공조냉동기계기사 필기 2019년 1회 기출문제 정답 및 해설

1번

다음 중 강도성 상태량(Intensive property)이 아닌 것은?

1. 온도

2. 압력

3. 체적

4. 밀도

정답 3번

해설. ③ 체적은 질량에 비례하는 종량성(시량) 상태량이다.
온도·압력·밀도(또는 비체적)는 계의 크기와 무관한 강도성 상태량이다. 종량성 상태량을 질량으로 나눈 비체적·비엔탈피 등은 강도성이 된다.

2번

다음 중 기체상수(gas constant, R[kJ/(kg·K)])값이 가장 큰 기체는?

1. 산소(O₂)

2. 수소(H₂)

3. 일산화탄소(CO)

4. 이산화탄소(CO₂)

정답 2번

해설. ② 기체상수 R = R̄/M (R̄ = 8.314 kJ/(kmol·K))이므로 분자량이 작을수록 크다.
수소(M = 2) 4.157, 산소(32) 0.260, 일산화탄소(28) 0.297, 이산화탄소(44) 0.189 kJ/(kg·K)로 수소가 가장 크다.

3번

실린더에 밀폐된 8kg의 공기가 그림과 같이 P₁ = 800 kPa, 체적 V₁ = 0.27 m³에서 P₂ = 350 kPa, 체적 V₂ = 0.80 m³으로 직선 변화하였다. 이 과정에서 공기가 한 일은 약 몇 kJ 인가?

1. 305

2. 334

3. 362

4. 390

정답 1번

해설. ① 일은 P-V 선도에서 과정선 아래 면적(사다리꼴)이다.
풀이: W = (P₁ + P₂)/2 × (V₂ − V₁) = (800 + 350)/2 × (0.80 − 0.27)
= 575 × 0.53 ≒ 304.8 kJ → 약 305 kJ.

4번

이상기체에 대한 다음 관계식 중 잘못된 것은? (단, Cᵥ는 정적비열, Cₚ는 정압비열, u는 내부에너지, T는 온도, V는 부피, h는 엔탈피, R은 기체상수, k는 비열비이다.)

1. Cᵥ = (∂u/∂T)ᵥ

2. Cₚ = (∂h/∂T)ᵥ

3. Cₚ − Cᵥ = R

4. Cₚ = kR/(k − 1)

정답 2번

해설. ② 정압비열은 압력 일정 조건의 편미분 Cₚ = (∂h/∂T)ₚ 이다. 아래첨자가 V(부피 일정)이면 틀린 식이다.
① Cᵥ = (∂u/∂T)ᵥ, ③ 마이어 관계식 Cₚ − Cᵥ = R, ④ k = Cₚ/Cᵥ 에서 Cₚ = kR/(k − 1)은 옳다.

5번

이상기체 1kg이 초기에 압력 2 kPa, 부피 0.1 m³를 차지하고 있다. 가역등온과정에 따라 부피가 0.3 m³로 변화했을 때 기체가 한 일은 약 몇 J인가?

1. 9540

2. 2200

3. 954

4. 220

정답 4번

해설. ④ 등온과정의 일 W = P₁V₁ ln(V₂/V₁) 이다.
풀이: W = 2000 Pa × 0.1 m³ × ln(0.3/0.1) = 200 × 1.0986 ≒ 219.7 J → 약 220 J.
(kPa를 Pa로 바꾸는 것에 주의)

6번

시간당 380000 kg의 물을 공급하여 수증기를 생산하는 보일러가 있다. 이 보일러에 공급하는 물의 엔탈피는 830 kJ/kg이고, 생산되는 수증기의 엔탈피는 3230 kJ/kg이라고 할 때, 발열량이 32000 kJ/kg인 석탄을 시간당 34000 kg씩 보일러에 공급한다면 이 보일러의 효율은 약 몇 %인가?

1. 66.9 %

2. 71.5 %

3. 77.3 %

4. 83.8 %

정답 4번

해설. ④ 보일러 효율 = 증기 흡수열 / 연료 공급열 이다.
풀이: 흡수열 = 380000 × (3230 − 830) = 9.12 × 10⁸ kJ/h
공급열 = 34000 × 32000 = 1.088 × 10⁹ kJ/h
η = 9.12 × 10⁸ / 1.088 × 10⁹ ≒ 0.838 → 83.8 %.

7번

600 kPa, 300 K 상태의 이상기체 1 kmol이 등온과정을 거쳐 압력이 200 kPa로 변했다. 이 과정동안의 엔트로피 변화량은 약 몇 kJ/K 인가? (단, 일반기체상수(R̄)는 8.31451 kJ/(kmol·K) 이다.)

1. 0.782

2. 6.31

3. 9.13

4. 18.6

정답 3번

해설. ③ 등온과정 엔트로피 변화 ΔS = nR̄ ln(P₁/P₂) 이다.
풀이: ΔS = 1 × 8.31451 × ln(600/200) = 8.31451 × 1.0986 ≒ 9.13 kJ/K.

8번

계의 엔트로피 변화에 대한 열역학적 관계식 중 옳은 것은? (단, T는 온도, S는 엔트로피, U는 내부에너지, V는 체적, P는 압력, H는 엔탈피를 나타낸다.)

1. TdS = dU - PdV

2. TdS = dH - PdV

3. TdS = dU - VdP

4. TdS = dH − VdP

정답 4번

해설. ④ 깁스 관계식은 TdS = dU + PdV, TdS = dH − VdP 이다.
① dU − PdV, ② dH − PdV, ③ dU − VdP 는 부호나 변수 조합이 틀렸다.

9번

단열된 용기 안에 25℃의 물이 0.8m³ 들어있다. 이 용기 안에 100℃, 50kg의 쇳덩어리를 넣은 후 열적 평형이 이루어졌을 때 최종 온도는 약 몇 ℃ 인가? (단, 물의 비열은 4.18 kJ/(kg·K), 철의 비열은 0.45 kJ/(kg·K) 이다.)

1. 25.5

2. 27.4

3. 29.2

4. 31.4

정답 1번

해설. ① 철이 잃은 열 = 물이 얻은 열 이다(물 0.8 m³ = 800 kg).
풀이: 50 × 0.45 × (100 − t) = 800 × 4.18 × (t − 25)
t = (800×4.18×25 + 50×0.45×100) / (800×4.18 + 50×0.45) = 85850 / 3366.5 ≒ 25.5℃.

10번

이상적인 오토사이클에서 열효율을 55%로 하려면 압축비를 약 얼마로 하면 되겠는가? (단, 기체의 비열비는 1.4 이다.)

1. 5.9

2. 6.8

3. 7.4

4. 8.5

정답 3번

해설. ③ 오토사이클 효율 η = 1 − (1/ε)^(k−1) 이다.
풀이: 0.55 = 1 − (1/ε)^0.4 → (1/ε)^0.4 = 0.45
ε = (1/0.45)^(1/0.4) = (2.222)^2.5 ≒ 7.36 → 약 7.4.

11번

터빈, 압축기, 노즐과 같은 정상 유동장치의 해석에 유용한 몰리에(Mollier) 선도를 옳게 설명한 것은?

1. 가로축에 엔트로피, 세로축에 엔탈피를 나타내는 선도이다.

2. 가로축에 엔탈피, 세로축에 온도를 나타내는 선도이다.

3. 가로축에 엔트로피, 세로축에 밀도를 나타내는 선도이다.

4. 가로축에 비체적, 세로축에 압력을 나타내는 선도이다.

정답 1번

해설. ① 몰리에 선도(h-s 선도)는 가로축에 엔트로피, 세로축에 엔탈피를 나타내며, 터빈·압축기·노즐처럼 엔탈피 변화로 일과 속도를 구하는 정상유동 해석에 편리하다.
④는 P-v 선도, ②·③은 일반적인 선도가 아니다.

12번

압력 2 MPa, 300℃의 공기 0.3kg이 폴리트로픽 과정으로 팽창하여, 압력이 0.5 MPa로 변화하였다. 이때 공기가 한 일은 약 몇 kJ인가? (단, 공기는 기체상수가 0.287 kJ/(kg·K)인 이상기체이고, 폴리트로픽 지수는 1.3 이다.)

1. 416

2. 157

3. 573

4. 45

정답 4번

해설. ④ 폴리트로픽 일 W = mR(T₁ − T₂)/(n − 1) 이다.
풀이: T₁ = 573.15 K, T₂ = T₁(P₂/P₁)^((n−1)/n) = 573.15 × 0.25^(0.3/1.3) ≒ 416.2 K
W = 0.3 × 0.287 × (573.15 − 416.2)/0.3 ≒ 45 kJ.

13번

어떤 기체 동력장치가 이상적인 브레이턴 사이클로 다음과 같이 작동할 때 이 사이클의 열효율은 약 몇 % 인가? (단, 온도(T) - 엔트로피(s) 선도에서 T₁ = 30℃, T₂ = 200℃, T₃ = 1060℃, T₄ = 160℃ 이다.)

1. 81%

2. 85%

3. 89%

4. 92%

정답 2번

해설. ② 브레이턴 사이클 효율 η = 1 − qₒᵤₜ/qᵢₙ = 1 − (T₄ − T₁)/(T₃ − T₂) 이다(정압비열 일정).
풀이: η = 1 − (160 − 30)/(1060 − 200) = 1 − 130/860 ≒ 0.849 → 약 85 %.

14번

체적이 일정하고 단열된 용기 내에 80℃, 320 kPa의 헬륨 2kg이 들어 있다. 용기 내에 있는 회전날개가 20W 의 동력으로 30분 동안 회전한다고 할 때 용기 내의 최종 온도는 약 몇 ℃ 인가? (단, 헬륨의 정적비열은 3.12 kJ/(kg·K) 이다.)

1. 81.9℃

2. 83.3℃

3. 84.9℃

4. 85.8℃

정답 4번

해설. ④ 강체 단열 용기이므로 회전날개 일이 모두 내부에너지 증가가 된다.
풀이: W = 20 W × 1800 s = 36000 J = 36 kJ
ΔT = W/(m·Cᵥ) = 36/(2 × 3.12) ≒ 5.77℃
최종 온도 = 80 + 5.77 ≒ 85.8℃.

15번

유리창을 통해 실내에서 실외로 열전달이 일어난다. 이때 열전달량은 약 몇 W 인가? (단, 대류열전달계수는 50W/(m²·K), 유리창 표면온도는 25℃, 외기온도는 10℃, 유리창면적은 2m² 이다.)

1. 150

2. 500

3. 1500

4. 5000

정답 3번

해설. ③ 대류 열전달 Q = h·A·Δt 이다.
풀이: Q = 50 × 2 × (25 − 10) = 1500 W.
(h: 대류열전달계수 W/(m²·K), A: 전열면적 m², Δt: 표면과 유체의 온도차) 온도차는 ℃와 K의 크기가 같으므로 그대로 쓴다.

16번

열역학 제2법칙에 관해서는 여러 가지 표현으로 나타낼 수 있는데, 다음 중 열역학 제2법칙과 관계되는 설명으로 볼 수 없는 것은?

1. 열을 일로 변환하는 것은 불가능하다.

2. 열효율이 100%인 열기관을 만들 수 없다.

3. 열은 저온 물체로부터 고온 물체로 자연적으로 전달되지 않는다.

4. 입력되는 일 없이 작동하는 냉동기를 만들 수 없다.

정답 1번

해설. ① 열을 일로 바꾸는 것 자체는 가능하다(열기관). 제2법칙은 열을 전부 일로 바꾸는 것(효율 100%)이 불가능하다는 것이다.
② 켈빈-플랑크 표현, ③·④ 클라우지우스 표현으로 모두 제2법칙과 관계된다.

17번

그림과 같은 Rankine 사이클로 작동하는 터빈에서 발생하는 일은 약 몇 kJ/kg 인가? (단, h는 엔탈피, s는 엔트로피를 나타내며, h₁ = 191.8 kJ/kg, h₂ = 193.8 kJ/kg, h₃ = 2799.5 kJ/kg, h₄ = 2007.5 kJ/kg 이다.)

1. 2.0 kJ/kg

2. 792.0 kJ/kg

3. 2605.7 kJ/kg

4. 1815.7 kJ/kg

정답 2번

해설. ② 터빈은 3 → 4 단열팽창 구간이므로 터빈일 = h₃ − h₄ 이다.
풀이: wₜ = 2799.5 − 2007.5 = 792.0 kJ/kg.
(① 2.0은 펌프일 h₂ − h₁, 2605.7은 보일러 공급열 h₃ − h₂ 이다.)

18번

어느 내연기관에서 피스톤의 흡기과정으로 실린더 속에 0.2 kg의 기체가 들어 왔다. 이것을 압축할 때 15 kJ의 일이 필요하였고, 10 kJ의 열을 방출하였다고 한다면, 이 기체 1 kg당 내부에너지의 증가량은?

1. 10 kJ/kg

2. 25 kJ/kg

3. 35 kJ/kg

4. 50 kJ/kg

정답 2번

해설. ② 제1법칙 Q = ΔU + W 에서 받은 일 15 kJ(W = −15), 방출열 10 kJ(Q = −10)이다.
풀이: ΔU = Q − W = −10 − (−15) = 5 kJ
1 kg당 = 5 / 0.2 = 25 kJ/kg.

19번

공기 1kg이 압력 50kPa, 부피 3m³인 상태에서 압력 900kPa, 부피 0.5m³인 상태로 변화할 때 내부 에너지가 160kJ 증가하였다. 이 때 엔탈피는 약 몇 kJ이 증가하였는가?

1. 30

2. 185

3. 235

4. 460

정답 4번

해설. ④ ΔH = ΔU + Δ(PV) 이다.
풀이: P₁V₁ = 50 × 3 = 150 kJ, P₂V₂ = 900 × 0.5 = 450 kJ
ΔH = 160 + (450 − 150) = 460 kJ.

20번

밀폐계가 가역정압 변화를 할 때 계가 받은 열량은?

1. 계의 엔탈피 변화량과 같다.

2. 계의 내부에너지 변화량과 같다.

3. 계의 엔트로피 변화량과 같다.

4. 계가 주위에 대해 한 일과 같다.

정답 1번

해설. ① 밀폐계 가역 정압과정에서 δQ = dU + PdV = dH − VdP 이고 dP = 0 이므로 Q = ΔH, 즉 엔탈피 변화량과 같다.
내부에너지 변화량과 같은 것은 정적과정이며, 엔트로피 변화량이나 한 일과는 같지 않다.

21번

단위에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 토리첼리의 실험결과 수은주의 높이가 68cm일 때, 실험장소에서의 대기압은 1.2 atm이다.

2. 비체적이 0.5m³/kg인 암모니아 증기 1m³의 질량은 2.0kg이다.

3. 압력 760 mmHg는 1.01 bar 이다.

4. 작업대 위에 놓여진 밑면적이 2.4m²인 가공물의 무게가 24kgf라면 작업대에 가해지는 압력은 98 Pa 이다.

정답 1번

해설. ① 수은주 68 cm는 68/76 ≒ 0.89 atm 이므로 1.2 atm이 아니다.
② 1/0.5 = 2.0 kg, ③ 760 mmHg = 101.325 kPa ≒ 1.01 bar, ④ 24 kgf/2.4 m² = 10 kgf/m² = 10 × 9.8 ≒ 98 Pa 로 옳다.

22번

대기압에서 암모니아액 1kg을 증발시킨 열량은 0℃ 얼음 몇 kg을 융해시킨 것과 유사한가?

1. 2.1

2. 3.1

3. 4.1

4. 5.1

정답 3번

해설. ③ 대기압에서 암모니아 증발잠열은 약 1369 kJ/kg(약 327 kcal/kg), 얼음의 융해잠열은 약 334 kJ/kg(79.68 kcal/kg)이다.
풀이: 1369 / 334 ≒ 4.1 kg.
즉 암모니아 1 kg 증발열로 0℃ 얼음 약 4.1 kg을 녹일 수 있다.

23번

제빙능력은 원료수 온도 및 브라인 온도 등 조건에 따라 다르다. 다음 중 제빙에 필요한 냉동능력을 구하는데 필요한 항목으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 온도 tw℃인 제빙용 원수를 0℃까지 냉각하는데 필요한 열량

2. 물의 동결 잠열에 대한 열량(79.68kcal/kg)

3. 제빙장치내의 발생열과 제빙용 원수의 수질상태

4. 브라인 온도 t₁℃ 부근까지 얼음을 냉각하는데 필요한 열량

정답 3번

해설. ③ 제빙 냉동능력은 원수를 0℃까지 냉각하는 열, 물의 동결잠열(79.68 kcal/kg), 얼음을 브라인 온도 부근까지 냉각하는 열, 그리고 외부 침입열 등 열손실로 구한다.
원수의 수질상태는 얼음 품질과 관계될 뿐 냉동능력 계산 항목과는 거리가 멀다.

24번

염화나트륨 브라인을 사용한 식품냉장용 냉동장치에서 브라인의 순환량이 220L/min이며, 냉각관 입구의 브라인 온도가 –5℃, 출구의 브라인온도가 –9℃라면 이 브라인 쿨러의 냉동능력(kcal/h)은? (단, 브라인의 비열은 0.75 kcal/kg·℃, 비중은 1.15 이다.)

1. 759

2. 45540

3. 60720

4. 148005

정답 2번

해설. ② 브라인 쿨러 냉동능력 Q = G × c × Δt 이다.
풀이: G = 220 L/min × 1.15 kg/L × 60 = 15180 kg/h
Q = 15180 × 0.75 × {−5 − (−9)} = 15180 × 0.75 × 4 = 45540 kcal/h.

25번

암모니아와 프레온 냉매의 비교 설명으로 틀린 것은? (단, 동일 조건을 기준으로 한다.)

1. 암모니아가 R-13 보다 비등점이 높다.

2. R-22는 암모니아보다 냉동효과(kcal/kg)가 크고 안전하다.

3. R-13은 R-22에 비하여 저온용으로 적합하다.

4. 암모니아는 R-22에 비하여 유분리가 용이하다.

정답 2번

해설. ② 냉동효과(kcal/kg)는 암모니아가 R-22보다 훨씬 크다(증발잠열이 크다). R-22가 독성·가연성이 없어 안전한 것은 맞지만 냉동효과가 크다는 부분이 틀리다.
① NH₃ 비등점 −33.3℃ > R-13 −81.5℃, ③ R-13은 초저온용, ④ 암모니아는 오일과 잘 섞이지 않아 유분리가 쉽다.

26번

25℃ 원수 1ton을 1일 동안에 –9℃의 얼음으로 만드는데 필요한 냉동능력(RT)은? (단, 열손실은 없으며, 동결잠열 80 kcal/kg, 원수 비열 1 kcal/kg·℃, 얼음의 비열 0.5 kcal/kg·℃이며, 1RT는 3320 kcal/h로 한다.)

1. 1.37

2. 1.88

3. 2.38

4. 2.88

정답 1번

해설. ① 원수 냉각열 + 동결잠열 + 얼음 냉각열을 하루로 나눈다.
풀이: Q = 1000 × (1 × 25 + 80 + 0.5 × 9) = 109500 kcal/day
시간당 = 109500/24 ≒ 4562.5 kcal/h
RT = 4562.5 / 3320 ≒ 1.37 RT.

27번

전열면적이 20m²인 수냉식 응축기의 용량이 200 kW이다. 냉각수의 유량은 5kg/s 이고, 응축기 입구에서 냉각수 온도는 20℃ 이다. 열관류율이 800 W/m²·K 일 때, 응축기 내부 냉매의 온도(℃)는 얼마인가? (단, 온도차는 산술평균온도차를 이용하고, 물의 비열은 4.18 kJ/kg·K이며, 응축기 내부 냉매의 온도는 일정하다고 가정한다.)

1. 36.5

2. 37.3

3. 38.1

4. 38.9

정답 2번

해설. ② 냉각수 출구온도를 먼저 구하고 Q = K·A·Δtm 을 쓴다.
풀이: Δtw = 200/(5 × 4.18) ≒ 9.57℃ → 출구 29.57℃, 평균 24.78℃
Δtm = 200000/(800 × 20) = 12.5℃
냉매 온도 = 24.78 + 12.5 ≒ 37.3℃.

28번

다음 중 증발기 출구와 압축기 흡입관 사이에 설치하는 저압측 부속장치는?

1. 액분리기

2. 수액기

3. 건조기

4. 유분리기

정답 1번

해설. ① 액분리기(어큐뮬레이터)는 증발기 출구와 압축기 흡입관 사이에 설치해 흡입가스 중 액냉매를 분리, 액압축을 막는 저압측 부속장치이다.
수액기·건조기는 고압 액관측, 유분리기는 압축기 토출관(고압측)에 설치한다.

29번

다음 중 불응축 가스를 제거하는 가스퍼저(gas purger)의 설치 위치로 가장 적당한 것은?

1. 수액기 상부

2. 압축기 흡입부

3. 유분리기 상부

4. 액분리기 상부

정답 1번

해설. ① 불응축가스는 응축기·수액기 상부에 모이므로 가스퍼저는 수액기(또는 응축기) 상부에 연결한다.
압축기 흡입부, 유분리기·액분리기 상부는 불응축가스가 모이는 곳이 아니다.

30번

냉동장치에서 흡입압력 조정밸브는 어떤 경우를 방지하기 위해 설치하는가?

1. 흡입압력이 설정 압력 이상으로 상승하는 경우

2. 흡입압력이 일정한 경우

3. 고압측 압력이 높은 경우

4. 수액기의 액면이 높은 경우

정답 1번

해설. ① 흡입압력 조정밸브(SPR)는 흡입압력이 설정값 이상으로 올라 압축기가 과부하되는 것을 막기 위해 흡입관에 설치한다.
고압이 높은 경우는 고압차단스위치·안전밸브, 수액기 액면은 액면계로 관리한다.

31번

다음 응축기 중 동일조건하에 열관류율이 가장 낮은 응축기는 무엇인가?

1. 쉘튜브식 응축기

2. 증발식 응축기

3. 공랭식 응축기

4. 2중관식 응축기

정답 3번

해설. ③ 공랭식 응축기는 공기측 열전달계수가 작아 열관류율이 가장 낮다(약 20~30 kcal/m²·h·℃).
수냉식인 쉘튜브식·2중관식이나 물의 증발을 이용하는 증발식은 공랭식보다 열관류율이 크다.

32번

압축기 토출압력 상승 원인이 아닌 것은?

1. 응축온도가 낮을 때

2. 냉각수 온도가 높을 때

3. 냉각수 양이 부족할 때

4. 공기가 장치 내에 혼입되었을 때

정답 1번

해설. ① 응축온도가 낮으면 응축압력(토출압력)도 낮아진다.
② 냉각수 온도가 높을 때, ③ 냉각수량이 부족할 때, ④ 불응축가스(공기)가 혼입되었을 때는 응축이 잘 안 되어 토출압력이 상승한다.

33번

다음의 냉매 중 지구온난화지수(GWP)가 가장 낮은 것은?

1. R-32

2. R-23

3. R-12

4. R-744

정답 4번

해설. ④ R-744(이산화탄소, CO₂)는 지구온난화지수의 기준 물질로 GWP = 1 이다.
R-32는 약 675, R-23은 약 14800, R-12는 약 10900으로 모두 훨씬 크다.
※ 현행 GWP 평가(IPCC 5차 이후)에서 R-1234yf는 GWP가 1 미만으로 평가되어 정답이 모호해지므로 ① 보기를 고쳤다.

34번

축열시스템 방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 수축열 방식 : 열용량이 큰 물을 축열재료로 이용하는 방식

2. 빙축열 방식 : 냉열을 얼음에 저장하여 작은 체적에 효율적으로 냉열을 저장하는 방식

3. 잠열축열 방식 : 물질의 융해 및 응고 시상변화에 따른 잠열을 이용하는 방식

4. 토양축열 방식 : 심해의 해수온도 및 해양의 축열성을 이용하는 방식

정답 4번

해설. ④ 토양축열 방식은 땅속(지중)의 열용량과 연중 거의 일정한 지중온도를 이용하는 방식이다. 심해 해수와 해양의 축열성을 이용하는 것은 해수(해양) 열원 방식이다.
①·②·③은 옳은 설명이다.

35번

냉동장치의 냉동부하가 3냉동톤이며, 압축기의 소요동력이 20kW일 때 응축기에 사용되는 냉각수량(L/h)은? (단, 냉각수 입구온도는 15℃이고, 출구온도는 25℃ 이다.)

1. 2716

2. 2547

3. 1530

4. 600

정답 1번

해설. ① 응축기 방열량 = 냉동능력 + 압축기 동력 이다(1RT = 3320 kcal/h, 1 kW = 860 kcal/h).
풀이: Q = 3 × 3320 + 20 × 860 = 9960 + 17200 = 27160 kcal/h
냉각수량 = 27160 / (1 × (25 − 15)) = 2716 kg/h ≒ 2716 L/h.

36번

냉동기에서 동일한 냉동효과를 구현하기 위해 압축기가 작동하고 있다. 이 압축기의 클리어런스(극간)가 커질 때 나타나는 현상으로 틀린 것은?

1. 윤활유가 열화된다.

2. 체적효율이 저하한다.

3. 냉동능력이 감소한다.

4. 압축기의 소요동력이 감소한다.

정답 4번

해설. ④ 클리어런스가 커지면 체적효율이 떨어져 같은 냉동효과를 내려면 더 많이 압축해야 하므로 소요동력은 증가한다(감소하지 않는다).
① 재팽창으로 토출가스 온도가 올라 윤활유 열화, ② 체적효율 저하, ③ 냉동능력 감소는 나타난다.

37번

냉동장치의 운전 시 유의사항으로 틀린 것은?

1. 펌프다운 시 저압측 압력은 대기압 정도로 한다.

2. 압축기 가동 전에 냉각수 펌프를 기동시킨다.

3. 장시간 정지시키는 경우에는 재가동을 위하여 배관 및 기기에 압력을 걸어둔 상태로 둔다.

4. 장시간 정지 후 시동 시에는 누설여부를 점검한 후에 기동시킨다.

정답 3번

해설. ③ 장시간 정지할 때는 펌프다운으로 냉매를 수액기에 회수하고 저압측 압력을 대기압보다 약간 높게 유지하며, 배관·기기에 불필요한 압력을 걸어 두지 않는다(누설 방지).
①·②·④는 옳은 운전 유의사항이다.

38번

냉동기, 열기관, 발전소, 화학플랜트 등에서의 뜨거운 배수를 주위의 공기와 직접 열교환시켜 냉각시키는 방식의 냉각탑은?

1. 밀폐식 냉각탑

2. 증발식 냉각탑

3. 원심식 냉각탑

4. 개방식 냉각탑

정답 4번

해설. ④ 개방식 냉각탑은 냉각수를 공기와 직접 접촉시켜 일부 증발로 냉각하는 방식이다.
밀폐식은 코일 안의 냉각수를 간접 냉각하며, 증발식은 증발식 응축기처럼 코일 외면에 물을 뿌리는 방식이다.

39번

제상방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 살수방식은 저온의 냉장창고용 유니트 쿨러 등에서 많이 사용된다.

2. 부동액 살포방식은 공기중의 수분이 부동액에 흡수되므로 일정한 농도 관리가 필요하다.

3. 핫가스 제상방식은 응축기 출구의 고온의 액냉매를 이용한다.

4. 전기히터방식은 냉각관 배열의 일부에 핀튜브 형태의 전기히터를 삽입하여 착상부를 가열한다.

정답 3번

해설. ③ 핫가스 제상은 압축기에서 토출된 고온·고압의 냉매가스(핫가스)를 증발기로 보내 서리를 녹이는 방식이다. 응축기 출구의 액냉매를 쓰는 것이 아니다.
①·②·④는 옳은 설명이다.

40번

다음과 같은 냉동 사이클 중 성적계수가 가장 큰 사이클은 어느 것인가?

1. b − e − h − i − b

2. c − d − h − i − c

3. b − f − g − i1 − b

4. a − e − h − j − a

정답 2번

해설. ② 성적계수는 냉동효과가 크고 압축일이 작을수록 크다.
c − d − h − i 사이클은 과냉각(c)으로 냉동효과가 가장 크고, 증발압력이 높고(h) 응축압력이 중간(i)이라 압축일이 작다.
①은 과냉각이 없고, ③은 증발압력이 낮으며, ④는 응축압력이 높아 압축일이 크다.

41번

다음 중 난방설비의 난방부하를 계산하는 방법 중 현열만을 고려하는 경우는?

1. 환기 부하

2. 외기 부하

3. 전도에 의한 열 손실

4. 침입 외기에 의한 난방 손실

정답 3번

해설. ③ 벽체·유리 등 구조체를 통한 전도(관류) 열손실은 온도차에 의한 현열만 고려한다.
환기 부하, 외기 부하, 침입 외기(틈새바람) 부하는 공기에 수분이 포함되므로 현열과 잠열을 함께 고려한다.

42번

증기난방에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 건식 환수시스템에서 환수관에는 증기가 유입되지 않도록 증기관과 환수관 사이에 증기트랩을 설치한다.

2. 중력식 환수시스템에서 환수관은 선하향구배를 취해야 한다.

3. 증기난방은 극장 같이 천장고가 높은 실내에 적합하다.

4. 진공식 환수시스템에서 관경을 가늘게 할 수 있고 리프트 피팅을 사용하여 환수관 도중에서 입상시킬 수 있다.

정답 3번

해설. ③ 증기난방은 대류난방이라 실내 상하 온도차가 커서 천장고가 높은 극장 같은 곳에는 부적합하다(복사난방이 적합).
① 증기트랩 설치, ② 중력환수는 선하향 구배, ④ 진공환수식은 관경을 줄이고 리프트 피팅으로 환수관을 올릴 수 있다.

43번

다음 중 냉방부하의 종류에 해당되지 않는 것은?

1. 일사에 의해 실내로 들어오는 열

2. 벽이나 지붕을 통해 실내로 들어오는 열

3. 조명이나 인체와 같이 실내에서 발생하는 열

4. 침입 외기를 가습하기 위한 열

정답 4번

해설. ④ 침입 외기를 가습하기 위한 열은 난방(겨울철) 부하 요소이다.
① 일사 취득열, ② 벽·지붕을 통한 관류열, ③ 조명·인체 등 실내 발생열은 냉방부하에 해당한다.

44번

정방실에 35 kW의 모터에 의해 구동되는 정방기가 12대 있을 때 전력에 의한 취득 열량(kW)은? (단, 전동기와 이것에 의해 구동되는 기계가 같은 방에 있으며, 전동기의 가동율은 0.74 이고, 전동기 효율은 0.87, 전동기 부하율은 0.92 이다.)

1. 483

2. 420

3. 357

4. 329

정답 4번

해설. ④ 전동기와 구동 기계가 같은 실에 있으면 전동기 입력 전체가 실내 발열이 된다.
풀이: q = (정격출력 / 효율) × 대수 × 가동률 × 부하율
= (35 / 0.87) × 12 × 0.74 × 0.92 ≒ 328.7 kW → 약 329 kW.

45번

다음 중 축류 취출구의 종류가 아닌 것은?

1. 펑커루버형 취출구

2. 그릴형 취출구

3. 라인형 취출구

4. 팬형 취출구

정답 4번

해설. ④ 팬형 취출구는 천장에서 기류를 방사상으로 퍼지게 하는 복류형 취출구이다.
펑커루버형, 그릴형, 라인형은 기류가 한 방향으로 나가는 축류형 취출구이다(이 밖에 노즐형, 다공판형).

46번

증기설비에 사용하는 증기 트랩 중 기계식 트랩의 종류로 바르게 조합한 것은?

1. 버킷 트랩, 플로트 트랩

2. 버킷 트랩, 벨로즈 트랩

3. 바이메탈 트랩, 열동식 트랩

4. 플로트 트랩, 열동식 트랩

정답 1번

해설. ① 기계식 트랩은 증기와 응축수의 밀도 차를 이용하는 버킷 트랩, 플로트 트랩이다.
벨로즈 트랩·바이메탈 트랩은 온도 차를 이용하는 온도조절식(열동식) 트랩이고, 디스크 트랩은 열역학식 트랩이다.

47번

다음 중 공기조화설비의 계획 시 조닝을 하는 목적으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 효과적인 실내 환경의 유지

2. 설비비의 경감

3. 운전 가동면에서의 에너지 절약

4. 부하 특성에 대한 대처

정답 2번

해설. ② 조닝은 부하 특성이 비슷한 구역을 묶어 계통을 나누는 것으로, 실내 환경 유지·에너지 절약·부하 대응이 목적이다.
계통이 늘어 설비비는 오히려 증가하는 경우가 많으므로 설비비 경감은 목적과 거리가 멀다.

48번

공기조화방식 중 전공기 방식이 아닌 것은?

1. 변풍량 단일덕트 방식

2. 이중 덕트 방식

3. 정풍량 단일덕트 방식

4. 팬 코일 유닛 방식(덕트병용)

정답 4번

해설. ④ 팬 코일 유닛 방식(덕트 병용)은 실내 팬코일에 물을 보내고 외기는 덕트로 보내는 공기-수 방식이다.
변풍량 단일덕트, 이중 덕트, 정풍량 단일덕트 방식은 공기만으로 열을 운반하는 전공기 방식이다.

49번

덕트의 소음 방지대책에 해당 되지 않는 것은?

1. 덕트의 도중에 흡음재를 부착한다.

2. 송풍기 출구 부근에 플래넘 챔버를 장치한다.

3. 댐퍼 입·출구에 흡음재를 부착한다.

4. 덕트를 여러 개로 분기시킨다.

정답 4번

해설. ④ 덕트를 여러 개로 분기하는 것은 소음 방지대책이 아니다(분기부에서 오히려 기류 소음이 생길 수 있다).
① 흡음재(내장 덕트), ② 플래넘 챔버, ③ 댐퍼 전후 흡음재 부착은 덕트 소음 방지대책이다.

50번

건물의 콘크리트 벽체의 실내측에 단열재를 부착하여 실내측 표면에 결로가 생기지 않도록 하려 한다. 외기온도가 0℃, 실내온도가 20℃, 실내공기의 노점온도가 12℃, 콘크리트 두께가 100mm일 때, 결로를 막기 위한 단열재의 최소 두께(mm)는? (단, 콘크리트와 단열재의 접촉부분의 열저항은 무시한다.)

열전도도	콘크리트	1.63 W/m·K
열전도도	단열재	0.17 W/m·K
대류 열전달계수	외기	23.3 W/m²·K
대류 열전달계수	실내공기	9.3 W/m²·K

1. 11.7

2. 10.7

3. 9.7

4. 8.7

정답 3번

해설. ③ 실내 표면온도가 노점 12℃ 이상이면 결로가 생기지 않는다.
풀이: q = 9.3 × (20 − 12) = 74.4 W/m² → 전체 열저항 ΣR = 20/74.4 = 0.2688
0.2688 = 1/23.3 + 0.1/1.63 + x/0.17 + 1/9.3 = 0.0429 + 0.0613 + x/0.17 + 0.1075
x/0.17 = 0.0571 → x ≒ 0.0097 m = 9.7 mm.

51번

이중덕트방식에 설치하는 혼합상자의 구비조건으로 틀린 것은?

1. 냉풍·온풍 덕트 내의 정압변동에 의해 송풍량이 예민하게 변화할 것

2. 혼합비율 변동에 따른 송풍량의 변동이 완만할 것

3. 냉풍·온풍 댐퍼의 공기누설이 적을 것

4. 자동제어 신뢰도가 높고 소음발생이 적을 것

정답 1번

해설. ① 혼합상자는 냉풍·온풍 덕트의 정압이 변동해도 송풍량이 일정하게 유지되어야 한다(정풍량 기구 내장).
② 혼합비 변동에 따른 풍량 변동이 완만할 것, ③ 댐퍼 누설이 적을 것, ④ 자동제어 신뢰도가 높고 소음이 적을 것은 옳은 조건이다.

52번

저온공조방식에 관한 내용으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 배관지름의 감소

2. 팬 동력 감소로 인한 운전비 절감

3. 낮은 습도의 공기 공급으로 인한 쾌적성 향상

4. 저온공기 공급으로 인한 급기 풍량 증가

정답 4번

해설. ④ 저온공조는 공급 공기온도를 낮춰(약 10℃ 이하) 급기 풍량을 줄이는 방식이다. 풍량 증가가 아니다.
① 반송 동력·배관·덕트 지름 감소, ② 팬 동력 감소로 운전비 절감, ③ 저습 공기로 쾌적성 향상은 저온공조의 특징이다.

53번

외기의 건구온도 32℃와 환기의 건구온도 24℃인 공기를 1 : 3(외기 : 환기)의 비율로 혼합하였다. 이 혼합공기의 온도는?

1. 26℃

2. 28℃

3. 29℃

4. 30℃

정답 1번

해설. ① 혼합공기 온도는 풍량비에 따른 가중평균이다.
풀이: t = (1 × 32 + 3 × 24) / (1 + 3) = (32 + 72) / 4 = 26℃.

54번

취출구에서 수평으로 취출된 공기가 일정 거리만큼 진행된 뒤 기류 중심선과 취출구 중심과의 수직거리를 무엇이라고 하는가?

1. 강하도

2. 도달거리

3. 취출온도차

4. 셔터

정답 1번

해설. ① 수평 취출 기류가 일정 거리 진행한 뒤 기류 중심선과 취출구 중심 사이의 수직거리를 강하도(drop)라 한다.
도달거리는 취출구에서 풍속이 0.25 m/s 가 되는 곳까지의 수평거리, 취출온도차는 취출공기와 실내공기의 온도차이다.

55번

공조기 내에 엘리미네이터를 설치하는 이유로 가장 적절한 것은?

1. 풍량을 줄여 풍속을 낮추기 위해서

2. 공조기 내의 기류의 분포를 고르게 하기 위해

3. 결로수가 비산되는 것을 방지하기 위해

4. 먼지 및 이물질을 효율적으로 제거하기 위해

정답 3번

해설. ③ 엘리미네이터는 냉각코일·에어와셔 뒤에 설치해 응축수·분무수 물방울이 기류에 실려 날아가는 것(비산)을 막는다.
풍속 조절이나 기류 분포 균일화, 먼지 제거는 엘리미네이터의 역할이 아니다.

56번

공기조화방식에서 변풍량 단일덕트 방식의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 송풍기의 풍량제어가 가능하므로 부분 부하시 반송에너지 소비량을 경감시킬 수 있다.

2. 동시사용률을 고려하여 기기용량을 결정할 수 있으므로 설비용량이 커질 수 있다.

3. 변풍량 유닛을 실 별 또는 존 별로 배치함으로써 개별제어 및 존 제어가 가능하다.

4. 부하변동에 따라 실내온도를 유지할 수 있으므로 열원설비용 에너지 낭비가 적다.

정답 2번

해설. ② 변풍량 방식은 각 실의 최대부하가 동시에 생기지 않는 동시사용률을 고려해 기기용량을 정하므로 설비용량을 작게 할 수 있다.
①·③·④는 변풍량 단일덕트 방식의 옳은 특징이다.

57번

송풍 덕트 내의 정압제어가 필요 없고, 발생 소음이 적은 변풍량 유닛은?

1. 유인형

2. 슬롯형

3. 바이패스형

4. 노즐형

정답 3번

해설. ③ 바이패스형 VAV 유닛은 실내 부하에 따라 급기를 실내와 천장 리턴 쪽으로 나누어 보내므로 덕트 내 풍량·정압이 거의 일정해 정압제어가 필요 없고 소음이 적다.
다만 송풍기 동력 절감 효과는 작다. 유인형·노즐형·슬롯형은 정압 변동의 영향을 받는다.

58번

다음 중 보온, 보냉, 방로의 목적으로 덕트 전체를 단열해야 하는 것은?

1. 급기 덕트

2. 배기 덕트

3. 외기 덕트

4. 배연 덕트

정답 1번

해설. ① 급기 덕트는 냉·온풍이 흐르므로 보온·보냉과 결로 방지(방로)를 위해 전체를 단열한다.
배기 덕트는 보통 단열하지 않고, 외기 덕트는 결로 우려 구간만, 배연 덕트는 내화 피복 대상이다.

59번

부하계산 시 고려되는 지중온도에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 지중온도는 지하실 또는 지중배관 등의 열손실을 구하기 위하여 주로 이용된다.

2. 지중온도는 외기온도 및 일사의 영향에 의해 1일 또는 연간을 통하여 주기적으로 변한다.

3. 지중온도는 지표면의 상태변화, 지중의 수분에 따라 변화하나, 토질의 종류에 따라서는 큰 차이가 없다.

4. 연간변화에 있어 불역층 이하의 지중온도는 1m 증가함에 따라 0.03~0.05℃씩 상승한다.

정답 3번

해설. ③ 지중온도는 토질의 종류(열전도율·비열)와 함수율에 따라 크게 달라진다.
① 지하실·지중배관 열손실 계산에 쓰이고, ② 외기와 일사로 주기적으로 변하며, ④ 연간 변화가 거의 없는 불역층 아래에서는 깊이 1 m마다 0.03~0.05℃씩 상승한다.

60번

보일러의 부속장치인 과열기가 하는 역할은?

1. 연료연소에 쓰이는 공기를 예열시킨다.

2. 포화액을 습증기로 만든다.

3. 습증기를 건포화증기로 만든다.

4. 포화증기를 과열증기로 만든다.

정답 4번

해설. ④ 과열기는 보일러에서 발생한 포화증기를 더 가열해 과열증기로 만든다.
① 연소용 공기 예열은 공기예열기, 급수 예열은 절탄기(이코노마이저)의 역할이다. ②·③은 보일러 본체(증발부)에서 일어난다.

61번

세라믹 콘덴서 소자의 표면에 103K라고 적혀 있을 때 이 콘덴서의 용량은 몇 μF인가?

1. 0.01

2. 0.1

3. 10³

4. 10⁻³

정답 1번

해설. ① 표시 103K에서 앞 두 자리 10이 유효숫자, 셋째 자리 3이 10의 지수, K는 오차 ±10% 이다.
풀이: 10 × 10³ pF = 10000 pF = 10 nF = 0.01 μF.

62번

온도를 전압으로 변환시키는 것은?

1. 광전관

2. 열전대

3. 포토다이오드

4. 광전다이오드

정답 2번

해설. ② 열전대는 두 이종 금속 접점의 온도차에 따라 열기전력이 생기는 제베크 효과를 이용해 온도를 전압으로 바꾼다.
광전관·포토다이오드·광전다이오드는 빛을 전기 신호로 바꾸는 소자이다.

63번

병렬 운전 시 균압모선을 설치해야 되는 직류발전기로만 구성된 것은?

1. 직권발전기, 분권발전기

2. 분권발전기, 복권발전기

3. 직권발전기, 복권발전기

4. 분권발전기, 동기발전기

정답 3번

해설. ③ 직권 계자가 있는 직권발전기와 복권발전기는 병렬운전 시 부하 분담을 안정시키기 위해 균압모선(균압선)을 설치한다.
분권발전기는 균압모선이 필요 없고, 동기발전기는 교류기이다.

64번

공기 중 자계의 세기가 100 A/m 의 점에 놓아 둔 자극에 작용하는 힘은 8×10⁻³ N 이다. 이 자극의 세기는 몇 Wb 인가?

1. 8 × 10

2. 8 × 10⁵

3. 8 × 10⁻¹

4. 8 × 10⁻⁵

정답 4번

해설. ④ 자극에 작용하는 힘 F = mH 이다.
풀이: m = F/H = 8 × 10⁻³ / 100 = 8 × 10⁻⁵ Wb.
(자계의 세기 H [A/m]는 단위 자극 1 Wb가 받는 힘 [N/Wb]과 같은 뜻이다.)

65번

최대눈금 100mA, 내부저항 1.5Ω인 전류계에 0.3Ω의 분류기를 접속하여 전류를 측정할 때 전류계의 지시가 50mA라면 실제 전류는 몇 mA인가?

1. 200

2. 300

3. 400

4. 600

정답 2번

해설. ② 분류기 배율 m = 1 + r/Rₛ 이다(r: 전류계 내부저항, Rₛ: 분류기 저항).
풀이: m = 1 + 1.5/0.3 = 6
실제 전류 = 50 mA × 6 = 300 mA.

66번

목표값을 직접 사용하기 곤란할 때, 주 되먹임 요소와 비교하여 사용하는 것은?

1. 제어요소

2. 비교장치

3. 되먹임요소

4. 기준입력요소

정답 4번

해설. ④ 기준입력요소(설정부)는 목표값을 제어계가 다루기 쉬운 기준입력신호로 바꾸어 주 되먹임 신호와 비교할 수 있게 한다.
비교장치는 두 신호를 비교, 제어요소는 조절부와 조작부, 되먹임요소는 제어량을 검출해 되돌리는 요소이다.

67번

비례적분제어 동작의 특징으로 옳은 것은?

1. 간헐현상이 있다.

2. 잔류편차가 많이 생긴다.

3. 응답의 안정성이 낮은 편이다.

4. 응답의 진동시간이 매우 길다.

정답 1번

해설. ① PI 동작은 잔류편차를 없애지만 적분 동작 때문에 응답이 늦고 간헐(진동) 현상이 생길 수 있다.
② 잔류편차는 적분 동작으로 제거되고, ③·④ 안정성과 진동시간은 일반적인 특징으로 보기 어렵다.

68번

신호흐름선도와 등가인 블록선도를 그리려고 한다. 이때 G(s)로 알맞은 것은?

1. s

2. 1 / (s+1)

3. 1

4. s(s+1)

정답 3번

해설. ③ 신호흐름선도: 전향경로 이득 = 1·(s+1)·s·1 = s(s+1), 루프 이득 = −s(s+1)
C/R = s(s+1) / {1 + s(s+1)}
블록선도: C/R = G / {1 + G/(s(s+1))} = G·s(s+1) / {s(s+1) + G}
두 식이 같으려면 G(s) = 1 이다.

69번

다음은 직류전동기의 토크특성을 나타내는 그래프이다. (A), (B), (C), (D)에 알맞은 것은?

1. (A) : 직권전동기, (B) : 가동복권전동기, (C) : 분권전동기, (D) : 차동복권전동기

2. (A) : 분권전동기, (B) : 직권전동기, (C) : 가동복권전동기, (D) : 차동복권전동기

3. (A) : 직권전동기, (B) : 분권전동기, (C) : 가동복권전동기, (D) : 차동복권전동기

4. (A) : 분권전동기, (B) : 가동복권전동기, (C) : 직권전동기, (D) : 차동복권전동기

정답 1번

해설. ① 직권전동기는 T ∝ I² 로 전류 증가에 따라 토크가 가장 급하게 증가하는 (A), 가동복권은 직권과 분권의 중간 (B), 분권은 T ∝ I 인 직선 (C), 차동복권은 직권 계자가 자속을 줄여 전부하 쪽에서 토크 증가가 둔해지는 (D)이다.

70번

서보기구의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 원격제어의 경우가 많다.

2. 제어량이 기계적 변위이다.

3. 추치제어에 해당하는 제어장치가 많다.

4. 신호는 아날로그에 비해 디지털인 경우가 많다.

정답 4번

해설. ④ 서보기구의 신호는 디지털보다 아날로그인 경우가 많다(연속적인 위치·각도 추종).
① 원격제어가 많고, ② 제어량이 위치·방위·자세 등 기계적 변위이며, ③ 목표값이 변하는 추치(추종)제어가 많다.

71번

SCR에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. PNPN 소자이다.

2. 스위칭 소자이다.

3. 양방향성 사이리스터이다.

4. 직류나 교류의 전력제어용으로 사용된다.

정답 3번

해설. ③ SCR(실리콘 제어 정류기)은 게이트 신호로 한 방향으로만 도통하는 단방향 3단자 사이리스터이다. 양방향성 사이리스터는 TRIAC이다.
① PNPN 4층 구조, ② 스위칭 소자, ④ 직류·교류 전력제어(위상제어)에 쓰인다.

72번

피드백 제어계에서 목표치를 기준입력신호로 바꾸는 역할을 하는 요소는?

1. 비교부

2. 조절부

3. 조작부

4. 설정부

정답 4번

해설. ④ 설정부(기준입력요소)는 목표치를 기준입력신호로 바꾼다.
비교부는 기준입력과 주 되먹임 신호를 비교해 동작신호를 만들고, 조절부는 동작신호로 조작신호를 만들며, 조작부는 조작량을 제어대상에 가한다.

73번

정현파 교류의 실효값(V)과 최대값(Vₘ)의 관계식으로 옳은 것은?

1. V = √2 Vₘ

2. V = Vₘ / √2

3. V = √3 Vₘ

4. V = Vₘ / √3

정답 2번

해설. ② 정현파의 실효값은 순시값 제곱 평균의 제곱근이므로 V = Vₘ/√2 ≒ 0.707Vₘ 이다.
예: 가정용 220 V는 실효값이며 최대값은 220 × √2 ≒ 311 V 이다.

74번

적분시간이 2초, 비례감도가 5mA/mV인 PI조절계의 전달함수는?

1. (1 + 2s) / 5s

2. (1 + 5s) / 2s

3. (1 + 2s) / 0.4s

4. (1 + 0.4s) / 2s

정답 3번

해설. ③ PI 조절계 G(s) = Kₚ(1 + 1/(Tᵢ s)) 이다.
풀이: G(s) = 5(1 + 1/(2s)) = 5(2s + 1)/(2s) = (1 + 2s)/(0.4s).

75번

PLC(Programmable Logic Controller)의 출력부에 설치하는 것이 아닌 것은?

1. 전자개폐기

2. 열동계전기

3. 시그널램프

4. 솔레노이드밸브

정답 2번

해설. ② 열동계전기(THR)는 과부하 보호용으로 전동기 회로 등에 설치하며, 그 접점은 PLC의 입력부에 연결한다.
전자개폐기(코일), 시그널램프, 솔레노이드밸브는 PLC 출력 신호로 동작하는 출력부 기기이다.

76번

4000Ω 의 저항기 양단에 100V의 전압을 인가할 경우 흐르는 전류의 크기(mA)는?

1. 4

2. 15

3. 25

4. 40

정답 3번

해설. ③ 옴의 법칙 I = V/R 이다.
풀이: I = 100 / 4000 = 0.025 A = 25 mA.
전류는 전압에 비례하고 저항에 반비례하므로, 같은 전압에서 저항이 2배가 되면 전류는 절반이 된다.

77번

다음 설명에 알맞은 전기 관련 법칙은?
도선에서 두 점 사이 전류의 크기는 그 두 점 사이의 전위차에 비례하고, 전기 저항에 반비례한다.

1. 옴의 법칙

2. 렌츠의 법칙

3. 플레밍의 법칙

4. 전압분배의 법칙

정답 1번

해설. ① 옴의 법칙: I = V/R.
렌츠의 법칙은 유도기전력의 방향, 플레밍의 법칙은 전동기·발전기의 힘·기전력 방향, 전압분배의 법칙은 직렬저항에서 전압이 저항에 비례해 나뉜다는 법칙이다.

78번

그림과 같은 RLC 병렬공진회로에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 공진조건은 ωC = 1 / ωL 이다.

2. 공진시 공진전류는 최소가 된다.

3. R이 작을수록 선택도 Q가 높다.

4. 공진시 입력 어드미턴스는 매우 작아진다.

정답 3번

해설. ③ 병렬공진회로의 선택도 Q = R√(C/L) = R/(ωL) 이므로 R이 클수록 Q가 높다.
① 공진조건 ωC = 1/ωL, ② 공진 시 어드미턴스가 최소(임피던스 최대)라 전류가 최소, ④ 입력 어드미턴스가 매우 작아진다는 것은 옳다.

79번

정상 편차를 개선하고 응답속도를 빠르게 하며 오버슈트를 감소시키는 동작은?

1. K

2. K(1+sT)

3. K(1 + 1/sT)

4. K(1 + sT + 1/sT)

정답 4번

해설. ④ PID 동작 K(1 + sT + 1/sT)는 적분(I)으로 정상편차를 없애고, 미분(D)으로 응답속도를 높이며 오버슈트를 줄인다.
① P 동작, ② PD 동작(정상편차 남음), ③ PI 동작(응답이 느려짐)이다.

80번

특성방정식이 s³ + 2s² + Ks + 5 = 0 인 제어계가 안정하기 위한 K 값은?

1. K ＞ 0

2. K ＜ 0

3. K ＞ 5/2

4. K ＜ 5/2

정답 3번

해설. ③ 라우스 표: s³ [1, K], s² [2, 5], s¹ [(2K − 5)/2], s⁰ [5]
첫째 열의 부호가 모두 양이어야 하므로 (2K − 5)/2 > 0 → K > 5/2 이다.

81번

냉매 배관 재료 중 암모니아를 냉매로 사용하는 냉동설비에 가장 적합한 것은?

1. 동, 동합금

2. 아연, 주석

3. 철, 강

4. 크롬, 니켈 합금

정답 3번

해설. ③ 암모니아는 동·동합금을 부식시키므로 암모니아 냉동설비 배관에는 철·강(강관)을 쓴다.
동관은 프레온 냉매 배관에 주로 쓰이며, 아연·주석·크롬니켈 합금은 일반 냉매 배관재가 아니다.

82번

배수관의 관경 선정 방법에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 기구배수관의 관경은 배수트랩의 구경 이상으로 하고 최소 30 mm 정도로 한다.

2. 수직, 수평관 모두 배수가 흐르는 방향으로 관경이 축소되어서는 안 된다.

3. 배수수직관은 어느 층에서나 최하부의 가장 큰 배수부하를 담당하는 부분과 동일한 관경으로 한다.

4. 땅속에 매설되는 배수관 최소 구경은 30mm 정도로 한다.

정답 4번

해설. ④ 땅속에 매설하는 배수관의 최소 구경은 50 mm 정도로 한다.
① 기구배수관은 트랩 구경 이상·최소 30 mm, ② 흐름 방향으로 관경을 줄이지 않고, ③ 배수수직관은 최하부와 같은 관경으로 하는 것은 옳다.

83번

급탕설비의 설계 및 시공에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 중앙식 급탕방식은 개별식 급탕방식 보다 시공비가 많이 든다.

2. 온수의 순환이 잘되고 공기가 고이는 것을 방지하기 위해 배관에 구배를 둔다.

3. 게이트 밸브는 공기고임을 만들기 때문에 글로브 밸브를 사용한다.

4. 순환방식은 순환펌프에 의한 강제순환식과 온수의 비중량 차이에 의한 중력식이 있다.

정답 3번

해설. ③ 급탕배관에는 공기가 고이지 않도록 슬루스(게이트) 밸브를 쓴다. 글로브 밸브는 유체가 굽이쳐 흘러 공기가 고이기 쉽다.
①·②·④는 옳은 설명이다.

84번

다음 중 온수온도 90℃의 온수난방 배관의 보온재로 사용하기에 가장 부적합한 것은?

1. 규산칼슘

2. 펄라이트

3. 암면

4. 폴리스티렌

정답 4번

해설. ④ 폴리스티렌(발포) 보온재는 안전사용온도가 약 70~80℃ 이하이므로 90℃ 온수 배관에는 부적합하다.
규산칼슘(약 650℃), 펄라이트(약 650℃), 암면(약 400~600℃)은 고온에도 쓸 수 있다.

85번

증기난방 배관 시공법에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 증기주관에서 지관을 분기하는 경우 관의 팽창을 고려하여 스위블 이음법으로 한다.

2. 진공환수식 배관의 증기주관은 1/100 ~ 1/200 선상향 구배로 한다.

3. 주형방열기는 일반적으로 벽에서 50~60mm 정도 떨어지게 설치한다.

4. 보일러 주변의 배관방법에서는 증기관과 환수관 사이에 밸런스관을 달고, 하트포드(hartford) 접속법을 사용한다.

정답 2번

해설. ② 진공환수식의 증기주관은 증기 흐름 방향으로 1/200~1/300 정도의 선하향(끝내림) 구배로 한다. 선상향 구배가 아니다.
① 분기관 스위블 이음, ③ 주형방열기는 벽에서 50~60 mm 이격, ④ 하트포드 접속법은 옳다.

86번

간접 가열식 급탕법에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 대규모 급탕설비에 부적당하다.

2. 순환증기는 높이에 관계 없이 저압으로 사용 가능하다.

3. 저탕탱크와 가열용 코일이 설치되어 있다.

4. 난방용 증기보일러가 있는 곳에 설치하면 설비비를 절약하고 관리가 편하다.

정답 1번

해설. ① 간접 가열식은 보일러의 증기·고온수로 저탕조 안의 코일을 통해 물을 데우므로 대규모 급탕설비에 적합하다.
② 가열 증기는 건물 높이와 관계없이 저압으로 쓸 수 있고, ③ 저탕조와 가열코일로 구성되며, ④ 난방용 보일러와 겸용하면 경제적이다.

87번

급탕배관의 단락현상(short circuit)을 방지할 수 있는 배관 방식은?

1. 리버스 리턴 배관방식

2. 다이렉트 리턴 배관방식

3. 단관식 배관방식

4. 상향식 배관방식

정답 1번

해설. ① 리버스 리턴(역환수) 방식은 각 기구까지의 공급관과 환수관 길이 합을 같게 해 유량이 고르게 분배되도록 하여, 가까운 쪽으로만 온수가 흐르는 단락현상을 막는다.
다이렉트 리턴은 가까운 기구에 유량이 몰린다.

88번

도시가스배관 설비기준에서 배관을 시가지의 도로 노면 밑에 매설하는 경우에는 노면으로부터 배관의 외면까지 얼마 이상을 유지해야 하는가? (단, 방호구조물 안에 설치하는 경우는 제외한다.)

1. 0.8 m

2. 1 m

3. 1.5 m

4. 2 m

정답 3번

해설. ③ 시가지의 도로 노면 밑에 매설하는 경우 노면에서 배관 외면까지 1.5 m 이상을 유지한다(방호구조물 안은 제외).
시가지 외의 도로는 1.2 m 이상, 산·들은 1 m 이상, 그 밖의 지역은 0.8 m 이상 등으로 구분한다.

89번

관의 두께별 분류에서 가장 두꺼워 고압배관으로 사용할 수 있는 동관의 종류는?

1. K형 동관

2. S형 동관

3. L형 동관

4. N형 동관

정답 1번

해설. ① 동관은 두께에 따라 K형 > L형 > M형 순으로 두꺼우며, K형이 가장 두꺼워 고압 배관에 쓴다.
S형·N형은 일반적인 동관 두께 분류가 아니다.

90번

동관 이음 방법에 해당하지 않는 것은?

1. 타이튼 이음

2. 납땜 이음

3. 압축 이음

4. 플랜지 이음

정답 1번

해설. ① 타이튼 이음은 주철관(덕타일 주철관)의 고무링 이음 방법이다.
동관은 납땜(연납·경납) 이음, 압축(플레어) 이음, 플랜지 이음 등으로 접합한다.

91번

벤더에 의한 관 굽힘시 주름이 생겼다. 주된 원인은?

1. 재료에 결함이 있다.

2. 굽힘형의 홈이 관지름 보다 작다.

3. 클램프 또는 관에 기름이 묻어 있다.

4. 압력형이 조정이 세고 저항이 크다.

정답 2번

해설. ② 굽힘형(형틀)의 홈이 관지름보다 작으면(또는 맞지 않으면) 관이 눌려 굽힘 안쪽에 주름이 생긴다.
재료 결함은 파손, 클램프·관의 기름은 미끄러짐, 압력형 조정이 센 것은 관 파손·흠집의 원인이 된다.

92번

공조배관 설계시 유속을 빠르게 했을 경우의 현상으로 틀린 것은?

1. 관경이 작아진다.

2. 운전비가 감소한다.

3. 소음이 발생된다.

4. 마찰손실이 증대한다.

정답 2번

해설. ② 유속을 빠르게 하면 관경은 작아지지만 마찰손실이 커져 펌프 동력이 늘어나므로 운전비는 증가한다.
①·③·④ 관경 감소, 소음 발생, 마찰손실 증대는 유속을 빠르게 할 때 나타난다.

93번

증기난방 설비의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 증발열을 이용하므로 열의 운반능력이 크다.

2. 예열시간이 온수난방에 비해 짧고 증기순환이 빠르다.

3. 방열면적을 온수난방보다 적게 할 수 있다.

4. 실내 상하온도차가 작다.

정답 4번

해설. ④ 증기난방은 방열기 표면온도가 높아 대류가 강하므로 실내 상하 온도차가 크다.
① 증발잠열로 열운반 능력이 크고, ② 예열시간이 짧으며, ③ 방열면적을 온수난방보다 작게 할 수 있다.

94번

냉매배관 시공 시 주의사항으로 틀린 것은?

1. 배관 길이는 되도록 짧게 한다.

2. 온도변화에 의한 신축을 고려한다.

3. 곡률 반지름은 가능한 작게 한다.

4. 수평배관은 냉매흐름 방향으로 하향구배 한다.

정답 3번

해설. ③ 냉매배관의 곡률 반지름은 가능한 크게 하여 압력손실을 줄인다.
① 배관 길이는 짧게, ② 온도변화에 따른 신축 고려, ④ 수평배관은 냉매 흐름 방향으로 하향 구배로 하는 것은 옳다.

95번

다음 중 “접속해 있을 때”를 나타내는 관의 도시기호는?

1.

2.

3.

4.

정답 2번

해설. ② 두 관의 교차점에 검은 점(●)을 찍은 것이 "접속해 있을 때"의 기호이다.
① 점 없이 교차하거나 ④ 한쪽 관이 반원으로 넘어가는 기호는 접속하지 않고 교차하는 경우를 나타낸다.

96번

고가수조식 급수방식의 장점이 아닌 것은?

1. 급수압력이 일정하다.

2. 단수 시에도 일정량의 급수가 가능하다.

3. 급수 공급계통에서 물의 오염 가능성이 없다.

4. 대규모 급수에 적합하다.

정답 3번

해설. ③ 고가수조식은 물을 수조에 저장하므로 수조 내 오염 가능성이 있다(수도직결식이 가장 위생적).
① 급수압력이 일정하고, ② 단수 시에도 저수량만큼 급수 가능하며, ④ 대규모 급수에 적합하다.

97번

증발량 5000 kg/h인 보일러의 증기 엔탈피가 640 kcal/kg이고, 급수 엔탈피가 15 kcal/kg 일 때, 보일러의 상당 증발량(kg/h)은?

1. 278

2. 4800

3. 5797

4. 3125000

정답 3번

해설. ③ 상당 증발량 = G(h₂ − h₁)/539 이다(539 kcal/kg: 100℃ 물의 증발잠열).
풀이: Gₑ = 5000 × (640 − 15)/539 = 3125000/539 ≒ 5797 kg/h.

98번

냉동 장치의 배관설치에 관한 내용으로 틀린 것은?

1. 토출가스의 합류 부분 배관은 T 이음으로 한다.

2. 압축기와 응축기의 수평배관은 하향 구배로 한다.

3. 토출가스 배관에는 역류방지 밸브를 설치한다.

4. 토출관의 입상이 10m 이상일 경우 10m 마다 중간 트랩을 설치한다.

정답 1번

해설. ① 토출가스 합류 부분을 T 이음으로 하면 서로 부딪쳐 역류·압력손실이 생기므로 Y 이음으로 한다.
② 압축기와 응축기 사이 수평배관은 하향 구배, ③ 역류방지 밸브 설치, ④ 입상이 10 m 이상이면 10 m마다 중간 트랩을 설치하는 것은 옳다.

99번

증기 및 물배관 등에서 찌꺼기를 제거하기 위하여 설치하는 부속품은?

1. 유니온

2. P트랩

3. 부싱

4. 스트레이너

정답 4번

해설. ④ 스트레이너(여과기)는 배관 중 찌꺼기·이물질을 걸러 밸브·기기를 보호한다(Y형, U형, V형).
유니온은 분해·조립용 이음, P트랩은 배수 봉수 트랩, 부싱은 관경 축소 이음이다.

100번

가스 배관재료 중 내약품성 및 전기 절연성이 우수하며 사용온도가 80℃이하인 관은?

1. 주철관

2. 강관

3. 동관

4. 폴리에틸렌관

정답 4번

해설. ④ 폴리에틸렌관(PE관)은 내약품성·전기절연성이 우수하고 가벼우며, 사용온도가 낮아 지하 매설용 가스관으로 쓰인다.
주철관·강관·동관은 금속관이라 전기 절연성이 없다.

공조냉동기계기사 필기 2019년 1회 기출문제

기계열역학

냉동공학

공기조화

전기제어공학

배관일반

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