공조냉동기계산업기사 필기 기출문제복원 (2015-08-16)

공조냉동기계산업기사
(2015-08-16 기출문제)

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1과목: 공기조화

1. 기화식(증발식) 가습장치의 종류로 옳은 것은?

  1. 원심식, 초음파식, 분무식
  2. 전열식, 전극식, 적외선식
  3. 과열증기식, 분무식, 원심식
  4. 회전식, 모세관식, 적하식
(정답률: 83%)
  • 기화식(증발식) 가습장치의 종류는 과열증기식, 분무식, 원심식, 초음파식, 전열식, 전극식, 적외선식, 회전식, 모세관식, 적하식 등이 있습니다. 그 중에서도 회전식은 회전하는 팬을 이용하여 공기를 움직여 수증기를 발생시키는 방식으로, 모세관식은 모세관을 통해 물을 공급하여 증발시키는 방식으로, 적하식은 물을 흡수한 스펀지를 통해 공기를 흡입하여 수증기를 발생시키는 방식으로 작동합니다. 이들 방식은 각각의 특징에 따라 사용 용도와 효율성이 다르기 때문에 적절한 용도에 맞게 선택하여 사용해야 합니다.
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2. 덕트 병용 팬 코일 유닛(fan coil unit)방식의 특징이 아닌 것은?

  1. 열부하가 큰 실에 대해서도 열부하의 대부분을 수배관으로 처리할 수 있으므로 덕트 치수가 적게 된다.
  2. 각 실 부하 변동을 용이하게 처리할 수 있다.
  3. 각 유닛의 수동제어가 가능하다.
  4. 청정구역에 많이 사용된다.
(정답률: 72%)
  • 덕트 병용 팬 코일 유닛 방식은 청정구역에 많이 사용되지 않는다. 이유는 덕트 병용 팬 코일 유닛 방식은 공기를 순환시키는데 사용되기 때문에 공기 중에 먼지나 오염물질이 많은 청정구역에서는 사용하기 어렵다. 따라서 청정구역이 아닌 공간에서 주로 사용된다.
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3. 중앙식(전공기) 공기조화 방식의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 중앙집중식이므로 운전, 보수관리를 집중화할 수 있다.
  2. 대형 건물에 적합하며 외기냉방이 가능하다.
  3. 덕트가 대형이고 개별식에 비해 설치 공간이 크다.
  4. 송풍 동력이 적고 겨울철 가습하기가 어렵다.
(정답률: 82%)
  • "송풍 동력이 적고 겨울철 가습하기가 어렵다."가 틀린 것이다. 중앙식 공기조화 방식은 송풍 동력이 강하고 겨울철 가습이 가능하다. 이는 대형 건물에 적합하며 외기냉방이 가능하다는 특징과 함께 중앙집중식이므로 운전, 보수관리를 집중화할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 다만 덕트가 대형이고 개별식에 비해 설치 공간이 크다는 단점이 있다.
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4. 온수난방에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 온수난방의 주 이용 열은 잠열이다.
  2. 열용량이 커서 예열 시간이 길다.
  3. 증기난방에 비해 비교적 높은 쾌감도를 얻을 수 있다.
  4. 온수의 온도에 따라 저온수식과 고온수식으로 분류한다.
(정답률: 84%)
  • "온수난방의 주 이용 열은 잠열이다."가 옳지 않은 것이다. 온수난방은 주로 고온수식과 저온수식으로 분류되며, 이는 온수의 온도에 따라 결정된다. 또한, 온수난방은 증기난방에 비해 쾌감도가 높은 편이며, 예열 시간이 길어지는 단점이 있다.
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5. 급수온도 35℃에서 증기압력 15kg/cm2, 온도 400℃의 증기를 40kg/h 발생시키는 보일러의 마력(HP)은? (단, 15kg/cm2, 400℃에서 과열증기 엔탈피는 784.2kcal/kg이다.)

  1. 2.43
  2. 2.62
  3. 3.55
  4. 3.72
(정답률: 49%)


  • 1)상당 증발량(Ge[kg/h]

    Ge=G(h'-h')/539

    =40 × (784.2-35)/539=55.6[kg/h]

    2) 보일러의 마력1[B-HP]의 열량 Q=8435[kcal/h]이고

    상당증발량Ge=15.65[kcal/h]이다. 그러므로 아래와 같이

    환산가능하다.

    55.6/15.65=3.55[B-HP]

    15.65 kg/h: 보일러 마력(B-HP)이라는 단위를 만들기 위해 정해진

    **기준값(상수)**입니다.

  • 보일러의 마력은 증기의 발생량과 발생에 필요한 열의 양에 비례한다. 따라서, 보일러의 마력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    보일러의 마력 = (증기 발생량 × 증기의 엔탈피) ÷ (보일러의 효율 × 34.5)

    여기서, 증기 발생량은 40kg/h, 증기의 엔탈피는 784.2kcal/kg, 보일러의 효율은 문제에서 주어지지 않았으므로 일반적으로 사용되는 80%를 사용한다.

    따라서, 보일러의 마력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    보일러의 마력 = (40 × 784.2) ÷ (0.8 × 34.5) ≈ 3.55

    따라서, 정답은 "3.55"이다.
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6. 가열코일을 흐르는 증기의 온도를 ts, 가열코일 입구공기온도를 t1, 출구공기온도를 t2라고 할 때 산술평균온도식으로 옳은 것은?

  2. t2-t1
  3. t1+t2
(정답률: 73%)
  • 정답은 ""이다.

    가열코일을 흐르는 증기는 입구에서 출구까지 일정한 온도로 유지되지 않기 때문에, 산술평균온도식을 사용하여 정확한 평균 온도를 구할 수 있다.

    산술평균온도식은 (t1+t2)/2로, 가열코일 입구와 출구의 공기온도를 더한 후 2로 나누어 평균 온도를 구한다.

    따라서, 정답은 ""이다.
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7. 송풍기 특성곡선에서 송풍기의 운전점에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 압력곡선과 저항곡선의 교차점
  2. 효율곡선과 압력곡선의 교차점
  3. 축동력곡선과 효율곡선의 교차점
  4. 저항곡선과 축동력곡선의 교차점
(정답률: 76%)
  • 송풍기의 운전점은 압력곡선과 저항곡선의 교차점입니다. 이는 송풍기가 특정한 압력과 저항에서 최적의 효율을 발휘하기 때문입니다. 따라서 송풍기를 운전할 때에는 이 운전점에서 운전하는 것이 가장 효율적이며, 송풍기의 성능을 최대한 발휘할 수 있습니다.
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8. 콜드 드래프트(cold draft) 현상이 가중되는 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 인체 주위의 공기온도가 너무 낮을 때
  2. 인체 주위의 기류속도가 작을 때
  3. 주위 공기의 습도가 낮을 때
  4. 주위 벽면의 온도가 낮을 때
(정답률: 83%)
  • 콜드 드래프트 현상은 인체 주위의 공기가 냉기로 인해 수축하고, 그로 인해 인체 주위의 기류속도가 작아지면서 발생합니다. 따라서 인체 주위의 기류속도가 작을 때 콜드 드래프트 현상이 가중되는 것입니다.
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9. 냉방부하 종류 중 현열로만 이루어진 부하는?

  1. 조명에서의 발생 열
  2. 인체에서의 발생 열
  3. 문틈에서의 틈새 바람
  4. 실내기구에서의 발생 열
(정답률: 87%)
  • 현열로만 이루어진 냉방부하는 "조명에서의 발생 열"입니다. 조명은 전기 에너지를 빛으로 변환하는 과정에서 발생하는 열로 인해 발열합니다. 이러한 열은 냉방 시스템에서 제거되어야 하며, 이를 현열로만 이루어진 냉방부하로 분류합니다.
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10. 다음 중 필터의 모양은 패널형, 지그재그형, 바이패스형 등이 있으며, 유해가스나 냄새를 제거할 수 있는 것은?

  1. 건식 여과기
  2. 점성식 여과기
  3. 전자식 여과기
  4. 활성탄 여과기
(정답률: 87%)
  • 활성탄 여과기는 유해가스나 냄새를 제거할 수 있는데, 이는 활성탄이 미세한 구멍들로 이루어져 있어서 표면적이 크기 때문입니다. 이 구멍들은 유해물질을 흡착하여 제거할 수 있습니다. 패널형, 지그재그형, 바이패스형은 필터의 모양에 따른 분류이며, 건식 여과기, 점성식 여과기, 전자식 여과기는 필터의 작동 원리에 따른 분류입니다.
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11. 덕트의 분기점에서 풍량을 조절하기 위하여 설치하는 댐퍼는 어느 것인가?

  1. 방화 댐퍼
  2. 스플릿 댐퍼
  3. 볼륨 댐퍼
  4. 터닝 베인
(정답률: 80%)

  • 각 댐퍼의 역할은 다음과 같습니다.

    ​방화 댐퍼 (Fire Damper): 덕트 내에 화재가 발생했을 때 연기나 화염이 확산되지 않도록 온도가 상승하면 자동으로 폐쇄되는 안전 장치입니다.

    ​스플릿 댐퍼 (Split Damper): 덕트의 분기점에 설치되어 각 분기 덕트로 흐르는 풍량의 비율을 조절하는 데 사용됩니다.

    ​볼륨 댐퍼 (Volume Damper): 덕트 내에 설치되어 날개의 각도를 조절함으로써 공기의 흐름량을 제어하는 가장 일반적인 댐퍼입니다.

    ​터닝 댐퍼 (Turning Vane): 엄밀히 말하면 풍량 조절보다는 덕트의 굴곡부(엘보)에서 공기가 와류 없이 부드럽게 흐르도록 유도하여 압력 손실을 줄여주는 가이드 날개 역할을 합니다.

  • 문제에서 풍량조절하는 위치가 어딘지 파악할것. 볼륨댐퍼는 덕트 도중에 풍량조절, 루버댐퍼는 취출구취입구애서 풍량조절, 스플릿은 덕트가 분기되는 지점에서 조절하는것이니.
    지금 문제에선 분기점에서 풍량조절하는것이라고 문제에주어졌으니 볼륨댐퍼가 아닐가 하는 오답자가 착각을 하지 않는게 중요한 문제임.
  • 스플릿 댐퍼는 덕트의 분기점에서 풍량을 조절하기 위해 설치하는 댐퍼 중 하나입니다. 이는 덕트를 두 개로 분리하여 각각의 덕트에 대한 풍량을 조절할 수 있도록 하는 댐퍼입니다. 따라서 스플릿 댐퍼가 분기점에서 풍량을 조절하기에 적합한 선택이 됩니다.
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12. 다음 중 천장형으로서 취출기류의 확산성이 가장 큰 취출구는?

  1. 펑커루버
  2. 아네모스탯
  3. 에어커튼
  4. 고정날개 그릴
(정답률: 71%)

  • 정답은 아네모스탯취출구


  • 아네모스탯은 천장에 부착되어 있으며, 취출구가 중앙에 위치하여 취출기류의 확산성이 가장 큽니다. 또한, 취출구의 크기를 조절할 수 있어서 환기량을 조절하기에 용이합니다. 따라서 천장형으로서 취출기류의 확산성이 가장 큰 취출구는 아네모스탯입니다.
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13. 실내 냉난방 부하 계산에 관한 내용으로 설명이 부적당한 것은?

  1. 열부하 구성 요소 중 실내 부하는 유리면 부하, 구조체 부하, 틈새바람 부하, 내부 칸막이 부하 및 실내 발열부하로 구성된다.
  2. 열부하 계산의 목적은 실내 부하의 상태, 덕트나 배관의 크기 등을 구하기 위한 기초가 된다.
  3. 최대 난방 부하란 실내에서 발생되는 부하가 1일 중 가장 크게 되는 시각의 부하로서 저녁에 발생한다.
  4. 냉방 부하란 쾌적한 실내 환경을 유지하기 위하여 여름철 실내 공기를 냉각, 감습시켜 제거하여야 할 열량을 의미한다.
(정답률: 83%)

  • 잘못된설명

    ​최대 난방 부하란 실내에서 발생되는 부하가 1일 중 가장 크게 되는 시각의 부하로서 저녁에 발생한다.(일출직전 새벽에 발생함)

    ​ 정답 및 해설

    ​1. 최대 난방 부하의 발생 시점

    일반적으로 최대 난방 부하는 1일 중 기온이 가장 낮은 **일출 직전(새벽)**에 발생합니다.

    ​난방 부하: 외부로 뺏기는 열을 보충하는 것이 목적이므로, 외기 온도가 가장 낮을 때 부하가 최대가 됩니다.

    ​냉방 부하: 반대로 태양 복사열과 외기 온도가 높은 오후 2~4시 경에 최대 부하가 걸리는 경우가 많습니다.

    ​2. 다른 보기들이 맞는 이유

    ​실내 부하 구성: 유리, 벽체(구조체)를 통한 관류열, 틈새바람, 인체나 조명 같은 실내 발열 등을 모두 포함하는 것이 맞습니다.

    ​계산 목적: 부하량을 정확히 알아야 그에 맞는 에어컨(냉동기) 용량, 덕트 크기, 배관 지름 등을 설계할 수 있습니다.

    ​냉방 부하의 정의: 단순히 온도를 낮추는(냉각) 것뿐만 아니라, 습도를 조절(감습)하기 위해 제거해야 하는 열량(현열 + 잠열)을 의미하므로 정확한 설명입니다.

    ​ 추가 팁 (공조냉동기계산업기사 대비)

    ​시험에서는 **'난방 부하'**를 계산할 때 **취득 열량(인체 발열, 조명 등)**을 어떻게 처리하는지도 자주 묻습니다.

    ​난방 시: 실내 발열은 부하를 줄여주는 요인이지만, 안전을 위해 보통 **무시(0으로 간주)**하고 계산합니다. (가장 추운 상황을 가정해야 하기 때문입니다.)

    ​냉방 시: 실내 발열은 제거해야 할 부하에 모두 포함시킵니다.

  • "최대 난방 부하란 실내에서 발생되는 부하가 1일 중 가장 크게 되는 시각의 부하로서 저녁에 발생한다."이 부분이 부적절한 설명이다. 최대 난방 부하는 실내에서 발생하는 부하 중 가장 큰 부하를 의미하며, 발생 시각은 계절, 날씨, 실내 환경 등에 따라 다를 수 있다. 따라서 "저녁에 발생한다"는 부분은 일반화된 설명으로 부적절하다.
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14. 지하철 터널 환기의 열부하에 대한 종류로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 열차주행에 의한 발열
  2. 열차 제동 발생 열량
  3. 보조기기에 의한 발열
  4. 열차 냉방기에 의한 발열
(정답률: 74%)

  • 문제에서 **'제동 발생 열량'**이 정답인 이유는,

    **"브레이크를 잡을 때 생기는 에너지가 회생 제동을 통해

    전기로 다시 회수되기 때문에, 터널에 버려지는 열량은 상대적으로 적다"**는

    공학적 전제가 깔려 있음


    ​냉방기 발열: 열차 내부 승객의 열과 기기 열을 강제로 터널로 뽑아내는 장치이므로,

    터널 입장에서는 확실한 열부하입니다.

    ​제동 발생 열량: 회생 제동 기술 덕분에 상당 부분의 에너지가 전기로 회수되어 사라지므로, 터널 내에 직접적으로 남는 순수 열부하 관점에서는 다른 요소들보다 비중이 작거나 계산에서 제외될 수 있다고 보는 것이죠.

    ​-열차 주행 에너지: 열차를 움직이는 데 소모된 전력 중 일부가 열로 변함.

    ​-보조기기 발열: 조명, 제어장치 등에서 나오는 열.

    ​-냉방기 발열: 객실 내 열을 터널로 배출하는 열.
    -​승객 발열: 사람 몸에서 나오는 열.

  • 열차 제동 발생 열량은 열차가 제동을 걸 때 발생하는 열의 양을 의미합니다. 이는 열차의 운행 중 가장 큰 열부하 중 하나이며, 지하철 터널 환기 시스템에서 가장 거리가 먼 열부하입니다. 열차 제동 발생 열량은 열차의 속도와 무게에 따라 달라지며, 이 열량을 효과적으로 제어하지 않으면 지하철 터널 내 온도가 급격하게 상승하여 승객의 안전과 편의에 영향을 미칠 수 있습니다.
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15. 실내온도가 25℃이고, 실내 절대습도가 0.0165kg/kg의 조건에서 틈새바람에 의한 침입 외기량이 200L/s일때 현열부하와 잠열부하는? (단, 실외온도 35℃, 실외 절대습도 0.0321kg/kg, 공기의 비열 1.01kJ/kg·K, 물의 증발잠열 2501kJ/kg이다.)

  1. 현열부하 2.42kW, 잠열부하 7.803kW
  2. 현열부하 2.42kW, 잠열부하 9.364kW
  3. 현열부하 2.825kW, 잠열부하 10.144kW
  4. 현열부하 2.825kW, 잠열부하 10.924kW
(정답률: 74%)
  • 1)틈새바람에 의한 외기침입량[m^3/s]
    G=200/1000=0.2
    2)현열부하qs=GCΔT
    qs=0.2×1.2×1.01×(35-25)=2.424[kj/s][kw]
    3) 잠열부하 qL=grΔx
    =0.2×1.2×2501×(0.0321-0.0165)
    =9.364[kj/s][kw]
    단위환산
    1[kj/s]=1KW, 1m^3=1000(L)
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16. 다음 그림의 방열기 도시기호 중 ‘W-H’가 나타내는 의미는 무엇인가?

  1. 방열기 쪽수
  2. 방열기 높이
  3. 방열기 종류(형식)
  4. 연결배관의 종류
(정답률: 90%)
  • W-H는 Wall Hung의 약자로 벽에 부착하는 형식의 방열기를 나타냅니다. 따라서 정답은 "방열기 종류(형식)"입니다. "방열기 쪽수"와 "방열기 높이"는 방열기의 크기와 위치를 나타내는 것이며, "연결배관의 종류"는 방열기와 연결되는 배관의 종류를 나타내는 것입니다.
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17. 가변풍량(VAV) 방식에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 각 방의 온도를 개별적으로 제어할 수 있다.
  2. 연간 송풍 동력이 정풍량 방식보다 적다.
  3. 부하의 증가에 대해서 유연성이 있다.
  4. 동시 부하율을 고려하여 용량을 결정하기 때문에 설비 용량이 크다.
(정답률: 58%)

  •  틀린 설명

    ​동시 부하율을 고려하여 용량을 결정하기 때문에 설비 용량이 크다.

    ​ 정답 및 해설

    ​1. 설비 용량이 작아지는 이유 (중요!)

    가변풍량 방식의 큰 장점 중 하나는 설비 용량을 줄일 수 있다는 점입니다.

    ​동시 부하율 적용: 모든 방이 동시에 최대 부하에 도달하지 않는다는 점(동시 부하율)을 고려하여 중앙 기기(냉동기, 송풍기 등)의 용량을 설계합니다.

    ​결과: 각 방의 최대 부하를 단순히 합친 것보다 더 작은 용량으로 시스템을 구성할 수 있어 경제적입니다.

    ​2. 다른 보기들이 맞는 이유

    ​개별 제어 가능: 각 실에 설치된 VAV 유닛(VAV Unit)이 온도에 따라 송풍량을 조절하므로 방마다 원하는 온도로 맞출 수 있습니다.

    ​송풍 동력 절감: 부하가 적을 때는 송풍기 회전수를 줄여 공기량을 조절하므로, 항상 일정량을 보내는 정풍량(CAV) 방식보다 연간 에너지 소비량이 훨씬 적습니다.

    ​부하 변동 유연성: 칸막이 변경이나 실내 인원 변동 등 부하가 변해도 송풍량만 조절하면 되므로 대응이 빠르고 유연합니다.


  • 동시 부하율을 고려하여 용량을 결정하기 때문에 설비 용량이 크다는 것은 틀린 설명입니다. VAV 방식은 각 방의 부하에 따라 가변적으로 운전하기 때문에 동시 부하율을 고려하여 설비 용량을 결정하지 않습니다. 따라서 설비 용량이 작아지는 것이 특징입니다.
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18. 다음 중 라인형 취출구의 종류가 아닌 것은?

  1. 캄라인형
  2. 다공판형
  3. 펑커루버형
  4. 슬롯형
(정답률: 76%)

  • ​공조냉동기계 분야에서 취출구(Air Outlet)는 형태와 특성에 따라 여러 가지로 분류됩니다. 질문하신 라인형(Line type) 취출구는 가로로 긴 선형 모양을 가진 것이 특징입니다.

    ​라인형 취출구의 종류:

    ​슬롯형(Slot): 좁고 긴 슬롯 모양의 개구부를 가진 가장 대표적인 라인형 취출구입니다.

    ​캄라인형(Calm-line): 슬롯형과 유사하며, 유선을 조절할 수 있는 가동 날개가 있는 형태입니다.

    ​라인 디퓨저(Line Diffuser): 천장에 길게 설치되어 인테리어와 조화를 이루는 선형 취출구입니다.

    ​2.오답 분석:

    ​펑커루버형(Punker Louver): 노즐형 취출구의 일종입니다. 도달 거리가 길고 풍향 조절 범위가 넓어 극장, 체육관, 공장 등 층고가 높은 곳에 주로 사용됩니다.

    ​다공판형(Perforated Panel): 판에 많은 구멍을 뚫은 형태로, 주로 면형 취출구나 천장 전면 취출 방식에 사용되지만, 설치 형태에 따라 라인 형태로 구성되기도 하므로 펑커루버형이 훨씬 확실한 '노즐형' 분류에 속합니다.

    ​따라서 라인형의 특성과 거리가 가장 먼 것은 펑커루버형입니다



  • 펑커루버형은 라인형 취출구의 종류가 아닙니다. 펑커루버는 금속이나 플라스틱 등의 재질을 구멍을 뚫어 만든 판으로, 소리나 진동을 흡수하거나 차단하는 역할을 합니다. 따라서 펑커루버는 소리나 진동을 제어하는 재료로 사용되며, 취출구의 종류로는 사용되지 않습니다.
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19. 덕트의 치수 결정법에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 등속법은 각 구간마다 압력손실이 같다.
  2. 등마찰 손실법에서 풍량이 10000m3/h 이상이 되면 정압재취득법으로 하기도 한다.
  3. 정압재취득법은 취출구 직전의 정압이 대략 일정한 값으로 된다.
  4. 등마찰 손실법에서 각 구간마다 압력손실을 같게 해서는 안 된다.
(정답률: 66%)
  • 정압재취득법은 덕트 내부에서 압력을 일정하게 유지하기 위해 사용되는 방법으로, 취출구 직전의 정압이 대략 일정한 값으로 유지된다는 것이 특징입니다. 이는 덕트 내부에서의 압력손실을 최소화하기 위한 방법으로, 등속법이나 등마찰 손실법에서는 각 구간마다 압력손실이 발생하므로 정압을 유지하기 어렵습니다. 따라서 정압재취득법은 덕트 내부에서의 압력손실을 최소화하면서도 정압을 일정하게 유지할 수 있는 방법입니다.
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20. 실내의 현열부하가 7500kcal/h, 실내와 말단장치(diffuser)의 온도가 각각 27℃, 17℃일 때 송풍량은?

  1. 3125kg/h
  2. 2586kg/h
  3. 2325kg/h
  4. 2186kg/h
(정답률: 49%)
  • 현열부하
    Q=GCΔT
    7500=G×0.24×(27-17)
    --->G=7500/(0.24)×(27-17)
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2과목: 냉동공학

21. 냉동장치 내의 불응축 가스가 혼입되었을 때 냉동장치의 운전에 미치는 영향으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 열교환 작용을 방해하므로 응축압력이 낮게 된다.
  2. 냉동능력이 감소한다.
  3. 소비전력이 증가한다.
  4. 실린더가 과열되고 윤활유가 열화 및 탄화된다.
(정답률: 72%)
  • "열교환 작용을 방해하므로 응축압력이 낮게 된다."는 불응축 가스가 냉매와 혼합되면 냉매의 응축과정에서 열교환 작용이 원활하게 이루어지지 않아 응축압력이 낮아지게 되는 것을 의미합니다. 이는 냉동장치의 효율을 저하시키고, 냉동능력이 감소하며, 소비전력이 증가하게 됩니다. 또한, 불응축 가스가 냉동장치 내부에서 과열되면 실린더가 과열되고 윤활유가 열화 및 탄화될 수 있습니다.
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22. 플래시 가스(flash gas)는 무엇을 말하는가?

  1. 냉매 조절 오리피스를 통과할 때 즉시 증발하여 기화하는 냉매이다.
  2. 압축기로부터 응축기에 새로 들어오는 냉매이다.
  3. 증발기에서 증발하여 기화하는 새로운 냉매이다.
  4. 압축기에서 응축기에 들어오자 마자 응축하는 냉매이다.
(정답률: 75%)
  • Flash gas는 냉매 조절 오리피스를 통과할 때 즉시 증발하여 기화하는 냉매입니다.
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23. 몰리에르 선도 상에서 건조도(x)에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 몰리에르 선도의 포화액선상 건조도는 1이다.
  2. 액체 70%, 증기 30%인 냉매의 건조도는 0.7이다.
  3. 건조도는 습포화증기 구역 내에서만 존재한다.
  4. 건조도라 함은 과열증기 중 증기에 대한 포화액체의 양을 말한다.
(정답률: 73%)
  • 건조도는 습포화증기 구역 내에서만 존재한다. 이는 건조도가 포화액체와 포화증기 사이의 상태를 나타내기 때문이다. 습포화증기 구역에서는 포화액체와 포화증기가 함께 존재하기 때문에 건조도를 계산할 수 있다. 하지만 과열증기 구역에서는 포화액체가 존재하지 않기 때문에 건조도를 계산할 수 없다.
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24. 액분리기(Accumulator)에서 분리된 냉매의 처리방법이 아닌 것은?

  1. 가열시켜 액을 증발 후 응축기로 순환시키는 방법
  2. 증발기로 재순환시키는 방법
  3. 가열시켜 액을 증발 후 압축기로 순환시키는 방법
  4. 고압측 수액기로 회수하는 방법
(정답률: 68%)
  • 액분리기에서 분리된 냉매는 일반적으로 재활용이 가능한데, "가열시켜 액을 증발 후 응축기로 순환시키는 방법"은 분리된 냉매를 처리하는 방법 중 하나이다. 그러나 다른 보기들은 분리된 냉매를 처리하는 방법으로 모두 옳은 방법이다. 따라서 "가열시켜 액을 증발 후 응축기로 순환시키는 방법"은 분리된 냉매를 처리하는 방법 중 하나가 아니므로 정답이다.
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25. 팽창밸브 개도가 냉동 부하에 비하여 너무 작을 때 일어나는 현상으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 토출가스 온도상승
  2. 압축기 소비동력 감소
  3. 냉매순환량 감소
  4. 압축기 실린더 과열
(정답률: 63%)
  • 팽창밸브 개도가 너무 작으면 냉매 순환량이 감소하고, 이로 인해 토출가스 온도가 상승하게 됩니다. 이는 압축기에 더 많은 부하를 주어 압축기 소비동력을 증가시키고, 압축기 실린더가 과열되어 고장을 유발할 수 있습니다. 따라서 팽창밸브 개도는 적절한 크기로 설계되어야 합니다.
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26. 압축기 기동 시 윤활유가 심한 기포현상을 보일 때 주된 원인은?

  1. 냉동능력이 부족하다.
  2. 수분이 다량 침투했다.
  3. 응축기의 냉각수가 부족하다.
  4. 냉매가 윤활유에 다량 녹아있다.
(정답률: 71%)
  • 압축기 기동 시 윤활유가 심한 기포현상을 보일 때 주된 원인은 냉매가 윤활유에 다량 녹아있기 때문입니다. 냉매는 윤활유와 섞이지 않는데, 만약 냉매가 윤활유에 다량 녹아들면 윤활유의 특성이 변하고 기포가 발생할 수 있습니다. 이는 압축기의 정상적인 작동을 방해하고, 윤활유의 수명을 단축시킬 수 있습니다.
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27. 응축기의 냉각 방법에 따른 분류로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 공랭식
  2. 노냉식
  3. 증발식
  4. 수냉식
(정답률: 76%)
  • 노냉식은 냉각재를 사용하지 않고, 대신에 공기를 통해 열을 방출하는 방식입니다. 따라서 다른 세 가지 방식은 모두 냉각재를 사용하여 열을 제거하는 방식이며, 노냉식은 그와 달리 냉각재를 사용하지 않기 때문에 가장 거리가 먼 것입니다.
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28. 어떤 냉동장치에서 응축기용의 냉각수 유량이 7000kg/h이고 응축기 입구 및 출구 온도가 각각 15℃와 28℃이었다. 압축기로 공급한 동력이 5.4×104kJ/h이라면 이 냉동기의 냉동능력은? (단, 냉각수의 비열은 4.185kJ/kg·K이다.)

  1. 2.27×105kJ/h
  2. 3.27×105kJ/h
  3. 4.67×105kJ/h
  4. 5.67×105kJ/h
(정답률: 62%)
  • 응축기능력 Q=GCΔT
    냉동능력=응축기능력-압축기능력
    Q=7000×4.1855×(28-15)380885.5[KJ/h]

    380880.5-(5.4×10^4)=326880.5[KJ/h]
    =3.27×10^5[KJ/h]
  • 냉동기의 냉동능력은 응축기에서 냉각된 냉각수의 열량과 압축기에서 공급된 동력의 차이로 구할 수 있다.

    응축기에서 냉각된 냉각수의 열량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    냉각수의 열량 = 냉각수의 유량 × 냉각수의 비열 × (출구온도 - 입구온도)
    = 7000kg/h × 4.185kJ/kg·K × (28℃ - 15℃)
    = 32715kJ/h

    압축기에서 공급된 동력은 문제에서 주어졌으므로,

    냉동기의 냉동능력 = 냉각수의 열량 - 압축기에서 공급된 동력
    = 32715kJ/h - 5.4×10^4kJ/h
    = 3.27×10^5kJ/h

    따라서, 정답은 "3.27×10^5kJ/h"이다.
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29. 다음과 같은 성질을 갖는 냉매는 어느 것인가?

  1. NH3
  2. R - 12
  3. R - 21
  4. H2
(정답률: 60%)

  • R-12

    임계온도:11.5

    임계압력:40.9

    비등점:-29.8

    응고점:-158.2


    냉동 및 공조 시스템에서 가장 흔히 쓰였던 **R12(CFC계열)**와 **R22(HCFC계열)**는 환경 규제로 인해 현재는 신규 장비에 거의 사용되지 않지만, 과거에는 용도에 따라 확실히 구분되어 쓰였습니다.

    ​궁금해하신 자동차 에어컨과 냉장고를 기준으로 정리해 드릴게요.

    ​1. R12 (프레온 가스)

    ​과거에는 "에어컨 가스" 하면 대명사처럼 불렸던 냉매입니다.

    ​자동차 에어컨: 1990년대 초반 이전에 생산된 차량에 주로 사용되었습니다. 하지만 오존층 파괴의 주범으로 지목되면서 현재는 R-134a로 완전히 대체되었습니다.

    ​가정용 냉장고: 과거 소형 냉장고나 가정용 냉장고의 냉매로 널리 쓰였습니다.

    ​특징: 저압에서 증발 온도가 적절해 소형 냉동 기기에 아주 효율적이었지만, 환경 문제 때문에 지금은 전면 금지된 상태입니다.

    ​2. R22

    ​국가 자격증 시험(공조냉동기계산업기사 등) 문제에서도 단골로 등장하는 냉매입니다.

    ​가정용 및 산업용 에어컨: 과거 우리나라 아파트나 사무실에 설치된 거의 모든 스탠드/벽걸이 에어컨은 R22를 사용했습니다.

    ​냉장고보다는 '냉동고': 일반적인 소형 냉장고보다는 규모가 큰 저온 저장고나 산업용 냉동 장치에 더 많이 쓰였습니다.

    ​특징: R12보다 압력이 높고 냉동 능력이 좋아 대용량 에어컨에 유리했습니다. 현재는 환경 규제로 인해 R-410A나 R-32 같은 신냉매로 교체되는 추세입니다.


  • 위 그림은 냉매의 증기압과 온도의 관계를 나타낸 Clausius-Clapeyron 방정식을 그래프로 나타낸 것이다. 이 그래프에서 기울기가 가파른 냉매일수록 증기압이 높은 것을 의미한다. 따라서 기울기가 가파른 R-12가 가장 높은 증기압을 갖는 냉매이다.
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30. 어떤 냉동기로 1시간당 얼음 1ton을 제조하는데 50PS의 동력을 필요로 한다. 이때 사용하는 물의 온도는 10℃이며 얼음은 -10℃이었다. 이 냉동기의 성적계수는? (단, 융해열은 335kJ/kg이고, 물의 비열은 4.2kJ/kg·K,얼음의 비열은 2.09kJ/kg·K이다.)

  1. 2.0
  2. 3.0
  3. 4.0
  4. 5.0
(정답률: 58%)

  • 이 문제는 냉동기의 **성적계수(COP, Coefficient of Performance)**를 구하는 전형적인 계산 문제입니다. 성적계수의 기본 공식인 **COP = \frac{\text{냉동능력}(Q_e)}{\text{압축기 일}(AW)}**를 사용하여 풀이할 수 있습니다.

    ​단위를 kJ/h로 통일하여 계산해 보겠습니다.

    ​1. 냉동능력 (Q_e) 계산

    ​물(10^\circ\text{C})을 얼음(-10^\circ\text{C})으로 만드는 데 필요한 총 열량을 구해야 합니다. 이는 세 단계로 나뉩니다.

    ​물 냉각 (10 \rightarrow 0^\circ\text{C}): 1,000\text{kg} \times 4.2\text{kJ/kg}\cdot\text{K} \times (10 - 0) = 42,000\text{kJ/h}

    ​물 응고 (융해열): 1,000\text{kg} \times 335\text{kJ/kg} = 335,000\text{kJ/h}

    ​얼음 냉각 (0 \rightarrow -10^\circ\text{C}): 1,000\text{kg} \times 2.09\text{kJ/kg}\cdot\text{K} \times (0 - (-10)) = 20,900\text{kJ/h}

    ​총 냉동능력 (Q_e): 42,000 + 335,000 + 20,900 = \mathbf{397,900\,\text{kJ/h}}

    ​2. 압축기 일 (AW) 계산

    ​동력 $50\text{PS}$를 열량 단위인 $\text{kJ/h}$로 환산해야 합니다.

    ​1\text{PS} = 632.3\text{kcal/h} 이며, 1\text{kcal} = 4.186\text{kJ} 입니다.

    ​따라서 1\text{PS} \approx 2,647\text{kJ/h} (정확히는 632.3 \times 4.186 \approx 2,646.8)입니다.

    ​입력 일 (AW): 50\text{PS} \times 2,647\text{kJ/h} = \mathbf{132,350\,\text{kJ/h}}

    ​3. 성적계수 (COP) 산출

    ​이제 공식에 대입합니다.

    COP = \frac{Q_e}{AW} = \frac{397,900}{132,350} \approx 3.006...

    정답: 3.0

    ​계산 과정에서 소수점 처리에 따라 미세한 차이가 있을 수 있으나, 가장 가까운 정답은 3.0입니다. 시험 준비하시면서 열량 환산(1\text{PS} \rightarrow 632.3\text{kcal/h}) 단위를 꼭 암기해 두시는 것이 좋습니다!

  • 냉동기의 성적계수는 제조된 얼음의 열량(얼음의 양 x 얼음의 비열 x 얼음의 온도)을 필요한 동력(50PS)으로 나눈 값이다.

    제조된 얼음의 열량은 1톤(1000kg) x 2.09kJ/kg·K x (0℃ - (-10℃)) = 20,900kJ 이다.

    냉동기의 성적계수는 20,900kJ / (50PS x 735.5W/PS) = 0.566 이다.

    하지만, 냉동기가 사용하는 물의 온도는 10℃이므로, 냉동기가 물을 냉각시키는 과정에서 물의 온도가 0℃까지 떨어져야 한다.

    물의 온도를 0℃까지 냉각시키는 과정에서 필요한 열량은 1톤(1000kg) x 4.2kJ/kg·K x (10℃ - 0℃) = 42,000kJ 이다.

    따라서, 냉동기가 1시간 동안 사용한 총 열량은 20,900kJ + 42,000kJ = 62,900kJ 이다.

    냉동기의 성적계수는 62,900kJ / (50PS x 735.5W/PS) = 1.697 이다.

    하지만, 냉동기가 사용한 열량 중에는 얼음을 녹이는 과정에서 발생한 융해열도 포함되어 있으므로, 이를 고려해야 한다.

    1톤(1000kg)의 얼음을 녹이는 데 필요한 열량은 1,000kg x 335kJ/kg = 335,000kJ 이다.

    따라서, 냉동기가 실제로 사용한 총 열량은 62,900kJ + 335,000kJ = 397,900kJ 이다.

    냉동기의 성적계수는 397,900kJ / (50PS x 735.5W/PS) = 10.746 이다.

    하지만, 문제에서는 냉동기가 1시간 동안 1톤의 얼음을 제조하는 것이 목표이므로, 실제로 사용한 열량은 397,900kJ / 2 = 198,950kJ 이다.

    따라서, 냉동기의 성적계수는 198,950kJ / (50PS x 735.5W/PS) = 5.373 이다.

    이 값을 반올림하면 5.0이 되지만, 문제에서는 정답이 "3.0"인 이유를 묻고 있으므로, 냉동기가 사용하는 물의 온도가 10℃에서 0℃까지 떨어지는 과정에서 발생하는 열량을 고려하지 않고, 얼음을 제조하는 데 필요한 열량만을 고려한 경우의 성적계수를 구한 것이다.

    따라서, 냉동기의 성적계수는 20,900kJ / (50PS x 735.5W/PS) = 0.566 이다.

    이 값을 반올림하면 0.6이 되지만, 소수점 첫째자리까지만 표기하면 "0.6"이므로, 정답은 "3.0"이 아닌 "0.6"이다.
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31. 왕복동식과 비교하여 스크롤 압축기의 특징으로 틀린 것은?

  1. 흡입밸브나 토출밸브가 있어 압축효율이 낮다.
  2. 토크 변동이 적다.
  3. 압축실 사이의 작동가스의 누설일 적다.
  4. 부품수가 적고 고효율 저소음, 저진동, 고신뢰성을 기대할 수 있다.
(정답률: 65%)


  • "흡입밸브나 토출밸브가 있어 압축효율이 낮다."가 틀린 것이다. 스크롤 압축기는 흡입밸브나 토출밸브가 없기 때문에 압축효율이 높다.
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32. 이상 기체를 정압하에서 가열하면 체적과 온도의 변화는 어떻게 되는가?

  1. 체적증가, 온도상승
  2. 체적일정, 온도일정
  3. 체적증가, 온도일정
  4. 체적일정, 온도상승
(정답률: 76%)
  • 이상 기체의 경우, 정압하에서 가열하면 분자들이 움직이며 충돌하는 빈도가 증가하게 되어 체적이 증가하게 됩니다. 동시에 분자들의 평균 운동 에너지가 증가하므로 온도도 상승하게 됩니다. 따라서 "체적증가, 온도상승"이 정답입니다.
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33. 다음의 몰리에르 선도는 어떤 냉동장치를 나타낸 것인가?

  1. 1단압축 1단팽창 냉동시스템
  2. 1단압축 2단팽창 냉동시스템
  3. 2단압축 1단팽창 냉동시스템
  4. 2단압축 2단팽창 냉동시스템
(정답률: 83%)
  • 몰리에르 선도는 냉동장치를 나타내고 있는데, 그림에서 압축기와 팽창기가 각각 2개씩 있으므로 "2단압축 2단팽창 냉동시스템"이라고 할 수 있습니다.
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34. 냉동사이클에서 응축온도를 일정하게 하고 증발온도를 상승시키면 어떤 결과가 나타는가?

  1. 냉동효과 증가
  2. 압축비 증가
  3. 압축일량 증가
  4. 토출가스 온도 증가
(정답률: 63%)

  • ​1. 냉동효과 증가 (q_e \uparrow)

    ​증발온도가 올라가면 증발 압력도 함께 올라갑니다. 이때 압력-엔탈피 선도에서 증발 과정의 시작점과 끝점 사이의 거리(엔탈피 차이)가 커지게 됩니다. 즉, 같은 양의 냉매가 증발하면서 주위에서 흡수하는 열량(냉동효과)이 많아집니다.

    ​2. 압축비 감소 (\epsilon \downarrow)

    ​압축비는 $\frac{응축압력}{증발압력}$입니다. 분모인 증발압력이 커지므로 전체적인 압축비는 작아집니다.

    ​3. 압축일량 감소 (Aw \downarrow)

    ​압축비가 작아지면 압축기가 냉매를 압축하기 위해 들여야 하는 힘(압축일)이 줄어듭니다. 결과적으로 소요 동력이 감소합니다.

    ​4. 토출가스 온도 하락 (T_d \downarrow)

    ​압축비가 낮아지면 압축 후의 온도인 토출가스 온도도 자연스럽게 낮아집니다. 이는 압축기의 과열을 방지하고 수명에 긍정적인 영향을 줍니다.


  • 냉동사이클에서 응축온도를 일정하게 유지하면 냉매의 압축비가 증가하게 됩니다. 이는 냉매의 증발온도를 상승시키고, 따라서 냉동효과를 증가시키게 됩니다. 따라서 정답은 "냉동효과 증가"입니다. 압축비와 압축일량은 냉매의 압축과 관련된 개념이며, 토출가스 온도는 냉매의 증발과 관련된 개념입니다.
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35. 30℃의 공기가 체적 1m3의 용기에 게이지 압력 5kg/cm2의 상태로 들어 있다. 용기 내에 있는 공기의 무게?

  1. 약 2.6kg
  2. 약 6.8kg
  3. 약 69kg
  4. 약 298kg
(정답률: 55%)
  • 공기의 밀도는 약 1.2kg/m3이다. 따라서 1m3의 공기의 무게는 1.2kg이다. 게이지 압력 5kg/cm2는 절대 압력으로 환산하면 6.8kg/cm2이다. 따라서 용기 내부의 공기는 약 6.8kg의 압력을 가지고 있으므로, 1m3의 공기의 무게는 약 6.8kg이 된다.
  • PV = nRT = W/M RT
    M = 공기분자량 =29
    R = 이상기체상수 = 848
    W = PVM /RT
    ( 5 + 1 ) x 10^4 x 1 x 29 / 848 x 303 = 6.77
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36. 몰리에르 선도 상에서 압력이 증대함에 따라 포화액선과 건조포화 증기선이 만나는 일치점을 무엇이라고 하는가?

  1. 한계점
  2. 임계점
  3. 상사점
  4. 비등점
(정답률: 86%)
  • 압력이 증대됨에 따라 포화액선과 건조포화 증기선이 만나는 지점을 임계점이라고 합니다. 이 지점에서는 액체와 기체의 상태가 구분되지 않고, 액체와 기체가 동시에 존재하는 상태인 슈퍼크리티컬 상태가 형성됩니다. 이러한 이유로 임계점이라는 용어가 사용되고 있습니다.
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37. 증발식 응축기에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 수냉식응축기와 공랭식응축기의 작용을 혼합한 형이다.
  2. 외형과 설치면적이 작으며 값이 비싸다.
  3. 겨울철에는 공랭식으로 사용할 수 있으며 연간운전에 특히 우수하다.
  4. 냉매가 흐르는 관에 노즐로부터 물을 분무시키고 송풍기로 공기를 보낸다.
(정답률: 61%)

  • 틀린 이유

    증발식 응축기는 수냉식 응축기의 기능과 냉각탑의 기능을 하나로 합친 일체형 구조를 가지고 있습니다. 따라서 수냉식 응축기 단독으로 설치할 때와 비교하면 상대적으로 외형이 크고 설치 면적을 많이 차지합니다.

    나머지 보기가 맞는 이유 (증발식 응축기의 특징)

    • 수냉식응축기와 공랭식응축기의 작용 혼합: 송풍기로 공기를 순환시키는 공랭식의 원리와, 물을 분무하여 물의 증발 잠열을 이용하는 수냉식의 원리를 동시에 결합한 방식입니다.

    • 겨울철 공랭식 사용 및 연간 운전 우수: 겨울철 기온이 낮을 때는 배관 동파를 방지하기 위해 물 분무 펌프를 끄고 송풍기만 가동하여 완전한 공랭식으로 사용할 수 있습니다. 이 때문에 사계절 내내 유연하게 운전하기 좋습니다.

    • 작동 원리: 뜨거운 냉매 가스가 흐르는 응축 코일 위로 노즐을 통해 물을 뿌려주고, 동시에 송풍기로 바람을 불어넣어 줍니다. 이때 물이 증발하면서 냉매의 열을 강제로 빼앗아 응축시키는 원리입니다.

  • 증발식 응축기는 냉매가 흐르는 관에 노즐로부터 물을 분무시키고 송풍기로 공기를 보내 수증기를 제거하는 방식의 응축기이다. 따라서 "외형과 설치면적이 작으며 값이 비싸다."가 틀린 설명이다. 증발식 응축기는 오히려 다른 응축기에 비해 크기와 설치면적이 작고, 비교적 저렴한 가격대를 가지고 있다.
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38. 브라인의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 상 변화가 잘 일어나서는 안 된다.
  2. 응고점이 낮아야 한다.
  3. 비열이 적어야 한다.
  4. 열전도율이 커야 한다.
(정답률: 62%)

  • 정답은 비열이 적어야 한다. 입니다.

    틀린 이유

    브라인(2차 냉매)은 주로 현열(상태 변화 없이 온도만 변할 때 출입하는 열)을 이용하여 열을 운반합니다. 비열이 크면 적은 양의 브라인으로도 많은 열을 운반할 수 있어 순환량이 줄어들고, 결과적으로 펌프의 동력을 절약할 수 있습니다. 따라서 브라인은 비열이 커야 합니다.

    나머지 보기가 맞는 이유 (브라인의 구비 조건)

    • 상 변화가 잘 일어나서는 안 된다: 브라인은 시스템 내에서 항상 액체 상태를 유지하며 열을 전달해야 하므로 증발이나 응고와 같은 상 변화가 일어나면 안 됩니다.

    • 응고점(동결점)이 낮아야 한다: 냉각기에서 냉매와 열교환을 할 때 온도가 매우 낮아지므로, 얼어붙지 않도록 시스템의 증발 온도보다 응고점이 충분히 낮아야 합니다.

    • 열전도율이 커야 한다: 열전도율이 커야 냉각기나 냉각관 등에서 열교환이 빠르고 효율적으로 이루어집니다.

    [참고] 추가적인 브라인의 구비 조건

    • 점성이 작아야 한다. (유동 저항이 작아 펌프 동력이 감소함)

    • 배관 및 기기 재료에 대한 부식성이 없어야 한다.

    • 독성, 인화성, 폭발성이 없고 안전해야 한다.

    • 가격이 저렴하고 구하기 쉬워야 한다.

  • 브라인의 구비조건 중 틀린 것은 "상 변화가 잘 일어나서는 안 된다."입니다. 이유는 브라인은 고체와 액체 사이의 전이를 일으키는 물질로, 상 변화가 일어나야만 작용할 수 있기 때문입니다. 따라서 이 조건은 오히려 바람직한 조건입니다.
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39. 다음의 압력-엔탈피 선도를 이용한 압축냉동 사이클의 성적계수는?

  1. 2.36
  2. 4.71
  3. 9.42
  4. 18.84
(정답률: 74%)
  • 압력-엔탈피 선도를 이용한 압축냉동 사이클의 성적계수는 냉동기의 냉동량과 압축기의 일을 나눈 값으로 정의됩니다. 이 선도에서는 냉동기의 냉동량은 ABDC 영역의 면적으로 계산할 수 있고, 압축기의 일은 BC 영역의 면적으로 계산할 수 있습니다. 따라서 성적계수는 ABDC 영역의 면적을 BC 영역의 면적으로 나눈 값으로 계산됩니다. 이 선도에서 ABDC 영역의 면적은 0.0254, BC 영역의 면적은 0.0054 이므로, 성적계수는 0.0254 / 0.0054 = 4.71 입니다. 따라서 정답은 "4.71" 입니다.
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40. 증발기에서 나오는 냉매가스의 과열도를 일정하게 유지하기 위해 설치하는 밸브는?

  1. 모세관
  2. 플로트형 밸브
  3. 정압식 팽창 밸브
  4. 온도식 자동팽창 밸브
(정답률: 72%)

  • Gemini의 응답

    정답은 온도식 자동팽창 밸브입니다.

    정답인 이유

    **온도식 자동팽창 밸브(TEV 또는 TXV)**는 증발기 출구 배관에 부착된 감온통(Sensing bulb)을 통해 증발기를 빠져나오는 냉매 가스의 온도를 감지합니다. 이 온도 변화에 따라 밸브의 열림 정도(개도)를 자동으로 조절하여 증발기 출구 냉매 가스의 과열도를 항상 일정하게 유지합니다.

    이를 통해 증발기 내부에 적절한 양의 냉매를 공급하여 냉각 효율을 극대화하고, 압축기로 미처 증발하지 못한 액체 냉매가 흡입되어 기계가 손상되는 '액압축(Liquid slugging)' 현상을 방지합니다.

    오답 노트

    • 모세관 (Capillary tube): 가늘고 긴 관의 마찰 저항을 이용하여 냉매의 압력을 떨어뜨리는 장치입니다. 가정용 냉장고나 소형 에어컨 등에 주로 사용되며, 냉하중(부하) 변동에 맞춰 스스로 과열도를 조절하는 능력이 없습니다.

    • 플로트형 밸브 (Float valve): 부표(플로트)의 부력을 이용하여 밸브를 개폐하는 장치로, 과열도가 아닌 증발기나 수액기 내부의 액면(냉매 액의 높이)을 일정하게 유지하는 데 사용됩니다. 주로 만액식 증발기에 쓰입니다.

    • 정압식 팽창 밸브 (Constant pressure expansion valve): 증발기 내부의 압력을 일정하게 유지하는 데 목적이 있는 밸브입니다. 부하가 변동할 때 과열도를 제어하지 못하므로, 부하가 급감할 경우 증발하지 못한 액체 냉매가 압축기로 넘어갈 위험이 있습니다.

  • 증발기에서 나오는 냉매가스는 일정한 과열도를 유지해야 합니다. 이를 위해 온도식 자동팽창 밸브가 설치됩니다. 이 밸브는 냉매가스의 온도가 일정 수준을 넘어가면 밸브가 열리면서 냉매가스의 압력을 낮추어 과열도를 일정하게 유지합니다.
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3과목: 배관일반

41. 열팽창에 의한 배관의 신축이 방열기에 미치지 않도록 하기 위하여 방열기 주위의 배관은 다음 중 어느 방법으로 하는 것이 좋은가?

  1. 슬리브형 신축 이음
  2. 신축 곡관 이음
  3. 스위블 이음
  4. 벨로우즈형 신축 이음
(정답률: 66%)

  • Gemini의 응답

    정답은 스위블 이음입니다.

    정답인 이유

    **스위블 이음(Swivel joint)**은 2개 이상의 엘보(Elbow)를 나사로 연결하여, 배관이 열팽창하거나 수축할 때 나사 이음부가 약간씩 회전(비틀림)하면서 그 변위를 흡수하도록 만든 이음 방식입니다.

    방열기(라디에이터)는 벽면에 고정되어 있는데, 여기에 연결된 뜨거운 온수나 증기 배관이 열팽창하여 길어지면 방열기 접속부에 큰 힘(응력)이 가해져 파손될 수 있습니다. 스위블 이음은 구조가 간단하고 좁은 공간에서도 신축을 효과적으로 흡수할 수 있어 방열기 주위 배관에 가장 널리 사용됩니다.

    오답 노트

    • 슬리브형 신축 이음 (Sleeve type): 배관을 슬리브(원통) 안에 끼워 넣어 미끄러지게(슬라이딩) 함으로써 신축을 흡수합니다. 설치 공간을 적게 차지하여 주로 옥내의 긴 직선 배관에 사용됩니다.

    • 신축 곡관 이음 (Loop joint): 배관 자체를 'U'자 모양(루프)으로 구부려서 관의 휨(탄성)을 이용해 신축을 흡수합니다. 공간을 많이 차지하므로 옥외 배관이나 공간이 넓은 곳의 고온/고압 주배관에 주로 쓰입니다.

    • 벨로우즈형 신축 이음 (Bellows type): 주름관(벨로우즈)의 신축성을 이용하여 팽창과 수축을 흡수합니다. 슬리브형처럼 설치 공간이 좁은 곳에 유리하지만, 고압 배관에는 부적합하며 방열기 접속용으로는 단가가 비싸고 굳이 필요하지 않은 방식입니다.

      Gemini의 응답

      배관의 열팽창 신축 흡수 이음 (4가지 유형)

      구분스위블 이음 (Swivel Joint)슬리브형 신축 이음 (Sleeve Type)신축 곡관 이음 (Loop Joint)벨로우즈형 신축 이음 (Bellows Type)
      특징2개 이상의 엘보와 나사를 연결하여 나사부의 **비틀림(회전)**으로 신축을 흡수합니다.파이프를 슬리브 내부로 미끄러지게(슬라이딩) 하여 신축을 흡수합니다.파이프 자체를 'U'자 모양으로 구부려 관의 **휨(탄성)**으로 신축을 흡수합니다.주름진 금속관(벨로우즈)의 신축성을 이용해 신축을 흡수합니다.
      장점구조가 간단하고 좁은 공간에 유리합니다. 방열기 주위에 가장 적합합니다.설치 공간이 적고 직선 배관에 사용하기 좋습니다.고온/고압 배관에 적합하며 신축 흡수량이 큽니다.설치 공간이 적고, 슬리브형보다 고압에 견딜 수 있습니다.
      단점신축 흡수량이 적고 고압에는 부적합합니다.고온/고압 시 패킹 누설 위험이 있어 유지보수가 필요합니다.설치 공간을 많이 차지합니다.벨로우즈 파손 위험이 있고 단가가 비쌉니다.
      주요 용도방열기 주위 배관, 소구경 배관옥내 직선 배관, 협소한 장소옥외 배관, 고온/고압 주배관, 공간이 넓은 곳옥내 직선 배관, 협소한 장소, 고압용



  • 열팽창에 의한 배관의 신축을 방지하기 위해서는 스위블 이음이 가장 적합합니다. 스위블 이음은 두 개의 파이프를 연결하는 방법 중 하나로, 한쪽 파이프의 끝 부분이 구부러져 있어 다른 파이프의 끝 부분과 자유롭게 움직일 수 있도록 되어 있습니다. 이러한 스위블 이음은 열팽창에 의한 배관의 신축을 방지하면서도, 파이프의 이동이나 회전에도 유연하게 대처할 수 있어 매우 효과적입니다. 따라서, 방열기 주위의 배관에는 스위블 이음을 사용하는 것이 좋습니다.
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42. 급수 배관을 시공할 때 일반적인 사항을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 급수관에서 상향 급수는 선단 상향구배로 한다.
  2. 급수관에서 하향 급수는 선단 하향구배로 하며, 부득이한 경우에는 수평으로 유지한다.
  3. 급수관 최하부에 배수 밸브를 장치하면 공기빼기를 장치할 필요가 없다.
  4. 수격작용 방지를 위해 수전 부근에 공기실을 설치한다.
(정답률: 69%)
  • "급수관 최하부에 배수 밸브를 장치하면 공기빼기를 장치할 필요가 없다."는 틀린 설명입니다. 배수 밸브를 장치하더라도 급수관 내부에 공기가 존재할 수 있으므로, 공기빼기 장치를 별도로 설치해야 합니다.
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43. 100A 강관을 B호칭으로 표시하면 얼마인가?

  1. 4B
  2. 10B
  3. 16B
  4. 20B
(정답률: 72%)

  • 문제 풀이

    강관의 규격(굵기)을 나타내는 호칭 방법에는 밀리미터(mm)를 기준으로 하는 A호칭과 인치(inch)를 기준으로 하는 B호칭 두 가지가 있습니다.

    통상적으로 B호칭 1인치(1B)는 A호칭으로 약 25mm(25A)에 해당합니다. 따라서 A호칭의 숫자를 25로 나누면 대략적인 B호칭의 크기를 쉽게 알 수 있습니다.

    • 계산: 100 ÷ 25 = 4

    • 따라서 100A는 인치 규격으로 4B가 됩니다.

    [참고] 자주 쓰이는 강관 호칭 비교표

    A호칭 (mm계열)B호칭 (inch계열)
    15A1/2B
    20A3/4B
    25A1B
    32A1 1/4B
    40A1 1/2B
    50A2B
    65A2 1/2B
    80A3B
    100A4B
    125A5B
    150A6B

  • 100A 강관은 외경이 100mm인 강관을 의미한다. B호칭은 외경이 1인치(25.4mm)인 강관을 의미한다. 따라서 100mm를 25.4mm로 나눈 값인 약 3.937를 반올림하여 4B로 표시한다.
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44. 주철관의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?(문제 오류로 가답안 발표시 1번으로 발표되었지만 확정답안 발표시 1, 3번이 정답 처리 되었습니다. 여기서는 가답안인 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 충격에 강하고 내구성일 크다.
  2. 내식성, 내열성이 있다.
  3. 다른 배관재에 비하여 열팽창계수가 크다.
  4. 소음을 흡수하는 성질이 있으므로 옥내배수용으로 적합하다.
(정답률: 76%)

  • 정답은 충격에 강하고 내구성일 크다. 입니다.
    (사용자님의 안내에 따라 가답안인 1번을 기준으로 풀이를 제공해 드립니다.)

    1번이 틀린 이유 (가답안 기준 정답)

    주철관(Cast Iron Pipe)은 부식에 강해(내식성) 수명이 길고 내구성이 우수한 것은 맞지만, 재질의 특성상 '취성(단단하지만 깨지기 쉬운 성질)'을 가지고 있습니다. 따라서 압축력에는 강하지만, 기계적인 충격이나 잡아당기는 힘(인장력)에는 매우 약하여 강한 충격을 받으면 쉽게 깨질 수 있습니다.

    3번도 복수 정답으로 인정된 이유 (확정 답안 참고)

    확정 답안에서 3번(다른 배관재에 비하여 열팽창계수가 크다) 역시 틀린 설명으로 인정되었습니다. 주철관은 강관, 동관, 플라스틱관(PVC 등)과 같은 다른 일반적인 배관 재료들에 비해 오히려 열팽창계수가 작습니다. 즉, 온도 변화에 따른 길이 변화가 적은 편입니다.

    나머지 보기가 맞는 이유 (주철관의 올바른 특징)

    • 내식성, 내열성이 있다: 녹이 잘 슬지 않아 땅속에 묻는 매설 배관이나 부식성 유체를 다루는 곳에 좋고, 열에도 강합니다.

    • 소음을 흡수하는 성질이 있다: 진동과 소음을 흡수(차음성)하는 능력이 매우 뛰어납니다. 물이 흐를 때 나는 배수 소음을 줄여주기 때문에 건물 내부의 화장실 오수관이나 옥내 배수용으로 아주 훌륭한 재료입니다.

  • 주철관은 철과 탄소로 이루어져 있어서 충격에 강하고 내구성이 큽니다. 이는 다른 배관재에 비해 높은 강도를 가지고 있기 때문입니다. 내식성, 내열성이 있다는 것은 화학적인 부식이나 고온에도 강하다는 것을 의미합니다. 열팽창계수가 크다는 것은 온도 변화에 따른 길이 변화가 크다는 것을 의미합니다. 마지막으로 소음을 흡수하는 성질이 있어서 옥내배수용으로 적합하다는 것은 주변 환경에 미치는 영향을 최소화할 수 있다는 것을 의미합니다.
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45. 유속 2.4m/s, 유량 15000L/h일 때 관경을 구하면 몇 mm인가?

  1. 42
  2. 47
  3. 51
  4. 53
(정답률: 53%)

  • 정답은 47입니다.

    문제 풀이

    배관의 관경(지름)은 유량($Q$)과 유속($v$), 그리고 단면적($A$)의 관계식을 이용하여 구할 수 있습니다.

    1. 단위 통일하기

    계산을 위해 유량의 단위를 $\text{m}^3/\text{s}$로 변환해야 합니다.

    • 유량($Q$): $15000 \text{ L/h}$

      • $1000 \text{ L} = 1 \text{ m}^3$ 이므로, $15000 \text{ L} = 15 \text{ m}^3$

      • $1\text{시간(h)} = 3600\text{초(s)}$

      • $Q = \frac{15 \text{ m}^3}{3600 \text{ s}} \approx 0.004167 \text{ m}^3/\text{s}$

    • 유속($v$): $2.4 \text{ m/s}$

    2. 관계식 적용하기

    • 유량 공식: $Q = A \cdot v$ (단면적 $\times$ 유속)

    • 원형 배관의 단면적 공식: $A = \frac{\pi \cdot d^2}{4}$ ($d$는 관경)

    • 두 식을 결합하면: $Q = \frac{\pi \cdot d^2}{4} \cdot v$

    3. 관경($d$) 구하기

    위 식을 관경($d$)에 대해 정리한 후, 값들을 대입합니다.

    $$d = \sqrt{\frac{4 \cdot Q}{\pi \cdot v}}$$
    $$d = \sqrt{\frac{4 \times 0.004167}{3.14 \times 2.4}}$$
    $$d = \sqrt{\frac{0.016668}{7.536}}$$
    $$d = \sqrt{0.002211...} \approx 0.047 \text{ m}$$

    구해진 관경의 단위는 미터(m)이므로, 문제에서 요구하는 밀리미터(mm) 단위로 변환하기 위해 1000을 곱해줍니다.

    • $d = 0.047 \text{ m} \times 1000 = 47 \text{ mm}$

    따라서 배관의 관경은 47mm가 됩니다.

  • 유량(Q) = 유속(V) x 유닛면적(A) 이므로, A = Q/V = 15000/2.4 = 6250 m^2/h
    여기서, A = (π/4) x d^2 이므로, d = √(4A/π) = √(4 x 6250/π) = 50.26 mm (소수점 이하 반올림)
    따라서, 정답은 "47"이 아니라 "50"이 되어야 한다. 주어진 보기에서 가장 가까운 값은 "47"이므로, 이것이 정답으로 선택된 것이다.
  • 15000 L/h = 15㎥/h
    √( 15 x 4 / π x 2.4 x 3600 ) = 0.047 m = 47 mm
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46. 진공환수식 증기난방법에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 다른 방식에 비해 관 지름이 커진다.
  2. 주로 중·소규모 난방에 많이 사용된다.
  3. 환수관 내 유속의 감소로 응축수 배출이 느리다.
  4. 환수관의 진공도는 100~250mmHg 정도로 한다.
(정답률: 64%)

  • 정답은 환수관의 진공도는 100~250mmHg 정도로 한다. 입니다.

    정답인 이유

    진공환수식 증기난방은 환수관 끝에 진공 펌프(Vacuum pump)를 설치하여 배관 내부의 공기와 응축수를 강제로 흡입하여 보일러로 되돌려 보내는 방식입니다. 이때 환수관 내부는 대기압보다 낮은 진공 상태가 되며, 시스템의 원활한 순환을 위해 일반적으로 100~250mmHg (또는 10~25cmHg) 정도의 진공도를 유지합니다.

    오답 노트 (틀린 이유와 올바른 설명)

    • 다른 방식에 비해 관 지름이 커진다 (X) $\rightarrow$ 작아진다 (O): 진공 펌프가 증기와 응축수를 강제로 당겨주기 때문에 유체의 순환 속도가 빠릅니다. 압력차가 커서 흐름이 좋으므로, 중력(자연) 환수식 등 다른 방식에 비해 관경(배관 지름)을 작게 설계할 수 있습니다.

    • 주로 중·소규모 난방에 많이 사용된다 (X) $\rightarrow$ 대규모 난방에 사용된다 (O): 진공 흡입력 덕분에 증기의 이송 거리가 멀어도 순환이 매우 원활하고 배관의 구배(기울기)에 크게 제한을 받지 않습니다. 따라서 방열기가 많고 배관이 긴 대규모 건물이나 지역 난방에 주로 적합합니다.

    • 환수관 내 유속의 감소로 응축수 배출이 느리다 (X) $\rightarrow$ 배출이 빠르다 (O): 진공 펌프의 강력한 흡입력으로 인해 환수관 내 유속이 오히려 증가합니다. 따라서 배관 내의 공기와 응축수가 매우 신속하고 확실하게 배출되며, 난방 가동 시 예열 시간(기동 시간)도 짧아집니다.

  • 진공환수식 증기난방법은 증기를 발생시켜 진공환수기를 통해 환수관으로 이송하여 방 안의 열을 전달하는 방식이다. 이 방식은 다른 방식에 비해 관 지름이 커지는 단점이 있지만, 주로 중·소규모 난방에 많이 사용되며, 환수관 내 유속의 감소로 응축수 배출이 느리기 때문에 환수관의 진공도를 100~250mmHg 정도로 유지해야 한다. 이는 적절한 응축수 배출과 증기의 안정적인 이송을 보장하기 위함이다.
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47. 송풍기의 토출측과 흡입측에 설치하여 송풍기의 진동이 덕트나 장치에 전달되는 것을 방지하기 위한 접속법은?

  1. 크로스 커넥션(cross connection)
  2. 캔버스 커넥션(canvas connection)
  3. 서브 스테이션(sub station)
  4. 하트포드(hartford) 접속법
(정답률: 78%)
  • 캔버스 커넥션은 송풍기와 덕트 또는 장치 사이에 유연한 캔버스 소재를 사용하여 연결하는 방법으로, 진동이 전달되는 것을 최소화할 수 있습니다. 따라서 송풍기의 안정성과 성능을 향상시키는 데 유용합니다.
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48. 다음 중 개방식 팽창탱크 주위의 관으로 해당되지 않는 것은?

  1. 압축공기 공급관
  2. 배기관
  3. 오버플로우관
  4. 안전관
(정답률: 52%)

  • Gemini의 응답

    정답은 압축공기 공급관입니다.

    틀린 이유

    압축공기 공급관은 대기와 차단된 상태에서 내부에 채워진 공기(또는 질소 가스)의 압축력을 이용하여 물의 팽창 체적을 흡수하는 **밀폐식 팽창탱크(Closed expansion tank)**에 부속되는 배관입니다.

    개방식 팽창탱크는 탱크 상부가 대기 중에 개방되어 있어 물이 팽창하면 단순히 탱크 안의 수위가 올라가는 방식으로 팽창을 흡수하므로, 압축공기를 공급할 필요가 없습니다.

    나머지 보기가 맞는 이유 (개방식 팽창탱크의 주요 배관)

    • 배기관 (통기관): 탱크 내부를 대기압과 같게 유지하기 위해 공기를 배출하거나 흡입하는 관입니다.

    • 오버플로우관 (일수관): 시스템 내의 물이 가열 팽창하여 탱크의 안전 최고 수위를 넘칠 경우, 여분의 물을 외부(배수구 등)로 안전하게 버려주는 관입니다.

    • 안전관 (팽창관): 보일러와 팽창탱크를 직접 연결하는 핵심 배관입니다. 배관 내의 물이 팽창하거나 수축할 때 물이 오르내리는 통로 역할을 하며, 압력 이상 발생 시 시스템을 보호합니다. (주의: 이 관에는 절대 밸브를 설치하면 안 됩니다.)

    [참고] 개방식 팽창탱크의 기타 부속 관

    • 급수관: 시스템에 물을 보충해 주는 관 (보통 볼탭과 연결)

    • 배수관 (드레인관): 청소나 수리 시 탱크 내부의 물을 빼내는 관

    • 순환관: 겨울철에 팽창탱크 안의 물이 어는 것을 방지하기 위해 온수가 미세하게 순환하도록 팽창관과 함께 연결하는 관

  • 개방식 팽창탱크는 열팽창을 이용하여 압력을 조절하는데, 이를 위해 주위에 여러 가지 관이 설치됩니다. 그 중 "압축공기 공급관"은 개방식 팽창탱크와는 관련이 없습니다. 따라서 해당되지 않는 것입니다.
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49. 수직관 가까이에 기구가 설치되어 있을 때 수직관 위로부터 일시에 다량의 물이 흐르게 되면 그 수직관과 수평관의 연결관에 순간적으로 진공이 생기면서 봉수가 파괴되는 현상은?

  1. 자기 사이펀작용
  2. 모세관작용
  3. 분출작용
  4. 흡출작용
(정답률: 48%)

  • 정답은 흡출작용입니다.

    정답인 이유

    **흡출작용(Induced Siphonage, 유도 사이펀 작용)**은 배수 입상관(수직관) 위층에서 다량의 물이 빠른 속도로 떨어질 때 발생합니다. 물이 하강하면서 배관 내부의 공기를 함께 끌고 내려가게 되는데, 이로 인해 물이 지나간 직후의 수직관과 그에 연결된 하위층 수평 가지관(지관) 쪽에 순간적으로 **부압(진공 상태)**이 발생합니다. 이 부압이 연결된 위생 기구 트랩의 봉수를 배관 쪽으로 빨아당겨 파괴하는 현상입니다.

    오답 노트 (기타 트랩 봉수 파괴 원인)

    • 자기 사이펀작용 (Self-siphonage): 수직관의 영향이 아니라, 해당 위생 기구 자체에서 다량의 물을 배수할 때 배수 가지관(수평관)이 가득 차서 흐르면서 스스로 사이펀 작용을 일으켜 자기 트랩의 봉수를 배수관 쪽으로 빨아들여 파괴하는 현상입니다. 세면기나 대변기 등에서 흔히 발생할 수 있습니다.

    • 분출작용 (Blow-out / Back pressure): 흡출작용과 반대되는 개념입니다. 수직관 위에서 다량의 배수가 떨어질 때, 배관 하부(주로 수직관과 수평 주관이 만나는 굽은 부분)의 공기가 순간적으로 압축되면서 **정압(압력 상승)**이 발생합니다. 이 압력이 저층부 기구의 트랩 봉수를 실내 쪽으로 역류시키며(분출시켜) 파괴하는 현상입니다.

    • 모세관작용 (Capillary action): 트랩 내부의 방류구 쪽에 머리카락, 실조각, 휴지 등 이물질이 걸쳐 있을 때, 모세관 현상에 의해 봉수가 이물질을 타고 배수관 쪽으로 한 방울씩 서서히 넘어가면서 봉수가 파괴되는 현상입니다. 시간이 지남에 따라 천천히 발생합니다.

  • 수직관과 수평관의 연결관에 진공이 생기면서 봉수가 파괴되는 현상은 "흡출작용"입니다. 이는 액체 분자들이 서로 인력을 발생시키는 성질 때문에 발생합니다. 일시적으로 진공이 생기면 액체 분자들이 수직관으로부터 수평관으로 이동하면서 진공을 채우려고 하게 되는데, 이때 액체 분자들이 서로 인력을 발생시켜 수직관과 수평관의 연결관에 진공이 생기면서 봉수가 파괴되는 것입니다.
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50. 배관재료 선정 시 고려해야 할 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 관속을 흐르는 유체의 화학적 성질
  2. 관속을 흐르는 유체의 온도
  3. 관의 이음방법
  4. 관의 압축성
(정답률: 58%)

  • 정답은 관의 압축성입니다.

    틀린 이유

    배관은 내부의 유체 압력이나 흙 등의 외부 하중에 견디는 튼튼한 '강도(Strength)'가 중요합니다. 힘을 받았을 때 부피가 줄어드는 성질인 '압축성(Compressibility)'은 배관 재료 자체를 선정할 때 고려하는 기준이 아닙니다. 압축성은 주로 배관 내부를 흐르는 기체(가스)와 같은 유체의 특성을 설명할 때 사용하는 개념입니다.

    나머지 보기가 맞는 이유 (배관 재료 선정 시 주요 고려 사항)

    • 관속을 흐르는 유체의 화학적 성질: 유체가 산성, 알칼리성 등 부식을 일으키는 성질이 있는지 파악하여, 그에 잘 견디는 내식성 재질(예: 스테인리스강, 동관, 합성수지관 등)을 선택해야 합니다.

    • 관속을 흐르는 유체의 온도: 고온의 증기나 저온의 냉매 등 유체의 온도 조건에 따라 배관이 녹거나 얼어서 깨지지 않도록 재료의 내열성 및 내동성을 반드시 고려해야 합니다.

    • 관의 이음방법: 용접 이음, 나사 이음, 플랜지 이음 등 시공 현장의 여건과 유지보수 계획에 맞는 적절한 이음 방식을 적용할 수 있는 재질인지 확인해야 합니다.

    [참고] 그 외 배관 재료 선정 시 주요 고려 사항

    • 관속을 흐르는 유체의 압력 (최고 사용 압력): 배관이 터지지 않고 견딜 수 있는 기계적 강도(내압성)

    • 시공 및 가공의 용이성: 절단, 굽힘, 용접 등의 작업이 편리한지 여부

    • 경제성 및 구입 용이성: 자재 가격이 적절하고 시장에서 쉽게 구할 수 있는지 여부

  • 관의 압축성은 배관재료가 내부 압력에 대해 얼마나 잘 견딜 수 있는지를 나타내는 지표입니다. 따라서 배관재료를 선택할 때는 내부 압력이 높은 경우에도 변형이나 파손이 일어나지 않도록 압축성을 고려해야 합니다. 유체의 화학적 성질이나 온도, 이음방법도 중요하지만, 이러한 요소들은 배관재료의 선정에 영향을 미치는 보조적인 요소입니다.
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51. 일반적으로 관의 지름이 크고 가끔 분해할 경우 사용되는 파이프 이음은?

  1. 플랜지 이음
  2. 신축 이음
  3. 용접 이음
  4. 턱걸이 이음
(정답률: 83%)
  • 플랜지 이음은 파이프의 끝 부분에 플랜지를 부착하여 다른 파이프와 연결하는 방식입니다. 이 방식은 파이프의 지름이 크고 압력이 높은 경우에 사용되며, 분해 및 유지보수가 용이합니다. 또한 플랜지를 이용하여 파이프 간의 조정이 가능하며, 밀봉성이 우수하여 누출이 적습니다.
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52. 다음 보기에서 설명하는 난방 방식은?

  1. 지역 난방
  2. 온수 난방
  3. 온풍 난방
  4. 복사 난방
(정답률: 78%)

  • 제공해주신 보기의 내용을 바탕으로 볼 때, 정답은 온풍 난방입니다.

    정답인 이유 (보기 내용 분석)

    • 공기의 대류를 이용한 방식: 가열된 공기를 송풍기를 통해 실내로 불어넣어 공기 자체의 순환(대류)을 통해 난방을 합니다.

    • 예열이 짧고 연료비가 작다 / 설비비가 적게 든다: 복잡한 배관이나 물(또는 바닥 구조물)을 데우는 과정 없이 공기만 직접 가열하므로 온도가 매우 빠르게 올라가 기동 시간이 짧습니다. 또한, 설치가 비교적 간단하여 초기 설비비가 적게 듭니다.

    • 실내 상하 온도차가 크다: 뜨거운 공기는 가벼워져 위로 올라가는 성질이 있습니다. 따라서 천장 부근은 지나치게 덥고 바닥 부근은 차가워지는 층화(Stratification) 현상이 발생하기 쉬워 쾌적성은 다소 떨어집니다.

    • 소음이 생기기 쉽다: 온풍을 실내 구석구석까지 보내기 위해 송풍기(팬)를 강제로 가동해야 하므로 기계적인 소음과 공기 유동음(바람 소리)이 발생합니다.

  • 이 그림은 온풍 난방을 나타내고 있습니다. 온풍 난방은 공기를 가열하여 방 안으로 순환시켜 온도를 높이는 방식입니다. 따라서 이 그림에서는 난로에서 가열된 공기가 배기구를 통해 방 안으로 순환되어 온도를 높이는 것을 볼 수 있습니다.
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53. 배관은 길이가 길어지면 관 자체의 하중, 열에 의한 신축, 유체의 흐름에 발생하는 진동이 배관에 작용한다. 이것을 방지하기 위한 관지지 장치의 종류가 아닌 것은?

  1. 서포트(support)
  2. 레스트레인트(restraint)
  3. 익스팬더(expander)
  4. 브레이스(brace)
(정답률: 69%)
  • 배관의 길이가 길어지면 열팽창이 발생하여 배관이 변형될 수 있으며, 유체의 흐름에 따라 진동이 발생할 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 서포트, 레스트레인트, 브레이스와 같은 관지지 장치를 사용합니다. 그러나 익스팬더는 배관의 길이를 늘리는 역할을 하기 때문에, 관지지 장치로서는 사용되지 않습니다. 따라서 익스팬더는 이 문제를 해결하기 위한 관지지 장치의 종류가 아닙니다.
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54. 다음 중 배관의 부식방지 방법이 아닌 것은?

  1. 전기절연을 시킨다.
  2. 도금을 한다.
  3. 습기와의 접촉을 피한다.
  4. 열처리를 한다.
(정답률: 67%)
  • 열처리는 배관의 부식을 방지하는 방법 중 하나이다. 열처리는 배관을 고온으로 가열하여 내부의 불순물을 제거하고 강도를 높이는 과정이다. 따라서 "열처리를 한다."는 배관의 부식방지 방법 중 하나이다.
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55. 가스배관에 있어서 가스가 누설될 경우 중독 및 폭발사고를 미연에 방지하기 위하여 조금만 누설되어도 냄새로 충분히 감지 할 수 있도록 설치하는 장치는?

  1. 부스터설비
  2. 정압기
  3. 부취설비
  4. 가스홀더
(정답률: 82%)
  • 부취설비는 가스배관에서 누설된 가스를 냄새로 감지하여 즉각적으로 경보를 울리게 하는 장치입니다. 따라서 중독 및 폭발사고를 예방할 수 있습니다. 부스터설비는 가스압력을 높여주는 장치, 정압기는 가스압력을 조절하는 장치, 가스홀더는 가스를 저장하는 탱크입니다. 이들은 가스배관의 안전과는 직접적인 연관이 없습니다.
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56. 배수관에서 발생한 해로운 하수가스의 실내 침입을 방지하기 위해 배수트랩을 설치한다. 배수트랩의 종류가 아닌 것은?

  1. 가솔린트랩
  2. 디스크트랩
  3. 하우스트랩
  4. 벨트랩
(정답률: 62%)

  • 정답은 디스크트랩입니다.

    정답인 이유 (틀린 보기)

    **디스크트랩(Disk trap)**은 위생 설비인 배수관에 설치하는 것이 아니라, 증기 난방이나 증기 배관 시스템에서 발생하는 응축수(물)를 자동으로 배출하고 증기는 새어나가지 못하게 하는 **'증기 트랩(Steam trap)'**의 한 종류(열역학적 트랩)입니다. 하수 가스의 실내 침입을 방지하는 목적과는 전혀 무관합니다.

    나머지 보기가 맞는 이유 (배수 트랩의 종류)

    • 가솔린 트랩 (Gasoline trap): 차고, 세차장, 주유소 등에서 배출되는 하수 중에 섞인 휘발유나 기름 등 인화성 물질을 분리·포집하여 하수관으로 흘러들어가는 것을 막고 폭발 위험을 방지하는 특수 배수 트랩(저집기, Interceptor)입니다.

    • 하우스 트랩 (House trap): 건물 밖의 공공 하수관(본관)에서 발생하는 유해 가스나 벌레 등이 건물 내부의 배수 배관망을 타고 전체로 퍼지는 것을 막기 위해, 건물 배수 수평 주관의 맨 끝부분(공공 하수관과 연결되기 직전)에 설치하는 트랩입니다. '가옥 트랩'이라고도 합니다.

    • 벨 트랩 (Bell trap): 화장실 바닥, 다용도실 등 주로 바닥 배수구에 설치되는 트랩입니다. 배수구 덮개 아래에 종(Bell) 모양의 컵이 씌워져 있고, 이 종의 하단이 고인 물(봉수)에 잠겨 가스 역류를 차단하는 구조를 가지고 있습니다.

  • 디스크트랩은 배수관에서 발생한 해로운 하수가스의 실내 침입을 방지하기 위한 배수트랩의 종류가 아니다. 디스크트랩은 디스크 모양의 장치로, 유체가 흐르는 동안 회전하는 원반을 이용하여 분리하는 기능을 가지고 있다. 하지만 배수트랩은 하수관에서 발생한 가스나 냄새 등을 차단하여 건강과 안전을 보호하기 위한 장치로, 가솔린트랩, 하우스트랩, 벨트랩 등이 있다.
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57. 건식 진공 환수배관의 증기주관의 적절한 구배는?

  1. 1/100~1/150의 선하(先下)구배
  2. 1/200~1/300의 선하(先下)구배
  3. 1/350~1/400의 선하(先下)구배
  4. 1/450~1/500의 선하(先下)구배
(정답률: 62%)

  • 정답은 1/200~1/300의 선하(先下)구배입니다.

    정답인 이유

    진공 환수식 증기 난방은 환수관 끝에 설치된 진공 펌프가 배관 내의 공기와 응축수를 강제로 흡입하여 보일러로 되돌려 보내는 방식입니다.

    펌프의 강한 흡입력 덕분에 증기와 응축수의 흐름이 매우 원활하므로, 중력식(자연 환수식)에 비해 배관의 구배(기울기)를 더 완만하게 설정할 수 있습니다. 따라서 진공 환수식의 증기 주관은 일반적으로 1/200 ~ 1/300 정도의 선하구배를 줍니다.

    용어 설명: 선하(先下)구배란?

    • 정의: 유체(증기)가 흘러가는 방향과 같은 방향으로 배관을 점차 낮게 기울이는 것을 말하며, 순구배 또는 하향구배라고도 합니다.

    • 목적: 증기 배관 내부에서 증기가 식어 물(응축수)로 변했을 때, 이 응축수가 증기의 흐름을 거스르지 않고 자연스럽게 같은 방향으로 흘러가도록 유도합니다. 이를 통해 응축수가 배관 내에 고여 증기에 의해 밀려가다 배관 굴곡부를 강타하는 수격작용(Water Hammering)을 방지할 수 있습니다.

    [참고] 배관 구배 비교

    • 증기 주관 (진공 환수식): 1/200 ~ 1/300 선하구배

    • 증기 주관 (중력 환수식): 1/100 ~ 1/250 선하구배 (진공식보다 약간 더 가파름)

    • 방열기 주변 가지관 (역류 필요 시): 끝에 트랩이 없어 응축수를 증기 주관 쪽으로 되돌려 보내야 할 때는 1/50 ~ 1/100의 **역구배(상향구배)**를 줍니다.

  • 건식 진공 환수배관에서는 증기주관에서 발생한 증기를 수집하여 처리해야 합니다. 이때, 적절한 구배를 유지해야 증기가 원활하게 흐를 수 있습니다.

    선하(先下)구배란, 물이 흐르는 방향에 따라 배관의 경사를 조금씩 내려가는 것을 말합니다. 이는 증기가 수집되어 흐르는 증기주관에서도 마찰력을 줄여주어 증기의 움직임을 원활하게 합니다.

    따라서, 적절한 구배는 1/200~1/300의 선하(先下)구배입니다. 이 범위 내에서 구배를 유지하면 증기의 움직임이 원활해지며, 효율적인 처리가 가능해집니다. 다른 보기들은 구배가 너무 가파르거나 완만하여 적절하지 않습니다.
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58. 증기 트랩장치에서 벨로즈 트랩을 안전하게 작동시키기 위해 트랩 입구쪽에 최저 약 몇 m이상을 냉각관으로 해야 하는가?

  1. 0.1
  2. 0.4
  3. 0.8
  4. 1.2
(정답률: 65%)

  • Gemini의 응답

    정답은 1.2입니다.

    문제 풀이

    **벨로즈 트랩(Bellows trap)**은 내부에 알코올 등 휘발성 액체가 들어 있는 얇은 금속 주름관(벨로즈)의 수축과 팽창을 이용해 밸브를 열고 닫는 온도조절식 증기 트랩입니다.

    공조냉동기계산업기사 시험에서 증기 트랩의 시공 및 안전장치와 관련된 수치들은 자주 출제되는 핵심 개념입니다. 벨로즈 트랩을 설치할 때는 반드시 트랩 입구 쪽에 최소 1.2m ~ 1.5m 이상의 냉각관을 확보해야 합니다.

    • 벨로즈 파손 방지: 고온의 생증기(Live steam)가 얇고 민감한 벨로즈에 직접 닿게 되면, 내부의 휘발성 액체가 급격하게 팽창하여 주름관이 터지거나 수격작용(Water Hammering)에 의해 손상될 위험이 큽니다.

    • 응축수의 과냉각: 트랩 입구 쪽에 보온재를 덮지 않은 배관(냉각관)을 길게 설치하면, 배출될 응축수가 이 관을 통과하는 동안 대기 중으로 열을 빼앗겨 증기 온도보다 낮게 식습니다. 이렇게 충분히 식은 응축수만 트랩으로 유입되도록 유도하여 벨로즈의 안전하고 정확한 작동을 보장합니다.

    따라서 제시된 보기 중 냉각관의 최저 길이로 적합한 것은 1.2m입니다.

  • 증기 트랩장치에서는 벨로즈 트랩을 사용하여 증기를 안전하게 배출해야 합니다. 이때, 벨로즈 트랩은 일정한 온도 이상에서만 작동하므로, 트랩 입구쪽에는 최저 약 1.2m 이상의 냉각관이 필요합니다. 이는 벨로즈 트랩이 안전하게 작동하기 위해 필요한 최소한의 냉각거리이기 때문입니다. 따라서, 정답은 "1.2"입니다.
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59. 배관 부속 중 분기관을 낼 때 사용하는 것은?

  1. 밴드
  2. 엘보
  3. 티
  4. 유니온
(정답률: 78%)

  • 정답은 티 (Tee) 입니다.

    각 배관 부속품의 용도는 다음과 같습니다.

    • 티 (Tee): 배관 중간에서 다른 방향으로 분기관을 낼 때(관을 T자 모양으로 갈라지게 할 때) 사용합니다.

    • 엘보 (Elbow): 배관의 흐름 방향을 바꿀 때 사용합니다 (주로 90도 또는 45도).

    • 유니온 (Union): 기기 수리나 교체를 위해 배관을 쉽게 분리하고 조립할 수 있어야 하는 곳에 관을 연결할 때 사용합니다.

    • 밴드 (Band): 주로 배관에 구멍이 나거나 균열이 생겼을 때 누수를 막고 임시로 보수하기 위해 사용합니다.

  • 분기관을 낼 때는 티 부속을 사용합니다. 이는 하나의 파이프에서 두 개 이상의 파이프로 분기할 때 사용되며, T자 형태로 생겼기 때문에 티 부속이라고 불립니다. 반면에 밴드는 파이프를 고정시키는 용도로 사용되고, 엘보는 파이프의 방향을 바꾸는 용도로 사용됩니다. 유니온은 파이프를 분리 및 연결할 때 사용되는 부속입니다.
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60. 도시가스 배관의 손상을 방지하기 위하여 도시 가스배관 주위에서 다른 매설물을 설치할 때 적절한 이격거리는?

  1. 20㎝ 이상
  2. 30㎝ 이상
  3. 40㎝ 이상
  4. 50㎝ 이상
(정답률: 69%)

  • 정답은 30㎝ 이상입니다.

    해설:
    「도시가스사업법 시행규칙」에 따른 배관의 안전조치 및 손상방지기준을 보면, 지하에 매설하는 도시가스 배관의 외면은 상수도관, 하수도관, 통신케이블 등 다른 매설물과 0.3m (30㎝) 이상의 이격거리를 유지해야 한다고 규정하고 있습니다. 이는 굴착 공사 등 타 공사로 인한 가스 배관의 파손 및 대형 사고를 예방하기 위한 필수 안전 거리입니다.

  • 도시 가스배관은 폭이 일정하지 않고 지하에 매설되어 있기 때문에, 다른 매설물과 충돌하거나 손상될 가능성이 높습니다. 따라서, 도시 가스배관 주위에서 다른 매설물을 설치할 때는 충분한 이격거리를 유지해야 합니다. 이격거리가 너무 가까우면 다른 매설물과 충돌할 가능성이 높아지고, 이격거리가 너무 멀면 공간을 낭비하게 됩니다. 따라서, 적절한 이격거리는 30㎝ 이상으로 설정하는 것이 적절합니다. 이격거리가 30㎝ 이상이면 충분한 공간을 확보할 수 있으면서도, 다른 매설물과 충돌할 가능성을 최소화할 수 있습니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 서보기구에서의 제어량은?

  1. 유량
  2. 위치
  3. 주파수
  4. 전압
(정답률: 70%)
  • 서보기구에서의 제어량은 위치이다. 이는 서보모터의 회전각도나 선형 이동거리를 제어하여 원하는 위치로 이동시키는 것이 주요한 목적이기 때문이다. 유량, 주파수, 전압은 다른 제어 시스템에서 사용되는 제어량이다.
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62. 유도전동기에서 인가전압은 일정하고 주파수가 수 % 감소할 때 발생되는 현상으로 틀린 것은?

  1. 동기속도가 감소한다.
  2. 철손이 약간 증가한다.
  3. 누설리액턴스가 증가한다.
  4. 역률이 나빠진다.
(정답률: 57%)
  • 인가전압이 일정하고 주파수가 감소할 때, 유도전동기의 동기속도는 감소하게 된다. 이로 인해 철손이 약간 증가하고, 누설리액턴스도 증가하게 된다. 이는 역률이 나빠지는 원인이 된다. 따라서, "누설리액턴스가 증가한다."는 올바른 설명이다.
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63. 부하 1상의 임피던스가 60+j80Ω인 △결선의 3상 회로에 100V의 전압을 가할 때 선전류는 몇 A인가?

  1. 1
  2. √3
  3. 3
  4. 1/√3
(정답률: 64%)
  • 주어진 △결선의 3상 회로에서 선전압은 상당 100V이다. 이 회로는 △결선이므로, 각 상의 전압은 선전압의 √3배이다. 따라서, 각 상의 전압은 100√3V이다.

    임피던스는 60+j80Ω이므로, 각 상의 임피던스는 60+j80Ω이다. 각 상의 전압과 임피던스를 알고 있으므로, 각 상의 전류를 계산할 수 있다.

    각 상의 전류는 전압을 임피던스로 나눈 값이다. 따라서, 각 상의 전류는 다음과 같다.

    I = V/Z = (100√3)/(60+j80) = (100√3/140) - (100/140)j

    이 값을 복소수 형태에서 극좌표 형태로 변환하면 다음과 같다.

    I = 0.516 - 0.714j

    이 값은 각 상의 전류를 나타내는 값이다. △결선의 3상 회로에서는 각 상의 전류가 평균적으로 120도 차이가 나므로, 각 상의 전류를 더해서 전체 선전류를 구할 수 있다.

    전체 선전류는 다음과 같다.

    I_line = √3 × I_phase = √3 × (0.516 - 0.714j) = 0.894 - 1.23j

    따라서, 선전류는 0.894 - 1.23j A이다. 이 값은 복소수 형태이므로, 크기와 각도를 구해서 단위 벡터 형태로 나타내면 다음과 같다.

    |I_line| = √(0.894² + 1.23²) = 1.5 A
    θ = arctan(-1.23/0.894) = -53.13°
    I_line = 1.5 ∠ -53.13° A

    따라서, 선전류는 1.5 ∠ -53.13° A이다. 이 값은 √3을 포함하지 않는다. 이유는 △결선의 3상 회로에서는 각 상의 전류가 평균적으로 120도 차이가 나기 때문에, 각 상의 전류를 더해서 전체 선전류를 구할 때 √3을 곱하지 않아도 된다.
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64. 다음 중 압력을 변위로 변환시키는 장치로 알맞은 것은?

  1. 노즐플래퍼
  2. 다이어프램
  3. 전자석
  4. 차동변압기
(정답률: 62%)
  • 압력을 변위로 변환시키는 장치는 다이어프램입니다. 다이어프램은 압력이 가해지면 그에 따라 변형되는 막으로 구성되어 있으며, 이 변형된 변위를 전기적으로 측정하여 압력 값을 구할 수 있습니다. 다이어프램은 측정 범위가 넓고 정확도가 높아 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.
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65. 다음 중 온도보상용으로 사용되는 것은?

  1. 다이오드
  2. 다이액
  3. 서미스터
  4. SCR
(정답률: 77%)
  • 서미스터는 온도보상용으로 사용되는 반도체 소자입니다. 서미스터는 온도가 변화함에 따라 전압이 일정하게 유지되도록 설계되어 있습니다. 따라서 서미스터는 고온 환경에서도 안정적으로 동작할 수 있습니다. 다이오드는 전류를 일방향으로 흐르게 하는 소자이고, 다이액은 전기적 신호를 제어하는 소자입니다. SCR은 반도체 스위치로서 전류를 제어하는 소자입니다.
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66. 그림과 같은 회로의 출력단 X의 진리값으로 옳은 것은? (단, L은 Low, H는 High이다.)

  1. L, L, L, H
  2. L, H, H, H
  3. L, L, H. H
  4. H, L, L, H
(정답률: 65%)
  • 입력 A와 B가 모두 L일 때, AND 게이트를 통과하여 출력 C는 L이 되고, OR 게이트를 통과하여 출력 X는 L이 된다. 따라서 "L, L, L, H"가 정답이다.
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67. 궤환제어계에서 제어요소란?

  1. 조작부와 검출부
  2. 조절부와 검출부
  3. 목푯값에 비례하는 신호 발생
  4. 동작신호를 조작량으로 변화
(정답률: 51%)
  • 궤환제어계에서 제어요소란, 시스템의 동작을 제어하기 위해 사용되는 요소를 말합니다. 이 중에서 "동작신호를 조작량으로 변화"가 정답인 이유는, 제어요소가 시스템의 동작을 제어하기 위해 사용되는데, 이때 동작신호를 조작하여 원하는 동작을 수행하게 됩니다. 따라서 제어요소는 동작신호를 조작량으로 변화시켜 시스템을 제어하는 역할을 합니다.
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68. 피드백 제어계의 특징으로 옳은 것은?

  1. 정확성이 떨어진다.
  2. 감대폭이 감소한다.
  3. 계의 특성 변화에 대한 입력 대 출력비의 감도가 감소한다.
  4. 발진이 전혀 없고 항상 안정한 상태로 되어 가는 경향이 있다.
(정답률: 67%)
  • 정답은 "계의 특성 변화에 대한 입력 대 출력비의 감도가 감소한다."입니다.

    피드백 제어계는 입력 신호를 받아 출력을 조절하는 시스템입니다. 이 때, 피드백 제어계의 특징 중 하나는 입력 신호와 출력 신호 사이의 차이를 감지하여 조절하는 것입니다. 그러나 시스템이 복잡해지면서 입력 대 출력비의 감도가 감소하게 되어 정확성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있습니다. 이는 시스템의 안정성을 유지하기 위해 발생하는 현상으로, 감대폭이 감소하게 되어 발생합니다.
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69. 어떤 대상물의 현재 상태를 사람이 원하는 상태로 조절 하는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 제어량
  2. 제어대상
  3. 제어
  4. 물질량
(정답률: 72%)
  • 제어란 어떤 대상물의 상태를 원하는 대로 조절하는 것을 말합니다. 따라서 "제어"가 정답입니다. "제어량"은 제어할 대상의 양을 의미하며, "제어대상"은 제어할 대상 자체를 의미합니다. "물질량"은 대상물의 양을 나타내는 것으로, 제어와는 직접적인 연관이 없습니다.
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70. 권수 50회이고 자기인덕턴스가 0.5mH인 코일이 있을 때 여기에 전류 50A를 흘리면 자속은 몇 Wb인가?

  1. 5×10-3
  2. 5×10-4
  3. 2.5×10-2
  4. 2.5×10-3
(정답률: 54%)
  • 자기인덕턴스 L은 다음과 같은 식으로 계산된다.

    L = (μ₀N²A)/l

    여기서, μ₀는 자유공간의 유도율, N은 코일의 총바퀴수, A는 코일의 단면적, l은 코일의 길이이다.

    따라서, 자속 B는 다음과 같은 식으로 계산된다.

    B = L × I

    여기서, I는 전류이다.

    따라서, B = L × I = (0.5×10^-3) × 50 = 2.5×10^-2 Wb 이다.

    따라서, 정답은 "2.5×10^-2" 이다.
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71. 그림과 같은 피드백 블록선도의 전달함수는?

(정답률: 66%)
  • 전달함수는 입력과 출력의 관계를 나타내는 함수이다. 이 그림에서는 입력으로부터 출력까지의 경로가 하나이므로 전달함수는 단일 경로 전달함수이다. 따라서 정답은 "" 이다.
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72. 직류기에서 불꽃 없이 정류를 얻는데 가장 유효한 방법은?

  1. 탄소브러시와 보상권선
  2. 자기포화와 브러시 이동
  3. 보극과 탄소브러시
  4. 보극과 보상권선
(정답률: 56%)
  • 직류기에서 불꽃 없이 정류를 얻기 위해서는 전류를 안정적으로 공급해야 합니다. 이를 위해 보극과 탄소브러시를 사용합니다. 보극은 전류를 받아들이는 부분으로, 탄소브러시는 회전하는 축과 연결되어 전류를 전달합니다. 이렇게 함으로써 전류가 안정적으로 공급되어 불꽃 없이 정류를 얻을 수 있습니다.
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73. 분산기동형 단상유도전동기를 역회전시키는 방법은?

  1. 주권선과 보조권선 모두를 전원에 대하여 반대로 접속한다.
  2. 콘덴서를 주권선에 삽입하여 위상차를 갖게 한다.
  3. 콘덴서를 보조권선에 삽입한다.
  4. 주권선과 보조권선 중 하나를 전원에 대하여 반대로 접속한다.
(정답률: 70%)
  • 분산기동형 단상유도전동기는 단상 전원을 사용하므로, 역회전을 위해서는 전원 상태를 반대로 바꿔야 합니다. 이를 위해서는 주권선과 보조권선 중 하나를 전원에 대하여 반대로 접속하면 됩니다. 이렇게 하면 전원의 위상이 바뀌어 역회전이 가능해집니다.
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74. R-L-C 직렬회로에서 소비전력이 최대가 되는 조건은?

(정답률: 64%)
  • R-L-C 직렬회로에서 소비전력이 최대가 되는 조건은 공진조건입니다. 공진조건은 용량과 인덕턴스가 서로 상쇄되어 0이 되는 주파수에서 발생합니다. 이때 전류가 최대가 되므로 소비전력도 최대가 됩니다. ""는 공진조건을 나타내는 공식입니다.
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75. 폐루프 제어계에서 전동기의 회전속도는 궤환요소로서 전동기 축에 커플링을 통해서 결합되는 타코제너레이터(T.G)와 같은 다음의 어떤 요소로서 측정이 되는가?

  1. 포텐쇼 미터
  2. 용력 게이지
  3. 로드 셀
  4. 서보 센서
(정답률: 58%)
  • 서보 센서는 전동기 축의 회전속도를 측정하는 요소로서 사용된다. 이는 서보 제어 시스템에서 필요한 정보로서, 전동기의 회전속도를 정확하게 측정하여 제어 시스템이 원하는 속도로 전동기를 제어할 수 있도록 한다. 따라서 폐루프 제어계에서 전동기의 회전속도를 측정하기 위해서는 서보 센서가 사용된다.
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76. 안정된 필요조건을 갖춘 특성방정식은?

  1. s4+2s2+5s+5=0
  2. s3-s2-3s+10=0
  3. s3+3s2+3s-3=0
  4. s3+6s2+10s+9=0
(정답률: 68%)
  • 안정된 필요조건을 갖춘 특성방정식은 모든 근이 실수이고, 중복근이 없는 경우이다. 따라서, 주어진 보기 중에서 근의 개수가 3개이고 중복근이 없는 경우를 찾아야 한다.

    보기를 하나씩 살펴보면,

    1. s4+2s2+5s+5=0: 근의 개수가 4개이므로 안정된 필요조건을 갖추지 못한다.
    2. s3-s2-3s+10=0: 근의 개수가 3개이지만 중복근이 있으므로 안정된 필요조건을 갖추지 못한다.
    3. s3+3s2+3s-3=0: 근의 개수가 3개이지만 모든 근이 실수가 아니므로 안정된 필요조건을 갖추지 못한다.
    4. s3+6s2+10s+9=0: 근의 개수가 3개이고 중복근이 없으므로 안정된 필요조건을 갖춘다.

    따라서, 정답은 "s3+6s2+10s+9=0" 이다.
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77. 15C의 전기가 3초간 흐르면 전류(A) 값은?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 77%)
  • 전류(I) = 전기량(Q) / 시간(t)
    전기량(Q) = 전압(V) x 전류(I)

    문제에서 전압이 주어지지 않았으므로, 전류를 구하기 위해서는 전기량을 구해야 한다.

    전기량(Q) = 전압(V) x 전류(I) x 시간(t)
    15C = I x 3초
    I = 15C / 3초
    I = 5A

    따라서, 전류 값은 "5"이다.
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78. 어떤 계기에 장시간 전류를 통전한 후 전원을 OFF 시켜도 지침이 0으로 되지 않았다. 그 원인에 해당되는 것은?

  1. 정전계 영향
  2. 스프링의 피로도
  3. 외부자계 영향
  4. 자기가열 영향
(정답률: 73%)
  • 스프링의 피로도는 장시간 사용하거나 노력을 계속 가하면 스프링의 구조가 변형되어 탄성이 감소하고, 이로 인해 스프링이 원래의 모양으로 돌아오지 않는 현상을 말합니다. 따라서 전류를 통전한 후에도 스프링이 변형되어 지침이 0으로 되지 않는 것입니다. 정전계 영향, 외부자계 영향, 자기가열 영향은 모두 전기적인 영향으로 인한 것이지만, 이 경우에는 스프링의 구조적인 변형으로 인한 것입니다.
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79. 변압기의 특성 중 규약효율이란?

  1. 출력/(출력-손실)
  2. 출력/(출력+손실)
  3. 입력/(입력-손실)
  4. 입력/(입력+손실)
(정답률: 60%)
  • 규약효율은 변압기의 출력과 손실의 비율을 나타내는 값입니다. 따라서 출력/(출력+손실)이 정답입니다. 이는 변압기의 출력이 증가할수록 규약효율이 높아지는 것을 의미합니다. 즉, 변압기가 더 효율적으로 전력을 전달할 수 있게 됩니다.
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80. 자동제어계에서 각 요소를 블록선도로 표시할 때 각 요소는 전달함수로 표시한다. 신호의 전달경로는 무엇으로 표현하는가?

  1. 접점
  2. 점선
  3. 화살표
  4. 스위치
(정답률: 76%)
  • 신호의 전달경로는 화살표로 표현한다. 이는 신호가 한 요소에서 다른 요소로 향하는 방향을 나타내기 때문이다. 접점은 신호의 전달경로가 아니며, 점선은 일반적으로 요소의 경계를 나타내는 데 사용된다. 스위치는 신호의 전달경로가 될 수 있지만, 일반적으로는 전달함수와 함께 사용되는 것이 아니기 때문에 정답이 될 수 없다.
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