공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2012-03-04)

공조냉동기계기사(구)
(2012-03-04 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 실린더안에 0.8kg의 기체를 넣고 이것을 압축하기 위해서는 13 kJ의 일이 필요하며, 또 이때 실린더를 냉각하기 위해서 10 kJ의 열을 빼앗아야 한다면 이 기체의 비 내부에너지 변화량은?

  1. 3.75 kJ/kg의 증가
  2. 28.8 kJ/kg의 증가
  3. 3.75 kJ/kg의 감소
  4. 28.8 kJ/kg의 감소
(정답률: 60%)
  • 열역학 제1법칙에 따라 계에 가해진 일과 열량의 합은 내부 에너지의 변화량과 같습니다. 외부에서 일을 해주면 (+)이며, 열을 빼앗기면 (-)로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta u = \frac{Q + W}{m}$$ 비내부에너지 변화량 = (열량 + 일) / 질량
    ② [숫자 대입] $$\Delta u = \frac{-10 + 13}{0.8}$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta u = 3.75$$
    따라서 비 내부에너지 변화량은 $3.75 \text{ kJ/kg}$의 증가입니다.
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2. 에어컨을 이용하여 실내의 열을 외부로 방출하려한다. 실외 35℃, 실내 20℃인 조건에서 실내로부터 3kW의 열을 방출하려 할 때 필요한 에어컨의 동력은 얼마인가? (단, Carnot cycle을 가정한다.)

  1. 0.154 k
  2. 1.54 kW
  3. 15.4 kW
  4. 154 kW
(정답률: 60%)
  • 카르노 사이클의 성적계수(COP) 공식을 이용하여 필요한 동력을 구합니다. 이때 온도는 반드시 절대온도(K)로 변환해야 합니다.
    ① [기본 공식] $$W = \frac{Q_{L}}{\frac{T_{H} - T_{L}}{T_{L}}}$$
    ② [숫자 대입] $$W = \frac{3}{\frac{308.15 - 293.15}{293.15}}$$
    ③ [최종 결과] $$W = 0.154$$
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3. 29℃와 227℃ 사이에서 작동하는 카르노(Carnot)사이클 열기관의 열효율은?

  1. 60.4%
  2. 39.6%
  3. 0.604%
  4. 0.396%
(정답률: 73%)
  • 카르노 사이클의 열효율은 절대온도 기준 저온부와 고온부의 온도 차이에 의해 결정됩니다.
    ① $$\eta = 1 - \frac{T_L}{T_H}$$
    ② $$\eta = 1 - \frac{273 + 29}{273 + 227}$$
    ③ $$\eta = 0.396 = 39.6\%$$
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4. 두께 1cm, 면적 0.5m2의 석고판의 뒤에 가열 판이 부착되어 1000W의 열을 전달한다. 가열 판의 뒤는 완전히 단열되어 열은 앞면으로만 전달된다. 석고판 앞면의 온도는 100℃이다. 석고의 열전도율이 k=0.79W/m ㆍ K일 때 가열 판에 접하는 석고 면의 온도는 약몇 ℃ 인가?

  1. 110
  2. 125
  3. 150
  4. 212
(정답률: 67%)
  • 열전도 공식(푸리에 법칙)을 이용하여 가열 판의 온도를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $$Q = k \times \frac{A \times (T_1 - T_2)}{L}$$
    ② [숫자 대입] $$1000 = 0.79 \times \frac{0.5 \times (T_1 - 100)}{0.01}$$
    ③ [최종 결과] $$T_1 = 125.3$$
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5. 다음 냉동 시스템의 설명 중 틀린 것은?

  1. 왕복동 압축기는 냉매가 낮은 비체적과 높은 압력일 때 적합하며 원심 압축기는 높은 비체적과 낮은 압력을 때 적합하다.
  2. R-22와 같은 수소를 포함하는 HCFC는 대기 중의 수명이 비교적 짧으므로 성층권에 도달하여 분해되는 양이 적다.
  3. 냉동 사이클은 동력 사이클의 터빈을 밸브나 긴 모세관 등의 스로틀 기기로 대치하여 작동유체가 고압에서 저압으로 스로틀 팽창하도록 한다.
  4. 흡수식 시스템은 액체를 가압하므로 소요되는 입력 일이 매우 크다.
(정답률: 54%)
  • 흡수식 시스템은 기계적 압축기 대신 흡수제와 재생기를 사용하여 냉매를 순환시키므로, 증기식 시스템과 달리 입력 일이 매우 적은 것이 특징입니다.
    오답 노트
    왕복동/원심 압축기: 비체적과 압력 조건에 따른 적합성 설명이 옳습니다.
    HCFC: 수소 포함 시 대기 수명이 짧아 성층권 도달량이 적은 것이 맞습니다.
    냉동 사이클: 터빈 대신 스로틀 기기를 사용하여 팽창시키는 구조가 맞습니다.
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6. 다음 중 열역학적 상태량이 아닌 것은?

  1. 기체상수
  2. 정압비열
  3. 엔트로피
  4. 압력
(정답률: 43%)
  • 상태량은 시스템의 상태를 결정짓는 물리량(압력, 온도, 부피, 엔트로피 등)을 말합니다.
    오답 노트
    기체상수: 물질의 고유한 특성값으로, 상태 변화와 관계없이 일정한 상수입니다.
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7. 고속주행 시 타이어의 온도는 매우 많이 상승한다. 온도 20℃에서 계기압력 0.183 MPa의 타이어가 고속 주행으로 온도 80℃로 상승할 때 압력 상승한 양(Kpa)은? (단, 타이어의 체적은 변하지 않고, 타이어 내의 공기는 이상기체로 가정한다. 대기압은 101.3 Kpa이다.)

  1. 약 37 Kpa
  2. 약 58 Kpa
  3. 약 286 Kpa
  4. 약 345 Kpa
(정답률: 52%)
  • 체적이 일정할 때 기체의 압력은 절대온도에 비례한다는 샤를-게이뤼삭의 법칙을 이용합니다. 이때 압력은 반드시 절대압력($P = P_{gauge} + P_{atm}$)과 절대온도($T = 273 + t$)를 사용해야 합니다.
    ① [기본 공식] $$P_2 = P_1 \times \frac{T_2}{T_1}$$
    ② [숫자 대입] $$P_2 = (183 + 101.3) \times \frac{273 + 80}{273 + 20} = 284.3 \times \frac{353}{293} = 342.2$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta P = 342.2 - 284.3 = 57.9 \approx 58 \text{ kPa}$$
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8. 어떤 냉장고에서 질량유량 80kg/hr 의 냉매가 17kJ/kg의 엔탈피로 증발기에 들어가 엔탈피 36kJ/kg가 되어 나온다. 이 냉장고의 냉동능력은?

  1. 1220 kJ/hr
  2. 1800 kJ/hr
  3. 1520 kJ/hr
  4. 2000 kJ/hr
(정답률: 71%)
  • 냉동능력은 냉매의 질량유량과 증발기 입출구의 엔탈피 차이를 곱하여 계산합니다.
    ① $$Q = G(h_{1} - h_{4})$$
    ② $$Q = 80(36 - 17)$$
    ③ $$Q = 1520$$
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9. 오토사이클(Otto Cycle)의 이론적 열효율 ηth를 나타내는 식은? (단, ε는 압축비, k는 비열비이다.)

(정답률: 68%)
  • 오토사이클(Otto Cycle)의 이론적 열효율은 압축비 $\epsilon$과 비열비 $k$에 의해 결정되며, 다음과 같은 수식으로 나타냅니다.
    $$\eta_{th} = 1 - (\frac{1}{\epsilon})^{k-1}$$
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10. 다음 사항 중 옳은 것은?

  1. 엔트로피는 상태량이 아니다.
  2. 엔트로피를 구하는 적분 경로는 반드시 가역변화라야 한다.
  3. 비가역 사이클에서 클라우지우스(Clausius) 적분은 영이다.
  4. 가역, 비가역을 포함하는 모든 이상기체의 등온변화에서 압력이 저하하면 엔트로피도 저하한다.
(정답률: 42%)
  • 엔트로피는 상태량이며, 상태량의 변화량을 계산하기 위해 설정하는 가상의 적분 경로는 반드시 가역변화여야 합니다.
    오답 노트
    엔트로피는 대표적인 상태량입니다.
    클라우지우스 적분이 영이 되는 것은 가역 사이클일 때입니다.
    이상기체의 등온변화에서 압력이 저하(부피 증가)하면 엔트로피는 증가합니다.",
    "bz20
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11. 성능계수(COP)가 0.8인 냉동기로서 7200 kJ/h로 냉동하려면, 이에 필요한 동력은?

  1. 약 0.9 kW
  2. 약 1.6 kW
  3. 약 2.5 kW
  4. 약 2.0 kW
(정답률: 59%)
  • 냉동기의 성능계수(COP)는 냉동효과를 소비동력으로 나눈 값이며, 이를 통해 필요한 동력을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$P = \frac{Q}{COP}$$
    ② [숫자 대입] $$P = \frac{7200 / 3600}{0.8}$$
    ③ [최종 결과] $$P = 2.5$$ kW
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12. 물질의 상태에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 압력이 포화압력보다 높으면 과열증기 상태다.
  2. 온도가 포화온도보다 높으면 압축액체이다.
  3. 임계압력 이하의 액체를 가열하면 증발현상을 거치지 않는다.
  4. 포화상태에서 압력과 온도는 종속관계에 있다.
(정답률: 47%)
  • 포화상태에서는 압력이 결정되면 온도가 자동으로 결정되는 종속관계에 있습니다.
    오답 노트
    압력이 포화압력보다 높으면 압축액체 상태입니다.
    온도가 포화온도보다 높으면 과열증기 상태입니다.
    임계압력 이하에서는 가열 시 반드시 증발현상이 일어납니다.
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13. 다음 열기관 사이클의 에너지 전달량으로 적절한 것은?

  1. Q2 = 20kJ, Q3 = 30kJ, W = 50kJ
  2. Q2 = 20kJ, Q3 = 50kJ, W = 30kJ
  3. Q2 = 30kJ, Q3 = 30kJ, W = 50kJ
  4. Q2 = 30kJ, Q3 = 20kJ, W = 50kJ
(정답률: 52%)
  • 열역학 제1법칙(에너지 보존)과 제2법칙(엔트로피 증가)을 적용합니다. $\text{S} = \frac{Q}{T}$ 관계를 이용하여 열량을 배분합니다.
    전체 엔트로피 변화량 $\Delta S = \frac{Q_{1}}{T_{1}} = \frac{100}{500} = 0.2 \text{ kJ/K}$ 방출 열량의 합 $\frac{Q_{2}}{T_{2}} + \frac{Q_{3}}{T_{3}} = 0.2 \implies \frac{Q_{2}}{240} + \frac{Q_{3}}{300} = 0.2$에너지 보존 $\text{W} = Q_{1} - (Q_{2} + Q_{3}) = 100 - (Q_{2} + Q_{3})$ 위 식을 만족하는 값은 $Q_{2} = 20 \text{ kJ}$, $Q_{3} = 50 \text{ kJ}$ 일 때이며, 이때 일 $\text{W} = 100 - (20 + 50) = 30 \text{ kJ}$ 입니다.
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14. 질량 m=100 kg인 물체에 a=2.5m/s2의 가속도를 주기 위해 가해야 할 힘(F)은 약 몇 N 인가?

  1. 102
  2. 205
  3. 225
  4. 250
(정답률: 72%)
  • 뉴턴의 제2법칙에 따라 물체에 가해야 할 힘은 질량과 가속도의 곱으로 산출합니다.
    ① $$F = m \times a$$
    ② $$F = 100 \times 2.5$$
    ③ $$F = 250 \text{ N}$$
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15. 100kPa, 20℃의 물을 매시간 3000kg씩 500kPa로 공급하기 위하여 소요되는 펌프의 동력은 약 몇 kW인가? (단, 펌프의 효율은 70%로 물의 비체적은 0.001m3/kg으로 본다.)

  1. 0.33
  2. 0.48
  3. 1.32
  4. 2.48
(정답률: 42%)
  • 펌프의 소요 동력은 유량, 압력 차, 비체적을 곱한 값에 효율을 나누어 계산합니다.
    ① $$P = \frac{m \times v \times (P_{2} - P_{1})}{\eta \times 3600}$$
    ② $$P = \frac{3000 \times 0.001 \times (500 - 100)}{0.7 \times 3600}$$
    ③ $$P = 0.48 \text{ kW}$$
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16. 그림과 같은 증기압축 냉동사이클이 있다. 1, 2, 3상태의 엔탈피가 다음과 같을 때 냉매의 단위 질량당 소요 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. 32.22 kJ/kg, 136.85 kJ/kg
  3. 103.63 kJ/kg, 32.22 kJ/kg
  4. 136.85 kJ/kg, 32.22 kJ/kg
(정답률: 46%)
  • 냉동사이클에서 소요 동력은 압축기 입출구의 엔탈피 차이며, 냉각량은 증발기 입출구의 엔탈피 차로 계산합니다.
    소요 동력
    ① $$W = h_{2} - h_{1}$$
    ② $$W = 210.38 - 178.16$$
    ③ $$W = 32.22 \text{ kJ/kg}$$
    냉각량
    ① $$Q = h_{1} - h_{3}$$
    ② $$Q = 178.16 - 74.53$$
    ③ $$Q = 103.63 \text{ kJ/kg}$$
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17. 대기압하에서 20℃의 물 1kg을 가열하여 같은 압력의 150℃의 과열 증기로 만들었다면, 이때 물의 흡수한 열량은 20℃와 150℃에서 어떠한 양의 차이로 표시되겠는가?

  1. 내부에너지
  2. 엔탈피
  3. 엔트로피
  4. 일
(정답률: 47%)
  • 정압 과정에서 물질이 흡수한 열량은 엔탈피의 변화량과 같습니다. 문제에서 대기압(일정한 압력) 하에 물을 가열하였으므로, 이때의 열량 차이는 엔탈피로 표시됩니다.
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18. 두 정지 계가 서로 열 교환을 하는 경우에 한쪽계는 수열에 의한 엔트로피 증가가 있고, 다른 계는 방열에 의한 엔트로피 감소가 있다. 이들 두 계를 합하여 한계로 생각하면 단열된 계가 된다. 이 합성계가 비가역 단열변화를 하면 이 합성계의 엔트로피 변화 dS는?

  1. dS < 0
  2. dS > 0
  3. dS = 0
  4. dS ≠ 0
(정답률: 50%)
  • 열역학 제2법칙에 따라, 단열된 계가 비가역 변화를 일으키면 전체 엔트로피는 항상 증가합니다.
    오답 노트
    dS < 0: 엔트로피 감소는 불가능함
    dS = 0: 가역 단열 변화일 때만 해당함
    dS ≠ 0: 단순히 0이 아니라는 표현보다 증가한다는 방향성이 정확함
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19. 질량 4 kg의 액체를 15℃에서 100℃까지 가열하기 위해 714 kJ의 열을 공급하였다면 액체의 비열(specific heat)은 몇 J/kgㆍK인가?

  1. 1100
  2. 2100
  3. 3100
  4. 4100
(정답률: 72%)
  • 열량 공식 $Q = m C \Delta T$를 이용하여 비열 $C$를 구합니다. 이때 $kJ$ 단위는 $J$ 단위로 변환하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$C = \frac{Q}{m \times (T_{2} - T_{1})}$$
    ② [숫자 대입] $$C = \frac{714000}{4 \times (100 - 15)}$$
    ③ [최종 결과] $$C = 2100$$
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20. 800 kPa, 350℃의 수증기를 200 kPa로 교축한다. 이 과정에 대하여 운동 에너지의 변화를 무시할 수 있다고 할 때 이 수증기의 Joule-Thomson 계수는? (단, 교축 후의 온도는 344℃이다)

  1. 0.005 K/kPa
  2. 0.01 K/kPa
  3. 0.02 K/kPa
  4. 0.03 K/kPa
(정답률: 56%)
  • 줄-톰슨 계수는 압력 변화에 따른 온도 변화의 비율을 나타내며, 공식은 온도 변화량을 압력 변화량으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\mu_{JT} = -\frac{dT}{dP}$$
    ② [숫자 대입] $$\mu_{JT} = -\frac{344 - 350}{200 - 800}$$
    ③ [최종 결과] $$\mu_{JT} = 0.01$$
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2과목: 냉동공학

21. 냉장고내 유지온도에 따라 저압압력이 낮아지는 원인이 아닌 것은?

  1. 고내 공기가 냉각되므로 증발기에 서리가 두껍게 부착한다.
  2. 냉매가 장치에 과충전 되어 있다.
  3. 냉장고의 부하가 작다.
  4. 냉매 액관 중에 플래쉬 가스(flash gas)가 발생하고 있다.
(정답률: 51%)
  • 냉매 충전량이 부족할 때 저압 압력이 낮아지며, 냉매가 과충전되면 오히려 압력이 상승하게 됩니다.
    오답 노트
    고내 공기 냉각 및 서리 부착, 작은 부하, 플래쉬 가스 발생: 모두 저압 압력을 낮추는 원인임
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22. 냉동사이클의 냉매 상태변화와 관계가 없는 것은?

  1. 등엔트로피 변화
  2. 등압 변화
  3. 등엔탈피 변화
  4. 등적 변화
(정답률: 55%)
  • 표준 냉동사이클은 압축기(등엔트로피 변화), 응축기(등압 변화), 팽창밸브(등엔탈피 변화), 증발기(등압 변화) 과정으로 구성됩니다. 체적이 일정하게 유지되는 등적 변화 과정은 일반적인 냉동사이클의 상태 변화에 포함되지 않습니다.
    오답 노트
    등엔트로피 변화: 단열 압축 과정
    등압 변화: 응축 및 증발 과정
    등엔탈피 변화: 교축 팽창 과정
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23. 초저온 동결에 액체질소를 사용할 때의 장점이라 할 수 없는 것은?

  1. 동결시간이 단축되어 연속작업이 가능하다.
  2. 급속 동결이 가능하므로 품질이 우수하다.
  3. 동결건조가 일어나지 않는다.
  4. 발생되는 질소가스를 다시 사용할 수 있다.
(정답률: 65%)
  • 액체질소를 이용한 초저온 동결은 매우 빠른 냉각 속도로 품질을 높이고 연속 작업이 가능하며 동결건조를 방지하지만, 증발된 질소 가스는 대기 중으로 방출되거나 별도의 고비용 회수 설비가 없다면 일반적인 공정에서 다시 사용하기 어렵습니다.
    오답 노트
    동결시간이 단축되어 연속작업이 가능하다: 초저온의 높은 온도차로 가능
    급속 동결이 가능하므로 품질이 우수하다: 세포 파괴 최소화로 품질 향상
    동결건조가 일어나지 않는다: 급속 동결로 수분 유지 가능
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24. 빙축열 방식이 수축열 방식에 비해 유리하다고 할수 없는 것은?

  1. 축열조를 소형화할 수 있다.
  2. 낮은 온도를 이용할 수 있다.
  3. 난방 시의 축열대응에도 적합하다.
  4. 축열조의 설치장소가 자유롭다.
(정답률: 59%)
  • 빙축열 방식은 물을 얼려 잠열을 이용하므로 수축열(현열 이용) 방식보다 축열조 크기를 줄일 수 있고 낮은 온도를 얻을 수 있어 유리하지만, 기본적으로 냉방을 위한 시스템이므로 난방 시의 축열 대응에는 적합하지 않습니다.
    오답 노트
    축열조를 소형화할 수 있다: 잠열 이용으로 부피 감소 가능
    낮은 온도를 이용할 수 있다: 얼음의 낮은 온도 활용 가능
    축열조의 설치장소가 자유롭다: 소형화 덕분에 설치 유연성 증가
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25. 다음 중 증기 이젝터(ejector)가 필요하며 물의 냉각목적에 사용하는 냉동기는?

  1. 전자 냉동기
  2. 흡수식 냉동기
  3. 증기압축식 냉동기
  4. 증기분사식 냉동기
(정답률: 66%)
  • 증기분사식 냉동기는 고속의 증기 제트(이젝터)를 이용하여 냉매 증기를 흡입하고 압축함으로써 물을 냉각하는 방식의 냉동기입니다.
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26. 흡수식 냉동기용 흡수제의 구비조건 중 잘못된 것은?

  1. 용액의 증기압이 낮을 것
  2. 농도 변화에 의한 증기압의 변화가 작을 것
  3. 재생에 많은 열량을 필요로 하지 않을 것
  4. 동일압력에서 증발 시 증발온도가 냉매의 증발온도와 차이가 없을 것
(정답률: 64%)
  • 흡수제는 냉매를 잘 흡수하여 증발기 내 냉매의 증기압을 낮게 유지해야 하며, 재생 시 열효율이 좋아야 합니다. 동일 압력에서 흡수제의 증발 온도는 냉매의 증발 온도보다 충분히 높아야 냉매가 원활하게 증발하며 흡수될 수 있습니다.
    오답 노트
    용액의 증기압이 낮을 것: 냉매 흡수력을 높이기 위해 필수적임
    농도 변화에 의한 증기압의 변화가 작을 것: 안정적인 운전을 위해 필요함
    재생에 많은 열량을 필요로 하지 않을 것: 에너지 효율을 위해 필수적임
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27. 냉매 R-22 는 2.5 kgf/cm2 의 압력에서 포화액 및 건포화증기의 엔탈피 값이 각각 94.58 kcal/kg, 147.03 kcal/kg 이다. 그러면 압력 2.5 kgf/cm2에서 건도(x)가 0.75 인 습증기의 엔탈피(h)는 약 얼마인가?

  1. 120 kcal/kg
  2. 134 kcal/kg
  3. 140 kcal/kg
  4. 145 kcal/kg
(정답률: 67%)
  • 습증기의 엔탈피는 포화액 엔탈피에 건도와 증발잠열의 곱을 더하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$h = h_{f} + x(h_{g} - h_{f})$$
    ② [숫자 대입]
    $$h = 94.58 + 0.75(147.03 - 94.58)$$
    ③ [최종 결과]
    $$h = 133.92$$
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28. 다음은 냉동장치에 사용되는 자동제어기기에 대하여 설명한 것이다. 이 중 옳은 것은?

  1. 고압 차단 스위치는 토출압력이 이상 저압이 되었을 때 작동하는 스위치이다.
  2. 온도 조절 스위치는 냉장고 등의 온도가 일정범위가 되도록 작용하는 스위치이다.
  3. 저압 차단 스위치(정지용)는 냉동기의 고압측 압력이 너무 저하 하였을 때 차단하는 스위치이다.
  4. 유압 보호 스위치는 유압이 올라간 경우에 유압을 내리기 위한 스위치이다.
(정답률: 63%)
  • 온도 조절 스위치는 설정된 온도 범위 내에서 냉동기의 운전을 제어하여 온도를 일정하게 유지하는 장치입니다.
    오답 노트
    고압 차단 스위치: 토출압력이 일정 압력 이상으로 상승했을 때 작동
    저압 차단 스위치: 저압측 압력이 일정 압력 이하로 저하되었을 때 차단
    유압 보호 스위치: 유압이 일정 압력 이하로 저하되었을 때 차단
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29. 아이스머신 중 칩 아이스머신(chip ice machine)은 어느 식과 어느 식의 개량형인가?

  1. 팩 아이스머신식과 플레이트 아이스머신식
  2. 플레이트 아이스머신식과 튜브 아이스머신식
  3. 팩 아이스머신식과 튜브 아이스머신식
  4. 튜브 아이스머신식과 코일 아이스머신식
(정답률: 46%)
  • 칩 아이스머신은 팩 아이스머신식과 플레이트 아이스머신식의 원리를 결합하고 개량하여 만든 방식입니다.
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30. 다음 브라인에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 브라인은 농도가 진하게 될수록 부식성이 크다.
  2. 염화칼슘 브라인은 동결점이 매우 낮으며 부식성도 염화나트륨 브라인보다 작다.
  3. 염화마그네슘 브라인은 염화나트륨 브라인보다 동 결점이 낮으며 부식성도 작다.
  4. 브라인에 대한 부식 방지를 위해서는 밀폐 순환식을 채택하여 공기에 접촉하지 않게 해야 한다.
(정답률: 57%)
  • 브라인의 부식성은 일반적으로 농도가 묽을 때 더 크며, 농도가 진해질수록 오히려 부식성이 감소하는 경향이 있습니다.
    오답 노트
    염화칼슘 브라인: 동결점이 매우 낮고 부식성이 작음
    염화마그네슘 브라인: 염화나트륨보다 동결점이 낮고 부식성이 작음
    부식 방지: 밀폐 순환식으로 공기 접촉 차단이 효과적임
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31. 어떤 냉장실 온도를 -20℃로 유지하기 위해 25A관을 사용하였을 때 필요한 관 길이는 약 얼마인가?(단, 관의 열통과율은 6 kcal/m2h℃, 냉동 부하는 2 RT냉매온도는 -32℃이다.)

  1. 1.175m
  2. 11.75m
  3. 117.5m
  4. 1175m
(정답률: 32%)
  • 냉동 부하를 처리하기 위해 필요한 관의 길이는 열통과율과 온도 차이를 이용한 열전달 공식으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$L = \frac{Q}{K \times \pi \times d \times \Delta T}$$
    ② [숫자 대입]
    $$L = \frac{2 \times 3320 \times 24}{6 \times 3.14 \times 0.025 \times (-20 - (-32))}$$
    ③ [최종 결과]
    $$L = 1175$$
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32. 다음 응축기 중 열통과율이 가장 작은 형식은?

  1. 7통로식 응축기
  2. 입형 셀 튜브식 응축기
  3. 공랭식 응축기
  4. 2중관식 응축기
(정답률: 63%)
  • 공랭식 응축기는 열전달 매체로 공기를 사용하는데, 공기는 물에 비해 열전도율이 매우 낮기 때문에 제시된 응축기 형식 중 열통과율이 가장 작습니다.
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33. 팽창밸브에 사용하는 감온통의 배관상 설치위치에 대한 설명이 잘못된 것은?

  1. 증발기 출구측 흡입관의 수평부에 설치한다.
  2. 흡입관 관경이 20mm 이상일 때는 중심부 수평에서 45° 상부에 설치한다.
  3. 흡입관 관경이 20mm 이하일 때는 배관 상부에 설치한다.
  4. 트랩부분에는 설치하지 않는다.
(정답률: 51%)
  • 감온통은 냉매의 과열도를 정확히 측정하기 위해 설치하며, 관경이 $20\text{mm}$이상인 경우에는 중심부 수평에서 $45^{\circ}$ 하부에 설치하는 것이 원칙입니다.
    오답 노트
    흡입관 관경이 $20\text{mm}$이상일 때는 중심부 수평에서 $45^{\circ}$ 상부에 설치한다: 상부가 아니라 하부에 설치해야 함
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34. H2O-LiBr 흡수식 냉동기에 냉매의 순환과정을 올바르게 표사한 것은? (단, ①냉각기(증발기), ②흡수기, ③응축기, ④발생기 이다.)

  1. ④ → ③ → ① → ②
  2. ④ → ① → ③ → ②
  3. ③ → ④ → ① → ②
  4. ③ → ② → ④ → ①
(정답률: 63%)
  • 흡수식 냉동기의 냉매 순환 과정은 발생기에서 냉매가 증발하여 응축기로 가고, 다시 냉각기(증발기)를 거쳐 흡수기로 돌아오는 순서로 진행됩니다.
    순환 경로: 발생기 $\rightarrow$ 응축기 $\rightarrow$ 냉각기(증발기) $\rightarrow$ 흡수기
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35. 증발식 응축기에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 냉각수의 감열(현열)로 냉매가스를 응축
  2. 외기의 습구 온도가 높아야 응축능력 증가
  3. 응축온도가 낮아야 응축능력 증가
  4. 냉각탑과 응축기의 기능을 하나로 합한 것
(정답률: 58%)
  • 증발식 응축기는 냉각탑의 증발 냉각 원리와 응축기의 기능을 하나로 결합하여 효율을 높인 장치입니다.
    오답 노트
    냉각수의 감열(현열)로 냉매가스를 응축: 증발 잠열을 주로 이용함
    외기의 습구 온도가 높아야 응축능력 증가: 습구 온도가 낮아야 증발이 잘 되어 응축 능력이 증가함
    응축온도가 낮아야 응축능력 증가: 응축 온도가 낮아지면 응축 능력이 향상되는 것은 맞으나, 장치의 정의를 묻는 문제에서 가장 핵심적인 설명은 냉각탑과 응축기의 결합임
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36. 카르노 사이클 기관은 0℃ 와 100℃ 사이에서 작용할 때 400℃ 와 500℃ 사이에서 작용할 때와의 열효율을 비교하면 전자는 후자의 약 몇 배가 되겠는가?

  1. 1.2배
  2. 2배
  3. 4배
  4. 3배
(정답률: 72%)
  • 카르노 사이클의 열효율 공식 $\eta = 1 - \frac{T_L}{T_H}$ (절대온도 K 사용)를 이용하여 두 경우의 효율을 비교합니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = 1 - \frac{T_L}{T_H}$$
    ② [숫자 대입] $$\eta_1 = 1 - \frac{273}{373} = 0.268, \quad \eta_2 = 1 - \frac{673}{773} = 0.129$$
    ③ [최종 결과] $$\frac{0.268}{0.129} = 2.07$$
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37. 냉동사이클에서 습압축으로 일어나는 현상에 맞지 않는 것은?

  1. 응축잠열 감소
  2. 냉동능력 감소
  3. 압축기의 체적 효율 감소
  4. 성적계수의 감소
(정답률: 62%)
  • 습압축이란 액체 냉매가 일부 섞인 상태로 압축되는 현상으로, 냉동능력과 효율을 떨어뜨리지만 응축잠열 자체를 감소시키지는 않습니다.
    오답 노트
    냉동능력 감소: 액체 혼입으로 인해 증발 효율이 떨어져 발생함
    압축기의 체적 효율 감소: 액체는 압축되지 않아 실질적인 가스 흡입량이 줄어듦
    성적계수의 감소: 압축 효율 저하로 인해 전체 시스템 효율이 떨어짐
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38. 다음과 같은 상태에서 운전되는 암모니아 냉동기에 있어서 압축기가 흡입하는 가스 1m3/h 의 냉동효과는 약 얼마인가?

  1. 490 kcal/h
  2. 502 kcal/h
  3. 611 kcal/h
  4. 735 kcal/h
(정답률: 54%)
  • 제시된 p-h 선도에서 냉동효과(엔탈피 차이)를 구하고, 이를 비체적을 이용해 시간당 열량으로 환산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $$q = \frac{(h_1 - h_4) \times Q}{v}$$
    ② [숫자 대입] $$q = \frac{(399 - 139) \times 1}{0.51}$$
    ③ [최종 결과] $$q = 509.8$$ (근사치 502 kcal/h)
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39. 냉각탑(Cooling tower)에 관한 설명 중 맞는 것은?

  1. 오염된 공기를 깨끗하게 하며 동시에 공기를 냉각하는 장치이다.
  2. 냉매를 통과시켜 공기를 냉각시키는 장치이다.
  3. 찬 우물물을 냉각시켜 공기를 냉각시키는 장치이다.
  4. 냉동기의 냉각수가 흡수한 열을 외기에 방사하고 온도가 내려간 물을 재순환시키는 장치이다.
(정답률: 67%)
  • 냉각탑은 냉동기에서 발생한 열을 머금은 냉각수를 외부 공기와 접촉시켜 열을 방출하고, 차가워진 물을 다시 냉동기로 보내 재사용하는 장치입니다.
    오답 노트
    오염된 공기를 깨끗하게 하며 동시에 공기를 냉각하는 장치: 공기청정기나 냉각기의 기능임
    냉매를 통과시켜 공기를 냉각시키는 장치: 증발기나 냉각 코일의 기능임
    찬 우물물을 냉각시켜 공기를 냉각시키는 장치: 일반적인 냉각탑의 원리가 아님
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40. 암모니아 및 프레온 냉매와의 비교 중 틀린 것은?

  1. 암모니아 냉동장치에서 수분이 1% 함유에 따라 증발온도 0.5℃상승한다.
  2. R-22는 암모니아보다 냉동효과(kcal/kg)가 크고 안전하다.
  3. R-13는 R-22에 비하여 저온용에 적합하다.
  4. 암모니아는 R-22에 비하여 유분리가 용이하다.
(정답률: 54%)
  • 냉매의 특성상 암모니아는 R-22보다 냉동효과(단위 질량당 냉각 능력)가 더 큽니다.
    오답 노트
    R-22는 암모니아보다 냉동효과(kcal/kg)가 크고 안전하다: 냉동효과는 암모니아가 더 큽니다.
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3과목: 공기조화

41. 공기조절기의 공기냉각 코일에서 공기와 냉수의 온도변화가 그림과 같았다. 이 코일의 대수평균 온도차(LMTD)는 약 얼마인가?

  1. 9.6℃
  2. 14.5℃
  3. 13℃
  4. 5℃
(정답률: 65%)
  • 열교환기에서 유체 간의 온도 차이가 변할 때 사용하는 대수평균 온도차(LMTD) 공식을 적용합니다.
    이미지 분석 결과: 입구측 온도차 $\Delta T_1 = 30 - 12 = 18$℃, 출구측 온도차 $\Delta T_2 = 16 - 7 = 9$℃
    ① [기본 공식] $$LMTD = \frac{\Delta T_1 - \Delta T_2}{\ln(\frac{\Delta T_1}{\Delta T_2})}$$
    ② [숫자 대입] $$LMTD = \frac{18 - 9}{\ln(\frac{18}{9})}$$
    ③ [최종 결과] $$LMTD = 13$$℃
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42. 팬코일 유닛의 구성과 관계없는 것은?

  1. 송풍기
  2. 여과기
  3. 냉온수 코일
  4. 가습기
(정답률: 57%)
  • 팬코일 유닛(FCU)은 송풍기(Fan), 여과기(Filter), 냉온수 코일(Coil)로 구성되어 국소 냉난방을 수행하며, 가습기는 기본 구성 요소에 포함되지 않습니다.
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43. 공기중의 수증기가 응축하기 시작할 때의 온도 즉, 공기가 포화상태로 될 때의 온도는 어느 것인가?

  1. 건구온도
  2. 노점온도
  3. 습구온도
  4. 상당외기온도
(정답률: 74%)
  • 공기 중의 수증기가 냉각되어 응축(결로)되기 시작하는 시점의 온도를 노점온도(이슬점 온도)라고 정의합니다.
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44. 공기-수 방식에 의한 공기조화의 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 유닛 1대로서 구획(zone)을 구성하므로 개별제어가 가능하다.
  2. 장치내 필터의 성능이 나빠 정기적으로 청소할 필요가 있다.
  3. 전공기 방식에 비해 반송동력이 크다.
  4. 부하가 큰 구획(zone)에 대해서도 덕트 스페이스가 작다.
(정답률: 41%)
  • 공기-수 방식은 냉온수를 이용해 열을 운반하므로, 공기만을 이용하는 전공기 방식보다 반송 동력이 훨씬 작다는 것이 핵심입니다.
    오답 노트
    전공기 방식에 비해 반송동력이 크다: 반송 동력이 더 작습니다.
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45. 수관 보일러의 분류가 잘못된 것은?

  1. 동(드럼)의 유무에 따라 무동식과 7동식으로 분류
  2. 순환방식에 따라 자연순환식과 강제순환식으로 분류
  3. 수관의 경사도에 따라 수평관식, 경사관식, 수직관식으로 분류
  4. 수관의 형태에 따라 직관식과 곡관식으로 분류
(정답률: 54%)
  • 수관 보일러는 드럼의 유무와 수에 따라 무동식, 1동식, 2동식, 3동식 등으로 분류합니다.
    오답 노트
    무동식과 7동식으로 분류: 7동식이라는 분류 체계는 존재하지 않습니다.
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46. 각 공조방식과 열 운반 매체의 연결이 잘못된 것은?

  1. 단일덕트 방식 - 공기
  2. 이중덕트 방식 - 물, 공기
  3. 2관식 팬코일 유닛 방식 - 물
  4. 패키지 유닛방식 - 냉매
(정답률: 67%)
  • 이중덕트 방식은 냉풍과 온풍을 각각의 덕트로 보내어 혼합하는 전공기 방식이므로, 열 운반 매체는 공기뿐입니다.
    오답 노트
    물, 공기: 이중덕트 방식은 물을 매체로 사용하지 않습니다.
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47. 제3종 환기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 기계배기를 한다.
  2. 실내압력이 대기압이하로 된다.
  3. 오염공기가 발생하는 실내에 적합하다.
  4. 급기만 송풍기에 의해 한다.
(정답률: 66%)
  • 제3종 환기는 자연급기와 기계배기 방식을 사용하는 환기 형태입니다.
    오답 노트
    급기만 송풍기에 의해 한다: 이는 제2종 환기에 대한 설명입니다.
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48. 난방설비에서 온수헤더 또는 증기헤더를 사용하는 주된 이유로 적합한 것은?

  1. 온수 및 증기의 온도차가 커지는 것을 방지하기 위해서
  2. 워터 해머(water hammer)를 방지하기 위해서
  3. 미관을 좋게 하기 위해서
  4. 온수 및 증기를 각 계통별로 공급하기 위해서
(정답률: 66%)
  • 헤더(Header)는 하나의 주관에서 여러 개의 분기관으로 열매체를 나누어 보내는 분배기 역할을 하므로, 온수 및 증기를 각 계통별로 효율적으로 공급하기 위해 사용합니다.
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49. 기후에 따른 불쾌감을 표시하는 불쾌지수는 무엇을 고려한 지수인가?

  1. 기온과 기류
  2. 기온과 노점
  3. 기온과 복사열
  4. 기온과 습도
(정답률: 76%)
  • 불쾌지수는 사람이 느끼는 더위와 끈적임의 정도를 수치화한 것으로, 기온과 습도의 상관관계를 통해 산출하는 지수입니다.
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50. 실내 냉방 전부하가 33000 kcal/h(현열 28800kcal/h, 잠열 4200kcal/h)일 때 실내 급기풍량은 얼마인가? (단, 공기의 비율 0.24 kcal/kg℃, 비중량1.2kg/m3, 취출온도차는 10℃로 한다.)

  1. 11460m3/h
  2. 12000m3/h
  3. 10000m3/h
  4. 14520m3/h
(정답률: 53%)
  • 실내 급기풍량은 잠열을 제외한 현열 부하만을 기준으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = \frac{q_s}{C \times \rho \times \Delta T}$$
    ② [숫자 대입] $$Q = \frac{28800}{0.24 \times 1.2 \times 10}$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 10000$$ m$^{3}$/h
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51. 공기 세정기의 주요부는 세정실과 무엇으로 구분 되는가?

  1. 배수관
  2. 유닛 히트
  3. 유량조절 밸브
  4. 엘리미네이트
(정답률: 72%)
  • 공기 세정기는 세정실에서 물과 공기를 접촉시켜 먼지를 제거하며, 세정실 이후에 수분이 섞인 공기 중의 액적을 분리하여 제거하는 엘리미네이트(Eliminator) 장치가 필수적으로 구성됩니다.
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52. 내벽의 열전달율 5kcal/m2h℃, 외벽의 열전달율10 kcal/m2h℃, 벽의 열전도율 4 kcal/m h℃, 벽두께20cm, 외기온도 0℃, 실내온도 20℃ 일 때 열통과율은 약 얼마인가?

  1. 2.86 kcal/m2h℃
  2. 3.75 kcal/m2h℃
  3. 4.52 kcal/m2h℃
  4. 5.35 kcal/m2h℃
(정답률: 57%)
  • 열통과율은 내벽 열전달 저항, 벽체 열전도 저항, 외벽 열전달 저항의 합의 역수로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$K = \frac{1}{\frac{1}{h_i} + \frac{d}{\lambda} + \frac{1}{h_o}}$$
    ② [숫자 대입] $$K = \frac{1}{\frac{1}{5} + \frac{0.2}{4} + \frac{1}{10}}$$
    ③ [최종 결과] $$K = 2.86$$ kcal/m$^{2}$h℃
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53. 공기여과기(air filter)의 여과효율을 측정하는 방법이 아닌 것은?

  1. 비색법
  2. DOP법
  3. 중량법
  4. 정전기법
(정답률: 58%)
  • 공기여과기의 효율 측정법은 입자의 농도나 중량 변화를 이용합니다. 비색법은 색의 변화로 농도를 측정하고, DOP법은 특정 입자를 이용해 성능을 테스트하며, 중량법은 전후 중량 차이를 측정합니다.
    오답 노트
    정전기법: 공기여과기 효율 측정법이 아니라 정전기필터 자체의 성능 평가에 사용됩니다.
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54. 난방부하가 3520kcal/h인 사무실을 약 85~90℃정도의 온수를 이용하여 온수난방을 하려고 한다. 온수방열기의 필요 방열면적(m2)은 약 얼마인가?

  1. 5.4
  2. 6.6
  3. 7.8
  4. 8.9
(정답률: 61%)
  • 온수 방열기의 필요 면적은 총 방열량을 표준 방열량($450\text{ kcal/m}^2\cdot\text{h}$)으로 나누어 산출합니다.
    ① [기본 공식] $$EDR = \frac{Q}{q}$$
    ② [숫자 대입] $$EDR = \frac{3520}{450}$$
    ③ [최종 결과] $$EDR = 7.82$$
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55. 공조설비에 사용되는 보일러에 대한 설명으로 적당하지 않은 것은?

  1. 증기보일러의 보급수는 연수장치로 처리할 필요가 있다.
  2. 보일러효율은 연료가 보유하는 고위 발열량을 기준으로 하고, 보일러에서 발생한 열량과의 비를 나타낸 것이다.
  3. 관류보일러는 소요 압력의 증기를 비교적 짧은 시간에 발생시킬 수 있다.
  4. 증기보일러 및 수온이 120℃를 초과하는 온수보일러에는 안전장치로서 본체에 안전밸브를 설치할 필요가 있다.
(정답률: 50%)
  • 보일러 효율은 연료가 보유하는 고위 발열량이 아니라 저위 발열량을 기준으로 계산하는 것이 일반적입니다.
    오답 노트
    연수장치 처리: 스케일 방지를 위해 필수적임
    관류보일러: 구조가 단순하여 기동 시간이 매우 짧음
    안전밸브: 고압/고온 보일러의 폭발 방지를 위해 필수적임
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56. 증기 난방배관에서 증기트랩을 사용하는 이유로서 가장 적당한 것은?

  1. 관내의 공기를 배출하기 위하여
  2. 배관의 신축을 흡수하기 위하여
  3. 관내의 압력을 조절하기 위하여
  4. 증기관에 발생된 응축수를 제거하기 위하여
(정답률: 67%)
  • 증기트랩은 증기는 통과시키지 않고, 증기가 식어서 생성된 응축수만을 자동으로 배출하여 배관 내의 열효율을 높이고 수격 작용을 방지하기 위해 사용합니다.
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57. 다음 중 일사를 받은 벽의 전열계산과 관계있는 것은?

  1. 대수평균 온도차
  2. 벽면양쪽 온도차
  3. 상당외기 온도차
  4. 유효온도차
(정답률: 61%)
  • 일사를 받는 벽체는 외부 온도뿐만 아니라 태양 복사열의 영향을 동시에 받으므로, 이를 하나의 온도차로 환산한 상당외기 온도차를 사용하여 전열량을 계산합니다.
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58. 덕트의 설계법 중 모든 덕트 계통에서 동일한 단위마찰저항으로 하여 각 부의 덕트 치수를 결정하는 방법은?

  1. 등속법
  2. 정압법
  3. 등분기법
  4. 정압재취득법
(정답률: 39%)
  • 덕트 설계 시 모든 계통에서 단위 길이당 마찰 손실을 일정하게 유지하여 치수를 결정하는 방식은 정압법입니다.
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59. 다음 중 공기의 조성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 질소는 대기의 최다 성분으로서 대기에 약 78% 정도 존재한다.
  2. 산소는 무색 및 무취의 기체로써 대기에 약 21%정도 존재한다.
  3. 이산화탄소는 무색 및 무취의 기체로써 대기에 약0.035% 정도 존재하지만 최근 증가하는 경향이 있다.
  4. 아르곤은 무색 및 무취의 활성기체로써 대기에 약0.39% 정도 존재한다.
(정답률: 66%)
  • 공기의 조성 중 아르곤은 무색, 무취의 비활성 기체이며 대기 중 약 $0.93\%$ 정도 존재합니다.
    오답 노트
    아르곤은 무색 및 무취의 활성기체로써 대기에 약0.39% 정도 존재한다: 함량이 $0.93\%$이며, 활성기체가 아닌 비활성 기체입니다.
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60. 특정한 곳에 열원을 두고 열 수송 및 분배망을 이용하여 한정된 지역으로 열매를 공급하는 난방법은?

  1. 간접난방법
  2. 지역난방법
  3. 단독난방법
  4. 개별난방법
(정답률: 75%)
  • 특정 지역의 대규모 열원(열생산시설)에서 생산된 열을 수송 및 분배망을 통해 해당 지역 내의 여러 건물에 공급하는 방식은 지역난방법입니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 그림과 같은 제어계에서 ⓐ부분에 해당하는 것은?

  1. 조절부
  2. 조작부
  3. 검출부
  4. 비교부
(정답률: 62%)
  • 제어계의 피드백 루프에서 출력 신호를 다시 입력측으로 되돌려 보내는 ⓐ 부분은 현재의 상태를 측정하는 검출부입니다.
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62. 물리적인 제량이 전기적인 신호로 처리되는 변환 장치의 정적특성이 아닌 것은?

  1. 정밀도
  2. 분해능
  3. 반복성
  4. 시정수
(정답률: 51%)
  • 정적특성은 입력의 변화에 따라 출력이 어떻게 변하는지를 나타내는 특성으로, 정밀도, 분해능, 반복성, 선형성 등이 포함됩니다.
    오답 노트
    시정수: 시스템의 응답 속도를 나타내는 동적특성입니다.
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63. 그림과 같은 연산증폭기를 사용한 회로의 기능은?

  1. 적분기
  2. 미분기
  3. 가산기
  4. 제한기
(정답률: 49%)
  • 연산증폭기 회로에서 피드백 경로(출력단과 입력단 사이)에 저항 대신 콘덴서($C$)가 연결되어 있으면 입력 신호를 시간에 대해 적분하는 적분기 회로가 됩니다.
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64. 3대의 단상변압기를 결선하여 사용 중 1대가 고장이 났을 경우 2대의 단상변압기로 V-V결선을 하여 사용할 수 있는 변압기 결선방법은?

  1. △-Y
  2. Y-△
  3. △-△
  4. Y-Y
(정답률: 56%)
  • V-V 결선은 $\Delta-\Delta$ 결선으로 운전 중 변압기 1대가 고장 났을 때, 나머지 2대를 V자 형태로 결선하여 3상 전력을 계속 공급하기 위해 사용합니다.
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65. 동기전동기의 특징이 아닌 것은?

  1. 정속도 전동기이다.
  2. 저속도에서 효율이 좋다.
  3. 난조가 일어나기 쉽다.
  4. 기동 토크가 크다.
(정답률: 45%)
  • 동기전동기는 구조적으로 기동 토크가 $0$이므로 스스로 기동할 수 없는 비자기 기동 전동기입니다.
    오답 노트
    정속도 전동기이다: 동기 속도로 일정하게 회전함
    저속도에서 효율이 좋다: 전반적인 효율 특성이 우수함
    난조가 일어나기 쉽다: 부하 급변 시 속도가 변동하는 난조 현상이 발생함
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66. 논리식 를 불대수의 정리를 이용하여 간단히 하면?

  1. X + Y
  2. Y
  3. 1
  4. 0
(정답률: 43%)
  • 불대수의 기본 정리 중 $X + \overline{X} = 1$ 임을 이용하면, 주어진 식 $X + \overline{X} + Y$는 $1 + Y$가 되며, $1$에 어떤 값을 더해도 결과는 항상 $1$이 됩니다.
    $$X + \overline{X} + Y = 1 + Y = 1$$
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67. 목표값이 다른양과 일정한 비율 관계를 가지고 변화하는 제어는?

  1. 추종제어
  2. 프로그램제어
  3. 비율제어
  4. 정치제어
(정답률: 76%)
  • 목표값이 다른 양과 일정한 비율 관계를 가지고 변화하도록 제어하는 방식을 비율제어라고 합니다.
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68. 피드백 제어의 장점이 아닌 것은?

  1. 제어기 부품들의 성능이 나쁘면 큰 영향을 받는다.
  2. 외부조건의 변화에 대한 영향을 줄일 수 있다.
  3. 제어계의 특성을 향상시킬 수 있다.
  4. 목표값을 정확히 달성할 수 있다.
(정답률: 61%)
  • 피드백 제어는 출력값을 다시 입력으로 되돌려 오차를 수정하므로, 제어기 내부 부품의 특성 변화나 성능 저하가 전체 시스템에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 것이 큰 장점입니다.
    오답 노트
    외부조건의 변화에 대한 영향을 줄일 수 있다, 제어계의 특성을 향상시킬 수 있다, 목표값을 정확히 달성할 수 있다: 모두 피드백 제어의 대표적인 장점
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69. 다음 전지에서 2차 전지에 속하는 것은?

  1. 망간 건전지
  2. 공기 전지
  3. 수은 전지
  4. 납축 전지
(정답률: 50%)
  • 2차 전지는 화학 반응을 통해 전기를 생성한 후, 다시 전기 에너지를 가해 충전하여 재사용할 수 있는 전지를 말하며 납축 전지가 이에 해당합니다.
    오답 노트
    망간 건전지, 공기 전지, 수은 전지: 한 번 사용하면 재충전이 불가능한 1차 전지
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70. 회로에서 i2가 0이 되기 위한 C 의 값은? (단, L은 합성인덕턴스, M은 상호인덕턴스이다.)

(정답률: 49%)
  • 회로의 우측 루프에서 전류 $i_2$가 0이 되기 위해서는 해당 루프의 전체 임피던스가 무한대가 되거나 전압 합이 0이 되어야 합니다. 상호인덕턴스 $M$에 의한 유도 전압과 커패시터 $C$에 의한 전압이 상쇄되는 조건을 찾습니다.
    ① [기본 공식] $$C = \frac{1}{\omega^2 M}$$
    ② [숫자 대입] $$C = \frac{1}{\omega^2 M}$$
    ③ [최종 결과]
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71. 비행기 및 선박의 방향제어에 사용되는 것은?

  1. 프로세스 제어
  2. 자동조정
  3. 서보 제어
  4. 시퀀스 제어
(정답률: 68%)
  • 서보 제어는 목표값에 따라 기계적 위치, 방향, 자세 등을 정밀하게 제어하는 시스템으로, 비행기나 선박의 방향 제어에 핵심적으로 사용됩니다.
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72. 그림과 같은 신호-흐름선도에서 전달함수 G를 구하면?

(정답률: 56%)
  • 신호-흐름선도의 전달함수 $G$는 메이슨의 이득 공식(Mason's Gain Formula)을 사용하여 구합니다.
    전달함수 $G = \frac{\text{전방 경로 이득의 합}}{1 - (\text{개별 루프 이득의 합}) + \dots}$ 1. 전방 경로: $a \to b \to c \to d \to e$이므로 이득은 $abcde$ 입니다.
    2. 루프 1: $c \to h$ 경로의 이득은 $ch$ 입니다.
    3. 루프 2: $b \to c \to d \to f$ 경로의 이득은 $bcdf$ 입니다.
    따라서 전달함수는 다음과 같습니다.
    $$G = \frac{abcde}{1 - ch - bcdf}$$
    정답은 입니다.
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73. 교류에서 똑같은 변화가 반복해서 나타날 때 표현되는 용어로 1회의 변화를 하는데 걸리는 시간을 무엇이라 하는가?

  1. 주파수
  2. 각속도
  3. 주기
  4. 각주파수
(정답률: 69%)
  • 교류 신호에서 동일한 형태의 변화가 한 번 반복되는 데 걸리는 최소 시간을 주기라고 합니다.

    오답 노트
    주파수: 1초 동안 반복되는 횟수
    각속도/각주파수: 단위 시간당 회전하는 각도
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74. 변압기 내부의 저항과 누설리액턴스의 %강하는 3% 및 4% 이다. 부하역률이 지상 60%일 때 이 변압기의 전압변동률은 몇 % 인가?

  1. 1.4
  2. 4
  3. 4.8
  4. 5
(정답률: 27%)
  • 전압변동률은 저항 성분에 의한 전압 강하와 리액턴스 성분에 의한 전압 강하의 합으로 계산합니다.
    $$\epsilon = p \cos\theta + q \sin\theta$$
    ① $$ \epsilon = 3 \times 0.6 + 4 \times \sqrt{1 - 0.6^2} $$
    ② $$ \epsilon = 1.8 + 4 \times 0.8 $$
    ③ $$ \epsilon = 5 $$
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75. 다음 중 파고율이 가장 큰 파형은?

  1. 삼각파
  2. 정현파
  3. 반원파
  4. 구형파
(정답률: 58%)
  • 파고율은 파형의 최댓값을 실효값으로 나눈 비율을 의미합니다.
    삼각파의 파고율이 약 1.73으로 제시된 파형들 중 가장 큽니다.

    오답 노트
    정현파: 1.414
    반원파: 1.225
    구형파: 1
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76. 그림에서 3개의 입력단자에 각각 1을 입력하면 출력단자 A와 B의 출력은?

  1. A=0, B=0
  2. A=1, B=0
  3. A=1, B=1
  4. A=0, B=1
(정답률: 61%)
  • 각 입력단자에 1이 입력될 때의 논리 회로 동작을 분석합니다.
    1. 첫 번째 입력 1이 NOT 게이트를 통과하면 0이 됩니다.
    2. NOT 게이트의 출력 0과 두 번째 입력 1이 OR 게이트로 들어가면 출력은 1이 됩니다.
    3. 출력 A는 OR 게이트의 결과 1과 두 번째 입력 1이 AND 게이트로 입력되므로 $1 \times 1 = 1$이 됩니다.
    4. 출력 B는 두 번째 입력 1과 세 번째 입력 1이 AND 게이트로 입력되므로 $1 \times 1 = 1$이 됩니다.
    따라서 A=1, B=1 입니다.
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77. 지멘스(siemens)는 무엇의 단위인가?

  1. 도전율
  2. 자기저항
  3. 리액턴스
  4. 컨덕턴스
(정답률: 53%)
  • 지멘스(S)는 전기 전도도를 나타내는 컨덕턴스의 단위로, 저항의 역수($1/\Omega$)와 같습니다.
    오답 노트
    도전율: S/m
    자기저항: AT/Wb 또는 H
    리액턴스: $\Omega$
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78. 그림과 같은 펄스를 라플라스 변환하면 그 값은?

(정답률: 57%)
  • 시간 $0$부터 $T$까지 크기가 $1$인 펄스 함수 $f(t)$는 단위 계단 함수 $u(t)$에서 $T$만큼 지연된 $u(t-T)$를 뺀 형태입니다. 이를 라플라스 변환하면 다음과 같습니다.
    ① $$F(s) = \int_{0}^{T} 1 \cdot e^{-st} dt$$
    ② $$F(s) = \frac{1}{s} - \frac{1}{s}e^{-Ts}$$
    ③ $$F(s) = \frac{1}{s}(1 - e^{-Ts})$$
    따라서 정답은 입니다.
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79. 다음 회로는 무접점 논리회로 중 어떤 회로인가?

  1. AND 회로
  2. OR 회로
  3. NAND 회로
  4. NOR 회로
(정답률: 56%)
  • 제시된 회로 는 다이오드를 이용한 논리회로로, 입력 A, B, C 중 어느 하나라도 전압이 인가되면 출력으로 신호가 전달되는 병렬 구조이므로 OR 회로입니다.
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80. 150[kVA] 단상변압기의 철손이 1[kW], 전 부하동 손이 4[kW]이다. 이 변압기의 최대 효율은 몇 [kVA]의 부하에서 나타나는가?

  1. 25
  2. 75
  3. 100
  4. 125
(정답률: 42%)
  • 변압기의 최대 효율은 철손과 동손이 같을 때 발생하며, 이때의 부하 용량은 정격 용량에 $\sqrt{\frac{철손}{동손}}$을 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① $$P_{L} = P_{n} \times \sqrt{\frac{P_{i}}{P_{c}}}$$
    ② $$P_{L} = 150 \times \sqrt{\frac{1}{4}}$$
    ③ $$P_{L} = 75$$
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5과목: 배관일반

81. 강관의 이음법에 속하지 않는 것은?

  1. 나사 이음
  2. 플랜지 이음
  3. 용접 이음
  4. 코킹 이음
(정답률: 67%)
  • 강관의 대표적인 이음법으로는 나사 이음, 플랜지 이음, 용접 이음이 사용됩니다.
    오답 노트
    코킹 이음: 주로 납관 이음 등에 사용되는 방식입니다.
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82. 급수배관에서 공기실의 설치목적으로 가장 적당한 것은?

  1. 유량조절
  2. 유속조절
  3. 부식방지
  4. 수격작용방지
(정답률: 71%)
  • 급수배관 내에 공기실을 설치하면 급격한 밸브 폐쇄 시 발생하는 충격파를 공기가 흡수하여 수격작용(Water Hammer)을 방지할 수 있습니다.
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83. 공기조화 설비에서 에어워셔(Air Washer)의 플러딩 노즐이 하는 역할은?

  1. 공기 중에 포함된 수분을 제거한다.
  2. 입구공기의 난류를 정류로 만든다.
  3. 일리미네이터에 부착된 먼지를 제거한다.
  4. 출구에 섞여 나가는 비산수를 제거한다.
(정답률: 72%)
  • 에어워셔의 플러딩 노즐은 일리미네이터(제거기) 표면에 쌓인 먼지와 이물질을 물로 씻어내어 제거하는 역할을 합니다.
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84. 다음 도시기호의 이음은?

  1. 나사식 이음
  2. 용접식 이음
  3. 소켓식 이음
  4. 플랜지식 이음
(정답률: 65%)
  • 기호는 배관의 소켓식 이음을 나타내는 표준 도시기호입니다.
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85. 유기질 보온재가 아닌 것은?

  1. 펠트
  2. 코르크
  3. 기포성수지
  4. 탄산마그네슘
(정답률: 54%)
  • 탄산마그네슘은 광물성 무기질 보온재에 해당합니다. 펠트, 코르크, 기포성수지는 유기물 기반의 유기질 보온재입니다.
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86. 증기배관의 수평 환수관에서 관경을 축소할 때 사용하는 이음쇠로 가장 적합한 것은?

  1. 소켓
  2. 부싱
  3. 동심 리듀서
  4. 편심 리듀서
(정답률: 71%)
  • 증기배관의 수평 환수관에서 관경을 축소할 때, 관 바닥면을 수평으로 유지하여 응축수가 정체 없이 원활하게 흐르도록 하기 위해 편심 리듀서를 사용합니다.
    오답 노트
    동심 리듀서: 중심축이 일치하여 바닥에 턱이 생기므로 응축수 정체 발생
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87. 방열기 주위배관 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 방열기 주위는 스위블 이음으로 배관한다.
  2. 공급관은 앞쪽올림의 역구배로 한다.
  3. 환수관은 앞쪽내림의 순구배로 한다.
  4. 구배를 취할 수 없거나 수평주관이 2.5m 이상일때는 한 치수 작은 지름으로 한다.
(정답률: 69%)
  • 방열기 배관 시 구배를 취할 수 없는 경우에는 공기 정체 및 흐름 저해를 방지하기 위해 한 치수 큰 지름의 관을 사용해야 합니다.
    오답 노트
    한 치수 작은 지름으로 한다: 구배 불가 시에는 한 치수 큰 지름을 사용해야 함
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88. 도시가스 배관에서 고압이라 함은 얼마 이상의 압력(게이지압력)을 말하는가?

  1. 0.1MPa 이상
  2. 0.2MPa 이상
  3. 0.5MPa 이상
  4. 1MPa 이상
(정답률: 61%)
  • 도시가스 사업법 및 관련 기준에 따라 고압 가스 배관의 기준은 게이지 압력 $1\text{MPa}$이상을 말합니다.
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89. 대 ㆍ 소변기 및 이와 유사한 용도를 갖는 기구로부터 배출되는 물과 이것을 함유하는 배수를 무엇이라 하는가?

  1. 우수
  2. 오수
  3. 잡배수
  4. 특수배수
(정답률: 74%)
  • 대·소변기 등에서 배출되는 인체 배설물을 함유한 배수를 오수라고 정의합니다.
    오답 노트
    우수: 빗물
    잡배수: 주방, 세면대 등에서 나오는 오수 이외의 배수
    특수배수: 특정 산업 공정 등에서 발생하는 특수 성분 배수
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90. 같은 지름의 관을 직선으로 연결할 때 사용하는 이음쇠가 아닌 것은?

  1. 소켓(socket)
  2. 유니언(union)
  3. 벤드(bend)
  4. 플랜지(flange)
(정답률: 71%)
  • 소켓, 유니언, 플랜지는 관을 직선으로 연결할 때 사용하지만, 벤드는 관의 방향을 바꿀 때 사용하는 이음쇠입니다.
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91. 통기관을 접속하여도 장시간 위생기기를 사용하지 않을 때 봉수파괴가 될 수 있는 원인으로 가장 적당한 것은?

  1. 자기사이펀 작용
  2. 흡인작용
  3. 분출작용
  4. 증발작용
(정답률: 57%)
  • 통기관이 설치되어 있어 압력 변동에 의한 봉수 파괴는 막을 수 있지만, 장시간 기기를 사용하지 않아 물이 자연적으로 말라 없어지는 증발작용은 막을 수 없습니다.
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92. 온수온도 90℃의 온수난방 배관의 보온재로 부적합한 것은?

  1. 규산칼슘
  2. 퍼얼라이트
  3. 암면
  4. 경질포옴라버
(정답률: 59%)
  • 보온재는 사용 온도에 맞는 내열성을 갖춰야 합니다. 경질포옴라버는 내열 온도가 $80^{\circ}C$이하이므로 $90^{\circ}C$의 온수 배관에는 부적합합니다.
    오답 노트
    규산칼슘: $650^{\circ}C$이하 가능
    퍼얼라이트: $650^{\circ}C$이하 가능
    암면: $600^{\circ}C$이하 가능
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93. 지역난방의 특징에 대하여 잘못 설명된 것은?

  1. 대규모 열원기기를 이용한 에너지 효율적 이용이 가능하다.
  2. 대기 오염물질이 증가한다.
  3. 도시의 방재수준 향상이 가능하다.
  4. 사용자에게는 화제에 대한 우려가 적다.
(정답률: 77%)
  • 지역난방은 대규모 열원기기를 통해 에너지를 효율적으로 이용하므로 개별 난방보다 대기 오염물질 배출을 줄일 수 있는 친환경적인 시스템입니다.
    오답 노트
    대규모 열원기기 이용: 에너지 효율 증대
    도시 방재수준 향상: 개별 보일러 제거로 화재 위험 감소
    화제 우려 적음: 사용자 측 열원 설비가 없어 안전함
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94. 스테인리스강 커플링과 고무링만으로 이음 할 수 있는 방법으로 쉽게 이음할 수 있고, 시공이 간편하며, 경제성이 있어 건물의 배수관 등에 많이 사용되는 주철관 이음은?

  1. 기계식 이음
  2. 노-허브 이음
  3. 빅토릭 이음
  4. 플랜지 이음
(정답률: 41%)
  • 스테인리스강 커플링과 고무링을 사용하여 시공이 간편하고 경제적이어서 주로 건물의 배수관에 적용하는 이음 방식은 노-허브 이음입니다.
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95. 증기난방을 응축수환수법에 의해 분류하였을 때 그 종류가 아닌 것은?

  1. 기계 환수식
  2. 하트포드 환수식
  3. 중력 환수식
  4. 진공 환수식
(정답률: 68%)
  • 증기난방의 응축수 환수법에 따른 분류는 중력 환수식, 기계 환수식, 진공 환수식으로 나뉩니다. 하트포드 환수식은 응축수 환수법이 아닌 응축수 제거 방식(하트포드 방식)의 일종입니다.
    오답 노트
    기계 환수식: 응축수 환수법 종류 맞음
    중력 환수식: 응축수 환수법 종류 맞음
    진공 환수식: 응축수 환수법 종류 맞음
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96. 소형, 경량으로 설치면적이 적고 효율이 좋으므로 가장 많이 사용되고 있는 냉각탑은?

  1. 대기식 냉각탑
  2. 대향류식 냉각탑
  3. 직교류식 냉각탑
  4. 밀폐식 냉각탑
(정답률: 63%)
  • 대향류식 냉각탑은 공기와 물이 서로 반대 방향으로 흐르는 구조로, 소형·경량이며 설치 면적이 적고 효율이 뛰어나 가장 널리 사용됩니다.
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97. 베어퍼록 현상은 액의 끓음에 의한 동요를 말하며 이를 방지하는 방지법이 아닌 것은?

  1. 실린더 라이너의 외부를 가열한다.
  2. 흡입배관을 크게 하고 단열 처리한다.
  3. 펌프의 설치위치를 낮춘다.
  4. 흡입관로를 깨끗이 청소한다.
(정답률: 66%)
  • 베이퍼록 현상은 액체가 기화하여 기포가 발생하는 현상으로, 외부를 가열하면 유체의 온도가 상승하여 기화가 더 촉진되므로 현상이 심화됩니다.
    오답 노트
    흡입배관을 크게 하고 단열 처리한다: 방지법 맞음
    펌프의 설치위치를 낮춘다: 방지법 맞음
    흡입관로를 깨끗이 청소한다: 방지법 맞음
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98. 가스배관 시공에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 건물 내 배관은 안전을 고려, 벽, 바닥 등에 매설 하여 시공한다.
  2. 건축물의 벽을 관통하는 부분의 배관에는 보호관 및 부식방지 피복을 한다.
  3. 배관의 경로와 위치는 장래의 계획, 다른 설비와의 조화 등을 고려하여 정한다.
  4. 부식의 우려가 있는 장소에 배관하는 경우에는 방식, 절연조치를 한다.
(정답률: 74%)
  • 가스배관은 안전을 위해 노출 시공을 원칙으로 하며, 함부로 벽이나 바닥에 매설하여 시공해서는 안 됩니다.
    오답 노트
    건축물의 벽을 관통하는 부분의 배관에는 보호관 및 부식방지 피복을 한다: 옳은 시공법
    배관의 경로와 위치는 장래의 계획, 다른 설비와의 조화 등을 고려하여 정한다: 옳은 시공법
    부식의 우려가 있는 장소에 배관하는 경우에는 방식, 절연조치를 한다: 옳은 시공법
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99. 복사난방을 대류난방과 비교할 때 복사난방의 장 ㆍ단점을 열거 한 것 중 틀린 것은?

  1. 실의 높이에 따른 온도 편차가 비교적 균일하며 쾌감도가 좋다.
  2. 방열기가 없으므로 공간의 이용도가 좋다.
  3. 배관의 수리가 곤란하고, 외기의 급변화에 따른 온도조절이 곤란한다.
  4. 공기의 대류가 많아 실내의 먼지가 상승한다.
(정답률: 64%)
  • 복사난방은 대류난방과 달리 공기의 대류가 매우 적기 때문에 실내 먼지가 상승하지 않는 것이 특징입니다.
    오답 노트
    실의 높이에 따른 온도 편차가 균일하며 쾌감도가 좋다: 복사난방의 장점
    방열기가 없으므로 공간의 이용도가 좋다: 복사난방의 장점
    배관의 수리가 곤란하고, 외기의 급변화에 따른 온도조절이 곤란하다: 복사난방의 단점
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100. 장치내 전수량 20000L이며, 수온을 20℃에서 80℃로 상승시킬 경우 물의 팽창수량은 약 얼마인가?(단, 20℃일 때 비중량 0.99823kg/L, 80℃일 때 0.97183kg/L이다.)

  1. 54.3
  2. 400L
  3. 543L
  4. 5430L
(정답률: 55%)
  • 온도 변화에 따른 비중량 차이를 이용하여 팽창된 수량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta V = V_1 \times ( \frac{\gamma_1}{\gamma_2} - 1 )$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta V = 20000 \times ( \frac{0.99823}{0.97183} - 1 )$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta V = 543$$ L
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