공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2010-05-09)

공조냉동기계기사(구)
(2010-05-09 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 증기터빈에서 증기의 상태변화로서 가장 이상적인 것은?

  1. 폴리트로픽 변화(n=1.3)
  2. 폴리트로픽 변화(n=1.5)
  3. 가역단열변화
  4. 비가역단열변화
(정답률: 72%)
  • 증기터빈에서 가장 이상적인 상태 변화는 외부와의 열 교환이 없고($Q=0$) 마찰 등의 손실이 없는 가역 과정인 가역단열변화(등엔트로피 과정)입니다.
    오답 노트
    폴리트로픽 변화: 실제 과정에 가깝지만 이상적인 과정은 아님
    비가역단열변화: 마찰 등의 손실이 포함되어 효율이 떨어짐
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2. 포화 증기를 단열 압축시키면 일반적으로 어떻게 되겠는가?

  1. 압력이 높아지고 습도가 증가한다.
  2. 압력은 높아지나 온도는 일정하다.
  3. 압력과 온도가 높아져 과열증기가 된다.
  4. 압력은 높아지나 온도는 낮아진다.
(정답률: 62%)
  • 포화 증기를 단열 압축하면 압력과 온도가 동시에 상승하게 되며, 포화 곡선을 벗어나 건도가 1보다 큰 상태인 과열증기가 됩니다.
    오답 노트
    압력이 높아지고 습도가 증가한다: 압축 시 온도가 올라가 습도는 감소함
    압력은 높아지나 온도는 일정하다: 단열 압축 시 온도는 반드시 상승함
    압력은 높아지나 온도는 낮아진다: 압축 시 온도는 상승함
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3. 비가역 단열변화에 있어서 엔트로피 변화량은 어떻게 되는가?

  1. 증가한다.
  2. 감소한다.
  3. 변화량은 없다.
  4. 증가할 수도 감소할 수도 있다.
(정답률: 72%)
  • 열역학 제2법칙에 따라 모든 실제 과정인 비가역 변화에서는 외부와의 열교환이 없는 단열 상태일 때 계의 엔트로피는 항상 증가하는 방향으로 진행합니다.
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4. 물 10kg을 1기압 하에서 20℃로부터 60℃까지 가열할 때 엔트로피의 증가량은 약 몇 kJ/K 인가? (단, 물의 정압비열은 4.18kJ/kgㆍK 이다.)

  1. 9.78
  2. 5.35
  3. 8.32
  4. 41.8
(정답률: 60%)
  • 물과 같은 액체의 엔트로피 변화량은 질량, 정압비열, 그리고 절대온도의 로그 비를 곱하여 계산합니다.
    ① $$\Delta S = m \times c_p \times \ln \frac{T_2}{T_1}$$
    ② $$\Delta S = 10 \times 4.18 \times \ln \frac{333}{293}$$
    ③ $$\Delta S = 5.35$$
    따라서 엔트로피 증가량은 $5.35 \text{ kJ/K}$ 입니다.
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5. 다음 T-S 선도에서 과정 1-2가 가역일 때 빗금 친 부분은 무엇을 나타내는가?

  1. 엔탈피
  2. 엔트로피
  3. 열량
  4. 일량
(정답률: 74%)
  • T-S 선도(온도-엔트로피 선도)에서 가역 과정의 곡선 아래 면적은 시스템에 가해진 열량을 의미합니다. 에서 빗금 친 부분은 과정 1-2 동안 출입한 열량을 나타냅니다.
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6. 다음 열역학 성징(상태량) 중 종량적 성질인 것은?

  1. 질량
  2. 온도
  3. 압력
  4. 비체적
(정답률: 69%)
  • 종량적 성질은 물질의 양에 비례하여 크기가 변하는 성질을 말하며, 질량은 물질의 양이 많아질수록 함께 증가하는 대표적인 종량적 성질입니다.
    오답 노트
    온도, 압력, 비체적: 물질의 양과 관계없이 일정한 강도적 성질
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7. 이상적인 시스템에 하루 2200 kcal를 공급 한다고 한다. 이 시스템에서 발생하는 평균 동력은 약 얼마인가? (단, 1 kcal은 4180 J이다.)

  1. 63W
  2. 88W
  3. 98W
  4. 106W
(정답률: 59%)
  • 평균 동력은 전체 에너지를 시간(초)으로 나눈 값입니다. 하루를 초 단위로 환산하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$P = \frac{Q \times 4180}{60 \times 60 \times 24}$$
    ② [숫자 대입] $$P = \frac{2200 \times 4180}{86400}$$
    ③ [최종 결과] $$P = 106.43$$ W
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8. 냉동용량이 35kW인 어느 냉동기의 성능계수가 4.8이라면 이 냉동기를 작동하는 데 필요한 동력은?

  1. 약 9.2 kW
  2. 약 8.3 kW
  3. 약 7.3 kW
  4. 약 6.5 kW
(정답률: 78%)
  • 냉동기의 성능계수(COP)는 투입된 동력 대비 얻어지는 냉동용량의 비율을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $$COP = \frac{Q}{P}$$ (성능계수 = 냉동용량 / 동력)
    ② [숫자 대입] $$4.8 = \frac{35}{P}$$
    ③ [최종 결과] $$P = 7.29$$ kW
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9. 증기동력시스템에서 이상적인 사이클로 카르노사이클을 택하지 않고 랭킨사이클을 택한 주된 이유로 가장 적합한 것은?

  1. 이론적으로 카르노사이클을 구성하는 것이 불가능하다.
  2. 랭킨사이클의 효율이, 동일한 작동 온도를 갖는 카르노사이클의 효율보다 높다.
  3. 수증기와 액체가 혼합된 습증기를 효율적으로 압축하는 펌프를 제작하는 것이 어렵다.
  4. 보일러에서 과열 과정을 정압 과정으로 가정하는 것이 타당하지 않다.
(정답률: 54%)
  • 카르노사이클은 단열압축 과정에서 액체와 증기가 섞인 습증기를 압축해야 하는데, 실제 펌프로는 이러한 혼합물을 효율적으로 압축하는 것이 매우 어렵기 때문에 액체 상태로 펌핑하는 랭킨사이클을 사용합니다.
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10. 다음 사항은 기계열역학에서 일과 열(熱)에 대한 설명이다. 이 중 틀린 것은?

  1. 일과 열은 전달되는 에너지이지 열역학적 상태량은 아니다.
  2. 일이 기본단위는 J(joule)이다.
  3. 일(work)의 크기는 무게(힘)와 힘이 작용하여 이동한 거리를 곱한 값이다.
  4. 일과 열은 점함수이다.
(정답률: 78%)
  • 일과 열은 시스템의 상태가 변할 때 그 경로에 따라 값이 달라지는 경로함수(Path function)이며, 특정 상태의 값으로 정의되는 점함수(State function)가 아닙니다.
    오답 노트
    일과 열은 전달되는 에너지이지 열역학적 상태량은 아니다: 옳은 설명
    일이 기본단위는 J(joule)이다: 옳은 설명
    일(work)의 크기는 무게(힘)와 힘이 작용하여 이동한 거리를 곱한 값이다: 옳은 설명
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11. 1 kg의 기체가 압력 50 kPa, 체적 2.5 m3의 상태에서 압력 1.2MPa, 체적 0.2 m3의 상태로 변하였다. 엔탈피의 변화량은 약 몇 kJ인가? (단, 내부에너지의 증가 U2-U1=0 이다.)

  1. 306
  2. 206
  3. 155
  4. 115
(정답률: 59%)
  • 엔탈피 $H$는 내부에너지 $U$와 압력 $P$, 체적 $V$의 곱의 합으로 정의됩니다. 문제에서 내부에너지 변화량이 $0$이므로 엔탈피 변화량은 압력과 체적의 곱의 차이와 같습니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta H = P_{2}V_{2} - P_{1}V_{1}$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta H = (1200 \times 0.2) - (50 \times 2.5)$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta H = 115 \text{ kJ}$$
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12. 고열원과 저열원 사이에서 작동하는 카르노사이클 열기관이 있다. 이 열기관에서 60 kJ의 일을 얻기 위하여 100 kJ의 열을 공급하고 있다. 저 열원의 온도가 15℃라고 하면 고 열원의 온도는?

  1. 128℃
  2. 288℃
  3. 447℃
  4. 720℃
(정답률: 59%)
  • 카르노 사이클의 열효율은 공급된 열량에 대한 한 일의 비이자, 절대온도 기준 고온원과 저온원의 온도 차이에 대한 고온원 온도의 비로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = \frac{W}{Q_{in}} = \frac{T_{H} - T_{L}}{T_{H}}$$
    ② [숫자 대입] $$\frac{60}{100} = \frac{T_{H} - (273 + 15)}{T_{H}}$$
    ③ [최종 결과] $$T_{H} = 720 K = 447 \text{ ℃}$$
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13. 온도가 350K인 공기의 절대압력이 0.3MPa, 체적이 0.3 m3, 엔탈피가 100 kJ이다. 이 공기의 내부에너지는?

  1. 1 kJ
  2. 10 kJ
  3. 15 kJ
  4. 100 kJ
(정답률: 68%)
  • 엔탈피의 정의인 $h = u + Pv$를 이용하여 내부에너지를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$u = h - P \times V$$
    ② [숫자 대입] $$u = 100 - (300 \times 0.3)$$
    ③ [최종 결과] $$u = 10\text{ kJ}$$
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14. 냉동시스템의 증발기(열교환기)에 냉매 R-134a가 온도 5℃, 엔탈피 380 kJ/kg, 질량 유량 0.1 kg/s로 유입되어 포화증기로 유출된다. 공기는 25℃로 유입되어 10℃로 나온다. 공기의 비열은 1.004 kJ/kgㆍ℃ 이다. 증발기를 통과하는 공기의 질량 유량은?

  1. 0.142 kg/s
  2. 0.270 kg/s
  3. 0.851 kg/s
  4. 1.15 kg/s
(정답률: 43%)
  • 에너지 보존 법칙에 따라 냉매가 흡수한 열량은 공기가 방출한 열량과 같습니다.
    먼저 냉매의 흡수 열량을 구합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = \dot{m}_{ref} \times (h_{out} - h_{in})$$
    ② [숫자 대입] $$Q = 0.1 \times (401.32 - 380)$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 2.132\text{ kW}$$
    이제 공기의 질량 유량을 구합니다.
    ① [기본 공식] $$\dot{m}_{air} = \frac{Q}{C_p \times (T_{in} - T_{out})}$$
    ② [숫자 대입] $$\dot{m}_{air} = \frac{2.132}{1.004 \times (25 - 10)}$$
    ③ [최종 결과] $$\dot{m}_{air} = 0.142\text{ kg/s}$$
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15. 피스톤-실린더 장치 안에 300 kPa, 100℃의 이산화탄소 2 kg이 들어있다. 이 가스를 PV1.2=constant인 관계를 만족하도록 피스톤 위에 추를 더해가며 온도가 200℃가 될 때까지 압축하였다. 이 과정 동안의 열전달량은 약 몇 kJ인가? (단, 이산화탄소의 정적비열(Cv)=0.653 kJ/kgㆍK 이고, 정압비열(Cp)=0.842 kJ/kgㆍK 이며, 각각 일정하다.)

  1. -189
  2. -58
  3. -20
  4. -130
(정답률: 45%)
  • 폴리트로픽 과정에서의 열전달량은 정적비열과 비열비, 폴리트로픽 지수를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = m \times C_v \times \frac{n-k}{n-1} \times (T_2 - T_1)$$
    ② [숫자 대입] $$Q = 2 \times 0.653 \times \frac{1.2-1.289}{1.2-1} \times (473 - 373)$$
    ③ [최종 결과] $$Q = -58.12\text{ kJ}$$
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16. 다음 기체 줄 기체상수가 가장 큰 것은?

  1. 수소
  2. 산소
  3. 공기
  4. 질소
(정답률: 77%)
  • 기체 상수 $R$은 일반 기체 상수 $R_u$를 분자량 $M$으로 나눈 값($$R = \frac{R_u}{M}$$)입니다. 따라서 분자량이 가장 작은 기체일수록 기체 상수가 가장 큽니다. 수소는 모든 기체 중 분자량이 가장 작으므로 기체 상수가 가장 큽니다.
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17. 상태 1에서 상태 2로의 열역학 과정 중 운동에너지와 위치에너지의 변화를 무시할 때 일을 로 계산할 수 있는 경우는? (단, P는 압력, V는 체적이다.)

  1. 가역 정상상태 정상유동 과정
  2. 비가역 정상상태 정상유동 과정
  3. 가역 밀폐 시스템의 과정
  4. 비가역 밀폐 시스템의 과정
(정답률: 49%)
  • 개방계(정상유동 과정)에서 가역 과정일 때, 유동일은 압력의 적분 형태로 나타납니다. 제시된 수식 $$W_{1-2} = -\int_{1}^{2} V dP$$ 는 가역 정상상태 정상유동 과정에서 정의되는 일의 계산식입니다.
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18. 움직이고 있던 중량 5 ton의 차에 브레이크를 걸었더니 42.7m 미끄러진 후에 완전히 정지하였다. 노면과 바퀴 사이에 마찰계수를 0.2라 하면, 제동 중에 발생된 열량은 약 몇 kJ인가?

  1. 49
  2. 419
  3. 837
  4. 17800
(정답률: 54%)
  • 제동 중 발생하는 열량은 차가 가지고 있던 운동 에너지가 마찰에 의해 모두 열로 전환된 양과 같습니다.
    ① [기본 공식] $$Q = \mu \times g \times m \times s$$
    ② [숫자 대입] $$Q = 0.2 \times 9.8 \times 5000 \times 42.7$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 418460 \text{ J} = 418.46 \text{ kJ}$$
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19. 정상상태 정상유동 과정의 팽창밸브가 있다. 입구에 액체가 유입되며, 이 과정을 스로틀로 간주할 수 있다. 입구상태를 1, 출구상태를 2로 각각 나타낼 때, 다음 중 어느 관계식이 가장 정확한가?

  1. u1=u2 (내부에너지)
  2. h1=h2 (엔탈피)
  3. s1=s2 (엔트로피)
  4. v1=v2 (비체적)
(정답률: 72%)
  • 팽창밸브를 통한 스로틀 과정은 매우 빠르게 일어나며 외부와의 열교환이 없는 단열 과정이자 일이 없는 과정으로 간주하므로, 입구와 출구의 엔탈피가 일정한 등엔탈피 과정이 됩니다.
    오답 노트
    내부에너지: 엔탈피가 일정하며 내부에너지는 변화함
    엔트로피: 비가역 과정이므로 엔트로피는 증가함
    비체적: 액체에서 기체/액체 혼합물로 변하며 크게 증가함
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20. 다음 P-h 선도를 이용하여 증기압축 냉동기의 성능계수를 구하면 얼마인가?

  1. 3.5
  2. 4.5
  3. 5.5
  4. 6.5
(정답률: 66%)
  • P-h 선도에서 성능계수(COP)는 냉동효과를 압축일로 나눈 값으로 계산합니다.
    냉동효과: $h_1 - h_4 = 650 - 300 = 350 \text{ kJ/kg}$ 압축일: $h_2 - h_1 = 750 - 650 = 100 \text{ kJ/kg}$ ① [기본 공식] $$COP = \frac{h_1 - h_4}{h_2 - h_1}$$
    ② [숫자 대입] $$COP = \frac{350}{100}$$
    ③ [최종 결과] $$COP = 3.5$$
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2과목: 냉동공학

21. 냉동사이클에서 응축온도 상승에 의한 영향과 가장 거리가 먼 것은?

  1. COP감소
  2. 압축기 토출가스 온도 상승
  3. 압축비 증가
  4. 압축기 흡입가스 압력 상승
(정답률: 63%)
  • 응축온도가 상승하면 응축압력이 높아져 압축비가 증가하고, 이로 인해 토출가스 온도가 상승하며 냉동효과 감소 및 압축일 증가로 COP가 감소하게 됩니다. 하지만 흡입가스 압력은 응축온도 상승과 직접적인 상관관계가 없으므로 영향을 받지 않습니다.
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22. 고속 다기통 압축기의 단점에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 윤활유의 소비량이 많다.
  2. 토출가스의 온도와 윤활유 온도가 높다.
  3. 압축비의 증가에 따른 체적효율의 저하가 크다.
  4. 수리가 복잡하며 부품은 호환성이 없다.
(정답률: 69%)
  • 고속 다기통 압축기는 고속 회전으로 인해 윤활유 소비가 많고, 마찰열로 인해 가스와 윤활유의 온도가 상승하며, 높은 압축비로 인해 체적효율이 크게 저하되는 단점이 있습니다.
    오답 노트
    수리가 복잡하며 부품은 호환성이 없다: 다기통 압축기는 표준화된 부품을 사용하여 호환성이 좋으며 수리가 비교적 용이합니다.
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23. 다음 중 얼음제조 설비가 아닌 것은?

  1. 팩 아이스 머신(pack ice machine)
  2. 칩 아이스 머신(chip ice machine)
  3. 드라이 아이스(dry ice)
  4. 튜브 아이스 머신(tube ice machine)
(정답률: 75%)
  • 드라이 아이스는 이산화탄소를 고압 압축하여 고체화시킨 물질 그 자체를 의미하며, 물을 얼려 얼음을 만드는 얼음제조 설비가 아닙니다.
    오답 노트
    팩 아이스 머신, 칩 아이스 머신, 튜브 아이스 머신: 모두 물을 이용해 특정 형태의 얼음을 만드는 제조 설비임
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24. 브라인(brine)으로서 필요한 조건이 아닌 것은?

  1. 비열이 클 것
  2. 열전도율이 좋을 것
  3. 점성이 클 것
  4. 동결온도가 낮을 것
(정답률: 77%)
  • 브라인은 펌프로 순환시켜 열을 운반하는 매체이므로, 유동성이 좋아야 하며 펌프 동력을 줄이기 위해 점성이 낮아야 합니다.
    오답 노트
    비열이 클 것: 열운반 능력을 높이기 위해 필요함
    열전도율이 좋을 것: 열교환 효율을 높이기 위해 필요함
    동결온도가 낮을 것: 저온에서도 얼지 않고 순환하기 위해 필요함
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25. 핀(fin)이 없는 공기냉각기에 있어서 냉각관 외면에는 서리가 4mm부착되어 있다. 이 경우 냉각관의 열통과율(kcal/m2h℃)은 약 얼마인가? (단, 냉각관의 두께, 서리의 두께에 의한 면적증가와 관의 열저항은 무시한다. 또한 공기측 열전달율 aa=8 kcal/m2h℃, 냉매측 열전달율 ar=600 kal/m2h℃, 서리의 열전도율 λ=0.2 kcal/mh℃ 이다.)

  1. 6.8
  2. 7.1
  3. 7.5
  4. 8.3
(정답률: 52%)
  • 냉각관 외면에 서리가 부착된 경우, 전체 열통과율은 냉매측 열전달 저항, 서리층의 열전도 저항, 공기측 열전달 저항의 합의 역수로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$K = \frac{1}{\frac{1}{a_{r}} + \frac{x}{\lambda} + \frac{1}{a_{a}}}$$
    ② [숫자 대입] $$K = \frac{1}{\frac{1}{600} + \frac{0.004}{0.2} + \frac{1}{8}}$$
    ③ [최종 결과] $$K = 6.8$$
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26. 냉동기유가 갖추어야할 조건으로 알맞지 않는 것은?

  1. 응고점이 낮고, 인화점이 높아야 한다.
  2. 냉매와 잘 반응하지 않아야 한다.
  3. 산화가 되기 쉬운 성질을 가져야 된다.
  4. 수분, 산분을 포함하지 않아야 된다.
(정답률: 72%)
  • 냉동기유는 냉동기의 윤활을 위해 사용되므로 화학적으로 안정되어야 하며, 산화가 되기 어려운 성질을 가져야 합니다.
    오답 노트
    응고점이 낮고 인화점이 높아야 함: 저온 작동 및 화재 방지를 위해 필수적임
    냉매와 잘 반응하지 않아야 함: 화학적 안정성 확보를 위해 필요함
    수분, 산분을 포함하지 않아야 함: 부식 및 슬러지 발생 방지를 위해 필요함
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27. 냉동장치에 부착하는 안전장치에 관한 설명이다. 맞는 것은?

  1. 안전밸브는 압축기의 헤드나 고압측 수액기 등에 설치한다.
  2. 안전밸브의 압력이 높은 만큼 가스의 분사량이 증가하므로 규정보다 높은 압력으로 조정하는 것이 안전하다.
  3. 압축기가 1대일 때 고압차단 장치는 흡입밸브에 부착한다.
  4. 유압보호 스위치는 압축기에서 유압이 일정 압력 이상이 되었을 때 압축기를 정지시킨다.
(정답률: 50%)
  • 안전밸브는 시스템 내 압력이 비정상적으로 상승했을 때 냉매를 외부로 방출하여 폭발을 방지하기 위해 압축기 헤드나 고압측 수액기 등 고압부에 설치합니다.
    오답 노트
    규정보다 높은 압력으로 조정하는 것이 안전하다: 규정 압력을 초과하면 장치 파손 위험이 있음
    고압차단 장치는 흡입밸브에 부착한다: 고압측에 부착하여 압력 상승 시 차단함
    유압보호 스위치는 유압이 일정 압력 이상이 되었을 때 정지시킨다: 유압이 일정 압력 이하로 떨어졌을 때 윤활 부족을 방지하기 위해 정지시킴
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28. 다음과 같은 15 RT 암모니아 냉동장치의 압축기 운전 소요 동력(kW)은 약 얼마인가? (단, 압축기 압축효율 ηc=0.7, 기계효율 ηm=0.9, 1RT=3320 kal/h 이다.)

  1. 24.3
  2. 22.7
  3. 16.8
  4. 11.5
(정답률: 61%)
  • 냉동능력을 통해 냉매 순환량을 먼저 구한 뒤, 압축기 일량과 효율을 적용하여 소요 동력을 계산합니다.
    ① [냉매순환량]
    $$G = \frac{15 \times 3320}{397 - 134}$$
    ② [소요동력]
    $$P = \frac{G \times (397 - 134)}{0.7 \times 0.9 \times 860}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 22.7$$ kW
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29. 수냉식 응축기와 공냉식 응축기의 작용을 혼합한 것은?

  1. 7통로식 응축기
  2. 증발식 응축기
  3. 지수식 응축기
  4. 대기식 응축기
(정답률: 68%)
  • 증발식 응축기는 수냉식의 냉각수 분사와 공냉식의 공기 대류 냉각 방식을 결합하여, 물을 살포하고 외부 공기로 증발시켜 냉각 효율을 높인 장치입니다.
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30. 액분리기(Accumulator) 설치에 대한 설명 중 옳지 않는 것은?

  1. 증발기와 압축기 사이에 설치한다.
  2. 증발기보다 낮은 위치에 설치해야 한다.
  3. 증발기내 용적의 25%정도의 용적을 가져야 한다.
  4. 만액식 증발기(할로카본냉매)에서는 꼭 필요하지 않다.
(정답률: 50%)
  • 액분리기는 액냉매가 압축기로 유입되어 발생하는 액압축을 방지하기 위해 설치하며, 중력에 의해 액체가 아래로 모여야 하므로 반드시 증발기보다 높은 위치에 설치해야 합니다.
    오답 노트
    증발기보다 낮은 위치에 설치해야 한다: 증발기보다 높은 위치에 설치해야 함
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31. 냉동용 압축기의 압력이 게이지압력으로 각각 저압이 1 kgf/cm2이고, 고압이 13.5 kgf/cm2일 때 압축비는 약 얼마인가? (단, 대기압은 1.0332 kgf/cm2 이다.)

  1. 6.15
  2. 7.15
  3. 12.5
  4. 13.5
(정답률: 61%)
  • 압축비는 게이지 압력이 아닌 절대 압력을 기준으로 고압과 저압의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{압축비} = \frac{\text{고압 절대압력}}{\text{저압 절대압력}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{압축비} = \frac{13.5 + 1.0332}{1 + 1.0332}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{압축비} = 7.15$$
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32. 다음은 증발기에 관한 내용이다. 잘못 설명된 것은?

  1. 냉매는 증발기속에서 습증기가 건포화 증기로 변한다.
  2. 건식 증발기는 유회수가 용이하다.
  3. 만액식 증발기는 리키드백을 방지하기 위해 액분리기를 설치한다.
  4. 액 순환식 증발기는 액 펌프나 저압수액기가 필요 없으므로 소형 냉동기에 유리하다.
(정답률: 66%)
  • 액 순환식 증발기는 냉매 액을 펌프로 강제 순환시키는 방식으로, 효율이 좋아 대형 냉동기에 유리한 방식입니다.
    오답 노트
    액 순환식 증발기는 액 펌프나 저압수액기가 필요 없으므로 소형 냉동기에 유리하다: 액 펌프가 반드시 필요하며 대형 냉동기에 유리함
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33. 냉동사이클의 구분에서 다단압축 사이클이 아닌 것은?

  1. 2단압축 1단팽창사이클
  2. 2단압축 2단팽창사이클
  3. 2단압축 2단증발사이클
  4. 2원 냉동사이클
(정답률: 76%)
  • 다단압축 사이클은 압축 과정을 여러 단계로 나누어 효율을 높이는 방식으로 2단압축 1단팽창, 2단압축 2단팽창, 2단압축 2단증발 사이클 등이 포함됩니다. 반면 2원 냉동사이클은 서로 다른 두 종류의 냉매를 사용하여 서로 다른 사이클을 결합한 방식입니다.
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34. 프레온 냉동장치에서 가용전에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 가용전의 용융온도는 75℃ 이하로 되어 있다.
  2. 가용전은 Sn(주석), Cd(카드뮴), Bi(비스무트)등의 합금이다.
  3. 온도상승에 따른 이상 고압으로부터 응축기 파손을 방지한다.
  4. 가용전의 구경은 안전밸브 최소구경의 1/2 이하이어야 한다.
(정답률: 73%)
  • 가용전은 이상 고압 시 용융되어 냉매를 방출함으로써 응축기 파손을 방지하는 안전장치이며, 그 구경은 안전밸브 최소구경의 $1/2$이상이어야 합니다.
    오답 노트
    가용전의 구경은 안전밸브 최소구경의 $1/2$이하이어야 한다: $1/2$이상이어야 함
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35. H2O-L1Br흡수식 냉동기의 계통 중 냉매의 순환 과정을 바르게 표현한 것은?

  1. 증발기(냉각기) → 흡수기 → 발생기 → 응축기
  2. 증발기(냉각기) → 발생기 → 흡수기 → 응축기
  3. 흡수기 → 증발기(냉각기) → 발생기 → 응축기
  4. 흡수기 → 발생기 → 증발기(냉각기) → 응축기
(정답률: 69%)
  • 흡수식 냉동기의 냉매 순환은 증발기(냉각기)에서 증발한 냉매가 흡수기에서 흡수액에 흡수되고, 발생기에서 가열되어 분리된 후 응축기에서 다시 액화되는 과정을 거칩니다.
    핵심 순서: 증발기(냉각기) $\rightarrow$ 흡수기 $\rightarrow$ 발생기 $\rightarrow$ 응축기
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36. 1 냉동톤(한국냉동톤)을 올바르게 설명한 것은?

  1. 0℃의 물 1000kg을 24시간 동안에 0℃의 얼음으로 만드는 냉동능력
  2. 1℃의 물 1000kg을 24시간 동안에 0℃의 얼음으로 만드는 냉동능력
  3. 0℃의 물 1kg을 24시간 동안에 0℃의 얼음으로 만드는 냉동능력
  4. 1℃의 물 1kg을 24시간 동안에 0℃의 얼음으로 만드는 냉동능력
(정답률: 76%)
  • 한국냉동톤(RT)의 정의는 $0^{\circ}\text{C}$의 물 $1000 \text{kg}$을 24시간 동안에 $0^{\circ}\text{C}$의 얼음으로 만드는 냉동능력을 의미합니다.
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37. 모리엘(P-h)선도상에서 응축온도를 일정하게 하고, 증발온도를 저하시킬 때 발생하는 현상으로 잘못된 것은?

  1. 소요 동력이 증대한다.
  2. 압축비가 감소한다.
  3. 냉동능력이 감소한다.
  4. 플래쉬 가스 발생량이 증가한다.
(정답률: 56%)
  • 응축온도가 일정할 때 증발온도가 저하되면 증발압력이 낮아지므로, 응축압력과 증발압력의 비인 압축비는 오히려 증가하게 됩니다.
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38. 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 메틸렌 크로라이드, 프로필렌 글리콜, 염화칼슘 용액은 유기질 브아인이다.
  2. 브라인은 잠열 및 현열 형태로 열을 운반한다.
  3. 프로필렌글리콜은 부식성이 적고 독성이 없어 냉동식품의 동결용으로 사용된다.
  4. 식염수의 공정점은 염화칼슘의 공정점보다 낮다.
(정답률: 69%)
  • 프로필렌글리콜은 부식성이 적고 독성이 없어 냉동식품의 동결용으로 사용되는 대표적인 유기질 브라인입니다.
    오답 노트
    메틸렌 크로라이드: 냉매이며 염화칼슘은 무기질 브라인임
    브라인: 현열만을 이용하여 열을 전달함
    식염수: 염화칼슘보다 공정점이 높음
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39. 축열시스템에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 열흐름에 관해서는 모두 축열장치를 경유하는 전량축열과 일부열이 축열장치를 경유하는 부분축열이 있다.
  2. 열의 공급방법은 축열장치 단독으로 공급하는 방법과 축열장치와 열원장치에서 동시에 공급하는 방법이 있다.
  3. 축열 시간은 일반적으로 야간에 축열, 주간에 방열하는 1일 사이클을 많이 사용한다.
  4. 수축열 시스템이란 냉열을 얼음에 저장하는 방법으로 작은 체적에 효율적으로 냉열을 저장하는 방법이다.
(정답률: 63%)
  • 수축열 시스템은 물을 냉매로 사용하여 열을 저장하는 방식이며, 냉열을 얼음 형태로 저장하여 작은 체적에 효율적으로 저장하는 방식은 빙축열 시스템에 해당합니다.
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40. 흡수식 냉동장치에 대한 설명으로 적당하지 않은 것은?

  1. 초기 운전 시 정격 성능을 발휘할 때까지의 도달 속도가 느리다.
  2. 대기압 이하에서 작동하므로 취급에 위험성이 완화된다.
  3. 용액의 부식성이 크므로 기밀성 관리와 부식 억제제의 보충에 엄격한 주의가 필요하다.
  4. 야간에 열을 저장하였다가 주간의 부하에 대응할 수 있다.
(정답률: 66%)
  • 야간에 열을 저장하였다가 주간에 사용하는 것은 '축열식 냉방'에 대한 설명이며, 흡수식 냉동장치 자체의 일반적인 작동 특성은 아닙니다.
    오답 노트
    초기 운전 시 정격 성능을 발휘할 때까지의 도달 속도가 느리다: 흡수식의 특징
    대기압 이하에서 작동하므로 취급에 위험성이 완화된다: 저압 작동의 특징
    용액의 부식성이 크므로 기밀성 관리와 부식 억제제의 보충에 엄격한 주의가 필요하다: 흡수액 특성상 정답
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3과목: 공기조화

41. 온풍로 난방에 대한 특징을 설명한 것으로 옳지 않은 것은?

  1. 시스템 전체의 열용량이 적고 예열 소요시간이 짧다.
  2. 취출온도의 차가 커서 온도분포가 나쁘다.
  3. 설비비가 저렴하다.
  4. 열효율이 나쁘고 연료가 많이 든다.
(정답률: 66%)
  • 온풍로는 공기를 매체로 하여 열전달 속도가 빠르고 효율적인 난방이 가능하므로, 열효율이 나쁘고 연료가 많이 든다는 설명은 옳지 않습니다.
    오답 노트
    시스템 전체의 열용량이 적고 예열 소요시간이 짧다: 공기의 특성상 정답
    취출온도의 차가 커서 온도분포가 나쁘다: 대류 특성상 정답
    설비비가 저렴하다: 구조가 단순하여 정답
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42. 관류보일러에 대한 설명으로 올바른 것은?

  1. 드럼과 여러개의 수관으로 구성되어 있다.
  2. 부하변동에 대한 추종성이 좋다.
  3. 취급이 용이하고 수처리가 필요 없다.
  4. 간단히 고압의 증기를 얻기가 곤란하다.
(정답률: 44%)
  • 관류보일러는 드럼 없이 수관만으로 구성되어 보유 수량이 적기 때문에, 부하 변동에 따라 빠르게 반응하는 추종성이 매우 뛰어납니다.
    오답 노트
    드럼과 여러개의 수관으로 구성되어 있다: 드럼이 없는 구조임
    취급이 용이하고 수처리가 필요 없다: 고순도 급수 처리가 필수적임
    간단히 고압의 증기를 얻기가 곤란하다: 고압 증기 발생이 용이함
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43. 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: 77%)
  • 난방용 보일러는 사용자의 편의성과 효율성을 위해 빠른 가동이 필수적입니다. 따라서 시동시간은 짧을수록 좋습니다.
    오답 노트
    일상취급 및 보수관리가 용이할 것: 필수 요구조건
    건물로의 반출입이 용이할 것: 설치 편의성 조건
    높이 및 설치면적이 적을 것: 공간 효율성 조건
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44. 어떤 공기의 수증기 분압=P, 절대습도=x, 비체적=v라 하고 이와 동일 온도인 포화공기의 수증기분압=Ps, 절대습도=Xs, 비체적=Vs라 할 때 이 공기의 상대습도는?

(정답률: 66%)
  • 상대습도는 현재 공기 중의 수증기 분압과 동일 온도에서의 포화 수증기 분압의 비율을 백분율로 나타낸 것입니다.
    $$\phi = \frac{P}{P_s} \times 100$$
    따라서 정답은 입니다.
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45. 증기난방 방식에 대한 설명 줄 틀린 것은?

  1. 배관방법에 따라 단관식과 복관식이 있다.
  2. 환수 방식에 따라 중력환수식과 진공환수식, 기계환수식으로 구분한다.
  3. 제어성이 온수에 비해 양호하다.
  4. 부하기기에서 증기를 응축시켜 응축수 만을 배출한다.
(정답률: 55%)
  • 증기난방은 온수난방에 비해 열전달 속도가 매우 빠르고 응답성이 좋지만, 온도 조절(제어성)은 온수난방보다 어렵고 정밀하지 못합니다.
    오답 노트
    배관방법(단관식/복관식), 환수방식(중력/진공/기계), 응축수 배출: 모두 증기난방의 올바른 특징임
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46. 덕트의 마찰저항을 증가시키는 요인은 여러가지가 있다. 이들 중 값이 커지면 마찰저항이 감소되는 것은?

  1. 덕트재료의 마찰 저항계수
  2. 덕트 길이
  3. 덕트 직경
  4. 풍속
(정답률: 79%)
  • 덕트 내의 마찰저항은 관의 직경이 커질수록 유속이 상대적으로 느려지고 벽면과의 마찰 영향이 줄어들어 감소하게 됩니다.
    오답 노트
    마찰 저항계수, 덕트 길이, 풍속: 이 값들이 커질수록 마찰저항은 오히려 증가함
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47. 냉수를 쓰는 향류형 공기 냉각코일에서 30℃의 공기를 16℃까지 냉각하는 데에 7℃의 냉수를 통하고 냉수온도는 열 교환에 의해 5℃ 상승되었을 때 냉각열량은 약 몇 kcal/h 인가? (단, 코일의 전체 열통과율은 800kcal/m2h℃ 이고, 전열 면적은 2.5m2 이다.)

  1. 10380
  2. 14870
  3. 25960
  4. 32960
(정답률: 39%)
  • 향류형 냉각코일의 전열량은 전체 열통과율, 전열 면적, 그리고 대수평균온도차($T_m$)의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = K \times A \times T_m$$
    $$T_m = \frac{\Delta T_1 - \Delta T_2}{\ln(\Delta T_1 / \Delta T_2)}$$
    ② [숫자 대입]
    $$T_m = \frac{(30-12) - (16-7)}{\ln((30-12)/(16-7))} = \frac{18-9}{\ln(18/9)} = 12.98$$
    $$Q = 800 \times 2.5 \times 12.98$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 25960$$
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48. 난방설비의 분류에서 간접 난방법에 속하는 것은?

  1. 증기난방
  2. 온풍난방
  3. 온수난방
  4. 복사난방
(정답률: 60%)
  • 난방법은 열매체가 직접 열을 전달하는 직접 난방과, 열매체가 공기를 가열하여 그 공기가 다시 실내를 가열하는 간접 난방으로 나뉩니다. 온풍난방은 온풍기에서 가열된 공기를 실내로 보내는 방식이므로 간접 난방법에 해당합니다.
    오답 노트
    증기난방, 온수난방, 복사난방: 열매체나 복사열이 직접 가열하는 직접 난방법임
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49. 난방시 빌딩의 1층 현관을 통하여 침입해 들어오는 침입외기에 의한 영향을 줄이기 위한 방법으로 부적당한 것은?

  1. 회전물을 설치한다.
  2. 출입구에 자동개폐문을 설치한다.
  3. 에어커튼을 설치한다.
  4. 이중물의 중간에 강제대류 컨벡터를 설치한다.
(정답률: 78%)
  • 침입외기를 차단하기 위해서는 물리적인 차단막이나 공기막을 형성해야 합니다. 자동개폐문은 단순히 문의 개폐를 자동화한 것으로, 문이 열려 있는 동안 외부 공기가 유입되는 것을 근본적으로 막는 침입외기 방지 대책으로는 부적당합니다.
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50. 다음 공조방식 중 개별식에 속하는 것은 어느 것인가?

  1. 팬 코일 유니트 방식
  2. 단일 덕트 방식
  3. 2중 덕트 방식
  4. 패키지 유니트 방식
(정답률: 71%)
  • 패키지 유니트 방식은 냉동기, 송풍기, 가열기 등이 하나의 유닛 내에 일체형으로 구성되어 있어, 각 실이나 구역별로 독립적으로 설치하여 운전하는 대표적인 개별식 공조 방식입니다.
    오답 노트
    팬 코일 유니트 방식: 중앙식(냉온수 공급)
    단일 덕트 방식: 중앙식
    2중 덕트 방식: 중앙식
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51. 인위적으로 실내 또는 일전한 공간의 공기를 사용 목적에 적합하도록 공기조화 하는데 있어서 고려하지 않아도 되는 것은?

  1. 온도
  2. 습도
  3. 색도
  4. 기류
(정답률: 79%)
  • 공기조화의 4대 요소는 온도, 습도, 기류, 청정도입니다. 색도는 빛의 성질과 관련된 요소로, 공기의 상태를 조절하여 쾌적한 환경을 만드는 공기조화의 고려 대상이 아닙니다.
    오답 노트
    온도, 습도, 기류: 공기조화의 필수 제어 요소
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52. 어느 건물 서편의 유리 면적이 40m2이다. 안쪽에 크림색의 베네시언 블라인드를 설치한 유리면으로부터 오후 4시에 침입하는 열량은 약 몇 kcal/h인가? (단, 외기는 33℃, 실내는 27℃, 유리는 1중, 유리의 열통과율 K : 5.08kcal/m2h℃, 유리창의 복사량 Igr : 523kcal/m2h, 차폐게수 Ks : 0.56 이다.)

  1. 12934
  2. 12191
  3. 11715
  4. 70291
(정답률: 50%)
  • 유리창을 통한 총 침입 열량은 전열에 의한 열량과 일사 침입 열량의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = K \times A \times (T_{out} - T_{in}) + I_{gr} \times A \times K_{s}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = 5.08 \times 40 \times (33 - 27) + 523 \times 40 \times 0.56$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 12934$$
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53. 냉각코일 또는 에어워셔의 용량으로 감당해야 할 부하에 포함되지 않는 것은?

  1. 실내취득열량
  2. 기기취득열량
  3. 외기부하
  4. 펌프, 배관부하
(정답률: 60%)
  • 냉각코일이나 에어워셔의 용량 산정 시에는 실내에서 발생하는 열, 기기에서 발생하는 열, 그리고 외부에서 유입되는 외기부하를 모두 고려해야 합니다. 하지만 펌프나 배관에서 발생하는 부하는 시스템의 손실이나 기계적 부하에 해당하며, 공기조화기의 직접적인 냉각 용량 결정 요소에는 포함되지 않습니다.
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54. 공기조화방식에 있어 지구 환경보존과 에너지 절약 추세에 따른 특수 열원방식으로만 짝지어진 것은?

  1. 열회수 방식, 흡수식 냉동기+보일러 방식
  2. 흡수식 냉온수기 방식+보일러방식
  3. 열병합발전 방식, 축열 방식
  4. 터보 냉동기, 축열 방식
(정답률: 71%)
  • 에너지 효율을 극대화하고 환경 부하를 줄이기 위해 폐열을 이용하는 열병합발전 방식과 전력 수요가 적은 시간대에 냉동 에너지를 저장했다가 사용하는 축열 방식이 특수 열원방식에 해당합니다.
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55. 다음 중 축류형 취출구의 종류로 맞는 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 아네모스탯형 취출구
  2. 펑커형 취출구
  3. 팬형 취출구
  4. 다공판형 취출구
(정답률: 60%)
  • 취출구 중 공기를 축 방향으로 강하게 밀어내는 축류형 취출구의 대표적인 종류는 펑커형 취출구입니다.
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56. 다음 중 전공기방식의 특징이 아닌 것은?

  1. 송풍량이 충분하여 실내오염이 적다.
  2. 환기용 팬(fan)을 설치하면 외기냉방이 가능하다.
  3. 실내에 노출되는 기기가 없어 마감이 깨끗하다.
  4. 천장의 여유공간이 적을 때 적합하다.
(정답률: 72%)
  • 전공기방식은 대량의 공기를 송풍하기 위해 덕트가 필수적이므로, 덕트가 차지하는 공간 때문에 천장의 여유 공간이 충분히 확보되어야 합니다.
    오답 노트
    천장의 여유공간이 적을 때 적합하다: 덕트 설치 공간이 필요 없거나 적은 수냉식/방사 패널 방식 등에 적합한 설명임
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57. 다음 공기조화기에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 유니트 히터는 가열코일과 팬, 케이싱으로 구성된다.
  2. 유인 유니트는 팬만을 내장하고 있다.
  3. 공기 세정기를 사용하는 경우에는 엘리미네이터를 사용하지 않아도 좋다.
  4. 팬코일 유니트는 팬과 코일 및 냉동기로 구성된다.
(정답률: 62%)
  • 유니트 히터는 가열코일과 팬, 케이싱으로 구성되어 국소 지역을 가열하는 장치입니다.
    오답 노트
    유인 유니트: 1차 공기의 분사력을 이용하므로 팬이 없음
    공기 세정기: 수분 비산을 방지하는 엘리미네이터가 반드시 필요함
    팬코일 유니트: 팬과 코일로 구성되며 냉동기는 중앙 기계실에 별도로 설치됨
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58. 공기조화 설비를 구성하는 열운반 장치 중 공조된 공기를 실내로 송풍하기 위하여 덕트는 반드시 필요한 설비이다. 이 덕트 중 공조기 출구와 공조기 입구사이의 계통에만 필요한 덕트 관련 설비에 해당되지 않은 것은?

  1. 급기덕트
  2. 외기덕트
  3. 제연덕트
  4. 환기덕트
(정답률: 63%)
  • 제연덕트는 화재 발생 시 연기를 배출하여 인명 피해를 막기 위한 소방용 설비이므로, 일반적인 공조기의 공기 순환 계통(급기, 외기, 환기)과는 목적과 구성이 완전히 다릅니다.
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59. 밀폐된 공간에서 공기를 가열하거나 냉각시킬 때 변하지 않는 것은?

  1. 건구온도
  2. 절대습도
  3. 엔탈피
  4. 상대습도
(정답률: 62%)
  • 밀폐된 공간에서 가열이나 냉각만 이루어질 경우, 공기 중에 포함된 수증기의 절대적인 양인 절대습도는 변하지 않습니다.
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60. 공기조화 방식의 적용 장소에 따른 조합 중 틀린 것은?

  1. 단일덕트 방식 - 극장
  2. 덕트병용팬코일유니트 방식 - 사무실
  3. 패키지유니트 방식 - 음식점
  4. 팬코일유니트 방식 - 방송국 스튜디오
(정답률: 53%)
  • 방송국 스튜디오는 정밀한 온도 및 습도 조절과 개별 제어가 필요하므로 이중덕트 방식이 적합합니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 다음 중 파고율이 가장 큰 파형은?

  1. 삼각파
  2. 정현파
  3. 방원파
  4. 구형파
(정답률: 67%)
  • 파고율은 파형의 최댓값을 실효값으로 나눈 비율을 의미하며, 제시된 파형 중 삼각파의 값이 가장 큽니다.
    오답 노트
    구형파: 1
    정현파: $\sqrt{2}$
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62. 온도를 전압으로 변환시키는 것은?

  1. 포토다이오드
  2. 광전관
  3. 광전다이오드
  4. 열전대
(정답률: 78%)
  • 열전대는 서로 다른 두 종류의 금속선을 접합하여 온도 차이가 발생할 때 전압(기전력)이 생성되는 제베크 효과를 이용한 온도 센서입니다.
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63. 3상 유도전동기의 속도제어방법으로 사용되는 것이 아닌 것은?

  1. 슬립의 변화에 의한 방법
  2. 용량의 변화에 의한 방법
  3. 극수의 변화에 의한 방법
  4. 주파수의 변화에 의한 방법
(정답률: 54%)
  • 3상 유도전동기의 속도는 극수, 주파수, 슬립에 의해 결정되므로 이를 변화시켜 속도를 제어합니다.
    오답 노트
    용량의 변화에 의한 방법: 전동기의 용량은 정격 설계치이며, 이를 변화시켜 속도를 제어하는 방법은 존재하지 않습니다.
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64. 직류 전동기의 속도제어법이 아닌 것은?

  1. 전압제어
  2. 계자제어
  3. 직렬저항제어
  4. 주파수제어
(정답률: 50%)
  • 직류 전동기의 속도는 전압, 계자 자속, 전기자 저항에 의해 결정되므로 전압제어, 계자제어, 직렬저항제어로 속도를 조절합니다.
    오답 노트
    주파수제어: 교류 전동기(유도전동기 등)의 속도 제어 방식입니다.
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65. 농형 유도전동기의 기동방법 중 보통 10~15kW 정도 용량의 전동기에 사용하는 방법으로 기동전류가 전전압 기동전류의 1/3 로 감소될 수 있는 기동법은?

  1. 전전압 기동법
  2. Y-△ 기동법
  3. 기동보상기에 의한 기동법
  4. 리액터 기동법
(정답률: 68%)
  • Y-△ 기동법은 기동 시 권선을 Y 결선으로 하여 전압을 $\frac{1}{\sqrt{3}}$배로 낮춤으로써 기동전류를 전전압 기동 시의 $\frac{1}{3}$로 감소시키는 방법이며, 보통 $10 \sim 15\text{kW}$ 용량의 전동기에 사용합니다.
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66. 단위 피드백 제어계통에서 입력과 출력이 같다면 전향전달함수 G의 값은?

  1. ㅣGㅣ=0
  2. ㅣGㅣ=0.707
  3. ㅣGㅣ=1
  4. ㅣGㅣ=∞
(정답률: 53%)
  • 단위 피드백 제어계의 폐루프 전달함수 $T(s)$가 1이 되어 입력과 출력이 같아지기 위한 조건을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $$T(s) = \frac{G(s)}{1 + G(s)}$$
    ② [숫자 대입] $$1 = \frac{G(s)}{1 + G(s)}$$
    ③ [최종 결과] $$G(s) = \infty$$
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67. 논리식 A=X(X+Y)를 간단히 하면?

  1. A=X
  2. A=Y
  3. A=X+Y
  4. A=XㆍY
(정답률: 67%)
  • 분배법칙을 적용하면 $A = X \cdot X + X \cdot Y$가 되며, 불 대수 법칙에 의해 $X \cdot X = X$이므로 $A = X + X \cdot Y$가 됩니다. 여기서 $X$를 공통인수로 묶으면 $A = X(1 + Y)$가 되고, $1 + Y = 1$이므로 최종적으로 $A = X$가 됩니다.
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68. 인덕턴스 20mH에 실효값 50V, 60Hz인 정현파 교류전압을 인가하였을 때, 인덕턴스에 축적되는 평균 자기에너지는 약 몇 [J] 인가?

  1. 0.44
  2. 1.44
  3. 6.34
  4. 63.4
(정답률: 30%)
  • 유도 리액턴스를 통해 전류를 먼저 구한 뒤, 인덕터에 저장되는 평균 자기에너지 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $$W = \frac{1}{2} L I^{2}$$
    ② [숫자 대입] $$W = \frac{1}{2} \times 20 \times 10^{-3} \times (\frac{50}{2 \pi \times 60 \times 20 \times 10^{-3}})^{2}$$
    ③ [최종 결과] $$W = 0.44$$ J
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69. 절연저항을 측정하기 위해 사용되는 계측기는?

  1. 메거
  2. 휘스톤브리지
  3. 켈빈브리지
  4. 저항계
(정답률: 78%)
  • 절연저항은 매우 높은 저항값을 측정해야 하므로, 고전압을 인가하여 측정하는 전용 계측기인 메거를 사용합니다.
    오답 노트
    휘스톤브리지: 정밀 저항 측정용
    켈빈브리지: 저저항 측정용
    저항계: 일반적인 저항 측정용
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70. 100V의 전압으로 30C의 전기량을 20초 동안에 운반했을 때 전력은?

  1. 50[W]
  2. 100[W]
  3. 150[W]
  4. 200[W]
(정답률: 67%)
  • 전류는 단위 시간당 흐르는 전기량이며, 전력은 전압과 전류의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$P = V \times \frac{Q}{t}$$
    ② [숫자 대입] $$P = 100 \times \frac{30}{20}$$
    ③ [최종 결과] $$P = 150$$ W
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71. 서보기구에서 주로 사용하는 제어량은?

  1. 전류
  2. 전압
  3. 방향
  4. 속도
(정답률: 66%)
  • 서보기구(Servo mechanism)는 입력 신호에 따라 출력단의 위치나 방향을 정밀하게 제어하는 시스템이므로, 주로 제어량으로 방향을 사용합니다.
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72. 물체의 위치, 방위, 자세 등의 기계적 변위를 제어량으로 해서 목표값의 임의의 변화에 항상 추종되도록 구성된 제어장치는?

  1. 프로세서제어
  2. 서보기구
  3. 자동조정
  4. 정치제어
(정답률: 71%)
  • 서보기구(Servo Mechanism)는 물체의 위치, 방위, 자세와 같은 기계적 변위를 제어량으로 하여 목표값의 변화에 따라 정밀하게 추종하도록 구성된 제어 장치를 말합니다.
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73. 세라믹 콘덴서 소자의 표면에 103K 라고 적혀 있을 때 이 콘덴서의 용량은 몇 [μF] 인가?

  1. 0.01
  2. 0.1
  3. 103
  4. 103
(정답률: 46%)
  • 세라믹 콘덴서의 표기법은 앞의 두 자리가 유효숫자, 세 번째 자리가 $10^{n}$승의 지수를 의미하며 기본 단위는 $pF$입니다.
    ① [기본 공식] $$C = (앞의 두 숫자 \times 10^{세 번째 숫자}) pF$$
    ② [숫자 대입] $$C = (10 \times 10^{3}) pF = 10000 pF$$
    ③ [최종 결과] $$C = 0.01 \mu F$$
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74. 되먹임 제어를 바르게 설명한 것은?

  1. 기계 스스로 판단하여 수정동작을 하는 방식
  2. 프로그램의 순서대로 순차적으로 제어하는 방식
  3. 미리 정해진 순서에 따라 순차적으로 제어가 진행되는 제어방식
  4. 외부에서 명령을 입력하는데 따라 제어되는 방식
(정답률: 57%)
  • 되먹임 제어(피드백 제어)는 출력 결과를 입력 측으로 되돌려 목표값과 비교하고, 그 오차를 바탕으로 스스로 수정 동작을 수행하는 폐루프 제어 방식입니다.
    오답 노트
    프로그램의 순서대로 순차적으로 제어하는 방식, 미리 정해진 순서에 따라 순차적으로 제어가 진행되는 제어방식: 시퀀스 제어에 대한 설명입니다.
    외부에서 명령을 입력하는데 따라 제어되는 방식: 수동 제어 또는 단순 개루프 제어에 가깝습니다.
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75. 피드백 제어계가 시퀀스 제어계와 비교하여 이점으로 옳지 않은 것은?

  1. 정확성이 증가된다.
  2. 대역폭이 증가된다.
  3. 입력과 출력사이의 오차를 줄인다.
  4. 구조가 간단하고 설치비가 저렴하다.
(정답률: 68%)
  • 피드백 제어는 출력값을 다시 입력으로 되돌려 오차를 수정하는 정밀한 제어 방식입니다. 정밀도와 정확성은 높아지지만, 센서와 피드백 회로가 추가되어 구조가 복잡해지고 설치 비용이 증가합니다.
    오답 노트
    정확성이 증가된다, 대역폭이 증가된다, 입력과 출력사이의 오차를 줄인다: 피드백 제어의 대표적인 장점입니다.
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76. 그림은 L1이 점등하면 L2가 소등되고, L2가 점등되면 L1이 소등되는 회로이다. A에 알맞은 접점은?

  1. X1-a접점
  2. X1-b접점
  3. X2-a접점
  4. X2-b접점
(정답률: 55%)
  • 상호 인터록 회로의 원리를 묻는 문제입니다. $L_{1}$이 점등될 때 $L_{2}$가 소등되려면, $L_{1}$의 회로에 $X_{2}$의 b접점이 설치되어 $X_{2}$가 동작하는 순간 $L_{1}$으로 가는 전원을 차단해야 합니다. 따라서 A에 알맞은 접점은 $X_{2}$-b접점입니다.
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77. 다음 신호르흠선도와 등가인 블록선도는?

(정답률: 72%)
  • 제시된 신호흐름선도에서 입력 $R$부터 출력 $C$까지 전향 경로에는 $G$와 $K$가 직렬로 연결되어 있고, $G$의 출력단에서 $H$를 통해 입력단으로 되돌아오는 부귀환 루프가 형성되어 있습니다. 이를 블록선도로 변환하면 와 같이 $G$와 $K$가 직렬 배치되고 $H$가 피드백 경로에 위치한 형태가 됩니다.
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78. 일정전압의 직류전원에 저항을 접속하고, 전류를 흘릴 때 이 전류값을 20% 감소시키기 위한 저항값은 처음의 몇배가 되는가?

  1. 0.65
  2. 0.85
  3. 0.91
  4. 1.25
(정답률: 53%)
  • 옴의 법칙($$V = IR$$)에 따라 전압이 일정할 때 전류와 저항은 반비례 관계에 있습니다. 전류를 $20\%$ 감소시키면 전류는 처음의 $0.8$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $$R = \frac{V}{I}$$
    ② [숫자 대입] $$R_{new} = \frac{V}{0.8 \times I}$$
    ③ [최종 결과] $$R_{new} = 1.25 \times R_{old}$$
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79. 자동제어계의 디지털 제어에 적합한 전동기는?

  1. 유도전동기
  2. 직류전동기
  3. 스텝전동기
  4. 동기전동기
(정답률: 55%)
  • 스텝전동기는 입력 펄스 수에 비례하여 일정 각도씩 회전하므로, 정밀한 위치 제어가 필요한 디지털 제어 시스템에 가장 적합합니다.
    오답 노트
    유도전동기, 직류전동기, 동기전동기: 연속적인 회전 제어에는 유리하나 펄스 단위의 정밀한 디지털 위치 제어에는 부적합합니다.
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80. 시퀀스 제어에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 조합논리회로도로도 사용된다.
  2. 기계적 계전기로도 사용된다.
  3. 폐회로 제어계로도 사용된다.
  4. 시간지연요소로도 사용된다.
(정답률: 59%)
  • 시퀀스 제어는 미리 정해진 순서에 따라 단계적으로 제어하는 방식으로, 기본적으로 출력값이 입력에 영향을 주지 않는 개회로(Open-loop) 제어계입니다.
    오답 노트
    조합논리회로, 기계적 계전기, 시간지연요소: 모두 시퀀스 제어를 구현하는 구성 요소나 방법으로 적절합니다.
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5과목: 배관일반

81. 도시가스 배관시 배관이 움직이지 않도록 관지름 13~33mm 미만은 몇 m마다 고정 장치를 설치해야 하는가?

  1. 1m
  2. 2m
  3. 3m
  4. 4m
(정답률: 74%)
  • 도시가스 배관의 고정 장치 설치 간격 기준에 따라 관지름 $13\text{mm}$이상 $33\text{mm}$ 미만인 경우에는 $2\text{m}$ 마다 설치해야 합니다.
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82. 습공기에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 상대습도가 일정할 경우 온도가 높을수록 비체적은 커진다.
  2. 온도가 일정할 경우 상대습도가 높을수록 절대습도는 낮아진다.
  3. 상대습도가 일정할 경우 온도가 높을수록 엔탈피는 커진다.
  4. 온도가 일정한 경우 상대습도가 높을 경우 노점온도는 높아진다.
(정답률: 49%)
  • 온도가 일정할 때 상대습도가 높아진다는 것은 공기 중 수증기량이 증가한다는 의미이므로, 절대습도 또한 함께 높아집니다.
    오답 노트
    상대습도 일정 시 온도 상승 $\rightarrow$ 비체적 증가: 맞음
    상대습도 일정 시 온도 상승 $\rightarrow$ 엔탈피 증가: 맞음
    온도 일정 시 상대습도 상승 $\rightarrow$ 노점온도 상승: 맞음
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83. 통기관의 종류에서 최상부의 배수 수평관이 배수 수직관에 접속된 위치보다도 더욱 위로 배수수직관을 끌어 올려 대기 중에 개구하여 사용하는 통기관은?

  1. 각개 통기관
  2. 루프 통기관
  3. 신정 통기관
  4. 도피 통기관
(정답률: 65%)
  • 최상부의 배수 수평관이 배수 수직관에 접속된 위치보다 더 위로 수직관을 연장하여 대기 중에 개방하는 방식은 신정 통기관의 핵심 정의입니다.
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84. 암모니아 냉동장치 배관재료로 사용할 수 없는 것은?

  1. 이음매 없는 동관
  2. 배관용 탄소강관
  3. 저온배관용 강관
  4. 배관용 스테인리스강관
(정답률: 77%)
  • 암모니아는 구리(Cu) 및 구리 합금을 부식시키는 성질이 매우 강하므로, 이음매 없는 동관은 배관 재료로 사용할 수 없습니다.
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85. 내구성이 가장 좋은 신축 이음쇠는?

  1. 루프형
  2. 슬리브형
  3. 벨로즈형
  4. 스위블형
(정답률: 48%)
  • 루프형 신축 이음쇠는 배관 자체를 루프 형태로 굽혀 신축을 흡수하므로, 기계적 가동 부위가 없어 내구성이 가장 뛰어납니다.
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86. 방열기 주위 배관 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 방열기 우위는 스위블 이음으로 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: 63%)
  • 배관의 구배를 취할 수 없거나 수평주관의 길이가 $2.5\text{m}$이상일 경우에는 유량 확보와 압력 손실을 고려하여 한 치수 큰 지름의 관을 사용해야 합니다.
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87. 일반적으로 배관계의 지지에 필요한 조건으로서 맞지 않는 것은?

  1. 관과 관내 유체 및 그 부속장치, 단열피복 등의 합계중량을 지지하는데 충분해야 한다.
  2. 온도변화에 의한 관의 신축에 대하여 적응할 수 있어야 한다.
  3. 수격현상 또는 외부에서의 진동, 동요에 대해서 견고하게 대응할 수 있어야 한다.
  4. 배관계의 소음이나 진동에 의한 영향을 되도록이면 외부에 전달하여야 한다.
(정답률: 75%)
  • 배관계의 지지는 소음이나 진동이 외부로 전달되지 않도록 차단하고 감쇠시키는 것이 기본 원칙입니다.
    오답 노트
    합계중량 지지: 필수 조건임
    온도변화 신축 적응: 필수 조건임
    수격현상 및 진동 대응: 필수 조건임
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88. 급수배관 시공법 중 틀린 것은?

  1. 급수관의 모든 기울기는 1/250을 표준으로 한다.
  2. 수격작용을 방지하기 위해 급히 닫히고 열리는 밸브 근처에는 공기실을 설치한다.
  3. 급수펌프의 배관은 흡입관을 가능한 길게 한다.
  4. 급수관을 매설할 때 한랭지 또는 중차량의 통로인 경우 1m 이상의 깊이로 한다.
(정답률: 61%)
  • 급수펌프의 흡입관은 마찰 손실을 줄이고 공동현상(Cavitation)을 방지하기 위해 가능한 한 짧게 설치해야 합니다.
    오답 노트
    급수관 기울기 1/250 표준: 적절함
    밸브 근처 공기실 설치: 수격작용 방지에 적절함
    한랭지/중차량 통로 1m 이상 매설: 동결 및 파손 방지에 적절함
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89. 공기의 흐름방향을 조절 할 수 있으나 풍량은 조절 할 수 없고 환기용 흡입구나 배기구로 사용되는 것은?

  1. 그릴(grilles)
  2. 디퓨저(diffusers)
  3. 레지스터(registers)
  4. 애니모스탯(anemostat)
(정답률: 71%)
  • 그릴(grilles)은 공기의 흐름 방향을 조절할 수는 있지만, 풍량 조절 기능이 없어 단순한 환기용 흡입구나 배기구로 사용되는 장치입니다.
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90. 역지밸브(check valve)의 도시기호는?

(정답률: 72%)
  • 역지밸브(Check Valve)는 유체를 한 방향으로만 흐르게 하고 역류를 방지하는 밸브로, 도시기호는 와 같이 표현합니다.
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91. 급탕배관 시공에 대한 설명 중 옳지 않는 것은?

  1. 배관의 굽힘 부분에는 벨로우즈이음을 한다.
  2. 하향식 급탕주관의 최상부에는 공기빼기 장치를 설치한다.
  3. 팽창관의 관경은 겨울철 동결을 고려하여 25A 이상으로 한다.
  4. 단관식 급탕배관 방식에는 상향배관, 하향배관 방식이 있다.
(정답률: 70%)
  • 급탕배관의 굽힘 부분에는 배관의 신축이나 변형에 대응하기 위해 스위블이음을 설치하는 것이 적절합니다.
    오답 노트
    배관의 굽힘 부분에는 벨로우즈이음을 한다: 굽힘 부분이 아닌 직선 구간의 신축 흡수를 위해 벨로우즈이음을 사용합니다.
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92. 보통 가스관이라고도 불리는 배관용 탄소강관의 사용압력은 몇 kgf/cm2 이하인가?

  1. 20
  2. 15
  3. 10
  4. 5
(정답률: 43%)
  • 배관용 탄소강관(SPG)은 일반적인 저압 배관에 사용되며, 규정된 사용압력은 $10\text{ kgf/cm}^2$이하입니다.
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93. 급수설비에서 발생하는 수격작용의 방지법으로 관계가 없는 것은?

  1. 관내의 유속을 낮게 한다.
  2. 직선배관 대신 굴곡배관을 한다.
  3. 수전류 등의 폐쇄를 서서히 한다.
  4. 기구류 가까이에 공기실을 설치한다.
(정답률: 64%)
  • 수격작용은 유체의 급격한 속도 변화로 인해 발생하므로, 유속을 낮추거나 밸브를 천천히 닫고 공기실을 설치하여 충격을 완화해야 합니다.
    오답 노트
    직선배관 대신 굴곡배관을 한다: 굴곡이 많을수록 압력 손실과 충격이 커져 수격작용을 심화시킵니다.
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94. 덕트의 단위 길이당 마찰저항이 일정하도록 치수를 결정하는 덕트 설계법은?

  1. 등마찰손실법
  2. 정속법
  3. 등온법
  4. 정압재취득법
(정답률: 75%)
  • 덕트의 단위 길이당 마찰손실(압력강하)을 일정하게 유지하며 관경을 결정하는 설계 방식이 등마찰손실법입니다.
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95. 저압 가스관에 의한 가스수송에 있어서 압력손실과 관계가 가장 먼 것은?

  1. 가스관의 길이
  2. 가스의 압력
  3. 가스의 비중
  4. 가스관의 내경
(정답률: 43%)
  • 저압 가스관의 유량 및 압력손실 공식에 따르면 관의 내경, 길이, 가스의 비중은 직접적인 영향을 주지만, 가스의 압력 자체는 압력손실 결정 요인과 관계가 가장 멉니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = K \times \sqrt{\frac{h \times d^{5}}{S \times L}}$$
    ② [변수 설명]
    $$h: \text{압력손실}, d: \text{관 내경}, S: \text{가스 비중}, L: \text{배관 길이}$$
    ③ [결론]
    가스의 압력은 공식의 변수에 포함되지 않음
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96. 증기난방 배관설비의 응축수 환수방법 중 증기의 순환이 가장 빠른 방법은?

  1. 진공 환수식
  2. 기계 환수식
  3. 자연 환수식
  4. 중력 환수식
(정답률: 68%)
  • 진공 환수식은 응축수 환수관 내를 진공 상태로 만들어 응축수를 강제로 흡입하므로, 자연 환수나 기계 환수 방식보다 증기의 순환 속도가 가장 빠릅니다.
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97. 복사 난방설비의 장점으로 잘못된 것은?

  1. 실내상하의 온도차가 적고, 온도 분포가 균등하다.
  2. 매설배관이므로 준공 후의 배수ㆍ점검이 쉽다.
  3. 인체에 대한 쾌감도가 높은 난방방식이다.
  4. 실내에 방열기가 없기 때문에 바닥면의 이용도가 높다.
(정답률: 62%)
  • 복사 난방은 배관이 바닥이나 벽체 내부에 매설되는 구조이므로, 준공 후 배관의 배수나 점검, 수리가 매우 어렵다는 단점이 있습니다.
    오답 노트
    실내 상하 온도차 적음: 복사열 이용으로 균등함
    인체 쾌감도 높음: 온돌 방식과 유사하여 쾌적함
    바닥면 이용도 높음: 노출된 방열기가 없어 공간 활용이 좋음
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98. 도시가스 배관을 시가지의 도로 노면 밑에 매설하는 경우에는 노면으로부터 배관의 외면까지 몇 m 이상을 유지해야 하는가?

  1. 1
  2. 1.2
  3. 1.5
  4. 2
(정답률: 61%)
  • 도시가스 사업법 및 관련 기준에 따라 시가지 도로 노면 밑에 가스 배관을 매설할 경우, 안전을 위해 노면으로부터 배관 외면까지 $1.5\text{m}$이상의 매설 깊이를 유지해야 합니다.
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99. 다음 중 배수의 종류가 아닌 것은?

  1. 청수
  2. 오수
  3. 잡배수
  4. 우수
(정답률: 73%)
  • 배수는 사용 후 버려지는 물을 의미하며, 청수는 공급되는 깨끗한 물인 상수를 의미하므로 배수의 종류에 해당하지 않습니다.
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100. 90℃의 온수 2000kg/h을 필요로 하는 간접가열식 급탕탱크에서 가열관의 표면적은 약 몇 m2 인가? (단, 급수의 온도는 10℃, 가열관으로 사용할 동관의 전영량은 1100kcal/m2h℃, 증기의 온도는 110℃이며 전열효율은 80%이다.)

  1. 2.92
  2. 3.03
  3. 3.72
  4. 4.07
(정답률: 34%)
  • 필요한 열량 $Q$를 전열량 공식 $Q = U \times A \times \Delta T \times \eta$를 이용하여 가열관 표면적 $A$를 구합니다. 이때 $\Delta T$는 대수평균온도차(LMTD)를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $$A = \frac{Q}{U \times \Delta T_{lm} \times \eta}$$
    ② [숫자 대입] $$A = \frac{2000 \times 60 \times (90 - 10)}{1100 \times \frac{110 - 10 - (110 - 90)}{\ln \frac{110 - 10}{110 - 90}} \times 0.8}$$
    ③ [최종 결과] $$A = 3.03 \text{ m}^{2}$$
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