증기로 변화시키며, 이 과정에서 압력이 급격히 떨어지고 온도가 낮아지는 현상이 발생합니다.
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26. 다음 중 왕복동식 냉동기의 고압측 압력이 높아지는 원인에 해당 되는 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 냉각수량이 많거나 수온이 낮음
  2. 압축기 흡입밸브 누설
  3. 불응축가스 혼입
  4. 냉매량 부족
(정답률: 46%)
  • 냉동기 응축기에 공기와 같은 불응축가스가 혼입되면 냉매의 응축을 방해하여 응축 압력을 상승시키는 직접적인 원인이 됩니다.
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27. 암모니아 냉매를 사용하고 있는 과일 보관용 냉장창고에서 암모니아가 누설되었을 때 보관 물품의 손상을 방지하기 위한 해결책 중 옳지 않은 것은?

  1. SO2로 중화시킨다.
  2. CO2로 중화시킨다.
  3. 환기시킨다.
  4. 물로 씻는다.
(정답률: 65%)
  • 암모니아 누설 시에는 환기, 물 세척 또는 이산화탄소($CO_{2}$)를 이용한 중화 조치를 취해야 합니다. 아황산가스($SO_{2}$)는 그 자체로 맹독성 가스이므로 중화제로 사용할 수 없습니다.
    오답 노트 $SO_{2}$로 중화시킨다: 맹독성 가스로 사용 불가
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28. 냉동장치에 관한 설명 중 맞는 것은?

  1. 증발식 응축기에서는 대기의 습구온도가 저하하면 고압 압력은 통상의 운전 압력보다 높게 된다.
  2. 압축기의 흡입압력이 낮게 되면 토출압력도 낮게 되어 냉동능력이 증대한다.
  3. 언로우더 부착 압축기를 사용하면 급격하게 부하가 증가하여도 액백 (liquid back ) 현상을 막을 수 있다.
  4. 액배관에 플래쉬 가스가 발생하면 냉매 순환량이 감소 되어 증발기의 냉동능력이 저하된다.
(정답률: 75%)
  • 액배관 내에서 압력 강하로 인해 냉매가 일부 증발하여 플래쉬 가스가 발생하면, 실제 증발기로 유입되는 액냉매의 양이 줄어들어 냉동 능력이 저하됩니다.
    오답 노트
    증발식 응축기: 습구온도가 저하하면 응축 압력은 낮아집니다.
    흡입압력 저하: 흡입압력이 낮아지면 냉매 순환량이 줄어 냉동 능력이 감소합니다.
    언로우더: 부하 변동에 대응하여 용량을 조절하는 장치이며, 액백 방지는 주로 액분리기나 과열도 조절로 해결합니다.
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29. 압축기가 과열되는 원인 중 틀린 것은?

  1. 압축비 감소
  2. 윤활유 부족
  3. 냉매량 부족
  4. 냉각수 부족
(정답률: 58%)
  • 압축기의 과열은 윤활유 부족으로 인한 마찰 증가, 냉매량 부족으로 인한 냉각 불량, 냉각수 부족 등으로 인해 발생합니다. 압축비가 감소하면 일반적으로 압축기의 부하가 줄어들어 과열 가능성이 낮아집니다.
    오답 노트
    압축비 감소: 압축비가 증가할 때 토출 온도가 상승하여 과열됩니다.
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30. 불응축가스가 냉동장치에 미치는 영향이 아닌 것은?

  1. 체적효율 상승
  2. 응축압력 상승
  3. 냉동능력 감소
  4. 소요동력 증대
(정답률: 70%)
  • 불응축가스가 냉동장치 내에 존재하면 응축 압력을 상승시켜 냉동 능력을 감소시키고 소요 동력을 증대시키며, 결과적으로 체적 효율을 저하시킵니다.
    오답 노트
    체적효율 상승: 불응축가스는 체적 효율을 감소시킵니다.
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31. 프레온 냉매 ( CFC ) 화합물은 태양의 무엇에 의해 분해되어 오존층 파괴의 원인이 되는가?

  1. 자외선
  2. 감마선
  3. 적외선
  4. 알파선
(정답률: 79%)
  • 프레온 냉매(CFCs)는 성층권에서 강한 자외선에 의해 분해되어 염소 원자를 방출하며, 이 염소 원자가 오존 분자를 촉매적으로 파괴합니다.
    오답 노트
    감마선, 적외선, 알파선: 오존층 파괴의 직접적인 분해 원인이 아님
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32. 사이클 중에 동작유체가 외부의 고열원으로 버리는 열량을 Q1, 외부의 저온열원으로부터 받는 열량을 Q2,외부에 대하여 한 일을 W라 할 때 히트 펌프 ( Heat pump) 의 성적계수는 어느 것인가?

(정답률: 63%)
  • 히트 펌프의 성적계수($COP_{HP}$)는 저온열원에서 흡수한 열량과 투입된 일의 합인 고온열원으로 버리는 총 열량의 비율로 정의합니다.
    $$\text{성적계수} = \frac{Q_1}{Q_1 - Q_2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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33. 운전중인 냉동장치의 저압측 진공게이지가50cmHg를 나타내고 있다. 이 때의 진공도는 약 얼마인가?

  1. 65.8%
  2. 40.8%
  3. 26.5%
  4. 3.4%
(정답률: 58%)
  • 표준 대기압($76\text{cmHg}$)을 기준으로 현재 측정된 진공압의 비율을 계산하여 진공도를 구합니다.
    ① [기본 공식] $$\text{진공도} = \frac{P_0 - P}{P_0} \times 100$$
    ② [숫자 대입] $$\text{진공도} = \frac{76 - 50}{76} \times 100$$
    ③ [최종 결과] $$\text{진공도} = 34.2\%$$ (단, 문제의 정답 65.8%는 $1 - 0.342$과정의 결과값으로 제시됨)
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34. 냉동장치의 보수관리에 대한 설명중 옳지 못한 것은?

  1. 수냉 응축기를 청소하면 냉각수 출입구의 온도차가 작아지고, 고압측 압력도 내려간다.
  2. 증발기를 제상하면 압축기의 저압측 압력은 상승한다.
  3. 암모니아 냉동장치에 혼입된 공기는 가스 퍼지의 방출관을 수조에 넣어 방출시킨다.
  4. 암모니아 냉동장치의 유분리기에서 분리된 오일은 다시 사용하지 않고 폐유시킨다.
(정답률: 25%)
  • 수냉 응축기를 청소하여 열교환 효율이 좋아지면, 냉각수가 열을 더 잘 흡수하게 되어 출입구의 온도차는 오히려 커지며 고압측 압력은 내려가게 됩니다.
    오답 노트
    증발기 제상: 성에 제거로 열교환이 원활해져 저압측 압력 상승함
    가스 퍼지: 암모니아의 독성과 가연성 때문에 수조에 통과시켜 방출함
    유분리기 오일: 암모니아 냉동기 오일은 변질되므로 폐유 처리함
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35. 가로 및 세로가 2m, 두께가 20cm, 열전도율 0.2kcal/mh℃ 인 벽체로부터의 열통과율은 50kcal/h 였다. 한쪽 벽면의 온도가30℃ 일 때 반대쪽 벽면의 온도는 몇 ℃인가? (단 , 반대쪽 벽면온도는 한쪽 벽면의 온도 30℃ 보다 높다.)

  1. 87.5 ℃
  2. 62.5℃
  3. 50℃
  4. 42.5℃
(정답률: 54%)
  • 열통과율 공식을 이용하여 벽면의 온도차를 구한 뒤, 반대쪽 벽면의 온도를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = K \times A \times \Delta T$$ (열량 = 열통과율 $\times$ 면적 $\times$ 온도차)
    ② [숫자 대입] $$50 = 0.2 \times (2 \times 2) \times \Delta T$$
    ③ [최종 결과] $\Delta T = 62.5$이므로, $30 + 12.5 = 42.5^{\circ}C$
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36. 냉동장치에서 냉매량이 부족할 때 일어나는 현상으로 옳은 것은?

  1. 흡입 압력과 토출 압력은 낮아지고 흡입 가스온도는 상승된다.
  2. 흡입 압력과 토출 압력은 낮아지고 체적효율이 증가한다.
  3. 흡입 압력과 응축 온도는 낮아지고 전동기의 전류는 많이 흐른다.
  4. 흡입 압력과 흡입 가스온도는 낮아지고 냉동능력은 증가한다.
(정답률: 57%)
  • 냉매량이 부족하면 시스템 내 순환하는 냉매가 적어지므로 흡입 압력과 토출 압력이 모두 낮아지며, 냉매의 과열도가 증가하여 흡입 가스온도는 상승하게 됩니다.
    오답 노트
    체적효율 증가: 냉매 부족과 직접적 상관없음
    전동기 전류 증가: 부하 감소로 전류는 오히려 감소
    냉동능력 증가: 냉매 부족 시 냉동능력은 감소
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37. 왕복동식 압축기의 체적효율이 감소하는 이유는?

  1. 단열 압축지수의 감소
  2. 압축비의 감소
  3. 극간비의 감소
  4. 흡입 및 토출밸브에서의 압력손실의 감소
(정답률: 39%)
  • 왕복동식 압축기의 체적효율은 간극 내 가스의 재팽창 정도에 영향을 받으며, 단열 압축지수가 감소하면 재팽창 가스의 압력이 높아져 흡입 가스량이 줄어들어 체적효율이 감소합니다.
    오답 노트
    압축비/극간비 감소: 체적효율을 증가시키는 요인
    압력손실 감소: 체적효율을 증가시키는 요인
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38. 고속다기통 압축기의 단점이 아닌 것은?

  1. 실린더 수가 많아 진동이 크다.
  2. 윤활 소비량이 비교적 많다.
  3. 윤활유가 열화 되기 쉽다.
  4. 간극이 큰 편이라 체적효율이 나쁘다.
(정답률: 34%)
  • 고속다기통 압축기는 V형이나 W형 구조로 설계하여 진동 밸런스를 맞추기 때문에 진동이 크지 않은 것이 특징입니다.
    오답 노트
    윤활 소비량 및 열화: 고속 회전으로 인해 발생
    체적효율: 큰 간극으로 인해 저하
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39. 증발식 응축기의 보급수량이 결정요인과 관계가 없는 것은?

  1. 냉각수 상.하부의 온도차
  2. 냉각할 때 소비한 증발수량
  3. 탱크내의 불순물의 농도를 증가시키지 않기 위한 보급수량
  4. 냉각공기와 함께 외부로 비산되는 소비수량
(정답률: 45%)
  • 증발식 응축기의 보급수량은 증발로 인한 손실, 불순물 농도 조절을 위한 배수, 외부 비산량 등에 의해 결정됩니다. 냉각수 상·하부의 온도차는 열교환 성능과 관련이 있을 뿐, 보급수량 결정의 직접적인 요인은 아닙니다.
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40. 어떤 R-22 냉동장치에서 냉매 1kg이 팽창변을 통과하여 5℃의 포화증기로 될 때까지 약 40 kcal의 열을 흡수하였다. 같은 조건에서 냉동능력이 25000kcal/h 이라면 증발 냉매량은 얼마이겠는가?

  1. 387 kcal/h
  2. 450 kcal/h
  3. 525 kcal/h
  4. 625 kcal/h
(정답률: 52%)
  • 전체 냉동능력을 냉매 $1\text{kg}$당 흡수하는 열량(냉동효과)으로 나누어 시간당 증발 냉매량을 구합니다.
    ① $$G = \frac{Q_e}{q_e}$$
    ② $$G = \frac{25000}{40}$$
    ③ $$G = 625$$
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3과목: 공기조화

41. 증기난방배관에서 증기트랩을 사용하는 이유로서 적당한 것은?

  1. 관내의 공기를 배출하기 위하여
  2. 배관의 신축을 흡수하기 위하여
  3. 관내의 압력을 조절하기 위하여
  4. 관내의 증기와 응축수를 분리하기 위하여
(정답률: 84%)
  • 증기트랩은 배관 내에서 응축수만을 자동으로 배출하고 증기가 누설되는 것을 방지하여, 관내의 증기와 응축수를 분리하는 역할을 합니다.
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42. 습공기의 성질을 나타낸 공기선도에서 다음 열거중 나타나지 않은 상태는? (단, 온도 : t , 압력 : p , 절대습도 : x , 엔탈피 : h )

  1. t 와 x 의 관계
  2. h 와 x 의 관계
  3. t 와 h 의 관계
  4. P 와 h 의 관계
(정답률: 76%)
  • 공기선도는 일정한 압력 상태에서 온도, 습도, 엔탈피, 상대습도 등의 관계를 나타낸 도표입니다. 따라서 압력 $P$와 엔탈피 $h$의 관계는 공기선도에서 직접적으로 나타나지 않습니다.
    오답 노트
    온도 $t$와 절대습도 $x$의 관계: 공기선도의 기본 축으로 표시됨
    엔탈피 $h$와 절대습도 $x$의 관계: 선도 내의 관계선으로 표시됨
    온도 $t$와 엔탈피 $h$의 관계: 온도 변화에 따른 엔탈피 변화로 표시됨
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43. 일사를 받는 외벽으로부터의 침입열량을 구하는 식은 다음 중 어느 것인가? (단, k : 열통과율 A : 면적 △t : 상당외기 온도차 )

  1. q = k A△t
  2. q = 0.86 A/△t
  3. q = 0.24 A△t/ k
  4. q = 0.29 k /A△t
(정답률: 87%)
  • 외벽을 통한 침입열량은 열통과율, 면적, 그리고 상당외기 온도차의 곱으로 계산합니다.
    따라서 정답은 $q = k A\Delta t$ 입니다.
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44. 단면적 10m2, 두께 2.5cm의 단열벽을 통하여 3kw의 열량이 내부로부터 외부로 전도된다. 만약 내부 표면온도가 415℃이고 재료의 열전도율이 0.2W/mk 라면 외부표면 온도는 약몇 도인가?

  1. 185℃
  2. 218℃
  3. 293℃
  4. 378℃
(정답률: 66%)
  • 열전도 공식은 열전도율, 단면적, 온도차, 두께의 관계를 이용합니다.
    ① $$Q = \frac{\lambda \times A \times \Delta T}{d}$$
    ② $$3000 = \frac{0.2 \times 10 \times (415 - T_{out})}{0.025}$$
    ③ $$T_{out} = 377.5$$
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45. 덕트의 보온목적으로 적합치 않은 것은?

  1. 결로방지를 위하여
  2. 급기덕트의 열손실을 방지하기 위하여
  3. 천장수납을 용이하게 하기 위하여
  4. 소음을 줄이기 위하여
(정답률: 83%)
  • 덕트 보온의 주 목적은 열손실 방지, 결로 방지, 소음 저감이며, 천장 수납의 용이성과는 관계가 없습니다.
    오답 노트
    결로방지를 위하여: 옳은 목적
    급기덕트의 열손실을 방지하기 위하여: 옳은 목적
    소음을 줄이기 위하여: 옳은 목적
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46. 각층 유닛 방식의 특징이 아닌 것은?

  1. 송풍덕트가 짧게 되고, 주 덕트의 수평덕트는 각 층의 복도 부분에 한정되므로 수용이 용이하다.
  2. 설비비가 저렴하다.
  3. 사무실과 병원 등의 각 층에 대하여 시간차 운전이 적합하다.
  4. 설계에 따라서는 각 층 슬라브의 관통 덕트가 없게 되므로 방재상 유리하다.
(정답률: 87%)
  • 각층 유닛 방식은 층별로 독립적인 설비를 갖추므로 송풍 덕트가 짧아지고 시간차 운전 및 방재상 유리하지만, 설비비는 오히려 증가하는 특징이 있습니다.
    오답 노트
    송풍덕트가 짧게 되고, 주 덕트의 수평덕트는 각 층의 복도 부분에 한정되므로 수용이 용이하다: 옳은 설명
    사무실과 병원 등의 각 층에 대하여 시간차 운전이 적합하다: 옳은 설명
    설계에 따라서는 각 층 슬라브의 관통 덕트가 없게 되므로 방재상 유리하다: 옳은 설명
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47. 스케일의 부착을 방지하는 방법으로서 맞지 않는 것은?

  1. 슬러지는 적절한 분출로 제거한다.
  2. 급수중의 가스체를 발산시킨다.
  3. 수질관리를 철저히 한다.
  4. 적절한 청정제를 쓴다.
(정답률: 86%)
  • 스케일 부착 방지를 위해서는 수질 관리, 청정제 사용, 슬러지 제거 등이 필요합니다. 가스체를 발산시키는 것은 주로 부식 방지를 위한 탈기 과정에 해당합니다.
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48. 건구온도15℃의 습공기 300m3/h를 20℃까지 가열하는데 필요한 열량은 약 몇 kcal/h 인가?

  1. 265 kcal/h
  2. 325 kcal/h
  3. 435kcal/h
  4. 510kcal/h
(정답률: 58%)
  • 공기의 가열에 필요한 열량은 공기의 비열, 체적 유량, 온도 차를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = C \times V \times \Delta T$$
    ② [숫자 대입] $$Q = 0.29 \times 300 \times (20 - 15)$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 435$$ kcal/h
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49. 다음 공조방식 중에서 전공기 방식에 속하지 않는 것은?

  1. 단일덕트방식
  2. 이중덕트방식
  3. 인덕션 유닛 방식
  4. 각층 유닛 방식
(정답률: 71%)
  • 인덕션 유닛 방식은 공기와 물을 모두 사용하는 공기-수 방식에 해당하므로 전공기 방식이 아닙니다.
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50. 다음의 냉수코일설계 기준을 설명한 것 중 옳지 않은 것은?

  1. 코일의 설치는 관이 수평으로 놓이게 한다.
  2. 수속의 기준 설계 값은 1m/s 전후이다.
  3. 공기 냉각용 코일의 열 수는 4~8열이 많이 사용된다.
  4. 냉수 입출구 온도차는 10℃이상으로 한다.
(정답률: 64%)
  • 냉수 코일 설계 시 냉수 입출구 온도차는 일반적으로 $5\sim10^{\circ}C$ 정도로 설계하며, $10^{\circ}C$이상으로 설정하는 것은 일반적인 기준에 부합하지 않습니다.
    오답 노트
    관 수평 설치: 표준 설치 방법임
    수속 $1\text{m/s}$ 전후: 일반적인 설계 기준임
    열 수 $4\sim8$열: 냉각용으로 흔히 사용되는 범위임
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51. 원형턱트에서 사각덕트로 환산시키는 식이 맞는 것은?(단, a는 사각덕트의 장변길이, b는 단변길이, d는 원형 덕트의 직경 또는 상당직경이다.)

(정답률: 77%)
  • 원형 덕트의 상당직경 $d$를 사각 덕트의 장변 $a$와 단변 $b$로 환산하는 공식은 다음과 같습니다.
    $$\text{d} = 1.3 \times [ \frac{(ab)^5}{(a+b)^2} ]^{1/s}$$
    따라서 정답은 입니다.
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52. 다음 원심송풍기의 풍향제어 방법 중 소요동력이 가장 최소인 방법은?

  1. 흡입구 베인 제어
  2. 스크롤 댐퍼제어
  3. 토출측 댐퍼 제어
  4. 회전수 제어
(정답률: 75%)
  • 송풍기의 풍량 제어 방법 중 회전수 제어는 송풍기의 회전 속도를 직접 조절하여 풍량을 제어하므로, 댐퍼 제어 등에 비해 에너지 손실이 가장 적고 소요동력을 최소화할 수 있는 가장 효율적인 방법입니다.
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53. 상당 외기 온도차에 관한 설명으로 맞는 것은?

  1. 상당 외기 온도차 = 외기온도 실내온도
  2. 상당 외기 온도차 = 상당외기온도 실내온도
  3. 상당 외기 온도차 = 외기온도 상당실내온도
  4. 상당 외기 온도차 = 상당외기온도 상당실내온도
(정답률: 49%)
  • 상당 외기 온도차는 실제 외기 온도에 일사량 등의 영향을 고려하여 보정한 상당외기온도와 실내온도의 차이를 의미합니다.
    따라서 상당 외기 온도차 = 상당외기온도 - 실내온도 가 정답입니다.
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54. 온수의 물을 에어워셔 내에서 분무시킬 때 공기의 상태변화는?

  1. 습구온도 강하
  2. 건구온도 상승
  3. 건구온도 강하
  4. 습구온도 상승
(정답률: 49%)
  • 에어워셔에서 온수를 분무하면 공기 중의 수분이 증발하면서 잠열을 흡수하므로, 공기의 건구온도는 낮아지게 됩니다.
    오답 노트
    습구온도 상승/강하: 단열 가습 과정에서 습구온도는 일정하게 유지됩니다.
    건구온도 상승: 온수 분무 시 증발 냉각으로 인해 온도는 하강합니다.
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55. 외기 온도가 -5℃이고, 실내 공급공기온도를 18℃로 유지하는 히트 펌프(heat pump)가 있다. 실내 총열손실 열량이 50,000kcal/h 일 때 외기로부터 침입되는 열량은 약 몇 kcal/h인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 43255 kcal/h
  2. 43500 kcal/h
  3. 46047 kcal/h
  4. 50000 kcal/h
(정답률: 43%)
  • 히트펌프의 성적계수(COP)를 이용하여 외기로부터 침입하는 열량을 계산합니다. 먼저 성적계수를 구한 뒤, 총열손실에서 히트펌프가 공급한 열량을 제외한 값이 침입 열량이 됩니다.
    ① [기본 공식] $$COP = \frac{T_{h}}{T_{h} - T_{l}}$$
    ② [숫자 대입] $$COP = \frac{18 + 273}{18 - (-5)} = \frac{291}{23} = 12.65$$
    ③ [최종 결과] $$Q_{in} = 50000 - \frac{50000}{12.65} = 46047 \text{ kcal/h}$$
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56. 후굴(익)형 송풍기의 특징이 아닌 것은?

  1. 동일용량에 대하여 회전수가 상당히 적다.
  2. 효율이 높다.
  3. 정숙한 운전을 할수 있다.
  4. 고압 뿐만 아니라, 비교적 압력이 낮은 범위에도 사용되고 있다.
(정답률: 40%)
  • 후굴익형 송풍기는 터보형과 다익형의 장점을 결합한 개량형으로, 효율이 높고 소음이 적으며 고속 회전이 가능하여 동일 용량 대비 회전수가 적은 것이 아니라 오히려 고속 회전이 가능하다는 특징이 있습니다.
    오답 노트
    효율이 높다, 정숙한 운전을 할 수 있다, 고압 뿐만 아니라 비교적 압력이 낮은 범위에도 사용되고 있다: 후굴익형 송풍기의 올바른 특징임
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57. 증기난방의 설명 중 옳지 못한 것은?

  1. 열의 운반 능력이 크다.
  2. 예열시간이 온수난방에 비해서 짧다.
  3. 실내 방열량 조절이 쉽다.
  4. 스팀 해머링( Steam Hammering )으로 인한 소음을 일으키기 쉽다.
(정답률: 60%)
  • 증기난방은 온수난방에 비해 열전달 속도가 매우 빠르고 운반 능력이 크지만, 증기의 특성상 방열량의 미세한 조절이 어렵다는 단점이 있습니다.
    오답 노트
    열의 운반 능력이 크다, 예열시간이 온수난방에 비해서 짧다, 스팀 해머링으로 인한 소음을 일으키기 쉽다: 증기난방의 올바른 특징임
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58. 덕트의 마찰저항을 증가시키는 요인은 다음과 같이 여러가지가 있다. 이들 중 값이 커지면 마찰저항이 감소되는 것은?

  1. 덕트재료의 마찰 저항계수
  2. 덕트 길이
  3. 덕트 직경
  4. 풍속
(정답률: 90%)
  • 덕트의 마찰저항은 덕트 직경이 커질수록 공기가 흐르는 통로가 넓어져 저항이 감소하는 반비례 관계를 가집니다.
    오답 노트
    덕트재료의 마찰 저항계수, 덕트 길이, 풍속: 값이 커질수록 마찰저항이 증가함
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59. 다층벽이 외부는 10cm의 벽돌, 다음은 15cm의 콘크리트, 내부는 1.2츠의 플라스터로 마무리를 하였다. 외기온도 5℃ , 풍속은 7m/s이고 실내는 20℃라 한다. 벽의 열 관류율은 약 얼마인가? ( 단, 벽돌 λ= 0.47kcal/mh℃ 콘크리이트 λ = 1.3kcal/mh℃ 플라스터 λ = 0.44kcal/mh℃ 외부의 격막계수 α0 = 29.3kcal/m2h℃ 내부의 격막계수 α0 = 7.14kcal/m2h℃ )

  1. k = 33.21 kcal/m2h℃
  2. k = 195 kcal/m2h℃
  3. k = 1.89 kcal/m2h℃
  4. k = 0.53 kcal/m2h℃
(정답률: 56%)
  • 다층벽의 열관류율은 외부 격막 저항, 각 층의 전도 저항, 내부 격막 저항의 총합인 전체 열저항의 역수로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$k = \frac{1}{\frac{1}{\alpha_{0}} + \sum \frac{L}{\lambda} + \frac{1}{\alpha_{i}}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$k = \frac{1}{\frac{1}{29.3} + \frac{0.1}{0.47} + \frac{0.15}{1.3} + \frac{0.012}{0.44} + \frac{1}{7.14}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$k = 1.89$$
    따라서 열관류율은 $1.89 \text{ kcal/m}^{2}\text{h}^{\circ}\text{C}$ 입니다.
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60. 다음 설명 중 옳은 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 각층 유니트 방식은 중간규모 이상이거나 대규모 건물의 방식에 적합하다.
  2. 이중 덕트방식은 에너지 절약적인 방식이다.
  3. 팬코일 유니트 방식은 전공기식에 비해 덕트 면적이 크다.
  4. 멀티존 유니트 방식에는 혼합상자를 사용한다.
(정답률: 47%)
  • 각층 유니트 방식은 층별로 독립적인 제어가 가능하여 중간 규모 이상의 대규모 건물에 적용하기 적합한 방식입니다.

    오답 노트
    이중 덕트방식: 에너지 소비가 매우 큼
    팬코일 유니트 방식: 전공기식보다 덕트 면적이 작거나 없음
    멀티존 유니트 방식: 혼합상자가 아닌 댐퍼를 통해 구역별 온도를 조절함
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4과목: 전기제어공학

61. 그림의 신호흐름선도에서 X2/ X1를 구하면?

(정답률: 59%)
  • 신호흐름선도에서 전달함수는 $\frac{\text{전방경로 이득}}{\text{1} - \text{루프 이득}}$으로 계산합니다. 전방경로는 $a \to b \to c$이며, 루프 경로는 $b \to d$입니다.
    ① [기본 공식] $$\frac{X_2}{X_1} = \frac{a \times b \times c}{1 - b \times d}$$
    ② [숫자 대입] $$\frac{X_2}{X_1} = \frac{abc}{1 - bd}$$
    ③ [최종 결과]
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62. 그림과 같은 연산증폭기를 사용한 회로의 기능은?

  1. 적분기
  2. 미분기
  3. 가산기
  4. 제한기
(정답률: 58%)
  • 연산증폭기의 반전 입력단에 저항 $R$이 직렬로 연결되고, 피드백 경로에 커패시터 $C$가 연결된 회로 구성은 입력 신호를 시간에 대해 적분하는 적분기 회로의 전형적인 형태입니다.
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63. 전류 I = 2000(3t+4t2) [A] 를 3초 동안 어떤 도선에 흘려 보낸다면 전체 전기량은 몇 Ah 인가?

  1. 27.5
  2. 32.5
  3. 35.5
  4. 41.5
(정답률: 43%)
  • 전류를 시간에 대해 적분하여 전체 전기량을 구합니다. $1\text{Ah} = 3600\text{C}$ 임을 이용하여 단위를 변환합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = \int_{0}^{t} I dt$$
    ② [숫자 대입] $$Q = \frac{2000 \times \int_{0}^{3} (3t + 4t^{2}) dt}{3600} = \frac{2000 \times [1.5t^{2} + \frac{4}{3}t^{3}]_{0}^{3}}{3600}$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 27.5$$ Ah
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64. 서보 전동기가 일반전동기와 다른 점에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 속응성이 낮다.
  2. 기동, 정지 및 역전의 동작을 자주 반복한다.
  3. 발열이 적으므로 강제 냉각방식이 필요 없다.
  4. 회전 방향에 따른 특성의 차가 커야 한다.
(정답률: 52%)
  • 서보 전동기는 제어 대상의 위치나 속도를 정밀하게 조절하기 위해 기동, 정지 및 역전 동작을 빈번하게 반복하는 특성을 가집니다.
    오답 노트
    속응성이 낮다: 속응성이 높아야 함
    강제 냉각방식이 필요 없다: 빈번한 기동/정지로 발열이 많아 냉각이 필요함
    회전 방향에 따른 특성의 차가 커야 한다: 특성 차이가 적어야 함
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65. 대부분의 시간 지연은 시스템의 무엇 때문에 발생하는가?

  1. 전파 지연
  2. 정밀도
  3. 전달함수
  4. 오버슈트
(정답률: 35%)
  • 시스템에서 신호가 전달되는 과정에서 발생하는 전파 지연이 대부분의 시간 지연을 일으키는 주된 원인입니다.
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66. 역률이 80%이고, 무효전력이 300Var 인 부하를 4시간 사용할 때의 소비전력량은 몇 kWh 인가?

  1. 1.2
  2. 1.6
  3. 1.8
  4. 2.0
(정답률: 34%)
  • 무효전력과 역률을 이용하여 유효전력을 구한 뒤, 사용 시간을 곱해 소비전력량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$P = \frac{Q}{\tan \theta} \times h$$
    ② [숫자 대입] $$P = \frac{300}{0.6} \times 0.8 \times 4$$
    ③ [최종 결과] $$P = 1.6$$ kWh
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67. 자동체어계의 디지털제어에 적합한 전동기는?

  1. 유도전동기
  2. 직류전동기
  3. 스탭전동기
  4. 동기전동기
(정답률: 43%)
  • 스탭전동기는 입력 펄스 수에 비례하여 정확한 각도로 회전하므로, 정밀한 위치 제어가 필요한 자동체어계의 디지털 제어에 가장 적합합니다.
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68. 도체에 전하를 주었을 경우에 틀린 것은?

  1. 전하는 도체 외측의 표면에만 분포한다.
  2. 전하는 도체 내부에만 존재한다.
  3. 도체 표면의 곡률 반경이 작은 곳에 전하가 많이 모인다.
  4. 전기력선은 정(+) 전하에서 시작하여 부전하 (-) 에서 끝난다.
(정답률: 79%)
  • 도체에 전하를 주면 정전기적 반발력으로 인해 전하는 도체 내부가 아닌 외측 표면에만 분포하게 됩니다.
    오답 노트
    전하는 도체 외측의 표면에만 분포한다: 옳은 설명
    도체 표면의 곡률 반경이 작은 곳에 전하가 많이 모인다: 옳은 설명
    전기력선은 정(+) 전하에서 시작하여 부전하 (-) 에서 끝난다: 옳은 설명
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69. 자동제어 계통의 조작순서로 옳은 것은?

  1. 검출단 → 조작량 → 조작부
  2. 조절량 → 조절부 → 조작단
  3. 조절부 → 검출부 → 조작부
  4. 검출부 → 조절부 → 조작부
(정답률: 46%)
  • 자동제어 계통은 먼저 센서를 통해 상태를 확인하는 검출부, 오차를 계산하여 제어량을 결정하는 조절부, 최종적으로 구동기를 통해 물리량을 변화시키는 조작부 순으로 작동합니다.
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70. 자동화의 네번째 단계로서 전 공장의 자동화를 컴퓨터 통합 생산 시스템으로 구성하는 것은?

  1. FMC ( Factory Manufacturing Cell )
  2. FMS ( Factory Manufacturing System )
  3. CIM ( Computer Intergrated Manufacturing )
  4. MIS ( Management Information System )
(정답률: 71%)
  • 전 공장의 자동화를 위해 설계, 제조, 관리 등 모든 생산 과정을 컴퓨터로 통합하여 운영하는 시스템을 CIM (Computer Intergrated Manufacturing)이라고 합니다.
    오답 노트
    FMC: 개별 가공 셀 단위 자동화
    FMS: 유연 생산 시스템
    MIS: 경영 정보 시스템
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71. 조작량 ( manipulated variable )은 제어요소가 무엇에 주는 양을 말하는가?

  1. 기준입력
  2. 제어대상
  3. 궤환요소
  4. 제어편차
(정답률: 61%)
  • 조작량은 제어계에서 제어대상에 직접적으로 가해지는 물리량으로, 제어대상에 주는 양을 의미합니다.
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72. 반지름 3Cm , 권수 2회인 원형코일에 1A의 전류가 흐를 때 원형 코일 중심에서 축상 4Cm인 점의 자계의 세기는 몇 AT/m 인가?

  1. 1.8
  2. 3.6
  3. 7.2
  4. 14.4
(정답률: 25%)
  • 원형 코일의 중심축상에서 자계의 세기를 구하는 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$H = \frac{NIa^2}{2(a^2+x^2)^{1.5}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$H = \frac{1 \times 2 \times 0.03^2}{2(0.03^2+0.04^2)^{1.5}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$H = 7.2$$
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73. 제어량이 온도, 압력 , 유량 및 액면 등과 같은 일반 공업량으로서 플랜트나 생산 공정 중의 상태량을 제어량으로 하는 제어는?

  1. 프로그램 제어
  2. 프로세스 제어
  3. 스퀸스 제어
  4. 추종제어
(정답률: 64%)
  • 온도, 압력, 유량, 액면과 같이 연속적으로 변화하는 공업적 상태량을 제어하는 방식을 프로세스 제어라고 합니다.
    오답 노트
    프로그램 제어: 정해진 프로그램에 따라 동작
    스퀸스 제어: 미리 정해진 순서에 따라 동작
    추종제어: 목표값의 변화를 그대로 따라가는 제어
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74. 그림과 같은 유접점 논리 회로를 간단히 하면?

(정답률: 70%)
  • 주어진 회로 $\text{A} \cdot (\overline{\text{A}} + \text{B})$를 불 대수 법칙으로 간소화하면 $\text{A} \cdot \overline{\text{A}} + \text{A} \cdot \text{B} = 0 + \text{A} \cdot \text{B} = \text{A} \cdot \text{B}$가 됩니다. 따라서 $\text{A}$와 $\text{B}$가 직렬로 연결된 가 정답입니다.
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75. 시퀜스 제어에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 조합논리회로도 사용된다.
  2. 시간 지연요소도 사용된다.
  3. 유접점 계전기만 사용된다.
  4. 제어결과에 따라 조작이 자동적으로 이행된다.
(정답률: 67%)
  • 시퀜스 제어는 미리 정해진 순서에 따라 제어 단계가 진행되는 방식으로, 유접점 계전기뿐만 아니라 무접점 계전기(PLC, IC 등)도 널리 사용됩니다.
    오답 노트
    조합논리회로도 사용된다: 논리 조합을 통해 제어 가능
    시간 지연요소도 사용된다: 타이머 등을 통해 시간 제어 가능
    제어결과에 따라 조작이 자동적으로 이행된다: 시퀜스 제어의 기본 정의
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76. 직류 전동기에 관한 사항으로 틀린 것은? ( 단, N 은 회전속도, Φ 는 자속, Ia 는 전기자 전류, Ra 는 전기자 저항 , R 은 전동기 저항 , ω 는 회전 각, k 는 상수이다. )

  1. 역기전력 : E=KㆍøㆍN[V]
  2. 회전속도 :
  3. 토크 :
  4. 기계적 출력 : P=9.8ωR2[w]
(정답률: 55%)
  • 직류 전동기의 기계적 출력은 토크와 각속도의 곱으로 나타내며, 제시된 식은 잘못된 형태입니다.
    오답 노트
    역기전력 : $E=K\phi N$ (정상)
    회전속도 : $\frac{V-E}{R_a}$ (정상)
    토크 : $K\phi I_a$ (정상)
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77. 다음 중 파고율이 가장 큰 파형은?

  1. 삼각파
  2. 정현파
  3. 반원파
  4. 구형파
(정답률: 50%)
  • 파고율은 파형의 최댓값을 실효값으로 나눈 값입니다. 제시된 파형 중 삼각파의 파고율이 가장 큽니다.
    오답 노트
    정현파: $\sqrt{2} \approx 1.414$ 구형파: $1$
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78. 예비전원으로 사용되는 축전지의 내부저항을 측정하려고 한다. 가장 적당하게 사용할 수 있는 브리지는?

  1. 휘이트스토운 브리지
  2. 캠벨 브리지
  3. 코올라우시 브리지
  4. 맥스웰 브리지
(정답률: 50%)
  • 코올라우시 브리지는 전지나 축전지와 같이 기전력을 가진 전원의 내부저항을 측정하는 데 특화된 브리지 회로입니다.
    오답 노트
    휘이트스토운 브리지: 일반 저항 측정용
    캠벨 브리지: 인덕턴스 측정용
    맥스웰 브리지: 인덕턴스 측정용
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79. 근궤적은 G (S) H (S) 의 어느 점에서 출발하여 어느점으로 종착하는가?

  1. 극적 출발, 영점 종착
  2. 분기점 출발, 극점 종착
  3. 영점출발, 분기점 종착
  4. 영점 출발, 임계점 종착
(정답률: 48%)
  • 제어공학의 근궤적(Root Locus)은 개루프 전달함수의 극점(Pole)에서 출발하여 영점(Zero)에서 끝나는 궤적을 의미합니다.
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80. 유도전동기에서 슬립이 " 0 " 이라고 하는 것은?

  1. 유도전동기가 제동기의 역할을 한다는 것이다.
  2. 유도전동기가 정지상태인 것을 나타낸다.
  3. 유도전동기가 전부하 상태인 것을 나타낸다.
  4. 유도전동기가 동기속도로 회전한다는 것이다.
(정답률: 75%)
  • 슬립(Slip)은 동기속도와 실제 회전속도의 차이를 비율로 나타낸 것입니다. 슬립이 $0$이라는 것은 회전자가 회전자기장과 동일한 속도로 회전함을 의미하므로, 유도전동기가 동기속도로 회전한다는 것이 정답입니다.
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5과목: 배관일반

81. 냉동 장치의 냉매배관은 최소한 다음 조건을 만족 시켜야 한다. 틀린 것은?

  1. 사용하는 배관 재료와 관 두께는 냉매의 종류, 사용온도 및 압력에 적합한 것을 사용한다.
  2. 압축기와 응축기가 동일선상에 있는 경우의 수평관은 1/50의 올림 구배로 한다.
  3. 압축기의 시동, 정지, 운전 중에 액 냉매가 압축기 에 흡입 되지 않도록 한다.
  4. 배관의 진동을 방지하고 적당한 간격으로 적합한 지지 용 받침대를 설치한다.
(정답률: 71%)
  • 냉동장치의 수평배관은 오일과 냉매의 원활한 회수를 위해 $1/200$이상의 순구배(내림구배)를 유지해야 합니다.
    오답 노트
    압축기와 응축기가 동일선상에 있는 경우의 수평관은 1/50의 올림 구배로 한다: $1/200$이상의 내림구배를 적용해야 합니다.
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82. 다음은 역지밸브(check valve )에 대한 기술이다. 잘못된 것은?

  1. 관내유체의 흐름을 일정한 방향으로 유지하기 위하여 사용한다.
  2. 스윙형, 리프트형 , 풋형 등이 있다.
  3. 구조에 따라 수평관, 수직관에 사용할 수 있다.
  4. 필요할 때 수동으로 개폐하여야 한다.
(정답률: 60%)
  • 역지밸브(체크밸브)는 유체가 한 방향으로만 흐르게 하고 역류를 자동으로 방지하는 밸브이므로, 사람이 수동으로 개폐하는 장치가 아닙니다.
    오답 노트
    필요할 때 수동으로 개폐하여야 한다: 자동 역류 방지 밸브이므로 수동 조작이 불가능합니다.
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83. 은 어떤 관의 말단부 표시인가?

  1. 티
  2. 소켓
  3. 플러그
  4. 캡
(정답률: 64%)
  • 기호는 배관의 끝단을 막아 유체가 흐르지 않게 하는 캡의 말단부 표시입니다.
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84. 하아트 포드 ( Hart ford ) 배관법과 관계 없는 것은?

  1. 보일러 내의 안전 저수면 보다 높은 위치에 환수관을 접속한다.
  2. 저압증기 난방에서 보일러 주변의 배관에 사용한다.
  3. 보일러 내의 수면이 안전수위 이하로 내려가기 쉽다.
  4. 환수주관에 침적된 찌꺼기를 보일러에 유입시키지 않는다.
(정답률: 63%)
  • 하아트 포드 배관법은 환수관을 보일러의 안전 저수면보다 높은 위치에 접속하여, 보일러 내 수면이 안전수위 이하로 내려가는 것을 방지하고 찌꺼기 유입을 막는 방식입니다.
    오답 노트
    보일러 내의 수면이 안전수위 이하로 내려가기 쉽다: 수위 저하를 방지하는 것이 이 배관법의 핵심 목적입니다.
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85. 압력탱크 급수방식에서 압력탱크의 필요 최저 압력을 구하는 요소가 아닌 것은?

  1. 급수 펌프의 수압
  2. 수전의 필요 압력
  3. 배관 내에서의 마찰손실압력
  4. 압력 탱크에서 최고층 수전까지에 해당하는 수압
(정답률: 21%)
  • 압력탱크의 필요 최저 압력은 최고층 수전까지의 높이 수압, 가구별 최저 필요 압력, 그리고 배관 내 마찰손실압력을 모두 합산하여 결정합니다. 따라서 급수 펌프의 수압은 탱크 내부의 필요 최저 압력을 결정하는 요소가 아닙니다.
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86. 다음의 냉. 난방 배관에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 증기관이나 응축수 배관에 설치하는 글로브 밸브는 일반적으로 밸브 축이 수직으로 되게 설치한다.
  2. 팽창관에는 밸브를 설치해서는 안된다.
  3. 지름이 다른 관을 나사 이음할 때는 부싱을 사용하지 않는 것이 바람직하다.
  4. 공조기기의 물빼기용 배수는 간접배수로 한다.
(정답률: 43%)
  • 증기관이나 응축수 배관에 설치하는 글로브 밸브는 응축수가 밸브 시트에 고여 부식되는 것을 방지하기 위해 밸브 축을 수평으로 설치하는 것이 원칙입니다.
    오답 노트
    밸브 축 수직 설치: 응축수 정체로 인한 부식 및 손상 위험
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87. 최고 사용압력 P = 65 kg/cm2 의 배관에 SPPS 40 을 사용하는 경우 SCH.NO는 ? (단, 안전율은 4 이다.)

  1. 45
  2. 60
  3. 65
  4. 70
(정답률: 49%)
  • 배관의 스케줄 번호(SCH.NO)는 관의 내압 성능을 결정하며, 주어진 최고 사용압력과 안전율을 고려할 때 해당 조건에 부합하는 규격은 65입니다.
    ① $$ SCH.NO = \frac{P \times S}{2 \times t} $$
    ② $$ SCH.NO = \frac{65 \times 4}{2 \times t} $$
    ③ $$ SCH.NO = 65 $$
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88. 펌프주위의 배관시공에 관한 사항이다. 잘못된 것은?

  1. 푸트 밸브 ( foot valve ) 등 모든 관의 이음은 수밀, 기밀을 유지할 수 있도록 한다.
  2. 흡입 양정은 짧게 하고, 굴곡 배관을 되도록 피한다.
  3. 흡입관은 펌프를 향하여 하향 구배로 한다.
  4. 양정이 높을 경우에는 펌프 토출구와 게이트 밸브와의 사이에 체크밸브를 설치한다.
(정답률: 57%)
  • 펌프의 흡입관은 공기가 유입되어 공동현상(Cavitation)이 발생하는 것을 방지하기 위해 펌프를 향하여 상향 구배로 설치해야 합니다.
    오답 노트
    흡입관 하향 구배: 공기 정체 및 공동현상 유발 위험
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89. 다음 중 사용 압력이 가장 높은 동관은?

  1. L관
  2. M관
  3. K관
  4. N관
(정답률: 75%)
  • 동관의 종류 중 K관은 벽 두께가 가장 두꺼워 사용 압력이 가장 높으며, 주로 고압 배관이나 냉매 배관에 사용됩니다.
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90. 방열기 주위 배관 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 방열기 주위는 스위블이음으로 배관한다.
  2. 공급관은 앞쪽올림의 역구배로 한다.
  3. 환수관은 앞쪽내림의 순구배로 한다.
  4. 구배를 취할 수 없거나 수평주관이 2.5m 이상일 때는 한 치수 작은 지름으로 한다.
(정답률: 67%)
  • 방열기 배관 시 공기 정체를 방지하기 위해 구배를 주는 것이 원칙이며, 구배를 취할 수 없거나 수평주관이 길어질 경우에는 공기 정체를 막기 위해 한 치수 큰 지름의 관을 사용해야 합니다.
    오답 노트
    방열기 주위는 스위블이음으로 배관한다: 유지보수 및 설치 편의를 위해 적절함
    공급관은 앞쪽올림의 역구배로 한다: 공기가 방열기 쪽으로 모이게 하는 올바른 방법임
    환수관은 앞쪽내림의 순구배로 한다: 물이 원활하게 흐르도록 하는 올바른 방법임
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91. 다음 중 동관용 공구가 아닌 것은?

  1. 익스팬더
  2. 사이징 툴
  3. 드레서
  4. 플레어링 툴 세트
(정답률: 41%)
  • 드레서는 주로 납땜 작업 시 납을 묻히기 위해 관 끝을 다듬거나 긁어내는 도구로, 동관 전용 성형 공구라기보다 일반적인 마감 도구에 가깝습니다. (문제의 의도상 동관 전용 가공 툴인 익스팬더, 사이징 툴, 플레어링 툴과 구분됨)
    오답 노트
    익스팬더: 관 끝을 넓혀 다른 관을 삽입할 수 있게 함
    사이징 툴: 확장된 관의 지름을 정밀하게 조정함
    플레어링 툴 세트: 관 끝을 나팔 모양으로 넓혀 플레어 너트로 체결하게 함
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92. 배관에서 지름이 다른 관을 연결하는 데 사용하는 것은?

  1. 엘보
  2. 티이
  3. 레듀셔
  4. 플랜지
(정답률: 64%)
  • 레듀셔(Reducer)는 관경이 서로 다른 두 배관을 연결하여 관의 지름을 줄이거나 늘릴 때 사용하는 부속품입니다.
    오답 노트
    엘보: 배관의 방향을 90도 또는 45도로 꺾을 때 사용
    티이: 배관을 T자 형태로 분기할 때 사용
    플랜지: 관과 관, 또는 관과 밸브를 볼트로 체결하여 연결할 때 사용
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93. 급탕설비에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 저탕탱크의 설계에 있어서 가열 능력을 크게 취하면 저탕량을 적게 할 수 있다.
  2. 팽창관의 개구 높이는 급수 탱크에서 펌프의 양정 만큼 반드시 높게 하지 않으면 안된다.
  3. 급탕배관은 배관 방식과 공급방식에 의하여 분류된다.
  4. 간접 가열식은 저탕조 내부에 스케일이 잘 생기지 않는다.
(정답률: 25%)
  • 팽창관의 개구 높이는 급수 탱크의 최저 수위보다 높게 설치하여 물이 역류하거나 넘치는 것을 방지해야 하며, 펌프의 양정과는 직접적인 상관관계가 없습니다.
    오답 노트
    저탕탱크 설계: 가열 능력이 크면 저장 용량을 줄여도 동일한 급탕량을 확보할 수 있음
    급탕배관 분류: 배관 방식(단관, 복관)과 공급 방식(중력, 가압)으로 분류됨
    간접 가열식: 열매체를 통해 가열하므로 저탕조 내부에 스케일 발생이 적음
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94. 다음 중에서 밸브의 역할이 아닌 것은?

  1. 유체의 밀도 조절
  2. 유체의 방향 전환
  3. 유체의 유량 조절
  4. 유체의 흐름 단속
(정답률: 74%)
  • 밸브는 유체의 흐름을 제어하는 장치로, 유량 조절, 방향 전환, 흐름의 단속(On/Off)을 수행합니다. 유체의 밀도는 물질의 고유 특성이나 온도, 압력에 의해 결정되며 밸브 조작으로 조절할 수 없습니다.
    오답 노트
    유체의 방향 전환: 체크 밸브나 3방향 밸브 등으로 가능
    유체의 유량 조절: 글로브 밸브 등으로 가능
    유체의 흐름 단속: 게이트 밸브나 볼 밸브 등으로 가능
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95. 펌프의 양수량이 60m3/min 이고, 전양정 20m 일 때 볼류트로 구동할 경우 필요한 동력은 약 몇 kw 인가? (단, 펌프의 효율은 60% 로 한다. )

  1. 196.1 [kw]
  2. 200 [kw]
  3. 326.8 [kw]
  4. 405.8[kw]
(정답률: 45%)
  • 펌프의 축동력을 구하는 공식으로, 양수량, 전양정, 효율을 고려하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = \frac{0.163 \times Q \times H}{\eta}$$
    (P: 동력 kw, Q: 양수량 $m^3/min$, H: 전양정 m, $\eta$: 효율)
    ② [숫자 대입]
    $$P = \frac{0.163 \times 60 \times 20}{0.6}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 326.0$$
    (계산값에 가장 근접한 정답은 $326.8$ kw 입니다.)
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96. 폴리에틸렌관의 이음방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 융착이음
  2. 나사이음
  3. 테이퍼이음
  4. 플라스턴이음
(정답률: 42%)
  • 폴리에틸렌관(PE관)은 재질 특성상 열가소성이 있어 융착이음, 나사이음, 테이퍼이음 등을 사용하며, 플라스턴이음은 일반적인 PE관 이음 방법이 아닙니다.
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97. 온도 조절식 트랩에 속하지 않는 것은?

  1. 벨로즈식 트랩
  2. 다이어프램식 트랩
  3. 바이메탈식 트랩
  4. 디스크식 트랩
(정답률: 65%)
  • 온도 조절식 트랩은 온도 변화에 따라 작동하는 벨로즈식, 다이어프램식, 바이메탈식 등이 있으며, 디스크식 트랩은 밀도 차이를 이용하는 기계식 트랩에 해당합니다.
    오답 노트
    벨로즈식, 다이어프램식, 바이메탈식: 모두 온도 조절식 트랩에 해당함
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98. 다음 중 냉각수 배관에 관한 설명이 옳은 것은?

  1. 냉각수 펌프의 흡입관은 가능한 한 저항이 적도록 배관하고 흡입 실양정을 9m 이상 높게 잡는다.
  2. 냉각수 배관은 모두 냉각탑의 수면 이하가 되도록 배관 한다.
  3. 냉각탑의 배수관 및 오버플로관은 배수관에 직접 연결한다.
  4. 기기에 접속하는 배관은 진동이 잘 전달 되도록 용접이음으로 한다.
(정답률: 10%)
  • 냉각수 배관은 펌프의 흡입 성능을 확보하고 공동현상(Cavitation)을 방지하기 위해 모두 냉각탑의 수면 이하가 되도록 배관하는 것이 옳습니다.
    오답 노트
    냉각수 펌프의 흡입관: 흡입 실양정은 가능한 한 낮게 잡아야 함
    배수관 및 오버플로관: 직접 연결하지 않고 분리하여 설치
    기기 접속 배관: 진동 전달을 막기 위해 유연한 이음(Flexible joint) 사용
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99. 역지밸브 (check valve )의 도시기호는?

(정답률: 77%)
  • 역지밸브(Check Valve)는 유체를 한 방향으로만 흐르게 하고 역류를 방지하는 밸브로, 기호가 이를 나타냅니다.
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100. 경질 염화비닐관의 특성이 아닌 것은?

  1. 열 팽창율이 크다.
  2. 관내 마찰손실이 적다.
  3. 산, 알칼리 등의 부식성 약품에 대한 내식성이 적다.
  4. 고온 또는 저온의 장소에 부적당하다.
(정답률: 56%)
  • 경질 염화비닐관(PVC)은 화학적 안정성이 매우 뛰어나 산, 알칼리 등 부식성 약품에 대해 강한 내식성을 가지는 것이 특징입니다.
    오답 노트
    열 팽창율이 크다: PVC의 일반적 특성
    관내 마찰손실이 적다: 내면이 매끄러워 마찰이 적음
    고온 또는 저온의 장소에 부적당하다: 열에 취약한 특성
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