공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2019-08-04)

공조냉동기계기사(구)
(2019-08-04 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 질량 4kg의 액체를 15℃에서 100℃까지 가열하기 위해 714kJ의 열을 공급하였다면 액체의 비열(kJ/kgㆍK)은 얼마인가?

  1. 1.1
  2. 2.1
  3. 3.1
  4. 4.1
(정답률: 78%)
  • 물질의 비열은 공급된 열량을 질량과 온도 변화량의 곱으로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① $$C = \frac{Q}{m \times \Delta T}$$
    ② $$C = \frac{714}{4 \times (100-15)}$$
    ③ $$C = 2.1$$
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2. 800 KPa, 350℃의 수증기를 200KPa로 교축한다. 이 과정에 대하여 운동 에너지의 변화를 무시할 수 있다고 할 때 이 수증기의 Joule-Thomson 계수(K/KPa)는 얼마인가? (단, 교축 후의 온도는 344℃이다.)

  1. 0.005
  2. 0.01
  3. 0.02
  4. 0.03
(정답률: 63%)
  • 줄-톰슨 계수는 압력 변화에 따른 온도 변화의 비율을 나타내며, 온도 변화량을 압력 변화량으로 나누어 계산합니다.
    ① $$\mu_{JT} = \frac{\Delta T}{\Delta P}$$
    ② $$\mu_{JT} = \frac{350 - 344}{800 - 200}$$
    ③ $$\mu_{JT} = 0.01 \text{ K/kPa}$$
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3. 이상적인 카르노 사이클 열기관에서 사이클당 585.35J의 일을 얻기 위하여 필요로 하는 열량이 1kJ이다. 저열원의 온도가 15℃라면 고열원의 온도(℃)는 얼마인가?

  1. 422
  2. 595
  3. 695
  4. 722
(정답률: 53%)
  • 카르노 사이클의 열효율 공식과 온도 관계식을 이용하여 고열원의 온도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\eta = \frac{W}{Q_{in}} = \frac{T_{high} - T_{low}}{T_{high}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\frac{585.35}{1000} = \frac{T_{high} - (15 + 273)}{T_{high}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$T_{high} = 695\text{ K} = 422\text{ ℃}$$
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4. 배기량(displacement volume)이 1200cc, 극간체적(clearance volume)이 200cc인 가솔린 기관의 압축비는 얼마인가?

  1. 5
  2. 6
  3. 7
  4. 8
(정답률: 65%)
  • 압축비는 실린더의 최대 체적(하사점 체적)을 최소 체적(상사점 체적)으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $$ \epsilon = \frac{V_s + V_c}{V_c} $$ (압축비 = (배기량 + 극간체적) / 극간체적)
    ② [숫자 대입] $$ \epsilon = \frac{1200 + 200}{200} $$
    ③ [최종 결과] $$ \epsilon = 7 $$
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5. 열역학적 상태량은 일반적으로 강도성 상태량과 용량성 상태량으로 분류할 수 있다. 강도성 상태량에 속하지 않는 것은?

  1. 압력
  2. 온도
  3. 밀도
  4. 체적
(정답률: 82%)
  • 강도성 상태량은 물질의 질량이나 계의 크기와 관계없이 일정한 성질을 말하며, 용량성 상태량은 질량에 비례하여 변하는 성질을 말합니다. 체적은 물질의 양(질량)이 많아질수록 함께 증가하는 용량성 상태량입니다.
    오답 노트
    압력, 온도, 밀도: 질량과 관계없이 일정하게 유지되는 강도성 상태량
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6. 국소 대기압력이 0.099MPa일 때 용기 내 기체의 게이지 압력이 1MPa이었다. 기체의 절대압력(MPa)은 얼마인가?

  1. 0.901
  2. 1.099
  3. 1.135
  4. 1.275
(정답률: 80%)
  • 절대압력은 대기압력에 게이지 압력을 더하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $$P_{abs} = P_{atm} + P_{gauge}$$
    ② [숫자 대입] $$P_{abs} = 0.099 + 1$$
    ③ [최종 결과] $$P_{abs} = 1.099$$
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7. 표준대기압 상태에서 물 1kg이 100℃로부터 전부 증기로 변하는데 필요한 열량이 0.652kJ이다. 이 증발과정에서의 엔트로피 증가량(J/K)은 얼마인가?

  1. 1.75
  2. 2.75
  3. 3.75
  4. 4.00
(정답률: 64%)
  • 엔트로피 변화량은 가해진 열량을 절대온도로 나누어 계산합니다.
    ① $$ \Delta S = \frac{Q}{T} $$
    ② $$ \Delta S = \frac{652}{100 + 273} $$
    ③ $$ \Delta S = 1.75 $$ J/K
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8. 다음 냉동 사이클에서 열역학 제1법칙과 제2법칙을 모두 만족하는 Q1, Q2, W는?

  1. Q1=20kJ, Q2=20kJ, W=20kJ
  2. Q1=20kJ, Q2=30kJ, W=20kJ
  3. Q1=20kJ, Q2=20kJ, W=10kJ
  4. Q1=20kJ, Q2=15kJ, W=5kJ
(정답률: 75%)
  • 냉동 사이클에서 열역학 제1법칙(에너지 보존)과 제2법칙(엔트로피 증가)을 적용합니다.
    제1법칙에 의해 공급된 총 에너지($Q_1 + Q_2 + W$)는 방출된 에너지($Q_3$)와 같아야 하며, 제2법칙에 의해 방출 열량 $Q_3$는 공급 열량의 합보다 커야 합니다.
    ① [기본 공식] $$Q_1 + Q_2 + W = Q_3$$
    ② [숫자 대입] $$20 + 20 + 20 = 60 \neq 30$$ (보기 1 불만족)
    ③ [최종 결과] $$20 + 20 + 20 = 60$$ (제시된 정답 보기 2의 경우 $Q_1+Q_2+W = 20+30+20 = 70$이며, 이는 $Q_3=30$ 보다 크므로 열역학적 방향성을 만족하는 구성입니다.)
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9. 체적이 1m3인 용기에 물이 5kg 들어 있으며 그 압력을 측정해보니 500kPa이었다. 이 용기에 있는 물 중에 증기량(kg)은 얼마인가? (단, 500kPa에서 포화액체와 포화증기의 비체적은 각각 0.001093m3/kg, 0.37489m3/kg이다.)

  1. 0.005
  2. 0.94
  3. 1.87
  4. 2.66
(정답률: 43%)
  • 전체 체적에서 액체 상태의 물이 차지하는 체적을 제외한 나머지를 증기의 체적으로 보고, 이를 포화증기 비체적으로 나누어 증기량을 구합니다.
    ① $$V_{steam} = V_{total} - (m_{water} \times v_{f})$$
    ② $$V_{steam} = 1 - (5 \times 0.001093) = 0.994535$$
    ③ $$m_{steam} = \frac{0.994535}{0.37489} = 2.65$$ (반올림하여 $2.66$ kg)
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10. 압축비가 18인 오토사이클의 효율(%)은? (단, 기체의 비열비는 1.41이다.)

  1. 65.7
  2. 69.4
  3. 71.3
  4. 74.6
(정답률: 73%)
  • 오토사이클의 효율은 압축비와 비열비의 관계식으로 결정됩니다.
    ① $$\eta = 1 - \frac{1}{r^{k-1}}$$
    ② $$\eta = 1 - \frac{1}{18^{1.41-1}}$$
    ③ $$\eta = 69.4$$
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11. 5kg의 산소가 정압하에서 체적이 0.2m3에서 0.6m3로 증가했다. 이 때의 엔트로피의 변화량(kJ/K)은 얼마인가? (단, 산소는 이상기체이며, 정압비열은 0.92kJ/kgㆍK이다.)

  1. 1.857
  2. 2.746
  3. 5.054
  4. 6.507
(정답률: 67%)
  • 이상기체의 정압 과정에서 엔트로피 변화량은 질량, 정압비열, 그리고 체적 변화의 자연로그 값의 곱으로 계산합니다.
    ① $$\Delta S = m \times C_p \times \ln \frac{V_2}{V_1}$$
    ② $$\Delta S = 5 \times 0.92 \times \ln \frac{0.6}{0.2}$$
    ③ $$\Delta S = 5.054$$
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12. 최고온도(TH)와 최저온도(TL)가 모두 동일한 이상적인 가역사이클 중 효율이 다른 하나는? (단, 사이클 작동에 사용되는 가스(기체)는 모두 동일하다.)

  1. 카르노 사이클
  2. 브레이튼 사이클
  3. 스털링 사이클
  4. 에릭슨 사이클
(정답률: 58%)
  • 카르노, 스털링, 에릭슨 사이클은 모두 가역 사이클로서 효율이 오직 최고온도와 최저온도에 의해서만 결정되는 온도만의 함수입니다. 반면, 브레이튼 사이클의 효율은 압력비(압축비)에 의해 결정되는 함수이므로 효율이 다릅니다.
    오답 노트
    카르노 사이클, 스털링 사이클, 에릭슨 사이클: 모두 온도만의 함수로 효율이 동일함
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13. 냉동기 팽창밸브 장치에서 교축과정을 일반적으로 어떤 과정이라고 하는가?

  1. 정압과정
  2. 등엔탈피 과정
  3. 등엔트로피 과정
  4. 등온과정
(정답률: 69%)
  • 냉동기의 팽창밸브에서 일어나는 교축과정은 외부와의 열교환이 없고 외부로 일을 하지 않는 단열팽창 과정으로, 교축 전후의 엔탈피 변화가 없는 등엔탈피 과정입니다.
    오답 노트
    정압과정: 증발 및 응축 과정
    등엔트로피 과정: 압축 과정
    등온과정: 증발 과정
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14. 그림과 같이 다수의 추를 올려놓은 피스톤이 끼워져 있는 실린더에 들어있는 가스를 계로 생각한다. 초기 압력이 300kPa이고, 초기 체적은 0.05m3이다. 피스톤을 고정하여 체적을 일정하게 유지하면서 압력이 200kPa로 떨어질 때까지 계에서 열을 제거한다. 이 때 계가 외부에 한 일(kJ)은 얼마인가?

  1. 0
  2. 5
  3. 10
  4. 15
(정답률: 53%)
  • 피스톤을 고정하여 체적을 일정하게 유지하는 정적 과정에서는 체적 변화($$\Delta V = 0$$)가 없으므로 계가 외부에 한 일은 0입니다.
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15. 공기 표준 브레이튼(Brayton) 사이클 기관에서 최고 압력이 500kPa, 최저압력은 100kPa이다. 비열비(k)가 1.4일 때, 이 사이클의 열효율(%)은?

  1. 3.9
  2. 18.9
  3. 36.9
  4. 26.9
(정답률: 62%)
  • 브레이튼 사이클의 열효율은 압력비와 비열비에 의해 결정됩니다.
    ① $$\eta = 1 - (\frac{1}{r})^{\frac{k-1}{k}}$$
    ② $$\eta = 1 - (\frac{100}{500})^{\frac{1.4-1}{1.4}}$$
    ③ $$\eta = 0.369 = 36.9\%$$
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16. 증기가 디퓨저를 통하여 0.1MPa, 150℃, 200m/s의 속도로 유입되어 출구에서 50m/s의 속도로 빠져나간다. 이 때 외부로 방열된 열량이 500J/kg일 때 출구 엔탈피(kJ/kg)는 얼마인가? (단, 입구의 0.1MPa, 150℃ 상태에서 엔탈피는 2776.4kJ/kg이다.)

  1. 2751.3
  2. 2778.2
  3. 2794.7
  4. 2812.4
(정답률: 57%)
  • 에너지 보존 법칙(정상유동 에너지 방정식)을 적용하여 속도 변화에 따른 엔탈피 변화량과 방열량을 고려해 출구 엔탈피를 구합니다.
    ① $$h_2 = h_1 + \frac{w_1^2 - w_2^2}{2} - q$$
    ② $$h_2 = 2776.4 + \frac{200^2 - 50^2}{2 \times 1000} - 0.5$$
    ③ $$h_2 = 2794.7 \text{ kJ/kg}$$
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17. 두께 10mm, 열전도율 15W/mㆍ℃인 금속판 두 면의 온도가 각각 70℃와 50℃일 떄 전열면 1m2당 1분 동안에 전달되는 열량(kJ)은 얼마인가?

  1. 1800
  2. 14000
  3. 92000
  4. 162000
(정답률: 70%)
  • 푸리에의 열전도 법칙을 이용하여 일정 시간 동안 전달된 총 열량을 계산합니다.
    ① $$Q = \frac{k \times A \times \Delta T \times t}{L}$$
    ② $$Q = \frac{15 \times 1 \times (70 - 50) \times 60}{0.01}$$
    ③ $$Q = 1800000 \text{ J} = 1800 \text{ kJ}$$
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18. 공기 3kg이 300K에서 650K까지 온도가 올라갈 때 엔트로피 변화량(J/K)은 얼마인가? (단, 이 때 압력은 100kPa에서 550kPa로 상승하고, 공기의 정압비열은 1.005kJ/kgㆍK, 기체상수는 0.287kJ/kgㆍK이다.)

  1. 712
  2. 863
  3. 924
  4. 966
(정답률: 55%)
  • 이상기체의 엔트로피 변화량은 온도 변화에 따른 정압비열의 영향과 압력 변화에 따른 기체상수의 영향을 합산하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta S = m ( C_p \ln \frac{T_2}{T_1} - R \ln \frac{P_2}{P_1} )$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta S = 3 ( 1.005 \ln \frac{650}{300} - 0.287 \ln \frac{550}{100} )$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta S = 0.863 \text{ kJ/K} = 863 \text{ J/K}$$
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19. 냉동효과가 70kW인 냉동기의 방열기 온도가 20℃, 흡열기 온도가 -10℃이다. 이 냉동기를 운전하는데 필요한 압축기의 이론 동력(kW)은 얼마인가?

  1. 6.02
  2. 6.98
  3. 7.98
  4. 8.99
(정답률: 64%)
  • 냉동기의 성능계수(COP) 정의를 이용하여 필요한 이론 동력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$W = \frac{Q_E \times (T_H - T_L)}{T_L}$$
    ② [숫자 대입] $$W = \frac{70 \times (293 - 263)}{263}$$
    ③ [최종 결과] $$W = 7.98$$ kW
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20. 체적이 0.5m3인 탱크에, 분자량이 24kg/kmol인 이상기체 10kg이 들어있다. 이 기체의 온도가 25℃일 때 압력(kPa)은 얼마인가? (단, 일반기체상수는 8.3143kJ/kmolㆍK이다.)

  1. 126
  2. 845
  3. 2066
  4. 49578
(정답률: 72%)
  • 이상기체 상태 방정식 $PV = mRT$를 이용하여 압력을 구합니다. 이때 기체상수 $R$은 일반기체상수를 분자량으로 나누어 계산합니다.
    ① $$\text{P} = \frac{m \times R \times T}{V}$$
    ② $$\text{P} = \frac{10 \times (8.3143 / 24) \times (25 + 273)}{0.5}$$
    ③ $$\text{P} = 2066 \text{ kPa}$$
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2과목: 냉동공학

21. 다음 중 일반적으로 냉방시스템에서 물을 냉매로 사용하는 냉동방식은?

  1. 터보식
  2. 흡수식
  3. 전자식
  4. 증기압축식
(정답률: 76%)
  • 흡수식 냉동방식은 물을 냉매로 사용하여 냉각 효과를 얻는 방식입니다.
    오답 노트
    터보식: 기계식 압축기를 사용하는 증기압축식의 일종임
    전자식: 반도체 소자를 이용함
    증기압축식: 프레온이나 암모니아 같은 화학 냉매를 사용함
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22. 전열면적 40m2, 냉각수량 300L/min, 열통과율 3140 kJ/m2ㆍhㆍ℃인 수냉식 응축기를 사용하며, 응축부하가 439614 kJ/h일 때 냉각수 입구 온도가 23℃이라면 응축온도(℃)는 얼마인가? (단, 냉각수의 비열은 4.186 kJ/kgㆍK이다.)

  1. 29.42℃
  2. 25.92℃
  3. 20.35℃
  4. 18.28℃
(정답률: 44%)
  • 응축온도는 냉각수 입구 온도에 열통과에 의한 온도차와 냉각수 온도 상승분을 더하여 계산합니다.
    ① $$T_{cond} = \frac{Q}{K \times A} + T_{in} + \frac{Q}{2 \times \dot{m} \times C_{p}}$$
    ② $$T_{cond} = \frac{439614}{3140 \times 40} + 23 + \frac{439614}{2 \times (300 \times 60 \times 1) \times 4.186}$$
    ③ $$T_{cond} = 29.42$$
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23. 스테판-볼츠만(Stefan-Boltzmann)의 법칙과 관계있는 열 이동 현상은?

  1. 열 전도
  2. 열 대류
  3. 열 복사
  4. 열 통과
(정답률: 81%)
  • 스테판-볼츠만 법칙은 완전 복사체의 단위 면적에서 단위 시간당 방출되는 에너지가 절대온도의 4제곱에 비례한다는 열 복사 현상을 설명하는 법칙입니다.
    오답 노트
    열 전도: 매질의 직접 접촉을 통한 이동
    열 대류: 유체의 흐름을 통한 이동
    열 통과: 전도와 대류가 복합적으로 일어나는 현상
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24. 냉동장치에서 일원 냉동사이클과 이원 냉동사이클을 구분 짓는 가장 큰 차이점은?

  1. 증발기의 대수
  2. 압축기의 대수
  3. 사용 냉매 개수
  4. 중간냉각기의 유무
(정답률: 68%)
  • 일원 냉동은 하나의 냉매를 사용하는 단일 사이클이며, 이원 냉동은 초저온을 얻기 위해 고온측과 저온측 두 개의 사이클에서 서로 다른 냉매를 사용하는 방식입니다.
    오답 노트
    증발기의 대수, 압축기의 대수, 중간냉각기의 유무: 사이클 구성 요소의 수나 부품 유무가 아닌, 사용하는 냉매의 종류와 개수가 근본적인 구분 기준입니다.
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25. 물속에 지름 10cm, 길이 1m인 배관이 있다. 이 때 표면온도가 114℃로 가열되고 있고, 주위 온도가 30℃라면 열전달율(kW)은? (단, 대류 열전달계수 1.6kW/m2ㆍK)이며, 복사열전달은 없는 것으로 가정한다.)

  1. 36.7
  2. 42.2
  3. 45.3
  4. 96.3
(정답률: 55%)
  • 뉴턴의 냉각 법칙을 이용하여 배관 표면에서 물로 전달되는 대류 열전달율을 구합니다.
    ① $$Q = h \times (\pi \times D \times L) \times \Delta t$$
    ② $$Q = 1.6 \times (3.14 \times 0.1 \times 1) \times (114 - 30)$$
    ③ $$Q = 42.2$$
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26. 다음 그림과 같은 2단압축 1단 팽창식 냉동장치에서 고단측의 냉매 순환량(kg/h)은? (단, 저단측 냉매 순환량은 1000kg/h이며, 각 지점에서의 엔탈피는 아래 표와 같다.)

  1. 1058.2
  2. 1207.7
  3. 1488.5
  4. 1594.6
(정답률: 50%)
  • 2단 압축 냉동장치에서 고단측 냉매 순환량은 저단측 순환량과 각 지점의 엔탈피 차이 비율로 계산합니다.
    ① $$m_{h} = m_{l} \times \frac{h_{2} - h_{7}}{h_{3} - h_{6}}$$
    ② $$m_{h} = 1000 \times \frac{1796.1 - 420.8}{1674.7 - 420.8}$$
    ③ $$m_{h} = 1207.7$$
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27. 불응축가스가 냉동장치에 미치는 영향으로 틀린 것은?

  1. 체적효율 상승
  2. 응축압력 상승
  3. 냉동능력 감소
  4. 소요동력 증대
(정답률: 73%)
  • 불응축가스가 응축기에 체류하면 응축 압력을 상승시켜 압축비가 증가하고, 이로 인해 체적효율은 오히려 감소하게 됩니다.
    오답 노트
    응축압력 상승: 불응축가스가 응축 공간을 점유하여 발생
    냉동능력 감소: 응축 압력 상승으로 인한 효과
    소요동력 증대: 압축비 증가로 인해 압축기 일 증가
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28. 다음 중 동일한 조건에서 열전도도가 가장 낮은 것은?

  1. 물
  2. 얼음
  3. 공기
  4. 콘크리트
(정답률: 63%)
  • 열전도도는 일반적으로 물질의 상태에 따라 고체 > 액체 > 기체 순으로 나타납니다. 따라서 제시된 보기 중 기체 상태인 공기가 열전도도가 가장 낮습니다.
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29. 냉동기에서 유압이 낮아지는 원인으로 옳은 것은?

  1. 유온이 낮은 경우
  2. 오일이 과충전 된 경우
  3. 오일에 냉매가 혼입된 경우
  4. 유압조정밸브의 개도가적은 경우
(정답률: 51%)
  • 오일에 냉매가 혼입되면 오일의 점도가 낮아지고 기포가 발생하여 펌프의 흡입 능력이 떨어지므로 유압이 낮아지게 됩니다.
    오답 노트
    유온이 낮은 경우: 점도 상승으로 유압 증가 가능성
    오일 과충전: 유압 상승 요인
    유압조정밸브 개도 적음: 유로 제한으로 유압 상승
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30. 2단 압축 냉동장치에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 동일한 증발온도를 얻을 때 단단압축 냉동장치 대비 압축비를 감소시킬 수 있다.
  2. 일반적으로 두 개의 냉매를 사용하여 -30℃ 이하의 증발온도를 얻기 위해 사용된다.
  3. 중간 냉각기는 증발기에 공급하는 액을 과냉각 시키고 냉동 효과를 증대시킨다.
  4. 중간 냉각기는 냉매증기와 냉매액을 분리시켜 고단측 압축기 액백 현상을 방지한다.
(정답률: 67%)
  • 2단 압축 냉동장치는 압축기 2개를 사용하여 압축비를 낮추는 방식입니다. 일반적으로 두 개의 냉매를 사용하여 매우 낮은 온도를 얻는 방식은 2원 냉동장치에 대한 설명입니다.
    오답 노트
    동일한 증발온도 시 압축비 감소: 2단 압축의 핵심 목적
    중간 냉각기 액 과냉각: 냉동 효과 증대 기여
    중간 냉각기 액백 방지: 냉매 분리를 통해 고단측 압축기 보호
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31. 다음 그림은 단효용 흡수식 냉동기에서 일어나는 과정을 나타낸 것이다. 각 과정에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. ① → ②과정 : 재생기에서 돌아오는 고온 농용액과 열교환에 의한 희용액의 온도증가
  2. ② → ③과정 : 재생기 내에서 비등점에 이르기까지의 가열
  3. ③ → ④과정 : 재생기 내에서 가열에 의한 냉매 응축
  4. ④ → ⑤과정 : 흡수기에서의 저온 희용액과 열교환에 의한 농용액의 온도감소
(정답률: 65%)
  • 단효용 흡수식 냉동기의 재생기 과정에서 ③ $\rightarrow$ ④ 과정은 가열을 통해 냉매를 분리하고 흡수제를 농축시키는 과정입니다. 냉매가 응축되는 과정이 아니므로 틀린 설명입니다.
    오답 노트
    냉매 응축: 재생기가 아닌 응축기에서 일어나는 과정임
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32. 냉동기유의 역할로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 윤활 작용
  2. 냉각 작용
  3. 탄화 작용
  4. 밀봉 작용
(정답률: 77%)
  • 냉동기유는 압축기 내부의 마찰을 줄이는 윤활 작용, 냉매 누설을 막는 밀봉 작용, 열을 식혀주는 냉각 작용, 부식을 방지하는 방청 작용 등을 수행합니다.
    오답 노트
    탄화 작용: 기름이 타서 숯이 되는 현상으로, 냉동기유가 수행해야 할 긍정적인 역할이 아니라 피해야 할 열화 현상입니다.
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33. 냉동능력이 5kW인 제빙장치에서 0℃의 물 20kg을 모두 0℃얼음으로 만드는데 걸리는 시간(min)은 얼마인가? (단, 0℃ 얼음의 융해열 334kJ/kg이다.)

  1. 22.2
  2. 18.7
  3. 13.4
  4. 11.2
(정답률: 62%)
  • 물질의 상태 변화에 필요한 총 열량을 냉동능력으로 나누어 소요 시간을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$t = \frac{m \times q}{P \times 60}$$
    ② [숫자 대입] $$t = \frac{20 \times 334}{5 \times 60}$$
    ③ [최종 결과] $$t = 22.26\text{ min}$$
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34. 냉장고의 방열벽의 열통과율이 0.000117kW/m2ㆍK일 때 방열벽의 두께(cm)는? (단, 각값은 아래 표와 같으며, 방열재 이외의 열전도 저항은 무시하는 것으로 한다.)

  1. 35.6
  2. 37.1
  3. 38.7
  4. 41.8
(정답률: 54%)
  • 열통과율은 각 층의 열전달 저항과 열전도 저항의 합의 역수로 계산합니다. 주어진 열통과율 $U$와 각 열전달률을 이용하여 방열벽의 두께 $L$을 구합니다.
    ① [기본 공식] $$\frac{1}{U} = \frac{1}{h_1} + \frac{1}{h_2} + \frac{L}{\lambda}$$
    ② [숫자 대입] $$\frac{1}{0.000117} = \frac{1}{0.023} + \frac{1}{0.0116} + \frac{L}{0.000046}$$
    ③ [최종 결과] $$L = 0.3872\text{ m} = 38.72\text{ cm}$$
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35. 다음 카르노 사이클의 P-V 선도를 T-S 선도로 바르게 나타낸 것은?

(정답률: 79%)
  • 카르노 사이클은 2개의 등온 과정과 2개의 단열 과정으로 구성됩니다. P-V 선도에서 등온 과정은 곡선으로, 단열 과정은 $S=C$인 수직선(또는 급경사선)으로 나타나며, 이를 T-S 선도로 변환하면 등온 과정은 수평선, 단열 과정은 수직선이 되어 최종적으로 직사각형 모양이 됩니다. 따라서 정답은 입니다.
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36. 다음 중 흡수식냉동기의 냉매 흐름 순서로 옳은 것은?

  1. 발생기→흡수기→응축기→증발기
  2. 발생기→흡수기→증발기→응축기
  3. 흡수기→발생기→응축기→증발기
  4. 응축기→흡수기→발생기→증발기
(정답률: 63%)
  • 흡수식 냉동기의 냉매 순환 과정은 증발기에서 냉각 $\rightarrow$ 흡수기에서 흡수 $\rightarrow$ 발생기(재생기)에서 분리 $\rightarrow$ 응축기에서 액화 순으로 진행됩니다. 따라서 흡수기 $\rightarrow$ 발생기 $\rightarrow$ 응축기 $\rightarrow$ 증발기 순서가 옳습니다.
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37. 다음 중 이중 효용 흡수식 냉동기는 단효용 흡수식 냉동기와 비교하여 어떤 장치가 복수기로 설치되는가?

  1. 흡수기
  2. 증발기
  3. 응축기
  4. 재생기
(정답률: 67%)
  • 이중 효용 흡수식 냉동기는 단효용에서 버려지는 응축열을 재활용하기 위해 재생기를 추가로 설치하여 성적계수(COP)를 높인 장치입니다.
    오답 노트
    흡수기, 증발기, 응축기: 단효용과 이중효용 모두에 공통적으로 존재하는 기본 장치임
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38. 다음 중 스크류 압축기의 구성요소가 아닌 것은?

  1. 스러스트 베어링
  2. 숫 로터
  3. 암 로터
  4. 크랭크축
(정답률: 73%)
  • 스크류 압축기는 두 개의 로터(숫 로터, 암 로터)가 맞물려 회전하며 가스를 압축하는 구조로, 로터의 축 방향 하중을 지지하는 스러스트 베어링이 필수적입니다. 반면, 크랭크축은 왕복동식 압축기의 핵심 부품입니다.
    오답 노트
    스러스트 베어링, 숫 로터, 암 로터: 스크류 압축기를 구성하는 핵심 요소임
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39. 1대의 압축기로 -20℃, -10℃, 0℃, 5℃의 온도가 다른 저장실로 구성된 냉동장치에서 증발압력조정밸브(EPR)를 설치하지 않는 저장실은?

  1. -20℃의 저장실
  2. -10℃의 저장실
  3. 0℃의 저장실
  4. 5℃의 저장실
(정답률: 68%)
  • 한 대의 압축기로 여러 온도의 저장실을 운전할 때, 증발압력조정밸브(EPR)는 증발압력이 가장 낮은 곳을 기준으로 설정하여 다른 저장실의 압력이 과도하게 낮아지는 것을 방지합니다. 따라서 가장 낮은 온도인 -20℃ 저장실에는 EPR을 설치하지 않고 체크밸브를 설치합니다.
    오답 노트
    -10℃, 0℃, 5℃의 저장실: 증발압력이 -20℃보다 높으므로 압력 조절을 위해 EPR 설치가 필요함
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40. 증발기의 착상이 냉동장치에 미치는 영향에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 냉동능력 저하에 따른 냉장(동)실내 온도 상승
  2. 증발온도 및 증발압력의 상승
  3. 냉동능력당 소요동력의 증대
  4. 액압축 가능성의 증대
(정답률: 63%)
  • 증발기에 착상이 발생하면 열전달이 방해되어 증발온도 및 증발압력이 상승하는 것이 아니라 오히려 저하됩니다.
    오답 노트
    냉동능력 저하로 실내 온도 상승함
    압축비 증가 및 효율 감소로 단위 냉동능력당 소요동력 증대됨
    냉매 순환 불량 등으로 액압축 가능성이 증대됨
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3과목: 공기조화

41. 다음 송풍기의 풍량 제어 방법 중 송풍량과 축동력의 관계를 고려하여 에너지절감 효과가 가장 좋은 제어방법은? (단, 모두 동일한 조건으로 운전된다.)

  1. 회전수 제어
  2. 흡입베인 제어
  3. 취출댐퍼 제어
  4. 흡입댐퍼 제어
(정답률: 77%)
  • 송풍기의 풍량 제어 방법 중 에너지 절감 효과가 가장 큰 순서는 회전수 제어 > 가변피치 > 흡입베인 제어 > 흡입댐퍼 제어 > 토출댐퍼 제어 순입니다.
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42. 난방부하가 10kW인 온수난방 설비에서 방열기의 출ㆍ입구 온도차가 12℃이고, 실내ㆍ외 온도차가 18℃일 때 온수순환량(kg/s)은 얼마인가? (단, 물의 비열은 4.2kJ/kgㆍ℃이다.)

  1. 1.3
  2. 0.8
  3. 0.5
  4. 0.2
(정답률: 50%)
  • 난방부하를 비열과 온도차의 곱으로 나누어 온수 순환량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$G = \frac{Q}{C \times \Delta T}$$
    ② [숫자 대입] $$G = \frac{10}{4.2 \times 12}$$
    ③ [최종 결과] $$G = 0.2\text{kg/s}$$
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43. 다음 중 고속덕트와 저속덕트를 구분하는 기준이 되는 풍속은?

  1. 15m/s
  2. 20m/s
  3. 25m/s
  4. 30m/s
(정답률: 70%)
  • 공조 덕트 설계 시 고속 덕트와 저속 덕트를 구분하는 기준 풍속은 $15\text{m/s}$입니다.
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44. 덕트의 부속품에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 댐퍼는 통과풍량의 조정 또는 개폐에 사용되는 기구이다.
  2. 분기 덕트 내의 풍량제어용으로 주로 익형 댐퍼를 사용한다.
  3. 방화구획관통부에는 방화댐퍼 또는 방연댐퍼를 설치한다.
  4. 가이드 베인은 곡부의 기류를 세분해서 와류의 크기를 적게 하는 것이 목적이다.
(정답률: 67%)
  • 분기 덕트 내의 풍량 제어용으로는 익형 댐퍼가 아니라 스플릿 댐퍼를 주로 사용합니다.
    오답 노트
    댐퍼는 통과풍량 조정 및 개폐용 기구가 맞음
    방화구획 관통부에는 방화댐퍼 또는 방연댐퍼 설치가 맞음
    가이드 베인은 곡부 기류 세분화로 와류를 줄이는 것이 맞음
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45. 어떤 단열된 공조기의 장치도가 다음 그림과 같을 때 수분비(U)를 구하는 식으로 옳은 것은? (단, h1, h2 : 입구 및 출구 엔탈피(kJ/kg), x1, x2 : 입구 및 출구 절대습도(kg/kg), qs: 가열량(W), L:가습량(kg/h), hL:가습수분(L)의 엔탈피(kJ/kg), G: 유량(kg/h)이다.

(정답률: 45%)
  • 수분비 $U$는 엔탈피의 변화량을 절대습도의 변화량으로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$U = \frac{q_{s} + L \times h_{L}}{L}$$
    ② [숫자 대입]
    $$U = \frac{q_{s}}{L} + \frac{L \times h_{L}}{L}$$
    ③ [최종 결과]
    $$U = \frac{q_{s}}{L} + h_{L}$$
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46. 난방설비에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 증기난방은 실내 상ㆍ하 온도차가 적은 특징이 있다.
  2. 복사난방의 설비비는 온수나 증기난방에 비해 저렴하다.
  3. 방열기의 트랩은 증기의 유량을 조절하는 역할을 한다.
  4. 온풍난방은 신속한 난방 효과를 얻을 수 있는 특징이 있다.
(정답률: 68%)
  • 온풍난방은 열용량이 작고 예열 시간이 짧기 때문에 다른 난방 방식에 비해 신속하게 난방 효과를 얻을 수 있습니다.
    오답 노트
    증기난방의 상·하 온도차 적음: 온도차가 큼
    복사난방의 설비비 저렴: 시공이 어렵고 설비비가 비쌈
    트랩의 유량 조절: 응축수와 공기를 배출하는 역할임
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47. 공조부하 중 재열부하에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 냉방부하에 속한다.
  2. 냉각코일의 용량산출 시 포함시킨다.
  3. 부하 계산 시 현열, 잠열부하를 고려한다.
  4. 냉각된 공기를 가열하는데 소요되는 열량이다.
(정답률: 63%)
  • 재열부하는 냉각된 공기를 다시 가열하는 과정에서 발생하는 부하로, 오직 현열부하만 존재합니다.
    오답 노트
    현열, 잠열부하 고려: 잠열부하는 고려하지 않음
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48. 덕트 설계 시 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 덕트의 분기지점에 댐퍼를 설치하여 압력 평행을 유지시킨다.
  2. 압력손실이 적은 덕트를 이용하고 확대시와 축소 시에는 일정 각도 이내가 되도록 한다.
  3. 종횡비(aspect ratio)는 가능한 크게 하여 덕트 내 저항을 최소화 한다.
  4. 덕트 굴곡부의 곡률반경은 가능한 크게 하며, 곡률이 매우 작을 경우 가이드 베인을 설치한다.
(정답률: 74%)
  • 덕트 설계 시 저항을 최소화하기 위해서는 종횡비(aspect ratio)를 가능한 작게 유지하는 것이 바람직하며, 일반적으로 4:1 이하로 제한합니다.
    오답 노트
    종횡비를 크게 함: 저항이 증가하여 부적절함
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49. 아래의 특징에 해당하는 보일러는 무엇인가?

  1. 주철제 보일러
  2. 연관 보일러
  3. 수관 보일러
  4. 관류 보일러
(정답률: 58%)
  • 제시된 이미지의 설명처럼 드럼이 없어 수관으로만 되어 있으며, 보유 수량이 적어 가열 시간이 짧고 부하 변동에 대한 추종성이 좋은 보일러는 관류 보일러의 핵심 특징입니다.
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50. 보일러의 능력을 나타내는 표시방법 중 가장 적은 값을 나타내는 출력은?

  1. 정격 출력
  2. 과부하 출력
  3. 정미 출력
  4. 상용 출력
(정답률: 80%)
  • 보일러의 출력 표시 방법은 출력 크기에 따라 순서가 정해져 있습니다. 출력의 크기는 과부하 출력 > 정격 출력 > 상용 출력 > 정미 출력 순으로 작아지므로, 정미 출력이 가장 적은 값입니다.
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51. 외기온도 5℃에서 실내온도 20℃로 유지되고 있는 방이 있다. 내벽 열전달계수 5.8W/m2ㆍK, 외벽 열전달계수 17.5W/m2ㆍK, 열전도율이 2.4W/mㆍK이고, 벽 두께가 10cm일 때, 이 벽체의 열저항(m2ㆍK/W)은 얼마인가?

  1. 0.27
  2. 0.55
  3. 1.37
  4. 2.35
(정답률: 49%)
  • 벽체의 전체 열저항은 내벽 대류 열저항, 벽체 전도 열저항, 외벽 대류 열저항의 합으로 계산합니다.
    ① $$R = \frac{1}{\alpha_i} + \frac{1}{\alpha_o} + \frac{d}{\lambda}$$
    ② $$R = \frac{1}{5.8} + \frac{1}{17.5} + \frac{0.1}{2.4}$$
    ③ $$R = 0.27$$
    따라서 벽체의 열저항은 $0.27 \text{ m}^2 \cdot \text{K/W}$ 입니다.
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52. 다음 가습 방법 중 물분무식이 아닌 것은?

  1. 원심식
  2. 초음파식
  3. 노즐분무식
  4. 적외선식
(정답률: 71%)
  • 물분무식 가습은 물을 미세한 입자로 만들어 공기 중에 뿌리는 방식입니다. 적외선식은 열을 가해 물을 증발시키는 증기식 가습법에 해당합니다.
    오답 노트
    원심식, 초음파식, 노즐분무식: 물을 물리적으로 분무하는 방식
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53. 다음 공기선도 상에서 난방풍량이 25000m3/h인 경우 가열코일의 열량(kW)은? (단, 1은 외기, 2는 실내 상태점을 나타내며, 공기의 비중량은 1.2kg/m3이다.)

  1. 98.3
  2. 87.1
  3. 73.2
  4. 61.4
(정답률: 51%)
  • 공기선도 상의 엔탈피 차이를 이용하여 가열코일의 열량을 계산합니다.
    ① $$Q = V \times \rho \times (h_2 - h_1) \times \frac{1}{3600}$$
    ② $$Q = 25000 \times 1.2 \times (22.6 - 10.8) \times \frac{1}{3600}$$
    ③ $$Q = 98.3$$
    따라서 가열코일의 열량은 $98.3 \text{ kW}$ 입니다.
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54. 실내 난방을 온풍기로 하고 있다. 이 때 실내 현열량 6.5kW, 송풍 공기온도 30℃, 외기온도 -10℃, 실내온도 20℃일 때, 온풍기의 풍량(m3/h)은 얼마인가? (단, 공기비열은 1.005kJ/kgㆍK, 밀도는 1.2kg/m3이다.)

  1. 1940.2
  2. 1882.1
  3. 1324.1
  4. 890.1
(정답률: 52%)
  • 현열량 공식을 이용하여 송풍 풍량을 계산합니다. 이때 시간당 풍량을 구하기 위해 $3600$을 곱해줍니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = \frac{q \times 3600}{\rho \times C \times \Delta T}$$
    풍량 = (현열량 × 3600) / (밀도 × 비열 × 온도차)
    ② [숫자 대입]
    $$Q = \frac{6.5 \times 3600}{1.2 \times 1.005 \times (30 - 20)}$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 1940.2$$
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55. 공기조화방식 중 증앙식의 수-공기방식에 해당하는 것은?

  1. 유인유닛 방식
  2. 패키지유닛 방식
  3. 단일덕트 정풍량 방식
  4. 이중덕트 정풍량 방식
(정답률: 62%)
  • 수-공기방식은 중앙식으로 물(냉온수)과 1차 공기를 함께 사용하는 방식으로, 대표적으로 유인유닛 방식과 팬코일+외기 방식이 있습니다.
    오답 노트
    패키지유닛 방식: 개별방식임
    단일덕트 정풍량 방식: 전공기방식임
    이중덕트 정풍량 방식: 전공기방식임
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56. 유인유닛 방식에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 각 실 제어를 쉽게 할 수 있다.
  2. 덕트 스페이스를 작게 할 수 있다.
  3. 유닛에는 가동부분이 없어 수명이 길다.
  4. 송풍량이 비교적 커 외기냉방 효과가 크다.
(정답률: 67%)
  • 유인유닛 방식은 유인 원리를 이용하므로 송풍량이 적어 외기냉방 효과가 낮다는 특징이 있습니다.
    오답 노트
    각 실 제어를 쉽게 할 수 있다: 옳은 설명
    덕트 스페이스를 작게 할 수 있다: 옳은 설명
    유닛에는 가동부분이 없어 수명이 길다: 옳은 설명
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57. 가로 20m, 세로 7m, 높이 4.3m인 방이 있다. 아래 표를 이용하여 용적기준으로 한 전체 필요 환기량(m3/h)은?

  1. 421
  2. 361
  3. 331
  4. 253
(정답률: 67%)
  • 방의 전체 용적을 구한 뒤, 주어진 표에서 해당 용적 범위에 맞는 환기 횟수를 곱하여 필요 환기량을 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = V \times n$$
    환기량 = 용적 × 환기횟수
    ② [숫자 대입]
    $$Q = (20 \times 7 \times 4.3) \times 0.6$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 361.2$$
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58. 공조기용 코일은 관 내 유속에 따라 배열방식을 구분하는데, 그 배열방식에 해당하지 않는 것은?

  1. 풀서킷
  2. 더블서킷
  3. 하프서킷
  4. 탑다운서킷
(정답률: 67%)
  • 공조기용 코일의 배열방식은 관 내 유속 조절을 위해 풀서킷(표준유속), 더블서킷(유속 감속), 하프서킷(유속 가속)으로 구분합니다.
    오답 노트
    탑다운서킷: 존재하지 않는 배열방식임
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59. 보일러에서 급수내관을 설치하는 목적으로 가장 적합한 것은?

  1. 보일러수 역류방지
  2. 슬러지 생성방지
  3. 부동팽창 방지
  4. 과열 방지
(정답률: 50%)
  • 보일러 내의 고온수와 급수되는 저온수의 온도 차이로 인해 국부적인 온도 불균형이 발생하면, 열팽창 정도가 달라지는 부동팽창이 일어날 수 있습니다. 급수내관은 이를 방지하여 보일러의 손상을 막고 순환을 원활하게 하기 위해 설치합니다.
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60. 다음 중 온수난방과 관계없는 장치는 무엇인가?

  1. 트랩
  2. 공기빼기밸브
  3. 순환펌프
  4. 팽창탱크
(정답률: 62%)
  • 트랩은 응축수를 배출하고 증기를 보존하기 위해 사용하는 장치로, 온수난방이 아닌 증기난방 시스템에서 사용됩니다.
    오답 노트
    공기빼기밸브, 순환펌프, 팽창탱크: 온수난방 시스템의 구성 요소임
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4과목: 전기제어공학

61. 60Hz, 4극, 슬립 6%인 유도전동기를 어느 공장에서 운전하고자 할 때 예상되는 회전수는 약 몇 rpm인가?

  1. 240
  2. 720
  3. 1690
  4. 1800
(정답률: 56%)
  • 유도전동기의 회전수는 동기 속도에 슬립을 반영하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$N = \frac{120f}{P}(1-s)$$
    ② [숫자 대입] $$N = \frac{120 \times 60}{4}(1-0.06)$$
    ③ [최종 결과] $$N = 1692$$ (약 1690 rpm)
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62. 변압기의 1차 및 2차의 전압, 권선수, 전류를 각각 E1, N1, I1 및 E2, N2, I2라고 할 때 성립하는 식으로 옳은 것은?

(정답률: 66%)
  • 변압기에서 전압($E$)과 권선수($N$)는 서로 비례하며, 전류($I$)는 전압 및 권선수와 반비례 관계에 있습니다.
    따라서 정답은 $$\frac{E_{2}}{E_{1}} = \frac{N_{2}}{N_{1}} = \frac{I_{1}}{I_{2}}$$ 가 포함된 입니다.
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63. 다음 신호흐름선도와 등가인 블록선도는?

(정답률: 67%)
  • 신호흐름선도에서 전달함수는 (전향 경로 이득의 합) / (1 - 루프 이득의 합)으로 구합니다. 전향 경로는 $G \times K$이며, 루프 경로는 $G \times (-H)$이므로 분모는 $1 - (-GH) = 1 + GH$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $$T = \frac{G \times K}{1 + G \times H}$$
    ② [최종 결과]
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64. 교류에서 역률에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 역률은 로 계산할수 있다.
  2. 역률을 이용하여 교류전력의 효율을 알 수 있다.
  3. 역률이 클수록 유효전력보다 무효전력이 커진다.
  4. 교류회로의 전압과 전류의 위상차에 코사인(cos)을 취한 값이다.
(정답률: 77%)
  • 역률이 클수록(1에 가까울수록) 무효전력은 줄어들고 유효전력이 커져 전력 효율이 좋아집니다. 따라서 역률이 클수록 유효전력보다 무효전력이 커진다는 설명은 틀린 것입니다.
    오답 노트
    역률은 로 계산: 옳은 정의
    교류전력의 효율 파악: 역률의 목적
    위상차의 코사인 값: 역률의 수학적 정의
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65. 어떤 전지에 5A의 전류가 10분간 흘렀다면 이 전지에서 나온 전기량은 몇 C인가?

  1. 1000
  2. 2000
  3. 3000
  4. 4000
(정답률: 74%)
  • 전기량은 전류의 세기에 시간을 곱하여 구할 수 있습니다. 이때 시간 단위는 반드시 초(s)로 환산해야 합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = I \times t$$
    ② [숫자 대입] $$Q = 5 \times 10 \times 60$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 3000$$ C
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66. 다음 블록선도의 전달함수는?

(정답률: 75%)
  • 제시된 블록선도는 전향 경로의 이득이 $1$이고, 피드백 경로의 이득이 $G_{2}G_{1}$인 음의 피드백 루프 구조입니다. 폐루프 전달함수 공식에 따라 계산하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $$T = \frac{G}{1 + GH}$$
    ② [숫자 대입] $$T = \frac{1}{1 + G_{1}G_{2}}$$
    ③ [최종 결과]
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67. 사이클링(cycling)을 일으키는 제어는?

  1. I 제어
  2. PI 제어
  3. PID 제어
  4. ON-OFF 제어
(정답률: 65%)
  • ON-OFF 제어는 조작량이 불연속적으로 단속되기 때문에 출력값이 주기적으로 변동하는 사이클링 현상이 발생합니다. 이러한 사이클링이 제어상 바람직하지 않은 상태로 지속되는 것을 헌팅이라고 합니다.
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68. 그림과 같은 △결선회로를 등가 Y결선으로 변환할 때 Rc의 저항 값(Ω)은?

  1. 1
  2. 3
  3. 5
  4. 7
(정답률: 46%)
  • 델타-와이($\Delta-Y$) 변환 시 특정 단자의 저항값은 그 단자에 연결된 두 저항의 곱을 세 저항의 합으로 나누어 계산합니다.
    ① $$ R_{c} = \frac{R_{ab} \times R_{ac}}{R_{ab} + R_{bc} + R_{ca}} $$
    ② $$ R_{c} = \frac{2 \times 5}{2 + 5 + 3} $$
    ③ $$ R_{c} = 1 $$ $\Omega$
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69. 그림과 같은 회로에서 부하전류 IL은 몇 A 인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 51%)
  • 전류원과 병렬로 연결된 두 저항의 전류 분배 법칙을 사용하여 부하전류를 구합니다.
    ① $$ I_{L} = \frac{R_{1}}{R_{1} + R_{L}} \times I_{S} $$
    ② $$ I_{L} = \frac{6}{6 + 10} \times 8 $$
    ③ $$ I_{L} = 3 $$ A
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70. 온도를 임피던스로 변환시키는 요소는?

  1. 측온 저항체
  2. 광전지
  3. 광전 다이오드
  4. 전자석
(정답률: 70%)
  • 측온 저항체는 온도가 변화함에 따라 저항값(임피던스)이 변하는 성질을 이용하여 온도를 측정하는 소자입니다.
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71. 전류의 측정 범위를 확대하기 위하여 사용되는 것은?

  1. 배율기
  2. 분류기
  3. 전위차계
  4. 계기용변압기
(정답률: 71%)
  • 전류계의 측정 범위를 확대하기 위해서는 전류계와 병렬로 작은 저항을 연결하여 전류를 분산시켜야 하며, 이때 사용하는 저항을 분류기라고 합니다.
    오답 노트
    배율기: 전압계의 측정 범위 확대용
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72. 근궤적의 성질로 틀린 것은?

  1. 근궤적은 실수축을 기준으로 대칭이다.
  2. 근궤적은 개루프 전달함수의 극점으로부터 출발한다.
  3. 근궤적의 가지 수는 특성방정식의 극점수와 영점 수 중 큰 수와 같다.
  4. 점근선은 허수축에서 교차한다.
(정답률: 51%)
  • 점근선의 교차점은 허수축이 아니라, 실수축 상에서 (영점의 합 - 극점의 합) / (영점의 개수 - 극점의 개수) 지점에서 형성됩니다.
    오답 노트
    실수축 기준 대칭: 근이 실수 또는 켤레복소수로 존재하기 때문
    극점에서 출발: 이득 $K$가 0일 때 개루프 극점과 일치함
    가지 수: 극점 수와 영점 수 중 큰 값과 동일함
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73. 특성방정식의 근이 복소평면의 좌반면에 있으면 이 계는?

  1. 불안정하다.
  2. 조건부 안정이다.
  3. 반안정이다.
  4. 안정이다.
(정답률: 63%)
  • 특성방정식의 근이 복소평면의 좌반면에 위치하면 실수부가 음수가 되어, 시간이 흐를수록 응답이 0으로 수렴하므로 계가 안정 상태가 됩니다.
    오답 노트
    불안정하다: 근이 우반면에 위치할 때
    조건부 안정/임계안정: 근이 허수축(축상)에 위치할 때
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74. 100mH의 인덕턴스를 갖는 코일에 10A의 전류를 흘릴 때 축적되는 에너지(J)는?

  1. 0.5
  2. 1
  3. 5
  4. 10
(정답률: 47%)
  • 인덕터에 축적되는 에너지는 인덕턴스와 전류의 제곱에 비례하는 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① $$E = \frac{1}{2} L I^{2}$$
    ② $$E = \frac{1}{2} \times 0.1 \times 10^{2}$$
    ③ $$E = 5$$ J
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75. 제어시스템의 구성에서 제어요소는 무엇으로 구성되는가?

  1. 검출부
  2. 검출부와 조절부
  3. 검출부와 조작부
  4. 조작부와 조절부
(정답률: 69%)
  • 제어시스템에서 제어대상에 직접 영향을 주는 조작부와, 검출된 편차를 바탕으로 조작량을 결정하는 조절부가 합쳐져 제어요소를 구성합니다.
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76. 제어동작에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 비례동작 : 편자의 제곱에 비례한 조작신호를 출력한다.
  2. 적분동작 : 편차의 적분 값에 비례한 조작신호를 출력한다.
  3. 미분동작 : 조작신호가 편차의 변화속도에 비례하는 동작을 한다.
  4. 2위치동작 : ON-OFF 동작이라고도 하며, 편차의 정부(+, -)에 따라 조작부를 전폐 전개하는 것이다.
(정답률: 65%)
  • 비례동작은 편차의 제곱이 아니라, 편차의 크기에 직접적으로 비례하여 조작신호를 출력하는 제어 방식입니다.
    오답 노트
    적분동작: 편차의 누적값(적분)에 비례함
    미분동작: 편차의 변화 속도에 비례함
    2위치동작: 편차의 부호에 따라 전폐 또는 전개함
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77. 일정 전압의 직류전원 V에 저항 R을 접속하니 정격전류 I가 흘렀다. 정격전류 I의 130%를 흘리기 위해 필요한 저항은 약 얼마인가?

  1. 0.6R
  2. 0.77R
  3. 1.3R
  4. 3R
(정답률: 71%)
  • 옴의 법칙($V=IR$)에 따라 전압 $V$가 일정할 때 전류 $I$와 저항 $R$은 반비례 관계에 있습니다. 전류를 $1.3$배 증가시키려면 저항은 그 역수인 $1/1.3$배가 되어야 합니다.
    ① [기본 공식] $$R_{new} = \frac{R}{1.3}$$
    ② [숫자 대입] $$R_{new} = \frac{1}{1.3} \times R$$
    ③ [최종 결과] $$R_{new} = 0.77R$$
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78. 제어계에서 미분요소에 해당하는 것은?

  1. 한 지점을 가진 지렛대에 의하여 변위를 변환한다.
  2. 전기로에 열을 가하여도 처음에는 열이 올라가지 않는다.
  3. 직렬 RC회로에 전압을 가하여 C에 충전전압을 가한다.
  4. 계단 전압에서 임펄스 전압을 얻는다.
(정답률: 54%)
  • 미분요소는 입력 신호의 변화율(기울기)에 반응하는 요소입니다. 수학적으로 계단 함수를 미분하면 임펄스 함수가 되는 원리를 이용합니다.
    오답 노트
    한 지점을 가진 지렛대 변위 변환: 비례제어
    전기로의 열 상승: 적분요소
    직렬 RC회로의 충전전압: 적분요소
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79. 피드백(feedback) 제어시스템의 피드백 효과로 틀린 것은?

  1. 정상상태 오차 개선
  2. 정확도 개선
  3. 시스템 복잡화
  4. 외부 조건의 변화에 대한 영향 증가
(정답률: 62%)
  • 피드백 제어시스템은 출력값을 다시 입력으로 되돌려 오차를 줄이는 시스템입니다. 이를 통해 정상상태 오차를 개선하고 정확도를 높이며, 외부의 외란(변화)에 대한 영향력을 줄여 시스템을 안정화합니다.
    오답 노트
    외부 조건의 변화에 대한 영향 증가: 피드백은 외부 영향력을 오히려 감소시킵니다.
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80. 그림에서 3개의 입력단자 모두 1을 입력하면 출력단자 A와 B의 출력은?

  1. A=0, B=0
  2. A=0, B=1
  3. A=1, B=0
  4. A=1, B=1
(정답률: 67%)
  • 입력단자 3개에 모두 1이 입력될 때의 논리 회로 분석입니다.
    1. 첫 번째 입력은 NOT 게이트를 거쳐 0이 되고, 두 번째 입력 1과 OR 게이트를 통과하면 출력은 1이 됩니다.
    2. 출력 A는 위 OR 게이트의 결과(1)와 두 번째 입력(1)의 AND 연산이므로 $1 \text{ AND } 1 = 1$ 입니다.
    3. 출력 B는 두 번째 입력(1)과 세 번째 입력(1)의 AND 연산이므로 $1 \text{ AND } 1 = 1$ 입니다.
    따라서 A=1, B=1이 됩니다.
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5과목: 배관일반

81. 지역난방의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 대기 오염물질이 증가한다.
  2. 도시의 방재수준 향상이 가능하다.
  3. 사용자에게는 화재에 대한 우려가 적다.
  4. 대규모 열원기기를 이용한 에너지의 효율적 이용이 가능하다.
(정답률: 79%)
  • 지역난방은 대규모 열원시설에서 에너지를 집중 생산하여 공급하므로, 개별 난방에 비해 대기 오염물질 배출을 줄일 수 있는 친환경적인 방식입니다.
    오답 노트
    대기 오염물질이 증가한다: 집중 관리 및 고효율 설비 사용으로 오염물질이 감소함
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82. 배수 통기배관의 시공 시 유의사항으로 옳은 것은?

  1. 배수 입관의 최하단에는 트랩을 설치한다.
  2. 배수 트랩은 반드시 이중으로 한다.
  3. 통기관은 기구의 오버플로우선 이하에서 통기 입관에 연결한다.
  4. 냉장고의 배수는 간접배수로 한다.
(정답률: 50%)
  • 위생 및 오염 방지를 위해 냉장고와 같은 기기의 배수는 배수관에 직접 연결하지 않고 간접배수 방식으로 시공해야 합니다.
    오답 노트
    배수 입관의 최하단에는 트랩을 설치한다: 트랩은 기구마다 설치함
    배수 트랩은 반드시 이중으로 한다: 이중 트랩은 흐름을 방해하여 금지함
    통기관은 기구의 오버플로우선 이하에서 통기 입관에 연결한다: 오버플로우선 이상에서 연결해야 함
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83. 냉매배관 시 흡입관 시공에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 압축기 가까이에 트랩을 설치하면 액이나 오일이 고여 액백 발생의 우려가 있으므로 피해야 한다.
  2. 흡입관의 입상이 매우 길 경우에는 중간에 트랩을 설치한다.
  3. 각각의 증발기에서 흡입주관으로 들어가는 관은 주관의 하부에 접속한다.
  4. 2대 이상의 증발기가 다른 위치에 있고 압축기가 그 보다 밑에 있는 경우 증발기 출구의 관은 트랩을 만든 후 증발기 상부 이상으로 올리고 나서 압축기로 향하게 한다.
(정답률: 47%)
  • 냉매 흡입관 시공 시, 각각의 증발기에서 흡입주관으로 들어가는 관은 오일 회수 및 흐름 원활화를 위해 주관의 상부에 접속해야 합니다.
    오답 노트
    각각의 증발기에서 흡입주관으로 들어가는 관은 주관의 하부에 접속한다: 주관 상부에 접속하는 것이 원칙임
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84. 지름 20mm 이하의 동관을 이음할 때, 기계의 점검 보수, 기타 관을 분해하기 쉽게하기위해 이용하는 동관 이름 방법은?

  1. 슬리브 이음
  2. 플레어 이음
  3. 사이징 이음
  4. 플랜지 이음
(정답률: 59%)
  • 지름 $20\text{mm}$이하의 동관을 이음할 때, 기계의 점검 보수나 관의 분해를 용이하게 하기 위해 사용하는 방법은 플레어 이음입니다.
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85. 배수 및 통기배관에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 루프 통기식은 여러 개의 기구군에 1개의 통기지관을 빼내어 통기주관에 연결하는 방식이다.
  2. 도피 통기관의 관경은 배수관의 1/4이상이 되어야 하며 최소 40mm 이하가 되어서는 안된다.
  3. 루프 통기식 배관에 의해 통기할 수 있는 기구의 수는 8개 이내이다.
  4. 한랭지의 배수관은 동결되지 않도록 피복을 한다.
(정답률: 68%)
  • 도피 통기관의 관경은 배수 수평지관의 $1/2$이상이어야 하며, 최소 $32\text{mm}$이상으로 시공해야 합니다.
    오답 노트
    도피 통기관의 관경은 배수관의 $1/4$이상이 되어야 하며 최소 $40\text{mm}$이하가 되어서는 안된다: 관경 기준($1/2$이상)과 최소 치수($32\text{mm}$이상)가 잘못 설명됨
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86. 배관 용접 작업 중 다음과 같은 결함을 무엇이라고 하는가?

  1. 용입불량
  2. 언더컷
  3. 오버랩
  4. 피트
(정답률: 77%)
  • 제시된 이미지 는 용접 끝단부의 모재가 녹아 파여나가고 충분히 채워지지 않은 상태를 보여주며, 이를 언더컷이라고 합니다.
    오답 노트
    용입불량: 용접 금속이 모재 깊숙이 침투하지 못한 상태
    오버랩: 용접 금속이 모재에 융합되지 않고 겹쳐진 상태
    피트: 용접 표면에 작은 구멍이 생긴 상태
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87. 다이헤드형 동력 나사절삭기에서 할 수 없는 작업은?

  1. 리밍
  2. 나사절삭
  3. 절단
  4. 벤딩
(정답률: 76%)
  • 다이헤드형 동력 나사절삭기는 정밀한 나사 가공, 리밍, 절단 등의 기계 가공 작업에 사용되는 장비입니다.
    오답 노트
    벤딩: 재료를 구부리는 성형 작업으로 절삭기가 아닌 벤딩기에서 수행
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88. 부력에 의해 밸브를 개폐하여 간헐적으로 응축수를 배출하는 구조를 가진 증기 트랩은?

  1. 버킷 트랩
  2. 열동식 트랩
  3. 벨 트랩
  4. 충격식 트랩
(정답률: 75%)
  • 버킷 트랩은 내부에 있는 버킷의 부력 차이를 이용하여 응축수가 차오르면 밸브를 열고, 증기가 들어오면 밸브를 닫아 간헐적으로 배출하는 방식입니다.
    오답 노트
    열동식 트랩: 온도 변화에 따른 바이메탈의 변형 이용
    벨 트랩: 벨의 부력을 이용하나 구조가 버킷과 다름
    충격식 트랩: 증기의 응축 충격 이용
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89. 방열량이 3kW인 방열기에 공급하여야 하는 온수량(m3/s)은 얼마인가? (단, 방열기 입구온도 80℃, 출구온도 70℃, 온수 평균온도에서 물의 비열은 4.2 kJ/kgㆍK 물의 밀도는 977.5kg/m3이다.)

  1. 0.002
  2. 0.025
  3. 0.073
  4. 0.098
(정답률: 60%)
  • 방열량 공식을 이용하여 필요한 온수량을 계산합니다. 방열량은 질량 유량, 비열, 온도차의 곱과 같습니다.
    ① $$Q = \rho \times q \times C \times \Delta T$$
    ② $$3 = 977.5 \times q \times 4.2 \times (80 - 70)$$
    ③ $$q = \frac{3}{977.5 \times 4.2 \times 10} = 0.000073$$ (단, 정답 $0.073$은 단위 환산 또는 문제의 수치적 오류가 포함된 결과이나 공식 지정 정답을 따름)
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90. 주철관의 이음방법 중 고무링(고무개스킷포함)을 사용하지 않는 방법은?

  1. 기계식이음
  2. 타이톤이음
  3. 소켓이음
  4. 빅토릭이음
(정답률: 46%)
  • 소켓이음은 주철관의 소켓 부분에 납과 마(yarn)를 박아 넣어 접합하는 방식이므로 고무링을 사용하지 않습니다.
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91. 온수난방 배관에서 에어포켓(air pocket)이 발생될 우려가 있는 곳에 설치하는 공기빼기 밸브(◇)의 설치위치로 가장 적절한 것은?

(정답률: 76%)
  • 공기빼기 밸브는 배관 내의 공기가 모이는 최상부 또는 공기가 정체될 우려가 있는 곳에 설치해야 하므로 가 가장 적절합니다.
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92. 배관계통 중 펌프에서의 공동현상(cavitation)을 방지하기 위한 대책으로 틀린 것은?

  1. 펌프의 설치 위치를 낮춘다.
  2. 회전수를 줄인다.
  3. 양 흡입을 단 흡입으로 바꾼다.
  4. 굴곡부를 적게 하여 흡입관의 마찰손실수두를 작게 한다.
(정답률: 76%)
  • 공동현상을 방지하려면 흡입 양정을 낮추거나(펌프 설치 위치 하향), 유속을 줄이거나, 흡입관의 마찰 손실을 최소화해야 합니다.
    오답 노트
    양 흡입을 단 흡입으로 바꾼다: 흡입 능력을 높여 공동현상을 방지하려면 단 흡입을 양 흡입으로 변경해야 합니다.
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93. 저장 탱크 내부에 가열 코일을 설치하고 코일 속에 증기를 공급하여 물을 가열하는 급탕법은?

  1. 간접 가열식
  2. 기수 혼합식
  3. 직접 가열식
  4. 가스 순간 탕비식
(정답률: 67%)
  • 가열 코일을 설치하여 증기와 물이 직접 섞이지 않고 코일 벽면을 통해 열만 전달하는 방식이므로 간접 가열식입니다.
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94. 냉동장치의 액분리기에서 분리된 액이 압축기로 흡입되지 않도록 하기 위한 액 회수 방법으로 틀린 것은?

  1. 고압 액관으로 보내는 방법
  2. 응축기로 재순환시키는 방법
  3. 고압 수액기로 보내는 방법
  4. 열교환기를 이용하여 증발시키는 방법
(정답률: 61%)
  • 액분리기에서 분리된 액냉매는 압축기로 들어가지 않도록 고압측 수액기로 회수하거나, 열교환기를 통해 증발시키거나, 증발기로 재순환시켜 처리해야 합니다.
    오답 노트
    응축기로 재순환시키는 방법: 일반적인 액 회수 경로가 아니며, 수액기나 증발기 방향으로 처리하는 것이 원칙입니다.
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95. 저압증기의 분기점을 2개 이상의 엘보로 연결하여 한 쪽이 팽창하면 비틀림이 일어나 팽창을 흡수하는 특징의 이음방법은?

  1. 슬리브형
  2. 벨로즈형
  3. 스위블형
  4. 루프형
(정답률: 67%)
  • 스위블형 이음은 2개 이상의 엘보를 연결하여 배관의 팽창 시 비틀림을 통해 신축을 흡수하는 방식입니다.
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96. 유체 흐름의 방향을 바꾸어 주는 관 이음쇠는?

  1. 리턴벤드
  2. 리듀서
  3. 니플
  4. 유니온
(정답률: 71%)
  • 리턴벤드는 배관의 방향을 180도 바꾸어 되돌려 보내는 역할을 하는 이음쇠입니다.
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97. 고가(옥상) 탱크 급수방식의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 저수시간이 길어지면 수질이 나빠지기 쉽다.
  2. 대규모의 급수 수요에 쉽게 대응할 수 있다.
  3. 단수 시에도 일정량의 급수를 계속할 수 있다.
  4. 급수 공급 압력의 변화가 심하다.
(정답률: 71%)
  • 고가수조 방식은 옥상 탱크의 높이 차(낙차)를 이용해 급수하므로 공급 압력이 일정하게 유지되는 것이 특징입니다.
    오답 노트
    급수 공급 압력의 변화가 심하다: 낙차를 이용하므로 압력이 일정함
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98. 가스배관에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 특별한 경우를 제외한 옥내배관은 매설배관을 원칙으로 한다.
  2. 부득이하게 콘크리트 주요 구조부를 통과할 경우에는 슬리브를 사용한다.
  3. 가스배관에는 적당한 구배를 두어야 한다.
  4. 열에 의한 신축, 진동 등의 영향을 고려하여 적절한 간격으로 지지하여야 한다.
(정답률: 76%)
  • 가스배관은 유지보수와 누설 점검이 용이하도록 기본적으로 노출배관을 원칙으로 합니다.
    오답 노트
    특별한 경우를 제외한 옥내배관은 매설배관을 원칙으로 한다: 노출배관이 원칙임
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99. 급수관의 수리 시 물을 배제하기 위한 관의 최소 구배 기준은?

  1. 1/120 이상
  2. 1/150 이상
  3. 1/200 이상
  4. 1/250 이상
(정답률: 53%)
  • 급수관 수리 시 내부의 물을 완전히 빼내기 위해 필요한 최소 구배 기준은 1/250 이상입니다.
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100. 공장에서 제조 정제된 가스를 저장했다가 공급하기 위한 압력탱크로서 가스압력을 균일하게 하며, 급격한 수요변화에도 제조량과 소비량을 조절하기 위한 장치는?

  1. 정압기
  2. 압축기
  3. 오리피스
  4. 가스홀더
(정답률: 72%)
  • 가스홀더는 정제된 가스를 저장하여 압력을 균일하게 유지하고, 제조량과 소비량의 차이를 조절하여 급격한 수요 변화에 대응하는 장치입니다.
    오답 노트
    정압기: 가스의 압력을 일정하게 유지하여 공급하는 장치
    압축기: 가스의 압력을 높이는 장치
    오리피스: 유량을 측정하거나 압력을 낮추기 위해 설치한 좁은 구멍
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