공조냉동기계산업기사 필기 기출문제복원 (2017-03-05)

공조냉동기계산업기사 2017-03-05 필기 기출문제 해설

이 페이지는 공조냉동기계산업기사 2017-03-05 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

공조냉동기계산업기사
(2017-03-05 기출문제)

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1과목: 공기조화

1. 온수난방의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 증기난방보다 상하온도 차가 적고 쾌감도가 크다.
  2. 온도조절이 용이하고 취급이 증기보일러보다 간단하다.
  3. 예열시간이 짧다.
  4. 보일러 정지 후에도 실내난방은 여열에 의해 어느 정도 지속된다.
(정답률: 90%)
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2. 냉방시의 공기조화 과정을 나타낸 것이다. 그림과 같은 조건일 경우 냉각코일의 바이패스 팩터는? (단, ① 실내공기의 상태점, ② 외기의 상태점, ③ 혼합공기의 상태점, ④ 취출공기의 상태점, ⑤ 코일의 장치노점온도 이다.)

  1. 0.15
  2. 0.20
  3. 0.25
  4. 0.30
(정답률: 66%)
  • 바이패스 팩터(Bypass Factor)는 냉각코일을 통과하는 공기 중 냉각되지 않고 통과하는 공기의 비율을 의미하며, 혼합공기, 취출공기, 장치노점온도의 관계식으로 구합니다.
    $$BF = \frac{t_4 - t_5}{t_3 - t_5}$$
    $$BF = \frac{16 - 13}{28 - 13}$$
    $$BF = 0.20$$
    따라서 바이패스 팩터는 $0.20$입니다.
  • (16-13)/(28-13)=0.2
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3. 유인 유닛 방식의 특징으로 틀린 것은?

  1. 개별 제어가 가능하다.
  2. 중앙공조기는 1차공기만 처리하므로 규모를 줄일 수 있다.
  3. 유닛에는 동력배선이 필요하지 않다.
  4. 송풍량이 적어서 외기냉방의 효과가 크다.
(정답률: 70%)
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4. 공기의 상태를 표시하는 용어와 단위의 연결로 틀린것은?

  1. 절대습도 : [kg/kg]
  2. 상대습도 : [%]
  3. 엔탈피 : [kcal/m3·℃]
  4. 수증기분압 : [mmHg]
(정답률: 79%)
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5. 전공기 방식에 의한 공기조화의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 실내공기의 오염이 적다.
  2. 계절에 따라 외기냉방이 가능하다.
  3. 수배관이 없기 때문에 물에 의한 장치부식 및 누수의 염려가 없다.
  4. 덕트가 소형이라 설치공간이 줄어든다.
(정답률: 79%)
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6. 여름철을 제외한 계절에 냉각탑을 가동하면 냉각탑 출구에서 흰색 연기가 나오는 현상이 발생할 때가 있다. 이 현상을 무엇이라고 하는가?

  1. 스모그(smog) 현상
  2. 백연(白煙) 현상
  3. 굴뚝(stack effect) 현상
  4. 분무(噴霧) 현상
(정답률: 89%)

  • 정답은 백연(白煙) 현상입니다.

    "진짜 연기(매연)라면 멀리까지 퍼지지만, 백연은 수증기이므로 굴뚝이나 냉각탑에서 조금만 멀어져도 공기 중으로 재증발하여 사라집니다.



    ​백연 현상의 원인

    ​냉각탑에서 나오는 고온 다습한 공기가 외부의 차가운 공기와 만나면, 공기 중의 수증기가 급격히 냉각되어 아주 작은 물방울(응축수)로 변하게 됩니다. 이때 우리 눈에는 마치 흰 연기가 뿜어져 나오는 것처럼 보이게 되는데, 이를 **백연 현상(White Smoke Phenomenon)**이라고 합니다.

    ​동일한 원리 강조: "겨울철 입에서 나오는 입김과 같은 원리입니다."라고 설명하는 것이 가장 이해가 빠릅니다.



    ​보충 설명: 다른 보기들이 틀린 이유

    tqo백

    ​스모그(smog) 현상: 대기 오염 물질이 안개와 섞여 시야를 가리고 인체에 해를 끼치는 현상입니다.


    ​굴뚝(stack effect) 현상: 건물 내외부의 온도 차이로 인해 공기가 수직 통로(계단실, 엘리베이터 샤프트 등)를 타고 위로 솟구치거나 아래로 내려가는 현상입니다.



    ​분무(噴霧) 현상: 액체를 미세한 알갱이 형태로 흩뿌리는 것을 의미하며, 냉각탑 내부에서 물을 뿌릴 때 발생하지만 외부로 보이는 흰 연기 자체를 일컫는 용어는 아닙니다.


  • 겨울철 냉각탑에서 배출되는 고온 다습한 공기가 차가운 외기와 만나 수증기가 응결되어 흰색 연기처럼 보이는 현상을 백연(白煙) 현상이라고 합니다.

    오답 노트
    스모그(smog) 현상: 연기와 안개가 섞여 보이는 현상
    굴뚝(stack effect) 현상: 내외부 온도차에 의한 공기 유동 현상
    분무(噴霧) 현상: 물질이 부유가스에 의해 운반되는 현상
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7. 단일 덕트 방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 단일 덕트 정풍량 방식은 개별제어에 적합하다.
  2. 중앙기계실에 설치한 공기조화기에서 조화한 공기를 주 덕트를 통해 각 실내로 분배한다.
  3. 단일 덕트 정풍량 방식에서는 재열을 필요로 할 때도 있다.
  4. 단일 덕트 방식에서는 큰 덕트 스페이스를 필요로 한다.
(정답률: 68%)


  • 공조방식의 분류

    *전공기방식(중앙식)

    -단일덕트방식(정풍량,변풍량), 2중덕트방식(멀티존방식)각층 유닛방식

    *수-공기 방식(중앙식)

    -팬코일유닛방식(덕트병용),유인유닛(인덕션)방식,복사 냉난방방식

    *수방식(중앙식):팬코일 유닛방식

    *냉매방식(개별식)

    -룸쿨러방식,패키지유닛방식,멀티유닛방식

    정답은 **단일 덕트 정풍량 방식은 개별제어에 적합하다.**입니다.

    ​단일 덕트 방식(Single Duct System)의 특징을 이해하면 답이 명확해집니다.

    ​틀린 이유 설명

    ​개별제어의 어려움: 단일 덕트 정풍량(CAV, Constant Air Volume) 방식은 중앙의 공기조화기에서 만든 일정한 온도의 공기를 덕트 하나로 모든 실에 보냅니다. 따라서 실별로 부하(온도 요구치)가 달라도 실마다 온도를 다르게 조절하기가 매우 어렵습니다. 즉, 개별제어 성능이 떨어지는 것이 가장 큰 단점입니다.

    다른 보기들이 맞는 이유

    ​중앙기계실 설치: 단일 덕트 방식은 공기조화기(AHU)를 기계실에 두고 덕트를 통해 공기를 보내는 전공기 방식의 대표적인 형태입니다.

    ​재열(Reheat) 필요: 정풍량 방식은 풍량이 고정되어 있어 실내 온도를 맞추기 위해 공기를 다시 데워야 하는 '재열' 과정이 생길 수 있으며, 이는 에너지 손실의 원인이 되기도 합니다.

    ​큰 덕트 스페이스: 공기만을 이용해 냉난방을 하려면 필요한 열량을 운반하기 위해 덕트의 크기가 커져야 합니다. 따라서 층고가 높아야 하거나 큰 덕트 공간이 필수적입니다.



    정풍량(CAV) 방식은 공기 양을 고정하고 온도를 조절했다면,

    변풍량(VAV) 방식은 공급되는 공기의 온도는 일정하게 유지하되

    각 실의 부하에 따라 공기의 양(풍량)을 조절하는 방식이기 때문입니다.

    ​상세한 이유는 다음과 같습니다.

    ​1. VAV 유닛(VAV Unit)의 역할

    ​각 실이나 구역(Zone)으로 들어가는 덕트 끝단에 **VAV 유닛(박스)**이 설치됩니다. 실내 온도 조절기(Thermostat)와 연동된 이 유닛이 댐퍼를 열고 닫으면서, 그 방의 온도가 높으면 공기를 많이 보내고 온도가 낮으면 공기 양을 줄입니다. 이 장치 덕분에 실별로 독립적인 제어가 가능해집니다.

    ​2. 에너지 절약

    ​실내 부하가 줄어들면 공기 양을 줄여서 송풍기(팬)의 동력을 아낄 수 있습니다. 정풍량 방식에 비해 훨씬 경제적인 방식입니다.

  • 단일 덕트 정풍량 방식은 송풍량이 일정하게 유지되므로 각 실별로 정밀하게 운전 및 정지하는 개별제어가 곤란한 방식입니다.
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8. 팬코일 유닛에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 고속덕트로 들어온 1차 공기를 노즐에 분출시킴으로써 주위의 공기를 유인하여 팬코일로 송풍하는 공기조화기이다.
  2. 송풍기, 냉온수 코일, 에어필터 등을 케이싱 내에 수납한 소형의 실내용 공기조화기이다.
  3. 송풍기, 냉동기, 냉온수코일 등을 기내에 조립한 공기조화기이다.
  4. 송풍기, 냉동기, 냉온수코일, 에어필터 등을 케이싱내에 수납한 소형의 실내용 공기조화기이다.
(정답률: 68%)
  • 팬코일 유닛은 송풍기, 냉온수 코일, 에어필터 등을 하나의 케이싱 내에 수납하여 실내 공기를 순환시켜 부하를 처리하는 소형 실내용 공기조화기입니다.

    오답 노트
    고속덕트 노즐 분출: 유인 송풍 방식에 대한 설명입니다.
    냉동기 포함: 팬코일 유닛은 냉동기가 아닌 냉온수 코일을 사용하며, 냉동기는 보통 기계실에 별도로 설치됩니다.

  • 정답은 **송풍기, 냉온수 코일, 에어필터 등을

    케이싱 내에 수납한 소형의 실내용 공기조화기이다.**입니다.

    ​팬코일 유닛(FCU, Fan Coil Unit)의 핵심 구조와 특징을 이해하면

    정답을 쉽게 골라낼 수 있습니다.



    ​옳은 이유 설명

    ​FCU의 구성 요소:

    이름 그대로 **팬(Fan, 송풍기)**과 **코일(Coil, 냉온수 코일)**이

    주된 구성 요소입니다. 여기에 공기를 걸러주는 필터가 포함되어

    하나의 박스(케이싱) 안에 들어있는 형태입니다.



    ​설치 장소: 주로 각 실의 창가 하부나 천장 내부에 설치되어

    그 방의 공기를 직접 순환시키는 개별식 공조 방식에 사용됩니다.



    ​다른 보기들이 틀린 이유

    ​첫 번째 보기: 이는 유인 유닛(Induction Unit) 방식에 대한 설명입니다.

    덕트에서 나오는 고속 공기를 이용해 주위 공기를 끌어들이는 방식입니다.



    ​세 번째 & 네 번째 보기: **'냉동기'**가 포함되어 있다는 점이 틀렸습니다.

    팬코일 유닛은 중앙 기계실(냉동기, 보일러)에서 보내주는 냉온수를 받아서

    열교환만 할 뿐, 장치 내부에 스스로 냉매를 압축하는 냉동기를 가지고 있

    지 않습니다. 냉동기까지 포함된 소형 장치는 보통 '패키지 에어컨'이라고 부릅니다.


    Tip: 기사 시험 단골 포인트

    ​FCU는 수-공기 방식의 대표 주자로 불립니다.

    물(냉온수)을 이용해 열을 운반하고, 팬(공기)을 이용해 실내로

    확산시키기 때문입니다. 덕트 공간을 크게 차지하지 않아 기존

    건물의 리모델링 등에 유리하다

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9. 풍량 450m3/min, 정압 50mmAq, 회전수 600rpm인 다익 송풍기의 소요동력은? (단, 송풍기의 효율은 50%이다.)

  1. 3.5 kW
  2. 7.4 kW
  3. 11 kW
  4. 15 kW
(정답률: 66%)
  • 송풍기의 소요동력을 구하는 공식은 풍량과 정압의 곱을 효율과 상수(102×60)로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{Q \times P_s}{102 \times 60 \times \eta}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{450 \times 50}{102 \times 60 \times 0.5}$
    ③ [최종 결과] $P = 7.35 \approx 7.4$ kW
  • *송풍기의 소요동력(L) 구하기
    L=Q.P/102×60×η [KW]
    Q.=송풍량[m^3/min]
    P=정압[mmAq]
    η: 정압효율
    공식에서 60을 나눠주는 이유는 풍량이 450[m^3/min]
    이므로 min을 sec단위로 바꾸기 위함이다.
    L=450 × 50/102 × 60 × 0.5
    =7.35[kw]
    ≒7.4[kw]
  • 송풍기 축동력 (kW) = (풍량 × 정압 × 9.8) / (60 × 1000 × 효율)

    단위 변환:

    1 mmAq = 9.8 Pa

    풍량 m³/min → m³/sec로 바꿔야 하므로 60으로 나눠줍니다.



    ---

    계산:

    1. 정압을 Pa로 변환:
    50 mmAq × 9.8 = 490 Pa


    2. 풍량을 m³/sec로 변환:
    450 m³/min ÷ 60 = 7.5 m³/s


    3. 공기 동력:
    = 풍량 × 정압
    = 7.5 × 490 = 3675 W = 3.675 kW (공기 측)


    4. 효율 고려한 축동력:
    = 3.675 ÷ 0.5 = 7.35 kW ≈ 7.4 kW
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10. 배관 계통에서 유량을 다르더라도 단위 길이당 마찰 손실이 일정하도록 관경을 정하는 방법은?

  1. 균등법
  2. 정압재취득법
  3. 등마찰손실법
  4. 등속법
(정답률: 83%)


  • 정답은 등마찰손실법입니다.

    ​이 문제는 덕트나 배관의 관경(지름)을 설계하는 방식에 대한 정의를 묻는 단골 문제입니다.

    ​핵심 개념 설명

    ​등마찰손실법 (Equal Friction Method): 덕트나 배관의 단위 길이당 마찰 저항(mmAq/m)을 모든 구간에서 동일하게 유지하며 관경을 결정하는 방법입니다. 계산이 간편하여 저속 덕트 설계에서 가장 널리 사용됩니다.


    "마찰 저항 0.1mmAq/m로 일정할 때~"라는 조건이 나온다면

    바로 이 등마찰손실법을 적용하고 있는 상황이라고

    이해하시면 됩니다!

  • 등마찰손실법은 배관 계통에서 유량이 다르더라도 단위 길이당 마찰 손실이 일정하도록 관경을 결정하는 설계 방법입니다.
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11. 다수의 전열판을 겹쳐 놓고 볼트로 연결시킨 것으로 판과 판 사이를 유체가 지그재그로 흐르면서 열교환 능력이 매우 높아 필요 설치면적이 좁고 전열관의 증감으로 기기 용량의 변동이 용이한 열교환기는?

  1. 플레이트형 열교환기
  2. 스파이럴형 열교환기
  3. 원통다관형 열교환기
  4. 회전형 전열교환기
(정답률: 82%)
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12. 공기조화장치의 열운반장치가 아닌 것은?

  1. 펌프
  2. 송풍기
  3. 덕트
  4. 보일러
(정답률: 80%)
  • 공기조화장치에서 열운반장치는 생산된 열을 전달하는 덕트, 송풍기, 펌프, 배관을 의미합니다. 보일러는 열을 직접 생산하는 열원장치에 해당합니다.

  • 공기조화 시스템의 3대 구성 요소

    (열원 장치, 열운반 장치, 공조 기기)를 구분할 수 있는지 묻는 문제

    ​구성 요소별 분류
    -​열원  장치 (열을 만드는 곳): 보일러(온수/증기 생산), 냉동기(냉수 생산)
    -​열운반 장치 (열을 실어 나르는 수단):공기를 실어 나르는 송풍기와 덕트
    -​물을 실어 나르는 펌프와 배관 공조 기기:(실제로 공기를 조절하는 곳):

    공기조화기(AHU), 팬코일 유닛(FCU) 등

    ​왜 보일러가 답인가요?

    ​보일러는 연료를 태워 열에너지를 만드는

    '시작점(열원)'이지, 만들어진 열을 건물 구석구석으로 배달하는

    '운반 체계'가 아닙니다.

    ​

    현장에서 근무하실 때

    보일러실(열원)에서 만든 온수를 펌프(운반)가 밀어주고,

    배관(운반)을 타고 각 실의 공조기(기기)로 전달되는

    흐름을 생각하시면 이해가 훨씬 빠르실 겁니다.

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13. 축열시스템의 특징에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 피크 컷(peak cut)에 의해 열원장치의 용량이 증가한다.
  2. 부분부하 운전에 쉽게 대응하기가 곤란하다.
  3. 도시의 전력수급상태 개선에 공헌한다.
  4. 야간운전에 따른 관리 인건비가 절약된다.
(정답률: 82%)
  • 축열시스템은 전력 수요가 적은 심야 시간에 열을 생산하여 저장했다가 피크 시간대에 사용함으로써 도시의 전력수급상태 개선에 공헌하는 시스템입니다.

    오답 노트
    피크 컷: 열원장치의 용량을 작게 할 수 있음
    부분부하 운전: 대응하기 쉬움
    관리 인건비: 야간 운전으로 인해 증가함
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14. 바이패스 팩터에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 공기가 공기조화기를 통과할 경우, 공기의 일부가 변화를 받지 않고 원상태로 지나쳐갈 때 이 공기량과 전체 통과 공기량에 대한 비율을 나타낸 것이다.
  2. 공기조화기를 통과하는 풍속이 감소하면 바이패스 팩터는 감소한다.
  3. 공기조화기의 코일열수 및 코일 표면적이 작을 때 바이패스 팩터는 증가한다.
  4. 공기조화기의 이용 가능한 전열 표면적이 감소하면 바이패스 팩터는 감소한다.
(정답률: 70%)
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15. 온도 30℃, 절대습도 0.0271 kg/kg인 습공기의 엔탈피는?

  1. 89.58 kcal/kg
  2. 47.88 kcal/kg
  3. 23.73 kcal/kg
  4. 11.98 kcal/kg
(정답률: 48%)
  • 습공기의 엔탈피는 건공기의 현열과 수증기의 엔탈피 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $h = 0.24t + (0.441t + 597.5)x$
    ② [숫자 대입] $h = 0.24 \times 30 + (0.441 \times 30 + 597.5) \times 0.0271$
    ③ [최종 결과] $h = 23.73 \text{ kcal/kg}$
  • 0.24t + x( 597.5 +0.44t )
    0.24 x 30 +0.0271( 597.5 + 0.44 x 30) =23.74
  • h = 0.24 × t + W × (597 + 0.45 × t)

    여기서:

    0.24 = 건공기 비열 (kcal/kg·°C)

    597 = 수증기 잠열 (kcal/kg)

    0.45 = 수증기 비열


    계산:

    1. 건공기: 0.24 × 30 = 7.2


    2. 수증기: 0.0271 × (597 + 0.45 × 30)
    → 0.0271 × (597 + 13.5) = 0.0271 × 610.5 ≈ 16.54



    총합: 7.2 + 16.54 = 23.74 kcal/kg
  • *습공기 엔탈피 공식
    h=0.24t+ x (597.5+0.44t)

    (0.24 x 30) +0.0271( 597.5 + 0.44 x 30)
    =23.75[kcal/kg]
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16. 염화리튬, 트리에틸렌 글리콜 등의 액체를 사용하여 감습하는 장치는?

  1. 냉각감습장치
  2. 압축감습장치
  3. 흡수식감습장치
  4. 세정식감습장치
(정답률: 86%)
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17. 수관식 보일러에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 보일러의 전열면적이 넓어 증발량이 많다.
  2. 고압에 적당하다.
  3. 비교적 자유롭게 전열 면적을 넓힐 수 있다.
  4. 구조가 간단하여 내부 청소가 용이하다.
(정답률: 80%)
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18. 실내 취득 현열량 및 잠열량이 각각 3000W, 1000W, 장치 내 취득열량이 550W이다. 실내 온도를 25℃로 냉방하고자 할 때, 필요한 송풍량은 약 얼마인가?(단, 취출구 온도차는 10℃이다.)

  1. 105.6 L/s
  2. 150.8 L/s
  3. 295.8 L/s
  4. 346.6 L/s
(정답률: 44%)
  • 실내 취득 열량(현열+잠열)과 장치 내 취득 열량의 합을 공기의 비열, 밀도, 온도차를 이용해 송풍량으로 환산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $Q = \rho \times C \times \Delta T \times V$
    ② [숫자 대입] $3550 = 1.2 \times 1005 \times 10 \times V$
    ③ [최종 결과] $V = 295.8 \text{ L/s}$
  • 현열량 = 3000 +550 = 3550W = 3.55 KW
    3.55 X 860 = 3053
    3053 = 1.2 x 0.24 x 10 x 송풍량
    송풍량 = 1060.07 m^3/h > L / s 변환
    1060.07 x 1000 / 3600 =294.46


  • *실내 취득 현열량

    Q= 3000 +550 = 3,550W = 3.55 [KW]

    Qs=3.55 × 860 = 3053[kcal/h]


    *현열량 공식

    Qs=G.C. ΔT

    =q × 1.2×0.24× ΔT

    -송풍량: q [m^3/h]

    -공기비중량: 1.2 [kg/m^3]

    -공기비열; 0.24 [kcal/kg ℃]


    1)3053=q× 1.2×0.24×10

    2)q=3053/ 1.2×0.24×10

    =1060.07 [m^3/h ]

    ※ 1m^3=1000[L],1[h]=3600[s]

     (막히는부분: 단위공식이 생각안남)

    3)1060.07×1000/3600

    =294.46[L/s]





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19. 흡수식 냉동기에서 흡수기의 설치 위치는?

  1. 발생기와 팽창밸브 사이
  2. 응축기와 증발기 사이
  3. 팽창밸브와 증발기 사이
  4. 증발기와 발생기 사이
(정답률: 71%)
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20. 실내 온도분포가 균일하여 쾌감도가 좋으며 화상의 염려가 없고 방을 개방하여도 난방효과가 있는 난방방식은?

  1. 증기난방
  2. 온풍난방
  3. 복사난방
  4. 대류난방
(정답률: 90%)
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2과목: 냉동공학

21. 암모니아 냉동장치에서 팽창밸브 직전의 엔탈피가 128kcal/kg, 압축기 입구의 냉매가스 엔탈피가 397kcal/kg이다. 이 냉동장치의 냉동능력이 12냉동톤일 때, 냉매순환량은? (단, 1냉동톤은 3320 kcal/h이다.)

  1. 3320 kg/h
  2. 3328 kg/h
  3. 269 kg/h
  4. 148 kg/h
(정답률: 60%)
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22. 일의 열당량(A)을 옳게 표시한 것은?

  1. A=427kg·m/kcal
  2. A=1/427kcal/kg·m
  3. A=102kcal/kg·m
  4. A=860kg·m/kcal
(정답률: 82%)
  • 일의 열당량은 일(kg·m)을 열량(kcal)으로 환산하는 계수를 의미합니다.

    오답 노트
    427kg·m/kcal: 이는 열의 일당량에 대한 설명입니다.
  • 필수암기
    열의 일당량: J= 427 [kg.m/kcal]
    열량이 있을때 이 열량으로 할수 있는 일의 양을 나타냄
    일의 열당량: A= 1/427 [kcal/kg.m]
    일을 할때 발생되는 열의 양
    필수암기사항
    1[KW]=102[kg.m/s]=860[kcal/h]=3600[kj/h]
    1[PS]=75[kg.m/s]=632[kcal/h]=2646[kj/h]
    1[HP]=76[kg.m/s]=641[kcal/h]=2685[kj/h]

    SI 단위환산
    1[KW]=1[KJ/S]=3600[KJ/H]
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23. 브라인의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 비열이 크고 동결온도가 낮을 것
  2. 점성이 클 것
  3. 열전도율이 클 것
  4. 불연성이며 불활성일 것
(정답률: 82%)
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24. 교축작용과 관계없는 것은?

  1. 등엔탈피 변화
  2. 팽창밸브에서의 변화
  3. 엔트로피의 증가
  4. 등적변화
(정답률: 67%)
  • 교축작용은 좁은 통로를 통해 유체가 급격히 팽창하는 과정으로, 엔탈피가 일정한 등엔탈피 변화이며 비가역 과정이므로 엔트로피가 증가합니다. 팽창밸브에서 일어나는 대표적인 현상이며, 체적이 증가하므로 등적변화와는 관계가 없습니다.

  • 교축작용(Throttling Process)이란 유체가 좁은 통로(밸브, 오리피스, 모세관 등)를 통과할 때 외부와 열교환 없이 압력이 강하하는 현상을 말합니다. 이 과정의 특징은 다음과 같습니다.


    1. 등엔탈피 변화 (h_1 = h_2): 교축 과정에서는 외부와의 열교환이 없고(q=0), 외부로 하는 일도 없으므로(w=0) 처음과 나중의 엔탈피가 같습니다.

    2. 팽창밸브에서의 변화: 냉동 사이클에서 고압의 액체 냉매를 저압으로 낮추기 위해 사용하는 팽창밸브가 대표적인 교축작용의 예입니다.

    3. 엔트로피의 증가 (s_2 > s_1): 교축작용은 마찰과 와류가 발생하는 대표적인 비가역 변화입니다. 따라서 고립계에서 엔트로피는 항상 증가합니다.

    4. 압력 강하 (P_2 < P_1): 통로를 지나며 압력이 급격히 떨어집니다.

    반면, 등적변화는 교축작용과 관계가 없습니다.

    • 등적변화(Isochoric Process): 체적(부피)이 일정하게 유지되는 변화입니다.

    • 교축작용에서는 압력이 감소하면서 대개 부피(비체적)가 커지는 현상이 동반되므로 부피가 일정하게 유지되지 않습니다.

    따라서 4번 등적변화가 교축작용과 관계없는 항목입니다.

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25. 매시 30℃의 물 2000 kg을 -10℃의 얼음으로 만드는 냉동장치가 있다. 이 냉동장치의 냉각수 입구온도가 32℃, 냉각수 출구온도가 37℃이며, 냉각수량이 60m3/h 일 때, 압축기의 소요동력은?

  1. 81.4 kW
  2. 88.7 kW
  3. 90.5 kW
  4. 117.4 kW
(정답률: 36%)
  • 압축기의 소요동력은 응축기에서 방출되는 총 열량에서 증발기가 흡수한 냉동능력을 뺀 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{Q_{cond} - Q_{evap}}{860}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{(60 \times 1000 \times 1 \times (37-32)) - (2000 \times 1 \times (30-0) + 2000 \times 80 + 2000 \times 0.5 \times (0-(-10)))}{860}$
    ③ [최종 결과] $P = 81.4$
  • 냉동능력 = 2000 x ( 30 - 0 ) = 60000 , 2000 x 80 = 160000 ,
    2000 x 0.5 x (0 - ( -10 )) = 10000
    60000 + 160000 + 10000 = 230000
    응축기 방열량 = 60 x 1000 x ( 37 - 32 ) =300000
    압축기 소요동력 = 응축기 방열량 - 냉동능력
    300000 - 230000 = 70000
    70000 / 860 = 81.395
  • 1)냉동능력: 증발기(Qe)
    30℃물(1)--->0℃물(2) ---->0℃얼음(3)---->-10℃얼음
    Qe=
    {2000 x 1 x ( 30 - 0 )} = (2000x80)+2000 x 0.5 x (0 - ( -10 ))
    = 230,000[kcal/h]
    2)응축기 방열량(Qc)= G× C× ΔT
    = 60,000 x 1 x ( 37 - 32 )
    =300,000 [kcal/h]
    3) 소요동력(AW]
    Qc=Qe+Aw
    (압축기 소요동력 (Aw)= 응축기 방열량(Qc) - 냉동능력(Qe))
    Aw=Qc-Qe
    Aw=300,000-230,000=70,000[kcal/h]

    ※ 단위환산
    1kW=860kcal/h -----> 70,000/860= 81.4[KW]

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26. 두께 20cm인 콘크리트 벽 내면에, 두께 15cm인 스티로폼으로 방열을 하고, 그 내면에 두께 1cm의 내장 목재판으로 벽을 완성시킨 냉장실의 벽면에 대한 열관류율은? (단, 열전도율 및 열전달률은 아래와 같다.)

  1. 1.35 kcal/m·h·℃
  2. 0.23 kcal/m·h·℃
  3. 0.13 kcal/m·h·℃
  4. 0.02 kcal/m·h·℃
(정답률: 67%)
  • 열관류율은 각 층의 열저항과 표면 열전달 저항의 합의 역수로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $K = \frac{1}{\frac{L_1}{k_1} + \frac{L_2}{k_2} + \frac{L_3}{k_3} + \frac{1}{h_i} + \frac{1}{h_o}}$
    ② [숫자 대입] $K = \frac{1}{\frac{0.2}{0.9} + \frac{0.15}{0.04} + \frac{0.01}{0.15} + \frac{1}{20} + \frac{1}{6}}$
    ③ [최종 결과] $K = 0.23$
  • * 열관류율
    K=1/(1/a1+l1/ λ 1+l2/λ 2+l3/λ 3+1/a2)
    콘크리트 벽두께 :20cm(0.2m^2), 스티로폼:15cm (0.15m^2)
    내장목재판 두께: 1Cm(0.01m^2)

    외부공기막(1/20)콘크리트(0.2/0.9) 스티로폼(0.15 / 0.04)
    내장목재(0.01 / 0.15) 내부공기막(1/6)

    =1/(1/20+0.2/0.9+0.15/0.04+0.01/0.15+1/6
    =0.23[kcal/m^2h°C]
  • 각 재료의 열저항 R 계산

    콘크리트: 0.20 / 0.9 ≈ 0.222

    스티로폼: 0.15 / 0.04 = 3.75

    내장목재: 0.01 / 0.15 ≈ 0.0667

    외부 공기막: 1/20 = 0.05

    내부 공기막: 1/6 = 0.1667



    ---

    총 열저항 R 총합:

    R_total = 0.05 + 0.222 + 3.75 + 0.0667 + 0.1667
    ≈ 4.2554


    ---

    U값 계산:

    U = 1 / R_total ≈ 1 / 4.2554 ≈ 0.235 kcal/m²·h·°C
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27. 카르노 사이클과 관련 없는 상태 변화는?

  1. 등온팽창
  2. 등온압축
  3. 단열압축
  4. 등적팽창
(정답률: 77%)
  • 카르노 사이클은 가역 등온 팽창 $\rightarrow$가역 단열 팽창 $\rightarrow$가역 등온 압축 $\rightarrow$가역 단열 압축의 4가지 과정으로 구성됩니다. 따라서 등적팽창은 카르노 사이클의 상태 변화에 포함되지 않습니다.

  • 카르노 사이클(Carnot Cycle)은 두 개의 등온 변화와 두 개의 단열 변화로 구성된 가장 이상적인 열기관 사이클입니다. 카르노 사이클의 4단계 과정은 다음과 같습니다.

    1. 등온팽창 (Isothermal Expansion): 고온원으로부터 열을 흡수하며 기체가 팽창하는 단계입니다.

    2. 단열팽창 (Adiabatic Expansion): 외부와 열교환 없이 기체가 팽창하며 온도가 떨어지는 단계입니다.

    3. 등온압축 (Isothermal Compression): 저온원으로 열을 방출하며 기체가 압축되는 단계입니다.

    4. 단열압축 (Adiabatic Compression): 외부와 열교환 없이 기체가 압축되며 온도가 올라가는 단계입니다.

    따라서 등적팽창은 카르노 사이클에 포함되지 않습니다.

    • 등적변화(Isochoric Process): 체적(부피)이 일정하게 유지되는 변화입니다. 등적 변화가 포함된 대표적인 사이클로는 오토 사이클(Ottoo Cycle)의 가열/방열 과정 등이 있습니다.

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28. 액봉발생의 우려가 있는 부분에 설치하는 안전장치가 아닌 것은?

  1. 가용전
  2. 파열판
  3. 안전밸브
  4. 압력도피장치
(정답률: 66%)
  • 액봉 발생 시 배관 내부 압력이 급격히 상승하므로, 이를 즉시 방출할 수 있는 안전밸브, 파열판, 압력도피장치가 필요합니다. 가용전은 저융합금으로 만들어져 특정 온도에서 녹아 압력을 배출하는 장치이므로 액봉 방지용으로는 적절하지 않습니다.

  • 정답: 가용전

    해설

    1. 액봉(Liquid Lock) 현상이란?

    배관이나 용기 내에 액체 상태의 냉매가 가득 차 있는 상태에서 밸브를 닫아 밀폐되었을 때, 외부 열에 의해 액체가 팽창하면서 내부 압력이 급격히 상승하여 배관이나 기기가 파손되는 현상을 말합니다.

    2. 액봉 방지 안전장치

    액봉으로 인한 파손을 막기 위해 압력을 외부로 방출하거나 도피시키는 장치를 설치해야 합니다.

    • 안전밸브: 설정 압력 이상이 되면 자동으로 열려 압력을 방출합니다.

    • 파열판: 일정 압력에서 판이 파손되면서 압력을 일시에 방출합니다.

    • 압력도피장치(바이패스 밸브 등): 고압의 액체를 저압 측으로 도피시켜 압력을 낮춥니다.

    3. 가용전(Fusible Plug)이 답인 이유

    • 가용전은 압력이 아니라 '온도'에 반응하는 안전장치입니다. 화재 등으로 인해 온도가 일정 수준(약 $70 \sim 75^\circ C$) 이상 올라가면 납 합금 등의 감온재가 녹으면서 가스를 방출하여 폭발을 방지합니다.

    • 액봉 현상은 반드시 고온 화재 상황이 아니더라도 상온에서의 미세한 온도 상승만으로 발생할 수 있으므로, 온도에만 반응하는 가용전은 액봉 방지를 위한 직접적인 장치로 보기 어렵습니다.

    정리하자면:

    액봉 사고는 급격한 압력 상승이 원인이므로, 압력에 즉각 반응하는 안전밸브, 파열판, 압력도피장치를 주로 사용합니다. 가용전은 주로 수액기 등에 설치되어 화재 시 고온에 의한 폭발 방지용으로 사용됩니다.

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29. 냉동부하가 30RT이고, 냉각장치의 열통과율이 6kcal/m2·h·℃, 브라인의 입·출구 평균온도 10℃, 냉매의 증발온도가 4℃일 때 전열면적은?

  1. 1825 m2
  2. 2767 m2
  3. 2932 m2
  4. 3123 m2
(정답률: 65%)
  • 냉동부하를 열통과율과 온도차의 곱으로 나누어 전열면적을 구합니다. 이때 $1\text{RT}$는 $3320\text{kcal/h}$로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $A = \frac{Q}{K \times \Delta T}$
    ② [숫자 대입] $A = \frac{30 \times 3320}{6 \times (10 - 4)}$
    ③ [최종 결과] $A = 2767$
  • Q(냉동부하)= K(열통과율)× F(전열면적)× ΔT(온도차)
    F=Q/K.ΔT
    =30×3320/6×(10-4)
    =2,767[m^2]
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30. 진공계의 지시가 45 cmHg일 때 절대압력은?

  1. 0.0421 kgf/cm2abs
  2. 0.42 kgf/cm2abs
  3. 4.21 kgf/cm2abs
  4. 42.1 kgf/cm2abs
(정답률: 59%)
  • 표준 대기압에서 진공압력을 뺀 값이 절대압력이 됩니다. 진공도 $\text{cmHg}$를 $\text{kgf/cm}^2$ 단위로 환산하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{절대압력} = \text{대기압} - \text{진공압력}$
    ② [숫자 대입] $\text{절대압력} = 1.0332 - \frac{45}{76} \times 1.0332$
    ③ [최종 결과] $\text{절대압력} = 0.42$
  • *대기압:1atm=76cmHg=1.0332[kg/cm^2]
    1) 단위 환산
    (45cmHg/76cmHg)×1.033 [2kg/cm^2]
    =0.61 [kg/cm^2]
    2)절대압력으로 변환
    절대압력=[대기압- 진공압력]
    절대압력=1.0332-0.61
    =0.42[kg/cm^2 abs]
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31. 냉동사이클에서 증발온도는 일정하고 응축온도가 올라가면 일어나는 현상이 아닌 것은?

  1. 압축기 토출가스 온도상승
  2. 압축기 체적효율 저하
  3. COP(성적계수) 증가
  4. 냉동능력(효과) 감소
(정답률: 75%)
  • 응축온도가 상승하면 압축비가 증가하여 토출가스 온도가 올라가고, 냉동능력과 성적계수(COP)는 모두 감소하게 됩니다.

    오답 노트
    COP 증가: 응축온도 상승 시 성적계수는 감소합니다.

  • 정답은 COP(성적계수) 증가입니다.

    냉동사이클에서 증발온도는 고정된 상태에서 응축온도가 상승한다는 것은, 쉽게 말해 실외기가 열을 내뿜는 환경이 더 뜨거워지거나 응축기의 성능이 떨어졌을 때를 의미합니다. 이 경우 발생하는 현상들을 정리해 드릴게요.

    1. COP(성적계수)의 변화

    성적계수(COP)는 투입된 일(W) 대비 얻어지는 냉동효과(Q_e)의 비율입니다.

    COP=QeW=h1−h4h2−h1

    응축온도가 올라가면 압축기가 더 높은 압력까지 냉매를 밀어올려야 하므로 소요 동력(W)은 증가하고, 냉동능력(Qe)은 감소하기 때문에 COP는 반드시 감소하게 됩니다. 따라서 "COP 증가"는 잘못된 설명입니다.

    2. 다른 선택지 분석

    • 압축기 토출가스 온도 상승: 응축온도가 높다는 것은 응축압력이 높아짐을 의미합니다. 압축비(압력비)가 커지면서 압축 과정에서 발생하는 열이 많아져 토출 가스의 온도가 올라갑니다.

    • 압축기 체적효율 저하: 압축비가 커지면 피스톤의 간극(Clearance) 내에 남아있던 고압 가스가 팽창하면서 실제 흡입되는 신선한 가스의 양을 방해합니다. 결과적으로 체적효율이 떨어집니다.

    • 냉동능력(효과) 감소: 응축온도가 올라가면 팽창밸브 직전의 액체 온도가 높아집니다. 이로 인해 증발기로 들어가는 냉매의 엔탈피가 높아져 실제 냉각에 사용할 수 있는 열량(냉동효과)이 줄어듭니다.

    요약하자면:

    응축온도가 상승하면 압축기는 더 힘들게 일해야 하고(W 증가), 냉각 효율은 떨어지므로(Qe 감소) 전체적인 시스템 효율인 COP는 낮아지게 됩니다.

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32. 균압관의 설치 위치는?

  1. 응축기 상부 - 수액기 상부
  2. 응축기 하부 - 팽창변 입구
  3. 증발기 상부 - 압축기 출구
  4. 액분리기 하부 - 수액기 상부
(정답률: 65%)
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33. 증기압축식 이론 냉동사이클에서 엔트로피가 감소하고 있는 과정은?

  1. 팽창과정
  2. 응축과정
  3. 압축과정
  4. 증발과정
(정답률: 74%)
  • 응축과정은 고압의 냉매 가스가 냉각수 등에 의해 열을 방출하며 액체로 변하는 과정으로, 이 과정에서 엔트로피, 온도, 비체적, 엔탈피가 모두 감소합니다.

    오답 노트
    압축과정: 단열 압축으로 엔트로피 일정
    팽창과정: 등엔탈피 과정으로 엔탈피 일정
    증발과정: 등온·등압 과정으로 엔탈피 상승

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34. 영화관을 냉방하는 데 360000 kcal/h의 열을 제거해야 한다. 소요동력을 냉동톤당 1PS로 가정하면 이 압축기를 구동하는데 약 몇 kW의 전동기가 필요한가?

  1. 79.8 kW
  2. 69.8 kW
  3. 59.8 kW
  4. 49.8 kW
(정답률: 38%)
  • 제거해야 할 열량을 냉동톤(RT)으로 환산한 후, 주어진 냉동톤당 소요동력을 적용하여 kW 단위로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{Q}{3320} \times 0.736$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{360000}{3320} \times 0.736$
    ③ [최종 결과] $P = 79.8$
  • 냉동톤 (RT) = 360000 / 3320 = 108.43
    1PS = 632 Kcal/h
    108.43 x 632 / 860 =
  • 1)냉동톤 (RT)
    냉동톤 (RT) = 360,000 x 1/3320 = 108.43[RT]
    2) 소요동력[KW]
    소요동력(KW)=108.43[PS]x 632 / 860 =79.8[KW]

    *단위 암기
    1PS = 632 Kcal/h
    1KW=860[Kcal/h]
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35. 플래시 가스(flash gas)의 발생 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 관경이 큰 경우
  2. 수액기에 직사광선이 비쳤을 경우
  3. 스트레이너가 막혔을 경우
  4. 액관이 현저하게 입상했을 경우
(정답률: 80%)
  • 플래시 가스는 액냉매의 압력이 낮아져 증발할 때 발생합니다. 관경이 큰 경우에는 유속이 느려져 압력 강하가 적게 일어나므로 플래시 가스 발생 원인으로 적절하지 않습니다.

    오답 노트
    수액기 직사광선: 온도 상승으로 인한 증발 발생
    스트레이너 막힘: 압력 강하 유발
    액관 입상: 위치 에너지에 의한 압력 저하 유발
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36. 어떤 냉동장치의 냉동부하는 14000 kcal/h, 냉매증기 압축에 필요한 동력은 3 kW, 응축기 입구에서 냉각수 온도 30℃, 냉각수량 69 L/min일 때, 응축기 출구에서 냉각수 온도는?

  1. 33℃
  2. 38℃
  3. 42℃
  4. 46℃
(정답률: 40%)
  • 응축기에서 제거해야 할 총 열량(응축부하)은 냉동부하와 압축기 동력의 합이며, 이는 냉각수가 흡수한 열량과 같습니다.
    ① [기본 공식] $Q_{c} = Q_{e} + A_{w} = G \times C \times \Delta t$
    ② [숫자 대입] $14000 + (3 \times 860) = (69 \times 60 \times 1) \times (t_{2} - 30)$
    ③ [최종 결과] $t_{2} = 33.9 \approx 33$
  • 냉동부하 = 14000 kcal/h , 압축일 = 3 x 860 = 2580
    응축부하 = 냉동부하 + 압축일 = 16580
    응축부하( Qc ) = G C ( T2 - T1)
    T2 = ( Qc / G C ) + T1
    ( 16580 / 69 x 60 ) + 30 = 34
  • 1)냉동부하(Qe) = 14000 [kcal/h]
    2)압축일(Aw) = 3 x 860 = 2580[kcal/h]
    3)응축부하(Qc) = 냉동부하(Qe) + 압축일(Aw) = 16,580[kcal/h]

    응축부하( Qc ) = G x C ( T2 - T1)
    T2 = ( Qc / G C ) + T1
    ( 16,580 / 69 x 60x 1) + 30 = 34℃
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37. 압축기의 흡입 밸브 및 송출 밸브에서 가스누출이 있을 경우 일어나는 현상은?

  1. 압축일의 감소
  2. 체적 효율이 감소
  3. 가스의 압력이 상승
  4. 성적계수 증가
(정답률: 66%)
  • 압축기 밸브에서 가스 누출이 발생하면 압축된 가스가 다시 흡입측으로 역류하거나 손실되어, 실제로 압축되는 가스의 양이 줄어드는 체적 효율 및 압축 효율의 감소가 일어납니다.

    오답 노트
    압축일의 감소 $\rightarrow$ 압축일 증가
    가스의 압력이 상승 $\rightarrow$가스 압력 저하
    성적계수 증가 $\rightarrow$ 성적계수 감소
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38. 온도식 팽창밸브에서 흐르는 냉매의 유량에 영향을 미치는 요인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 오리피스 구경의 크기
  2. 고·저압측 간의 압력차
  3. 고압측 액상 냉매의 냉매온도
  4. 감온통의 크기
(정답률: 81%)
  • 온도식 팽창밸브의 냉매 유량은 오리피스 구경의 크기, 고압측과 저압측의 압력차, 그리고 고압측 액상 냉매의 온도(과냉도)에 의해 결정됩니다. 감온통의 크기는 냉매의 온도 변화를 감지하는 민감도와 관련이 있을 뿐, 흐르는 냉매의 유량 자체를 결정하는 직접적인 요인은 아닙니다.
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39. 정압식 팽창 밸브는 무엇에 의하여 작동하는가?

  1. 응축 압력
  2. 증발기의 냉매 과냉도
  3. 응축 온도
  4. 증발 압력
(정답률: 61%)
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40. 할로겐 원소에 해당되지 않는 것은?

  1. 불소 [F]
  2. 수소 [H]
  3. 염소 [Cl]
  4. 브롬 [Br]
(정답률: 79%)
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3과목: 배관일반

41. 다음과 같은 증기 난방배관에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 진공환수방식으로 습식 환수방식이다.
  2. 중력환수방식으로 건식 환수방식이다.
  3. 중력환수방식으로 습식 환수방식이다.
  4. 진공환수방식으로 건식 환수방식이다.
(정답률: 68%)

  • 펌프를 사용하지 않고 자연 낙차를 이용하므로 중력환수방식이며, 환수주관의 높이가 보일러 수면보다 높게 설치되어 관 내에 물이 차지 않는 건식 환수방식입니다.

  • 정답이 **2번(중력환수방식으로 건식 환수방식이다)**


    ​왜 '건식 환수방식'인가요?

    ​이 문제에서 핵심은 환수주관(점선)의 높이입니다.

    ​건식 환수방식(Dry Return):     환수관이 보일러의 수위선(Water Line)보다 높은 곳에 위치합니다. 이 경우 관 내부에 응축수만 차 있는 게 아니라 증기나 공기가 함께 존재하게 됩니다.

    ​습식 환수방식(Wet Return):     환수관이 보일러 수위선보다 낮은 바닥 쪽에 깔려 있어, 항상 물에 잠겨 있는 상태입니다.

    ​도면을 다시 보시면, 환수주관이 보일러 본체의 중간 점선(수위선)보다 위쪽에서 꺾여 들어가는 것으로 표현되어 있습니다. 즉, 환수 경로가 수위선보다 높은 곳에 형성되어 있기 때문에 이론적으로 **'건식'**으로 분류되는 것입니다.


    ​오답 노트를 위한 체크포인트

    ​환수 방식: 펌프(진공 펌프) 기호가 없고 중력에 의해 자연스럽게 흐르므로 중력환수가 확실합니다.

    ​건식 vs 습식: * 보일러 수위선보다 위로 지나가면? → 건식 (2번 정답의 근거)

    ​보일러 수위선보다 아래로 지나가면? → 습식

    ​실제 시험에서는 이 환수관의 '높이' 차이를 아주 미세하게 그려놓고 묻는 경우가 많으니, 보일러 내부의 가로 점선(수위선)과 환수관의 높낮이 관계를 최우선    으로 확인하시는 것이 좋습니다.

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42. 개별식(국소식)급탕방식의 특징으로 틀린 것은?

  1. 배관설비 거리가 짧고 배관에서의 열손실이 적다.
  2. 급탕장소가 많은 경우 시설비가 싸다.
  3. 수시로 급탕하여 사용할 수 있다.
  4. 건물의 완성 후에도 급탕장소의 증설이 비교적 쉽다.
(정답률: 75%)
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43. LP가스의 주성분으로 옳은 것은?

  1. 프로판(C3H8)과 부틸렌(C4H8)
  2. 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)
  3. 프로필렌(C3H6)과 부틸렌(C4H8)
  4. 프로필렌(C3H6)과 부탄(C4H10)
(정답률: 83%)
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44. 냉·온수 헤더에 설치하는 부속품이 아닌 것은?

  1. 압력계
  2. 드레인관
  3. 트랩장치
  4. 급수관
(정답률: 74%)
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45. 난방배관에서 리프트 이음(lift fitting)을 하는 응축수 환수방식은?

  1. 중력환수식
  2. 기계환수식
  3. 진공환수식
  4. 상향환수식
(정답률: 55%)
  • 진공환수식은 방열기보다 높은 위치에 환수관을 연결하여, 리프트 이음(lift fitting)을 통해 응축수를 위로 끌어올려 환수하는 방식입니다.

  • 정답이 **2번(중력환수방식으로 건식 환수방식이다)**

    ​왜 '건식 환수방식'인가요?

    ​이 문제에서 핵심은 환수주관(점선)의 높이입니다.

    ​건식 환수방식(Dry Return): 환수관이 보일러의 수위선(Water Line)보다 높은 곳에 위치합니다. 이 경우 관 내부에 응축수만 차 있는 게 아니라 증기나 공기가 함께 존재하게 됩니다.

    ​습식 환수방식(Wet Return):     환수관이 보일러 수위선보다 낮은 바닥 쪽에 깔려 있어, 항상 물에 잠겨 있는 상태입니다.

    ​도면을 다시 보시면, 환수주관이 보일러 본체의 중간 점선(수위선)보다 위쪽에서 꺾여 들어가는 것으로 표현되어 있습니다.

    즉, 환수 경로가 수위선보다 높은 곳에 형성되어 있기 때문에 이론적으로 **'건식'**으로 분류되는 것입니다.

    ​오답 노트를 위한 체크포인트

    ​환수 방식:     펌프(진공 펌프) 기호가 없고 중력에 의해 자연스럽게 흐르므로 중력환수가 확실합니다.

    ​건식 vs 습식: * 보일러 수위선보다 위로 지나가면? → 건식 (2번 정답의 근거)

    ​보일러 수위선보다 아래로 지나가면? → 습식

    ​실제 시험에서는 이 환수관의 '높이' 차이를 아주 미세하게 그려놓고 묻는 경우가 많으니, 보일러 내부의 가로 점선(수위선)과 환수관의 높낮이 관계를 최우선으로 확인하시는 것이 좋습니다

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46. 증기난방 배관에서 증기트랩을 사용하는 주된 목적은?

  1. 관 내의 온도를 조절하기 위해서
  2. 관 내의 압력을 조절하기 위해서
  3. 배관의 신축을 흡수하기 위해서
  4. 관 내의 증기와 응축수를 분리하기 위해서
(정답률: 83%)
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47. 보온재의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 열전달률이 클 것
  2. 물리적, 화학적 강도가 클 것
  3. 흡수성이 적고 가공이 용이할 것
  4. 불연성일 것
(정답률: 83%)
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48. 공기조화 배관 설비 중 냉수코일을 통과하는 일반적인 설계 풍속으로 가장 적당한 것은?

  1. 2~3m/s
  2. 5~6m/s
  3. 8~9m/s
  4. 10~11m/s
(정답률: 85%)
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49. 배수 배관에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 배수 수평 주관과 배수 수평 분기관의 분기점에는 청소구를 설치해야 한다.
  2. 배수관경의 결정방법은 기구 배수 부하 단위나 정상 유량을 사용하는 2가지 방법이 있다.
  3. 배수관경이 100A 이하일 때는 청소구의 크기를 배수 관경과 같게 한다.
  4. 배수 수직관의 관경은 수평 분기관의 최소 관경 이하가 되어야 한다.
(정답률: 60%)
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50. 배관의 행거(hanger)용 지지철물을 달아매기 위해 천장에 매입하는 철물은?

  1. 턴버클(turnbuckle)
  2. 가이드(guide)
  3. 스토퍼(stopper)
  4. 인서트(insert)
(정답률: 70%)
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51. 증기난방에 비해 온수난방의 특징을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 예열하는 데 많은 시간이 걸린다.
  2. 부하 변동에 대응한 온도 조절이 어렵다.
  3. 방열면의 온도가 비교적 높지 않아 쾌감도가 좋다.
  4. 설비비가 다소 고가이나 취급이 쉽고 비교적 안전하다.
(정답률: 73%)
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52. 자연순환식으로써 열탕의 탕비기 출구온도를 85℃(밀도 0.96876 kg/L), 환수관의 환탕온도를 65℃(밀도0.98001 kg/L)로 하면 이 순환계통의 순환수두는 얼마인가?(단, 가장 높이 있는 급탕전의 높이는 10m 이다.)

  1. 11.25 mmAq
  2. 112.5 mmAq
  3. 15.34 mmAq
  4. 153.4 mmAq
(정답률: 53%)
  • 자연순환식 계통의 순환수두는 유체 간의 밀도 차와 배관의 높이 차에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$H = 1000 \times (\rho_{2} - \rho_{1}) \times h$$
    순환수두 = 1000 × 밀도차 × 높이
    ② [숫자 대입]
    $$H = 1000 \times (0.98001 - 0.96876) \times 10$$
    ③ [최종 결과]
    $H = 112.5$ mmAq
  • 순환두수(H)
    H=(ρ2-ρ1)×1000×h
    =(0.98001-0.96876)×1000×10
    =112.5[mmAq]
    위공식에서 1000을 곱한이유는 밀도Kg/L의 단위를 kg/m^3
    으로 변환하기위함이다, 이후 공식대로 급탕전의 높이 m을
    곱하게 되면 단위는 Kg/m^2이 되고
    1kg/m^2=1mmAq와 같기 때문에 최종단위는 [mmAq]가 된다
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53. 급수관의 직선관로에서 마찰손실에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 마찰손실은 관 지름에 정비례한다.
  2. 마찰손실은 속도수두에 정비례한다.
  3. 마찰손실은 배관 길이에 반비례한다.
  4. 마찰손실은 관 내 유속에 반비례한다.
(정답률: 64%)
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54. 배관지지 장치에 수직 방향 변위가 없는 곳에 사용되는 행거는?

  1. 리지드 행거
  2. 콘스턴트 행거
  3. 가이드 행거
  4. 스프링 행거
(정답률: 72%)
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55. 수액기를 나온 냉매액은 팽창밸브를 통해 교축되어 저온 저압의 증발기로 공급된다. 팽창밸브의 종류가 아닌것은?

  1. 온도식
  2. 플로트식
  3. 인젝터식
  4. 압력자동식
(정답률: 74%)
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56. 가스배관 중 도시가스 공급배관의 명칭에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 배관 : 본관, 공급관 및 내관 등을 나타낸다.
  2. 본관 : 옥외 내관과 가스계량기에서 중간 밸브 사이에 이르는 배관을 나타낸다.
  3. 공급관 : 정압기에서 가스 사용자가 소유하거나 점유하고 있는 토지의 경계까지 이르는 배관을 나타낸다.
  4. 내관 : 가스 사용자가 소유하거나 점유하고 있는 토지의 경계에서 연소기까지 이르는 배관을 나타낸다.
(정답률: 70%)
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57. 통기방식 중 각 기구의 트랩마다 통기관을 설치하여 안정도가 높고 자기 사이펀 작용에도 효과가 있으며 배수를 완전하게 할 수 있는 이상적인 통기 방식은?

  1. 각개 통기
  2. 루프 통기
  3. 신정 통기
  4. 회로 통기
(정답률: 74%)
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58. 관 내에 분리된 증기나 공기를 배출하고 물의 팽창에 따른 위험을 방지하기 위해 설치하는 것은?

  1. 순환탱크
  2. 팽창탱크
  3. 옥상탱크
  4. 압력탱크
(정답률: 81%)
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59. 냉각탑에서 냉각수는 수직 하향 방향이고 공기는 수평 하향 방향인 형식은?

  1. 평행류형
  2. 직교류형
  3. 혼합형
  4. 대향류형
(정답률: 80%)
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60. 주철관 이음방법이 아닌 것은?

  1. 플라스턴 이음
  2. 빅토릭 이음
  3. 타이튼 이음
  4. 플랜지 이음
(정답률: 53%)
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4과목: 전기제어공학

61. 그림과 같은 블럭선도와 등가인 것은?

(정답률: 66%)
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62. 프로세스 제어나 자동 조정 등 목푯값이 시간에 대하여 변화하기 않는 제어를 무엇이라 하는가?

  1. 추종제어
  2. 비율제어
  3. 정치제어
  4. 프로그램제어
(정답률: 66%)
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63. 50Ω의 저항 4개를 이용하여 가장 큰 합성저항을 얻으면 몇 Ω인가?

  1. 75
  2. 150
  3. 200
  4. 400
(정답률: 81%)
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64. 임피던스 강하가 4%인 어느 변압기가 운전 중 단락 되었다면 그 단락전류는 정격전류의 몇 배가 되는가?

  1. 10
  2. 20
  3. 25
  4. 30
(정답률: 60%)
  • 변압기의 단락전류는 임피던스 강하(퍼센트 임피던스)의 역수에 정격전류를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_s = \frac{100}{\%Z} \times I_n$
    ② [숫자 대입] $I_s = \frac{100}{4} \times I_n$
    ③ [최종 결과] $I_s = 25 \times I_n$
    따라서 단락전류는 정격전류의 25배가 됩니다.
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65. 인 특성방정식의 근은?

  1. -1
  2. -3, 2
  3. -1, -3
  4. -1, -3, 2
(정답률: 64%)
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66. 피측정단자에 그림과 같이 결선하여 전압계로 e(V)라는 전압을 얻었을 때 피측정단자의 절연저항은 몇 M Ω인가? (단, Rm : 전압계 내부저항(Ω), V : 시험전압(V)이다.)

(정답률: 59%)
  • 전압 분배 법칙을 이용하여 피측정단자의 절연저항을 구하는 문제입니다. 시험전압 $V$가 절연저항 $R_{ins}$와 전압계 내부저항 $R_m$에 분배되어 전압계에 $e$가 측정되므로, $R_{ins}$에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $e = \frac{R_m}{R_{ins} + R_m} \times V$
    ② [숫자 대입] $R_{ins} = R_m \times (\frac{V}{e} - 1)$
    ③ [최종 결과] $R_{ins} = R_m (\frac{V}{e} - 1) \times 10^{-6} \text{ M}\Omega$
    따라서 정답은 입니다.
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67. 배리스터(Varistor)란?

  1. 비직선적인 전압 - 전류 특성을 갖는 2단자 반도체소자이다.
  2. 비직선적인 전압 - 전류 특성을 갖는 3단자 반도체소자이다.
  3. 비직선적인 전압 - 전류 특성을 갖는 4단자 반도체소자이다.
  4. 비직선적인 전압 - 전류 특성을 갖는 리액턴스소자이다.
(정답률: 65%)
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68. 잔류 편차(off-set)를 발생하는 제어는?

  1. 미분 제어
  2. 적분 제어
  3. 비례 제어
  4. 비례 적분 미분 제어
(정답률: 65%)
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69. 교류에서 실횻값과 최댓값의 관계는?

  1. 실횻값=최댓값/(√2)
  2. 실횻값=최댓값/(√3)
  3. 실횻값=최댓값/2
  4. 실횻값=최댓값/3
(정답률: 74%)
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70. 직류발전기 전기자 반작용의 영향이 아닌 것은?

  1. 절연내력의 저하
  2. 자속의 크기 감소
  3. 유기기전력의 감소
  4. 자기 중성축의 이동
(정답률: 44%)
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71. 콘덴서만의 회로에서 전압과 전류 사이의 위상관계는?

  1. 전압이 전류보다 90도 앞선다.
  2. 전압이 전류보다 90도 뒤진다.
  3. 전압이 전류보다 180도 앞선다.
  4. 전압이 전류보다 180도 뒤진다.
(정답률: 70%)
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72. 그림과 같은 그래프에 해당하는 함수를 라플라스 변환하면?

  1. 1
  2. 1/s
  3. 1/(s+1)
  4. 1/(s2)
(정답률: 55%)
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73. 그림과 같은 블록선도에서 전달함수 C/R는?

(정답률: 67%)
  • 폐루프 전달함수는 전향이득을 $1 - \text{루프이득}$으로 나눈 값으로 계산합니다. 본 회로의 전향이득은 $G_{1}G_{2}G_{3}$이며, 루프이득은 내부 루프 $G_{2}G_{3}$와 전체 루프 $G_{1}G_{2}G_{3}$가 존재하고 모두 부귀환(-)이므로 분모의 부호가 $+$로 바뀝니다.
    ① [기본 공식]
    $$\frac{C}{R} = \frac{G_{forward}}{1 + G_{loop}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\frac{C}{R} = \frac{G_{1}G_{2}G_{3}}{1 + G_{2}G_{3} + G_{1}G_{2}G_{3}}$$
    ③ [최종 결과]
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74. 변압기 내부 고장 검출용 보호계전기는?

  1. 차동계전기
  2. 과전류계전기
  3. 역상계전기
  4. 부족전압계전기
(정답률: 72%)
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75. 온도에 따라 저항값이 변화하는 것은?

  1. 서미스터
  2. 노즐플래퍼
  3. 앰플리다인
  4. 트랜지스터
(정답률: 78%)
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76. 되먹임 제어를 옳게 설명한 것은?

  1. 입력과 출력을 비교하여 정정동작을 하는 방식
  2. 프로그램의 순서대로 순차적으로 제어하는 방식
  3. 외부에서 명령을 입력하는데 따라 제어되는 방식
  4. 미리 정해진 순서에 따라 순차적으로 제어되는 방식
(정답률: 78%)
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77. 보드선도의 위상여유가 45°인 제어계의 계통은?

  1. 안정하다.
  2. 불안정하다.
  3. 무조건 불안정하다.
  4. 조건에 따른 안정을 유지한다.
(정답률: 64%)
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78. 직류전동기의 속도제어법으로 틀린 것은?

  1. 저항제어
  2. 계자제어
  3. 전압제어
  4. 주파수제어
(정답률: 66%)
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79. 다음 중 다름 값을 나타내는 논리식은?

(정답률: 55%)
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80. 되먹임 제어계에서 ⓐ부분에 해당하는 것은?

  1. 조절부
  2. 조작부
  3. 검출부
  4. 목푯값
(정답률: 73%)
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