공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2013-08-18)

공조냉동기계기사(구)
(2013-08-18 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 온도 600℃의 고온 열원에서 열을 받고, 온도 150℃의 저온 열원에 방열하면서 5.5kW의 출력을 내는 카르노 기관이 있다면 이 기관의 공급 열량은?

  1. 20.2 kW
  2. 14.3 kW
  3. 12.5 kW
  4. 10.7 kW
(정답률: 60%)
  • 카르노 기관의 효율을 통해 공급 열량을 구할 수 있습니다. 효율은 절대온도 기준이며, 출력과 입력의 비로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $$Q_{in} = \frac{W}{\frac{T_H - T_L}{T_H}}$$
    ② [숫자 대입] $$Q_{in} = \frac{5.5}{\frac{600 - 150}{600 + 273}}$$
    ③ [최종 결과] $$Q_{in} = 10.7$$
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2. 다음은 증기사이클의 P-V 선도이다. 이는 어떤 종류의 사이클인가?

  1. 재생사이클
  2. 재생재열사이클
  3. 재열사이클
  4. 급수가열사이클
(정답률: 60%)
  • 제시된 P-V 선도 는 팽창 과정 중 압력을 다시 높여주는 재열 과정이 포함된 재열사이클의 전형적인 형태입니다.
    오답 노트
    재생사이클: 오른쪽 부분이 곡선으로 이어지고 왼쪽 E부분이 계단형임
    재생재열사이클: 왼쪽과 오른쪽 모두 계단형 구조를 가짐
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3. 체적 2500 L인 탱크에 압력 294 kPa, 온도 10℃의 공기가 들어 있다. 이 공기를 80℃까지 가열하는데 필요한 열량은? (단, 공기의 기체상수 R=0.287 kJ./kgㆍK, 정적비열 CV=0.717 kJ/kgㆍK 이다.)

  1. 약 408 kJ
  2. 약 432 kJ
  3. 약 454 kJ
  4. 약 469 kJ
(정답률: 55%)
  • 이상기체 상태방정식으로 공기의 질량을 먼저 구한 뒤, 정적비열을 이용한 가열 열량을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$m = \frac{PV}{RT}$$
    $$Q = m C_{V} \Delta t$$
    ② [숫자 대입]
    $$m = \frac{294 \times 2.5}{0.287 \times 283} = 9.05$$
    $$Q = 9.05 \times 0.717 \times (80 - 10)$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 454.2$$
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4. 시스템의 열역학적 상태를 기술하는데 열역학적 상태량(또는 성질)이 사용된다. 다음 중 열역학적 상태량으로 올바르게 짝지어진 것은?

  1. 열, 일
  2. 엔탈피, 엔트로피
  3. 열, 엔탈피
  4. 일, 엔트로피
(정답률: 69%)
  • 열역학적 상태량은 시스템의 현재 상태를 정의하는 성질로, 경로에 상관없이 초기와 최종 상태에 의해서만 결정됩니다. 엔탈피와 엔트로피는 대표적인 상태량입니다.
    오답 노트
    열, 일: 상태가 변하는 과정에서 출입하는 에너지 양을 나타내는 경로함수임
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5. 초기압력 0.5 MPa, 온도 207℃ 상태인 공기 4 kg이 정압과정으로 체적이 절반으로 줄었을 때의 열전달량은 약 얼마인가? (단, 공기는 이상기체로 가정하고, 비열비는 1.4, 기체상수는 287 J/kgㆍK 이다.)

  1. -240 kJ
  2. -864 kJ
  3. -482 kJ
  4. -964 kJ
(정답률: 40%)
  • 정압과정에서 열전달량은 질량, 정압비열, 온도 변화의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$q = m \times C_p \times (T_2 - T_1)$$
    ② [숫자 대입]
    $$q = 4 \times 1.0045 \times (240 - 480)$$
    ③ [최종 결과]
    $$q = -964 \text{ kJ}$$
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6. 14.33 W의 전등을 매일 7시간 사용하는 집이 있다. 1개월(30일)동안 몇 kJ의 에너지를 사용하는가?

  1. 10830 kJ
  2. 15020 kJ
  3. 17.420 kJ
  4. 10.840 kJ
(정답률: 74%)
  • 전력량(Wh)을 구한 뒤, $1\text{Wh} = 3.6\text{kJ}$의 환산 계수를 곱하여 총 에너지를 계산합니다.
    ① $$E = P \times t \times 3.6$$
    ② $$E = 14.33 \times 7 \times 30 \times 3.6$$
    ③ $$E = 10833.48$$
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7. 다음 중 정압연소 가스터빈의 표준 사이클이라 할 수 있는 것은?

  1. 랭킨 사이클
  2. 오토 사이클
  3. 디젤 사이클
  4. 브레이턴 사이클
(정답률: 55%)
  • 가스터빈의 표준 사이클은 단열 압축, 정압 가열, 단열 팽창, 정압 방열 과정으로 이루어진 브레이턴 사이클(Brayton cycle)입니다.
    오답 노트
    랭킨 사이클: 증기 터빈의 표준 사이클
    오토 사이클: 가솔린 엔진(정적 가열)의 표준 사이클
    디젤 사이클: 디젤 엔진(정압 가열 및 정적 냉각)의 표준 사이클
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8. 견고한 단열 용기 안에 온도와 압력이 같은 이상기체 산소 1kmol과 이상기체 질소 2 kmol이 얇은 막으로 나뉘어져 있다. 막이 터져 두 기체가 혼합될 경우 이 시스템의 엔트로피의 변화는?

  1. 변화가 없다.
  2. 증가한다.
  3. 감소한다.
  4. 증가한 후 감소한다.
(정답률: 58%)
  • 서로 다른 두 기체가 혼합되는 과정은 비가역 변화에 해당하며, 열역학 제2법칙에 따라 고립계의 엔트로피는 항상 증가하는 방향으로 진행됩니다.
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9. 체적이 0.5 m3인 밀폐 압력용기 속에 이상기체가 들어 있다. 분자량이 24이고, 질량이 10 kg이라면 기체상수는 몇 kNㆍm/kgㆍK인가? (단, 일반기체상수는 8.313 kJ/kmolㆍK이다.)

  1. 0.3635
  2. 0.3464
  3. 0.3767
  4. 0.3237
(정답률: 71%)
  • 특정 기체의 기체상수는 일반기체상수를 분자량으로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① $$R = \frac{R_u}{M}$$
    ② $$R = \frac{8.313}{24}$$
    ③ $$R = 0.3464$$
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10. 압력 250 kPa, 체적 0.35m3의 공기가 일정 압력 하에서 팽창하여, 체적이 0.5m3로 되었다. 이때의 내부에너지의 증가가 93.9 kJ이었다면, 팽창에 필요한 열량은 약 몇 kJ 인가?

  1. 43.8
  2. 56.4
  3. 131.4
  4. 175.2
(정답률: 62%)
  • 열역학 제1법칙에 따라 가해준 열량은 내부에너지의 증가량과 외부로 한 일의 합과 같습니다.
    ① [기본 공식] $$Q = \Delta U + P(V_2 - V_1)$$
    ② [숫자 대입] $$Q = 93.9 + 250 \times (0.5 - 0.35)$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 131.4$$
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11. 냉동기에서 0℃의 물로 0℃의 얼음 2 ton을 만드는데 50 kWh의 일이 소요된다면 이 냉동기의 성능계수는? (단, 얼음의 융해잠열은 334.94 kJ/kg 이다.)

  1. 1.05
  2. 2.32
  3. 2.67
  4. 3.72
(정답률: 59%)
  • 냉동기의 성능계수(COP)는 투입된 일에 대해 제거한 열량의 비로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$COP = \frac{Q}{W}$$
    ② [숫자 대입] $$COP = \frac{2000 \times 334.94 \times 10^{-3}}{50 \times 3600 \times 10^{-3}}$$
    ③ [최종 결과] $$COP = 3.72$$
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12. 단열 밀폐된 실내에서 [A]의 경우는 냉장고 문을 닫고, [B]의 경우는 냉장고 문을 연채 냉장고를 작동시켰을 때 실내온도의 변화는?

  1. [A]는 실내온도 상승, [B]는 실내온도 변화 없음
  2. [A]는 실내온도 변화 없음, [B]는 실내온도 하강
  3. [A], [B] 모두 실내온도가 상승
  4. [A]는 실내온도 상승, [B]는 실내온도 하강
(정답률: 61%)
  • 냉장고는 내부의 열을 외부로 방출하며 작동하는 열펌프입니다. 냉장고 문을 닫아도 컴프레서가 작동하며 열을 실내로 방출하고, 문을 열면 내부의 냉각 효과가 사라진 채 컴프레서의 전기 에너지가 모두 열로 변해 실내로 방출되므로, 두 경우 모두 실내 온도는 상승합니다.
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13. 이상기체의 폴리트로픽 과정을 일반적으로 Pυn=C로 표현할 때 n에 따른 관점을 설명한 것으로 맞는 것은? (단, C는 상수 이다.)

  1. n=0 이면 등온과정
  2. n=1 이면 정압과정
  3. n=1.5 이면 등온과정
  4. n=k (비열비)이면 가역단열과정
(정답률: 75%)
  • 폴리트로픽 지수 $n$이 비열비 $k$와 같을 때, 이는 가역 단열 과정(등엔트로피 과정)을 의미합니다.
    오답 노트
    n=0 이면 등온과정: 정적과정에 해당함
    n=1 이면 정압과정: 등온과정에 해당함
    n=1.5 이면 등온과정: 등온과정은 $n=1$이어야 함
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14. 준평형 정적과정을 거치는 시스템에 대한 열전달량은? (단, 운동에너지와 위치에너지의 변화는 무시한다.)

  1. 0 이다.
  2. 내부에너지 변화량과 같다.
  3. 이루어진 일량과 같다.
  4. 엔탈피 변화량과 같다.
(정답률: 66%)
  • 정적과정(체적 일정)에서는 일 $W = \int P dV$가 $0$이 됩니다. 따라서 열역학 제1법칙 $Q = \Delta U + W$에 의해 가해진 열량은 모두 내부에너지의 변화량과 같게 됩니다.
    오답 노트
    0 이다: 열전달이 발생하므로 $0$이 아님
    이루어진 일량과 같다: 정적과정에서 일은 $0$임
    엔탈피 변화량과 같다: 정압과정일 때 해당함
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15. 온도 90℃의 물이 일정 압력 하에서 냉각되어 30℃가 되고 이때 25℃의 주위로 500 kJ의 열이 전달된다. 주위의 엔트로피 증가량은 얼마인가?

  1. 1.50 kJ/K
  2. 1.68 kJ/K
  3. 8.33 kJ/℃
  4. 20.0 kJ/℃
(정답률: 53%)
  • 주위의 엔트로피 변화량은 전달된 열량을 주위의 절대온도로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta S_{surr} = \frac{\Delta Q}{T_{surr}}$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta S_{surr} = \frac{500}{25 + 273}$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta S_{surr} = 1.68$$ kJ/K
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16. 온도가 350 K인 공기의 압력이 0.3 MPa, 체적이 0.3 m3, 엔탈피가 100 kJ 이다. 이 공기의 내부에너지는?

  1. 1 kJ
  2. 10 kJ
  3. 15 kJ
  4. 100 kJ
(정답률: 64%)
  • 엔탈피의 정의인 엔탈피는 내부에너지와 압력-체적 곱의 합이라는 원리를 이용하여 내부에너지를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$h = u + Pv$$
    ② [숫자 대입] $$100 = u + 300 \times 0.3$$
    ③ [최종 결과] $$u = 10$$ kJ
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17. 단열 과정으로 25℃의 물과 50℃의 물이 혼합되어 열평형을 이루었다면, 다음 사항 중 올바른 것은?

  1. 열평형에 도달되었으므로 엔트로피의 변화가 없다.
  2. 전계의 엔트로피는 증가한다.
  3. 전계의 엔트로피는 감소한다.
  4. 온도가 높은 쪽의 엔트로피가 증가한다.
(정답률: 50%)
  • 열역학 제2법칙에 따라 서로 다른 온도의 두 물체가 접촉하여 열평형에 도달하는 과정은 비가역 과정이며, 이 경우 고립계(전계)의 전체 엔트로피는 항상 증가합니다.
    오답 노트
    열평형에 도달되었으므로 엔트로피의 변화가 없다: 비가역 과정이므로 엔트로피는 증가함
    전계의 엔트로피는 감소한다: 열역학 제2법칙에 위배됨
    온도가 높은 쪽의 엔트로피가 증가한다: 고온의 물체는 열을 잃으므로 엔트로피가 감소함
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18. 랭킨 사이클의 각 점에서 작동유체의 엔탈피가 다음과 같다면 열효율은 약 얼마인가?

  1. 26.7%
  2. 28.9%
  3. 30.2%
  4. 32.4%
(정답률: 60%)
  • 랭킨 사이클의 열효율은 보일러에서 가해준 열량 대비 터빈에서 얻은 순일의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\eta = \frac{h_{turbine\_in} - h_{turbine\_out}}{h_{boiler\_out} - h_{boiler\_in}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\eta = \frac{830.6 - 626.4}{830.6 - 69.4}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\eta = 0.267$$
    따라서 열효율은 약 $26.7\%$ 입니다.
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19. 가스 터빈 엔진의 열효율 대한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 압축기 전후의 압력비가 증가할수록 열효율이 증가한다.
  2. 터빈 입구의 온도가 높을수록 열효율이 증가하나 고온에 견딜 수 있는 터빈 블레이드 개발이 요구된다.
  3. 역일비는 터빈 일에 대한 압축 일의 비로 정의되며 이것이 높을수록 열효율이 높아진다.
  4. 가스 터빈 엔진은 증기 터빈 원동소와 결합된 복합 시스템을 구성하여 열효율을 높일 수 있다.
(정답률: 40%)
  • 역일비는 터빈이 한 일에 대해 압축기가 소비한 일의 비율을 의미하며, 역일비가 커질수록(압축 일의 비중이 높을수록) 전체적인 열효율은 감소합니다.
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20. 다음 중 열역학 제 1법칙과 관계가 가장 먼 것은?

  1. 밀폐계가 임의의 사이클을 이룰 때 열전달의 합은 이루어진 일의 총합과 같다.
  2. 열은 본질적으로 일과 같은 에너지의 일종으로서 일을 열로 변환할 수 있다.
  3. 어떤 계가 임의의 사이클을 겪는 동안 그 사이클에 따라 열을 적분한 것이 그 사이클에 따라서 일을 적분한 것에 비례한댜.
  4. 두 물체가 제 3의 물체가 온도의 동등성을 가질 때는 두 물체도 역시 서로 온도의 동등성을 갖는다.
(정답률: 60%)
  • 두 물체가 제3의 물체와 각각 열평형 상태에 있으면 두 물체 상호 간에도 열평형 상태에 있다는 내용은 열역학 제0법칙의 정의입니다.
    오답 노트
    밀폐계 사이클 열전달 합과 일의 총합 관계: 열역학 제1법칙
    열과 일의 에너지 변환 가능성: 열역학 제1법칙
    사이클 내 열 적분과 일 적분의 비례 관계: 열역학 제1법칙
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2과목: 냉동공학

21. 압력-온도선도(듀링선도)를 이용하여 나타내는 냉동사이클은?

  1. 증기 압축식 냉동기
  2. 원심식 냉동기
  3. 스크롤식 냉동기
  4. 흡수식 냉동기
(정답률: 68%)
  • 압력-온도선도(듀링선도)는 흡수제와 냉매의 상평형 관계를 나타내는 선도로, 주로 흡수식 냉동기의 사이클 분석에 사용됩니다.
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22. 다음 그림과 같은 냉동실 벽의 통과율(kcal/m2h℃은 액 얼마인가? (단, 공기막 계수는 실내벽면 8 kcal/m2h℃, 외부벽면 29kcal/m2h℃ 이며, 벽의 구조에 따른 각 열전도율(σ, kcal/mh℃), 두께(mm)는 아래 그림과 같다.)

  1. 0.125
  2. 0.229
  3. 0.035
  4. 0.437
(정답률: 67%)
  • 냉동실 벽의 전체 열관류율(통과율)은 실내외 공기막의 열전달 저항과 벽체 각 층의 열전도 저항의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\frac{1}{K} = \frac{1}{\alpha_{in}} + \sum \frac{L}{\sigma} + \frac{1}{\alpha_{out}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\frac{1}{K} = \frac{1}{8} + (\frac{20}{0.65 \times 1000} + \frac{3}{0.009 \times 1000} + \frac{150}{0.04 \times 1000} + \frac{100}{1.4 \times 1000} + \frac{30}{1.3 \times 1000}) + \frac{1}{29}$$
    ③ [최종 결과]
    $$K = 0.229$$
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23. 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: 75%)
  • 냉동기의 성적계수(COP)는 증발온도와 응축온도의 절대온도 차이를 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$COP = \frac{T_{evap}}{T_{cond} - T_{evap}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$6.84 = \frac{273 - 15}{T_{cond} - (273 - 15)}$$
    ③ [최종 결과]
    $$T_{cond} = 295.7 \rightarrow 22.7$$
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24. 실린더 직경 80mm, 행정 50 mm, 실린더수 6개, 회전수 1750 rpm인 왕복동식 압축기의 피스톤 압출량은 약 얼마인가?

  1. 158m3/h
  2. 168m3/h
  3. 178m3/h
  4. 188m3/h
(정답률: 51%)
  • 왕복동식 압축기의 피스톤 압출량은 실린더의 단면적, 행정 거리, 실린더 수, 회전수를 모두 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = \frac{\pi \times D^{2}}{4} \times L \times N \times n \times 60$$
    ② [숫자 대입]
    $$V = \frac{3.14 \times 0.08^{2}}{4} \times 0.05 \times 1750 \times 6 \times 60$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = 158.25$$
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25. 흡입, 압축, 토출의 3행정으로 구성되며, 밸브와 피스톤이 없어 장시간의 연속운전에 유리하고 소형으로 큰 냉동능력을 발휘하기 때문에 대형 냉동공장에 적합한 압축기는?

  1. 왕복식 압축기
  2. 스크류 압축기
  3. 회전식 압축기
  4. 원심 압축기
(정답률: 61%)
  • 스크류 압축기는 흡입, 압축, 토출의 3행정으로 작동하며, 밸브나 피스톤 같은 마모 부품이 없어 연속 운전에 유리하고 소형 대비 큰 냉동 능력을 갖춰 대형 냉동공장에 매우 적합합니다.
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26. 열의 이동에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 고체표면과 이에 접하는 유동 유체간의 열이동을 열전달이라 한다.
  2. 자연계의 열이동은 비가역 현상이다.
  3. 열역학 제 1법칙에 따라 고온체에서 저온체로 이동한다.
  4. 자연계의 열이동은 엔트로피가 증가하는 방향으로 흐른다.
(정답률: 56%)
  • 열이 고온체에서 저온체로 이동하는 방향성은 열역학 제1법칙(에너지 보존 법칙)이 아니라 열역학 제2법칙(엔트로피 증가의 법칙)에 의해 결정됩니다.
    오답 노트
    고체표면과 유체 간 열이동: 열전달의 정의 맞음
    비가역 현상: 자연계 열이동의 기본 특성 맞음
    엔트로피 증가 방향: 열역학 제2법칙의 핵심 내용 맞음
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27. 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: 77%)
  • 냉동기유는 화학적으로 안정되어야 하므로 산화가 되기 어려운 성질을 가져야 기기의 부식을 막고 수명을 유지할 수 있습니다.
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28. 건식증발기의 일반적인 장점이라 할 수 없는 것은?

  1. 냉매 사용량이 아주 많아진다.
  2. 물회로의 유로저항이 작다.
  3. 냉매량 조절을 비교적 간단히 할 수 있다.
  4. 냉매 증기속도가 빨라 압축기로의 유화수가 좋다.
(정답률: 67%)
  • 건식증발기는 습식증발기에 비해 냉매 충전량이 적다는 것이 주요 특징이자 장점입니다.
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29. 냉동장치의 운전에 관한 설명 중 맞는 것은?

  1. 압축기에 액백(liquid back)현상이 일어나면 토출가스 온도가 내려가고 구동 전동기의 전류계 지시 값이 변동 한다.
  2. 수액기내에 냉매액을 충만시키면 증발기에서 열부하 감소에 대응하기 쉽다.
  3. 냉매 충전량이 부족하면 증발압력이 높게 되어 냉동능력이 저하한다.
  4. 냉동부하에 비해 과대한 용량의 압축기를 사용하면 저압이 높게 되고, 장치의 성적계수는 상승한다.
(정답률: 55%)
  • 액백 현상이 발생하면 액체 냉매가 증발하며 토출가스 온도를 낮추고, 압축 부하의 변동으로 인해 전동기 전류값이 불안정해집니다.
    오답 노트
    수액기내 냉매액 충만: 응축부하 대응에 유리함
    냉매 충전량 부족: 증발압력이 낮아짐
    과대한 압축기 사용: 고압 상승 및 성적계수 하강
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30. 어큐물레이터(accumlator)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 건식 증발기에 설치하여 냉매액과 증기를 분리시킨다.
  2. 냉매액과 증기를 분리시켜 증기만을 압축기에 보낸다.
  3. 분리된 증기는 다시 응축하도록 응축기로 보낸다.
  4. 냉매속에 흐르는 냉동유를 분리시키는 장치이다.
(정답률: 47%)
  • 어큐물레이터는 압축기로 액체 냉매가 유입되어 발생하는 액백 현상을 방지하기 위해, 냉매액과 증기를 분리하여 증기만을 압축기로 보내는 장치입니다.
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31. 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: 73%)
  • 감온통은 증발기 출구의 과열도를 정확히 감지해야 하므로, 트랩에 고여 있는 액체 냉매의 영향으로 온도가 낮게 측정되는 것을 방지하기 위해 트랩 전(상류)에 설치해야 합니다.
    오답 노트
    압축기 흡입 관에 트랩이 있는 경우에는 트랩 부분에 부착할 것: 트랩 전(상류)에 부착하여 액의 영향을 피해야 함
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32. 암모니아(NH3냉매의 특성 중 잘못 된 것은?

  1. 기준증발온도(-15℃)와 기준응축온도(30℃)에서 포화압력이 별로 높지 않으므로 냉동기 제작 및 배관에 큰 어려움이 없다.
  2. 암모니아수는 철 및 강을 부식시키므로 냉동기와 배관 재료로 강관을 사용할 수 없다.
  3. 리트머스 시험지와 반응하면 청색을 띠고, 유황 불꽃과 반응하여 흰 연기를 발생시킨다.
  4. 오존파괴계수(ODP)와 지구온난화계수(GWP)가 각각 0 이므로 누설에 의해 환경을 오염시킬 위험이 없다.
(정답률: 70%)
  • 암모니아는 구리(동) 및 동합금을 심하게 부식시키므로 배관 재료로 동관을 사용할 수 없으며, 오히려 철이나 강관은 사용이 가능합니다.
    오답 노트
    암모니아수는 철 및 강을 부식시키므로 냉동기와 배관 재료로 강관을 사용할 수 없다: 철 및 강은 사용 가능하며, 동과 동합금을 사용할 수 없음
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33. 소형 냉동기의 브라인 순환량이 10 kg/min이고, 출입구 온도차는 10℃이다. 압축기의 실소요 마력은 3ps일 때, 이 냉동기의 실제 성적계수는 약 얼마인가? (단, 브라인 비열은 0.8kcal/kg℃ 이다.)

  1. 1.8
  2. 2.5
  3. 3.2
  4. 4.7.
(정답률: 52%)
  • 냉동기의 성적계수(COP)는 냉동능력(브라인이 얻은 열량)을 압축기 소요 동력으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식]
    $$COP = \frac{G \times C \times \Delta T}{P \times 632.2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$COP = \frac{10 \times 60 \times 0.8 \times 10}{3 \times 632.2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$COP = 2.53$$
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34. 응축기에서 냉매가스의 열이 제거되는 방법은?

  1. 대류와 전도
  2. 증발과 복사
  3. 승화와 휘발
  4. 복사와 액화
(정답률: 66%)
  • 응축기에서는 냉매가스로부터 외부 매체(공기 또는 물)로 열이 전달되어 액화가 일어나는데, 이때 주된 열전달 방식은 냉매와 관벽 사이의 전도와 관 외부 매체와의 대류를 통해 이루어집니다.
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35. 냉동장치에 부착하는 안전장치에 관한 설명이다. 맞는 것은?

  1. 안전밸브는 압축기의 헤드나 고압축 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: 48%)
  • 안전밸브는 시스템 내 과압을 방지하기 위해 압축기의 헤드나 고압축 수액기 등 고압부에 설치하여 압력을 방출하는 장치입니다.
    오답 노트
    안전밸브의 압력이 높은 만큼 가스의 분사량이 증가하므로 규정보다 높은 압력으로 조정하는 것이 안전하다: 설계압력 또는 최고허용압력의 설정값 이하에서 작동해야 함
    압축기가 1대일 때 고압차단 장치는 흡입밸브에 부착한다: 압축기와 토출측 밸브 사이에 부착함
    유압보호 스위치는 압축기에서 유압이 일정 압력 이상이 되었을 때 압축기를 정지시킨다: 유압이 일정 압력 이하가 되었을 때 정지시킴
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36. 다음 그림은 이상적인 냉동 사이클을 나타낸 것이다. 설명이 맞지 않는 것은?

  1. Ⓐ 과정은 단열팽창이다.
  2. Ⓑ 과정은 등온압축이다.
  3. Ⓒ 과정은 단열압축이다.
  4. Ⓓ 과정은 등온압축이다.
(정답률: 71%)
  • 제시된 P-V 선도는 카르노 사이클을 나타내며, 각 과정의 특성을 분석해야 합니다.
    Ⓑ 과정은 온도가 일정하게 유지되면서 부피가 팽창하는 등온팽창 과정입니다.
    오답 노트
    등온압축이다: Ⓑ 과정은 부피가 증가하는 팽창 과정이므로 틀렸습니다.
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37. 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: 63%)
  • 용량조절장치가 있는 냉동장치에서 무부하 운전 시에는 냉매 유량이 급격히 줄어들어 냉동유가 압축기로 원활하게 돌아오지 못할 수 있습니다. 이때 2중 수직 상승관을 사용하면 한 관으로는 냉매 가스를 흡입하고, 다른 관으로는 오일을 효율적으로 반송할 수 있어 안정적인 운전이 가능합니다.
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38. 냉동장치에서 일원 냉동사이클과 이원 냉동사이클의 가장 큰 차이점은?

  1. 압축기의 대수
  2. 증발기의 수
  3. 냉동장치내의 냉매 종류
  4. 중간냉각기의 유무
(정답률: 61%)
  • 일원 냉동사이클은 한 종류의 냉매만을 사용하여 냉동 효과를 얻는 방식이며, 이원 냉동사이클은 서로 다른 두 종류의 냉매를 사용하여 효율을 높이는 방식입니다. 따라서 가장 큰 차이점은 냉동장치 내의 냉매 종류입니다.
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39. 왕복동식 압축기의 회전수를 n(rpm), 피스톤의 행정을 S(m)라 하면 피스톤의 평균속도 Vm(m/s)를 나타내는 식은?

(정답률: 59%)
  • 피스톤의 평균속도는 1회전당 왕복 거리($2S$)를 초 단위 시간으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_{m} = \frac{2 \times S \times n}{60}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_{m} = \frac{2 \times S \times n}{60}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_{m} = \frac{S \times n}{30}$$
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40. 일반적으로 급속 동결 이라하면 동결속도가 몇 cm/h 이상인 것을 말하는가?

  1. 0.01~0.03
  2. 0.05~0.08
  3. 0.1~0.3
  4. 0.6~2.5
(정답률: 48%)
  • 급속 동결의 기준 속도를 묻는 암기 문제입니다. 일반적으로 급속 동결은 동결 속도가 $0.6 \sim 2.5$ cm/h 이상인 경우를 말합니다.
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3과목: 공기조화

41. 에어와셔(air washer)에 의해 단열 가습을 하였다. 온도변화가 아래 그림과 같을 때, 포화효율 ηs 은 얼마인가?

  1. 50%
  2. 60%
  3. 70%
  4. 80%
(정답률: 49%)
  • 단열 가습 시 포화효율 $\eta_{s}$를 구하는 문제입니다. 포화효율은 입구 건구온도와 습구온도의 차이 대비, 실제 온도 변화량의 비율로 계산합니다.
    ① $$ \eta_{s} = \frac{t_{1} - t_{2}}{t_{1} - t_{1}'} $$
    ② $$ \eta_{s} = \frac{35 - 30}{35 - 25} $$
    ③ $$ \eta_{s} = 0.5 = 50\% $$
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42. 보일러의 부속장치인 과열기가 하는 역할은?

  1. 온수를 포화액으로 변화시킨다.
  2. 포화액을 과열증기로 만든다.
  3. 습증기를 포화액으로 만든다.
  4. 포화증기를 과열증기로 만든다.
(정답률: 71%)
  • 과열기의 정의와 역할을 묻는 문제입니다. 과열기는 보일러에서 생성된 포화증기를 더욱 가열하여 온도를 높임으로써 포화증기를 과열증기로 만드는 장치입니다.
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43. 다음 보온재 중에서 안전 사용온도가 제일 높은 것은?

  1. 규산칼슘
  2. 경질폼라버
  3. 탄화코르크
  4. 우모펠트
(정답률: 63%)
  • 보온재의 내열 성능을 묻는 문제입니다. 규산칼슘은 다른 보온재들에 비해 매우 높은 온도에서도 성질이 변하지 않아 안전 사용온도가 가장 높습니다.
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44. 극간풍(틈새바람)에 의한 침입 외기량이 3000 L/s 일 때, 현열부하와 잠열부하는 얼마인가? (단, 실내온도 25℃, 절대습도 0.0179 kg/kgDA, 외기온도 32℃, 절대습도 0.0209 kg/kgDA, 건공기 정압비열 1.005 kJ/kgㆍK, 0℃ 물의 증발잠열 2501 kJ/kg, 공기밀도 1.2 kg/m3

  1. 현열부하 19.9 kW, 잠열부하 20.9 kW
  2. 현열부하 21.1 kW, 잠열부하 22.5 kW
  3. 현열부하 23.3 kW, 잠열부하 25.4 kW
  4. 현열부하 25.3 kW, 잠열부하 27 kW
(정답률: 43%)
  • 침입 외기에 의한 현열부하와 잠열부하를 계산하는 문제입니다. 외기와 내기의 온도 차 및 절대습도 차를 이용하여 각각의 부하를 산출합니다.
    현열부하 계산:
    ① $$Q_{fs} = \rho \times C_{p} \times Q_{f} \times (t_{o} - t_{i})$$
    ② $$Q_{fs} = 1.2 \times 1.005 \times 3 \times (32 - 25)$$
    ③ $$Q_{fs} = 25.3$$ kW
    잠열부하 계산:
    ① $$Q_{fl} = \rho \times \gamma \times Q_{f} \times (X_{o} - X_{i})$$
    ② $$Q_{fl} = 1.2 \times 2501 \times 3 \times (0.0209 - 0.0179)$$
    ③ $$Q_{fl} = 27.0$$ kW
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45. 다음은 어느 방식에 대한 설명인가?

  1. 정풍량 단일덕트방식
  2. 변풍량 단일덕트방식
  3. 패키지방식
  4. 유인유닛방식
(정답률: 68%)
  • 제시된 이미지 의 설명은 변풍량 단일덕트방식의 특징입니다. 부하 변동에 따라 송풍량을 조절하므로 개별 제어가 쉽고 페리미터 존에 적합하지만, 부하 감소 시 송풍량이 줄어 실내 공기 오염도가 높아지는 단점이 있습니다.
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46. 냉수코일의 냉각부하 147000 kJ/h 이고, 통과풍량은 10000 m3/h, 정면풍속 2m/s 이다. 코일입구공기온도 28℃, 출구 공기온도 15℃ 이며, 코일의 입구냉수온도 7℃, 출구냉수온도 12℃, 열관류율은 2346 kJ/m2h℃ 일 때 코일열수는 얼마인가?(단, 습면보정계수는 1.33, 공기와 냉수의 열교환은 대향류형식이다.)

  1. 2열
  2. 3열
  3. 5열
  4. 6열
(정답률: 41%)
  • 대수평균온도차(LMTD)와 정면면적을 이용하여 코일의 열수를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$L = \frac{\Delta T_1 - \Delta T_2}{\ln(\frac{\Delta T_1}{\Delta T_2})}$$
    $$A = \frac{Q}{K \times L \times f}$$
    $$N = \frac{A}{A_{face}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$L = \frac{(28-12) - (15-7)}{\ln(\frac{16}{8})} = \frac{8}{0.693} = 11.54$$
    $$A = \frac{147000}{2346 \times 11.54 \times 1.33} = 4.06$$
    $$A_{face} = \frac{10000}{2 \times 3600} = 1.39$$
    $$N = \frac{4.06}{1.39} = 2.92$$
    ③ [최종 결과]
    $$N = 3$$
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47. 다음 중 일반적인 덕트의 설계 순서로 옳은 것은? (단, ㉮ 송풍량 결정, ㉯ 취출구ㆍ흡입구 위치 결정, ㉰ 덕트경로 결정, ㉱ 덕트 치수 결정, ㉲ 송풍기 선정이다.)

  1. ㉮ → ㉯ → ㉰ → ㉱ → ㉲
  2. ㉮ → ㉰ → ㉱ → ㉯ → ㉲
  3. ㉲ → ㉮ → ㉰ → ㉱ → ㉯
  4. ㉲ → ㉮ → ㉯ → ㉰ → ㉱
(정답률: 63%)
  • 덕트 설계는 룸데이터를 기반으로 송풍량을 먼저 결정하고, 공기가 나갈 취출구와 들어올 흡입구 위치를 잡은 뒤, 최적의 덕트 경로와 치수를 결정하고 마지막으로 이에 맞는 송풍기를 선정하는 순서로 진행합니다.
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48. 다음 습공기 선도(h-x선도)상에서 공기의 상태가 1에서 2로 변할 때 일어나는 현상이 아닌 것은?

  1. 건구온도의 감소
  2. 절대습도 감소
  3. 습구온도 감소
  4. 상대습도 감소
(정답률: 47%)
  • 습공기 선도 에서 상태 1에서 2로 이동하는 것은 냉각 및 제습 과정입니다. 이 과정에서는 건구온도, 절대습도, 습구온도가 모두 감소하며, 포화곡선에 가까워지므로 상대습도는 오히려 증가합니다.
    오답 노트
    상대습도 감소: 상대습도는 증가함
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49. 열회수방식 중 공조설비의 에너지 절약기법으로 많이 이용되고 있으며, 외기 도입량이 많고 운전시간이 긴 시설에서 효과가 큰 것은?

  1. 잠열교환기 방식
  2. 현열교환기 방식
  3. 비열교환기 방식
  4. 전열교환기 방식
(정답률: 73%)
  • 전열교환기 방식은 현열(온도)과 잠열(습도)을 동시에 회수하는 방식으로, 외기 도입량이 많고 운전 시간이 긴 시설에서 에너지 절감 효과가 가장 큽니다.
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50. 다음 기기 중 열원 설비에 해당하는 것은?

  1. 히트펌프
  2. 송풍기
  3. 팬 코일 유닛
  4. 공기조화기
(정답률: 81%)
  • 열원 설비는 냉난방에 필요한 열에너지를 생성하는 장치로, 히트펌프, 보일러, 냉동기 등이 이에 해당합니다. 송풍기, 팬 코일 유닛, 공기조화기는 공기를 이송하거나 처리하는 공조 설비입니다.
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51. 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 잠열은 0℃의 물을 가열하여 100℃의 증기로 변할 때까지 가하여진 열량이다.
  2. 잠열은 100℃의 물이 증발하는데 필요한 열량으로서 증기의 압력과는 관계없이 일정하다.
  3. 임계점에서는 물과 증기의 비체적이 같다.
  4. 증기의 정적비열은 정압비열보다 항상 크다.
(정답률: 42%)
  • 임계점은 액체와 기체의 구분이 없어지는 지점으로, 이때 물과 증기의 비체적은 동일해집니다.
    오답 노트
    잠열은 0℃의 물을 가열하는 것이 아니라 상태 변화에 필요한 열량임
    잠열은 증기의 압력에 따라 값이 변함
    정압비열이 정적비열보다 항상 큼
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52. 유리면을 통한 태양복사열량이 달라 질 수 있는 요소가 아닌 것은?

  1. 건물의 높이
  2. 차폐의 유무
  3. 태양입사각
  4. 계절
(정답률: 60%)
  • 유리면을 통한 태양복사열량은 태양의 고도(입사각), 계절, 차폐 장치의 유무 및 유리 자체의 특성에 의해 결정됩니다. 건물의 높이는 태양 에너지가 유리를 통해 들어오는 열량 자체에 영향을 주는 요소가 아닙니다.
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53. 공기조화설비는 공기조화기, 열원장치 등 4대 주요장치로 구성되어 있다. 4대 주요장치의 하나인 공기조화기에 해당되는 것이 아닌 것은?

  1. 에어필터
  2. 공기냉각기
  3. 공기가열기
  4. 왕복동 압축기
(정답률: 70%)
  • 공기조화기는 공기의 온도, 습도, 청정도를 조절하는 장치로 에어필터, 공기냉각기, 공기가열기, 가습기 등으로 구성됩니다. 왕복동 압축기는 냉동 사이클에서 냉매를 압축하는 열원장치에 해당합니다.
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54. 덕트의 크기를 결정하는 방법이 아닌 것은?

  1. 등속법
  2. 등마찰법
  3. 등중량법
  4. 정압재취득법
(정답률: 69%)
  • 덕트 크기 결정법에는 등속도법(정속법), 등마찰손실법(등압법), 정압재취득법이 있습니다. 등중량법은 덕트 설계 방법과 무관한 개념입니다.
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55. 보일러 출력표시에 대한 내용으로 잘못된 것은?

  1. 정격출력 : 연속 운전이 가능한 보일러의 능력으로 난방부하, 급탕부하, 배관부하, 예열부하의 합이다.
  2. 정미출력 : 난방부하, 급탕부하, 예열부하의 합이다.
  3. 상용출력 : 정격출력에서 예열부하를 뺀 값이다.
  4. 과부하출력 : 운전초기에 과부하가 발생했을 때는 정격출력의 10~20% 정도 증가해서 운전할 때의 출력으로 한다.
(정답률: 72%)
  • 정미출력은 예열부하를 제외하고 실제 사용되는 난방부하와 급탕부하의 합만을 의미합니다. 따라서 난방, 급탕, 예열부하를 모두 합한다는 설명은 틀렸습니다.
    오답 노트
    정격출력: 모든 부하의 합이 맞음
    상용출력: 정격에서 예열부하 제외가 맞음
    과부하출력: 정격의 $10 \sim 20\%$ 증가 운전이 맞음
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56. 건구온도 t1=5℃, 상대습도 ψ=80%인 습공기를 공기 가열기를 사용하여 건구온도 t2=43℃가 되는 가열공기 650m3/h를 얻으려고 한다. 이 때 가열에 필요한 열량은 약 얼마인가? (단, 습공기선도를 참고하시오.)

  1. 7383 kcal/h
  2. 7475 kcal/h
  3. 7583 kcal/h
  4. 7637 kcal/h
(정답률: 49%)
  • 습공기선도에서 읽은 엔탈피와 비체적을 이용하여 가열에 필요한 열량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$q_{s} = \frac{1}{v_{1}} \times G \times (h_{2} - h_{1})$$
    ② [숫자 대입] $$q_{s} = \frac{1}{0.793} \times 650 \times (12.95 - 3.83)$$
    ③ [최종 결과] $$q_{s} = 7475 \text{ kcal/h}$$
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57. 송풍기의 법칙에서 회전속도가 일정하고 직경이 d, 동력이 L인 송풍기의 직경을 d1 으로 크게 했을 때 동력 L1을 나타내는 식은?

  1. L1=(d1/d)2 L
  2. L1=(d1/d)3 L
  3. L1=(d1/d)4 L
  4. L1=(d1/d)5 L
(정답률: 74%)
  • 송풍기의 법칙 중 직경 변화에 따른 동력 변화는 직경의 5제곱에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $$L_{1} = (\frac{d_{1}}{d})^{5} L$$
    ② [숫자 대입] $$L_{1} = (\frac{d_{1}}{d})^{5} L$$
    ③ [최종 결과] $$L_{1} = (\frac{d_{1}}{d})^{5} L$$
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58. 냉각탑(cooling tower)에 대한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 어프로치(approach)는 5℃ 정도로 한다.
  2. 냉각탑은 응축기에서 냉각수가 얻은 열을 공기중에 방출하는 장치이다.
  3. 쿨링레인지랑 냉각탑에서의 냉각수 입ㆍ출구 수온차이다.
  4. 보급수량은 순환수량의 15% 정도이다.
(정답률: 61%)
  • 냉각탑의 보급수량은 일반적으로 순환수량의 $2 \sim 3\%$ 정도입니다. 보급수량이 순환수량의 $15\%$ 정도라는 설명은 너무 과다하게 설정된 잘못된 내용입니다.
    오답 노트
    어프로치 5℃: 적절한 설계 기준
    응축기 열 방출: 냉각탑의 기본 정의
    쿨링레인지: 입출구 수온차를 의미함
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59. 단일덕트 재열방식의 특징으로 적합하지 않은 것은?

  1. 냉각기에 재열부하가 추가된다.
  2. 송풍공기량이 증가한다.
  3. 실별 제어가 가능하다.
  4. 현열비가 큰 장소에 적합하다.
(정답률: 50%)
  • 단일덕트 재열방식은 냉각된 공기를 다시 가열하여 공급하므로, 습도 조절이 필요한 현열비가 작은 장소에 적합한 방식입니다.
    오답 노트
    냉각기에 재열부하가 추가된다, 송풍공기량이 증가한다, 실별 제어가 가능하다: 단일덕트 재열방식의 옳은 특징임
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60. 냉방부하의 종류 중 현열부하 만을 포함하고 있는 것은?

  1. 유리로부터의 취득열량
  2. 극간풍에 의한 열량
  3. 인체 발생 부하
  4. 외기도입으로 인한 취득열량
(정답률: 63%)
  • 유리로부터의 취득열량은 일사 및 전도에 의해 온도만 상승시키는 현열부하에 해당합니다.
    오답 노트
    극간풍에 의한 열량, 인체 발생 부하, 외기도입으로 인한 취득열량: 습도 변화를 동반하는 잠열부하가 포함됨
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4과목: 전기제어공학

61. 에서 특성 방정식의 근은?

  2. s=-1
(정답률: 56%)
  • 특성 방정식의 근은 전달함수 $G(s) = \frac{2s+1}{s^2+1}$의 분모가 0이 되는 값입니다.
    $$s^2 + 1 = 0$$
    $$s^2 = -1$$
    $$s = \pm j$$
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62. 2개의 SCR로 단상 전파정류하여 100√2 [V]의 직류전압을 얻는데 필요한 1차측 교류전압은 약 몇 [V] 인가?

  1. 120
  2. 141
  3. 157
  4. 220
(정답률: 35%)
  • SCR 단상 전파정류 회로에서 직류전압과 교류전압의 관계식을 이용하여 1차측 전압을 구합니다.
    ① $$E_d = \frac{2\sqrt{2}}{\pi} E$$
    ② $$100\sqrt{2} = \frac{2\sqrt{2}}{\pi} E$$
    ③ $$E = 157.08$$
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63. 다음 중 온도 보상용으로 사용되는 소자는?

  1. 서미스터
  2. 바리스터
  3. 바랙터다이오드
  4. 제어다이오드
(정답률: 80%)
  • 서미스터는 온도 변화에 따라 저항값이 민감하게 변하는 특성을 가지고 있어, 회로 내에서 온도 보상용이나 온도 센서로 주로 사용됩니다.
    오답 노트
    바리스터: 전압 제한 및 서지 보호용
    바랙터다이오드: 전압 가변 커패시터용
    제어다이오드: 전류 제어용
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64. 60Hz, 15kW, 4극의 3상 유도전동기가 있다. 전부하가 걸렸을 때 슬립이 4%라면, 이때의 2차(회전자)측 동손[kW]은?

  1. 0.428
  2. 0.528
  3. 0.625
  4. 0.724
(정답률: 53%)
  • 2차 동손은 2차 입력(회전자 입력)에 슬립을 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$P_{c2} = \frac{s}{1-s} P$$
    ② [숫자 대입] $$P_{c2} = \frac{0.04}{1-0.04} \times 15$$
    ③ [최종 결과] $$P_{c2} = 0.625$$ kW
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65. 전기자 전류가 100A일 때 50kgㆍm의 토크가 발생하는 전동기가 있다. 전동기의 자계의 세기가 80%로 감소되고 전기자 전류가 120A로 되었다면 토크[kgㆍm]는?

  1. 39
  2. 43
  3. 48
  4. 52
(정답률: 52%)
  • 전동기의 토크는 자속의 세기와 전기자 전류의 곱에 비례한다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $$T = K \Phi I_{a}$$
    ② [숫자 대입] $$50 : 100 = T : (0.8 \times 120)$$
    ③ [최종 결과] $$T = 48$$ kg·m
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66. 변압기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 변압기의 2차측 권선수가 1차측 권선수보다 적은 경우에는 1차측의 전압보다 2차측의 전압이 낮다.
  2. 변압기의 1차측 전압이 2차측 전압보다 높을 경우, 2차측에 부하가 연결되면, 흐르는 전류는 1차측에서 공급되는 전류값 보다 크다.
  3. 변압기의 1차측 권선수와 전압, 2차측 권선수와 전압을 이용하여 권수비를 구할 수 있다.
  4. 변압기의 1차측과 2차측의 권선수가 다를 경우에는 1차측에 인가한 전압의 주파수와 2차측에 나타나는 전압의 주파수는 다르다.
(정답률: 52%)
  • 변압기는 전압과 전류의 크기는 권수비에 따라 변화시키지만, 전자기 유도 원리에 의해 1차측과 2차측의 주파수는 항상 동일하게 유지됩니다.
    오답 노트
    변압기의 1차측과 2차측의 권선수가 다를 경우에는 1차측에 인가한 전압의 주파수와 2차측에 나타나는 전압의 주파수는 다르다: 주파수는 변하지 않음
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67. 제어계의 분류에서 엘리베이터에 적용되는 제어 방법은?

  1. 정치제어
  2. 추종제어
  3. 프로그램제어
  4. 비율제어
(정답률: 83%)
  • 엘리베이터는 미리 정해진 층수라는 순서와 경로에 따라 자동으로 동작하는 시스템이므로, 정해진 프로그램에 따라 제어하는 프로그램제어가 적용됩니다.
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68. 비정현파에서 왜형율(distortion factor)을 나타내는 식은?

(정답률: 48%)
  • 비정현파의 왜형률은 기본파의 실효값에 대해 전 고조파의 실효값이 어느 정도의 비율을 차지하는지를 나타내는 척도입니다.
    ① [기본 공식]
    $$D = \frac{V_{n}}{V_{1}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$D = \frac{\text{전 고조파의 실효값}}{\text{기본파의 실효값}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{정답: } $$
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69. 제동계수 중 최대 초과량이 가장 큰 것은?

  1. δ=0.5
  2. δ=1
  3. δ=2
  4. δ=3
(정답률: 64%)
  • 제동계수 $\delta$가 $1$보다 작은 부족 제동(Underdamped) 상태에서 오버슈트가 발생하며, 제동계수 $\delta$ 값이 작아질수록 감쇠가 적어 최대 초과량(오버슈트)은 더 커지게 됩니다. 따라서 제시된 보기 중 가장 작은 값인 $\delta=0.5$일 때 최대 초과량이 가장 큽니다.
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70. 열 기전력형 센서에 대한 설명이 아닌 것은?

  1. 전압 변화용 센서이다.
  2. 철, 콘스탄탄의 금속을 이용한다.
  3. 제벡효과(Seebeck effect)를 이용한다.
  4. 진동 주파수는 이다.
(정답률: 53%)
  • 열 기전력형 센서는 서로 다른 두 금속의 접점 온도 차이에 의해 전압이 발생하는 제벡효과(Seebeck effect)를 이용하며, 주로 철과 콘스탄탄 금속 조합을 사용합니다.
    오답 노트
    진동 주파수는 이다: 해당 식은 LC 발진 회로의 공진 주파수 식으로, 열 기전력 센서의 원리와는 무관합니다.
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71. 그림에서 스위치 S의 개폐에 관계없이 전전류 I가 항상 30A라면 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: 69%)
  • 스위치 S의 개폐 여부와 상관없이 전체 전류 $I$가 일정하다는 것은 회로의 합성 저항 $R$이 항상 동일함을 의미합니다. 전압 $V = 100\text{V}$, 전류 $I = 30\text{A}$일 때 합성 저항은 $R = \frac{100}{30} = \frac{10}{3}\Omega$이어야 합니다.
    ① [기본 공식]
    $$R_{open} = \frac{8 \times (r_3 + r_4)}{8 + (r_3 + r_4)} \text{ (병렬)} \text{ 또는 } R_{open} = \frac{8 \times r_3 + 4 \times r_4}{8 + 4} \text{ (잘못된 접근)} \text{ 실제로는 } \frac{1}{R} = \frac{1}{8+r_3} + \frac{1}{4+r_4}$$
    ② [숫자 대입]
    $$r_3=2, r_4=1 \text{ 대입 시 } \frac{1}{R} = \frac{1}{8+2} + \frac{1}{4+1} = \frac{1}{10} + \frac{1}{5} = \frac{3}{10}$$
    ③ [최종 결과]
    $$R = \frac{10}{3} \approx 3.33\Omega$$
    스위치를 닫으면 $r_3$와 $r_4$가 병렬 연결된 구조가 되며, 이때도 동일한 합성 저항 값이 유지되는 $r_3=2, r_4=1$이 정답입니다.
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72. 두 대 이상의 변압기를 병렬 운전하고자 할 때 이상적인 조건으로 옳지 않은 것은?

  1. 용량에 비례해서 전류를 분담할 것
  2. 각 변압기의 극성이 같을 것
  3. 변압기 상호간 순환전류가 흐르지 않을 것
  4. 각 변압기의 손실비가 같을 것
(정답률: 48%)
  • 변압기 병렬 운전 시 부하를 용량에 비례하여 적절히 분담하기 위해서는 각 변압기의 퍼센트 임피던스($\%Z$)가 같아야 합니다. 손실비가 같아야 한다는 조건은 병렬 운전의 필수 조건이 아닙니다.
    오답 노트
    용량에 비례해서 전류를 분담할 것: $\%Z$가 같을 때 실현되는 이상적 조건
    각 변압기의 극성이 같을 것: 불일치 시 큰 순환전류가 흘러 변압기 소손 위험
    변압기 상호간 순환전류가 흐르지 않을 것: 권수비, 극성, 위상각 등이 일치해야 하는 기본 조건
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73. 피드백 제어의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 제어계의 특성을 향상시킬 수 있다.
  2. 외부 조건의 변화에 대한 영향을 줄일 수 있다.
  3. 목표값을 정확히 달성할 수 있다.
  4. 제어량에 변화를 주는 외란의 영향을 받지 않는다.
(정답률: 69%)
  • 피드백 제어는 출력값을 다시 입력으로 되돌려 오차를 수정함으로써 제어계 특성 향상, 외부 조건 변화 대응, 목표값 정밀 달성이 가능하지만, 외란의 영향을 완전히 받지 않는 것이 아니라 그 영향을 최소화하여 억제하는 것입니다.
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74. 논리식 A+BC와 등가인 논리식은?

  1. AB+AC
  2. (A+B)(A+C)
  3. (A+B)C
  4. (A+C)B
(정답률: 70%)
  • 분배 법칙을 이용하여 논리식을 전개하면 두 식이 동일함을 증명할 수 있습니다.
    $$\text{(A+B)(A+C)} = AA + AC + AB + BC$$
    $$\text{A + AC + AB + BC} = A(1 + C + B) + BC$$
    $$\text{A + BC}$$
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75. 제어편차가 검출될 때 편차가 변화하는 속도에 비례하여 조작량을 가감하도록 하는 제어로 오차가 커지는 것을 미연에 방지하는 제어동작은?

  1. ON/OFF 제어 동작
  2. 미분 제어 동작
  3. 적분 제어 동작
  4. 비례 제어 동작
(정답률: 55%)
  • 미분 제어 동작은 제어 편차가 변화하는 속도(기울기)에 비례하여 조작량을 조절함으로써, 오차가 커지는 것을 미리 방지하고 응답 속도를 개선하는 제어 방식입니다.
    오답 노트
    ON/OFF 제어 동작: 설정값 기준 단순 개폐 제어로 사이클링 및 오프셋 발생
    적분 제어 동작: 오차의 누적값에 비례하여 제어하며 잔류 오차를 제거
    비례 제어 동작: 오차 크기에 비례하여 제어하며 잔류 편차가 발생
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76. 방사성 위험물을 원격으로 조작하는 인공수(人工手; manipulator)에 사용되는 제어계는?

  1. 시퀀스 제어
  2. 서보계
  3. 자동조정
  4. 프로세스 제어
(정답률: 62%)
  • 서보계는 목표값에 따라 기계적 위치, 방향, 속도 등을 정밀하게 제어하는 시스템으로, 방사성 위험물을 원격으로 조작하는 인공수에 사용됩니다.
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77. 논리식 A=X(X+Y)를 간단히 하면?

  1. A=X
  2. A=Y
  3. A=X+Y
  4. A=XㆍY
(정답률: 64%)
  • 불 대수의 분배 법칙과 멱등 법칙을 적용하여 식을 단순화합니다.
    ① [기본 공식] $$A = X(X + Y) = XX + XY$$
    ② [숫자 대입] $$A = X + XY = X(1 + Y)$$
    ③ [최종 결과] $$A = X$$
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78. 절연저항 측정 시 가장 적당한 방법은?

  1. 메거에 의한 방법
  2. 전압, 전류계에 의한 방법
  3. 전위차계에 의한 방법
  4. 더블브리지에 의한 방법
(정답률: 74%)
  • 절연저항은 매우 높은 저항값이므로, 고전압을 인가하여 누설 전류를 측정하는 전용 측정기인 메거(Megger)를 사용하는 것이 가장 적당합니다.
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79. 도체가 대전된 경우 도체의 성질과 전하분포에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 전하는 도체 표면에만 존재한다.
  2. 도체는 등전위이고 표면은 등전위면이다.
  3. 도체 표면상의 전계는 면에 대하여 수직이다.
  4. 도체 내부의 전계는 ∞이다.
(정답률: 60%)
  • 정전기적 평형 상태의 도체 내부에서는 전하가 표면으로 모두 이동하므로 내부 전계는 $0$이 됩니다.
    오답 노트
    전하는 도체 표면에만 존재한다: 정전기적 평형 상태의 기본 성질
    도체는 등전위이고 표면은 등전위면이다: 내부 전계가 $0$이므로 전위차가 없음
    도체 표면상의 전계는 면에 대하여 수직이다: 전계가 평행 성분을 가지면 전하가 이동하므로 반드시 수직이어야 함
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80. 자동제어계의 응답 중 입력과 출력사이의 최대 편차량은?

  1. 오차
  2. 오버슈트
  3. 외란
  4. 감쇄비
(정답률: 72%)
  • 제어계의 응답에서 출력값이 목표값(입력)을 초과하여 발생하는 최대 편차량을 오버슈트라고 합니다.
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5과목: 배관일반

81. 강관 접합법에 해당되지 않는 것은?

  1. 나사접합
  2. 플랜지접합
  3. 용접접합
  4. 몰코접합
(정답률: 72%)
  • 강관의 일반적인 접합법으로는 나사접합, 플랜지접합, 용접접합 등이 사용됩니다.
    오답 노트
    몰코접합: 스테인리스 강관(SR Joint)의 이음 방법입니다.
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82. 신축 이음쇠의 종류에 해당되지 않는 것은?

  1. 벨로스형
  2. 플랜지형
  3. 루프형
  4. 슬리브형
(정답률: 69%)
  • 신축 이음쇠는 배관의 열팽창을 흡수하기 위한 것으로 루프형, 벨로즈형, 슬리브형, 스위블형 등이 있습니다.
    오답 노트
    플랜지형: 동관이나 주철관의 접합에 사용되는 이음 방식입니다.
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83. 온수난방 배관에서 역귀환방식을 채택하는 목적으로 적합한 것은?

  1. 배관의 신축을 흡수하기 위하여
  2. 온수가 식지 않게 하기 위하여
  3. 온수의 유량분배를 균일하게 하기 위하여
  4. 배관길이를 짧게 하기 위하여
(정답률: 75%)
  • 역귀환방식은 공급관과 환수관의 배관 길이를 같게 설계하여, 각 실에 공급되는 온수의 유량을 균등하게 분배하기 위해 채택하는 방식입니다.
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84. 급탕의 온도는 사용온도에 따라 각각 다르나 게산을 위하여 기준온도로 환산하여 급탕의 양을 표시하고 있다. 이때 환산의 온도로 맞는 것은?

  1. 40℃
  2. 50℃
  3. 60℃
  4. 70℃
(정답률: 58%)
  • 급탕의 양을 계산할 때 기준이 되는 환산온도차는 일반적인 급탕온도 $70^{\circ}C$와 급수온도 $10^{\circ}C$의 차이로 정의합니다.
    ① [기본 공식] $$T = T_{hot} - T_{cold}$$
    ② [숫자 대입] $$T = 70 - 10$$
    ③ [최종 결과] $$T = 60^{\circ}C$$
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85. 강관의 나사이음 시 관을 절단한 후 관 단면의 안쪽에 생기는 거스러미를 제거할 때 사용하는 공구는?

  1. 파이프 바이스
  2. 파이프 리머
  3. 파이프 렌치
  4. 파이프 커터
(정답률: 80%)
  • 강관 절단 후 관 단면 안쪽에 생기는 거스러미(버)를 제거하여 매끄럽게 만드는 공구는 파이프 리머입니다.
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86. 증기트랩에 관한 설명으로서 맞는 것은?

  1. 응축수나 공기가 자동적으로 환수관에 배출되며, 실로폰 트랩, 방열기 트랩이라고도 하는 트랩은 플로트 트랩이다.
  2. 열동식 트랩은 고압, 중압의 증기관에 적합하며, 환수관을 트랩보다 위쪽에 배관할 수도 있고, 형식에 따라 상향식과 하향식이 있다.
  3. 버킷 트랩은 구조상 공기를 함께 배출하지 못하지만 다량의 응축수를 처리하는데 적합하며, 다량트랩이라고 한다.
  4. 고압, 중압, 저압에 사용되며 작동 시 구조상 증기가 약간 새는 결점이 있는 것이 충격식 트랩이다.
(정답률: 47%)
  • 충격식 트랩은 고압, 중압, 저압 전반에 사용 가능하며, 작동 시 구조적으로 증기가 약간 누설되는 특징이 있습니다.
    오답 노트
    실로폰 트랩: 플로트 트랩이 아니라 열동식 트랩임
    열동식 트랩: 주로 저압의 방열기나 관말 트랩에 사용
    버킷 트랩: 구조상 공기를 함께 배출할 수 있음
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87. 보온재의 구비조건 중 틀린 것은?

  1. 열전도율이 적을 것
  2. 균열 신축이 적을 것
  3. 내식성 및 내열성이 있을 것
  4. 비중이 크고 흡습성이 클 것
(정답률: 77%)
  • 보온재는 열 손실을 막고 내구성을 유지해야 하므로, 가벼워야 하며(비중이 작아야 함) 습기를 흡수하지 않는 성질(흡습성이 작아야 함)을 가져야 합니다.
    오답 노트
    비중이 크고 흡습성이 클 것: 보온 성능 저하 및 부식 유발
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88. 도시가스 배관 시 배관이 움직이지 않도록 관지름 13~33mm 미만은 몇 m 마다 고정 장치를 설치해야 하는가?

  1. 1m
  2. 2m
  3. 3m
  4. 4m
(정답률: 78%)
  • 도시가스 배관의 호칭 지름에 따른 고정 장치 설치 간격 기준에 따라, $13\sim33\text{mm}$ 미만인 배관은 $2\text{m}$ 마다 설치해야 합니다.
    오답 노트 $13\text{mm}$ 미만: $1\text{m}$ 간격 $33\text{mm}$이상: $3\text{m}$ 간격
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89. 열교환기 입구에 설치하여 탱크 내의 온도에 따라 밸브를 개폐하며, 열매의 유입량을 조절하여 탱크 내의 온도를 설정범위로 유지시키는 밸브는?

  1. 감압 밸브
  2. 플랩 밸브
  3. 바이패스 밸브
  4. 온도조절 밸브
(정답률: 68%)
  • 탱크 내의 온도에 따라 밸브를 개폐하여 열매의 유입량을 조절하고 설정 온도를 유지하는 장치는 온도조절 밸브입니다.
    오답 노트
    감압 밸브: 높은 압력을 낮추어 일정하게 유지
    플랩 밸브: 체크밸브의 일종으로 역류 방지
    바이패스 밸브: 우회로를 통해 유량 조절 및 응급 대비
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90. 급탕 배관에서 설치되는 팽창관의 설치위치로 적당한 것은?

  1. 순환펌프와 가열장치 사이
  2. 급탕관과 환수관 사이
  3. 가열장치와 고가탱크 사이
  4. 반탕관과 순환펌프 사이
(정답률: 58%)
  • 급탕 배관의 팽창관은 가열장치에서 데워진 물이 팽창하여 압력이 상승하는 것을 방지하기 위해 가열장치와 고가탱크 사이에 설치합니다.
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91. 우수배관 시공 시 고려할 사항으로 틀린 것은?

  1. 우수배관은 온도에 따른 관의 신축에 대응하기 위해 오프셋 부분을 둔다.
  2. 우수 수직관은 건물 내부에 배관하는 경우와 건물 외벽에 배관하는 경우가 있다.
  3. 우수 수직관은 다른 기구의 배수관과 접속시켜 통기관으로 사용할 수 있다.
  4. 우수 수평관을 다른 배수관과 접속할 때에는 우수배수관을 통해 하수가스가 발생되지 않도록 U자 트랩을 설치한다.
(정답률: 57%)
  • 우수관을 일반 배수관이나 통기관과 겸용하면, 강우 시 빗물이 실내 위생기구로 역류하거나 트랩의 봉수가 파괴될 위험이 있어 절대 접속해서는 안 됩니다.
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92. 냉매 배관 재료 중 암모니아를 냉매로 사용하는 냉동설비에 일반적으로 많이 사용하는 것은?

  1. 동, 동합금
  2. 아연, 주석
  3. 철, 강
  4. 크롬, 니켈 합금
(정답률: 70%)
  • 암모니아 냉매는 구리(동) 및 동합금을 심하게 부식시키는 성질이 있어, 부식에 강한 철이나 강 재질의 배관을 사용해야 합니다.
    오답 노트
    동, 동합금: 암모니아에 의해 부식됨
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93. 각 수전에 급수공급이 일반적으로 하향식에 의해 공급되는 급수방식은?

  1. 수도 직결식
  2. 옥상 탱크식
  3. 압력 탱크식
  4. 부스터 방식
(정답률: 68%)
  • 옥상 탱크식은 옥상에 설치된 저수조에서 각 수전으로 물을 아래로 내려보내는 하향식 급수 방식입니다.
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94. 관경 300mm, 배관길이 500m의 중압 가스수송관에서 AㆍB점의 게이지 압력이 3kgf/cm2, 2kgf/cm2인 경우 가스유량은 약 얼마인가? (단, 가스 비중 0.64, 유량계수 52.31로 한다.)

  1. 10238 m3/h
  2. 20583 m3/h
  3. 38315 m3/h
  4. 40153 m3/h
(정답률: 45%)
  • 콕스의 공식을 사용하여 가스 유량을 계산합니다. 게이지 압력을 절대 압력으로 변환하여 대입해야 합니다.
    ① $$Q = K \times \sqrt{\frac{(P_1^2 - P_2^2) \times D^5}{S \times L}}$$
    ② $$Q = 52.31 \times \sqrt{\frac{(4.033^2 - 3.033^2) \times 30^5}{0.64 \times 500}}$$
    ③ $$Q = 38315$$
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95. 고압 배관용 탄소 강관에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 100 kgf/cm2이상에 사용하는 고압용 강관이다.
  2. KS 규격기호로 SPPH라고 표시한다.
  3. 치수는 호칭지름 × 호칭두께(Sch No) × 바깥지름으로 표시하며, 림드강을 사용하여 만든다.
  4. 350℃ 이하에서 내연기관용 연료분사관, 화학공업의 고압배관용으로 사용된다.
(정답률: 67%)
  • 고압 배관용 탄소 강관(SPPH)은 제조 시 불순물을 제거한 킬드강(Killed Steel)을 사용하여 만들어야 하며, 림드강을 사용한다는 설명은 틀렸습니다.
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96. 배수관에서 자정작용을 위해 필요한 최소유속으로 적당한 것은?

  1. 0.1m/s
  2. 0.2m/s
  3. 0.4m/s
  4. 0.6m/s
(정답률: 41%)
  • 배수관 내의 오물이 퇴적되지 않고 스스로 씻겨 내려가는 자정작용을 유지하기 위해서는 최소 $0.6\text{m/s}$이상의 유속이 확보되어야 합니다.
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97. 급수에 사용되는 물을 탄산칼슘의 함유량에 따라 연수와 경수로 구분된다. 경수사용 시 발생될 수 있는 현상으로 틀린 것은?

  1. 비누거품의 발생이 좋다.
  2. 보일러용수로 사용 시 내면에 관석이 많이 발생한다.
  3. 전열효율이 저하하고 과열의 원인이 된다.
  4. 보일러의 수명이 단축된다.
(정답률: 78%)
  • 경수는 칼슘과 마그네슘 함량이 많아 비누의 세정 성분과 결합하여 앙금을 형성하므로, 비누거품이 잘 나지 않는 특징이 있습니다.
    오답 노트
    보일러 내면 관석 발생: 경수의 미네랄 성분이 침전되어 발생
    전열효율 저하 및 과열: 관석(스케일) 층이 열전달을 방해함
    보일러 수명 단축: 관석으로 인한 국부 과열 및 부식 유발
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98. 기계배기와 기계급기의 조합에 의한 환기방법으로 일반적으로 외기를 정화하기 위한 에어필터를 필요로 하는 환기법은?

  1. 1종환기
  2. 2종환기
  3. 3종환기
  4. 4종환기
(정답률: 73%)
  • 1종환기는 기계급기와 기계배기를 모두 사용하는 방식으로, 외부 공기를 강제로 끌어들여 공급하므로 정화용 에어필터가 반드시 필요합니다.
    오답 노트
    2종환기: 기계급기 + 자연배기
    3종환기: 자연급기 + 기계배기
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99. 댐퍼의 종류에 관련된 내용이다. 서로 그 관련된 내용이 틀린 것은?

  1. 풍량조절댐퍼(VD) : 버터플라이댐퍼
  2. 방화댐퍼(FD) : 루버형댐퍼
  3. 방연댐퍼(SD) : 연기감지기
  4. 방연방화댐퍼(SFD) : 스프릿댐퍼
(정답률: 62%)
  • 스프릿댐퍼는 덕트의 분기부에 설치하여 풍량을 분배하는 용도로 사용되므로, 방연방화댐퍼(SFD)와는 관련이 없습니다.
    오답 노트
    풍량조절댐퍼(VD): 버터플라이댐퍼 사용
    방화댐퍼(FD): 루버형댐퍼 사용
    방연댐퍼(SD): 연기감지기와 연동
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100. 가스배관 경로 선정 시 고려하여야 할 내용으로 적당하지 않은 것은?

  1. 최단거리로 할 것
  2. 구부러지거나 오르내림을 적게 할 것
  3. 가능한 은폐매설을 할 것
  4. 가능한 옥외에 설치할 것
(정답률: 77%)
  • 가스배관은 가스 누출 시 신속한 발견과 유지보수를 위해 노출 시공을 원칙으로 합니다.
    오답 노트
    가능한 은폐매설을 할 것: 가스 누출 감지가 어려워 위험하므로 금지함
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