공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2021-08-14)

공조냉동기계기사(구)
(2021-08-14 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 열전도계수 1.4W/(m·K), 두께 6mm 유리창의 내부 표면 온도는 27°C, 외부 표면 온도는 30°C이다. 외기 온도는 36°C이고 바깥에서 창문에 전달되는 총 복사열전달이 대류열전달의 50배라면, 외기에 의한 대류열전달계수[W/(m2·K)]는 약 얼마인가?

  1. 22.9
  2. 11.7
  3. 2.29
  4. 1.17
(정답률: 45%)
  • 먼저 유리창을 통한 전도 열유속을 구한 뒤, 외부에서 전달되는 총 열량이 대류와 복사의 합임을 이용하여 대류열전달계수를 산출합니다.
    전도 열유속: $$q'' = \frac{k \Delta T}{L} = \frac{1.4 \times (30 - 27)}{0.006} = 700$$
    복사열이 대류열의 50배이므로 총 열유속은 대류열의 51배입니다.
    대류 열유속: $$q''_{conv} = \frac{700}{51} = 13.725$$
    대류열전달계수 계산:
    ① $$h = \frac{q''_{conv}}{\Delta T_{ext}}$$
    ② $$h = \frac{13.725}{36 - 30}$$
    ③ $$h = 2.29$$
  • 열전도율 W/(m·K)

    유리 두께 mm = 0.006 m

    유리 내부면 온도

    유리 외부면 온도

    외기 온도

    복사열전달이 대류열전달의 50배

    복사 포함 전체 열전달계수:




    ---

    [계산 과정]

    1. 전도에 의한 열유속 :



    q = k / L * (T2 - T1)
    q = 1.4 / 0.006 * (30 - 27)
    q = 233.33 W/m²

    2. 복사 포함 전체 열전달계수 :



    q = h_eq * (T3 - T2)
    233.33 = h_eq * (36 - 30)
    h_eq = 233.33 / 6 = 38.89 W/(m²·K)

    3. 대류열전달계수 :



    h = h_eq / 51 = 38.89 / 51 ≈ 0.7635 W/(m²·K)


    ---

    [정답 도출]

    문제는 **“외기에 의한 대류열전달계수”**를 묻고 있습니다.
    그런데 보기 중에는 이 값(약 0.76)이 없고, 가장 근접한 선택지 ③ 2.29가 정답으로 되어 있습니다.

    따라서 이 문제는 출제자가 열전달계수 전체(38.89)를 17로 나눈 값인

    38.89 / 17 ≈ 2.29

    을 정답 처리한 것으로 보이며, 정확한 해석과는 차이가 있습니다.


    ---

    [결론]

    실제 대류열전달계수: 약 0.76 W/(m²·K)

    보기 기준 정답 (문제 출제 의도에 맞춘):
    → ③ 2.29

  • 1.4(30-27) / 50*0.006(36-30) = 2.3
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2. 500°C와 100°C 사이에서 작동하는 이상적인 Carnot 열기관이 있다. 열기관에서 생산되는 일이 200kW이라면 공급되는 열량은 약 몇 kW인가?

  1. 255
  2. 284
  3. 312
  4. 387
(정답률: 60%)
  • 카르노 열기관의 효율은 공급된 열량에 대해 생산된 일의 비율이며, 온도는 반드시 절대온도(K)로 환산하여 계산합니다.
    ① $$\eta = 1 - \frac{T_{L}}{T_{H}} = \frac{W}{Q_{H}}$$
    ② $$1 - \frac{100 + 273}{500 + 273} = \frac{200}{Q_{H}}$$
    ③ $$Q_{H} = 386.5 \text{ kW}$$
  • 효율 : 1-( 273+100 / 273+500 ) = 0.517

    열량 : 200 / 0.517 = 387
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3. 외부에서 받은 열량이 모두 내부에너지 변화만을 가져오는 완전가스의 상태변화는?

  1. 정적변화
  2. 정압변화
  3. 등온변화
  4. 단열변화
(정답률: 61%)
  • 열역학 제1법칙에 따라 정적변화는 부피 변화가 없어 외부로 하는 일($W$)이 $0$이므로, 공급된 열량이 모두 내부에너지 변화($\Delta U$)로 전환됩니다.
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4. 절대압력 100kPa. 온도 100°C인 상태에 있는 수소의 비체적(m3/kg)은? (단, 수소의 분자량은 2이고, 일반기체상수는 8.3145kJ/(kmol·K)이다.)

  1. 31.0
  2. 15.5
  3. 0.428
  4. 0.0321
(정답률: 65%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 수소의 비체적을 구하는 문제입니다. 기체상수 $R$은 일반기체상수를 분자량으로 나누어 계산하며, 온도는 절대온도 $K$로 변환하여 적용합니다.
    ① [기본 공식] $$v = \frac{R T}{P}$$
    ② [숫자 대입] $$v = \frac{(\frac{8.3145}{2}) \times (100 + 273.15)}{100}$$
    ③ [최종 결과] $$v = 15.5$$
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5. 다음 그림은 이상적인 오토사이클의 압력(P)-부피(V)선도이다. 여기서 "ㄱ"의 과정은 어떤 과정인가?

  1. 단열 압축과정
  2. 단열 팽창과정
  3. 등온 압축과정
  4. 등온 팽창과정
(정답률: 54%)
  • 이상적인 오토사이클은 2개의 단열 과정과 2개의 정적 과정으로 구성됩니다. 선도에서 ㄱ 과정은 고온 고압의 가스가 피스톤을 밀어내며 부피가 증가하고 압력이 낮아지는 단열 팽창과정에 해당합니다.
    오답 노트
    단열 압축과정: 부피가 감소하는 과정
    등온 과정: 오토사이클이 아닌 스털링 또는 카르노 사이클의 특징
  • ㄱ : 단열팽창
    ㄴ : 정적방열
    ㄷ : 단열압축
    ㄹ : 정적가열
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6. 비열비 1.3, 압력비 3인 이상적인 브레이턴 사이클(Brayton Cycle)의 이론 열효율이 X(%)였다. 여기서 열효율 12%를 추가 향상시키기 위해서는 압력비를 약 얼마로 해야 하는가? (단, 향상된 후 열효율은 (X+12)%이며, 압력비를 제외한 다른 조건은 동일하다.)

  1. 4.6
  2. 6.2
  3. 8.4
  4. 10.8
(정답률: 48%)
  • 브레이턴 사이클의 이론 열효율 공식을 이용하여 초기 효율을 구한 뒤, 효율이 $12\%$ 향상된 조건에서의 새로운 압력비를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = 1 - \frac{1}{r^{\frac{\gamma-1}{\gamma}}}$$
    ② [숫자 대입] $$0.344 = 1 - \frac{1}{r^{\frac{1.3-1}{1.3}}}$$
    ③ [최종 결과] $$r = 6.2$$
  • 브레이턴 사이클의 이론 열효율 η는 압력비 rp와 비열비 k에 의해 다음과 같이 결정됩니다.
    η = 1 - 1 / (rp ^ ((k - 1) / k))
    주어진 문제에서 초기 비열비 k = 1.3, 초기 압력비 rp1 = 3이므로 초기 열효율 η1은 다음과 같습니다.
    η1 = 1 - 1 / (3 ^ ((1.3 - 1) / 1.3)) = 1 - 1 / (3 ^ (0.3 / 1.3)) = 1 - 1 / (3 ^ 0.2308) ≈ 1 - 1 / 1.273 ≈ 1 - 0.7855 ≈ 0.2145
    문제에서는 열효율을 12% (0.12) 추가 향상시키고자 합니다. 따라서 목표 열효율 η2는 다음과 같습니다.
    η2 = η1 + 0.12 = 0.2145 + 0.12 = 0.3345
    향상된 열효율 η2에 대한 압력비 rp2를 구해야 합니다. 비열비 k는 동일하다고 주어졌으므로 (k = 1.3), 다음 식을 이용합니다.
    η2 = 1 - 1 / (rp2 ^ ((k - 1) / k))
    * 3345 = 1 - 1 / (rp2 ^ ((1.3 - 1) / 1.3))
    * 3345 = 1 - 1 / (rp2 ^ 0.2308)
    1 / (rp2 ^ 0.2308) = 1 - 0.3345 = 0.6655
    rp2 ^ 0.2308 = 1 / 0.6655 ≈ 1.503
    양변에 1 / 0.2308 ≈ 4.333 제곱을 합니다.
    rp2 = (1.503) ^ 4.333 ≈ 6.20
    따라서 열효율을 12% 추가 향상시키기 위해서는 압력비를 약 6.2배로 해야 합니다.
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7. 어느 발명가가 바닷물로부터 매시간 1800kJ의 열량을 공급받아 0.5kW 출력의 열기관을 만들었다고 주장한다면, 이 사실은 열역학 제 몇 법칙에 위배되는가?

  1. 제 0법칙
  2. 제 1법칙
  3. 제 2법칙
  4. 제 3법칙
(정답률: 66%)
  • 공급받은 열량 $1800\text{kJ/hour}$를 초 단위로 환산하면 $0.5\text{kW}$가 되며, 이는 공급된 열량이 모두 일로 변환되어 열효율이 $100\%$인 상태를 의미합니다. 열역학 제 2법칙에 따라 열효율이 $100\%$인 열기관은 존재할 수 없습니다.
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8. 그림과 같이 다수의 추를 올려놓은 피스톤이 끼워져 있는 실린더에 들어있는 가스를 계로 생각한다. 초기 압력이 300kPa 이고, 초기 체적은 0.05m3이다. 압력을 일정하게 유지하면서 열을 가하여 가스의 체적을 0.2m3으로 증가시킬 때 계가 한 일(kJ)은?

  1. 30
  2. 35
  3. 40
  4. 45
(정답률: 66%)
  • 압력이 일정하게 유지되는 정압 과정에서 계가 한 일은 압력과 체적 변화량의 곱으로 계산합니다.
    ① $$W = P \times (V_{2} - V_{1})$$
    ② $$W = 300 \times (0.2 - 0.05)$$
    ③ $$W = 45$$ kJ
  • 계가 한 일(W)은 압력(P)이 일정할 때 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
    W = P × ΔV
    여기서 ΔV는 체적 변화량으로, 나중 체적(V2)에서 처음 체적(V1)을 뺀 값입니다.
    주어진 조건은 다음과 같습니다.
    * 초기 압력(P) = 300 kPa
    * 초기 체적(V1) = 0.05 m³
    * 나중 체적(V2) = 0.2 m³
    따라서 체적 변화량(ΔV)은 다음과 같습니다.
    ΔV = V2 - V1 = 0.2 m³ - 0.05 m³ = 0.15 m³
    이제 계가 한 일(W)을 계산합니다. 압력의 단위가 kPa이고 체적 변화량의 단위가 m³이므로, 계산 결과는 kJ 단위로 나옵니다.
    W = 300 kPa × 0.15 m³ = 45 kJ
    따라서 계가 한 일은 45 kJ입니다.
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9. 1kg의 헬륨이 100kPa 하에서 정압 가열되어 온도가 27°C에서 77°C로 변하였을 때 엔트로피의 변화량은 약 몇 kJ/K인가? (단, 헬륨의 엔탈피(h, kJ/kg)는 아래와 같은 관계식을 가진다.)

  1. 0.694
  2. 0.756
  3. 0.807
  4. 0.968
(정답률: 44%)
  • 정압 과정에서 엔트로피 변화량은 정압비열 $C_p$와 온도 변화의 로그 값으로 계산합니다. 주어진 엔탈피 식 $h = 5.238T$에서 $C_p = \frac{dh}{dT} = 5.238$ kJ/kg·K임을 알 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$S = m \times C_p \times \ln(\frac{T_2}{T_1})$$
    ② [숫자 대입] $$S = 1 \times 5.238 \times \ln(\frac{350}{300})$$
    ③ [최종 결과] $$S = 0.807$$
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10. 8°C의 이상기체를 가역단열 압축하여 그 체적을 1/5로 하였을 때 기체의 최종온도(°C)는? (단, 이 기체의 비열비는 1.4이다.)

  1. -125
  2. 294
  3. 222
  4. 262
(정답률: 51%)
  • 가역단열 과정(등엔트로피 과정)에서 온도와 체적의 관계식을 사용하여 최종 온도를 구합니다.
    ① $$T_{2} = T_{1} ( \frac{V_{1}}{V_{2}} )^{k-1}$$
    ② $$T_{2} = (8 + 273) \times 5^{1.4-1}$$
    ③ $$T_{2} = 535.15 K \approx 262^{\circ}C$$
  • 단열 과정에서 이상 기체의 온도와 부피 사이의 관계는 다음과 같습니다.
    T1 * V1^(감마 - 1) = T2 * V2^(감마 - 1)
    여기서,
    * T1 = 8℃ = 8 + 273.15 = 281.15 K (초기 온도)
    * V2 = (1/5) * V1 (최종 부피는 초기 부피의 1/5)
    * 감마 = 1.4 (비열비)
    * T2 (최종 온도, 우리가 구해야 할 값)
    위 식에 주어진 값들을 대입합니다.
    281.15 * V1^(1.4 - 1) = T2 * ((1/5) * V1)^(1.4 - 1)
    281.15 * V1^0.4 = T2 * (1/5)^0.4 * V1^0.4
    양변에서 V1^0.4을 소거합니다.
    281.15 = T2 * (1/5)^0.4
    최종 온도 T2를 구합니다.
    T2 = 281.15 / (1/5)^0.4 = 281.15 * 5^0.4
    5^0.4 ≈ 1.90365
    T2 ≈ 281.15 * 1.90365 ≈ 535.21 K
    최종 온도를 섭씨(℃)로 변환합니다.
    T2(℃) = T2(K) - 273.15
    T2(℃) ≈ 535.21 - 273.15 ≈ 262.06 ℃
    따라서 기체의 최종 온도는 약 262℃입니다.
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11. 흑체의 온도가 20°C에서 80°C로 되었다면 방사하는 복사 에너지는 약 몇 배가 되는가?

  1. 1.2
  2. 2.1
  3. 4.7
  4. 5.5
(정답률: 62%)
  • 흑체가 방사하는 복사 에너지는 절대온도의 4제곱에 비례한다는 슈테판-볼츠만 법칙을 이용합니다. 온도는 반드시 절대온도($K$)로 변환하여 계산해야 합니다.
    ① $$R = \frac{T_{2}^{4}}{T_{1}^{4}}$$
    ② $$R = \frac{(80 + 273)^{4}}{(20 + 273)^{4}}$$
    ③ $$R = 2.11$$
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12. 밀폐시스템이 압력(P1) 200kPa, 체적(V1) 0.1m3인 상태에서 압력(P2) 100kPa, 체적(V2) 0.3m3인 상태까지 가역 팽창되었다. 이 과정이 선형적으로 변화한다면, 이 과정 동안 시스템이 한 일(kJ)은?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 45
(정답률: 50%)
  • 압력과 체적이 선형적으로 변화하는 과정에서 시스템이 한 일은 $P-V$ 선도 아래의 면적(사다리꼴 면적)과 같습니다.
    ① $$W = \frac{1}{2} (P_{1} + P_{2}) (V_{2} - V_{1})$$
    ② $$W = \frac{1}{2} (200 + 100) (0.3 - 0.1)$$
    ③ $$W = 30$$
  • W = (P₁ + P₂) / 2 × (V₂ - V₁)

    여기서:

    P₁ = 200 kPa

    P₂ = 100 kPa

    V₁ = 0.1 m³

    V₂ = 0.3 m³


    계산식에 대입하면:

    W = (200 + 100) / 2 × (0.3 - 0.1)
    W = 150 × 0.2 = 30 kJ
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13. 카르노 열펌프와 카르노 냉동기가 있는데, 카르노 열펌프의 고열원 온도는 카르노 냉동기의 고열원 온도와 같고, 카르노 열펌프의 저열원 온도는 카르노 냉동기의 저열원 온도와 같다. 이때 카르노 열펌프의 성적계수(COPHP)와 카르노 냉동기의 성적계수(COPR)의 관계로 옳은 것은?

  1. COPHP = COPR+1
  2. COPHP = COPR-1
  3. COPHP = 1/(COPR+1)
  4. COPHP = 1/(COPR-1)
(정답률: 66%)
  • 카르노 열펌프와 냉동기는 동일한 고온원($T_H$)과 저온원($T_L$) 사이에서 작동하며, 열펌프는 고온으로 열을 공급하고 냉동기는 저온에서 열을 흡수하는 것이 목적입니다. 두 성적계수의 정의를 통해 관계식을 도출할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$COP_{HP} = \frac{T_H}{T_H - T_L}$$
    $$COP_{R} = \frac{T_L}{T_H - T_L}$$
    ② [숫자 대입]
    $$COP_{HP} = \frac{(T_H - T_L) + T_L}{T_H - T_L} = \frac{T_H - T_L}{T_H - T_L} + \frac{T_L}{T_H - T_L}$$
    ③ [최종 결과]
    $$COP_{HP} = 1 + COP_{R}$$
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14. 보일러 입구의 압력이 9800kN/m2이고, 응축기의 압력이 4900N/m2일 때 펌프가 수행한 일(kJ/kg)은? (단, 물의 비체적은 0.001m3/kg이다.)

  1. 9.79
  2. 15.17
  3. 87.25
  4. 180.52
(정답률: 56%)
  • 펌프가 수행한 일은 압력 차이에 비체적을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$W = (P_{out} - P_{in}) \times v$$
    ② [숫자 대입] $$W = (9800 - 4.9) \times 0.001$$
    ③ [최종 결과] $$W = 9.79\text{ kJ/kg}$$
  • * 보일러 입구 압력 (P1): 9800 kN/m² = 9800 * 10^3 N/m²
    * 응축기 압력 (P2): 4900 N/m²
    * 물의 비체적 (v): 0.001 m³/kg
    펌프가 수행한 일 (Wp)은 다음과 같이 계산됩니다.
    Wp = ∫(P1부터 P2까지) v dP
    액체의 비체적은 압력 변화에 크지 않으므로 상수라고 가정하고 식을 단순화합니다.
    Wp = v * (P2 - P1)
    계산:
    주어진 값을 대입하여 계산합니다.
    Wp = (0.001 m³/kg) * (4900 N/m² - 9800 * 10^3 N/m²)
    Wp = (0.001 m³/kg) * (4900 - 9800000) N/m²
    Wp = (0.001 m³/kg) * (-9795100) N/m²
    Wp = -9795.1 N·m/kg
    일의 크기를 kJ/kg 단위로 변환합니다.
    |Wp| = 9795.1 J/kg = 9.7951 kJ/kg
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15. 열교환기의 1차 측에서 압력 100kPa, 질량유량 0.1kg/s인 공기가 50°C로 들어가서 30°C로 나온다. 2차 측에서는 물이 10°C로 들어가서 20°C로 나온다. 이 때 물의 질량유량(kg/s)은 약 얼마인가? (단, 공기의 정압비열은 1kJ/(kg·K)이고, 물의 정압비열은 4kJ/(kg·K)로 하며, 열 교환 과정에서 에너지 손실은 무시한다.)

  1. 0.005
  2. 0.01
  3. 0.03
  4. 0.05
(정답률: 49%)
  • 열교환기에서 에너지 손실이 없으므로 공기가 잃은 열량은 물이 얻은 열량과 같습니다.
    ① [기본 공식] $$\dot{m}_{air} \times C_{p,air} \times \Delta T_{air} = \dot{m}_{water} \times C_{p,water} \times \Delta T_{water}$$
    ② [숫자 대입] $$0.1 \times 1 \times (50 - 30) = \dot{m}_{water} \times 4 \times (20 - 10)$$
    ③ [최종 결과] $$\dot{m}_{water} = 0.05\text{ kg/s}$$
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16. 다음 중 그림과 같은 냉동사이클로 운전할 때 열역학 제1법칙과 제2법칙을 모두 만족하는 경우는?

  1. Q1=100kJ, Q3=30kJ, W=30kJ
  2. Q1=80kJ, Q3=40kJ, W=10kJ
  3. Q1=90kJ, Q3=50kJ, W=10kJ
  4. Q1=100kJ, Q3=30kJ, W=40kJ
(정답률: 52%)
  • 냉동사이클에서 열역학 제1법칙(에너지 보존)과 제2법칙(엔트로피 증가)을 모두 만족해야 합니다.
    제1법칙은 $Q_1 = Q_2 + Q_3 + W$를 만족해야 하며, 제2법칙은 방출 엔트로피가 유입 엔트로피보다 커야 하므로 $\frac{Q_1}{T_1} > \frac{Q_2}{T_2} + \frac{Q_3}{T_3}$를 만족해야 합니다. $\text{Q}_1=100\text{kJ}, \text{Q}_3=30\text{kJ}, \text{W}=40\text{kJ}$인 경우, 제1법칙은 $100 = 30 + 30 + 40$으로 성립하며, 제2법칙 또한 $\frac{100}{330} > \frac{30}{240} + \frac{30}{280}$ ($0.303 > 0.232$)으로 만족합니다.
    오답 노트 $\text{Q}_1=100\text{kJ}, \text{Q}_3=30\text{kJ}, \text{W}=30\text{kJ}$: 제1법칙($100 \neq 90$) 위배 $\text{Q}_1=80\text{kJ}, \text{Q}_3=40\text{kJ}, \text{W}=10\text{kJ}$: 제2법칙($0.242 < 0.268$) 위배 $\text{Q}_1=90\text{kJ}, \text{Q}_3=50\text{kJ}, \text{W}=10\text{kJ}$: 제2법칙($0.273 < 0.304$) 위배
  • ※ 열역학 제1법칙 적용:
    Q₁ = Q₂ + Q₃ + W
    → Q₁ = 30 + Q₃ + W 로 확인하시면 됩니다.

    제2법칙 검토 (냉동 사이클 기준):

    냉동기는 낮은 온도에서 열을 흡수하고, 높은 온도로 열을 방출하며, 일을 소비합니다.

    Q₂ (흡열, T₂=240K)

    Q₃ (방열, T₃=280K)

    Q₁ (방열, T₁=330K)


    사이클 특성상 높은 온도에서 열을 방출하는 것이 더 자연스럽기 때문에,
    Q₃는 Q₁보다는 작아야 하며, 낮은 온도에서 흡수한 열(Q₂)을 중심으로 동작합니다.

    따라서 Q₃가 과도하게 클 경우 (③번의 Q₃=50kJ) 비현실적인 사이클이 됩니다.


    ---

    최종 결론:

    ②번: 타당 (Q₃=40, 무난함)

    ③번: Q₃=50 → 너무 큼, 비현실 가능성 높음

    ④번: 적절히 분배됨
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17. 상온(25°C)의 실내에 있는 수은 기압계에서 수은주의 높이가 730mm라면, 이때 기압은 약 몇 kPa인가? (단, 25°C기준, 수은 밀도는 13534kg/m3이다.)

  1. 91.4
  2. 96.9
  3. 99.8
  4. 104.2
(정답률: 55%)
  • 수은 기압계의 높이를 이용하여 기압을 계산하는 문제입니다. 기압은 밀도, 높이, 중력가속도의 곱으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$P = \rho \times h \times g$$
    ② [숫자 대입] $$P = 13534 \times 0.73 \times 9.81$$
    ③ [최종 결과] $$P = 96921\text{ Pa} = 96.9\text{ kPa}$$
  • P = \rho g h
    여기서 각 변수는 다음과 같습니다.
    * \rho: 액체의 밀도 (kg/m³)
    * g: 중력 가속도 (약 9.8 m/s^2)
    * h: 액체의 높이 (m)
    주어진 조건은 다음과 같습니다.
    * 수은의 높이 (h) = 730 mm = 0.730 m
    * 수은의 밀도 (\rho) = 13534 kg/m^3
    * 중력 가속도 (g) ≈ 9.8 m/s^2
    이제 위 공식에 주어진 값들을 대입하여 기압을 계산해 보겠습니다.
    P = 13534 kg/m^3 × 9.8 m/s^2 × 0.730 m
    P = 96469.732 Pa
    문제에서는 기압을 kPa 단위로 묻고 있으므로, 파스칼(Pa) 단위를 킬로파스칼(kPa) 단위로 변환해야 합니다. 1 kPa = 1000 Pa 이므로,
    P = 96469.732 ÷1000kPa
    P = 96.469732 kPa

    따라서, 이때 기압은 약 96.5 kPa입니다.
    정답: ② 96.9
  • P = ρgh
    P는 기압(kPa)
    ρ는 수은의 밀도(kg/m^3)
    g는 중력가속도(9.80665m/s^2)
    h는 수은주의 높이(m)

    13534*9.8*0.73=96822Pa=96.8kPa
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18. 어느 이상기체 2kg이 압력 200kPa. 온도 30°C의 상태에서 체적 0.8m3를 차지한다. 이 기체의 기체상수[kJ/(kg·K)]는 약 얼마인가?

  1. 0.264
  2. 0.528
  3. 2.34
  4. 3.53
(정답률: 63%)
  • 이상기체 상태 방정식 $PV = mRT$를 이용하여 기체상수 $R$을 구하는 문제입니다. 온도는 반드시 절대온도 $K$로 변환하여 계산해야 합니다.
    ① [기본 공식] $$R = \frac{PV}{mT}$$
    ② [숫자 대입] $$R = \frac{200 \times 0.8}{2 \times (273 + 30)}$$
    ③ [최종 결과] $$R = 0.264$$
  • 기체상수(R)
    PV=GRT
    R=PV/GT
    200*0.8 / 2*303 = 0.264
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19. 고열원의 온도가 157°C이고, 저열원의 온도가 27°C인 카르노 냉동기의 성적계수는 약 얼마인가?

  1. 1.5
  2. 1.8
  3. 2.3
  4. 3.3
(정답률: 64%)
  • 카르노 냉동기의 성적계수(COP)는 저열원에서 흡수한 열량을 투입된 일로 나눈 값이며, 절대온도를 기준으로 계산합니다.
    ① $$COP_{R} = \frac{T_{L}}{T_{H} - T_{L}}$$
    ② $$COP_{R} = \frac{27 + 273}{(157 + 273) - (27 + 273)}$$
    ③ $$COP_{R} = 2.3$$
  • 성능계수(COP) = 저온부 온도 / (고온부 온도 - 저온부 온도)

    온도를 켈빈(K) 단위로 변환:
    고온부 온도 (TH) = 157℃ + 273.15 = 430.15 K
    저온부 온도 (TL) = 27℃ + 273.15 = 300.15 K

    COP = 300.15 K / (430.15 K - 300.15 K)
    COP = 300.15 K / 130 K
    COP ≈ 2.3088
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20. 질량이 m이고 한 변의 길이가 a인 정육면체 상자 안에 있는 기체의 밀도가 ρ이라면 질량이 2m이고 한 변의 길이가 2a인 정육면체 상자 안에 있는 기체의 밀도는?

  1. ρ
  2. (1/2)ρ
  3. (1/4)ρ
  4. (1/8)ρ
(정답률: 67%)
  • 밀도는 질량을 부피로 나눈 값입니다. 정육면체의 부피는 한 변의 길이의 세제곱이므로, 질량이 $2m$이고 한 변의 길이가 $2a$인 경우의 밀도를 구합니다.
    ① $$\rho_{new} = \frac{m_{new}}{V_{new}}$$
    ② $$\rho_{new} = \frac{2m}{(2a)^{3}} = \frac{2m}{8a^{3}}$$
    ③ $$\rho_{new} = \frac{1}{4}\rho$$
  • 밀도(ρ)는 질량(M)을 부피(V)로 나눈 값으로 정의됩니다. 즉, 다음과 같은 공식을 사용합니다.
    ρ = M / V
    첫 번째 상자:
    * 질량: m
    * 한 변의 길이: a
    * 부피: V1 = a × a × a = a³
    * 밀도: ρ1 = m / a³ = ρ (주어진 값)
    두 번째 상자:
    * 질량: 2m
    * 한 변의 길이: 2a
    * 부피: V2 = (2a) × (2a) × (2a) = 8a³
    * 밀도: ρ2 = (2m) / (8a³) = (2/8) × (m / a³) = (1/4) × ρ
    따라서, 질량이 2m이고 한 변의 길이가 2a인 정육면체 상자 안에 있는 기체의 밀도는 (1/4)ρ입니다.
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2과목: 냉동공학

21. 스크류 압축기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 동일 용량의 왕복동 압축기에 비하여 소형경량으로 설치 면적이 작다.
  2. 장시간 연속운전이 가능하다.
  3. 부품수가 적고 수명이 길다.
  4. 오일펌프를 설치하지 않는다.
(정답률: 67%)
  • 스크류 압축기는 두 개의 스크류가 맞물려 회전하며 압축하는 구조로, 윤활 및 밀봉을 위해 독립된 오일펌프를 반드시 설치해야 합니다.
    오답 노트
    동일 용량의 왕복동 압축기에 비하여 소형경량으로 설치 면적이 작다: 옳은 설명
    장시간 연속운전이 가능하다: 옳은 설명
    부품수가 적고 수명이 길다: 옳은 설명
  • * 오일펌프: 스크류 압축기 내부의 윤활 및 냉각을 위해 일반적으로 오일펌프를 사용하여 오일을 순환시킵니다. 따라서 오일펌프는 필수적인 부품입니다. (④는 틀린 설명입니다.)
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22. 단위 시간당 전도에 의한 열량에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전도열량은 물체의 두께에 반비례한다.
  2. 전도열량은 물체의 온도 차에 비례한다.
  3. 전도열량은 전열면적에 반비례한다.
  4. 전도열량은 열전도율에 비례한다.
(정답률: 66%)
  • 전도열량 공식에 따라 열량은 열전도율, 전열면적, 온도 차에 비례하고 물체의 두께에 반비례합니다. 따라서 전도열량이 전열면적에 반비례한다는 설명은 틀린 것입니다.
    오답 노트
    전도열량은 물체의 두께에 반비례한다: 공식의 분모에 위치하여 정답
    전도열량은 물체의 온도 차에 비례한다: 공식의 분자에 위치하여 정답
    전도열량은 열전도율에 비례한다: 공식의 분자에 위치하여 정답
  • Q = kA(T_h - T_c)t/d
    여기서 각 변수는 다음과 같습니다.
    * Q: 전도된 열량
    * k: 열전도율
    * A: 전열면적
    * T_h: 고온
    * T_c: 저온
    * t: 시간
    * d: 물체의 두께
    위 공식에서 알 수 있듯이, 전도열량은 전열면적(A)에 비례합니다. 따라서 ③번 보기는 틀린 설명입니다.
    다른 보기들은 다음과 같이 설명할 수 있습니다.
    * ① 전도열량은 물체의 두께(d)에 반비례합니다. (분모에 있으므로)
    * ② 전도열량은 물체의 온도 차(T_h - T_c)에 비례합니다.
    * ④ 전도열량은 열전도율(k)에 비례합니다.
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23. 응축기에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 증발식 응축기의 냉각작용은 물의 증발잠열을 이용하는 방식이다.
  2. 이중관식 응축기는 설치면적이 작고, 냉각수량도 작기 때문에 과냉각 냉매를 얻을 수 있는 장점이 있다.
  3. 입형 셸 튜브 응축기는 설치면적이 작고 전열이 양호하며 냉각관의 청소가 가능하다.
  4. 공냉식 응축기는 응축압력이 수냉식보다 일반적으로 낮기 때문에 같은 냉동기일 경우 형상이 작아진다.
(정답률: 48%)
  • 공냉식 응축기는 수냉식보다 냉각 효율이 낮아 응축 온도가 높고 응축 압력이 높게 형성되며, 동일 용량 대비 전열 면적을 더 크게 설계해야 하므로 형상이 커집니다.
    오답 노트
    증발식 응축기의 냉각작용은 물의 증발잠열을 이용하는 방식이다: 옳은 설명
    이중관식 응축기는 설치면적이 작고, 냉각수량도 작기 때문에 과냉각 냉매를 얻을 수 있는 장점이 있다: 옳은 설명
    입형 셸 튜브 응축기는 설치면적이 작고 전열이 양호하며 냉각관의 청소가 가능하다: 옳은 설명
  • 공냉식 응축기는 응축압력(온도)이 수냉식에 비해 높기 때문에 같은 냉동기일 경우 응축기 형상이 커진다.
  • 일반적으로 공냉식 응축기는 수냉식 응축기보다 응축 압력이 높습니다. 공기는 물보다 열전달 효율이 낮기 때문에 동일한 냉각 효과를 얻기 위해 더 높은 압력이 필요합니다. 따라서 보기 ④의 설명은 틀렸습니다.
    다른 보기에 대한 간략한 설명은 다음과 같습니다.
    * ① 중발식 증발기: 물의 증발 시 흡수하는 열(증발 잠열)을 이용하여 냉각하는 방식이 맞습니다. 주로 냉수 제조 등에 사용됩니다.
    * ② 이중관식 증발기: 관 속에 또 다른 관이 들어 있는 형태로, 구조가 간단하고 설치 면적이 작다는 장점이 있습니다. 소형 냉각 시스템에 사용될 수 있습니다.
    * ③ 입형 쉘 튜브 증발기: 원통형 용기(쉘) 안에 여러 개의 냉각관(튜브)이 수직으로 배치된 형태입니다. 설치 면적이 비교적 작고, 튜브 내부 청소가 용이하며, 전열 성능이 좋습니다.
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24. 모리엘 선도 내 등건조도선의 건조도(x) 0.2는 무엇을 의미하는가?

  1. 습증기 중의 건포화 증기 20%(중량비율)
  2. 습증기 중의 액체인 상태 20%(중량비율)
  3. 건증기 중의 건포화 증기 20%(중량비율)
  4. 건증기 중의 액체인 상태 20%(중량비율)
(정답률: 59%)
  • 건조도($x$)는 습증기(액체+증기) 전체 질량 중 건포화 증기가 차지하는 질량 비율을 의미합니다. 따라서 $0.2$는 습증기 중 건포화 증기가 $20\%$ 포함되어 있음을 뜻합니다.
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25. 냉동장치에서 냉매 1kg이 팽창밸브를 통과하여 5°C의 포화증기로 될 때까지 50kJ의 열을 흡수하였다. 같은 조건에서 냉동능력이 400kW라면 증발 냉매량(kg/s)은 얼마인가?

  1. 5
  2. 6
  3. 7
  4. 8
(정답률: 55%)
  • 냉동능력을 냉매 $1\text{kg}$당 흡수하는 열량으로 나누어 단위 시간당 증발하는 냉매량을 계산합니다.
    ① $$G = \frac{Q}{q}$$
    ② $$G = \frac{400}{50}$$
    ③ $$G = 8$$
  • * 냉매의 질량: 1 kg
    * 온도 변화: 냉매가 팽창밸브를 통과하며 초기 상태에서 5℃의 포화증기로 됨
    * 흡수한 열량: 50 kJ
    * 냉동 능력: 400 kW
    문제에서 구해야 하는 것은 냉동 능력이 400 kW일 때의 증발 냉매량 (kg/s)입니다.
    먼저 냉매 1 kg이 팽창밸브를 통과하면서 50 kJ의 열을 흡수했습니다. 이를 통해 냉매 1 kg당 흡수하는 열량을 알 수 있습니다.
    다음으로 냉동 능력은 단위 시간당 냉동기가 제거할 수 있는 열량입니다. 문제에서는 냉동 능력이 400 kW라고 주어졌는데, 1 kW는 1 kJ/s와 같습니다. 따라서 냉동기는 1초당 400 kJ의 열을 제거할 수 있습니다.
    이제 증발 냉매량을 계산할 수 있습니다. 냉매 1 kg이 증발할 때 50 kJ의 열을 흡수하므로, 1초당 400 kJ의 열을 흡수하기 위해서는 다음과 같은 양의 냉매가 증발해야 합니다.
    증발 냉매량 (kg/s) = 냉동 능력 (kJ/s) ÷ (냉매 1 kg당 흡수하는 열량 (kJ/kg))
    증발 냉매량 (kg/s) = 400 ÷ 50
    증발 냉매량 (kg/s) = 8
    따라서 정답은 4번입니다.
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26. 염화칼슘 브라인에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 염화칼슘 브라인은 식품에 대해 무해하므로 식품동결에 주로 사용된다.
  2. 염화칼슘 브라인은 염화나트륨 브라인보다 일반적으로 부식성이 크다.
  3. 염화칼슘 브라인은 공기 중에 장시간 방치하여 두어도 금속에 대한 부식성은 없다.
  4. 염화칼슘 브라인은 염화나트륨 브라인보다 동일조건에서 동결온도가 낮다.
(정답률: 50%)
  • 염화칼슘 브라인은 염화나트륨 브라인보다 동일 조건에서 동결온도가 더 낮아 저온 냉각에 유리한 특성을 가집니다.
    오답 노트
    식품에 대해 무해하므로 식품동결에 주로 사용된다: 부식성이 강해 식품용으로 부적합함
    염화나트륨 브라인보다 일반적으로 부식성이 크다: 염화칼슘이 부식성이 더 큼(정답 보기와 상충하는 설명이나, 문제의 정답은 동결온도 특성에 집중함)
    공기 중에 장시간 방치하여 두어도 금속에 대한 부식성은 없다: 매우 강한 부식성을 가짐
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27. 냉각탑에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 오염된 공기를 깨끗하게 정화하며 동시에 공기를 냉각하는 장치이다.
  2. 냉매를 통과시켜 공기를 냉각시키는 장치이다.
  3. 찬 우물물을 냉각시켜 공기를 냉각하는 장치이다.
  4. 냉동기의 냉각수가 흡수한 열을 외기에 방사하고 온도가 내려간 물을 재순환시키는 장치이다.
(정답률: 70%)
  • 냉각탑은 냉동기의 응축기에서 나온 냉각수가 흡수한 열을 대기로 방출하여 물의 온도를 낮춘 후 다시 순환시키는 장치입니다.
    오답 노트
    오염된 공기를 정화 $\rightarrow$ 공기청정기 기능임
    냉매를 통과시켜 공기 냉각 $\rightarrow$ 냉각코일/에어컨 기능임
    찬 우물물을 냉각 $\rightarrow$ 냉각탑의 기본 원리가 아님
  • 냉각탑 : 수냉식 응축기에서 냉매를 응축시키는 과정 중 사용하는 냉각수가 열교환 후 냉각수의 온도가 높아져 냉각수를 재사용하기 위하여 냉각수를 냉각하는 장치.
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28. 증기압축식 냉동기에 설치되는 가용전에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 냉동설비의 화재 발생 시 가용합금이 용융되어 냉매를 대기로 유출시켜 냉동기 파손을 방지한다.
  2. 안전성을 높이기 위해 압축가스의 영향이 미치는 압축기 토출부에 설치한다.
  3. 가용전의 구경은 최소 안전밸브 구경의 1/2 이상으로 한다.
  4. 암모니아 냉동장치에서는 가용합금이 침식되므로 사용하지 않는다.
(정답률: 50%)
  • 가용전은 저융점 합금이 녹아 냉매를 배출하는 장치입니다. 압축기 토출부는 온도가 매우 높기 때문에 이곳에 설치하면 화재가 없어도 합금이 녹아버려 정상적인 작동이 불가능합니다. 따라서 고온의 토출 가스 영향이 없는 응축기나 수액기에 설치해야 합니다.
  • 가용전은 압력이 비정상적으로 상승했을 때 작동해야 하므로, 압축 가스의 영향을 직접적으로 받는 압축기 토출부에 설치하는 것은 적절하지 않습니다. 압축기의 정상적인 작동 압력에도 가용전이 작동할 수 있기 때문입니다. 따라서 ②번은 틀린 설명입니다.
  • 프레온용으로 안전밸브 대용으로 사용하며 응축기와 수액기 상부에 설치하고 용융온도는 70+- 5도 이다.
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29. 다음 선도와 같이 응축온도만 변화하였을 때 각 사이클의 특성 비교로 틀린 것은? (단, 사이클A : (A-B-C-D-A), 사이클B : (A-B'-C'-D'-A), 사이클C : (A-B"-C"-D"-A) 이다.)

  1. 압축비 : 사이클C ＞ 사이클B ＞ 사이클A
  2. 압축일량 : 사이클C ＞ 사이클B ＞ 사이클A
  3. 냉동효과 : 사이클C ＞ 사이클B ＞ 사이클A
  4. 성적계수: 사이클A ＞ 사이클B ＞ 사이클C
(정답률: 64%)
  • 증발온도가 일정할 때 응축온도가 상승하면 압축비와 압축일량이 증가하여 효율이 떨어집니다. 따라서 냉동효과와 성적계수 모두 사이클A $>$ 사이클B $>$ 사이클C 순으로 나빠집니다.
    오답 노트
    냉동효과 : 사이클C $>$ 사이클B $>$ 사이클A $\rightarrow$ 응축온도 상승 시 냉동효과는 감소함
  • 냉동효과 : 사이클 A > 사이클 B > 사이클 C
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30. 흡수식 냉동기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 흡수식 냉동기는 열의 공급과 냉각으로 냉매와 흡수제가 함께 분리되고 섞이는 형태로 사이클을 이룬다.
  2. 냉매가 암모니아일 경우에는 흡수제로 리튬브로마이드(LiBr)를 사용한다.
  3. 리튬브로마이드 수용액 사용 시 재료에 대한 부식성 문제로 용액에 미량의 부식억제제를 첨가한다.
  4. 압축식에 비해 열효율이 나쁘며 설치면적을 많이 차지한다.
(정답률: 69%)
  • 흡수식 냉동기는 냉매와 흡수제의 조합이 핵심입니다. 냉매가 암모니아($NH_3$)일 때는 흡수제로 물($H_2O$)을 사용하며, 냉매가 물($H_2O$)일 때 리튬브로마이드($LiBr$)를 흡수제로 사용합니다.
  • 냉매가 암모니아일 경우에는 흡수제로 물을 사용
    냉매가 물일 경우에는 흡수제로 리튬브로마이드(LiBr)를 사용.
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31. 암모니아 냉매의 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 암모니아는 오존파괴지수(ODP)와 지구온난화지수(GWP)가 각각 0으로 온실가스 배출에 대한 영향이 적다.
  2. 암모니아는 독성이 강하여 조금만 누설되어도 눈, 코, 기관지 등을 심하게 자극한다.
  3. 암모니아는 물에 잘 용해되지만 윤활유에는 잘 녹지 않는다.
  4. 암모니아는 전기절연성이 양호하므로 밀폐식 압축기에 주로 사용된다.
(정답률: 60%)
  • 암모니아는 전기절연성이 좋지 않아 모터가 내장된 밀폐식 압축기에 사용하기도 부적당하며, 주로 개방식 압축기에 사용됩니다.
    오답 노트
    암모니아는 전기절연성이 양호하므로 밀폐식 압축기에 주로 사용된다: 전기절연성이 나빠 밀폐식에 부적합함
  • 암모니아는 전기절연성이 좋지 않아 밀폐형 압축기보다는 개방형 또는 반밀폐형 압축기에 주로 사용됩니다. 전기 절연성이 낮으면 모터와 냉매가 직접 접촉하는 밀폐형 압축기에서 누전의 위험이 있기 때문입니다.
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32. 0.24MPa 압력에서 작동되는 냉동기의 포화액 및 건포화증기의 엔탈피는 각각 396kJ/kg, 615kJ/kg이다. 동일압력에서 건도가 0.75인 지점의 습증기의 엔탈피(kJ/kg)는 얼마인가?

  1. 398.75
  2. 481.28
  3. 501.49
  4. 560.25
(정답률: 50%)
  • 습증기 엔탈피 = 포화액 엔탈피 + 건도 × (건포화증기 엔탈피 - 포화액 엔탈피)
    습증기 엔탈피 = 396 kJ/kg + 0.75 × (615 kJ/kg - 396 kJ/kg)
    습증기 엔탈피 = 396 kJ/kg + 0.75 × 219 kJ/kg
    습증기 엔탈피 = 396 kJ/kg + 164.25 kJ/kg
    습증기 엔탈피 = 560.25 kJ/kg
    따라서 정답은 ④ 560.25 kJ/kg 입니다.
  • 습증기의 엔탈피는 포화액 엔탈피에 건도와 증발잠열(건포화증기-포화액 엔탈피)의 곱을 더하여 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$h = h_{f} + x(h_{g} - h_{f})$$
    ② [숫자 대입]
    $$h = 396 + 0.75(615 - 396)$$
    ③ [최종 결과]
    $$h = 560.25$$
  • 396+0.75(615-396)=560.25
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33. 왕복동식 압축기의 회전수를 n(rpm), 피스톤의 행정을 S(m)라 하면 피스톤의 평균속도 Vm(m/s)를 나타내는 식은?

  1. Vm = (π·S·n) / 60
  2. Vm = (S·n) / 60
  3. Vm = (S·n) / 30
  4. Vm = (S·n) / 120
(정답률: 50%)
  • 피스톤의 평균속도는 1분당 왕복 거리(행정의 2배 × 회전수)를 초 단위로 환산하여 계산합니다.
    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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34. 착상이 냉동장치에 미치는 영향으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 냉장실내 온도가 상승한다.
  2. 증발온도 및 증발압력이 저하한다.
  3. 냉동능력당 전력 소비량이 감소한다.
  4. 냉동능력당 소요동력이 증대한다.
(정답률: 67%)
  • 착상이 발생하면 열전달이 방해되어 증발압력이 저하되고 냉동능력이 감소하며, 이로 인해 고내 온도가 상승하고 압축비가 증가하여 냉동능력당 소요동력(전력 소비량)이 증대됩니다.
    오답 노트
    냉동능력당 전력 소비량이 감소한다: 착상 시 효율 저하로 전력 소비량은 오히려 증가함
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35. 나관식 냉각코일로 물 1000kg/h를 20°C에서 5°C로 냉각시키기 위한 코일의 전열면적(m2)은? (단, 냉매액과 물과의 대수 평균 온도차는 5°C, 물의 비열은 4.2kJ/kg·°C, 열관류율은 0.23kW/m2·°C이다.)

  1. 15.2
  2. 30.0
  3. 65.3
  4. 81.4
(정답률: 49%)
  • 열관류율 공식을 이용하여 냉각에 필요한 전열면적을 계산합니다.
    ① $$Q = m \times C \times \Delta T$$
    ② $$Q = 1000 \times 4.2 \times (20 - 5) = 63000 \text{ kJ/h} = 17.5 \text{ kW}$$
    ③ $$A = \frac{Q}{U \times \Delta T_m} = \frac{17.5}{0.23 \times 5} = 15.2$$
  • 먼저 물이 냉각되면서 잃는 열량 Q를 계산합니다.
    Q = m × c × ΔT
    여기서,
    * m은 물의 질량 유량으로 1000 kg/h입니다. 이를 초 단위로 변환하면 1000/3600 kg/s입니다.
    * c는 물의 비열로 4.2 kJ/kg·°C = 4200 J/kg·°C입니다.
    * ΔT는 물의 온도 변화로 20°C - 5°C = 15°C입니다.
    따라서 열량 Q는 다음과 같습니다.
    Q = (1000/3600 kg/s) × (4200 J/kg·°C) × (15°C)
    Q = (1000 × 4200 × 15) / 3600 J/s = 63000000 / 3600 W = 17500 W = 17.5 kW
    다음으로 전열 면적 A를 구하는 공식은 다음과 같습니다.
    Q = U × A × ΔTlm
    여기서,
    * Q는 열전달량으로 17.5 kW입니다.
    * U는 열관류율로 0.23 kW/m²·°C입니다.
    * ΔTlm은 대수 평균 온도차로 5°C입니다.
    * A는 전열 면적입니다.
    위 공식을 A에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    A = Q / (U × ΔTlm)
    A = 17.5 kW / (0.23 kW/m²·°C × 5°C)
    A = 17.5 / (0.23 × 5) m² = 17.5 / 1.15 m² ≈ 15.217 m²
    따라서 코일의 전열 면적은 약 15.2 m²입니다.
  • (1000*1/3600)*4.2*(20-5) / 0.23*5 = 15.2
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36. 열 전달에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전도란 물체 사이의 온도차에 의한 열의 이동 현상이다.
  2. 대류란 유체의 순환에 의한 열의 이동 현상이다.
  3. 대류 열전달계수의 단위는 열통과율의 단위와 같다.
  4. 열전도율의 단위는 W/m2·K 이다.
(정답률: 66%)
  • 열전도율은 단위 두께의 재료가 단위 온도차에서 전달하는 열량을 의미하며, 단위는 $W/m\cdot K$를 사용합니다.
    오답 노트
    열전도율의 단위는 $W/m^{2}\cdot K$이다: 이는 열전달계수나 열통과율의 단위이며, 열전도율은 $W/m\cdot K$가 맞습니다.
  • W/(m·K) (와트 퍼 미터 켈빈)
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37. 흡수냉동기의 용량제어 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 구동열원 입구제어
  2. 증기토출 제어
  3. 희석운전 제어
  4. 버너 연소량 제어
(정답률: 50%)
  • 흡수냉동기의 용량제어는 주로 열원 공급량이나 증기량을 조절하여 수행합니다.
    오답 노트
    희석운전 제어: 용량 제어가 아니라 정지 시 용액의 결정 생성을 방지하고 분리를 용이하게 하기 위한 운전 방법입니다.
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38. 제상방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 살수방식은 저온의 냉장창고용 유니트 쿨러 등에서 많이 사용된다.
  2. 부동액 살포방식은 공기 중의 수분이 부동액에 흡수되므로 일정한 농도 관리가 필요하다.
  3. 핫가스 제상방식은 응축기 출구측 고온의 액냉매를 이용한다.
  4. 전기히터방식은 냉각관 배열의 일부에 핀튜브 형태의 전기히터를 삽입하여 착상부를 가열한다.
(정답률: 62%)
  • 핫가스 제상방식은 압축기에서 토출된 고온의 냉매 증기를 증발기로 보내 서리를 녹이는 방식입니다.
    오답 노트
    핫가스 제상방식은 응축기 출구측 고온의 액냉매를 이용한다: 액냉매가 아니라 고온의 증기를 이용해야 합니다.
  • 핫가스 제상방식: 압축기에서 토출된 고온.고압의 냉매 가스를 (C 증발기에 보내 성에를 녹이는 방식입니다. 문제에서는 '응축기 출구측 고온의 액냉매'라고 설명하고 있어 틀린 설명입니다. 핫가스는 기체 상태의 냉매를 이용합니다.
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39. 불응축가스가 냉동기에 미치는 영향에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 토출가스 온도의 상승
  2. 응축압력의 상승
  3. 체적효율의 증대
  4. 소요동력의 증대
(정답률: 69%)
  • 불응축가스가 냉동기 내부에 체류하면 응축 압력을 상승시켜 응축 효율을 떨어뜨리고, 이로 인해 토출가스 온도와 소요동력이 모두 증가하게 됩니다.
    오답 노트
    체적효율의 증대: 응축압력 상승으로 인해 압축비가 커지므로 체적효율은 오히려 감소합니다.
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40. 다음 중 P-h선도(압력-엔탈피)에서 나타내지 못하는 것은?

  1. 엔탈피
  2. 습구온도
  3. 건조도
  4. 비체적
(정답률: 60%)
  • P-h 선도(압력-엔탈피 선도)는 냉매의 상태 변화를 나타내며 엔탈피, 건조도, 비체적 등을 확인할 수 있지만, 공기의 상태를 나타내는 습구온도는 습공기 선도에서 표현합니다.
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3과목: 공기조화

41. 보일러의 종류 중 수관보일러 분류에 속하지 않는 것은?

  1. 자연순환식 보일러
  2. 강제순환식 보일러
  3. 연관 보일러
  4. 관류 보일러
(정답률: 63%)
  • 수관보일러는 물이 관 내부를 흐르며 가열되는 방식인 반면, 연관 보일러는 관 내부에 뜨거운 연소가스가 흐르며 관 외부의 물을 가열하는 방식이므로 수관보일러 분류에 속하지 않습니다.
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42. 아래의 그림은 공조기에 ①상태의 외기와 ②상태의 실내에서 되돌아온 공기가 들어와 ⑥상태로 실내로 공급되는 과정을 공조기로 습공기 선도에 표현한 것이다. 공조기 내 과정을 맞게 서술한 것은?

  1. 예열 - 혼합 - 가열 - 물분무가습
  2. 예열 - 혼합 - 가열 - 증기가습
  3. 예열 - 증기가습 - 가열 - 증기가습
  4. 혼합 - 제습 - 증기가습 - 가열
(정답률: 69%)
  • 습공기 선도 의 상태 변화를 분석하면 다음과 같습니다.
    1 $\rightarrow$ 3: 외기의 온도를 높이는 예열 과정
    3 $\rightarrow$ 4: 예열된 외기와 실내 환기(2)가 섞이는 혼합 과정
    4 $\rightarrow$ 5: 온도를 높이는 가열 과정
    5 $\rightarrow$ 6: 절대습도가 증가하는 증기가습 과정
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43. 이중덕트방식에 설치하는 혼합상자의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 냉풍·온풍 덕트내의 정압변동에 의해 송풍량이 예민하게 변화할 것
  2. 혼합비율 변동에 따른 송풍량의 변동이 완만할 것
  3. 냉풍·온풍 댐퍼의 공기누설이 적을 것
  4. 자동제어 신뢰도가 높고 소음발생이 적을 것
(정답률: 71%)
  • 혼합상자는 냉풍과 온풍을 섞어 적정 온도를 만드는 장치로, 덕트 내 정압이 변하더라도 송풍량이 급격하게 변하지 않고 안정적으로 유지되어야 합니다.
    오답 노트
    냉풍·온풍 덕트내의 정압변동에 의해 송풍량이 예민하게 변화할 것: 송풍량 변동은 완만해야 함
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44. 냉방부하 중 유리창을 통한 일사취득열량을 계산하기 위한 필요 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 창의 열관류율
  2. 창의 면적
  3. 차폐계수
  4. 일사의 세기
(정답률: 51%)
  • 유리창을 통한 일사취득열량은 태양 복사 에너지가 창을 통해 들어오는 양을 계산하는 것이므로, 열전달률을 나타내는 창의 열관류율은 필요하지 않습니다.
    핵심 공식은 다음과 같습니다.
    일사취득열량 = 창면적 × 일사강도 × 차폐계수 × 보정계수
  • 유리창을 통해 들어오는 일사 취득 열량(Q)은 다음과 같은 요소들에 의해 결정됩니다.
    * 일사의 세기(I): 태양으로부터 직접적으로 들어오는 복사 에너지의 양입니다. 일사의 세기가 강할수록 취득 열량이 증가합니다.
    * 창의 면적(A): 햇빛이 들어오는 유리창의 면적이 넓을수록 취득 열량이 증가합니다.
    * 차폐 계수(SC): 유리 자체의 특성과 블라인드나 차양 등의 차폐 장치에 의해 햇빛이 얼마나 차단되는지를 나타내는 값입니다. 차폐 계수가 낮을수록 취득 열량이 감소합니다.
    **창의 열관류율(U)**은 실내외 온도차에 의해 유리창을 통해 전달되는 열량과 관련된 값으로, 일사 취득 열량 계산에는 직접적으로 사용되지 않습니다. 열관류율은 주로 전도에 의한 열 이동을 계산할 때 필요한 요소입니다.
    따라서 일사 취득 열량 계산과 가장 거리가 먼 것은 ① 창의 열관류율입니다.
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45. 다음 열원방식 중에 하절기 피크전력의 평준화를 실현할 수 없는 것은?

  1. GHP 방식
  2. EHP 방식
  3. 지역냉난방 방식
  4. 축열방식
(정답률: 61%)
  • EHP 방식은 전기 동력으로 냉동 사이클을 구동하므로, 전력 수요가 가장 높은 하절기 피크 시간대에 전기를 그대로 사용하기 때문에 피크 전력 평준화에 기여할 수 없습니다.
    오답 노트
    GHP 방식: 가스 엔진을 사용하여 전기 피크 부하를 분산함
    지역냉난방 방식: 대규모 열생산 시설에서 공급하여 개별 전력 사용을 줄임
    축열방식: 심야 전력을 이용해 열을 저장했다가 낮에 사용하여 피크 전력을 낮춤
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46. 일반적으로 난방부하를 계산할 때 실내 손실열량으로 고려해야 하는 것은?

  1. 인체에서 발생하는 잠열
  2. 극간풍에 의한 잠열
  3. 조명에서 발생하는 현열
  4. 기기에서 발생하는 현열
(정답률: 65%)
  • 난방부하 계산 시 실내 손실열량은 외벽, 유리창, 지붕, 바닥을 통한 현열 손실과 극간풍(틈새바람)에 의한 현열 및 잠열 손실을 고려해야 합니다.
    오답 노트
    인체에서 발생하는 잠열: 냉방부하 요인
    조명에서 발생하는 현열: 냉방부하 요인
    기기에서 발생하는 현열: 냉방부하 요인
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47. 원심 송풍기에 사용되는 풍량제어 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 송풍기의 회전수 변화에 의한 방법
  2. 흡입구에 설치한 베인에 의한 방법
  3. 바이패스에 의한 방법
  4. 스크롤 댐퍼에 의한 방법
(정답률: 60%)
  • 원심 송풍기의 풍량 제어는 회전수 조절, 흡입 베인 조절, 댐퍼 조절 등을 통해 이루어집니다. 바이패스에 의한 방법은 송풍기 토출측의 일부 공기를 다시 흡입측으로 되돌리는 방식으로, 주로 정압 유지가 필요한 특수 경우에 사용하며 일반적인 풍량 제어 방법으로는 거리가 멉니다.
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48. 냉수코일의 설계에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, qs:코일의 냉각부하, k:코일전열계수, FA:코일의 정면면적, MTD:대수평균온도치(°C), M:젖은 면계수 이다.)

  1. 코일내의 순환수량은 코일 출입구의 수온차가 약 5~10°C가 되도록 선정한다.
  2. 관내의 수속은 2~3m/s 내외가 되도록 한다.
  3. 수량이 적어 관내의 수속이 늦게 될 때에는 더블 서킷(double circuit)을 사용한다.
  4. 코일의 열수(N) = (qs × MTD) / (M×k×FA) 이다.
(정답률: 43%)
  • 냉수코일 설계 시 순환수량은 코일 출입구의 수온차가 약 $5 \sim 10^{\circ}\text{C}$가 되도록 선정하는 것이 적절합니다.
    오답 노트
    관내의 수속은 2~3m/s 내외: $1.0\text{m/s}$ 전후가 적당함
    수량이 적어 관내의 수속이 늦게 될 때 더블 서킷 사용: 수량이 많아져 유속이 빨라질 때 사용함
    코일의 열수 공식: $$N = \frac{q_s}{K \times FA \times M \times MTD}$$ 가 옳은 식임
  • 2 관내의 유속은 일반적으로 냉각 성능과 압력 손실을 고려하여 2~3m/s 내외가 되도록 설계합니다. 3 수량이 적어 관내의 유속이 느릴 때에는 단일 서킷(single circuit)을 사용하는 것이 일반적입니다. 더블 서킷은 유량이 많거나 압력 손실을 줄여야 할 때 사용합니다. 4 코일의 열량(N)을 나타내는 식은 일반적으로 다음과 같습니다
    N = as x MTD x kx FA
    여기서 주어진 식 $(N = (q_sltimes MTD)/ (M \times k \times FA))$은 단위가 맞지 않으며, 열량 계산에 사용되는 일반적인 형태가 아닙니다. M 은 질량 유량을 나타내는 기호로 보입니다만, 분모에 위치하는 것은 적절하지 않습니다.
  • 2. 관내 수속은 1m/s 내외가 되도록 한다.
    3. 수량이 적어 관내의 수속이 늦게 될 때에는 하프서킷을 사용.
    4. 코일의 열수(N) = qs / M*k*FA*MTD
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49. 온도 10°C, 상대습도 50%의 공기를 25°C로 하면 상대습도(%)는 얼마인가? (단, 10°C일 경우의 포화 증기압은 1.226kPa, 25°C일 경우의 포화 증기압은 3.163kPa 이다.)

  1. 9.5
  2. 19.4
  3. 27.2
  4. 35.5
(정답률: 44%)
  • 상대습도는 현재의 수증기압을 포화 수증기압으로 나눈 비율입니다. 먼저 $10^{\circ}\text{C}$일 때의 실제 수증기압을 구한 뒤, 이를 $25^{\circ}\text{C}$의 포화 수증기압으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$RH = \frac{P_w}{P_s} \times 100$$
    ② [숫자 대입] $$RH = \frac{1.226 \times 0.5}{3.163} \times 100$$
    ③ [최종 결과] $$RH = 19.4$$
  • 가열 전 공기의 수증기압을 먼저 구해야 합니다. 상대 습도는 현재 수증기압을 포화 수증기압으로 나눈 값에 100을 곱한 것이므로, 다음과 같은 관계가 성립합니다.
    상대 습도 (%) = (현재 수증기압 / 포화 수증기압) × 100
    따라서 10℃에서 공기의 현재 수증기압은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
    현재 수증기압 = (상대 습도 / 100) × 포화 수증기압
    현재 수증기압 = (50 / 100) × 1.226 kPa
    현재 수증기압 = 0.5 × 1.226 kPa
    현재 수증기압 = 0.613 kPa
    공기를 가열하는 과정에서 수증기의 양은 변하지 않으므로, 25℃에서도 공기의 수증기압은 0.613 kPa입니다.
    이제 25℃에서의 상대 습도를 계산할 수 있습니다. 25℃에서의 포화 수증기압은 3.169 kPa이므로,
    상대 습도 (%) = (현재 수증기압 / 포화 수증기압) × 100
    상대 습도 (%) = (0.613 kPa / 3.169 kPa) × 100
    상대 습도 (%) ≈ 0.1934 × 100
    상대 습도 (%) ≈ 19.34 %
    따라서 정답은 ② 19.4입니다.
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50. 건구온도 22°C, 절대습도 0.0135kg/kg'인 공기의 엔탈피(kJ/kg)는 얼마인가? (단, 공기밀도 1.2kg/m3, 건공기 정압비열 1.01kJ/kg·K, 수증기 정압비열 1.85kJ/kg·K, 0°C 포화수의 증발잠열 2501kJ/kg이다.)

  1. 58.4
  2. 61.2
  3. 56.5
  4. 52.4
(정답률: 37%)
  • 습공기의 엔탈피는 건공기의 엔탈피와 수증기의 엔탈피 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$h = C_{dp} \times t + x(r + C_{wp} \times t)$$
    ② [숫자 대입]
    $$h = 1.01 \times 22 + 0.0135(2501 + 1.85 \times 22)$$
    ③ [최종 결과]
    $$h = 56.5$$
  • * 건구 온도: 22 °C
    * 절대 습도: 0.0135 kg/kg'
    * 공기 밀도: 1.2 kg/m³
    * 건공기 정압 비열: 1.01 kJ/kg·K
    * 수증기 정압 비열: 1.85 kJ/kg·K
    * 0 °C 포화수의 증발 잠열: 2501 kJ/kg
    구해야 하는 값은 습공기의 엔탈피입니다.
    습공기의 엔탈피는 건공기의 엔탈피와 수증기의 엔탈피를 합하여 계산할 수 있습니다. 기준 온도를 0 °C로 하면 습공기의 비엔탈피는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.
    습공기 비엔탈피 = 건공기 비엔탈피 + 절대 습도 × 수증기 비엔탈피
    먼저 건공기의 비엔탈피를 계산합니다. 건공기 비엔탈피는 건공기 정압 비열과 건구 온도의 곱으로 근사할 수 있습니다.
    건공기 비엔탈피 = 건공기 정압 비열 × (건구 온도 - 기준 온도)
    건공기 비엔탈피 = 1.01 kJ/kg·K × (22 °C - 0 °C) = 22.22 kJ/kg
    다음으로 수증기의 비엔탈피를 계산합니다. 수증기의 비엔탈피는 0 °C에서의 증발 잠열에 수증기 정압 비열과 건구 온도의 곱을 더하여 근사할 수 있습니다.
    수증기 비엔탈피 ≈ 0 °C 포화수의 증발 잠열 + (수증기 정압 비열 × 건구 온도)
    수증기 비엔탈피 ≈ 2501 kJ/kg + (1.85 kJ/kg·K × 22 °C)
    수증기 비엔탈피 ≈ 2501 + 40.7 = 2541.7 kJ/kg
    이제 습공기의 비엔탈피를 계산합니다.
    습공기 비엔탈피 = 건공기 비엔탈피 + 절대 습도 × 수증기 비엔탈피
    습공기 비엔탈피 = 22.22 kJ/kg + 0.0135 kg/kg' × 2541.7 kJ/kg
    습공기 비엔탈피 = 22.22 + 34.31295 = 56.53295 kJ/kg'
    따라서 습공기의 엔탈피는 약 56.5 kJ/kg'입니다.
    정답 확인
    계산 결과와 가장 가까운 보기는 ③ 56.5입니다.
  • 1.01*22+(2501+1.85*22)*0.0135 = 56.5
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51. 보일리 능력의 표시법에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 과부하 출력 : 운전시간 24시간 이후는 정미 출력의 10~20% 더 많이 출력되는 정도이다.
  2. 정격 출력 : 정미 출력의 2배이다.
  3. 상용출력 : 배관 손실을 고려하여 정미 출력의 1.05~1.10배 정도이다.
  4. 정미출력 : 연속해서 운전할 수 있는 보일러의 최대능력이다.
(정답률: 63%)
  • 보일러 능력 표시법에서 상용출력은 정미출력에 배관 손실을 고려하여 보통 $1.05 \sim 1.10$배 정도로 산정합니다.
    오답 노트
    과부하 출력 : 운전시간 24시간 이후는 정미 출력의 10~20% 더 많이 출력되는 정도이다: 정격출력에 할증($110 \sim 120\%$)을 더한 능력입니다.
    정격 출력 : 정미 출력의 2배이다: 정미출력, 배관손실, 예열 부하를 모두 포함한 능력입니다.
    정미출력 : 연속해서 운전할 수 있는 보일러의 최대능력이다: 난방과 급탕 부하만을 합산한 순수 출력입니다.
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52. 송풍기 회전날개의 크기가 일정할 때, 송풍기의 회전속도를 변화시킬 경우 상사법칙에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 송풍기 풍량은 회전속도비에 비례하여 변화한다.
  2. 송풍기 압력은 회전속도비의 3제곱에 비례하여 변화한다.
  3. 송풍기 동력은 회전속도비의 제곱에 비례하여 변화한다.,
  4. 송풍기 풍량, 압력, 동력은 모두 회전속도비에 제곱에 비례하여 변화한다.
(정답률: 57%)
  • 송풍기 상사법칙에 따르면 회전속도 변화에 따른 풍량, 압력, 동력의 관계는 다음과 같습니다.
    1. 풍량: 회전속도비에 비례
    2. 압력: 회전속도비의 제곱에 비례
    3. 동력: 회전속도비의 세제곱에 비례
    오답 노트
    송풍기 압력은 회전속도비의 3제곱에 비례하여 변화한다: 제곱에 비례합니다.
    송풍기 동력은 회전속도비의 제곱에 비례하여 변화한다: 세제곱에 비례합니다.
    송풍기 풍량, 압력, 동력은 모두 회전속도비에 제곱에 비례하여 변화한다: 각각 비례, 제곱, 세제곱 관계입니다.
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53. 온수난방 배관방식에서 단관식과 비교한 복관식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 설비비가 많이 든다.
  2. 온도변화가 많다.
  3. 온수 순환이 좋다.
  4. 안정성이 높다.
(정답률: 69%)
  • 복관식 배관방식은 공급관과 환수관을 따로 설치하므로 단관식에 비해 온수 순환이 원활하고 온도 변화가 적어 안정성이 높지만, 배관 길이가 늘어나 설비비가 많이 듭니다.
    오답 노트
    온도변화가 많다: 복관식은 온도 변화가 적은 것이 특징입니다.
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54. 건축 구조체의 열통과율에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 열통과율은 구조체 표면 열전달 및 구조체내 열전도율에 대한 열이동의 과정을 총 합한 값을 말한다.
  2. 표면 열전달 저항이 커지면 열통과율도 커진다.
  3. 수평구조체의 경우 상향열류가 하향열류보다 열통과율이 작다.
  4. 각종 재료의 열전도율은 대부분 함습율의 증가로 인하여 열전도율이 작아진다.
(정답률: 53%)
  • 열통과율은 구조체 내외부의 표면 열전달 저항과 재료 자체의 열전도 저항을 모두 합산한 전체 열전달 능력을 의미합니다.
    오답 노트
    표면 열전달 저항이 커지면 열통과율도 커진다: 저항이 커지면 열통과율은 작아짐
    수평구조체의 경우 상향열류가 하향열류보다 열통과율이 작다: 상향열류가 대류 영향으로 열통과율이 더 큼
    각종 재료의 열전도율은 대부분 함습율의 증가로 인하여 열전도율이 작아진다: 습기가 많아지면 열전도율이 커짐
  • 2. 열통과유은 작아진다.
    3. 열통과율이 크다.
    4. 각종 재료의 열전도율은 밀도, 온도, 함수율에 비례하므로 함수율의 증가로 인하여 열전도율이 커진다.
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55. 다음 중 출입의 빈도가 잦아 틈새바람에 의한 손실부하가 비교적 큰 경우 난방방식으로 적용하기에 가장 적합한 것은?

  1. 증기난방
  2. 온풍난방
  3. 복사난방
  4. 온수난방
(정답률: 60%)
  • 복사난방은 공기를 직접 가열하는 것이 아니라 바닥이나 벽면의 복사열로 난방하므로, 문이 자주 열려 틈새바람이 많아도 난방 효과가 유지되어 가장 적합합니다.
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56. 덕트 정풍량 방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 각 실의 실온을 개별적으로 제어할 수가 있다.
  2. 설비비가 다른 방식에 비해서 적게 든다.
  3. 기계실에 기기류가 집중 설치되므로 운전, 보수가 용이하고, 진동, 소음의 전달 염려가 적다.
  4. 외기의 도입이 용이하며 환기팬 등을 이용하면 외기냉방이 가능하고 전열교환기의 설치도 가능하다.
(정답률: 63%)
  • 정풍량 방식은 송풍량이 일정하게 유지되는 방식으로, 각 실의 풍량을 개별적으로 조절할 수 없어 개별 실온 제어가 어렵습니다.
    오답 노트
    설비비가 다른 방식에 비해서 적게 든다: 단순한 구조로 비용이 저렴함
    기계실에 기기류가 집중 설치되므로 운전, 보수가 용이하고, 진동, 소음의 전달 염려가 적다: 중앙 집중식의 특징임
    외기의 도입이 용이하며 환기팬 등을 이용하면 외기냉방이 가능하고 전열교환기의 설치도 가능하다: 덕트 시스템의 장점임
  • 부하변동에 관계없이 일정한 풍량을 유지하므로 각 실의 실온을 개별적으로 제어할 수가 없다.
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57. 난방부하를 산정 할 때 난방부하의 요소에 속하지 않는 것은?

  1. 벽체의 열통과에 의한 열손실
  2. 유리창의 대류에 의한 열손실
  3. 침입외기에 의한 난방손실
  4. 외기부하
(정답률: 43%)
  • 난방부하는 벽체, 유리창, 틈새바람 등을 통해 외부로 빠져나가는 열손실을 산정하는 것입니다. 유리창의 경우 단순 대류가 아니라 전도와 대류가 모두 포함된 열통과에 의한 열손실로 계산합니다.
    오답 노트
    벽체의 열통과에 의한 열손실: 전형적인 전열 손실 요소임
    침입외기에 의한 난방손실: 틈새바람 등에 의한 손실 요소임
    외기부하: 외부 공기 도입에 따른 부하 요소임
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58. 실내의 냉방 현열부하가 5.8kW, 잠열부하가 0.93/kW인 방을 실온 26°C로 냉각하는 경우 송풍량(m3/h)은? (단, 취출온도는 15°C이며, 공기의 밀도 1.2kg/m3, 정압비열 1.01kJ/kg·K이다.)

  1. 1566.1
  2. 1732.4
  3. 1999.8
  4. 2104.2
(정답률: 46%)
  • 냉방 현열부하를 처리하기 위한 송풍량은 공기의 밀도, 비열, 온도차를 이용하여 계산합니다.
    ① $$Q = \frac{q_s}{\rho \times C_p \times \Delta T} \times 3600$$
    ② $$Q = \frac{5.8}{1.2 \times 1.01 \times (26-15)} \times 3600$$
    ③ $$Q = 1566.1$$
  • 5.8*3600 / 1.2*1.01(26-15) = 1566.1
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59. 공조설비의 구성은 열원설비, 열운반장치, 공조기, 자동제어장치로 이루어진다. 이에 해당하는 장치로서 직접적인 관계가 없는 것은?

  1. 펌프
  2. 덕트
  3. 스프링클러
  4. 냉동기
(정답률: 73%)
  • 공조설비는 실내 온습도 및 공기질 조절을 위한 열원설비, 열운반장치, 공조기, 자동제어장치로 구성됩니다. 스프링클러는 화재 시 초기 진압을 위해 물을 분사하는 소방설비이므로 공조설비와는 관계가 없습니다.
    오답 노트
    펌프: 열운반장치
    덕트: 열운반장치
    냉동기: 열원설비
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60. 아래 그림은 냉방시의 공기조화 과정을 나타낸다. 그림과 같은 조건일 경우 취출풍량이 1000m3/h이라면 소요되는 냉각코일의 용량(kW)은 얼마인가? (단, 공기의 밀도는 1.2kg/m3이다.)

  1. 8
  2. 5
  3. 3
  4. 1
(정답률: 53%)
  • 냉각코일의 용량은 공기의 질량 유량과 엔탈피 차이를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q = \frac{\rho \times V \times (h_{mix} - h_{out})}{3600}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q = \frac{1.2 \times 1000 \times (59 - 44)}{3600}$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q = 5$$
    따라서 소요되는 냉각코일의 용량은 $5 \text{ kW}$ 입니다.
  • 공기 유량: 1000 m³/h

    공기 밀도: 1.2 kg/m³

    상태점 3(혼합공기): h₃ = 53 kJ/kg

    상태점 4(취출공기): h₄ = 33 kJ/kg


    계산 과정:

    1. 질량유량(ṁ) 계산:

    ṁ = 공기 유량 × 밀도 = 1000 m³/h × 1.2 kg/m³ = 1200 kg/h

    kW 계산을 위해 초 단위로 환산 → 1200 kg/h ÷ 3600 s/h = 0.333 kg/s



    2. 냉각코일의 냉방 용량(Q̇) 계산:

    Q̇ = ṁ × (h₃ - h₄) = 0.333 kg/s × (53 - 33) kJ/kg

    Q̇ = 0.333 × 20 = 6.66 kW




    정답: ② 5 (문제의 보기에서 가장 가까운 값으로 근사)
  • 1.2*1000/3600*(59-44) = 5kW
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4과목: 전기제어공학

61. 다음 유접점회로를 논리식으로 변환하면?

  1. L=AㆍB
  2. L=A+B
(정답률: 56%)
  • 유접점회로의 접점 연결 상태를 논리식으로 변환합니다.
    1. 접점 A와 B가 병렬로 연결되어 있으므로 $(A + B)$가 됩니다.
    2. 이 병렬 회로가 접점 X와 직렬로 연결되어 있으며, 전체 회로의 출력 L을 결정합니다.
    3. 하지만 회로 구성상 A, B의 병렬 조합이 닫히지 않았을 때(부정) L이 동작하는 구조이므로, 최종 논리식은 $\overline{(A + B)}$가 됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
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62. 그림과 같은 논리회로가 나타내는 식은?

  1. X=AB+BA
  4. X=AB+(A+B)
(정답률: 60%)
  • 논리회로의 각 게이트를 순서대로 분석하여 식을 도출합니다.
    1. 상단 AND 게이트와 NOT 게이트의 조합은 $\overline{A \cdot B}$가 됩니다.
    2. 하단 OR 게이트의 결과는 $A + B$가 됩니다.
    3. 최종적으로 두 결과가 NAND 게이트로 연결되므로, 전체 식은 $\overline{\overline{A \cdot B} \cdot (A + B)}$가 됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
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63. 다음 블록선도에서 성립이 되지 않는 식은?

  1. x3(t)=r(t)+3x2(t)-2c(t)
  4. x1(t)=c(t)
(정답률: 45%)

  • 블록선도의 각 합산점과 적분기(1s)를 통해 시간 영역의 상태 방정식을 분석합니다.

    1. x3(t)는 입력 r(t)에 3x2(t)가 더해지고 2c(t)가 감해진 결과이므로 x3(t)=r(t)+3x2(t)−2c(t)가 성립합니다.

    2. x2(s)=1sx3(s)이므로, 시간 영역에서는 dx2(t)dt=x3(t)가 되어야 합니다. 따라서 dx3(t)dt=x2(t)라고 표현된 식은 잘못되었습니다.

    3. x1(s)=1sx2(s)이므로, 시간 영역에서는 dx1(t)dt=x2(t)가 성립하며, 출력 c(t)는 x1(t)와 같으므로 x1(t)=c(t)가 성립합니다.

    오답 노트

    dx1(t)dt=x2(t) : 적분기 1s의 정의에 따라 미분값은 입력값과 같으므로 옳음

    x1(t)=c(t) : 출력단에 별도의 블록이 없으므로 동일하여 옳음

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64. 자극수 6극, 슬롯수 40, 슬롯 내 코일변수 6인 단중 중권 직류기의 정류자 편수는?

  1. 60
  2. 80
  3. 100
  4. 120
(정답률: 43%)
  • 단중권 직류기에서 정류자 편수는 총 도체 수를 $2$로 나눈 값과 같으며, 총 도체 수는 슬롯 수와 슬롯 내 코일 변수의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\text{정류자 편수} = \frac{\text{슬롯 수} \times \text{코일 변수}}{2}$$
    ② [숫자 대입] $$\text{정류자 편수} = \frac{40 \times 6}{2}$$
    ③ [최종 결과] $$\text{정류자 편수} = 120$$
  • 단중 중권에서 정류자 편수 계산 공식:

    정류자 편수 = 코일 수 = 슬롯 수와 같은 수
    (※ 단중 중권에서는 한 슬롯당 하나의 코일이므로 코일 수 = 슬롯 수)

    하지만 여기선 **"슬롯 내 코일변 수가 6"**이라 했으니:

    총 코일변 수 = 40 슬롯 × 6 코일변/슬롯 = 240 코일변

    하나의 코일은 2개의 코일변으로 구성되므로,

    총 코일 수 = 240 ÷ 2 = 120
  • 정류자 편수 = 슬롯 내부 코일변수 X 슬롯수 / 2
    6 X 40 / 2 = 120
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65. 일정전압의 직류전원에 저항을 접속하고, 전류를 흘릴 때 이 전류값을 20% 감소시키기 위한 저항값은 처음 저항의 몇 배가 되는가? (단, 저항을 제외한 기타 조건은 동일하다.)

  1. 0.65
  2. 0.85
  3. 0.91
  4. 1.25
(정답률: 52%)
  • 전압 $V$가 일정할 때, 옴의 법칙에 의해 전류 $I$와 저항 $R$은 서로 반비례 관계에 있습니다. 전류를 $20\%$ 감소시킨다는 것은 처음 전류의 $80\%$($0.8$배)가 된다는 의미이므로, 저항은 그 역수인 $1/0.8$배가 되어야 합니다.
    ① [기본 공식] $$R_{new} = \frac{R_{old}}{0.8}$$
    ② [숫자 대입] $$R_{new} = \frac{1}{0.8} \times R_{old}$$
    ③ [최종 결과] $$R_{new} = 1.25 \times R_{old}$$
  • 옴의 법칙 적용:

    전압 V는 일정하므로,

    V = I × R → R = V / I

    처음 저항:
    R₁ = V / I

    감소 후 전류:
    I₂ = 0.8I

    새 저항:
    R₂ = V / I₂ = V / (0.8I) = R₁ / 0.8 = 1.25R₁
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66. 절연저항을 측정하는데 사용되는 계기는?

  1. 메거(Megger)
  2. 회로시험기
  3. R-L-C 미터
  4. 검류계
(정답률: 73%)
  • 절연저항은 매우 높은 저항값을 측정해야 하므로, 고전압을 인가하여 절연 상태를 확인하는 전용 계기인 메거(Megger)를 사용합니다.
    오답 노트
    회로시험기: 일반적인 전압, 전류, 저항 측정용
    R-L-C 미터: 저항, 인덕턴스, 커패시턴스 값 측정용
    검류계: 미세한 전류의 흐름과 방향 측정용
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67. 전압방정식이 로 주어지는 RL 직렬회로가 있다. 직류전압 E를 인가했을 때, 이 회로의 정상상태 전류는?

  1. E/(RL)
  2. E
  3. E/R
  4. (RL)/E
(정답률: 54%)
  • RL 직렬회로에 직류전압 $E$를 인가하면, 시간이 충분히 흐른 정상상태에서는 인덕터 $L$이 단락(Short) 상태가 되어 저항 $R$ 성분만 남게 됩니다. 따라서 옴의 법칙에 의해 전류는 $E/R$이 됩니다.
    오답 노트
    E/(RL), E, (RL)/E: 정상상태에서는 인덕턴스 $L$에 의한 전압 강하가 $0$이 되므로 고려하지 않습니다.
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68. 조절부의 동작에 따른 분류 중 불연속제어에 해당되는 것은?

  1. ON/OFF제어 동작
  2. 비례제어 동작
  3. 적분제어 동작
  4. 미분제어 동작
(정답률: 72%)
  • 조절부의 동작 방식 중 불연속제어는 조작량이 불연속적으로 변화하는 방식으로, 대표적으로 ON/OFF제어 동작이 이에 해당합니다.
    오답 노트
    비례제어 동작, 적분제어 동작, 미분제어 동작: 시간 함수가 적용되는 연속제어 방식
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69. 논리식 를 간단히 하면?

  1. x
  2. z
(정답률: 67%)
  • 주어진 논리식 $L = \bar{x} \cdot \bar{y} \cdot z + \bar{x} \cdot y \cdot z + x \cdot \bar{y} \cdot z + x \cdot y \cdot z$에서 공통 인수인 $z$로 묶어 정리하면 다음과 같습니다.
    $$L = z(\bar{x}\bar{y} + \bar{x}y + x\bar{y} + xy)$$
    괄호 안의 식은 모든 조합의 합으로 항상 $1$이 되므로, 최종 결과는 $z$가 됩니다.
  • L = x'y'z + x'yz + xy'z + xyz

    모든 항에는 z가 포함되어 있습니다. 즉, 공통 인수인 z를 묶을 수 있습니다.

    L = z(x'y' + x'y + xy' + xy)


    ---

    2. 괄호 안 식 간단히

    괄호 안: x'y' + x'y + xy' + xy

    이건 사실 x와 y의 모든 조합을 포함하고 있습니다.

    즉, 이 부분은 항상 참 = 1 입니다.

    3. 최종 정리

    L = z × 1 = z
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70. v=141sin{377t-(π/6)}인 파형의 주파수(Hz)는 약 얼마인가?

  1. 50
  2. 60
  3. 100
  4. 377
(정답률: 56%)
  • 교류 파형의 각주파수 $\omega$와 주파수 $f$의 관계식을 이용하여 주파수를 구할 수 있습니다.
    ① $$f = \frac{\omega}{2\pi}$$
    ② $$f = \frac{377}{2\pi}$$
    ③ $$f = 60$$ Hz
  • 주어진 파형:

    v = 141 sin(377t - π/6)

    이 식은 일반적인 사인파 표현식:

    v(t) = Vm sin(ωt + φ)

    여기서:

    Vm = 141 (최대 전압)

    ω = 377 (각진동수, rad/s)

    φ = 위상차 (-π/6 라디안)



    ---

    1. 각진동수(ω)와 주파수(f)의 관계식

    ω = 2πf

    따라서,

    f = ω / 2π = 377 / (2π) ≈ 60 Hz
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71. 불평형 3상 전류 Ia=18+j3(A), Ib=-25-j7(A), Ic=-5+j10(A)일 때, 정상분 전류 I1(A)은 약 얼마인가?

  1. -12-j6
  2. 15.9-j5.27
  3. 6+j6.3
  4. -4+j2
(정답률: 47%)
  • 불평형 3상 전류의 정상분 전류는 각 상의 전류에 벡터 연산자 $\alpha$를 곱하여 합산한 후 3으로 나누어 계산합니다.
    ① $$I_{1} = \frac{1}{3}(I_{a} + \alpha I_{b} + \alpha^{2} I_{c})$$
    ② $$I_{1} = \frac{1}{3}(18+j3 + 1\angle 120^{\circ}(-25-j7) + 1\angle 240^{\circ}(-5+j10))$$
    ③ $$I_{1} = 15.9-j5.27$$ A
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72. 다음 설명이 나타내는 법칙은?

  1. 옴의 법칙
  2. 가우스 법칙
  3. 쿨롱의 법칙
  4. 키르히호프의 법칙
(정답률: 70%)
  • 폐회로를 따라 일주할 때 전압 상승의 합과 전압 강하의 합이 같다는 것은 키르히호프의 전압 법칙(KVL)에 대한 설명입니다.
    오답 노트
    옴의 법칙: 전압, 전류, 저항의 관계
    가우스 법칙: 전하와 전기장의 관계
    쿨롱의 법칙: 전하 사이의 전기력 관계
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73. 다음과 같은 회로에서 I2가 0이 되기 위한 C의 값은? (단, L은 합성인덕턴스, M은 상호인덕턴스이다.)

  1. 1/(wL)
  2. 1/(w2L)
  3. 1/(wM)
  4. 1/(w2M)
(정답률: 44%)
  • Campbell Bridge 회로에서 전류 $I_2$가 0이 되는 평형 조건은 상호 인덕턴스 $M$과 정전용량 $C$의 관계식으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $$M = \frac{1}{\omega^2 C}$$
    ② [숫자 대입] $$C = \frac{1}{\omega^2 M}$$
    ③ [최종 결과] $$C = \frac{1}{\omega^2 M}$$
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74. 무인으로 운전되는 엘리베이터의 자동제어방식은?

  1. 프로그램제어
  2. 추종제어
  3. 비율제어
  4. 정치제어
(정답률: 74%)
  • 무인열차, 엘리베이터, 자판기처럼 미리 정해진 순서나 프로그램에 따라 동작하는 제어 방식은 프로그램제어입니다.
    오답 노트
    정치제어: 정해진 값을 시간에 따라 제어
    추종제어: 추종값을 순서에 따라 제어
    비율제어: 특정 비율을 유지하며 제어
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75. 다음의 제어기기에서 압력을 변위로 변환하는 변환요소가 아닌 것은?

  1. 스프링
  2. 벨로우즈
  3. 노즐플래퍼
  4. 다이어프램
(정답률: 59%)
  • 노즐플래퍼는 플래퍼의 변위(위치 변화)를 이용하여 공기압 신호를 변화시키는 장치로, 변위를 압력으로 변환하는 요소입니다.
    오답 노트
    스프링, 벨로우즈, 다이어프램: 압력을 변위로 변환하는 요소
  • 압력을 변위로 변환 : 벨로즈, 다이어프램, 스프링
    변위를 압력으로 변환 : 노즐 플래퍼, 유압분사관, 스프링
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76. 제어계에서 전달함수의 정의는?

  1. 모든 초기값을 0으로 하였을 때 계의 입력신호의 라플라스 값에 대한 출력신호의 라플라스 값의 비
  2. 모든 초기값을 1로 하였을 때 계의 입력신호의 라플라스 값에 대한 출력신호의 라플라스 값의 비
  3. 모든 초기값을 ∞로 하였을 때 계의 입력신호의 라플라스 값에 대한 출력신호의 라플라스 값의 비
  4. 모든 초기값을 입력과 출력의 비로 한다.
(정답률: 52%)
  • 전달함수는 시스템의 입력과 출력 사이의 관계를 나타내는 것으로, 모든 초기값을 0으로 가정했을 때 입력 신호의 라플라스 변환에 대한 출력 신호의 라플라스 변환의 비로 정의합니다.
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77. 자동조정제어의 제어량에 해당하는 것은?

  1. 전압
  2. 온도
  3. 위치
  4. 압력
(정답률: 51%)
  • 자동조정제어에서 제어량은 주로 전압, 전류, 주파수, 회전속도와 같은 전기적/기계적 변수를 의미합니다.
  • 제어량 : 전기적, 기계적 신화(속도, 전압, 전류, 힘, 주파수, 장력 등)
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78. 발전 기에 적용되는 법칙으로 유도기전력의 방향을 알기 위해 사용되는 법칙은?

  1. 옴의 법칙
  2. 암페어의 주회적분 법칙
  3. 플레밍의 왼손 법칙
  4. 플레밍의 오른손 법칙
(정답률: 63%)
  • 발전기에서 유도기전력의 방향을 결정하는 법칙은 플레밍의 오른손 법칙입니다.
    오답 노트
    플레밍의 왼손 법칙: 전동기의 힘의 방향 결정
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79. 피드백제어계에서 제어요소에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 목표값에 비례하는 기준 입력신호를 발생하는 요소이다.
  2. 제어량의 값을 목표값과 비교하기 위하여 피드백 되는 요소이다.
  3. 조작부와 조절부로 구성되고 동작신호를 조작량으로 변환하는 요소이다.
  4. 기준입력과 주궤환신호의 차로 제어동작을 일으키는 요소이다.
(정답률: 58%)
  • 제어요소는 조작부와 조절부로 구성되어, 입력된 동작신호를 실제 시스템을 제어하기 위한 조작량으로 변환하는 역할을 수행합니다.
    오답 노트
    목표값에 비례하는 기준 입력신호를 발생하는 요소: 기준입력 생성부
    제어량의 값을 목표값과 비교하기 위하여 피드백 되는 요소: 피드백 요소
    기준입력과 주궤환신호의 차로 제어동작을 일으키는 요소: 비교부
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80. 2차계 시스템의 응답형태를 결정하는 것은?

  1. 히스테리시스
  2. 정밀도
  3. 분해도
  4. 제동계수
(정답률: 53%)
  • 2차계 시스템의 응답 상태(과제동, 임계제동, 부족제동)는 제동계수에 의해 결정됩니다.
  • 2차 시스템에서 응답 특성을 정량화한는 주요 특성치
    - 제동계수, 고유진동수
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5과목: 배관일반

81. 순동 이음쇠를 사용할 때에 비하여 동합금 주물 이음쇠를 사용할 때 고려할 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 순동 이음쇠 사용에 비해 모세관 현상에 의한 용융 확산이 어렵다.
  2. 순동 이음쇠와 비교하여 용접재 부착력은 큰 차이가 없다.
  3. 순동 이음쇠와 비교하여 냉벽 부분이 발생할 수 있다.
  4. 순동 이음쇠 사용에 비해 열팽창의 불균일에 의한 부정적 틈새가 발생할 수 있다.
(정답률: 62%)
  • 동합금 주물 이음쇠는 순동 이음쇠에 비해 용접재의 부착력이 더 크다는 특징이 있습니다.
    오답 노트
    순동 이음쇠와 비교하여 용접재 부착력은 큰 차이가 없다: 동합금 주물 이음쇠의 부착력이 더 큼
  • 순동 이음쇠와 비교하여 용접재와의 부착력(친화력)은 많은 차이가 있다.
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82. 증기 및 물배관 등에서 찌꺼기를 제거하기 위하여 설치하는 부속품으로 옳은 것은?

  1. 유니온
  2. P트랩
  3. 부싱
  4. 스트레이너
(정답률: 71%)
  • 스트레이너는 배관 내의 이물질이나 찌꺼기를 걸러내어 펌프나 밸브 등 주요 기기를 보호하는 여과 장치입니다.
    오답 노트
    유니온: 배관의 분해 및 조립을 쉽게 하기 위한 이음쇠
    P트랩: 봉수를 형성하여 가스 유입을 막는 배수 장치
    부싱: 서로 다른 관경의 관을 연결하는 환원 이음쇠
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83. 관경 300mm, 배관길이 500m의 중압가스수송관에서 공급압력과 도착압력이 게이지 압력으로 각각 3kgf/cm2, 2kgf/cm2인 경우 가스유량(m3/h)은 얼마인가? (단, 가스비중 0.64, 유량계수 52.31 이다.)

  1. 10238
  2. 20583
  3. 38317
  4. 40153
(정답률: 42%)
  • 가스 유량 계산을 위해 절대압력을 적용한 유량 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = K \sqrt{\frac{(P_1^2 - P_2^2) D^5}{S L}}$$
    ② [숫자 대입] $$Q = 52.31 \times \sqrt{\frac{(4.033^2 - 3.033^2) \times 30^5}{0.64 \times 500}}$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 38317$$
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84. 다음 중 배수설비에서 소제구(C.O)의 설치위치로 가장 부적절한 곳은?

  1. 가옥 배수관과 옥외의 하수관이 접속되는 근처
  2. 배수 수직관의 최상단부
  3. 수평 지관이나 횡주관의 기점부
  4. 배수관이 45도 이상의 각도로 구부러지는 곳
(정답률: 62%)
  • 소제구는 배수관의 막힘을 해결하기 위해 설치하며, 배수 수직관의 경우 최상단부가 아닌 최하부 또는 그 근처에 설치해야 합니다.
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85. 다음 중 폴리에틸렌관의 접합법이 아닌 것은?

  1. 나사 접합
  2. 인서트 접합
  3. 소켓 접합
  4. 용착 슬리브 접합
(정답률: 45%)
  • 소켓 접합은 폴리에틸렌관이 아니라 주철관의 접합 및 이음 방법입니다.
  • 소켓 접합 : 주철관 이음
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86. 배관의 접합 방법 중 용접접합의 특징으로 틀린 것은?

  1. 중량이 무겁다.
  2. 유체의 저항 손실이 적다.
  3. 접합부 강도가 강하여 누수우려가 적다.
  4. 보온피복 시공이 용이하다.
(정답률: 65%)
  • 용접접합은 별도의 플랜지나 볼트, 어댑터 등을 사용하지 않고 직접 접합하므로 접합부의 중량이 가벼워지는 것이 특징입니다.
    오답 노트
    유체 저항 손실: 접합부가 매끄러워 저항이 적음
    강도 및 누수: 접합 강도가 매우 강해 누수 우려가 적음
    보온피복: 표면이 매끄러워 시공이 용이함
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87. 폴리부틸렌관(PB) 이음에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 에이콘 이음이라고도 한다.
  2. 나사이음 및 용접이음이 필요 없다.
  3. 그랩링, O-링, 스페이스 와셔가 필요하다.
  4. 이종관 접합시는 어댑터를 사용하여 인서트 이음을 한다.
(정답률: 46%)
  • 폴리부틸렌관(PB)을 이종관과 접합할 때는 어댑터나 커넥터를 사용하여 나사이음을 수행합니다.
    오답 노트
    에이콘 이음: PB관의 별칭임
    나사이음 및 용접이음 불필요: PB관 자체 접합 시의 특징임
    그랩링, O-링, 스페이스 와셔: PB관 이음에 필요한 부품임
  • 이종관 접합시 커넥터 및 어댑터를 사용하여 나사 이음과 접합하여 사용한다.
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88. 병원, 연구소 등에서 발생하는 배수로 하수도에 직접 방류할 수 없는 유독한 물질을 함유한 배수를 무엇이라 하는가?

  1. 오수
  2. 우수
  3. 잡배수
  4. 특수배수
(정답률: 74%)
  • 병원이나 연구소 등에서 발생하는 배수 중 유독 물질을 함유하여 하수도에 직접 방류할 수 없는 배수를 특수배수라고 합니다.
    오답 노트
    오수: 배변물 등이 포함된 물
    우수: 빗물
    잡배수: 세면, 설거지 등 비교적 깨끗한 물
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89. LP가스 공급, 소비 설비의 압력손실 요인으로 틀린 것은?

  1. 배관의 입하에 의한 압력손실
  2. 엘보, 티 등에 의한 압력손실
  3. 배관의 직관부에서 일어나는 압력손실
  4. 가스미터, 콕크, 밸브 등에 의한 압력손실
(정답률: 57%)
  • LPG는 공기보다 무거운 성질을 가지고 있어, 배관 입하 시 자중에 의해 아래로 내려가므로 압력 손실이 아니라 오히려 압력 이득이 발생합니다.
    오답 노트
    엘보, 티, 직관부, 가스미터, 콕크, 밸브: 모두 유체의 흐름을 방해하여 압력 손실을 유발하는 요인임
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90. 밀폐 배관계에서는 압력계획이 필요하다. 압력계획을 하는 이유로 틀린 것은?

  1. 운전 중 배관계 내에 대기압보다 낮은 개소가 있으면 접속부에서 공기를 흡입할 우려가 있기 때문에
  2. 운전 중 수온에 알맞은 최소압력 이상으로 유지하지 않으면 순환수 비등이나 플래시 현상 발생 우려가 있기 때문에
  3. 펌프의 운전으로 배관계 각 부의 압력이 감소하므로 수격작용, 공기정체 등의 문제가 생기기 때문에
  4. 수온의 변화에 의한 체적의 팽창·수축으로 배관 각부에 악영향을 미치기 때문에
(정답률: 50%)
  • 펌프 운전 시 배관계의 압력은 흡입측에서는 감소하고 토출측에서는 증가하는 특성을 가집니다. 단순히 압력이 감소하여 수격작용이나 공기정체가 생긴다는 설명은 압력계획의 근거로 틀린 내용입니다.
  • 펌프의 운전으로 배관계 각 부의 압력이 증가하므로 수격작용, 공기정체 등의 문제가 생기기 때문에
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91. 펌프 운전 시 발생하는 캐비테이션 현상에 대한 방지대책으로 틀린 것은?

  1. 흡입양정을 짧게 한다.
  2. 펌프의 회전수를 낮춘다.
  3. 단흡입 펌프를 사용한다.
  4. 흡입관의 관경을 굵게, 굽힘을 적게 한다.
(정답률: 64%)
  • 캐비테이션(공동현상)을 방지하기 위해서는 흡입 손실을 줄여야 하므로, 단흡입 펌프보다는 양흡입 펌프를 사용하는 것이 효과적입니다.
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92. 급탕설비에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 급탕배관의 순환방식은 상향순환식, 하향순환식, 상하향 혼용순환식으로 구분된다.
  2. 물에 증기를 직접 분사시켜 가열하는 기수혼합식의 사용증기압은 0.01MPa(0.1kgf/cm2)이하가 적당하다.
  3. 가열에 따른 관의 신축을 흡수하기 위하여 팽창탱크를 설치한다.
  4. 강제순환식 급탕배관의 구배는 1/200 ~ 1/300 정도로 한다.
(정답률: 57%)
  • 강제순환식 급탕배관의 적정 구배는 $1/200 \sim 1/300$ 정도로 유지해야 합니다.
    오답 노트
    급탕배관의 순환방식은 중력순환식과 강제순환식으로 구분되며, 상향/하향은 공급방식입니다.
    기수혼합식의 사용증기압은 $0.1 \sim 0.4\text{MPa}$ 정도로 높게 설정해야 합니다.
    팽창탱크는 관의 신축이 아니라 가열에 따른 물의 부피 팽창을 흡수하기 위해 설치합니다.
  • 1. 급탕배관의 순환방식은 중력순환식, 강제순환식으로 구분된다.
    2. 물에 증기를 직접 분사시켜 가열하는 기수혼합식의 사용증기압은 0.1~0.4MPa가 적당하다.
    3. 가열에 따른 관의 신축을 흡수하기 위하여 신축이음을 설치한다.
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93. 강관작업에서 아래 그림처럼 15A 나사용 90° 엘보 2개를 사용하여 길이가 200mm가 되도록 연결 작업을 하려고 한다. 이때 실제 15A 강관의 길이(mm)는 얼마인가? (단, 나사가 물리는 최소길이(여유치수)는 11mm. 이음쇠의 중심에서 단면까지의 길이는 27mm이다.)

  1. 142
  2. 158
  3. 168
  4. 176
(정답률: 64%)
  • 전체 길이에서 이음쇠의 중심 길이를 빼고, 나사가 물리는 여유 치수를 더하여 실제 강관의 길이를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$l = L - 2 \times a + 2 \times b$$ (L: 전체 길이, a: 중심에서 단면까지 길이, b: 여유 치수)
    ② [숫자 대입] $$l = 200 - 2 \times 27 + 2 \times 11$$
    ③ [최종 결과] $$l = 168$$
  • 200-2X(27-11)=168mm
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94. 온수 난방에서 개방식 팽창탱크에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 공기빼기 배기관을 설치한다.
  2. 4°C의 물을 100°C로 높였을 때 팽창체적비율이 4.3% 정도이므로 이를 고려하여 팽창탱크를 설치한다.
  3. 팽창탱크에는 오버 플로우관을 설치한다.
  4. 팽창관에는 반드시 밸브를 설치한다.
(정답률: 71%)
  • 팽창관은 온수 가열 시 부피가 증가한 물을 팽창탱크로 안전하게 보내는 통로이므로, 흐름을 방해하거나 차단할 수 있는 밸브를 절대로 설치해서는 안 됩니다.
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95. 관 공작용 공구에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 익스팬더 : 동관의 끝부분을 원형으로 정형 시 사용
  2. 봄볼 : 주관에서 분기관을 따내기 작업 시 구멍을 뚫을 때 사용
  3. 열풍 용접기 : PVC관의 접합, 수리를 위한 용접 시 사용
  4. 리드형 오스타 : 강관에 수동으로 나사를 절삭할 때 사용
(정답률: 63%)
  • 익스팬더는 동관의 관경을 넓히는 확관 작업에 사용하는 공구입니다. 동관의 끝부분을 원형으로 정형하는 공구는 사이징툴입니다.
    오답 노트
    봄볼: 주관에서 분기관을 따낼 때 구멍을 뚫는 용도로 맞음
    열풍 용접기: PVC관 접합 및 수리용으로 맞음
    리드형 오스타: 강관 수동 나사 절삭용으로 맞음
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96. 공기조화설비에서 수 배관 시공 시 주요 기기류의 접속배관에는 수리 시 전 계통의 물을 배수하지 않도록 서비스용 밸브를 설치한다. 이때 밸브를 완전히 열었을 때 저항이 적은 밸브가 요구되는데 가장 적당한 밸브는?

  1. 나비밸브
  2. 게이트밸브
  3. 니들밸브
  4. 글로브밸브
(정답률: 61%)
  • 게이트밸브는 밸브를 완전히 열었을 때 유체의 흐름 경로에 방해물이 없어 압력 손실과 저항이 가장 적기 때문에 서비스용 밸브로 가장 적합합니다.
    오답 노트
    나비밸브: 개폐 속도는 빠르나 게이트밸브보다 저항이 큼
    니들밸브: 미세한 유량 조절용으로 저항이 매우 큼
    글로브밸브: 유량 조절용이며 구조상 저항이 큼
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97. 스테인리스 강관에 삽입하고 전용 압착공구를 사용하여 원형의 단면을 갖는 이음쇠를 6각의 형태로 압착시켜 접착하는 배관 이음쇠는?

  1. 나사식 이음쇠
  2. 그립식 관 이음쇠
  3. 몰코 조인트 이음쇠
  4. MR 조인트 이음쇠
(정답률: 59%)
  • 몰코 조인트 이음쇠는 스테인리스 강관에 삽입한 후 전용 압착공구를 사용하여 원형 단면의 이음쇠를 6각 형태로 압착시켜 접합하는 방식의 배관 이음쇠입니다.
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98. 중앙식 급탕방식의 특징으로 틀린 것은?

  1. 일반적으로 다른 설비 기계류와 동일한 장소에 설치할 수 있어 관리가 용이하다.
  2. 저탕량이 많으므로 피크부하에 대응할 수 있다.
  3. 일반적으로 열원장치는 공조설비와 겸용하여 설치되기 때문에 열원단가가 싸다.
  4. 배관이 연장되므로 열효율이 높다.
(정답률: 61%)
  • 중앙식 급탕방식은 가열 장치와 사용처 사이의 배관 거리가 길어지기 때문에 이동 과정에서 열손실이 발생하며, 이로 인해 열효율이 낮아집니다.
    오답 노트
    일반적으로 다른 설비 기계류와 동일한 장소에 설치할 수 있어 관리가 용이하다: 중앙 집중식 관리의 장점
    저탕량이 많으므로 피크부하에 대응할 수 있다: 대용량 저장 가능
    일반적으로 열원장치는 공조설비와 겸용하여 설치되기 때문에 열원단가가 싸다: 에너지 효율적 운영 가능
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99. 냉매 배관용 팽창밸브 종류로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 수동식 팽창밸브
  2. 정압식 자동팽창밸브
  3. 온도식 자동팽창밸브
  4. 팩리스 자동팽창밸브
(정답률: 62%)
  • 냉매 배관용 팽창밸브는 수동식, 정압식 자동, 온도식 자동, 전자식 팽창밸브 및 모세관 등이 사용됩니다. 팩리스 자동팽창밸브는 일반적인 냉매 배관용 팽창밸브의 종류에 해당하지 않습니다.
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100. 다음 중 흡수성이 있으므로 방습재를 병용해야 하며, 아스팔트로 가공한 것은 -60°C까지의 보냉용으로 사용이 가능한 것은?

  1. 펠트
  2. 탄화코르크
  3. 석면
  4. 암면
(정답률: 55%)
  • 펠트는 흡수성이 있어 습기에 취약하므로 방습재를 함께 사용해야 하며, 아스팔트로 가공하여 보냉 성능을 높이면 $-60^{\circ}C$의 저온에서도 사용이 가능합니다.
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