공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2011-03-20)

공조냉동기계기사(구)
(2011-03-20 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 27kPa의 압력차는 수은주로 어느 정도 높이가 되겠는가? (단, 수은의 밀도는 13590kg/m3 이다.)

  1. 약 158mm
  2. 약 203mm
  3. 약 265mm
  4. 약 557mm
(정답률: 56%)
  • 압력차를 수은주의 높이로 변환하기 위해 표준 대기압($101.325\text{ kPa} = 760\text{ mmHg}$)의 비율을 이용합니다.
    ① $$h = \frac{P}{P_{std}} \times 760$$
    ② $$h = \frac{27}{101.325} \times 760$$
    ③ $$h = 202.5\text{ mm}$$
    따라서 약 203mm가 됩니다.
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2. 물 1kg이 압력 300kPa에서 증발할 때 증가한 체적이 0.8m3이었다면, 이때의 외부 일은? (단, 온도는 일정하다고 가정한다.)

  1. 140 kJ
  2. 240 kJ
  3. 320 kJ
  4. 420 kJ
(정답률: 71%)
  • 정압 과정에서 외부로 한 일은 압력과 체적 변화량의 곱으로 계산합니다.
    ① $$ W = P \times \Delta V $$
    ② $$ W = 300 \times 0.8 $$
    ③ $$ W = 240 \text{ kJ} $$
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3. 100℃ 와 50℃ 사이에서 작동되는 가역열기관의 최대 열효율은 약 얼마인가?

  1. 55.0%
  2. 16.7%
  3. 13.4%
  4. 8.3%
(정답률: 63%)
  • 가역열기관(카르노 사이클)의 최대 열효율은 고온부와 저온부의 절대온도 차이에 의해 결정됩니다. 온도는 반드시 절대온도($K$)로 변환하여 계산해야 합니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = 1 - \frac{T_{L}}{T_{H}}$$
    ② [숫자 대입] $$\eta = 1 - \frac{50 + 273}{100 + 273}$$
    ③ [최종 결과] $$\eta = 0.134 = 13.4\%$$
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4. -3℃에서 열을 흡수하여 27℃에 방열하는 냉동기의 최대 성능계수는?

  1. 9.0
  2. 10.0
  3. 11.3
  4. 15.3
(정답률: 72%)
  • 냉동기의 최대 성능계수는 카르노 냉동기의 성능계수 공식을 사용하여 계산합니다. 온도는 반드시 절대온도 $K$로 변환하여 대입해야 합니다.
    ① [기본 공식] $$COP = \frac{T_{L}}{T_{H} - T_{L}}$$
    ② [숫자 대입] $$COP = \frac{270}{300 - 270}$$
    ③ [최종 결과] $$COP = 9.0$$
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5. 냉매 R-134a를 사용하는 증기-압축 냉동사이클에서 냉매의 엔트로피가 감소하는 구간은 어디인가?

  1. 증발구간
  2. 압축구간
  3. 팽창구간
  4. 응축구간
(정답률: 64%)
  • 응축구간에서는 고온 고압의 기체 냉매가 응축기에서 외부로 열을 방출하며 액체로 상태 변화를 일으킵니다. 이때 열을 잃으면서 분자 배열이 규칙적으로 변하므로 엔트로피가 감소하게 됩니다.
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6. 열역학 제 1법칙은 다음의 어떤 과정에서 성립하는가?

  1. 가역 과정에서만 성립한다.
  2. 비가역 과정에서만 성립한다.
  3. 가역 등은 과정에서만 성립한다.
  4. 가역이나 비가역 과정을 막론하고 성립한다.
(정답률: 64%)
  • 열역학 제 1법칙은 에너지 보존 법칙으로, 에너지의 형태가 변할 뿐 총량은 일정하다는 원리입니다. 이는 과정의 가역성 여부와 상관없이 모든 물리적 과정에서 항상 성립합니다.
    오답 노트
    가역 과정에서만 성립한다: 모든 과정에서 성립함
    비가역 과정에서만 성립한다: 모든 과정에서 성립함
    가역 등은 과정에서만 성립한다: 모든 과정에서 성립함
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7. 계(系)가 한 상태에서 다른 상태로 변할 때 엔트로피의 변화는?

  1. 증가하거나 불변이다.
  2. 항상 증가한다.
  3. 감소하거나 불변이다.
  4. 증가, 감소할 수도 있으며 불변일 경우도 있다.
(정답률: 39%)
  • 엔트로피의 변화는 계의 상태 변화 과정과 환경(고립계, 닫힌계, 열린계)에 따라 증가할 수도, 감소할 수도 있으며 가역 과정일 경우 불변일 수 있습니다.
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8. 105Pa, 15℃ 공기가 n=1.3인 폴리트로픽 과정(Polytropic process)으로 변화하여 7×105 Pa로 압축되었다. 압축 후의 온도는 약 몇 ℃인가?

  1. 187℃
  2. 193℃
  3. 165℃
  4. 178℃
(정답률: 50%)
  • 폴리트로픽 과정에서 압력과 온도의 관계식을 이용하여 압축 후의 온도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$\frac{T_2}{T_1} = (\frac{P_2}{P_1})^{\frac{n-1}{n}}$$
    ② [숫자 대입] $$T_2 = (15+273) \times (\frac{7 \times 10^5}{10^5})^{\frac{1.3-1}{1.3}}$$
    ③ [최종 결과] $$T_2 = 451.3 K \approx 178.3 ℃$$
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9. 온도 15℃, 압력 100kPa 상태의 체적이 일정한 용기안에 어떤 이상 기체 5 kg이 들어 있다. 이 기체가 50℃가 될 때까지 가열되었다. 이 과정동안의 엔트로피 변화는 약 얼마인가? (단, 이 기체의 정압비열과 정적비열은 1.001 kJ/kgㆍK, 0.7171 kJ/kgㆍK이다.)

  1. 0.411 kJ/K 증가
  2. 0.411 kJ/K 감소
  3. 0.575 kJ/K 증가
  4. 0.575 kJ/K 감소
(정답률: 50%)
  • 체적이 일정한 정적 과정에서 이상 기체의 엔트로피 변화량을 구하는 문제입니다.
    ① $$ \Delta S = m \times C_v \times \ln \frac{T_2}{T_1} $$
    ② $$ \Delta S = 5 \times 0.7171 \times \ln \frac{273+50}{273+15} $$
    ③ $$ \Delta S = 0.411 $$
    따라서 엔트로피는 0.411 kJ/K 증가합니다.
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10. 증기터빈으로 질량 유량 1 kg/s, 엔탈피 h1=3500 kJ/kg의 수증기가 들어온다. 중간 단에서 h2=3100 kJ/kg의 수증기가 추출되며 나머지는 계속 팽창하여 h3=2500 kJ/kg 상태로 출구에서 나온다면, 중간 단에서 추출되는 수증기의 질량 유량은? (단, 열손실은 없으며, 위치 에너지 및 운동 에너지의 변화가 없고, 총 터빈 출력은 900 kW이다.)

  1. 0.167 kg/s
  2. 0.323 kg/s
  3. 0.714 kg/s
  4. 0.886 kg/s
(정답률: 32%)
  • 에너지 보존 법칙에 따라 터빈의 총 출력은 입구 엔탈피와 각 출구 엔탈피 차이의 합과 같습니다. 추출 유량을 $m_{2}$라고 하면, 최종 출구 유량은 $1 - m_{2}$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $$W = m_{1}h_{1} - (m_{2}h_{2} + (m_{1} - m_{2})h_{3})$$
    ② [숫자 대입] $$900 = 1 \times 3500 - (m_{2} \times 3100 + (1 - m_{2}) \times 2500)$$
    ③ [최종 결과] $$m_{2} = 0.167\text{ kg/s}$$
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11. 이상적인 가역과정에서 열량 △Q가 전달될 때, 온도 T가 일정하면 엔트로피의 변화 △S 는?

(정답률: 73%)
  • 가역과정에서 온도 $T$가 일정할 때, 엔트로피 변화량 $\Delta S$는 전달된 열량 $\Delta Q$를 절대온도 $T$로 나눈 값과 같습니다.
    따라서 정답은 $\Delta S = \frac{\Delta Q}{T}$가 포함된 입니다.
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12. Carnot 냉동기로 25℃의 실내로부터 총 4 kW의 열을 온도 36℃인 주위로 방출하여야 한다. 최소동력은 얼마인가?

  1. 0.148 kW
  2. 1.44 kW
  3. 2.81 kW
  4. 4.00 kW
(정답률: 59%)
  • 카르노 냉동기의 성능계수(COP)와 동력 관계를 이용하여 최소동력을 구합니다. 온도는 절대온도(K)로 변환하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$W = Q_{L} \times \frac{T_{H} - T_{L}}{T_{L}}$$
    ② [숫자 대입] $$W = 4 \times \frac{(273 + 36) - (273 + 25)}{273 + 25}$$
    ③ [최종 결과] $$W = 0.148\text{ kW}$$
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13. 500℃의 고온부와 50℃의 저온부 사이에서 작동하는 Carniot 사이클 열기관의 열효율은 얼마인가?

  1. 10%
  2. 42%
  3. 58%
  4. 90%
(정답률: 67%)
  • 카르노 사이클의 열효율은 고온부와 저온부의 절대온도만으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = 1 - \frac{T_L}{T_H}$$
    ② [숫자 대입] $$\eta = 1 - \frac{273 + 50}{273 + 500}$$
    ③ [최종 결과] $$\eta = 0.583 \rightarrow 58.3 \%$$
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14. 8℃의 이상기체를 가역단열 압축하여 그 체적을 1/5로 하였을 때 기체의 온도는 몇 ℃로 되겠는가? (단, k=1.4 이다.)

  1. -125℃
  2. 294℃
  3. 222℃
  4. 262℃
(정답률: 54%)
  • 가역단열 과정에서 온도와 체적의 관계식을 이용하여 나중 온도를 구하는 문제입니다. 온도는 반드시 절대온도(K)로 변환하여 계산해야 합니다.
    ① [기본 공식] $$T_2 = T_1 \times (\frac{V_1}{V_2})^{k-1}$$
    ② [숫자 대입] $$T_2 = (273 + 8) \times (5)^{1.4-1}$$
    ③ [최종 결과] $$T_2 = 535.2 \text{ K} \rightarrow 535.2 - 273 = 262.2 \text{ ℃}$$
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15. 열병합발전시스템에 대한 설명으로 올바른 것은?

  1. 증기 동력 시스템에서 전기와 함께 공정용 또는 난방용 스팀을 생산하는 시스템이다.
  2. 증기 동력 사이클 상부에 고온에서 작동하는 수은 동력 사이클을 결합한 시스템이다.
  3. 가스 터빈에서 방출되는 폐열을 증기 동력 사이클의 열원으로 사용하는 시스템이다.
  4. 한 단의 재열 사이클과 여러 단의 재생사이클을 복합한 시스템이다.
(정답률: 60%)
  • 열병합발전(CHP)은 하나의 에너지원으로부터 전기 에너지와 열 에너지(스팀, 온수 등)를 동시에 생산하여 에너지 이용 효율을 극대화하는 시스템입니다.
    오답 노트
    수은 동력 사이클 결합: 잘못된 시스템 구성
    가스 터빈 폐열 이용: 이는 복합발전(Combined Cycle)에 대한 설명
    재열 및 재생사이클 복합: 이는 랭킨 사이클의 효율 향상 방법
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16. P - V 선도에서 그림과 같은 사이클 변화를 갖는 이상기체가 한 사이클 동안 행한 일은?

  1. P2(V2-V1)
  2. P1(V2-V1)
(정답률: 66%)
  • P-V 선도에서 한 사이클 동안 행한 일은 사이클로 둘러싸인 폐곡선의 면적과 같습니다. 제시된 그래프의 색칠된 영역은 밑변이 $V_2 - V_1$이고 높이가 $P_2 - P_1$인 직각삼각형이므로, 삼각형의 넓이 공식을 적용합니다.
    따라서 일은 $\frac{1}{2} \times (P_2 - P_1) \times (V_2 - V_1)$이며, 이는 와 같습니다.
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17. 수은주에 의해 측정된 대기압이 753mmHg일 때 진공도 90%의 절대압력은? (단, 수은의 밀도는 13600kg/m3, 중력가속도는 9.8m/s2 이다.)

  1. 약 200.08 kPa
  2. 약 190.08 kPa
  3. 약 100.04 kPa
  4. 약 10.04 kPa
(정답률: 48%)
  • 대기압을 압력 단위로 환산한 후, 진공도 정의에 따라 절대압력을 구하는 문제입니다. 진공도 $v$일 때 절대압력 $P_{abs}$는 $P_{abs} = P_{atm} \times (1 - v)$ 입니다.
    ① [기본 공식] $$P_{abs} = \rho g h \times (1 - v)$$
    ② [숫자 대입] $$P_{abs} = 13600 \times 9.8 \times 0.753 \times (1 - 0.9)$$
    ③ [최종 결과] $$P_{abs} = 10037.4 \text{ Pa} \approx 10.04 \text{ kPa}$$
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18. 200m의 높이로부터 250kg의 물체가 땅으로 떨어질 경우 일을 열량으로 환산하면 약 몇 kJ인가? (단, 중력가속도는 9.8 m/s2 이다.)

  1. 79
  2. 117
  3. 203
  4. 490
(정답률: 64%)
  • 물체의 위치 에너지를 구한 뒤, 이를 열량 단위인 kJ로 환산합니다. ($1 \text{ kJ} \approx 1000 \text{ J}$)
    ① $$ W = m \times g \times h $$
    ② $$ W = 250 \times 9.8 \times 200 $$
    ③ $$ W = 490 \text{ kJ} $$
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19. 다음 중 Rankine 사이클에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. Carnot 사이클을 현실화한 사이클이다.
  2. 증기의 최고온도는 터빈 재료의 내열특성에 의하여 제한된다.
  3. 팽창일에 비하여 압축일이 적은 편이다.
  4. 터빈 출구서 건도가 낮을수록 유지관리에 유리하다.
(정답률: 53%)
  • 터빈 출구의 건도가 낮다는 것은 액적(물방울)이 많다는 의미이며, 이는 터빈 날개의 침식과 마모를 유발하여 유지관리에 불리하게 작용합니다.
    오답 노트
    Carnot 사이클을 현실화한 사이클이다: 맞음
    증기의 최고온도는 터빈 재료의 내열특성에 의하여 제한된다: 맞음
    팽창일에 비하여 압축일이 적은 편이다: 맞음
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20. 이상오토사이클의 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: 56%)
  • 이상 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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2과목: 냉동공학

21. 안전밸브의 점검사항이 아닌 것은?

  1. 분출 전개압력
  2. 가스분출 파이프의 지름
  3. 분출 정지압력
  4. 안전밸브의 누설
(정답률: 71%)
  • 안전밸브 점검 시에는 밸브가 정확히 열리는 분출 개시압력, 다시 닫히는 분출 정지압력, 그리고 설정 압력 이하에서의 누설 여부를 확인해야 합니다. 가스분출 파이프의 지름은 설계 단계의 결정 사항이며, 주기적인 점검 항목은 아닙니다.
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22. 어떤 냉동사이클을 압력-엔탈피 선도에 나타내었더니 그림과 같았다. 이 냉동 사이클에서의 냉매순환량이 200kg/h라면 냉동장치의 냉동능력은 약 몇 RT인가? (단, 1RT는 3320 kcal/h로 한다.)

  1. 0.54
  2. 2.47
  3. 3.01
  4. 5.91
(정답률: 59%)
  • 압력-엔탈피 선도에서 냉동효과(엔탈피 차이)를 구하고, 냉매 순환량을 곱해 전체 냉동능력을 산출한 뒤 이를 RT 단위로 환산합니다.
    ① $$RT = \frac{G \times (h_1 - h_4)}{3320}$$
    ② $$RT = \frac{200 \times (148 - 107)}{3320}$$
    ③ $$RT = 2.47$$
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23. 어떤 R-22 냉동장치에서 냉매 1kg이 팽창변을 통과하여 5℃의 포화증기로 될 때까지 약 40 kcal의 열을 흡수 하였다. 같은 조건에서 냉동능력이 25000 kcal/h이라면 증발 냉매량은 얼마인가?

  1. 387 kg/h
  2. 450 kg/h
  3. 525 kg/h
  4. 625 kg/h
(정답률: 61%)
  • 전체 냉동능력을 냉매 $1\text{kg}$당 흡수하는 열량으로 나누면 시간당 필요한 냉매 순환량을 구할 수 있습니다.
    ① $$G = \frac{Q}{q}$$
    ② $$G = \frac{25000}{40}$$
    ③ $$G = 625$$
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24. 냉각탑과 관계가 가장 먼 것은?

  1. 엘리미네이터
  2. 쿨링어프로치
  3. 쿨링레인지
  4. 스워얼
(정답률: 71%)
  • 냉각탑의 구성 요소 및 성능 지표와 무관한 용어를 찾는 문제입니다. 스워얼은 냉각탑과 관계없는 용어입니다.
    오답 노트
    엘리미네이터: 비산 방지 장치
    쿨링어프로치: 냉각수 출구 온도와 입구 공기 습구 온도 차이
    쿨링레인지: 냉각수 입구 온도와 출구 온도 차이
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25. 다음 냉매 중 가연성이 있는 냉매는?

  1. R-717
  2. R-744
  3. R-718
  4. R-502
(정답률: 57%)
  • R-717(암모니아)은 독성과 가연성을 가지고 있는 대표적인 냉매입니다.
    오답 노트
    R-744: 이산화탄소로 불연성 냉매임
    R-718: 물로 불연성 냉매임
    R-502: 할로겐 화합물로 불연성 냉매임
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26. 냉동기에서 성적계수가 6.84 일 때 증발온도가 -15℃이다. 이 때 응축온도는 몇 ℃인가?

  1. 17.5
  2. 20.7
  3. 22.7
  4. 25.5
(정답률: 73%)
  • 냉동기의 성적계수(COP)는 증발온도와 응축온도의 차이에 반비례하는 원리를 이용합니다. 카르노 냉동사이클의 성적계수 공식을 적용하여 응축온도를 산출합니다.
    ① $$COP = \frac{T_{evap}}{T_{cond} - T_{evap}}$$
    ② $$6.84 = \frac{273 - 15}{(273 + T_{cond}) - (273 - 15)}$$
    ③ $$T_{cond} = 22.7$$
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27. 암모니아 입형 저속 압축기에 많이 사용되는 포펫트 밸브에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 구조가 튼튼하고 파손되는 일이 적다.
  2. 회전수가 높아지면 밸브의 관성 때문에 개폐가 자유롭지 못하다.
  3. 흡입밸브는 피스톤 상부 스프링으로 가볍게 지지되어 있다.
  4. 중량이 가벼워 밸브 개폐가 불확실하다.
(정답률: 72%)
  • 포펫 밸브는 구조가 튼튼하여 파손이 적지만, 밸브 자체의 중량이 무겁기 때문에 고속 회전 시 관성으로 인해 개폐 응답성이 떨어지는 특징이 있습니다.
    오답 노트
    중량이 가벼워 밸브 개폐가 불확실하다: 포펫 밸브는 중량이 무거운 것이 특징입니다.
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28. 제빙능력은 원료수 온도 및 브라인 온도 등의 조건에 따라서 다르다. 다음 중 제빙에 필요한 냉동능력을 구하는데 필요한 항목으로 거리가 먼 것은?

  1. 온도 tw℃인 제빙용 원수를 0℃까지 냉각하는데 필요한 열량
  2. 물의 동결 잠열에 대한 열량(79.68kcal/kg)
  3. 제빙장지내의 발생열과 제빙용 원수의 수질 상태
  4. 브라인 온도 t1℃ 부근까지 얼음을 냉각하는데 필요한 열량
(정답률: 77%)
  • 제빙 냉동능력 계산은 원수를 $0^{\circ}C$까지 냉각하는 현열, 물을 얼음으로 만드는 잠열, 그리고 생성된 얼음을 브라인 온도까지 추가 냉각하는 열량을 합산하여 구합니다. 제빙장치 내의 발생열이나 수질 상태는 이론적인 냉동능력 계산의 기본 항목과는 거리가 멉니다.
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29. 그림과 같이 2단 압축 1단 팽창을 하는 냉동 사이클이 R-22 냉매로 작동되고 있을 때 성적 계수는 얼마인가? (단, 각 상태점의 엔탈피는 a : 95, c : 143, d : 154, e : 149, f : 158(kcal/kg) 이다.)

  1. 0.9
  2. 1.4
  3. 2.4
  4. 3.1
(정답률: 50%)
  • 성적계수(COP)는 냉동효과를 총 압축일로 나눈 값입니다. 2단 압축 1단 팽창 사이클에서 냉동효과는 $h_{c} - h_{a}$이며, 총 압축일은 저압 압축일($h_{d} - h_{c}$)과 고압 압축일($h_{f} - h_{e}$)의 합입니다.
    ① [기본 공식] $$COP = \frac{h_{c} - h_{a}}{(h_{d} - h_{c}) + (h_{f} - h_{e})}$$
    ② [숫자 대입] $$COP = \frac{143 - 95}{(154 - 143) + (158 - 149)}$$
    ③ [최종 결과] $$COP = \frac{48}{11 + 9} = 2.4$$
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30. 온도식 자동팽창밸브의 감온통 설치방법으로 잘못된 것은?

  1. 증발기 출구 측 압축기로 흡입되는 곳에 설치할 것
  2. 흡입 관경이 20A 이하인 경우에는 관 상부에 설치할 것
  3. 외기의 영향을 받을 경우는 보온해 주거나 감온통 포켓을 설치할 것
  4. 압축기 흡입 관에 트랩이 있는 경우에는 트랩 부분에 부착할 것
(정답률: 63%)
  • 감온통은 냉매의 온도를 정확히 감지하여 팽창밸브의 개도를 조절해야 하므로, 냉매가 안정적으로 흐르는 증발기 출구 측 흡입관에 설치해야 합니다. 트랩 부분은 냉매나 오일이 고여 온도를 정확히 측정할 수 없으므로 설치해서는 안 됩니다.
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31. H2O-LiBr흡수식 냉동기에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 냉매는 물(H2O), 흡수제는 L1Br을 사용한다.
  2. 냉매 순환과정은 발생기 → 응축기 → 증발기 → 흡수기로 되어있다.
  3. 소형 보다는 대용량 공기조화용으로 많이 사용한다.
  4. 흡수제는 가능한 농도가 낮고, 흡수제는 고온이어야 한다.
(정답률: 65%)
  • 흡수식 냉동기에서 흡수제는 냉매를 잘 흡수하기 위해 농도가 높아야 하며, 흡수제(용액)의 온도는 낮을수록 냉매 흡수 능력이 향상됩니다.
    오답 노트
    냉매/흡수제: $H_{2}O$와 $LiBr$을 사용하는 것이 맞음
    순환과정: 발생기 $\rightarrow$ 응축기 $\rightarrow$ 증발기 $\rightarrow$ 흡수기 순서가 맞음
    용도: 대용량 공기조화용으로 널리 쓰임
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32. 빙축열방식에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 제빙을 위한 냉동기 운전은 냉수 취출을 위한 운전보다 증발온도가 낮기 때문에 성능계수(COP)가 높아 20~30% 소비동력이 감소한다.
  2. 냉매의 종류는 후레온 냉매를 직접 제빙부에 공급하는 직접팽창식과 냉동기에 냉각된 브라인을 제빙부에 공급하는 브라인 방식으로 나눈다.
  3. 제빙방식은 축열조 내측 또는 외측에 얼음을 생성시키는 정적제빙방식과 축열조 외부에서 제빙하고 그 얼음을 축열조에 옮겨 축열하는 동적제빙방식으로 나눈다.
  4. 빙축열조 축열용량=냉동기 능력 × 야간 축열운전시간이 된다. 여기에 제빙온도 등을 고려하여 기기를 선정한다.
(정답률: 55%)
  • 제빙을 위한 운전은 일반 냉수 취출 운전보다 증발온도가 훨씬 낮기 때문에, 압축기의 압축비가 증가하여 성능계수(COP)가 낮아지고 소비동력은 오히려 증가합니다.
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33. 응축기에서 냉매가스의 열이 제거되는 방법은?

  1. 대류와 전도
  2. 증발과 복사
  3. 승화와 휘발
  4. 복사와 액화
(정답률: 67%)
  • 응축기 내의 냉매 가스가 관벽을 통해 열을 전달하는 전도 과정과, 관 외부의 냉각 매체(물 또는 공기)가 열을 앗아가는 대류 과정을 통해 열이 제거됩니다.
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34. 냉동장치의 제어기기에 관한 설명 중 올바르게 서술된 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 만액식 증발기에 저압측 프로트식 팽창밸브를 설치하여 증발온도를 거의 일정하게 제어할 수 있다.
  2. 냉장고용 냉동장치에서 겨울철에 응축온도가 낮아지면 팽창밸브 전후의 압력차가 커지기 때문에 팽창밸브가 작동하지 않는다.
  3. 일반적인 증발압력조정밸브는 증발기 입구측에 설치하여 냉매의 유량을 조절하고 증발기내 냉매의 압력을 일정하게 유지하는 조정밸브이다.
  4. R-22를 냉매로 하는 냉방기에서 증발기 출구의 과열도가 커지면 감온통 내의 가스압력이 높아져 온도식 자동팽창밸브가 닫힌다.
(정답률: 33%)
  • 온도식 자동팽창밸브는 증발기 출구의 과열도가 커지면 감온통 내 냉매가 증발하여 압력이 높아지고, 이 힘으로 밸브가 열려 냉매 유량을 증가시킴으로써 과열도를 낮추는 원리로 작동합니다.
    오답 노트
    만액식 증발기: 프로트식은 건식/과열식에 사용함
    겨울철 응축온도 저하: 압력차가 작아져 밸브 개도가 줄어듦
    증발압력조정밸브: 증발기 출구측에 설치하여 압력을 조절함
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35. 용량조절장치가 있는 프레온냉동장치에서 무부하(unload) 운전시 냉동유 반송을 위한 압축기의 흡입관 배관방법은?

  1. 압축기를 증발기 밑에 설치한다.
  2. 2중 수직 상승관을 사용한다.
  3. 수평관에 트랩을 설치한다.
  4. 흡입관을 가능한 길게 배관한다.
(정답률: 57%)
  • 무부하 운전 시 냉동유가 압축기로 원활하게 회수되지 않는 문제를 해결하기 위해, 오일 회수 능력이 탁월한 2중 수직 상승관을 사용하여 냉동유 반송을 확실하게 처리합니다.
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36. 열펌프의 난방운전에 대한 설명 중 올바른 것은?

  1. 응축온도를 높게 유지할수록 냉매순환량이 감소한다.
  2. 응축온도를 높게 유지할수록 압축일량이 감소한다.
  3. 응축온도를 높게 유지할수록 냉매순환량이 증가한다.
  4. 응축온도를 높게 유지하여도 압축일량은 변하지 않는다.
(정답률: 53%)
  • 열펌프의 난방 운전 시 응축온도(압력)가 높아지면 냉매의 밀도가 증가하여 압축기에서 토출되는 냉매의 질량 유량, 즉 냉매순환량이 감소하고 압축일량은 증가하게 됩니다.
    오답 노트
    응축온도가 높을수록 압축일량은 증가함
    응축온도가 높을수록 냉매순환량은 감소함
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37. 염화칼슘 브라인에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 냉동 작용은 브라인의 장열을 이용하는 것이다.
  2. 염화나트륨 브라인보다 일반적으로 부식성이 크다.
  3. 공기중에 장시간 방치하여 두어도 금속에 대한 부식성은 없다.
  4. 가장 일반적인 브라인으로 제빙, 냉장 및 공업용으로 이용된다.
(정답률: 58%)
  • 염화칼슘 브라인은 어는점이 매우 낮아 제빙, 냉장 및 공업용으로 널리 사용되는 가장 일반적인 브라인입니다.
    오답 노트
    냉동 작용은 브라인의 비열과 밀도를 이용함
    염화나트륨 브라인보다 부식성이 작음
    공기 중 방치 시 흡습성으로 인해 금속 부식을 촉진함
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38. 액 분리기에 관한 내용 중 옳은 것은?

  1. 증발기 흡입 배관에 설치한다.
  2. 액압축을 방지하며 압축기를 보호한다.
  3. 냉각할 때 침입한 공기와 냉매를 혼합시킨다.
  4. 증발기에 공급되는 냉매액을 냉각시킨다.
(정답률: 82%)
  • 액 분리기는 증발기에서 미처 증발하지 못한 액체 냉매가 압축기로 들어가는 것을 막아 액압축을 방지하고 압축기를 보호하는 장치입니다.
    오답 노트
    증발기 흡입 배관에 설치한다: 압축기 흡입 배관에 설치함
    냉각할 때 침입한 공기와 냉매를 혼합시킨다: 공기를 분리하여 배출함
    증발기에 공급되는 냉매액을 냉각시킨다: 액체 냉매를 분리하는 것이 목적임
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39. 냉동장치의 응축기속에 공기(불응측 가스)가 들어 있을 때 일어나는 현상이라고 할 수 없는 것은?

  1. 고압측 압력이 보통보다 높다.
  2. 소비동력이 증가한다.
  3. 응축기에서의 전열이 불량해진다.
  4. 응축기의 온도가 낮아진다.
(정답률: 80%)
  • 응축기 내부에 공기(불응축 가스)가 침입하면 응축을 방해하여 응축 압력과 온도가 상승하게 됩니다.
    오답 노트
    응축기의 온도가 낮아진다: 공기 침입 시 응축 온도는 오히려 상승함
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40. 2단 압축 냉동장치에 관한 내용이다. 옳지 않은 것은?

  1. 2단 압축에서 중간 압력이란 저단 압축기의 토출압력과 고단 압축기의 흡입압력을 말한다.
  2. 중간 냉각기는 고압축 흡입가스의 압력을 낮추어 압축비를 증가시킨다.
  3. 중간 냉각기는 저압축 토출가스의 온도를 내려 냉동장치의 성적계수를 높인다.
  4. 압축비가 6 이상이면 2단 압축을 채택한다.
(정답률: 54%)
  • 중간 냉각기는 저단 압축기에서 토출된 고온 가스를 냉각시켜 고단 압축기로 보내는 장치로, 이를 통해 압축비를 감소시켜 효율을 높이는 역할을 합니다.
    오답 노트
    중간 압력 정의: 저단 토출압과 고단 흡입압이 일치하는 지점이 맞습니다.
    성적계수 향상: 가스 온도를 낮추어 압축 효율을 높이므로 성적계수가 상승합니다.
    채택 기준: 일반적으로 압축비가 $6$이상일 때 2단 압축을 적용합니다.
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3과목: 공기조화

41. 원심송풍기의 풍량제어 방법 중 소요동력이 가장 적은 방법은?

  1. 흡입구 베인 제어
  2. 스크롤 댐퍼 제어
  3. 토출측 댐퍼 제어
  4. 회전수 제어
(정답률: 77%)
  • 원심송풍기에서 회전수 제어는 송풍기의 회전 속도를 직접 조절하여 풍량을 제어하므로, 댐퍼 제어 방식에 비해 불필요한 압력 손실이 없어 소요동력이 가장 적습니다.
    오답 노트
    흡입구 베인 제어, 스크롤 댐퍼 제어, 토출측 댐퍼 제어: 회전수 제어보다 동력 소모가 큽니다.
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42. 풍량 5000 kg/h의 공기(절대습도 0.002 kg/kg)를 온수분무로 절대습도 0.00375 kg/kg 까지 가습할 때의 분무 수량은 약 얼마인가? (단, 기습효율은 60%라 한다.)

  1. 5.25 kg/h
  2. 8.75 kg/h
  3. 14.58 kg/h
  4. 20.01 kg/h
(정답률: 50%)
  • 가습량은 공기의 질량 유량과 절대습도 차이에 기습효율을 고려하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{분무 수량} = \frac{G \times (x_2 - x_1)}{\eta}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{분무 수량} = \frac{5000 \times (0.00375 - 0.002)}{0.6}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{분무 수량} = 14.58 \text{ kg/h}$$
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43. 다음 중 강제 대류형 방열기에 속하는 것은?

  1. 주철제 방열기
  2. 콘벡터
  3. 베이스보드 히터
  4. 유닛 히터
(정답률: 44%)
  • 방열기는 열전달 방식에 따라 구분하며, 유닛 히터는 송풍기를 내장하여 강제로 공기를 순환시켜 열을 전달하는 대표적인 강제 대류형 방열기입니다.
    오답 노트
    주철제 방열기, 콘벡터, 베이스보드 히터: 자연 대류를 이용하는 자연 대류형 방열기입니다.
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44. 다음 공기조화 방식 중 전공기 방식이 아닌 것은?

  1. 변풍량 단일 덕트 방식
  2. 이중 덕트 방식
  3. 정풍량 단일 덕트 방식
  4. 팬 코일 유닛 방식(덕트병용)
(정답률: 77%)
  • 전공기 방식은 덕트를 통해 공기만을 송풍하여 냉난방하는 방식입니다. 팬 코일 유닛 방식은 덕트 병용이라 하더라도 기본적으로 냉온수를 이용한 전수 방식의 특성을 가지므로 전공기 방식이 아닙니다.
    오답 노트
    변풍량 단일 덕트 방식, 이중 덕트 방식, 정풍량 단일 덕트 방식: 모두 공기를 주 매체로 사용하는 전공기 방식입니다.
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45. 다음 중 사용되는 공기선도가 아닌 것은? (단, h:엔탈피, x:절대습도, t:온도, p:압력)

  1. h-x선도
  2. t-x선도
  3. t-h선도
  4. p-h선도
(정답률: 70%)
  • 공기선도는 일반적으로 온도($t$), 습도($x$), 엔탈피($h$), 비체적 등을 조합하여 나타내며, 압력-엔탈피($p-h$) 선도는 주로 냉동 사이클 분석에 사용됩니다.
    오답 노트
    h-x선도, t-x선도, t-h선도: 공기조화에서 사용되는 대표적인 공기선도임
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46. 강제순환식 온수난방에서 개방형 팽창탱크를 설치하려고 할 때, 적당한 온수의 온도는?

  1. 100℃ 미만
  2. 130℃ 미만
  3. 150℃ 미만
  4. 170℃ 미만
(정답률: 70%)
  • 개방형 팽창탱크는 대기압 상태로 물이 노출되어 있으므로, 물의 끓는점인 $100^{\circ}C$ 미만에서 사용해야 합니다.
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47. 다음 중 개별식 공기조화 방식이 아닌 것은 무엇인가?

  1. 각층 유닛방식
  2. 룸쿨러 방식
  3. 패키지 방식
  4. 멀티유닛형 룸쿨러 방식
(정답률: 61%)
  • 각층 유닛방식은 층별로 공조기를 설치하는 중앙식(또는 지역식) 성격의 방식이며, 개별식은 각 실마다 독립적인 장치를 설치하는 방식입니다.
    오답 노트
    룸쿨러 방식, 패키지 방식, 멀티유닛형 룸쿨러 방식: 모두 개별식 공조 방식에 해당함
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48. 주로 덕트의 분기부에 설치하여 분기덕트 내의 풍량조절용으로 사용되는 댐퍼는?

  1. 방화댐퍼
  2. 다익댐퍼
  3. 방연댐퍼
  4. 스프릿댐퍼
(정답률: 76%)
  • 스프릿댐퍼는 주로 덕트의 분기부에 설치하여 각 분기덕트로 흐르는 풍량을 조절하는 용도로 사용됩니다.
    오답 노트
    방화댐퍼: 화재 시 화염 확산 방지
    다익댐퍼: 풍량의 정밀 조절
    방연댐퍼: 연기 확산 방지
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49. 어떤 장치에 비엔탈피 10 kcal/kg인 공기가 매시간 500kg씩 들어와서 비엔탈피 12kcal/kg인 공기로 변화 된다고 하면 이 장치에서 공급되는 열량은 몇 kcal/h 인가? (단, 장치에서의 가습은 없는 것으로 한다.)

  1. 1000
  2. 1500
  3. 2000
  4. 2500
(정답률: 67%)
  • 공기의 질량 유량과 비엔탈피 변화량을 곱하여 공급 열량을 계산합니다.
    ① $$Q = G \times (h_2 - h_1)$$
    ② $$Q = 500 \times (12 - 10)$$
    ③ $$Q = 1000$$ kcal/h
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50. 다음 중에서 온수보일러의 부속품으로는 사용되지 않는 것은?

  1. 순환펌프
  2. 릴리프밸브
  3. 수면계
  4. 팽창탱크
(정답률: 46%)
  • 수면계는 보일러 내부의 수위를 직접 확인하여 안전을 확보하는 장치로, 주로 증기보일러에서 필수적으로 사용됩니다. 온수보일러는 밀폐계 내에서 물이 순환하므로 수면계를 사용하지 않습니다.
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51. 다음 중 일반적으로 난방부하계산에 포함시키지 않는 것은?

  1. 벽체의 열손실
  2. 유리면의 열손실
  3. 극간풍에 의한 열손실
  4. 조명기구의 발열
(정답률: 64%)
  • 난방부하계산은 실내 온도를 유지하기 위해 외부로 손실되는 열량을 계산하는 과정입니다. 조명기구의 발열은 실내 온도를 높여주는 '득열' 항목이므로, 난방을 위해 공급해야 할 부하에서는 제외하거나 차감합니다.
    오답 노트
    벽체, 유리면, 극간풍 열손실: 모두 실내 열이 외부로 빠져나가는 손실 항목으로 난방부하에 포함됨
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52. 주철제 보일러의 단점에 해당하는 것은?

  1. 인장 및 충격에 약하다.
  2. 복잡한 구조는 제작이 불가능하다.
  3. 내식 및 내열성이 나쁘다.
  4. 파열시 고압으로 인한 피해가 크다.
(정답률: 56%)
  • 주철은 압축 강도는 높으나 인장 강도가 낮고 취성이 강해 충격에 매우 약한 특성을 가지고 있습니다.
    오답 노트
    복잡한 구조 제작: 주조법으로 제작하므로 가능함
    내식 및 내열성: 주철은 내식성과 내열성이 우수함
    파열 피해: 강철제 보일러에 비해 파열 시 파편 비산 정도가 적어 피해가 상대적으로 작음
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53. 중앙공조기(AHU)에서 냉각코일의 용량 결정에 영향을 주지 않는 것은?

  1. 덕트 부하
  2. 외기 부하
  3. 냉수 배관 부하
  4. 재열 부하
(정답률: 58%)
  • 냉각코일의 용량은 실내로 공급되는 공기가 제거해야 할 열량에 의해 결정됩니다. 덕트 부하, 외기 부하, 재열 부하는 모두 공기의 상태 변화와 관련된 열부하에 해당하지만, 냉수 배관 부하는 코일 내부의 유체 수송과 관련된 사항으로 코일의 열교환 용량 결정 요소가 아닙니다.
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54. 한장의 보통 유리를 통해서 들어오는 취득열량을 q=IGR xks × Ag + IGC × Ag라 할 때 ks 를 무엇이라 하는가? (단, IGR : 일사투과량, Ag : 유리의 면적, IGC : 창면적당의 내표면으로부터 대류에 의하여 침입하는 열량)

  1. 유리의 열전도계수
  2. 차폐계수
  3. 단위시간에 단위면적을 통해 투과하는 열량
  4. 유리의 반사율
(정답률: 73%)
  • 유리를 통한 일사 취득열량 공식에서 $k_s$는 일사 투과량을 조절하는 차폐계수를 의미하며, 이는 유리의 종류나 블라인드 설치 여부에 따라 결정됩니다.
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55. 공장의 저속 덕트방식에서 주 덕트내의 권장풍속으로 가장 적당한 것은?

  1. 23~27 m/s
  2. 17~22 m/s
  3. 13~16 m/s
  4. 6~9 m/s
(정답률: 77%)
  • 공장의 저속 덕트방식은 소음과 압력 손실을 줄이기 위해 낮은 풍속을 유지하며, 주 덕트 내 권장 풍속은 $6 \sim 9$ m/s입니다.
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56. 간이계산법에 의한 건평 150m2에 소요되는 보일러의 급탕부하는 얼마인가? (단, 건물의 열손실은 90 kcal/m2h, 급탕량은 100 kg/h, 급수 및 급탕온도는 각각 30℃, 70℃이다.)

  1. 3500 kcal/h
  2. 4000 kcal/h
  3. 13500 kcal/h
  4. 17500 kcal/h
(정답률: 45%)
  • 급탕부하는 급탕량에 비열과 온도차를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = G \times C \times \Delta T$$
    ② [숫자 대입] $$Q = 100 \times 1 \times (70 - 30)$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 4000$$ kcal/h
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57. 단일덕트 정풍량 방식의 장점 중에서 옳지 않은 것은?

  1. 각 실의 실온을 개별적으로 제어할 수가 있다.
  2. 공조기가 기계실에 있으므로 운전, 보수가 용이하고, 진동, 소음의 전달 염려가 적다.
  3. 외기의 도입이 용이하며 환기팬 등을 이용하면 외기냉방이 가능하고 전열교환기의 설치도 가능하다.
  4. 존의 수가 적을 때는 설비비가 다른 방식에 비해서 적게 든다.
(정답률: 72%)
  • 단일덕트 정풍량 방식은 송풍량이 일정하므로 각 실의 온도를 개별적으로 정밀하게 제어하는 것이 불가능합니다.
    오답 노트
    공조기 기계실 배치: 운전 및 보수 용이, 소음 저감 가능
    외기 도입: 환기팬 및 전열교환기 설치로 외기냉방 가능
    설비비: 존의 수가 적을 때 경제적임
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58. 다음 증기난방의 분류법에 해당되지 않는 것은?

  1. 응축수 환수법
  2. 증기 공급법
  3. 증기 압력
  4. 지역냉난방법
(정답률: 57%)
  • 증기난방의 분류법은 응축수 환수법, 증기 공급법, 증기 압력에 따라 분류합니다. 지역냉난방법은 도시 전체의 열원을 이용하는 시스템 방식으로, 개별 증기난방의 분류법에 해당하지 않습니다.
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59. 다음 중 공기여과기(air filter) 효율 측정법이 아닌 것은 어느 것인가?

  1. 중량법
  2. 비색법(변색도법)
  3. 계수법(DOP법)
  4. HEPA필터법
(정답률: 70%)
  • 공기여과기의 효율 측정법에는 중량법, 비색법, 계수법(DOP법) 등이 사용됩니다. HEPA필터는 고효율 필터의 한 종류(명칭)이지, 효율을 측정하는 방법론이 아닙니다.
    오답 노트
    중량법: 실제 측정법임
    비색법(변색도법): 실제 측정법임
    계수법(DOP법): 실제 측정법임
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60. 실내 난방을 온풍기로 하고 있다. 이 때 실내 현열량 5600 kcal/h, 송풍공기온도 30℃, 외기온도 -10℃, 실내온도 20℃일 때, 온풍기의 풍량(m3/min)은 약 얼마인가?

  1. 32.2m3/min
  2. 38.9m3/min
  3. 66.6m3/min
  4. 79.8m3/min
(정답률: 34%)
  • 실내 현열량을 이용하여 필요한 송풍량을 구하는 문제입니다. 공기의 밀도와 비열, 그리고 송풍 온도와 실내 온도의 차이를 이용해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = \rho \times C_p \times V \times \Delta T$$
    ② [숫자 대입] $$V = \frac{5600}{1.2 \times 0.24 \times (30 - 20)} \times \frac{1}{60}$$
    ③ [최종 결과] $$V = 32.4$$
    계산 결과 약 $32.2\text{m}^3\text{/min}$에 가장 근접합니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 다음 중 직류 전동기의 규약효율을 나타내는 식으로 가장 알맞은 것은?

(정답률: 58%)
  • 전동기의 효율은 입력 에너지에 대해 손실을 제외한 실제 출력 에너지가 차지하는 비율을 의미합니다. 따라서 효율 $\eta$는 $\frac{\text{입력} - \text{손실}}{\text{입력}} \times 100\%$로 계산하며, 이에 해당하는 이미지는 입니다.
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62. 제동계수 중 최대 초과량이 가장 큰 것은?

  1. δ=0.5
  2. δ=1
  3. δ=2
  4. δ=3
(정답률: 63%)
  • 제동계수 $\delta$가 작을수록(부족 제동) 시스템의 응답은 빨라지지만, 최대 초과량은 더 커지게 됩니다. 따라서 제시된 보기 중 제동계수가 가장 작은 $\delta=0.5$일 때 최대 초과량이 가장 큽니다.
  • 최대 초과량: 브레이크를 밟았을 때, 회전체의 회전이 멈추기까지 걸리는 시간

    그러므로 제동계수(~를 멈추게 하는 힘)와 최대 초과량은 반비례함을 알 수 있다.

    즉, 보기에서 최대 초과량이 가장 큰 것은 제동 계수가 가장 작은 것을 고 고르면 되므로 1번이 정답이다.
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63. υ=141 sin(377t-π/6)인 파형의 주파수는 약 몇 [Hz]인가?

  1. 50
  2. 60
  3. 100
  4. 377
(정답률: 53%)
  • 정현파 전압 식에서 각주파수 $\omega$와 주파수 $f$의 관계식을 이용하여 주파수를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\omega = 2\pi f$$
    ② [숫자 대입] $$377 = 2 \times 3.14 \times f$$
    ③ [최종 결과] $$f = 60$$
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64. 2차계 시스템의 응답형태를 결정하는 것은?

  1. 히스테리시스
  2. 정밀도
  3. 분해도
  4. 제동계수
(정답률: 51%)
  • 2차계 시스템의 응답 특성(과제동, 임계제동, 부족제동)은 시스템의 제동계수($\zeta$) 값에 의해 결정됩니다.
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65. 제어동작에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 2위치동작 : ON-OFF 동작이라고도 하며, 편차의 정부(+,-)에 따라 조작부를 전폐 또는 전개하는 것이다.
  2. 비례동작 : 편차의 제곱에 비례한 조작신호를 낸다.
  3. 적분동작 : 편차의 적분치에 비례한 조작신호를 낸다.
  4. 미분동작 : 조작신호가 편차의 증가속도에 비례하는 동작을 한다.
(정답률: 68%)
  • 비례동작은 편차의 제곱이 아니라, 편차의 크기에 직접 비례하여 조작신호를 내는 동작입니다.
    오답 노트
    2위치동작: 편차의 부호에 따라 ON-OFF 제어하는 것이 맞음
    적분동작: 편차의 적분치에 비례하는 것이 맞음
    미분동작: 편차의 변화 속도(미분치)에 비례하는 것이 맞음
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66. 그림과 같은 다이오드 브리지 정류회로가 있다. 교류전원 υ가 양일 때와 음일 때의 전류 방향을 바로 적은 것은? (단, 화살표 방향을 양으로 한다.)

  1. υ＞0: υ→D1→R→D2→υ
    υ＜0:υ→D2→R→D1→υ
  2. υ＞0: υ→D1→R→D2→υ
    υ＜0:υ→D4→R→D1→υ
  3. υ＞0: υ→D1→R→D4→υ
    υ＜0:υ→D3→R→D2→υ
  4. υ＞0: υ→D1→R→D2→υ
    υ＜0:υ→D4→R→D3→υ
(정답률: 52%)
  • 다이오드 브리지 정류회로에서 전류는 다이오드의 순방향 바이어스 방향으로만 흐릅니다.
    교류전원 $v$가 양($v > 0$)일 때는 $D_1$과 $D_4$가 도통되어 $v \to D_1 \to R \to D_4 \to v$ 경로로 흐르며, $v$가 음($v < 0$)일 때는 $D_3$과 $D_2$가 도통되어 $v \to D_3 \to R \to D_2 \to v$ 경로로 흐릅니다.
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67. 그림에서 스위치 S의 개폐에 관계없이 전전류 I가 항상 30A 라면 저항 r3와 r4의 값은 몇 [Ω]인가?

  1. r3=1, r4=3
  2. r3=2, r4=1
  3. r3=3, r4=2
  4. r3=4, r4=4
(정답률: 48%)
  • 스위치 S의 개폐와 관계없이 전류가 일정하다는 것은 스위치가 닫혔을 때 브리지 평형 상태임을 의미합니다.
    먼저 스위치가 열린 상태에서 전체 저항 $R_t$를 구하고, 브리지 평형 조건을 이용하여 $r_3$와 $r_4$를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $$R_t = \frac{V}{I}$$ 및 $$8 \times r_4 = 4 \times r_3$$
    ② [숫자 대입] $$R_t = \frac{100}{30} = 3.33$$ 및 $$r_3 = 2r_4$$
    ③ [최종 결과] $$r_3 = 2, r_4 = 1$$
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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: 62%)
  • 정전기적 평형 상태에서 도체 내부의 전기장은 0이며, 모든 전하는 서로 밀어내어 도체의 가장 바깥쪽 표면에만 분포하게 됩니다.
    오답 노트
    전하는 도체 내부에만 존재한다: 전하는 표면에 분포하며 내부는 전하가 존재하지 않습니다.
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69. 그림과 같은 피드백 제어시스템에서 단위 계단 함수를 입력으로 할 때 정상상태 오차가 0.01 이 되도록 하는 a의 값은?

  1. 0.1
  2. 0.2
  3. 0.3
  4. 0.4
(정답률: 49%)
  • 단위 계단 입력에 대한 정상상태 오차 $e_{ss}$ 공식을 이용하여 $a$ 값을 구합니다.
    ① [기본 공식] $$e_{ss} = \frac{1}{1 + K_p} = \frac{1}{1 + \lim_{s \to 0} G(s)}$$
    ② [숫자 대입] $$0.01 = \frac{1}{1 + \frac{19.8}{a}}$$
    ③ [최종 결과] $$a = 0.2$$
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70. 불연속제어에 속하는 것은?

  1. 비율제어
  2. 비례제어
  3. 미분제어
  4. ON-OFF 제어
(정답률: 75%)
  • ON-OFF 제어는 제어 대상의 상태를 켜거나 끄는 2위치 제어 방식으로, 출력이 연속적이지 않고 끊어져 있으므로 불연속 제어에 속합니다.
    오답 노트
    비율제어, 비례제어, 미분제어: 입력값에 따라 출력이 연속적으로 변하는 연속 제어 방식입니다.
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71. 변압기 절연 내력시험이 아닌 것은?

  1. 가압 시험
  2. 유도 시험
  3. 충격 시험
  4. 절연저항 시험
(정답률: 49%)
  • 변압기의 절연 내력시험은 절연체에 고전압을 가해 견디는지를 확인하는 시험으로 가압 시험, 유도 시험, 충격 시험이 해당합니다.
    오답 노트
    절연저항 시험: 내력시험이 아닌 절연 상태를 측정하는 진단 시험입니다.
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72. 궤한제어계에 속하지 않는 신호로서 외부에서 제어량이 그 값에 맞도록 제어계에 주어지는 신호를 무엇이라 하는가?

  1. 동작 신호
  2. 기준 입력
  3. 목표값
  4. 궤환 신호
(정답률: 44%)
  • 제어계에서 외부로부터 주어져 제어량이 도달해야 할 기준이 되는 신호를 목표값이라고 합니다.
    오답 노트
    기준 입력: 목표값과 유사하나 문제에서 정의한 '신호'의 관점에서 목표값이 더 정확한 정답으로 지정됨
    궤환 신호: 출력측에서 입력측으로 되돌아오는 신호
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73. 그림에서 출력 Y는?

  2. A+B+C+D+E
  3. ABCDE
(정답률: 56%)
  • 논리 회로 를 분석하면, 상단 AND 게이트의 결과 $AB$와 $C$가 NAND 게이트를 거쳐 $\overline{ABC}$가 되고, 하단 NAND 게이트는 $\overline{DE}$가 됩니다. 최종적으로 이 두 신호가 NOR 게이트를 거치면 $\overline{\overline{ABC} + \overline{DE}}$가 되며, 드모르간의 법칙에 의해 $\overline{\overline{ABC}} \cdot \overline{\overline{DE}} = ABCDE$가 도출됩니다.
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74. 그림과 같은 블록선도를 등가 변환한 것은?

(정답률: 58%)
  • 제시된 블록선도 는 입력 $a$가 전달함수 $G$를 거쳐 출력 $b$가 되는 단순한 구조입니다. 따라서 이를 등가 변환한 결과는 와 같이 입력과 출력이 $G$로 연결된 형태가 됩니다.
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75. 그림과 같은 브리지 정류회로에 어느 점에 교류입력을 연결하여야 하는가?

  1. A-B점
  2. A-C점
  3. B-C점
  4. B-D점
(정답률: 54%)
  • 브리지 정류회로에서 교류 입력은 다이오드 쌍이 서로 마주 보는 지점인 대각선 방향의 두 단자에 연결해야 합니다. 회로 분석 시 B-D점이 교류 전원 입력단이 되어야 정상적인 전파 정류가 가능합니다.
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76. 논리식 A+AB를 간단히 하면?

  1. 0
  2. 1
  3. A
  4. B
(정답률: 70%)
  • 불 대수의 흡수 법칙을 적용하면 $A + AB = A(1 + B)$가 되며, 여기서 $1 + B = 1$이므로 최종적으로 $A$가 됩니다.
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77. 온도를 임피던스로 변환시키는 요소는?

  1. 측온 저항
  2. 광전지
  3. 광전 다이오드
  4. 전자석
(정답률: 67%)
  • 측온 저항(RTD)은 온도가 변화함에 따라 금속의 전기 저항값이 일정하게 변하는 성질을 이용하여 온도를 임피던스(저항값)로 변환해 측정하는 센서입니다.
    오답 노트
    광전지, 광전 다이오드: 빛 에너지를 전기 에너지로 변환
    전자석: 전류를 통해 자기장을 형성
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78. 시퀀스제어의 장점이 아닌 것은?

  1. 구성하기 쉽다.
  2. 시스템의 구성비가 낮다.
  3. 원하는 출력을 얻기 위해 보정이 필요 없다.
  4. 유지 밎 보수가 간단하다.
(정답률: 68%)
  • 시퀀스 제어는 미리 정해진 순서에 따라 단계적으로 제어하는 방식으로 구성이 쉽고 유지보수가 간단하며 비용이 저렴합니다. 하지만 개루프 제어 특성상 출력값에 대한 피드백이 없으므로, 정확한 출력을 위해서는 정밀한 설정과 보정이 필요합니다.
    오답 노트
    원하는 출력을 얻기 위해 보정이 필요 없다: 피드백 제어가 아니므로 보정이 필요합니다.
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79. 순시전압 e=Em sin(ωt+θ)의 파형은?

(정답률: 62%)
  • 순시전압 수식 $e=E_m \sin(\omega t+\theta)$에서 위상각 $\theta$가 $+$이면 파형이 시간축의 왼쪽(음의 방향)으로 이동하는 위상 앞섬 현상이 발생합니다. 따라서 $\theta$만큼 왼쪽으로 치우친 파형이 정답입니다.
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80. 다음 중 옴의 법칙에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 저항에 전류가 흐를 때 전압, 전류, 저항의 관계를 설명해 준다.
  2. 옴의 법칙은 저항으로 전류의 크기를 조절 할 수 있음을 보여준다.
  3. 옴의 법칙은 저항에 의한 전압강하를 설명해 준다.
  4. 옴의 법칙을 이용하여 임피던스에 의한 전압강하는 설명할 수 없다.
(정답률: 66%)
  • 옴의 법칙은 전압, 전류, 저항의 관계를 정의하며, 이를 통해 저항으로 전류 크기를 조절하거나 전압강하를 계산할 수 있습니다. 또한, 교류 회로에서는 저항 대신 임피던스를 적용하여 전압강하를 동일하게 설명할 수 있습니다.
    오답 노트
    옴의 법칙을 이용하여 임피던스에 의한 전압강하는 설명할 수 없다: 임피던스에서도 옴의 법칙($$V=IZ$$)이 그대로 적용됩니다.
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5과목: 배관일반

81. 동관 이음의 종류가 아닌 것은?

  1. 납땜 이음
  2. 용접 이음
  3. 나사 이음
  4. 압축 이음
(정답률: 62%)
  • 동관은 재질 특성상 연성이 있고 벽 두께가 얇아 나사를 깎아 만드는 나사 이음이 불가능합니다. 대신 납땜, 용접, 압축 이음 등을 통해 접합합니다.
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82. 도시가스 배관을 매설하는 경우이다. 틀린 것은?

  1. 배관을 철도부지에 매설하는 경우에는 배관의 외면으로부터 궤도 중심까지 거리는 4m이상 일 것
  2. 배관을 철도부지에 매설하는 경우에는 배관의 외면으로부터 철도부지 경계까지 거리는 0.6m 이상일 것
  3. 배관을 철도부지에 매설하는 경우에는 지표면으로부터 배관의 외면까지의 깊이는 1.2m이상으로 할 것
  4. 배관을 산에 매설하는 경우에는 지표면으로부터 배관의 외면까지의 깊이는 1m이상으로 할 것
(정답률: 58%)
  • 도시가스 배관을 철도부지에 매설할 때, 배관의 외면으로부터 철도부지 경계까지의 거리는 $1\text{m}$이상을 유지해야 안전합니다.
    오답 노트
    철도부지 경계까지 거리는 0.6m 이상일 것: $1\text{m}$이상이어야 함
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83. 다음 중 폴리에틸렌관의 접합법이 아닌 것은?

  1. 나사 접합
  2. 인서트 접합
  3. 소켓 접합
  4. 용착 접합
(정답률: 41%)
  • 폴리에틸렌관(PE관)은 열가소성 수지 재질로, 주로 열을 이용한 용착 접합, 인서트 접합, 또는 나사 접합 등을 사용합니다. 소켓 접합은 주로 PVC관 등에서 사용되는 방식이며 PE관의 일반적인 접합법으로는 적절하지 않습니다.
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84. 온수난방의 설비의 온수배관 시공법에 관한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 수평배관에서 관의 지름을 바꿀 때에는 편심리듀서를 사용한다.
  2. 배관재료는 내열성을 고려한다.
  3. 공기가 고일 염려가 있는 곳에는 공기배출을 고려한다.
  4. 팽창관에는 슬루스 밸브를 설치한다.
(정답률: 76%)
  • 온수 배관 시공 시 팽창관에는 유량을 조절하거나 압력을 제어하는 밸브가 아닌, 팽창 탱크와 연결되어 시스템의 압력을 조절하는 적절한 장치가 필요합니다. 슬루스 밸브는 주로 유량 조절용으로 사용되므로 팽창관 설치 목적에 부합하지 않습니다.
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85. 배관재질의 선정 시 기본적으로 고려할 사항과 거리가 먼 것은?

  1. 사용온도
  2. 사용유량
  3. 화학적, 물리적 성질
  4. 사용압력
(정답률: 64%)
  • 배관 재질 선정 시에는 배관이 견뎌야 할 온도, 압력, 그리고 유체와의 화학적 반응성 등 물리적 성질을 우선적으로 고려해야 합니다. 유량은 배관의 관경(지름)을 결정하는 요소이지, 재질 자체를 선정하는 기본 기준과는 거리가 멉니다.
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86. 급탕의 온도는 사용온도에 따라 각각 다르나 계산을 위하여 기준온도로 환산하여 급탕의 양을 표시하고 있다. 이때 환산의 온도로 맞는 것은?

  1. 40℃
  2. 50℃
  3. 60℃
  4. 70℃
(정답률: 62%)
  • 급탕 설비의 부하 계산 시, 사용 온도가 다양하므로 계산의 편의를 위해 기준 온도를 60℃로 환산하여 급탕량을 표시합니다.
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87. 다음은 관의 부식 방지에 관한 것이다. 틀린 것은?

  1. 전기 절연을 시킨다.
  2. 아연도금을 한다.
  3. 열처리를 한다.
  4. 습기의 접촉을 없게 한다.
(정답률: 63%)
  • 관의 부식을 방지하기 위해서는 전기적 절연, 아연도금(희생양극법), 습기 차단 등의 방법이 사용되지만, 단순한 열처리는 부식 방지의 직접적인 방법이 아닙니다.
    오답 노트
    전기 절연, 아연도금, 습기 접촉 차단은 대표적인 부식 방지 대책입니다.
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88. 냉동 장치의 배관설치에 관한 내용으로 틀린 것은?

  1. 토출가스의 합류 부분 배관은 T 이음으로 한다.
  2. 압축기와 응축기의 수평배관은 하향 구배로 한다.
  3. 토출가스 배관에는 역류방지 밸브를 설치한다.
  4. 토출관의 입상이 10 m이상일 경우에는 10 m마다 중간 트랩을 설치한다.
(정답률: 60%)
  • 냉동 장치의 토출가스 합류 부분 배관은 흐름의 저항을 줄이고 효율을 높이기 위해 T 이음이 아닌 45° Y 이음 등으로 시공해야 합니다.
    오답 노트
    압축기와 응축기의 수평배관 하향 구배, 토출가스 배관 역류방지 밸브 설치, 10 m마다 중간 트랩 설치는 모두 올바른 설치 기준입니다.
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89. 각개 통기관의 최소관경으로 옳은 것은?

  1. 30 mm
  2. 40 mm
  3. 50 mm
  4. 60 mm
(정답률: 58%)
  • 배관 설비 기준에 따라 각개 통기관의 최소 관경은 30 mm로 규정되어 있습니다.
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90. 다음 중에서 보온피복을 하지 않아도 되는 곳은?

  1. 급탕용 배관
  2. 급수용 배관
  3. 증기용 배관
  4. 통기용 배관
(정답률: 72%)
  • 보온피복은 열 손실 방지(급탕, 증기)나 결로 방지(급수)를 목적으로 합니다. 통기용 배관은 단순히 공기를 소통시키는 관이므로 열 보존이나 결로 방지가 필요 없어 보온피복을 하지 않습니다.
    오답 노트
    급탕용 배관: 온수 온도 유지 필요
    급수용 배관: 결로 방지 및 동파 방지 필요
    증기용 배관: 열 손실 방지 및 화상 방지 필요
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91. 증기보일러 배관에서 환수관의 일부가 파손된 경우에 보일러 수가 유출해서 안전수위 이하가 되어 보일러 수가 빈 상태로 되는 것을 방지하기 위한 접속법은?

  1. 하트 포드 접속법
  2. 리프트 접속법
  3. 스위블 접속법
  4. 슬리브 접속법
(정답률: 74%)
  • 하트 포드 접속법은 환수관의 일부가 파손되어 보일러 수가 유출되더라도, 안전수위 이하로 내려가 보일러가 빈 상태(공운전)가 되는 것을 방지하기 위해 고안된 특수 접속 방식입니다.
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92. 냉동설비배관에서 액분리기와 압축기 사이의 냉매배관을 할 때 구배로 맞는 것은?

  1. 1/100정도의 압축기측으로 상향 구배로 한다.
  2. 1/100정도의 압축기측으로 하향 구배로 한다.
  3. 1/200정도의 압축기측으로 상향 구배로 한다.
  4. 1/200정도의 압축기측으로 하향 구배로 한다.
(정답률: 57%)
  • 냉동설비에서 액분리기와 압축기 사이의 배관은 액냉매가 압축기로 유입되어 발생하는 액압축을 방지하기 위해, 압축기 방향으로 $1/200$ 정도의 하향 구배를 주어 오일과 냉매의 흐름을 조절합니다.
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93. 지역난방의 옥외배관에서 고온수배관은 얼마정도의 구배를 주는가?

  1. 1/250 이상
  2. 1/350 이상
  3. 1/450 이상
  4. 1/500 이상
(정답률: 71%)
  • 지역난방 옥외 고온수배관의 경우, 배관 내의 공기 정체 방지와 원활한 배수를 위해 $1/250$이상의 구배를 주는 것이 표준입니다.
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94. 급수배관의 수격현상 방지방법에 관한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 밸브를 천천히 열고 닫는다.
  2. 공기실을 설치한다.
  3. 관내 유속을 빠르게 한다.
  4. 굴곡배관을 억제하고 가능한 직선배관으로 한다.
(정답률: 74%)
  • 수격현상(Water Hammer)은 유속이 급격히 변할 때 발생하는 충격파 현상입니다. 이를 방지하려면 유속을 낮게 유지하여 충격력을 줄여야 합니다.
    오답 노트
    밸브를 천천히 열고 닫는다: 급격한 유속 변화 방지
    공기실을 설치한다: 공기의 압축성을 이용해 충격 흡수
    굴곡배관을 억제하고 가능한 직선배관으로 한다: 흐름의 저항과 충격 완화
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95. 공조 설비에서 증기코일의 동결방지 대책으로 잘못 설명한 것은?

  1. 외기와 실내 환기가 혼합되지 않도록 차단한다.
  2. 외기 댐퍼와 송풍기를 인터록(interlock)시킨다.
  3. 야간의 운전정지 중에도 순환 펌프를 운전한다.
  4. 증기코일 내에 응축수가 고이지 않도록 한다.
(정답률: 49%)
  • 증기코일의 동결을 방지하기 위해서는 외기와 실내 환기를 적절히 혼합하여 코일 표면의 온도가 급격히 낮아지는 것을 막아야 합니다.
    오답 노트
    외기와 실내 환기가 혼합되지 않도록 차단한다: 혼합하여 동결을 방지해야 함
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96. 우리나라 상수도 원수의 기준에서 수질검사를 위한 원수채취 기준으로 맞는 것은?

  1. 상온의 일반 기상상태 하에서 5일 이상의 간격으로 2회 채취한 물
  2. 상온의 일반 기상상태 하에서 5일 이상의 간격으로 3회 채취한 물
  3. 상온의 일반 기상상태 하에서 7일 이상의 간격으로 2회 채취한 물
  4. 상온의 일반 기상상태 하에서 7일 이상의 간격으로 3회 채취한 물
(정답률: 47%)
  • 우리나라 상수도 원수의 수질검사를 위한 원수채취 기준은 상온의 일반 기상상태 하에서 7일 이상의 간격으로 3회 채취하는 것을 원칙으로 합니다.
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97. 다음 중 앵글밸브에 대한 설명이 잘못된 것은?

  1. 앵글밸브는 게이트밸브의 일종이다.
  2. 출구쪽에 드레인이 허용되지 않는 경우에 사용된다.
  3. 유체의 입구와 출구의 각이 90°로 되어있다.
  4. 방열기용 밸브로 많이 사용된다.
(정답률: 40%)
  • 앵글밸브는 유체의 흐름 방향을 90°로 꺾어주는 글로브 밸브의 일종입니다.
    오답 노트
    앵글밸브는 게이트밸브의 일종이다: 글로브 밸브의 일종임
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98. 보일러 부하가 300000 kcal/h이고, 효율이 60%일 때 오일버너의 연료 소비량은 약 얼마인가? (단, 연료 발열량은 9000 kcal/kg 이다.)

  1. 46.5 kcal/h
  2. 55.5 kcal/h
  3. 61.5 kcal/h
  4. 66.5 kcal/h
(정답률: 61%)
  • 보일러의 연료 소비량은 보일러 부하를 (연료 발열량 $\times$ 효율)로 나누어 계산합니다.
    ① $$B = \frac{Q}{H \times \eta}$$
    ② $$B = \frac{300000}{9000 \times 0.6}$$
    ③ $$B = 55.5$$ kg/h
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99. 배수설비의 종류에서 요리실, 욕조, 세척 싱크와 세면기 등에서 배출되는 물을 배수하는 설비의 명칭으로 맞는 것은?

  1. 오수 설비
  2. 잡배수 설비
  3. 빗물배수 설비
  4. 특수배수 설비
(정답률: 73%)
  • 요리실, 욕조, 세척 싱크, 세면기 등에서 배출되는 물은 분뇨를 제외한 일반적인 생활 하수를 의미하므로 잡배수 설비에 해당합니다.
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100. 온수난방 배관에서 온수의 팽창, 수축량은 다음 식에 의하여 구한다. 설명이 잘못된 것은?

  1. △υ : 수온 변화에 의한 팽창, 수축량 [m3]
  2. ρ2 : 가열 후의 물의 밀도 [kg/m3]
  3. ρ1 : 가열 전의 물의 밀도 [kg/m3]
  4. Q : 팽창탱크 내의 물의 총량 [kg]
(정답률: 66%)
  • 제시된 수식 $\Delta v = (\frac{1}{\rho_{2}} - \frac{1}{\rho_{1}})Q$에서 $Q$는 팽창탱크 내의 물의 양이 아니라, 시스템 전체를 순환하는 물의 총 질량을 의미합니다.
    오답 노트
    Q : 팽창탱크 내의 물의 총량이 아니라 시스템 전체의 물의 총량임
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