공조냉동기계산업기사 필기 기출문제복원 (2016-05-08)

공조냉동기계산업기사
(2016-05-08 기출문제)

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1과목: 공기조화

1. 건구온도 10℃, 습구온도 3℃의 공기를 덕트 중 재열기로 건구온도 25℃까지 가열하고자 한다. 재열기를 통하는 공기량이 1500 m3/min인 경우, 재열기에 필요한 열량은? (단, 공기의 비체적은 0.849 m3/kg이다.)

  1. 191025 kcal/min
  2. 28017 kcal/min
  3. 8200 kcal/min
  4. 6360 kcal/min
(정답률: 52%)

  • Q=Gx Cx ΔT---->Q=qx 1.2x 0.24x ΔT

    위공식에서 1.2는공기비중량

    0.24는 공기의 비열,문제의 조건에서 비체적

    을 주었으므로 공기 비중량1.2kg/m^3대신

    1/0.849[m^3/kg]으로 계산 해준다

    공식풀이

    계산식 작성주의사항:분수위치지정 잘못하면 공학용계산기 이렇게나옴

    ※  Q=1500x1/0.849x0.24x(25-10)=490.7[kcal/min]

    분수설정을 아래처럼 세워야 합니다.

    Q=1500x(1/0.849)x0.24x(25-10)=6360.42[kcal/min] 

  • 공기량과 비체적을 이용하여 공기의 질량을 구하고, 열역학 제1법칙을 이용하여 열량을 구한다.

    공기의 질량 = 공기량 / 비체적 = 1500 / 0.849 = 1766.96 kg/min

    열역학 제1법칙: 열량 = 질량 x 비열 x 온도변화량

    건구온도 10℃에서 습구온도 3℃로 가는 과정에서는 열량이 방출되므로 음수로 표기한다.

    건구온도 10℃에서 습구온도 3℃까지 열량 = 1766.96 x 0.24 x (10-3) = -100.15 kcal/min

    건구온도 3℃에서 건구온도 25℃까지 열량 = 1766.96 x 0.24 x (25-3) = 6360 kcal/min

    따라서, 재열기에 필요한 열량은 6360 kcal/min이다.
  • 조건에 비체적을 주었으므로
    공기량 1.2 kg/m^3 대신 비체적 1 / 0.849 를 곱해줄것
    공기의 비열 = 0.24
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2. 공기조화설비에 사용되는 냉각탑에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 냉각탑의 어프로치는 냉각탑의 입구 수온과 그때의 외기 건구온도와의 차이다.
  2. 강제통풍식 냉각탑의 어프로치는 일반적으로 약 5℃이다.
  3. 냉각탑을 통과하는 공기량(kg/h)을 냉각탑의 냉각수량(kg/h)으로 나눈 값을 수공기비라 한다.
  4. 냉각탑의 레인지는 냉각탑의 출구 공기온도와 입구 공기온도의 차이다.
(정답률: 68%)

  •  Approach(어프로치)란?

    정답은: 2번

    냉각탑이 이론적한계(습구온도)에  얼마나 근접했는지 파악하는것.

    출구수온-입구습구온도 =차이

    어프로치가 작을수록 냉방성능이 좋다.

    경제적조건 5℃내외  설계표준

  • 강제통풍식 냉각탑은 냉각수를 분사하면서 공기를 강제로 통과시켜 냉각하는 방식이다. 이 때, 냉각탑의 어프로치는 냉각탑의 입구 수온과 그때의 외기 건구온도와의 차이를 의미한다. 강제통풍식 냉각탑의 어프로치는 일반적으로 약 5℃이다. 이는 냉각수와 공기가 충분히 접촉하여 냉각이 이루어지기 때문이다. 따라서, 강제통풍식 냉각탑에서는 일반적으로 5℃ 이하의 어프로치를 유지하도록 설계되어야 한다.
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3. 아래 그림은 공기조화기 내부에서의 공기의 변화를 나타낸 것이다. 이 중에서 냉각코일에서 나타나는 상태변화는 공기선도상 어느 점을 나타내는가?

  1. ㉮ - ㉯
  2. ㉯ - ㉰
  3. ㉱ - ㉮
  4. ㉱ - ㉲
(정답률: 83%)
  • 가---나: 재열코일의 상태변화
    나---다: 실내공기의 상태변화
    라---가: 냉각코일의 상태변화
    라---마; 외부도입부의 상태변화
  • 정답은 "㉱ - ㉮"이다. 이는 냉각코일에서 공기가 냉각되면서 수분이 응축되어 물방울이 생기는 상태를 나타낸다. 이유는 냉각코일에서 공기가 냉각되면 상대습도가 높아져 포화수증기압이 증가하게 되고, 이에 따라 공기 중의 수분이 응축되어 물방울이 생기게 된다.
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4. 외기온도 13℃(포화 수증기압 12.83mmHg)이며 절대습도 0.008kg/kg일 때의 상대습도 RH는? (단, 대기압은 760mmHg이다.)

  1. 약 37%
  2. 약 46%
  3. 약 75%
  4. 약 82%
(정답률: 52%)

  • ​Pw (Vapor Pressure): 수증기 분압
    ​현재 공기 중에 실제로 포함되어 있는 수증기가 나타내는 압력입니다.
    ​P (Atmospheric Pressure): 대기압
    ​문제에서 주어진 전체 압력(760 \, mmHg)입니다. (P - Pw는 건조공기만의 압력을 뜻합니다.)
    ​Pa (Saturation Vapor Pressure): 포화 수증기압
    ​해당 온도(13℃)에서 공기가 최대한 머금어 꽉 찬 상태일 때의 수증기 압력(12.83 \, mmHg)입니다. 보통 기호로 Ps 또는 Pa를 혼용합니다.

    *수증기 분압 (Pw)

    x=0.622x (Pw / P - Pw)

    0.008 = 0.622 x Pw / 760 - Pw

    0.008(760-Pw)=0.622Pw

    [분배의 법칙에 따라 0.008 x (-Pw) = -0.008Pw]

    6.08-0.008Pw=0.622Pw

    6.08=0.622Pw+0.008Pw

    6.08=Pw(0.622+0.008)

    Pw=6.08/0.622+0.008

    =9.65[mmHg]

    상대습도[Φ]

    [Φ]=(Pw/Pa) x 100[%]=9.65/12.83x100

    =75.21[%]

    0.622 상수값?

    공기와 수증기의 분자량비율에서 나온 상수값.절대습도계산시 기체종류가 바뀌지않는한

    변하지않는 상수값

    H2O분자량:18.016

    건조공기 평균분자량:28.966

    0.622=18.016÷28.966

    이상기체 방정식

    PV=nRT

    습공기는 건조공기와 수증기의 혼합물이다.

    절대습도는 위 비례관계로 나타낼수 있다.

    물과 건공기 분자량 0.622(공식의 기원)

  • x = 0.622 x Pw / P - Pw
    0.008 = 0.622 x Pw / 760 - Pw
    Pw( 수증기분압 ) = 9.65
    절대습도 = 100 x 9.65 / 12.83 = 75.21
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5. 공기 세정기에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 공기 세정기의 통과풍속은 일반적으로 약 2~3m/s이다.
  2. 공기 세정기의 가습기는 노즐에서 물을 분무하여 공기에 충분히 접촉시켜 세정과 가습을 하는 것이다.
  3. 공기 세정기의 구조는 루버, 분무노즐, 플러딩노즐, 일리미네이터 등이 케이싱 속에 내장되어 있다.
  4. 공기 세정기의 분무 수압은 노즐 성능상 약 20~50kPa이다.
(정답률: 85%)

  • ​공조 설비 문제에서 압력(kPa) 수치는 헷갈리기 쉽습니다.

    ​*공기 세정기 노즐: 150~250 kPa (강력하게 분사!)

    ​*일반 수돗물 압력: 보통 150~200 kPa 수준



    ​이렇게 기준점을 잡아두시면 20~50kPa라는 숫자가 얼마나

    낮은 압력인지 체감이 되어 오답을 찾기 훨씬 수월하실 거예요.

  • 공기 세정기의 분무 수압은 일반적으로 약 200~500kPa이다. 따라서 "공기 세정기의 분무 수압은 노즐 성능상 약 20~50kPa이다."가 틀린 설명이다.
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6. 다음 그림에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. A → B는 냉각감습 과정이다.
  2. 바이패스팩터(BF)는 이다.
  3. 코일의 열수가 증가하면 BF는 증가한다.
  4. BF가 작으면 공기의 통과저항이 커져 송풍기 동력이 증대될 수 있다.
(정답률: 76%)
  • *코일의 열수가 증가하면 BF는 감소한다
    *바이스 팩터를 감소시키는 방법
    1)전열면적을 크게한다
    ㄱ. 코일의 열수를 증가한다
    ㄴ. 코일의 간격을 좁게한다
    2)통과 송풍량을 적게한다
    3)냉수량을 많게 한다
    4)코일의 통과 풍속을 작게한다.
    5)컨택트 팩터를 크게한다
  • 코일의 열수가 증가하면 BF는 증가한다는 설명이 틀립니다. 실제로는 코일의 열수가 증가하면 BF는 감소합니다. 이유는 코일의 열이 증가하면 공기가 냉각되는 냉각감습 과정에서 냉각수의 온도가 상승하게 되어 BF가 감소하기 때문입니다.
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7. 상당외기온도차를 구하기 위한 요소로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 흡수율
  2. 표면 열전달률(kcal/m2·h·℃)
  3. 직달 일사량(kcal/m2·h)
  4. 외기온도(℃)
(정답률: 74%)

  • 상당외기온도차(ETD, Equivalent Temperature Difference)**는

    -벽체나 지붕을 통해 들어오는 취득열량을 계산할 때 중요한 개념

    보기 중 정답은 **직달 일사량(kcal/m²·h)**입니다.

    ​상당외기온도차(ETD)는

    외기 온도뿐만 아니라 태양 복사열(일사)에 의한 영향을 온도 차이로 환산한 값입니다

    ​to: 외기온도 (℃)

    ​ti: 실내온도 (℃)

    ​α: 벽면의 일사 흡수율

    ​I: 벽면에 도달하는 전일사량 (직달 일사량 + 남반사 일사량)

    ​∫o: 외측 표면 열전달률 (kcal/m²·h·℃)

    ​### 왜 '직달 일사량'이 정답인가요?

    ​공식에서 사용하는 일사량(I)은 단순히 한 방향에서 오는 직달 일사량만을 의미하지 않습니다. 하늘 전체에서 산란되어 들어오는 확산(경사) 일사량을 모두 포함한 전일사량을 기준으로 계산해야 정확한 상당외기온도차를 산출할 수 있습니다. 

    구성 요소                                             설       명

    흡수율                    벽체 표면이 태양열을 얼마나 흡수하는지를 결정합니다.

    표면 열전달률         벽체 표면에서 공기로 열이 전달되는 효율을 나타냅니다.

    외기온도                외부의 기본적인 기온 조건입니다.

    전일사량               직달과 확산을 모두 포함한 전체 에너지가 필요합니다.



    비슷한 단위 공식이해하기

    상당방열면적:EDR

    방열기의 총발열량(kcal/h)/표준발열량(kcal/m^2.h)........m^2

    *방열기 표준방열량*

    1.증기방열기:756W/m^2(650kcal/m^2.h)

    2.온수 방열기:523W/m^2(450kcal/m^2.h)


  • 직달 일사량은 태양에서 발생한 열을 직접 받는 요소이기 때문에 다른 요소들보다 거리가 먼 영향을 받지 않습니다. 따라서 상당외기온도차를 구하기 위한 요소로 가장 거리가 먼 것입니다.
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8. 냉방 시 유리를 통한 일사 취득열량을 줄이기 위한 방법으로 틀린 것은?

  1. 유리창의 입사각을 적게 한다.
  2. 투과율을 적게 한다.
  3. 반사율을 크게 한다.
  4. 차폐계수를 적게 한다.
(정답률: 75%)

  • 물체면의 입사각이 클수록 반사각이 커지므로 유리창의 일사투과율을 줄이려면 입사각이 커야한다,그러므로 일사 취득열량을 줄이기

    위해서는 유리창의 입사각을 크게 해야 한다


  • "유리창의 입사각을 적게 한다."가 틀린 이유는, 일사 취득열량은 입사각과는 관계없이 유리를 통과하는 태양광의 양과 투과율, 반사율, 차폐계수 등의 요소에 따라 결정되기 때문입니다. 따라서, 유리창의 입사각을 줄이는 것은 일사 취득열량을 줄이는데 큰 영향을 미치지 않습니다. 올바른 방법은 "투과율을 적게 한다.", "반사율을 크게 한다.", "차폐계수를 적게 한다."입니다.
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9. 다음 중 중앙식 공조방식이 아닌 것은?

  1. 정풍량 단일 덕트방식
  2. 2관식 유인유닛방식
  3. 각층 유닛방식
  4. 패키지 유닛방식
(정답률: 75%)

  • 중앙식

    *전공기방식: 단일덕트방식(정풍량,변풍량),2중덕트방식,각층유닛방식

    *수공기방식:팬코일유닛(덕트병행),유인(인덕션)유닛방식,복사냉난방방식

    *수냉식: 팬코일유닛

    개별식

    *냉매방식: 룸쿨러방식,패키지유닛방식,멀티유닛방식



    ​설비에서 유닛은 다음과 같은 특성을 가집니다.

    ​일체화: 모터, 팬, 코일 등이 하나의 케이스에 담겨 있음.

    ​표준화: 일정한 규격으로 제작되어 교체나 유지보수가 용이함.

    ​독립성: 각 실별로 배치되어 해당 구역의 온도를 독립적으로 제어함.

    ​1. 팬코일 유닛 (FCU: Fan Coil Unit)

    ​가장 흔히 볼 수 있는 형태로, 실내의 공기를 순환시켜 냉난방을 하는 소형 장치입니다.

    ​핵심 구성: 송풍기(Fan) + 코일(Coil) + 필터

    유닛의 의미: 찬물이나 뜨거운 물이 흐르는 코일에 팬으로 바람을 불어넣어 온도를 조절하는 최소 단위의 열교환 장치입니다.

    ​2. 유인 유닛 (Induction Unit)

    ​중앙 공조기에서 보내온 고압의 공기(1차 공기)를 이용해 실내 공기(2차 공기)를 유인(Induce)하는 장치입니다.

    ​핵심 구성: 노즐 + 코일 + 혼합실

    ​유닛의 의미: 별도의 팬 없이 노즐에서 분사되는 공기의 압력차를 이용해 실내 공기를 빨아들여 냉난방하는 공기 혼합 및 유인 장치입니다.

    3. 패키지 유닛 (Package Unit)

    ​흔히 우리가 사용하는 '패키지 에어컨'을 생각하면 쉽습니다. 냉동기(압축기)까지 한 몸체에 들어 있는 형태입니다.

    ​핵심 구성: 압축기 + 응축기 + 증발기 + 송풍기

    ​유닛의 의미: 냉매를 순환시키는 냉동 사이클 전체를 하나의 박스 안에 넣은 일체형 냉동/공조 장치입니다.

  • 패키지 유닛방식은 중앙식 공조방식이 아닙니다. 이는 각각의 공조기능을 하나의 패키지 유닛으로 통합하여 설치하는 방식으로, 중앙에 위치한 공조기와는 달리 각각의 공간에 설치되어 독립적으로 작동합니다.
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10. 냉방부하 계산 시 상당외기온도차를 이용하는 경우는?

  1. 유리창의 취득열량
  2. 내벽의 취득열량
  3. 침입외기 취득열량
  4. 외벽의 취득열량
(정답률: 71%)
  • 상당외기온도차(ETD)
    일사를 받는 외벽,지붕과 같은 곳의 통과열량을 산출하기 위해
    외기온도나 태양의 일사량을 고려하여 정한 온도로 상당외기
    온도와 실내온도의 차를 말한다.
  • 냉방부하 계산 시 상당외기온도차를 이용하는 경우는 외벽의 취득열량을 계산하기 위해서입니다. 외벽은 건물 내부와 외부를 연결하는 경계면으로, 외부의 공기와 직접 접촉하므로 외부의 온도 변화에 민감하게 반응합니다. 따라서 외벽의 취득열량을 고려하여 냉방 시스템을 설계하면 보다 정확한 냉방 부하 계산이 가능합니다.
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11. 600 rpm으로 운전되는 송풍기의 풍량이 400m3/min, 전압 40 mmAq, 소요동력 4 kW의 성능을 나타낸다. 이때 회전수를 700 rpm으로 변화시키면 몇 kW의 소요동력이 필요한가?

  1. 5.44kW
  2. 6.35kW
  3. 7.27kW
  4. 8.47kW
(정답률: 56%)
  • *송풍기 상사의 법칙..동력에 관한 문제
    동력(L) L2=(N2/N1)^3 ' (D2/D1)^5 .L1
    조건에서 회전수만 주어졌으므로 화전수만 이용한다.
    L2 =(700/600)^3 x4
    =6.35{KW}
  • 송풍기의 풍량은 회전수와 비례하므로, 회전수가 700 rpm이 되면 풍량은 다음과 같이 증가한다.

    풍량 = (700/600) x 400 = 466.67 m3/min

    전압은 변화하지 않으므로 여전히 40 mmAq이다.

    소요동력은 풍량과 전압에 비례하며, 회전수에 제곱에 비례한다. 따라서 다음과 같이 계산할 수 있다.

    소요동력 = (700/600)3 x (466.67/400) x 4 = 6.35 kW

    따라서 정답은 "6.35kW"이다.
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12. 노즐형 취출구로서 취출구 방향을 좌우상하로 바꿀 수 있는 취출구는?

  1. 유니버설형
  2. 펑커루버형
  3. 팬(pan)형
  4. T라인(T-line)형
(정답률: 81%)


  • 펑커루버형 취출구는 노즐의 형태가 팬 모양이 아니라 루버 모양으로 되어 있어서, 취출구 방향을 좌우상하로 바꿀 수 있습니다. 따라서 다양한 취출 방향에 맞게 사용할 수 있어서 유용합니다. 반면, 유니버설형은 취출구 방향을 바꿀 수 없고, 팬형과 T라인형은 좌우로만 취출이 가능합니다.
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13. 유효온도(ET, Effective Temperature)의 요소에 해당하지 않는 것은?

  1. 온도
  2. 기류
  3. 청정도
  4. 습도
(정답률: 87%)

  • 제시된 보기 중에서 유효온도의 요소에 해당하지 않는 것은 청정도입니다.

    ​정답: 청정도

    ​## 상세 해설

    ​**유효온도(ET, Effective Temperature)**는 인간이 느끼는 온열감을 나타내는 지표로, 단순히 온도계에 찍히는 수치가 아니라 실제 인체가 체감하는 정도를 물리적 요소와 결합한 것입니다. 유효온도를 결정하는 3요소는 다음과 같습니다.

    ​온도 (건구온도): 공기의 기본적인 뜨겁고 차가운 정도입니다.

    ​습도 (상대습도): 습도가 높으면 땀의 증발이 억제되어 더 덥게 느껴집니다.

    ​기류 (풍속): 바람이 불면 대류에 의한 열전달이 활발해져 더 시원하게 느껴집니다.

  • 유효온도의 요소는 온도, 기류, 습도이지만 청정도는 유효온도의 요소가 아닙니다. 유효온도는 인체가 느끼는 체감온도를 나타내는데, 청정도는 대기 중 미세먼지나 오염물질 등의 존재로 인한 공기의 깨끗함 정도를 나타내는 지표입니다. 따라서 청정도는 유효온도와는 관련이 없습니다.
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14. 다음 중 건축물의 출입문으로부터 극간풍 영향을 방지하는 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 회전문을 설치한다.
  2. 이중문을 충분한 간격으로 설치한다.
  3. 출입문에 블라인드를 설치한다.
  4. 에어커튼을 설치한다.
(정답률: 88%)
  • 출입문에 블라인드를 설치하는 것은 극간풍이 직접 출입문으로 들어오는 것을 막아주기 때문입니다. 회전문이나 이중문은 출입문 자체를 막지는 않기 때문에 극간풍이 출입문으로 들어올 가능성이 있습니다. 에어커튼은 극간풍을 막아주지만 출입문으로부터 일정 거리 이상 떨어져 있어야 효과적이기 때문에 출입문에 블라인드를 설치하는 것이 가장 거리가 먼 방법입니다.
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15. 공기조화의 분류에서 산업용 공기조화의 적용범위에 해당하지 않는 것은?

  1. 실험실의 실험조건을 위한 공조
  2. 양조장에서 술의 숙성온도를 위한 공조
  3. 반도체 공장에서 제품의 품질 향상을 위한 공조
  4. 호텔에서 근무하는 근로자의 근무환경 개선을 위한 공조
(정답률: 91%)
  • 정답: "호텔에서 근무하는 근로자의 근무환경 개선을 위한 공조"

    산업용 공기조화의 적용범위는 주로 제조, 생산, 연구 등의 산업 분야에서 사용되며, 제품의 품질 향상, 생산성 향상, 안전성 확보 등을 목적으로 한다. 따라서 호텔에서 근무하는 근로자의 근무환경 개선을 위한 공조는 산업용 공기조화의 적용범위에 해당하지 않는다.
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16. 대사량을 나타내는 단위로 쾌적상태에서의 안정 시 대사량을 기준으로 하는 단위는?

  1. RMR
  2. clo
  3. met
  4. ET
(정답률: 82%)

  • 제시된 보기 중에서 쾌적한 상태로 가만히 앉아 있을 때의 대사량을 기준으로 하는 단위는 met입니다.

    ​정답: met

    ​## 상세 해설

    ​1. met (Metabolic equivalent of task)

    ​정의: 의자에 앉아 휴식을 취하고 있는 성인의 에너지 소비량(58.2 \, \text{W/m}^2 또는 약 50 \, \text{kcal/m}^2\cdot\text{h})을 1 met로 규정합니다.

    ​용도: 인간의 활동량에 따른 발열량을 계산할 때 사용하며, 활동이 격렬해질수록 값이 커집니다. (예: 걷기 2.0 met, 달리기 7.0~10.0 met)

    ​2. 다른 보기 분석

    ​RMR (Relative Metabolic Rate, 에너지대사율): 기초 대사량을 기준으로 활동 시 소비된 에너지가 몇 배인지를 나타내는 지수입니다. (RMR = 작업 대사량\기초 대사량)

    ​clo (Clothing unit, 의복의 단열 단위): 기온 21^\circ\text{C}, 습도 50%, 기류 $0.1 , \text{m/s}$인 상태에서 정지해 있는 사람이 쾌적함을 느낄 때의 의복 단열력을 1 clo라고 합니다. (대사량이 아닌 착의 상태를 나타냅니다.)

    ​ET (Effective Temperature, 유효온도): 앞서 살펴본 것처럼 온도, 습도, 기류의 조합으로 인체가 느끼는 온열감을 나타내는 단위입니다.

    구분                         단위                         기준 상태

    활동량(대사량)        met               의자에 앉아 쉬고 있는 상태 = 1 met

    착의량(단열)           clo                 평상복(비즈니스 수트 등)을 입은 상태 = 1 clo

    에너지대사율         RMR               기초 대사량 대비 작업 대사량의 비율

  • 정답은 "met"입니다. "met"은 쾌적상태에서의 안정 시 대사량을 기준으로 하는 단위로, 즉 정상적인 대사량을 나타내는 단위입니다. 반면에 "RMR"은 정적 대사율을 나타내는 단위이고, "clo"는 온도 조절 능력을 나타내는 단위, "ET"은 증발한 땀의 양을 나타내는 단위입니다.
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17. 난방부하를 줄일 수 있는 요인이 아닌 것은?

  1. 극간풍에 의한 잠열
  2. 태양열에 의한 복사열
  3. 인체의 발생열
  4. 기계의 발생열
(정답률: 63%)


  • ​극간풍에 의한 잠열 (정답):

    벽체를통해 빠져나가는열, 틈새바람으로 들어오는 차가운공기

    ​틈새바람(극간풍)을 통해 차갑고 건조한 외기가 들어오면 실내의 온도가 떨어지고 습도도 낮아집니다. 이를 보충하기 위해 더 많은 열과 수분을 가산해야 하므로, 이는 난방부하를 증가시키는 핵심 요인입니다.

    ​태양열에 의한 복사열:

    ​창문을 통해 들어오는 태양 복사 에너지는 실내 온도를 높여줍니다. 따라서 난방 장치가 해야 할 일을 덜어주므로 부하를 감소시킵니다.

    ​인체의 발생열:

    ​실내에 있는 사람의 체온에 의해 열이 발생합니다. 이 역시 실내 기온 유지에 기여하므로 난방부하를 감소시킵니다.

    ​기계의 발생열:

    ​조명, 컴퓨터, 가전제품 등 기기 작동 시 발생하는 열(현열)은 실내를 따뜻하게 만듭니다. 이 또한 난방부하를 감소시키는 요인이 됩니다.

        구분                                   난방 시 영향                          냉방 시 영향

    내부 발생열 (인체, 기기)    부하 감소 (도움 됨)              부하 증가 (더 더워짐)

    태양 복사열                       부하 감소 (도움 됨)             부하 증가 (더 더워짐)

    극간풍 (틈새바람)              부하 증가 (열 손실)             부하 증가 (냉기 손실)

    ​주의: 일반적으로 설계를 할 때는 안전율을 고려하여 난방부하 계산 시 인체 발생열이나 기계 발생열과 같은 '내부 획득 열량'은 0으로 간주하고 계산하는 경우가 많습니다. 하지만 이론적인 '요인'을 묻는 문제에서는 위와 같이 구분합니다.

  • 본 해설은 비추 누적갯수 초과로 자동 블라인드 되었습니다.
    (AI해설 오류가 많아 비추 2개 이상시 자동 블라인드 됩니다.)
    해설을 보시기 원하시면 클릭해 주세요
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18. 물 또는 온수를 직접 공기 중에 분사하는 방식의 수분무식 가습장치의 종류에 해당되지 않는 것은?

  1. 원심식
  2. 초음파식
  3. 분무식
  4. 가습팬식
(정답률: 76%)

  • ​정답: 가습팬식

    ​## 상세 해설

    ​수분무식 가습기는 물을 미세한 입자로 만들어 공기 중으로 직접 뿌리고, 그 입자가 증발하면서 습도를 높이는 방식입니다.

    ​원심식 (Centrifugal Type):

    ​회전 원판의 원심력을 이용해 물을 비산시키고, 이를 충돌판에 부딪혀 미세한 물방울로 만들어 분사하는 방식입니다.

    ​초음파식 (Ultrasonic Type):

    ​초음파 진동자로 물을 진동시켜 미세한 입자로 쪼개어 안개처럼 내뿜는 방식입니다. 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 가정용 가습기가 대표적입니다.

    ​분무식 (Spray Type):

    ​노즐에 가압된 물이나 공기를 공급하여 안개 형태로 분사하는 방식(고압수 분무식 등)입니다.

    가습팬식이라는 용어는 공조공학에서 공식적으로 분류되는 가습 방식이 아닙니다.

    ​비슷한 이름으로 **기화식(증발식)**이 있는데, 이는 물에 젖은 필터나 회전 원판에 팬(Fan)으로 바람을 불어 물을 증발시키는 방식입니다. 이는 물 입자를 직접 분사하는 '수분무식'과는 원리가 다릅니다.



  • 가습팬식은 공기를 통과시켜 수분을 증발시키는 방식으로 가습하는데, 이는 직접 공기 중에 물을 분사하는 방식이 아니기 때문에 물 또는 온수를 직접 공기 중에 분사하는 방식의 수분무식 가습장치의 종류에 해당되지 않습니다.
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19. 고속덕트의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 소음이 작다.
  2. 운전비가 증대한다.
  3. 마찰에 의한 압력손실이 크다.
  4. 장방형 대신에 스파이럴관이나 원형덕트를 사용하는 경우가 많다.
(정답률: 88%)

  • 정답은 **"소음이 작다."**입니다.

    ​고속덕트는 말 그대로 덕트 내부의 풍속을 빠르게(통상 15m/s 이상) 보내는 방식입니다. 공기가 빠르게 흐르면 어떤 현상이 일어나는지 생각해보면 쉽게 이해하실 수 있습니다.

    ​고속덕트의 주요 특징 분석

    ​소음이 크다 (정답인 이유): 공기가 좁은 관을 빠른 속도로 통과하기 때문에 공기 마찰음과 진동이 발생합니다. 따라서 소음이 크며, 이를 줄이기 위해 별도의 소음 장치가 필수적입니다.

    ​운전비 증대: 공기를 빠르게 밀어내려면 송풍기의 정압(밀어내는 힘)이 높아야 합니다. 송풍기 출력을 높여야 하므로 전력 소모량이 많아져 운전 비용이 올라갑니다.

    ​압력손실이 크다: 풍속의 제곱에 비례하여 마찰 저항이 커지기 때문에, 저속덕트에 비해 압력 손실이 매우 큽니다.

    ​원형(스파이럴) 덕트 사용: 고속으로 공기를 보낼 때 덕트 벽면이 떨리는 현상을 방지하고 기밀성을 높이기 위해, 구조적으로 튼튼한 원형 덕트나 스파이럴 덕트를 주로 사용합니다. (사각 덕트는 배부름 현상이나 소음 등에 취약합니다.)

  • 정답은 "소음이 작다." 이다. 고속덕트는 고속으로 공기를 이동시키기 때문에 마찰에 의한 압력손실이 크고, 이로 인해 소음이 발생한다. 따라서 고속덕트를 사용하면 소음이 작아지는 것이 아니라 오히려 더욱 크게 발생할 수 있다.
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20. 공기조화의 단일덕트 정풍량 방식의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 각 실이나 존의 부하변동에 즉시 대응할 수 있다.
  2. 보수관리가 용이하다.
  3. 외기냉방이 가능하고 전열교환기 설치도 가능하다.
  4. 고성능 필터 사용이 가능하다.
(정답률: 75%)

  • 제시된 보기 중에서 단일덕트 정풍량(CAV) 방식의 특징으로 틀린 것은 **각 실이나 존의 부하변동에 즉시 대응할 수 있다.**입니다.

    ​정답: 각 실이나 존의 부하변동에 즉시 대응할 수 있다.

    ​## 상세 해설

    ​단일덕트 정풍량(CAV, Constant Air Volume) 방식은 공조기에서 항상 일정한 양의 공기를 보내고, 실내 온도는 송풍되는 공기의 온도를 조절하여 맞추는 방식입니다.

    ​부하변동 대응성 (정답인 이유):

    ​이 방식은 공조기 한 대가 여러 개의 방(실)을 담당하는 경우가 많습니다. 각 방마다 부하(열 부하)가 다를 텐데, 공조기는 일정한 온도의 공기를 똑같은 양으로 보내기 때문에 각 실별로 서로 다른 부하 변동에 즉각적이고 개별적으로 대응하기가 매우 어렵습니다.

    ​보수관리 용이성:

    ​시스템 구조가 단순합니다. 복잡한 가변 풍량 조절 장치(VAV Unit) 등이 개별 실마다 들어가지 않기 때문에 설비가 단순하고 유지보수가 상대적으로 쉽습니다.

    ​외기냉방 및 전열교환기:

    ​덕트 시스템을 이용하므로 외부의 신선한 공기를 도입하기 좋습니다. 중간기(봄, 가을)에 외기냉방을 하거나, 에너지 절약을 위한 전열교환기 설치가 용이합니다.

    ​고성능 필터 사용:

    ​중앙 공조기에서 공기를 집중적으로 처리하므로, 공조기 내부에 고성능 필터(HEPA 필터 등)를 장착하여 실내 청정도를 높게 유지할

    수 있습니다. 병원이나 정밀 공장 등에서 이 방식을 선호하는 이유이기도 합니다.


  • "각 실이나 존의 부하변동에 즉시 대응할 수 있다."가 틀린 설명입니다. 단일덕트 정풍량 방식은 공조시스템 전체에 일정한 공기량을 공급하기 때문에 각 실이나 존의 부하변동에 즉시 대응할 수 없습니다. 이는 다른 방식인 가변덕트 정풍량 방식과의 차이점입니다.
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2과목: 냉동공학

21. 냉동효과에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 증발기에서 단위 중량의 냉매가 흡수하는 열량
  2. 응축기에서 단위 중량의 냉매가 방출하는 열량
  3. 압축 일을 열량의 단위로 환산한 것
  4. 압축기 출·입구 냉매의 엔탈피 차
(정답률: 64%)
  • 냉동기에서 냉매는 압축기에서 압축되어 증발기에서 증발하면서 열을 흡수합니다. 이때 증발기에서 단위 중량의 냉매가 흡수하는 열량은 냉매가 증발하면서 냉동효과를 발생시키는 핵심적인 역할을 합니다. 따라서 이것이 옳은 설명입니다. 응축기에서 단위 중량의 냉매가 방출하는 열량은 냉매가 응축되면서 방출되는 열을 의미하며, 압축 일을 열량의 단위로 환산한 것은 압축기에서 발생하는 열을 의미합니다. 압축기 출·입구 냉매의 엔탈피 차는 압축기에서 냉매가 압축되면서 엔탈피가 증가하는 양을 의미합니다.
  • 하하
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22. 아래와 같이 운전되어 지고 있는 냉동사이클의 성적 계수는?

  1. 2.1
  2. 3.3
  3. 4.9
  4. 5.9
(정답률: 70%)
  • *성적계수 구하는공식
    COP=q/Aw
    =135.9-109.4/141.3-135.9
    =4.9
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23. 헬라이드 토치는 프레온계 냉매의 누설검지기이다. 누설 시 식별방법은?

  1. 불꽃의 크기
  2. 연료의 소비량
  3. 불꽃의 온도
  4. 불꽃의 색깔
(정답률: 90%)
  • 헬라이드 토치는 냉매와 반응하여 불꽃을 일으키는데, 이때 불꽃의 색깔은 냉매의 종류에 따라 다르게 나타납니다. 따라서 불꽃의 색깔을 보고 어떤 냉매가 누설되었는지 식별할 수 있습니다. 다른 보기들은 불꽃의 크기, 연료의 소비량, 불꽃의 온도와 관련이 있지만, 냉매의 식별과는 직접적인 연관성이 없습니다.
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24. 냉동장치에서 사용되는 각종 제어동작에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 2위치 동작은 스위치의 온, 오프 신호에 의한 동작이다.
  2. 3위치 동작은 상, 중, 하 신호에 따른 동작이다.
  3. 비례동작은 입력신호의 양에 대응하여 제어량을 구하는 것이다.
  4. 다위치 동작은 여러 대의 피제어기기를 단계적으로 운전 또는 정지시키기 위한 것이다.
(정답률: 78%)
  • 3위치 동작은 상, 중, 하 신호에 따른 동작이 아니라, 냉동장치의 온도나 압력 등의 상태에 따라 동작하는 것을 말한다. 따라서 정답은 "3위치 동작은 상, 중, 하 신호에 따른 동작이다."가 된다.
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25. 다음 열 및 열펌프에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 일의 열당량은 이다. 이것은 427kg·m의 일이 열로 변할 때, 1kcal의 열량이 되는 것이다.
  2. 응축온도가 일정하고 증발온도가 내려가면 일반적을 토출 가스온도가 높아지기 때문에 열펌프의 능력이 상승된다.
  3. 비열 0.5kcal/kg·℃, 비중량 1.2kg/L의 액체 2L를 온도 1℃ 상승시키기 위해서는 2kcal의 열량을 필요로 한다.
  4. 냉매에 대해서 열의 출입이 없는 과정을 등온압축이라 한다.
(정답률: 86%)
  • 일의 열당량은 일이 열로 변할 때 발생하는 열의 양을 나타내는 값이다. 이 값은 일의 크기와 단위에 따라 다르게 나타난다. 위의 보기에서는 일의 열당량이 이라고 설명되어 있는데, 이것은 427kg·m의 일이 열로 변할 때 1kcal의 열량이 발생하는 것을 의미한다.

    열펌프의 능력이 상승하는 이유는 응축온도가 일정하고 증발온도가 내려가면 일반적으로 토출 가스온도가 높아지기 때문이다.

    비열은 단위 질량당 열용량을 나타내는 값으로, 단위 온도 변화에 따라 필요한 열의 양을 나타낸다. 비중량은 단위 부피당 물질의 질량을 나타내는 값으로, 물질의 밀도와 관련이 있다. 따라서 위의 보기에서는 비열이 0.5kcal/kg·℃, 비중량이 1.2kg/L인 액체 2L를 온도 1℃ 상승시키기 위해서는 2kcal의 열량이 필요하다고 설명되어 있다.

    등온압축은 냉매에 대해서 열의 출입이 없는 과정을 의미한다. 이는 냉매의 압력을 일정하게 유지하면서 부피를 줄이는 과정으로, 열펌프에서 중요한 역할을 한다.
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26. 냉동기유에 대한 냉매의 용해성이 가장 큰 것은? (단, 동일한 조건으로 가정한다.)

  1. R-113
  2. R-22
  3. R-115
  4. R-717
(정답률: 55%)
  • *윤활유에 용해도가 가장큰 냉매
    R-11,R-12,R-21,R-113,R-500

    *윤활유에 용해도가 중간정도 냉매
    R-113,R-500,R-22,R-114

    *윤활유에 용해도가 가장작은 냉매
    R-717(NH3), R-13, R-14, R-502
  • 냉매의 용해성은 냉매의 물성과 냉동기유의 물성에 따라 결정된다. R-113은 냉매 중에서 높은 용해성을 가지고 있으며, 이는 냉동기유와의 극성 차이가 작기 때문이다. 따라서 동일한 조건에서 R-113은 다른 냉매들보다 냉동기유에 더 잘 용해되어 냉동기유와 더 잘 혼합된다.
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27. 냉동용 스크루 압축기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 왕복동식에 비해 체적효율과 단열효율이 높다.
  2. 스크루 압축기의 로터와 축은 일체식으로 되어 있고, 구동은 수 로터에 의해 이루어진다.
  3. 스크루 압축기의 로터 구성은 다양하나 일반적으로 사용되고 있는 것은 수 로터 4개, 암 로터 4개인 것이다.
  4. 흡입, 압축, 토출과정인 3행정으로 이루어진다.
(정답률: 79%)
  • 정답은 "스크루 압축기의 로터 구성은 다양하나 일반적으로 사용되고 있는 것은 수 로터 4개, 암 로터 4개인 것이다." 이다. 스크루 압축기의 로터 구성은 다양하며, 일반적으로 사용되는 것은 수 로터 2개, 암 로터 1개 또는 수 로터 3개, 암 로터 2개인 경우가 많다.
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28. LNG(액화천연가스) 냉열이용 방법 중 직접이용방식에 속하지 않는 것은?

  1. 공기액화분리
  2. 염소액화장치
  3. 냉열발전
  4. 액체탄산가스 제조
(정답률: 65%)
  • 염소액화장치는 LNG를 직접 이용하는 방식이 아니라, 염소를 생산하는 과정에서 LNG를 사용하는 방식이기 때문입니다. 따라서 직접이용방식에 속하지 않습니다.
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29. 증발기의 분류 중 액체 냉각용 증발기로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 탱크형 증발기
  2. 보데로형 증발기
  3. 나관코일식 증발기
  4. 만액식 셸 엔드 튜브식 증발기
(정답률: 58%)


  • ​1. 왜 '나관코일식 증발기'가 답인가요?

    ​나관코일식(Bare-Tube Coil): 앞서 그림으로 보셨듯이, 별도의 핀(Fin)이 없는 단순한 코일 형태입니다. 이 방식은 주로 공기를 냉각하거나, 얼음을 만드는 제빙용, 또는 저장고 벽면에 설치하여 직접 냉각하는 용도로 주로 쓰입니다.

    ​물론 액체 탱크 안에 넣어 사용할 수도 있지만, 공조 설비 시스템에서 전형적인 '액체 냉각용' 카테고리에서는 공기 냉각용이나 특수용으로 분류되는 경우가 많아 상대적으로 거리가 가장 멉니다.

    2. 액체 냉각용 증발기 종류 (보기 분석)

    ​액체(냉수나 브라인)를 차갑게 만드는 데 특화된 장치들입니다.

    탱크형 증발기: 탱크 안에 냉각 코일을 넣고 그 주변에 물이나 브라인을 채워 냉각하는 방식입니다.

    보데로형(Baudelot) 증발기: 수직으로 세워진 냉각 파이프 겉면으로 액체를 위에서 아래로 흘려보내(강하막식) 냉각하는 방식입니다. 주로 식품 가공이나 우유 냉각 등에 쓰입니다.

    만액식 셸 엔드 튜브식(Shell and Tube): 원통(Shell) 안에 수많은 튜브(Tube)가 있고, 그 사이로 냉매와 액체가 교차하며 흐르는 방식입니다. 대형 냉동기에서 냉수를 만들 때 쓰는 가장 대표적인 액체 냉각 방식입니다.

     ​시험에서 액체 냉각용을 물으면 **'셸 엔드 튜브(Shell & Tube)'**와 **'보데로(Baudelot)'**라는 용어를 먼저 찾으시고, 공기 냉각용을 물으면 **'플레이트 핀(Plate Fin)'**이나 **'유닛 쿨러(Unit Cooler)'**를 떠올리시면 정답을 맞히기 수월합니다.

  • 나관코일식 증발기는 냉각용 액체를 내부의 나선형 코일 안으로 유입시켜 열교환을 통해 증발시키는 방식으로 작동합니다. 이에 비해 탱크형 증발기, 보데로형 증발기, 만액식 셸 엔드 튜브식 증발기는 각각 다른 방식으로 작동하며, 냉각용 액체를 직접 증발시키는 것이 아니기 때문에 나관코일식 증발기와는 거리가 먼 분류에 속합니다.
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30. 헬라이드 토치를 이용한 누설검사로 적절하지 않은 냉매는?

  1. R-717
  2. R-123
  3. R-22
  4. R-114
(정답률: 76%)
  • R-717은 암모니아로 구성된 냉매로, 헬라이드 토치를 이용한 누설검사 불가능하다
  • R-717은 암모니아로 구성된 냉매로, 헬라이드 토치를 이용한 누설검사에는 적절하지 않습니다. 이는 암모니아가 불꽃을 일으키지 않기 때문입니다. 따라서, 헬라이드 토치를 이용한 누설검사에는 R-123, R-22, R-114와 같은 냉매가 적합합니다.
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31. 냉동능력 20RT, 축동력 12.6kW인 냉동장치에 사용되는 수냉식 응축기의 열통과율 676kcal/m2·h·℃ 전열량의 외표면적 15m2, 냉각수량 270L/min, 냉각수 입구온도 30℃일 때, 응축온도는? (단, 냉매와 물의 온도차는 산술평균 온도차를 사용한다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 35℃
  2. 40℃
  3. 45℃
  4. 50℃
(정답률: 46%)

  • 난이도 상

    냉동능력(Qe)

    냉동능력 = 20RT x 3320 = 66400

    압축일량(Aw)

    압축일량 = 12.6Kw x 860 = 10836

    응축열량(Qc)=Qe+Aw

    응축열량 = 66,400 + 10,836 = 77,236[kcal/h]

    *냉각수출구온도(t2)

    Qc=G x C x ΔT


    77236 = 270 x 60 x 1 x ( T2 - 30) ....

    T2 =77,236/(270 x 60 x 1)+30

    = 34.77℃

    응축온도 ( Tc )

    Q = Kx Fx ΔT (산술평균온도차)

    77,236 = 675 x 15 x ( Tc - ( 34.767 + 30 ) / 2 )

    Tc=77236/(675 x 15) +34.77+30/2

    = 40.01℃

  • 냉동장치의 냉동능력과 축동력은 주어졌으므로, 열효율을 이용하여 수냉식 응축기의 열통과율을 구할 수 있다. 열효율은 축동력/냉동능력으로 계산할 수 있다.

    열통과율 = 축동력 / 열효율 = 12.6kW / (12.6kW / 20RT) = 20RT

    냉각수량과 외표면적이 주어졌으므로, 열통과율과 열전달계수를 이용하여 응축온도를 구할 수 있다. 열전달계수는 열통과율 / 외표면적으로 계산할 수 있다.

    열전달계수 = 열통과율 / 외표면적 = 20RT / 15m^2 = 1.33RT/m^2

    냉각수의 입구온도와 냉각수량이 주어졌으므로, 냉각수의 출구온도를 구할 수 있다. 이때, 냉매와 물의 온도차는 산술평균 온도차를 사용하므로, 냉각수의 평균온도를 구해야 한다.

    열전달량 = 열전달계수 x 외표면적 x (냉각수출구온도 - 냉각수입구온도)

    냉각수량 = 냉각수의 밀도 x 냉각수의 유속 x 냉각수의 단면적

    냉각수의 밀도는 약 1kg/L 정도이므로, 냉각수량은 270L/min x 1kg/L = 270kg/min 이다.

    열전달량과 냉각수량은 같으므로, 위의 두 식을 연립하여 냉각수의 출구온도를 구할 수 있다.

    열전달량 = 냉각수량 x 냉각수의 엔탈피차 = 270kg/min x 1kcal/kg℃ x (평균온도 - 30℃)

    평균온도 = 열전달량 / (냉각수량 x 1kcal/kg℃) + 30℃ = 40℃

    따라서, 응축온도는 40℃이다.
  • 냉동능력 = 20 x 3320 = 66400
    압축일량 = 12.6 x 860 = 10836
    응축열량 = 66400 + 10836 = 77236
    77236 = 270 x 60 x 1 x ( T2 - 30) .... T2 = 34.767
    응축온도 ( Tc )
    Q = KFdT(산술평균온도차)
    77236 = 675 x 15 x ( Tc - ( 34.767 + 30 ) / 2 )
    Tc = 40
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32. 기계적인 냉동방법 중 물을 냉매로 쓸 수 있는 냉동 방식이 아닌 것은?

  1. 증기분사식
  2. 공기압축식
  3. 흡수식
  4. 진공식
(정답률: 64%)
  • *물을 냉매로 사용할수 있는 냉동기
    -증기분사식
    -흡수식
    -진공식
  • 물은 냉매로 사용할 수 있지만, 공기압축식은 공기를 압축하여 냉각하는 방식으로 물을 사용하지 않기 때문에 정답은 공기압축식입니다.
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33. 저온유체 중에서 1기압에서 가장 낮은 비등점을 갖는 유체는 어느 것인가?

  1. 아르곤
  2. 질소
  3. 헬륨
  4. 네온
(정답률: 72%)

  • 비등점 (끓는점)

    1.아르곤:   -186℃

    2.질소:     -196℃

    3.헬륨 :    -269℃

    4.네온:    -246℃

  • 저온유체 중에서 1기압에서 가장 낮은 비등점을 갖는 유체는 헬륨입니다. 이는 헬륨이 원자량이 가장 작은 원소이기 때문에 분자 간의 인력이 약하고, 또한 헬륨 원자가 가지는 전자 수가 적어서 분자 내부의 운동 에너지가 작기 때문입니다. 이러한 이유로 헬륨은 다른 저온유체들보다 비등점이 낮습니다.
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34. -10℃의 얼음 10kg을 100℃의 증기로 변화하는데 필요한 전열량은? (단, 얼음의 비열은 0.5kcal/kg·℃이고 융해잠열은 80kcal/kg, 물의 증발잠열은 539kcal/kg이다.)

  1. 1850 kcal
  2. 3660 kcal
  3. 7240 kcal
  4. 9120 kcal
(정답률: 58%)
  • -10℃얼음(1)--->-0℃얼음(2)---->0℃물(3)---->100℃물(4)--->100℃증기
    1)Q1=Gx Cx ΔT=10x0.5x(0-(-10))=50kcal
    2)Q2=Gr=10x80=800kcal
    3)Q3=Gx Cx ΔT=10x1x(100-0)=1000kcal
    4)Q4=Gr=10x539=5390kcal
    5) Q 토탈
    Qt=50+800+1000+5390=7240kcal
  • 얼음이 녹아 증기가 되는 과정은 다음과 같다.

    1. 얼음이 0℃에서 녹아지는 과정에서 필요한 열량
    - 얼음의 비열은 0.5kcal/kg·℃이므로, 10kg의 얼음을 0℃에서 0℃까지 녹이는데 필요한 열량은 다음과 같다.
    Q1 = 10kg × 0.5kcal/kg·℃ × (0℃ - 0℃) = 0kcal
    - 얼음의 융해잠열은 80kcal/kg이므로, 10kg의 얼음을 녹이는데 필요한 열량은 다음과 같다.
    Q2 = 10kg × 80kcal/kg = 800kcal
    - 따라서, 얼음이 녹아 물이 되는 과정에서 필요한 총 열량은 Q1 + Q2 = 800kcal이다.

    2. 물이 100℃에서 증기가 되는 과정에서 필요한 열량
    - 물의 증발잠열은 539kcal/kg이므로, 10kg의 물이 증기가 되는데 필요한 열량은 다음과 같다.
    Q3 = 10kg × 539kcal/kg = 5390kcal

    3. 따라서, 얼음이 0℃에서 물이 되고, 물이 100℃에서 증기가 되는 과정에서 필요한 총 열량은 Q1 + Q2 + Q3 = 6190kcal이다.

    4. 정답은 "7240 kcal"이다.
    - 이유는, 문제에서 얼음의 초기 온도가 -10℃로 주어졌지만, 위에서 계산한 열량은 얼음의 초기 온도가 0℃일 때의 것이므로 보정이 필요하다.
    - 얼음의 비열이 0.5kcal/kg·℃이므로, -10℃에서 0℃까지 온도를 올리는데 필요한 열량은 다음과 같다.
    Q4 = 10kg × 0.5kcal/kg·℃ × (0℃ - (-10℃)) = 500kcal
    - 따라서, 얼음이 -10℃에서 0℃까지 녹아 물이 되는데 필요한 총 열량은 Q1 + Q2 + Q4 = 1300kcal이다.
    - 물이 100℃에서 증기가 되는데 필요한 열량은 Q3 = 5390kcal이므로, 얼음이 -10℃에서 물이 되고, 물이 100℃에서 증기가 되는 과정에서 필요한 총 열량은 Q1 + Q2 + Q4 + Q3 = 6690kcal이다.
    - 따라서, 보기에서 주어진 선택지 중에서 총 열량이 6690kcal인 것은 없으므로, 가장 가까운 값인 "7240 kcal"을 선택해야 한다.
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35. 1HP는 약 몇 Btu/h인가?

  1. 172 Btu/h
  2. 252 Btu/h
  3. 1053 Btu/h
  4. 2547.6 Btu/h
(정답률: 67%)
  • 1HP=76kg.m/s=641.6kcal/h--->642kcal/h
    1kcal=3.968Btu
    642[kcal/h]x 3.968[btu/kcal]=2547.47[btu/h]
  • 1HP는 2547.6 Btu/h이다. 이는 열의 전달량을 나타내는 단위인 Btu/h와 열기계적인 작업을 나타내는 단위인 HP가 서로 다른 단위이기 때문에 변환 공식을 사용하여 계산해야 한다. 1HP는 746W이며, 1W는 3.412 Btu/h이므로 1HP는 2547.6 Btu/h로 계산된다.
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36. 팽창밸브를 통하여 증발기에 유입되는 냉매액의 엔탈피를 F, 증발기 출구 엔탈피를 A, 포화액의 엔탈피를 G라 할 때, 팽창밸브를 통과한 곳에서 증기로 된 냉매의 양의 계산식으로 옳은 것은? (단, P : 압력, h : 엔탈비를 나타낸다.)

(정답률: 66%)
  • 팽창밸브를 통해 증발기에 유입되는 냉매액은 포화액 상태에서 압력이 낮아져서 증발하게 됩니다. 따라서 팽창밸브를 통과한 곳에서는 증기와 액체가 혼재한 상태가 됩니다. 이때, 엔탈피는 부분적으로 증발한 액체와 증기의 엔탈피의 합으로 계산됩니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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37. 냉동장치에서 고압측에 설치하는 장치가 아닌 것은?

  1. 수액기
  2. 팽창밸브
  3. 드라이어
  4. 액분리기
(정답률: 64%)
  • 액분리기는 냉동장치의 저압측 증발기와 압축기사이에 설치하며
    압축기로 넘어가는 액을 저거하여 리퀴드백 현상을 방지한다
  • 액분리기는 냉동장치에서 고압측에 설치하는 장치가 아니라, 저압측에 설치하여 냉매와 오일을 분리하는 역할을 하는 장치이기 때문입니다. 따라서 액분리기는 이 문제의 정답이 됩니다.
  • 액분리기 = 증발기 압축기 사이 설치 압축기로 넘어가는 액을 제거
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38. -20℃의 암모니아 포화액의 엔탈피가 75kcal/kg이며, 동일 온도에서 건조포화증기의 엔탈피가 403kcal/kg이다. 이 냉매액이 팽창밸브를 통과하여 증발기에 유입될때의 냉매의 엔탈피가 160kcal/kg이었다면 중량비로 약 몇 %가 액체 상태인가?

  1. 16%
  2. 26%
  3. 74%
  4. 84%
(정답률: 57%)
  • *액체의 중량비공식
    P-H 몰리에르선도를 먼저 그리고
    Y축: 얍력(P) kg/cm^2 X축:엔탈피(h) kcal/kg
    X축: 75---------160-------403
    X=403-160/403-75=74.09[%]
  • 냉매액이 팽창밸브를 통과하여 증발기에 유입될 때, 냉매는 건조포화증기와 평형을 이루게 된다. 따라서 냉매의 엔탈피는 건조포화증기의 엔탈피와 같아진다.

    냉매액의 엔탈피가 160kcal/kg이므로, 냉매의 중량비를 x라고 하면 다음과 같은 식이 성립한다.

    75(1-x) + 403x = 160

    해를 구하면 x = 0.74이므로, 냉매의 중량비는 약 74%이다. 따라서 정답은 "74%"이다.
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39. 암모니아를 냉매로 사용하는 냉동장치에서 응축압력의 상승원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 냉매가 과냉각 되었을 때
  2. 불응축가스가 혼입되었을 때
  3. 냉매가 과충전되었을 때
  4. 응축기 냉각관에 물 때 및 유막이 형성되었을 때
(정답률: 64%)
  • 응축압력의 상승원인
    1)불응축가스가 혼입되었을때
    2)냉매가 과충전되었을때
    3)응축기 냉각관이 물때및 유막이 형성되었을경우
    4)수냉식의 경우 냉각수량이 부족하여 냉각수 온도가 상승시
    5) 공냉식의 경우 송풍량부족및 외기온도 상승시
  • 정답은 "냉매가 과냉각 되었을 때"입니다.

    냉매가 과냉각 되면, 냉매의 온도가 응축기에서 응축되는 증기의 온도보다 낮아져 응축압력이 상승합니다. 이는 냉매의 융해를 방해하고, 냉동장치의 성능을 저하시키는 원인이 됩니다. 따라서, 냉매의 과냉각을 방지하기 위해 냉매의 융해 온도를 조절하는 제어장치가 필요합니다.
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40. 표준냉동사이클에서 팽창밸브를 냉매가 통과하는 동안 변화되지 않는 것은?

  1. 냉매의 온도
  2. 냉매의 압력
  3. 냉매의 엔탈피
  4. 냉매의 엔트로피
(정답률: 80%)

  • 정답은 냉매의 엔탈피입니다.

    ​냉동 사이클의 4대 요소 중 하나인 **팽창밸브(교축과정)**의 특성을 이해하면 아주 명확해집니다.

    ​1. 왜 '엔탈피'가 변하지 않나요?

    ​팽창밸브를 지나는 과정은 전문 용어로 **'교축 작용(Throttling)'**이라고 합니다. 이 과정의 핵심은 다음과 같습니다.

    ​단열 팽창: 외부와 열교환이 거의 없는 상태에서 압력만 급격히 떨어집니다.

    ​등엔탈피 과정: 에너지가 들어오거나 나가지 않은 상태에서 압력만 낮아지므로, 입구와 출구의 엔탈피(에너지 총량) 값은 같습니다(h_1 = h_2).

    ​2. 다른 항목들은 어떻게 변하나요?

    ​팽창밸브를 통과하는 순간, 냉매는 좁은 통로를 지나며 압력이 팍 줄어듭니다.

    ​냉매의 압력: 급격히 하락합니다. (고압 액체 → 저압 액체/증기 혼합물)

    ​냉매의 온도: 압력이 떨어지면서 증발이 일어나 온도가 하락합니다. (이 덕분에 증발기에서 열을 흡수할 수 있게 됩니다.)

    ​냉매의 엔트로피: 압력이 급격히 변하는 비가역 과정이므로 엔트로피는 증가합니다.


  • 팽창밸브는 냉매의 압력을 낮추어 냉매의 상태를 변화시키는 역할을 합니다. 이때 냉매의 온도와 압력은 변화하지만, 엔탈피는 변화하지 않습니다. 이는 엔탈피가 냉매의 내부에 저장된 열의 양을 나타내는데, 팽창밸브를 통과하는 냉매는 외부와 열교환이 없기 때문입니다. 따라서 냉매의 엔탈피는 변화하지 않습니다.
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3과목: 배관일반

41. 급탕배관이 벽이나 바닥을 관통할 때 슬리브(sleeve)를 설치하는 이유로 가장 적절한 것은?

  1. 배관의 진동을 건물 구조물에 전달되지 않도록 하기 위하여
  2. 배관의 중량을 건물 구조물에 지지하기 위하여
  3. 관의 신축이 자유롭고 배관의 교체나 수리를 편리하게 하기 위하여
  4. 배관의 마찰저항을 감소시켜 온수의 순환을 균일하게 하기 위하여
(정답률: 78%)
  • 슬리브를 설치하는 이유는 관의 신축이 자유롭고 배관의 교체나 수리를 편리하게 하기 위하여입니다. 슬리브는 배관이 벽이나 바닥을 관통할 때 배관 주변에 설치되며, 배관이 신축할 때 슬리브가 이를 흡수하여 배관에 무리가 가지 않도록 합니다. 또한, 슬리브를 통해 배관의 교체나 수리가 용이해지므로 유지보수가 간편해집니다.
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42. 냉동 설비에서 고온·고압의 냉매 기체가 흐르는 배관은?

  1. 증발기와 압축기 사이 배관
  2. 응축기와 수액기 사이 배관
  3. 압축기와 응축기 사이 배관
  4. 팽창밸브와 증발기 사이 배관
(정답률: 75%)
  • 고온·고압의 냉매 기체는 압축기에서 생산되어 응축기로 이동하게 됩니다. 이때, 압축기와 응축기 사이의 배관은 냉매 기체가 가장 높은 압력과 온도로 흐르는 구간이기 때문에, 이 배관은 냉동 설비에서 가장 중요한 부분 중 하나입니다.
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43. 냉매 배관 시공 시 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 온도 변화에 의한 신축을 충분히 고려해야 한다.
  2. 배관 재료는 냉매종류, 온도, 용도에 따라 선택한다.
  3. 배관이 고온의 장소를 통과할 때에는 단열조치한다.
  4. 수평 배관은 냉매가 흐르는 방향으로 상향구배 한다.
(정답률: 86%)
  • "수평 배관은 냉매가 흐르는 방향으로 상향구배 한다."가 틀린 것입니다.

    냉매는 항상 중력에 따라 하향으로 흐르기 때문에, 수평 배관은 냉매가 흐르는 방향으로 하향구배를 해야 합니다. 이렇게 하면 냉매가 자연스럽게 흐를 수 있고, 시스템의 효율성도 높아집니다.
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44. 급수방식 중 펌프 직송방식의 펌프 운전을 위한 검지방식이 아닌 것은?

  1. 압력검지식
  2. 유량검지식
  3. 수위검지식
  4. 저항검지식
(정답률: 70%)
  • 펌프 직송방식에서는 펌프가 물을 직접 흡입하여 공급하기 때문에 펌프 운전을 위한 검지방식으로는 유량검지식, 수위검지식, 압력검지식이 적합합니다. 하지만 저항검지식은 전기적인 신호를 이용하여 수위를 측정하는 방식으로, 펌프 운전과는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 저항검지식은 펌프 직송방식에서는 사용되지 않습니다.
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45. 증기 관말 트랩 바이패스 설치 시 필요 없는 부속은?

  1. 엘보
  2. 유니온
  3. 글로브 밸브
  4. 안전 밸브
(정답률: 64%)
  • 증기 관말 트랩 바이패스 설치 시 안전 밸브는 필요하지 않습니다. 이는 바이패스 설치 시 증기가 트랩을 우회하여 흐르기 때문에, 트랩에서 발생할 수 있는 고압력을 안전하게 제어하기 위한 안전 밸브의 역할이 필요하지 않기 때문입니다. 따라서 안전 밸브는 필요 없는 부속입니다.
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46. 수격작용을 방지 또는 경감하는 방법이 아닌 것은?

  1. 유속을 낮춘다.
  2. 격막식 에어 챔버를 설치한다.
  3. 토출밸브의 개폐시간을 짧게 한다.
  4. 플라이 휠을 달아 펌프속도 변화를 완만하게 한다.
(정답률: 81%)
  • 수격작용방지대책
    1.공기실(에어챔버)및 수격방지기설치
    2.관경을 크게하여 유속을 느리게 한다
    3.펌프에 플라이휠을 설치한다
    4.배관을 가능한 한 직선으로 시공한다
    5.밸브는 송출구가까이에 설치하고, 서서히 개폐한다
    토출밸브의 개폐시간을 길게 한다
    6.조압수조를 설치한다

    *플라이 휠
    펌프의 급격한 속도변화를 방지한다
    *조압수조
    수압관 도수관에서 발생하는 수압의 급격한 증감을 조정하는 수조
  • 토출밸브의 개폐시간을 짧게 함으로써 수격작용을 방지할 수 없기 때문이다. 토출밸브가 빠르게 열리고 닫히면, 물이 갑자기 멈추는 현상이 발생하여 수격작용이 더욱 심해질 수 있다. 따라서 토출밸브의 개폐시간을 늘리는 것이 수격작용을 방지하는 데 더 효과적이다.
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47. 액화 천연가스의 지상 저장탱크에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 지상 저장 탱크는 금속 2중벽 탱크가 대표적이다.
  2. 내부탱크는 약 -162℃ 정도의 초저온에 견딜 수 있어야 한다.
  3. 외부 탱크는 일반적으로 연강으로 만들어진다.
  4. 증발 가스량이 지하 저장 탱크보다 많고 저렴하며 안전하다.
(정답률: 75%)
  • 지하 저장탱크
    지하저장탱크가 자상저장탱크보다 저렴하며(가스누출,지진,해일
    등으로부터) 안전하다.단 증발가스량이 지상식보다 많다는 단점이
    있다
  • 액화 천연가스의 지상 저장 탱크에 대한 설명 중 틀린 것은 없습니다. 그러나 "증발 가스량이 지하 저장 탱크보다 많고 저렴하며 안전하다"는 설명은 부분적으로 옳지만, 완전히 정확하지는 않습니다. 지상 저장 탱크는 증발 가스량이 많아서 주기적으로 보충이 필요하며, 지하 저장 탱크보다는 비교적 저렴하지만, 안전성 측면에서는 지하 저장 탱크보다는 불안정할 수 있습니다. 따라서, 이 설명은 조금 더 구체적인 설명이 필요합니다.
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48. 디스크 증기 트랩이라고도 하며 고압, 중압, 저압 등의 어느 곳에나 사용 가능한 증기 트랩은?

  1. 실로폰 트랩
  2. 그리스 트랩
  3. 충격식 트랩
  4. 버킷 트랩
(정답률: 59%)
  • 충격식 트랩은 증기가 흐르는 파이프에 설치되어 있으며, 증기의 흐름 방향과 반대 방향으로 작동하여 증기가 지나갈 때마다 밸브가 열리고 닫히면서 증기를 효과적으로 분리시키는 트랩입니다. 이러한 작동 방식으로 인해 충격식 트랩은 물과 오일 등의 불순물이 섞인 증기를 효과적으로 제거할 수 있으며, 유지보수가 간편하고 내구성이 뛰어나기 때문에 널리 사용되고 있습니다.
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49. 급탕 주관의 배관길이가 300m, 환탕 주관의 배관길이가 50m일 때 강제순환식 온수순환 펌프의 전 양정은?

  1. 5m
  2. 3m
  3. 2m
  4. 1m
(정답률: 53%)
  • 전 양정은 급탕 주관과 환탕 주관의 배관길이의 합인 350m이다. 따라서, 전 양정은 350m이다.

    정답이 "2m"인 이유는 주어진 보기에서 가장 작은 값이 선택지로 주어졌기 때문이다. 전 양정은 급탕 주관과 환탕 주관의 배관길이의 합인 350m이므로, 1m 또는 2m보다는 훨씬 큰 값이 예상된다. 따라서, 2m가 가장 적절한 선택지이다.
  • 강제순환식 온수펌프 전양정
    H = 0.01 ( l + L/2)
    H = 0.01 x ( 50 + 300 / 2 ) = 2
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50. 간접배수관의 관경이 25A일 때 배수구 공간으로 최소 몇 mm가 적당한가?

  1. 50
  2. 100
  3. 150
  4. 200
(정답률: 76%)
  • *배수구 공간

    간접배수관의 관경(A)------------------배수구공간(mm)
    25A이하--------------------------------최소50
    30~50A이하---------------------------최소100
    65A이상--------------------------------최소150
  • 간접배수관의 관경이 25A이므로 배수구 공간의 최소 크기는 2배인 50mm가 적당하다. 이는 배수구 공간에 충분한 공간을 확보하여 배수능력을 향상시키기 위함이다.
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51. 급탕설비에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 순환방식은 중력식과 강제식이 있다.
  2. 배관의 구배는 중력순환식의 경우 1/150, 강제순환식의 경우 1/200 정도이다.
  3. 신축이음쇠의 설치는 강관은 20m, 동관은 30m마다 1개씩 설치한다.
  4. 급탕량은 사용 인원이나 사용 기구 수에 의해 구한다.
(정답률: 79%)
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52. 관의 종류에 따른 접합방법으로 틀린 것은?

  1. 강관 – 나사접합
  2. 주철관 – 소켓접합
  3. 연관 – 플라스턴접합
  4. 콘크리트관 – 용접접합
(정답률: 82%)
  • 콘크리트관은 용접접합이 불가능합니다. 콘크리트관은 보통 접착제나 쇠사슬 등을 이용하여 연결합니다.
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53. 패널난방(panel heating)은 열의 전달방법 중 주로 어느 것을 이용한 것인가?

  1. 전도
  2. 대류
  3. 복사
  4. 전파
(정답률: 83%)
  • 패널난방은 복사를 이용한 열의 전달방법이다. 패널난방은 전기나 물 등을 통해 패널 내부에 열을 발생시키고, 이 열이 패널 표면에서 복사되어 주변 공간으로 전달되는 방식으로 작동한다. 이는 대류나 전도와는 달리 직접적인 접촉이나 이동이 필요하지 않으며, 공기나 물 등의 매질이 없어도 열을 전달할 수 있다는 장점이 있다.
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54. 스케줄 번호(schedule No.)를 바르게 나타낸 공식은? (단, S : 허용응력(kg/mm2), P : 사용압력(kg/cm2))

(정답률: 73%)
  • 스케줄번호
    관두께를 나타내는 번호
    sch.No=10x(P/s)
  • 정답은 ""이다. 이유는 스케줄 번호는 허용응력(S)과 사용압력(P)의 비율에 따라 결정되기 때문이다. ""은 허용응력(S)이 사용압력(P)의 1/3 이하일 때 적용되는 스케줄 번호를 나타낸다. 따라서 이 경우에는 허용응력이 사용압력보다 크기 때문에 안전한 상태로 사용할 수 있다는 것을 의미한다.
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55. 기수 혼합 급탕기에서 증기를 물에 직접 분사시켜 가열하면 압력차로 인해 발생하는 소음을 줄이기 위해 사용하는 설비는?

  1. 안전밸브
  2. 스팀 사일런서
  3. 응축수 트랩
  4. 가열코일
(정답률: 86%)
  • *스팀 사이렌서
    기수혼합식 급탕기에서 증기로 인한 소음을 줄이기위해서 사용하며
    저탕조에 증기를 직접불어넣어 물을 가열하는 방식이다
    종류로는 F형과 S형이 있다.
  • 기수 혼합 급탕기에서 증기를 물에 직접 분사시켜 가열하면 압력차로 인해 발생하는 소음을 줄이기 위해 사용하는 설비는 스팀 사일런서입니다. 스팀 사일런서는 증기가 빠르게 흐르는 파이프 내부에 설치되어 증기의 속도를 감소시켜 소음을 줄이는 역할을 합니다. 이를 통해 작업환경을 개선하고 안전성을 높일 수 있습니다.
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56. 펌프의 베이퍼 록 현상에 대한 발생 요인이 아닌 것은?

  1. 흡입관 지름이 큰 경우
  2. 액 자체 또는 흡입배관 외부의 온도가 상승할 경우
  3. 펌프 냉각기가 작동하지 않거나 설치되지 않은 경우
  4. 흡입 관로의 막힘, 스케일 부착 등에 의한 저항이 증가한 경우
(정답률: 77%)
  • *베이퍼록현상
    저비점 액체를 이송할경우 펌프의 파이프속에서 가열증발하여
    증기가 발생되는데, 이로인해 압력이 변하고 액체의 흐름이나
    운동력 전달을 저해하는 현상
    -흡입관 지름이 큰경우 마찰저항이 감소되어 베이퍼록 현상을
    방지할수 있다.(발생요인이라고 볼수 없다)
  • 흡입관 지름이 큰 경우는 베이퍼 록 현상의 발생 요인이 아닙니다. 이는 흡입 과정에서 액체가 빠르게 흡입되어 압력이 감소하고, 이로 인해 액체가 기화되어 베이퍼 록이 발생하는 것인데, 흡입관 지름이 크면 액체가 빠르게 흡입되어 압력이 감소하는 것을 방지하기 때문입니다.
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57. 배관의 신축 이음 중 허용길이가 커서 설치장소가 많이 필요하지만 고온, 고압배관의 신축 흡수용으로 적합한 형식은?

  1. 루프(loop)형
  2. 슬리브(sleeve)형
  3. 벨로스(bellows)형
  4. 스위블(swivel)형
(정답률: 74%)
  • 고온, 고압배관의 신축 흡수용으로는 벨로스(bellows)형이 적합하지만, 이 경우에도 설치장소가 많이 필요하다는 단점이 있다. 따라서, 허용길이가 커서 설치장소가 많이 필요하지만 고온, 고압배관의 신축 흡수용으로 적합한 형식은 루프(loop)형이다. 루프(loop)형은 배관을 루프 모양으로 구부려 설치하므로, 허용길이가 크게 필요하지 않으면서도 충분한 신축 흡수 기능을 제공할 수 있다.
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58. 고온수 난방의 가압방법이 아닌 것은?

  1. 브리드 인 가압방식
  2. 정수두 가압방식
  3. 증기 가압방식
  4. 펌프 가압방식
(정답률: 57%)
  • 브리드 인 가압방식은 고온수를 가압하는 방법이 아니라, 고온가스를 이용하여 물을 가열하는 방식이기 때문에 가압방법이 아니다.
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59. 냉각탑 주위배관 시 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 2대 이상의 개방형 냉각탑을 병렬로 연결할 때 냉각탑의 수위를 동일하게 한다.
  2. 배수 및 오버플로관은 직접배수로 한다.
  3. 냉각탑을 동절기에 운전할 때는 동결방지를 고려한다.
  4. 냉각수 출입구 측 배관은 방진이음을 설치하여 냉각탑의 진동이 배관에 전달되지 않도록 한다.
(정답률: 66%)
  • 루프이음 (신축곡관)신축곡관이라고도 하며,그 휨에의해
    배관의 신축을 흡수하는 형식으로 주로 고온,고압의
    옥외배관등에 많이 사용된다,
    설치장소을 많이 차지하며,응력이 생긴다는 단점이 있다.
  • 배수 및 오버플로관을 직접배수로 하는 것은 올바른 방법이 아닙니다. 이유는 냉각탑에서 처리된 물은 일정한 수질을 유지해야 하기 때문에, 배수 및 오버플로관을 통해 처리된 물을 다시 냉각탑으로 되돌리면 수질이 저하될 수 있기 때문입니다. 따라서 배수 및 오버플로관은 처리된 물을 직접 배출하는 것이 좋습니다.
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60. 배수 수평관의 관경이 65mm일 때 최소구배는?

  1. 1/10
  2. 1/20
  3. 1/50
  4. 1/100
(정답률: 65%)
  • 배수수평관의 구배
    관경(mm)--------------------------------------최소구배
    65이하-----------------------------------------최소1/50
    75,100-----------------------------------------최소1/100
    125--------------------------------------------최소1/150
    150이상---------------------------------------최소1/200
  • 배수 수평관의 최소구배는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    최소구배 = (관경(mm))² ÷ (관의 길이(m))

    여기에 배수 수평관의 관경인 65mm와 길이가 주어지지 않았으므로, 문제에서는 최소구배를 구할 수 없습니다. 따라서 이 문제는 해결할 수 없습니다.

    따라서, 보기에서 정답이 "1/50"인 이유는 없습니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 서보기구와 관계가 가장 깊은 것은?

  1. 정전압 장치
  2. A/D 변환기
  3. 추적용 레이더
  4. 가정용 보일러
(정답률: 66%)
  • 서보기구는 추적용 레이더를 통해 위치를 파악하고, 그 위치에 따라 움직임을 제어하기 때문에, 서보기구와 관계가 가장 깊은 것은 추적용 레이더이다.
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62. 다음 블록선도의 전달 함수의 극점과 영점은?

  1. 영점 0, 2, 극점 –1, 3
  2. 영점 1, -3, 극점 0, -2
  3. 영점 0, -1, 극점 2, 3
  4. 영점 0, -3, 극점 –1, 2
(정답률: 57%)
  • 이 함수는 x=0, x=2에서 y=0이므로 영점이다. 또한 x=-1, x=3에서 극점이므로 극점이다. 이유는 영점은 함수의 값이 0이 되는 지점이고, 극점은 미분값이 0이 되는 지점이기 때문이다.
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63. 제어기기의 대표적인 것으로는 검출기, 변환기, 증폭기, 조작기기를 들 수 있는데 서보모터는 어디에 속하는가?

  1. 검출기
  2. 변환기
  3. 증폭기
  4. 조작기기
(정답률: 82%)
  • 서보모터는 입력 신호에 따라 움직이는 모터로, 조작기기에 해당합니다. 입력 신호를 받아 움직이는 것이기 때문입니다.
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64. 프로세스 제어계의 제어량이 아닌 것은?

  1. 방위
  2. 유량
  3. 압력
  4. 밀도
(정답률: 68%)
  • 방위는 프로세스 제어계에서 제어되는 양이 아니라 방어나 보호를 위한 개념이기 때문에 정답입니다. 유량, 압력, 밀도는 모두 프로세스 제어계에서 제어되는 양입니다.
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65. 시퀀스제어에 관한 사항으로 옳은 것은?

  1. 조절기용이다.
  2. 입력과 출력의 비교장치가 필요하다.
  3. 한시동작에 의해서만 제어되는 것이다.
  4. 제어결과에 따라 조작이 자동적으로 이행된다.
(정답률: 68%)
  • 시퀀스제어는 제어결과에 따라 조작이 자동적으로 이행되는 것이다. 이는 입력된 조건에 따라 프로그램이 자동으로 실행되며, 조절기나 비교장치 등의 추가적인 조작이 필요하지 않다는 것을 의미한다. 따라서 시퀀스제어는 자동화된 제어 시스템에서 매우 유용하게 사용된다.
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66. 그림과 같은 회로망에서 전류를 계산하는데 옳은 식은?

  1. I1+I2=I3+I4
  2. I1+I3=I2+I4
  3. I1+I2+I3+I4=0
  4. I1+I2+I3-I4=0
(정답률: 75%)
  • 회로망에서 전류의 대한 키르히호프 법칙(Kirchhoff's law)은 "어떤 노드에서 들어오는 전류의 합은 그 노드에서 나가는 전류의 합과 같다"는 것입니다. 이 법칙을 이용하여 회로망에서 전류를 계산할 수 있습니다.

    위 그림에서, 노드 A에서 들어오는 전류의 합은 노드 A에서 나가는 전류의 합과 같습니다. 따라서,

    I1 + I2 = I3 + I4

    노드 B에서도 마찬가지로,

    I1 + I3 = I2 + I4

    이 두 식을 더하면,

    2I1 + 2I2 + 2I3 = 2I2 + 2I3 + 2I4

    I1 + I2 + I3 - I4 = 0

    따라서, 옳은 식은 "I1+I2+I3-I4=0" 입니다.
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67. 제어요소가 제어대상에 주는 양은?

  1. 조작량
  2. 제어량
  3. 기준입력
  4. 동작신호
(정답률: 60%)
  • 제어요소는 제어대상에게 주는 양을 조작량으로 표현합니다. 이는 제어대상의 상태를 조절하기 위해 제어요소가 가하는 영향의 크기를 나타내는 것입니다. 따라서 조작량이라는 용어가 선택지 중 정답인 이유입니다.
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68. 직류 분권전동기의 용도에 적합하지 않은 것은?

  1. 압연기
  2. 제지기
  3. 송풍기
  4. 기중기
(정답률: 72%)
  • 직류 분권전동기는 일정한 속도와 토크를 유지할 수 있어서 압연기나 제지기와 같은 고부하 작업에 적합하며, 송풍기와 같은 저부하 고속 작업에도 적합합니다. 그러나 기중기는 높은 부하와 저속 작업이 필요하기 때문에 직류 분권전동기보다는 교류 전동기가 더 적합합니다. 따라서 기중기는 직류 분권전동기의 용도에 적합하지 않은 것입니다.
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69. 16μF의 콘덴서 4개를 접속하여 얻을 수 있는 가장 작은 정전용량은 몇 μF인가?

  1. 2
  2. 4
  3. 8
  4. 16
(정답률: 77%)
  • 4개의 16μF 콘덴서를 접속하면 전체 정전용량은 16μF/4 = 4μF가 됩니다. 따라서 가장 작은 정전용량은 4μF가 됩니다.
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70. 100Ω의 전열선에 2A의 전류를 흘렸다면 소모되는 전력은 몇 W인가?

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 400
(정답률: 59%)
  • 전력은 전류의 제곱에 저항을 곱한 값으로 계산됩니다. 따라서, 100Ω의 전열선에 2A의 전류를 흘렸을 때 소모되는 전력은 2² x 100 = 400W입니다. 따라서, 정답은 "400"입니다.
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71. 60Hz, 6극인 교류 발전기의 회전수는 몇 rpm인가?

  1. 1200
  2. 1500
  3. 1800
  4. 3600
(정답률: 62%)
  • 교류 발전기의 회전수(RPM)는 다음
    공식으로 계산합니다:
    N = 120×f÷P
    여기서
    • f(주파수),60hz
    • P(극 수)6
    계산하면:
    N = 120 ×60÷6 = 7200÷6 = 1200 RPM
    정답: 1) 1200

  • 60Hz의 교류 발전기는 1초에 60번의 주기를 가지므로, 1회전당 60/6=10개의 주기를 발생시킵니다. 따라서 회전수는 1200rpm이 됩니다.
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72. 평형 3상 Y결선의 상전압 Vp와 선간전압 VL의 관계는?

  1. VL=3Vp
  2. VL=√3Vp
  3. VL=1/3(Vp)
  4. VL=1/√3(Vp)
(정답률: 72%)
  • 평형 3상 Y결선에서 선간전압 VL은 상전압 Vp에 루트 3을 곱한 값과 같습니다. 이는 선간전압이 두 개의 상전압 차이로 인해 발생하는데, 3상 Y결선에서 각 상은 120도씩 차이가 있으므로, 선간전압은 두 상전압 차이의 효과를 합한 값이 됩니다. 이를 수식으로 나타내면 VL=√3Vp가 됩니다.
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73. 그림과 같은 시퀀스제어회로가 나타내는 것은? (단, A와 B는 푸시버튼스위치, R은 전자접촉기, L은 램프이다.)

  1. 인터록
  2. 자기유지
  3. 지연논리
  4. NAND논리
(정답률: 69%)
  • 이 회로는 A와 B 중 하나를 누르면 R이 닫혀 L이 켜지고, 다시 누르면 R이 열리고 L이 꺼지는 시퀀스제어회로이다. 그러나, R이 닫혀있는 동안에는 A와 B의 입력값이 바뀌어도 L의 상태는 변하지 않는다. 이는 R이 자기유지되기 때문이다. 즉, R이 닫혀있는 동안에는 A와 B의 입력값이 L에 영향을 미치지 않고, R이 열리면서 L이 꺼지기 때문에 자기유지되는 것이다. 따라서, 이 회로는 "자기유지"이다.
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74. 최대 눈금 1000V, 내부저항 10kΩ인 전압계를 가지고 그림과 같이 전압을 측정하였다. 전압계의 지시가 200V일 때 전압 E는 몇 V인가?

  1. 800
  2. 1000
  3. 1800
  4. 2000
(정답률: 47%)
  • 전압계의 내부저항과 병렬로 연결된 5kΩ 저항과 10kΩ 저항은 전압분배의 법칙에 따라 전압을 나누게 된다. 따라서, E에 걸리는 전압은 전압분배의 법칙에 따라 5V가 된다. 이때, 전압계의 지시가 200V이므로, 전압계와 5kΩ 저항 사이의 전압은 200V - 5V = 195V가 된다. 이전압이 10kΩ 저항과 병렬로 연결된 5kΩ 저항과 같은 크기의 저항이므로, 전압분배의 법칙에 따라 E에 걸리는 전압은 195V가 된다. 따라서, E의 전압은 5V + 195V = 200V가 된다. 따라서, 정답은 "2000"이 아니라 "200"이다.
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75. 그림과 같은 회로는?

  1. OR회로
  2. AND회로
  3. NOR회로
  4. NAND회로
(정답률: 56%)
  • 이 회로는 두 개의 입력(A, B)이 AND 연산을 거쳐 출력(Q)이 결정되는 회로이다. 즉, 입력 A와 B가 모두 1일 때에만 출력 Q가 1이 되는 AND 회로이다.
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76. 그림의 신호흐름선도에서 C/R의 값은?

  1. a+2
  2. a+3
  3. a+5
  4. a+6
(정답률: 75%)
  • C/R 값은 2이다. 이는 신호가 C에서 R로 전달되는데 걸리는 시간을 나타낸다. 따라서 R에서 S로 전달되는데 걸리는 시간은 3이고, S에서 T로 전달되는데 걸리는 시간은 5이다. 따라서 전체 시간은 C에서 T까지 걸리는 시간인 2+3+5=10이다. 따라서 정답은 a+10이 되며, a+5가 정답인 이유는 오답이다.
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77. 교류의 실횻값에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 교류의 최댓값은 실횻값의 √2배이다.
  2. 전류나 전압의 한주기의 평균치가 실효값이다.
  3. 상용전원이 220V라는 것은 실횻값을 의미한다.
  4. 실횻값 100V인 교류와 직류 100V로 같은 전등을 점등하면 그 밝기는 같다.
(정답률: 60%)
  • "상용전원이 220V라는 것은 실횻값을 의미한다."는 틀린 설명입니다. 상용전원의 전압은 최댓값이 220V이며, 이 값은 실효값의 √2배와 같습니다. 따라서 상용전원의 실효값은 220V/√2인 약 155.56V입니다.

    전류나 전압의 한주기의 평균치가 실효값인 이유는, 교류의 경우 최댓값이나 최솟값이 지속되는 시간이 짧기 때문에 이를 평균화하여 계산한 값이 더 정확한 전력 계산에 이용됩니다. 실효값은 이러한 평균화된 값으로, 전류나 전압의 크기가 일정하지 않은 교류에서도 직류와 같은 효과를 나타내는 값입니다. 따라서 실효값은 교류 전기의 전력 계산에 매우 중요한 값입니다.

    "전류나 전압의 한주기의 평균치가 실효값이다."
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78. 변압기의 병렬운전에서 필요하지 않는 조건은?

  1. 극성이 같을 것
  2. 출력이 같을 것
  3. 권수비가 같을 것
  4. 1차, 2차 정격전압이 같을 것
(정답률: 55%)
  • 변압기의 병렬운전에서 권수비가 같을 것과 1차, 2차 정격전압이 같을 것은 필수적인 조건이다. 이는 각각 전류와 전압의 균형을 맞추기 위한 조건이기 때문이다. 하지만 출력이 같을 것은 필요하지 않은 조건이다. 이는 출력이 다르더라도 전류와 전압이 균형을 맞추면 변압기가 정상적으로 작동할 수 있기 때문이다. 따라서 출력이 같을 필요는 없다.
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79. 는 어떤 조절기의 출력(조작신호) m(t)과 동작신호 e(t) 사이의 관계를 나타낸 것이다. 이 조절기의 제어동작은? (단, Ki는 상수이다.)

  1. D 동작
  2. I 동작
  3. P-I 동작
  4. P-D 동작
(정답률: 44%)
  • 이 조절기는 출력 m(t)와 동작신호 e(t)의 차이를 측정하여, 이 차이에 비례하는 제어신호를 출력하는 구조를 가지고 있다. 이러한 구조는 P-D 제어기라고 불리며, P 제어와 D 제어를 결합한 것이다. P 제어는 출력과 목표값의 차이에 비례하는 제어신호를 출력하는 것이고, D 제어는 출력의 변화율에 비례하는 제어신호를 출력하는 것이다. 이 두 제어를 결합하여, 출력의 변화율과 목표값과의 차이를 모두 고려하여 제어하는 것이 P-D 제어이다. 따라서, 이 조절기의 제어동작은 "D 동작"이다.
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80. 2진수 0010111101011001(2)을 16진수로 변환하면?

  1. 3F59
  2. 2G6A
  3. 2F59
  4. 3G6A
(정답률: 75%)
  • 먼저 2진수 0010은 16진수 2로, 1101은 D로, 1101은 F로, 0101은 5로 각각 대응된다. 따라서 16진수로 변환하면 2F59가 된다.
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