공조냉동기계기사 필기 2019년 3회 기출문제 정답 및 해설

1번

질량 4kg의 액체를 15℃에서 100℃까지 가열하기 위해 714kJ의 열을 공급하였다면 액체의 비열(kJ/kg·K)은 얼마인가?

1. 1.1

2. 2.1

3. 3.1

4. 4.1

정답 2번

해설. ② 가열량 Q = m·c·Δt 에서 비열 c = Q/(m·Δt) 이다.
풀이: c = 714 / (4 × (100 − 15)) = 714/340 = 2.1 kJ/kg·K
온도차는 ℃ 와 K 가 같으므로 그대로 쓴다.

2번

800 kPa, 350℃의 수증기를 200kPa로 교축한다. 이 과정에 대하여 운동 에너지의 변화를 무시할 수 있다고 할 때 이 수증기의 Joule-Thomson 계수(K/kPa)는 얼마인가? (단, 교축 후의 온도는 344℃이다.)

1. 0.005

2. 0.01

3. 0.02

4. 0.03

정답 2번

해설. ② 줄-톰슨 계수는 등엔탈피(교축) 과정에서 압력 변화에 대한 온도 변화의 비 μ = ΔT/ΔP 이다.
풀이: μ = (350 − 344) / (800 − 200) = 6/600 = 0.01 K/kPa
값이 양(+)이면 교축 시 온도가 내려간다.

3번

이상적인 카르노 사이클 열기관에서 사이클당 585.35J의 일을 얻기 위하여 필요로 하는 열량이 1kJ이다. 저열원의 온도가 15℃라면 고열원의 온도(℃)는 얼마인가?

1. 422

2. 595

3. 695

4. 722

정답 1번

해설. ① 카르노 효율 η = W/Q₁ = 1 − Tₗ/Tₕ 이다.
풀이: η = 585.35/1000 = 0.58535
Tₕ = Tₗ/(1 − η) = 288.15/(1 − 0.58535) ≒ 694.9 K → 694.9 − 273.15 ≒ 422℃

4번

배기량(displacement volume)이 1200cc, 극간체적(clearance volume)이 200cc인 가솔린 기관의 압축비는 얼마인가?

1. 5

2. 6

3. 7

4. 8

정답 3번

해설. ③ 압축비 ε = (행정체적 + 극간체적) / 극간체적 이다.
풀이: ε = (1200 + 200)/200 = 7
배기량이 곧 행정체적이며, 실린더 전체 체적을 극간(연소실) 체적으로 나눈다.

5번

열역학적 상태량은 일반적으로 강도성 상태량과 용량성 상태량으로 분류할 수 있다. 강도성 상태량에 속하지 않는 것은?

1. 압력

2. 온도

3. 밀도

4. 체적

정답 4번

해설. ④ 체적은 질량에 비례하는 용량성(종량성) 상태량이다.
압력·온도·밀도·비체적처럼 물질의 양과 관계없는 값이 강도성 상태량이고, 체적·질량·내부에너지·엔탈피 등은 용량성 상태량이다.

6번

국소 대기압력이 0.099MPa일 때 용기 내 기체의 게이지 압력이 1MPa이었다. 기체의 절대압력(MPa)은 얼마인가?

1. 0.901

2. 1.099

3. 1.135

4. 1.275

정답 2번

해설. ② 절대압력 = 국소 대기압 + 게이지 압력 이다.
풀이: 0.099 + 1 = 1.099 MPa
게이지 압력은 대기압을 0 으로 잡고 읽은 값이므로 대기압을 더해야 절대압력이 된다.

7번

표준대기압 상태에서 물 1kg이 100℃로부터 전부 증기로 변하는데 필요한 열량이 0.652kJ이다. 이 증발과정에서의 엔트로피 증가량(J/K)은 얼마인가?

1. 1.75

2. 2.75

3. 3.75

4. 4.00

정답 1번

해설. ① 일정 온도에서의 상변화이므로 엔트로피 변화 ΔS = Q/T 이다.
풀이: ΔS = 652 J / 373.15 K ≒ 1.75 J/K
온도는 절대온도(100 + 273.15 K)를 쓰고, 열량 0.652 kJ = 652 J 로 단위를 맞춘다. (수치는 문제 조건 그대로 계산)

8번

다음 냉동 사이클에서 열역학 제1법칙과 제2법칙을 모두 만족하는 Q₁, Q₂, W는?

1. Q₁=20kJ, Q₂=20kJ, W=20kJ

2. Q₁=20kJ, Q₂=30kJ, W=20kJ

3. Q₁=20kJ, Q₂=20kJ, W=10kJ

4. Q₁=20kJ, Q₂=15kJ, W=5kJ

정답 2번

해설. ② 제1법칙: Q₁ + Q₂ = Q₃ + W, 제2법칙: 전체 엔트로피 변화 −Q₃/T₃ + Q₁/T₁ + Q₂/T₂ ≥ 0 이어야 한다.
풀이: ② 20 + 30 = 30 + 20 (만족), −30/240 + 20/320 + 30/370 = −0.125 + 0.0625 + 0.0811 = +0.0186 ≥ 0 (만족)
①은 제1법칙 위반, ③(−0.0085)과 ④(−0.022)는 제2법칙 위반이다.

9번

체적이 1m³인 용기에 물이 5kg 들어 있으며 그 압력을 측정해보니 500kPa이었다. 이 용기에 있는 물 중에 증기량(kg)은 얼마인가? (단, 500kPa에서 포화액체와 포화증기의 비체적은 각각 0.001093m³/kg, 0.37489m³/kg이다.)

1. 0.005

2. 0.94

3. 1.87

4. 2.66

정답 4번

해설. ④ 습증기의 비체적 v = V/m 으로 건도를 구한다.
풀이: v = 1/5 = 0.2 m³/kg
x = (0.2 − 0.001093)/(0.37489 − 0.001093) ≒ 0.532
증기량 = 5 × 0.532 ≒ 2.66 kg

10번

압축비가 18인 오토사이클의 효율(%)은? (단, 기체의 비열비는 1.41이다.)

1. 65.7

2. 69.4

3. 71.3

4. 74.6

정답 2번

해설. ② 오토사이클 효율 η = 1 − (1/ε)^(k−1) 이다.
풀이: η = 1 − (1/18)^0.41 = 1 − 0.306 ≒ 0.694 → 69.4%
압축비가 클수록, 비열비가 클수록 효율이 높아진다.

11번

5kg의 산소가 정압하에서 체적이 0.2m³에서 0.6m³로 증가했다. 이 때의 엔트로피의 변화량(kJ/K)은 얼마인가? (단, 산소는 이상기체이며, 정압비열은 0.92kJ/kg·K이다.)

1. 1.857

2. 2.746

3. 5.054

4. 6.507

정답 3번

해설. ③ 정압 과정에서 V ∝ T 이므로 ΔS = m·Cₚ·ln(V₂/V₁) 이다.
풀이: ΔS = 5 × 0.92 × ln(0.6/0.2) = 4.6 × 1.0986 ≒ 5.054 kJ/K

12번

최고온도(Tₕ)와 최저온도(Tₗ)가 모두 동일한 이상적인 가역사이클 중 효율이 다른 하나는? (단, 사이클 작동에 사용되는 가스(기체)는 모두 동일하다.)

1. 카르노 사이클

2. 브레이튼 사이클

3. 스털링 사이클

4. 에릭슨 사이클

정답 2번

해설. ② 같은 최고·최저온도 사이에서 카르노·스털링·에릭슨 사이클은 모두 카르노 효율(1 − Tₗ/Tₕ)을 갖는다.
스털링(정적 재생)과 에릭슨(정압 재생)은 이상적 재생으로 등온 흡·방열만 외부와 하므로 카르노와 같다. 브레이튼 사이클은 정압 흡·방열이라 효율이 더 낮다.

13번

냉동기 팽창밸브 장치에서 교축과정을 일반적으로 어떤 과정이라고 하는가?

1. 정압과정

2. 등엔탈피 과정

3. 등엔트로피 과정

4. 등온과정

정답 2번

해설. ② 팽창밸브의 교축과정은 외부와 열·일 교환 없이 압력만 떨어지므로 교축 전후 엔탈피가 같은 등엔탈피 과정이다.
비가역 과정이어서 엔트로피는 증가하고, 압력과 온도는 내려간다.
교축 후에는 습증기(플래시 가스 포함) 상태가 된다.

14번

그림과 같이 다수의 추를 올려놓은 피스톤이 끼워져 있는 실린더에 들어있는 가스를 계로 생각한다. 초기 압력이 300kPa이고, 초기 체적은 0.05m³이다. 피스톤을 고정하여 체적을 일정하게 유지하면서 압력이 200kPa로 떨어질 때까지 계에서 열을 제거한다. 이 때 계가 외부에 한 일(kJ)은 얼마인가?

1. 0

2. 5

3. 10

4. 15

정답 1번

해설. ① 피스톤을 고정해 체적이 일정하므로 경계일 W = ∫P dV = 0 이다.
열을 제거하면 압력과 내부에너지만 감소하고 외부에 한 일은 없다(제거한 열 = 내부에너지 감소).
일정 체적 과정의 열량은 Q = ΔU = m·Cᵥ·ΔT 이다.

15번

공기 표준 브레이튼(Brayton) 사이클 기관에서 최고 압력이 500kPa, 최저압력은 100kPa이다. 비열비(k)가 1.4일 때, 이 사이클의 열효율(%)은?

1. 3.9

2. 18.9

3. 36.9

4. 26.9

정답 3번

해설. ③ 브레이튼 사이클 효율 η = 1 − (1/γ)^((k−1)/k), γ 는 압력비이다.
풀이: γ = 500/100 = 5
η = 1 − 5^(−0.4/1.4) = 1 − 0.631 ≒ 0.369 → 36.9%

16번

증기가 디퓨저를 통하여 0.1MPa, 150℃, 200m/s의 속도로 유입되어 출구에서 50m/s의 속도로 빠져나간다. 이 때 외부로 방열된 열량이 500J/kg일 때 출구 엔탈피(kJ/kg)는 얼마인가? (단, 입구의 0.1MPa, 150℃ 상태에서 엔탈피는 2776.4kJ/kg이다.)

1. 2751.3

2. 2778.2

3. 2794.7

4. 2812.4

정답 3번

해설. ③ 디퓨저의 정상유동 에너지식: h₂ = h₁ + (v₁² − v₂²)/2 − q방열
풀이: (200² − 50²)/2 = 18750 J/kg = 18.75 kJ/kg
h₂ = 2776.4 + 18.75 − 0.5 ≒ 2794.7 kJ/kg

17번

두께 10mm, 열전도율 15W/m·℃인 금속판 두 면의 온도가 각각 70℃와 50℃일 때 전열면 1m²당 1분 동안에 전달되는 열량(kJ)은 얼마인가?

1. 1800

2. 14000

3. 92000

4. 162000

정답 1번

해설. ① 평판 열전도 Q = λ·A·Δt/L 이다.
풀이: Q = 15 × 1 × (70 − 50)/0.01 = 30000 W
1분 동안 = 30000 × 60 = 1.8×10⁶ J = 1800 kJ

18번

공기 3kg이 300K에서 650K까지 온도가 올라갈 때 엔트로피 변화량(J/K)은 얼마인가? (단, 이 때 압력은 100kPa에서 550kPa로 상승하고, 공기의 정압비열은 1.005kJ/kg·K, 기체상수는 0.287kJ/kg·K이다.)

1. 712

2. 863

3. 924

4. 966

정답 2번

해설. ② 이상기체 엔트로피 변화 ΔS = m[Cₚ ln(T₂/T₁) − R ln(P₂/P₁)] 이다.
풀이: ΔS = 3 × [1.005 × ln(650/300) − 0.287 × ln(550/100)]
= 3 × (0.7771 − 0.4893) ≒ 0.863 kJ/K = 863 J/K

19번

냉동효과가 70kW인 냉동기의 방열기 온도가 20℃, 흡열기 온도가 −10℃이다. 이 냉동기를 운전하는데 필요한 압축기의 이론 동력(kW)은 얼마인가?

1. 6.02

2. 6.98

3. 7.98

4. 8.99

정답 3번

해설. ③ 역카르노 사이클의 성적계수 COP = Tₗ/(Tₕ − Tₗ) 이고 이론 동력 W = Qₑ/COP 이다.
풀이: COP = 263.15/(293.15 − 263.15) ≒ 8.77
W = 70/8.77 ≒ 7.98 kW

20번

체적이 0.5m³인 탱크에, 분자량이 24kg/kmol인 이상기체 10kg이 들어있다. 이 기체의 온도가 25℃일 때 압력(kPa)은 얼마인가? (단, 일반기체상수는 8.3143kJ/kmol·K이다.)

1. 126

2. 845

3. 2066

4. 49578

정답 3번

해설. ③ 이상기체 상태식 P = mRT/V, R = R̄/M 이다.
풀이: R = 8.3143/24 ≒ 0.3464 kJ/kg·K
P = 10 × 0.3464 × 298.15 / 0.5 ≒ 2066 kPa

21번

다음 중 일반적으로 냉방시스템에서 물을 냉매로 사용하는 냉동방식은?

1. 터보식

2. 흡수식

3. 전자식

4. 증기압축식

정답 2번

해설. ② 흡수식 냉동기(LiBr-물 방식)는 물을 냉매, 리튬브로마이드(LiBr) 수용액을 흡수제로 사용하며 공조용 냉수 제조에 널리 쓰인다.
터보식·증기압축식은 프레온계 냉매를 주로 쓰고, 전자식(열전식)은 냉매를 사용하지 않는다.

22번

전열면적 40m², 냉각수량 300L/min, 열통과율 3140 kJ/m²·h·℃인 수냉식 응축기를 사용하며, 응축부하가 439614 kJ/h일 때 냉각수 입구 온도가 23℃이라면 응축온도(℃)는 얼마인가? (단, 냉각수의 비열은 4.186 kJ/kg·K이다.)

1. 29.42℃

2. 25.92℃

3. 20.35℃

4. 18.28℃

정답 1번

해설. ① 응축부하 Q = K·A·(tc − tm), tm 은 냉각수 평균온도(산술평균)이다.
풀이: 냉각수량 = 300 L/min = 18000 kg/h, 온도상승 = 439614/(18000 × 4.186) ≒ 5.83℃ → tm = 23 + 5.83/2 ≒ 25.92℃
tc − tm = 439614/(3140 × 40) ≒ 3.50 → tc ≒ 29.42℃

23번

스테판-볼츠만(Stefan-Boltzmann)의 법칙과 관계있는 열 이동 현상은?

1. 열 전도

2. 열 대류

3. 열 복사

4. 열 통과

정답 3번

해설. ③ 스테판-볼츠만 법칙은 흑체의 복사 에너지가 절대온도의 4제곱에 비례한다(E = σT⁴)는 법칙으로 열 복사에 관한 것이다.
열전도는 푸리에 법칙, 대류는 뉴턴의 냉각법칙으로 설명한다.

24번

냉동장치에서 일원 냉동사이클과 이원 냉동사이클을 구분 짓는 가장 큰 차이점은?

1. 증발기의 대수

2. 압축기의 대수

3. 사용 냉매 개수

4. 중간냉각기의 유무

정답 3번

해설. ③ 이원 냉동사이클은 비등점이 다른 두 냉매로 고온측·저온측 사이클을 각각 구성하고 캐스케이드 콘덴서로 연결한다.
일원 사이클은 냉매 하나를 쓴다. 증발기·압축기 대수나 중간냉각기 유무(2단압축의 특징)는 구분 기준이 아니다.

25번

물속에 지름 10cm, 길이 1m인 배관이 있다. 이 때 표면온도가 114℃로 가열되고 있고, 주위 온도가 30℃라면 열전달율(kW)은? (단, 대류 열전달계수는 1.6kW/m²·K이며, 복사열전달은 없는 것으로 가정한다.)

1. 36.7

2. 42.2

3. 45.3

4. 96.3

정답 2번

해설. ② 대류 열전달 Q = h·A·Δt, 관 외표면적 A = π·d·L 이다.
풀이: A = π × 0.1 × 1 ≒ 0.3142 m²
Q = 1.6 × 0.3142 × (114 − 30) ≒ 42.2 kW

26번

다음 그림과 같은 2단압축 1단 팽창식 냉동장치에서 고단측의 냉매 순환량(kg/h)은? (단, 저단측 냉매 순환량은 1000kg/h이며, 각 지점에서의 엔탈피는 아래 표와 같다.)

지점	엔탈피(kJ/kg)	지점	엔탈피(kJ/kg)
1	1641.2	4	1838.0
2	1796.1	5	535.9
3	1674.7	7	420.8

1. 1058.2

2. 1207.7

3. 1488.5

4. 1594.6

정답 2번

해설. ② 중간냉각기 열평형: Gₕ(h₃ − h₅) = Gₗ(h₂ − h₇) 이다.
풀이: Gₕ = 1000 × (1796.1 − 420.8)/(1674.7 − 535.9) = 1000 × 1375.3/1138.8 ≒ 1207.7 kg/h
저단 토출가스 냉각과 증발기로 가는 액의 과냉각에 쓰인 열을 고단측 냉매가 증발하며 흡수한다.

27번

불응축가스가 냉동장치에 미치는 영향으로 틀린 것은?

1. 체적효율 상승

2. 응축압력 상승

3. 냉동능력 감소

4. 소요동력 증대

정답 1번

해설. ① 불응축가스가 있으면 응축압력이 높아져 압축비가 커지므로 체적효율은 오히려 저하된다.
그 결과 응축압력 상승, 냉동능력 감소, 소요동력 증대, 토출가스 온도 상승이 나타난다.
불응축가스는 응축기 상부에 모이므로 가스퍼저로 배출한다.

28번

다음 중 동일한 조건에서 열전도도가 가장 낮은 것은?

1. 물

2. 얼음

3. 공기

4. 콘크리트

정답 3번

해설. ③ 공기의 열전도도(약 0.025 W/m·K)가 가장 낮다.
물 약 0.6, 얼음 약 2.2, 콘크리트 약 1.0~1.5 W/m·K 정도이며, 공기가 열전도도가 낮기 때문에 기포를 가진 재료가 단열재로 쓰인다.

29번

냉동기에서 유압이 낮아지는 원인으로 옳은 것은?

1. 유온이 낮은 경우

2. 오일이 과충전 된 경우

3. 오일에 냉매가 혼입된 경우

4. 유압조정밸브의 개도가 적은 경우

정답 3번

해설. ③ 오일에 냉매가 섞이면 점도가 낮아지고 오일포밍이 생겨 유압이 낮아진다.
유온이 낮으면 점도가 커져 유압이 높아지고, 오일 과충전이나 유압조정밸브 개도가 작은 경우에도 유압은 높아진다.

30번

2단 압축 냉동장치에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 동일한 증발온도를 얻을 때 단단압축 냉동장치 대비 압축비를 감소시킬 수 있다.

2. 일반적으로 두 개의 냉매를 사용하여 −30℃ 이하의 증발온도를 얻기 위해 사용된다.

3. 중간 냉각기는 증발기에 공급하는 액을 과냉각 시키고 냉동 효과를 증대시킨다.

4. 중간 냉각기는 냉매증기와 냉매액을 분리시켜 고단측 압축기 액백 현상을 방지한다.

정답 2번

해설. ② 두 개의 냉매를 사용하는 것은 이원 냉동장치이다. 2단 압축 장치는 한 가지 냉매로 저단·고단 압축기를 직렬 운전해 저온(대략 −35℃ 이하)을 얻는다.
압축비 감소, 중간냉각기에 의한 액 과냉각·냉동효과 증대, 고단측 액백 방지는 옳은 설명이다.

31번

다음 그림은 단효용 흡수식 냉동기에서 일어나는 과정을 나타낸 것이다. 각 과정에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. ①→②과정 : 재생기에서 돌아오는 고온 농용액과 열교환에 의한 희용액의 온도증가

2. ②→③과정 : 재생기 내에서의 비등점에 이르기까지의 가열

3. ③→④과정 : 재생기 내에서의 가열에 의한 냉매 응축

4. ④→⑤과정 : 흡수기에서의 저온 희용액과 열교환에 의한 농용액의 온도감소

정답 3번

해설. ③ ③→④과정은 재생기(발생기)에서 가열하여 희용액 중 냉매(수증기)를 증발시켜 용액을 농축하는 과정이다. 냉매 응축은 응축기에서 일어난다.
①→② 용액 열교환기에서 희용액 온도 증가, ②→③ 재생기에서 비등점까지 가열, ④→⑤ 열교환기에서 농용액 온도 감소, ⑤→⑥ 흡수기에서 냉각, ⑥→① 흡수 과정이다.

32번

냉동기유의 역할로 가장 거리가 먼 것은?

1. 윤활 작용

2. 냉각 작용

3. 탄화 작용

4. 밀봉 작용

정답 3번

해설. ③ 냉동기유는 윤활, 냉각(마찰열 제거), 밀봉(피스톤링·축봉부), 방청 작용을 한다.
탄화는 오일이 고온에서 열화되어 생기는 현상으로 방지해야 할 대상이지 역할이 아니다.
냉동기유는 저온에서도 유동성이 좋고 냉매와 반응하지 않아야 한다.

33번

냉동능력이 5kW인 제빙장치에서 0℃의 물 20kg을 모두 0℃ 얼음으로 만드는데 걸리는 시간(min)은 얼마인가? (단, 0℃ 얼음의 융해열은 334kJ/kg이다.)

1. 22.2

2. 18.7

3. 13.4

4. 11.2

정답 1번

해설. ① 제빙에 필요한 열량 = 질량 × 융해잠열 이다.
풀이: Q = 20 × 334 = 6680 kJ
시간 = 6680 / 5 = 1336 s ≒ 22.3 min
(0℃ 물 → 0℃ 얼음이므로 현열은 없다.)

34번

냉장고의 방열벽의 열통과율이 0.000117kW/m²·K일 때 방열벽의 두께(cm)는? (단, 각 값은 아래 표와 같으며, 방열재 이외의 열전도 저항은 무시하는 것으로 한다.)

항목	값
외기와 외벽면과의 열전달률	0.023 kW/m²·K
고내 공기와 내벽면과의 열전달률	0.0116 kW/m²·K
방열벽의 열전도율	0.000046 kW/m·K

1. 35.6

2. 37.1

3. 38.7

4. 41.8

정답 3번

해설. ③ 열통과율의 역수는 각 저항의 합: 1/K = 1/αₒ + d/λ + 1/αᵢ 이다.
풀이: 1/0.000117 ≒ 8547, 1/0.023 ≒ 43.5, 1/0.0116 ≒ 86.2
d/0.000046 = 8547 − 43.5 − 86.2 ≒ 8417.3 → d ≒ 0.387 m = 38.7 cm

35번

다음 카르노 사이클의 P-V 선도를 T-S 선도로 바르게 나타낸 것은?

1.

2.

3.

4.

정답 4번

해설. ④ 카르노 사이클은 1→2 등온팽창(고온 흡열), 2→3 단열팽창, 3→4 등온압축(저온 방열), 4→1 단열압축이다.
T-s 선도에서 등온은 수평선, 단열(S=C)은 수직선이므로 1(좌상) → 2(우상) → 3(우하) → 4(좌하)의 시계 방향 직사각형이 된다. ③은 방향이 반대이고 ①·②는 등온·단열이 수평·수직이 아니다.

36번

다음 중 흡수식냉동기의 냉매 흐름 순서로 옳은 것은?

1. 발생기→흡수기→응축기→증발기

2. 발생기→흡수기→증발기→응축기

3. 흡수기→발생기→응축기→증발기

4. 응축기→흡수기→발생기→증발기

정답 3번

해설. ③ 흡수식 냉동기의 냉매는 흡수기에서 흡수제에 흡수된 뒤 발생기(재생기)에서 분리되고, 응축기에서 응축, 증발기에서 증발하여 다시 흡수기로 돌아온다.
따라서 흡수기 → 발생기 → 응축기 → 증발기 순서이다.

37번

다음 중 이중 효용 흡수식 냉동기는 단효용 흡수식 냉동기와 비교하여 어떤 장치가 복수기로 설치되는가?

1. 흡수기

2. 증발기

3. 응축기

4. 재생기

정답 4번

해설. ④ 이중 효용 흡수식은 재생기를 고온 재생기와 저온 재생기 2개로 두어, 고온 재생기에서 발생한 냉매 증기의 응축열로 저온 재생기를 다시 가열한다.
그래서 단효용보다 열효율(COP)이 높다. 흡수기·증발기·응축기는 1개씩이다.

38번

다음 중 스크류 압축기의 구성요소가 아닌 것은?

1. 스러스트 베어링

2. 숫 로터

3. 암 로터

4. 크랭크축

정답 4번

해설. ④ 크랭크축은 피스톤을 왕복시키는 왕복동식 압축기의 구성요소이다.
스크류 압축기는 숫 로터·암 로터가 맞물려 회전하며, 축방향 하중을 받는 스러스트 베어링, 용량제어용 슬라이드 밸브 등으로 구성된다.

39번

1대의 압축기로 -20℃, -10℃, 0℃, 5℃의 온도가 다른 저장실로 구성된 냉동장치에서 증발압력조정밸브(EPR)를 설치하지 않는 저장실은?

1. −20℃의 저장실

2. −10℃의 저장실

3. 0℃의 저장실

4. 5℃의 저장실

정답 1번

해설. ① 증발압력조정밸브(EPR)는 증발압력이 높은(고온) 증발기 출구에 설치해 압력이 일정 이하로 내려가지 않게 한다.
가장 낮은 온도(−20℃)의 저장실은 압축기 흡입압력과 같은 압력으로 운전되므로 EPR 이 필요 없고, 나머지 고온 저장실에 설치한다.

40번

증발기의 착상이 냉동장치에 미치는 영향에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 냉동능력 저하에 따른 냉장(동)실내 온도 상승

2. 증발온도 및 증발압력의 상승

3. 냉동능력당 소요동력의 증대

4. 액압축 가능성의 증대

정답 2번

해설. ② 증발기에 서리가 끼면 열전달이 나빠져 증발온도와 증발압력이 저하된다.
그 결과 냉동능력 저하와 실내 온도 상승, 압축비 증가로 냉동능력당 소요동력 증대, 증발 불량에 의한 액압축 가능성 증대가 나타난다.

41번

다음 송풍기의 풍량 제어 방법 중 송풍량과 축동력의 관계를 고려하여 에너지절감 효과가 가장 좋은 제어방법은? (단, 모두 동일한 조건으로 운전된다.)

1. 회전수 제어

2. 흡입베인 제어

3. 취출댐퍼 제어

4. 흡입댐퍼 제어

정답 1번

해설. ① 축동력은 회전수의 3제곱에 비례(풍량은 회전수에 비례)하므로 회전수 제어가 풍량을 줄일 때 동력 절감이 가장 크다.
에너지 절감 효과는 대체로 회전수 제어 > 흡입베인 제어 > 흡입댐퍼 제어 > 토출(취출)댐퍼 제어 순이다.

42번

난방부하가 10kW인 온수난방 설비에서 방열기의 출·입구 온도차가 12℃이고, 실내·외 온도차가 18℃일 때 온수순환량(kg/s)은 얼마인가? (단, 물의 비열은 4.2kJ/kg·℃이다.)

1. 1.3

2. 0.8

3. 0.5

4. 0.2

정답 4번

해설. ④ 온수순환량 G = Q/(c·Δt), 여기서 Δt 는 방열기 출·입구 온도차이다.
풀이: G = 10/(4.2 × 12) ≒ 0.198 kg/s ≒ 0.2 kg/s
실내·외 온도차 18℃ 는 계산에 쓰지 않는다.

43번

다음 중 고속덕트와 저속덕트를 구분하는 기준이 되는 풍속은?

1. 15m/s

2. 20m/s

3. 25m/s

4. 30m/s

정답 1번

해설. ① 일반적으로 주덕트 풍속 15 m/s 를 기준으로 이하는 저속덕트, 초과(보통 20~30 m/s)는 고속덕트로 구분한다.
저속덕트는 소음·동력이 작고, 고속덕트는 덕트 단면이 작아 설치 공간이 줄어드는 대신 소음 대책(소음상자)이 필요하다.

44번

덕트의 부속품에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 댐퍼는 통과풍량의 조정 또는 개폐에 사용되는 기구이다.

2. 분기 덕트 내의 풍량제어용으로 주로 익형 댐퍼를 사용한다.

3. 방화구획관통부에는 방화댐퍼 또는 방연댐퍼를 설치한다.

4. 가이드 베인은 곡부의 기류를 세분해서 와류의 크기를 적게 하는 것이 목적이다.

정답 2번

해설. ② 분기 덕트의 풍량 조절에는 주로 스플릿 댐퍼(또는 버터플라이 댐퍼)를 사용한다. 익형(에어포일) 댐퍼는 주로 대형 덕트의 풍량 조절·차단용이다.
댐퍼의 역할, 방화구획 관통부의 방화댐퍼, 곡부 가이드 베인의 설명은 옳다.

45번

어떤 단열된 공조기의 장치도가 다음 그림과 같을 때 수분비(U)를 구하는 식으로 옳은 것은? (단, h₁, h₂ : 입구 및 출구 엔탈피(kJ/kg), x₁, x₂ : 입구 및 출구 절대습도(kg/kg), qₛ : 가열량(W), L : 가습량(kg/h), hₗ : 가습수분(L)의 엔탈피(kJ/kg), G : 유량(kg/h)이다.)

1. U = qₛ/G − hₗ

2. U = qₛ/L − hₗ

3. U = qₛ/L + hₗ

4. U = qₛ/G + hₗ

정답 3번

해설. ③ 가열·가습 과정의 열수분비는 U = Δh/Δx = (q + L·hₗ)/L 이다.
풀이: 에너지 보존 G(h₂ − h₁) = qₛ + L·hₗ, 수분 보존 G(x₂ − x₁) = L
U = (h₂ − h₁)/(x₂ − x₁) = (qₛ + L·hₗ)/L = qₛ/L + hₗ (qₛ 를 kJ/h 로 환산해 대입)

46번

난방설비에 관한 설명으로 옳은 것은?

1. 증기난방은 실내 상·하 온도차가 적은 특징이 있다.

2. 복사난방의 설비비는 온수나 증기난방에 비해 저렴하다.

3. 방열기의 트랩은 증기의 유량을 조절하는 역할을 한다.

4. 온풍난방은 신속한 난방 효과를 얻을 수 있는 특징이 있다.

정답 4번

해설. ④ 온풍난방은 공기를 직접 데워 보내므로 예열시간이 짧아 신속한 난방이 가능하다.
① 증기난방은 상·하 온도차가 크고, ② 복사난방은 설비비가 비싸며, ③ 증기트랩은 증기는 막고 응축수·공기를 배출하는 장치로 유량 조절 기능이 없다.

47번

공조부하 중 재열부하에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 냉방부하에 속한다.

2. 냉각코일의 용량산출 시 포함시킨다.

3. 부하 계산 시 현열, 잠열부하를 고려한다.

4. 냉각된 공기를 가열하는데 소요되는 열량이다.

정답 3번

해설. ③ 재열부하는 냉각·감습된 공기를 다시 가열하는 데 드는 현열량이므로 잠열부하는 고려하지 않는다.
재열부하는 냉방 시 발생하므로 냉방부하(기기부하)에 속하며, 냉각코일 용량 산출에 포함한다.

48번

덕트 설계 시 주의사항으로 틀린 것은?

1. 덕트의 분기지점에 댐퍼를 설치하여 압력 평행을 유지시킨다.

2. 압력손실이 적은 덕트를 이용하고 확대시와 축소 시에는 일정 각도 이내가 되도록 한다.

3. 종횡비(aspect ratio)는 가능한 크게 하여 덕트 내 저항을 최소화 한다.

4. 덕트 굴곡부의 곡률반경은 가능한 크게 하며, 곡률이 매우 작을 경우 가이드 베인을 설치한다.

정답 3번

해설. ③ 종횡비(aspect ratio)가 클수록 둘레가 길어져 마찰저항과 재료비가 증가하므로 가능한 한 작게(4:1 이하 권장, 최대 8:1) 한다.
분기점 댐퍼, 확대·축소 각도 제한, 곡률반경을 크게 하고 가이드 베인 설치는 옳은 설계 방법이다.

49번

아래의 특징에 해당하는 보일러는 무엇인가?
공조용으로 사용하기 보다는 편리하게 고압의 증기를 발생하는 경우에 사용하며, 드럼이 없이 수관으로 되어 있다. 보유 수량이 적어 가열시간이 짧고 부하변동에 대한 추종성이 좋다.

1. 주철제 보일러

2. 연관 보일러

3. 수관 보일러

4. 관류 보일러

정답 4번

해설. ④ 관류 보일러는 드럼 없이 긴 수관으로만 구성되어 급수가 가열·증발·과열되면서 한 번에 흘러나온다.
보유 수량이 적어 기동이 빠르고 부하 추종성이 좋으며 고압 증기 발생에 적합하나, 수처리가 까다롭다. 주철제·연관 보일러는 저압용이고 수관 보일러는 드럼이 있다.

50번

보일러의 능력을 나타내는 표시방법 중 가장 적은 값을 나타내는 출력은?

1. 정격 출력

2. 과부하 출력

3. 정미 출력

4. 상용 출력

정답 3번

해설. ③ 정미 출력은 난방부하 + 급탕부하만 포함하므로 가장 작다.
상용 출력 = 정미 출력 + 배관부하, 정격 출력 = 상용 출력 + 예열부하이며, 과부하 출력은 정격 출력을 넘는 운전 출력이다.

51번

외기온도 5℃에서 실내온도 20℃로 유지되고 있는 방이 있다. 내벽 열전달계수 5.8W/m²·K, 외벽 열전달계수 17.5W/m²·K, 열전도율이 2.4W/m·K이고, 벽 두께가 10cm일 때, 이 벽체의 열저항(m²·K/W)은 얼마인가?

1. 0.27

2. 0.55

3. 1.37

4. 2.35

정답 1번

해설. ① 벽체의 열저항은 내표면·벽체·외표면 저항의 합이다.
풀이: R = 1/5.8 + 0.1/2.4 + 1/17.5 = 0.1724 + 0.0417 + 0.0571 ≒ 0.27 m²·K/W
외기·실내 온도는 열저항 계산에 쓰지 않는다.

52번

다음 가습 방법 중 물분무식이 아닌 것은?

1. 원심식

2. 초음파식

3. 노즐분무식

4. 적외선식

정답 4번

해설. ④ 적외선식은 적외선 램프로 물을 가열해 증기를 만드는 증기발생식(증발식) 가습기이다.
원심식·초음파식·노즐분무식은 물을 미세한 물방울로 만들어 뿌리는 수분무식이다.
증기발생식에는 전열식·전극식·적외선식 등이 있다.

53번

다음 공기선도 상에서 난방풍량이 25000m³/h인 경우 가열코일의 열량(kW)은? (단, 1은 외기, 2는 실내 상태점을 나타내며, 공기의 비중량은 1.2kg/m³이다.)

1. 98.3

2. 87.1

3. 73.2

4. 61.4

정답 1번

해설. ① 가열코일 열량은 혼합점 3 에서 코일 출구 4 까지의 엔탈피 증가분이다.
풀이: 질량유량 = 25000 × 1.2 = 30000 kg/h
Q = 30000 × (22.6 − 10.8)/3600 ≒ 98.3 kW
선도에서 3 은 10.8, 4 는 22.6, 2 는 38.9, 5 는 43.9 kJ/kg 선 위에 있다.

54번

실내 난방을 온풍기로 하고 있다. 이 때 실내 현열량 6.5kW, 송풍 공기온도 30℃, 외기온도 −10℃, 실내온도 20℃일 때, 온풍기의 풍량(m³/h)은 얼마인가? (단, 공기비열은 1.005kJ/kg·K, 밀도는 1.2kg/m³이다.)

1. 1940.2

2. 1882.1

3. 1324.1

4. 890.1

정답 1번

해설. ① 현열량 q = ρ·Q·c·Δt, Δt 는 송풍 온도 − 실내 온도이다.
풀이: Q = 6.5 / (1.2 × 1.005 × (30 − 20)) ≒ 0.539 m³/s
× 3600 ≒ 1940 m³/h
외기온도 −10℃ 는 계산에 쓰지 않는다.

55번

공기조화방식 중 중앙식의 수-공기방식에 해당하는 것은?

1. 유인유닛 방식

2. 패키지유닛 방식

3. 단일덕트 정풍량 방식

4. 이중덕트 정풍량 방식

정답 1번

해설. ① 유인유닛 방식은 1차 공기를 덕트로, 냉·온수를 코일에 공급하는 수-공기 방식이다.
패키지유닛은 개별식(냉매 방식), 단일덕트·이중덕트 정풍량 방식은 전공기 방식이다. 수-공기 방식에는 팬코일유닛(덕트 병용), 복사 냉난방(덕트 병용) 방식도 있다.

56번

유인유닛 방식에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 각 실 제어를 쉽게 할 수 있다.

2. 덕트 스페이스를 작게 할 수 있다.

3. 유닛에는 가동부분이 없어 수명이 길다.

4. 송풍량이 비교적 커 외기냉방 효과가 크다.

정답 4번

해설. ④ 유인유닛 방식은 1차 공기를 고속으로 보내 실내 공기를 유인하므로 송풍량이 적고, 그래서 외기냉방 효과가 작다.
각 실 제어가 쉽고, 고속덕트로 덕트 스페이스가 작으며, 유닛에 팬 등 가동부가 없어 수명이 길다.

57번

가로 20m, 세로 7m, 높이 4.3m인 방이 있다. 아래 표를 이용하여 용적기준으로 한 전체 필요 환기량(m³/h)은?

실용적(m³)	500 미만	500~1000	1000~1500	1500~2000	2000~2500
환기횟수 n(회/h)	0.7	0.6	0.55	0.5	0.42

1. 421

2. 361

3. 331

4. 253

정답 2번

해설. ② 실용적에 맞는 환기횟수를 표에서 찾아 환기량 = n × V 로 구한다.
풀이: V = 20 × 7 × 4.3 = 602 m³ → 500~1000 구간, n = 0.6 회/h
환기량 = 0.6 × 602 ≒ 361 m³/h

58번

공조기용 코일은 관 내 유속에 따라 배열방식을 구분하는데, 그 배열방식에 해당하지 않는 것은?

1. 풀서킷

2. 더블서킷

3. 하프서킷

4. 탑다운서킷

정답 4번

해설. ④ 코일의 배열(서킷) 방식은 관 내 유속에 따라 풀서킷, 더블서킷, 하프서킷으로 구분한다.
유량이 많으면 더블서킷, 적으면 하프서킷을 써서 관 내 유속을 적정하게 맞춘다. 탑다운서킷이라는 방식은 없다.

59번

보일러에서 급수내관을 설치하는 목적으로 가장 적합한 것은?

1. 보일러수 역류방지

2. 슬러지 생성방지

3. 부동팽창 방지

4. 과열 방지

정답 3번

해설. ③ 급수내관은 차가운 급수를 보일러 안에 고르게 분산시켜 국부적 냉각에 의한 부동팽창(불균일 팽창)을 막기 위해 설치한다.
급수 역류 방지는 체크밸브, 슬러지 방지는 수처리·분출, 과열 방지는 저수위 차단 등으로 대응한다.

60번

다음 중 온수난방과 관계없는 장치는 무엇인가?

1. 트랩

2. 공기빼기밸브

3. 순환펌프

4. 팽창탱크

정답 1번

해설. ① 트랩(증기트랩)은 증기는 통과시키지 않고 응축수·공기만 배출하는 증기난방용 장치이다.
온수난방에는 공기빼기밸브(에어벤트), 순환펌프, 온수의 팽창을 흡수하는 팽창탱크가 필요하다.

61번

60Hz, 4극, 슬립 6%인 유도전동기를 어느 공장에서 운전하고자 할 때 예상되는 회전수는 약 몇 rpm인가?

1. 240

2. 720

3. 1690

4. 1800

정답 3번

해설. ③ 동기속도 Ns = 120f/P, 회전수 N = Ns(1 − s) 이다.
풀이: Ns = 120 × 60/4 = 1800 rpm
N = 1800 × (1 − 0.06) = 1692 rpm ≒ 1690 rpm

62번

변압기의 1차 및 2차의 전압, 권선수, 전류를 각각 E₁, N₁, I₁ 및 E₂, N₂, I₂라고 할 때 성립하는 식으로 옳은 것은?

1. E₂/E₁ = N₁/N₂ = I₂/I₁

2. E₁/E₂ = N₂/N₁ = I₁/I₂

3. E₂/E₁ = N₂/N₁ = I₁/I₂

4. E₁/E₂ = N₁/N₂ = I₁/I₂

정답 3번

해설. ③ 이상 변압기에서 전압비는 권수비와 같고 전류비는 권수비의 역수이다.
E₁/E₂ = N₁/N₂ = I₂/I₁ 이므로 역수를 취하면 E₂/E₁ = N₂/N₁ = I₁/I₂ 이다.
①·②·④는 전압·권수·전류 관계 중 하나 이상이 뒤바뀌었다.

63번

다음 신호흐름선도와 등가인 블록선도는?

1.

2.

3.

4.

정답 1번

해설. ① 신호흐름선도에서 G 의 출력 마디에서 −H 로 G 의 입력 마디로 되돌아오므로, 내부 루프는 G 와 H(부궤환)로 이루어지고 K 는 루프 밖에 직렬로 있다.
전달함수 C/R = GK/(1 + GH) 로, ①의 블록선도와 같다. ②는 GK/(1 + GKH), ③·④는 루프 구성이 다르다.

64번

교류에서 역률에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 역률은 √(1 − (무효율)²)로 계산할 수 있다.

2. 역률을 이용하여 교류전력의 효율을 알 수 있다.

3. 역률이 클수록 유효전력보다 무효전력이 커진다.

4. 교류회로의 전압과 전류의 위상차에 코사인(cos)을 취한 값이다.

정답 3번

해설. ③ 역률이 클수록 피상전력 중 유효전력 비율이 커지고 무효전력은 작아진다.
역률 cosθ = √(1 − sin²θ) = √(1 − 무효율²)이며, 전압과 전류 위상차의 코사인 값으로 교류전력의 효율(이용률)을 나타낸다.

65번

어떤 전지에 5A의 전류가 10분간 흘렀다면 이 전지에서 나온 전기량은 몇 C인가?

1. 1000

2. 2000

3. 3000

4. 4000

정답 3번

해설. ③ 전기량 Q = I·t 이다.
풀이: Q = 5 A × (10 × 60) s = 3000 C
1 C 은 1 A 의 전류가 1초 동안 흐를 때 이동한 전하량이다.
전기량의 단위 1 C = 1 A·s 이며, 1 Ah = 3600 C 이다.

66번

다음 블록선도의 전달함수는?

1. 1 / {G₂(G₁ + 1)}

2. 1 / {G₁(G₂ + 1)}

3. 1 / {G₁G₂(1 + G₁G₂)}

4. 1 / (1 + G₁G₂)

정답 4번

해설. ④ 전향경로 이득은 1, 피드백 경로는 G₂·G₁ 의 직렬(부궤환)이다.
풀이: C = R − G₁G₂C → C(1 + G₁G₂) = R
C/R = 1/(1 + G₁G₂)
피드백 경로의 블록은 직렬이므로 곱(G₁G₂)으로 합친다.

67번

사이클링(cycling)을 일으키는 제어는?

1. I 제어

2. PI 제어

3. PID 제어

4. ON-OFF 제어

정답 4번

해설. ④ ON-OFF(2위치) 제어는 조작량이 최대·최소 두 값만 가지므로 제어량이 목표값 주위에서 주기적으로 흔들리는 사이클링(헌팅)이 생긴다.
I·PI·PID 동작은 연속 동작이라 사이클링이 생기지 않으며, 적분 동작은 잔류편차를 없앤다.

68번

그림과 같은 △결선회로를 등가 Y결선으로 변환할 때 Rc의 저항 값(Ω)은?

1. 1

2. 3

3. 5

4. 7

정답 1번

해설. ① Δ→Y 변환에서 한 단자에 연결된 Y 저항 = (그 단자에 접한 두 Δ 저항의 곱)/(Δ 저항의 합) 이다.
풀이: Rc = Rca × Rbc / (Rab + Rbc + Rca) = 2 × 5 / (3 + 5 + 2) = 1 Ω
(참고: Ra = 2 × 3/10 = 0.6 Ω, Rb = 3 × 5/10 = 1.5 Ω)

69번

그림과 같은 회로에서 부하전류 Iₗ은 몇 A 인가?

1. 1

2. 2

3. 3

4. 4

정답 3번

해설. ③ 전류원 8A 가 병렬 저항 6Ω 과 10Ω 에 나뉘어 흐르므로 분류법칙을 쓴다.
풀이: Iₗ = 8 × 6/(6 + 10) = 3 A
(6Ω 에는 8 × 10/16 = 5 A 가 흐른다.)

70번

온도를 임피던스로 변환시키는 요소는?

1. 측온 저항체

2. 광전지

3. 광전 다이오드

4. 전자석

정답 1번

해설. ① 측온 저항체(백금·니켈 등)는 온도에 따라 전기저항(임피던스)이 변하는 성질을 이용해 온도를 임피던스로 변환한다.
광전지·광전 다이오드는 빛을 전압·전류로, 전자석은 전류를 자력(힘)으로 변환한다. 열전대는 온도를 전압으로 변환한다.

71번

전류의 측정 범위를 확대하기 위하여 사용되는 것은?

1. 배율기

2. 분류기

3. 전위차계

4. 계기용변압기

정답 2번

해설. ② 분류기는 전류계에 병렬로 저항을 연결해 전류의 측정 범위를 넓힌다.
배율기는 전압계에 직렬로 연결해 전압 측정 범위를 넓히고, 계기용변압기(PT)는 고전압을 낮춰 측정하는 기기이다. 전위차계는 기전력을 정밀 측정한다.

72번

근궤적의 성질로 틀린 것은?

1. 근궤적은 실수축을 기준으로 대칭이다.

2. 근궤적은 개루프 전달함수의 극점으로부터 출발한다.

3. 근궤적의 가지 수는 특성방정식의 극점수와 영점 수 중 큰 수와 같다.

4. 점근선은 허수축에서 교차한다.

정답 4번

해설. ④ 점근선은 실수축 위의 한 점(극점 합 − 영점 합)/(극점 수 − 영점 수)에서 만난다.
근궤적은 실수축에 대칭이고, 개루프 극점에서 출발해 영점(또는 무한원점)에서 끝나며, 가지 수는 극점 수와 영점 수 중 큰 수와 같다.

73번

특성방정식의 근이 복소평면의 좌반면에 있으면 이 계는?

1. 불안정하다.

2. 조건부 안정이다.

3. 반안정이다.

4. 안정이다.

정답 4번

해설. ④ 특성방정식의 모든 근이 s 평면의 좌반면에 있으면 과도응답이 시간이 지남에 따라 소멸하므로 안정하다.
우반면에 근이 하나라도 있으면 불안정, 허수축 위에 단순근이 있으면 임계(안정 한계) 상태이다.

74번

100mH의 인덕턴스를 갖는 코일에 10A의 전류를 흘릴 때 축적되는 에너지(J)는?

1. 0.5

2. 1

3. 5

4. 10

정답 3번

해설. ③ 코일에 축적되는 에너지 W = ½·L·I² 이다.
풀이: W = ½ × 0.1 × 10² = 5 J
100 mH = 0.1 H 로 단위를 바꾸어 대입한다.
커패시터에 축적되는 에너지는 W = ½·C·V² 이다.

75번

제어시스템의 구성에서 제어요소는 무엇으로 구성되는가?

1. 검출부

2. 검출부와 조절부

3. 검출부와 조작부

4. 조작부와 조절부

정답 4번

해설. ④ 제어요소는 동작신호를 조작량으로 바꾸는 요소로 조절부와 조작부로 구성된다.
검출부는 제어량을 검출하여 피드백하는 요소로, 제어요소에 포함되지 않는다.
조절부는 동작신호를 만들고, 조작부는 이를 조작량으로 바꾸어 제어대상에 가한다.

76번

제어동작에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 비례동작 : 편차의 제곱에 비례한 조작신호를 출력한다.

2. 적분동작 : 편차의 적분 값에 비례한 조작신호를 출력한다.

3. 미분동작 : 조작신호가 편차의 변화속도에 비례하는 동작을 한다.

4. 2위치동작 : ON-OFF 동작이라고도 하며, 편차의 정부(+, -)에 따라 조작부를 전폐 전개하는 것이다.

정답 1번

해설. ① 비례동작은 편차에 비례하는(편차의 제곱이 아님) 조작신호를 낸다.
적분동작은 편차의 적분값, 미분동작은 편차의 변화속도에 비례하며, 2위치동작은 편차의 부호에 따라 조작부를 전개·전폐한다.

77번

일정 전압의 직류전원 V에 저항 R을 접속하니 정격전류 I가 흘렀다. 정격전류 I의 130%를 흘리기 위해 필요한 저항은 약 얼마인가?

1. 0.6R

2. 0.77R

3. 1.3R

4. 3R

정답 2번

해설. ② 전압이 일정하면 I = V/R 이므로 전류와 저항은 반비례한다.
풀이: R' = R/1.3 ≒ 0.77R
전류를 1.3배로 늘리려면 저항을 1/1.3 배로 줄여야 한다.
(V 일정: I' = 1.3I → R' = V/1.3I)

78번

제어계에서 미분요소에 해당하는 것은?

1. 한 지점을 가진 지렛대에 의하여 변위를 변환한다.

2. 전기로에 열을 가하여도 처음에는 열이 올라가지 않는다.

3. 직렬 RC회로에 전압을 가하여 C에 충전전압을 가한다.

4. 계단 전압에서 임펄스 전압을 얻는다.

정답 4번

해설. ④ 미분요소는 입력의 변화율에 비례하는 출력을 내므로 계단 전압(급변)을 넣으면 임펄스 전압이 나온다.
①은 비례요소, ②는 부동작 시간(낭비시간)요소, ③ RC 회로의 C 충전전압은 1차 지연요소이다.

79번

피드백(feedback) 제어시스템의 피드백 효과로 틀린 것은?

1. 정상상태 오차 개선

2. 정확도 개선

3. 시스템 복잡화

4. 외부 조건의 변화에 대한 영향 증가

정답 4번

해설. ④ 피드백은 외부 조건(외란·특성 변화)의 영향을 줄여 준다.
피드백을 쓰면 정상상태 오차와 정확도가 개선되고 대역폭이 넓어지지만, 구성 요소가 늘어 시스템이 복잡해지고 비싸지며 불안정해질 가능성이 생긴다.

80번

그림에서 3개의 입력단자 모두 1을 입력하면 출력단자 A와 B의 출력은?

1. A=0, B=0

2. A=0, B=1

3. A=1, B=0

4. A=1, B=1

정답 4번

해설. ④ 입력을 위에서부터 x₁, x₂, x₃ 라 하면 A = (x₁' + x₂)·x₃, B = x₂·x₃ 이다.
풀이: x₁' = 0, 0 + 1 = 1 → A = 1·1 = 1
B = 1·1 = 1
따라서 A = 1, B = 1 이다.

81번

지역난방의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 대기 오염물질이 증가한다.

2. 도시의 방재수준 향상이 가능하다.

3. 사용자에게는 화재에 대한 우려가 적다.

4. 대규모 열원기기를 이용한 에너지의 효율적 이용이 가능하다.

정답 1번

해설. ① 지역난방은 대규모 열원 플랜트에서 고효율 연소·배기처리를 하므로 개별난방보다 대기 오염물질이 감소한다.
각 건물에 보일러가 없어 화재 우려가 적고 방재수준이 높아지며, 열병합발전 등으로 에너지를 효율적으로 이용할 수 있다.

82번

배수 통기배관의 시공 시 유의사항으로 옳은 것은?

1. 배수 입관의 최하단에는 트랩을 설치한다.

2. 배수 트랩은 반드시 이중으로 한다.

3. 통기관은 기구의 오버플로우선 이하에서 통기 입관에 연결한다.

4. 냉장고의 배수는 간접배수로 한다.

정답 4번

해설. ④ 냉장고·음료기 등 식품을 다루는 기기의 배수는 오염 역류를 막기 위해 배수관에 직접 연결하지 않고 공간을 두는 간접배수로 한다.
배수 입관 최하단에는 청소구를 두며, 트랩을 이중으로 하면 안 되고, 통기관은 기구의 오버플로선보다 150 mm 이상 높은 곳에서 연결한다.

83번

냉매배관 시 흡입관 시공에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 압축기 가까이에 트랩을 설치하면 액이나 오일이 고여 액백 발생의 우려가 있으므로 피해야 한다.

2. 흡입관의 입상이 매우 길 경우에는 중간에 트랩을 설치한다.

3. 각각의 증발기에서 흡입주관으로 들어가는 관은 주관의 하부에 접속한다.

4. 2대 이상의 증발기가 다른 위치에 있고 압축기가 그 보다 밑에 있는 경우 증발기 출구의 관은 트랩을 만든 후 증발기 상부 이상으로 올리고 나서 압축기로 향하게 한다.

정답 3번

해설. ③ 증발기에서 흡입주관에 들어가는 지관은 냉매액·오일이 역류하지 않도록 주관의 상부에 접속한다.
압축기 바로 앞 트랩은 액백 우려가 있어 피하고, 입상이 매우 길면 중간에 트랩을 두며, 증발기가 압축기보다 위에 있으면 트랩 후 증발기 상부 이상으로 올린 다음 압축기로 보낸다.

84번

지름 20mm 이하의 동관을 이음할 때, 기계의 점검 보수, 기타 관을 분해하기 쉽게 하기 위해 이용하는 동관 이음 방법은?

1. 슬리브 이음

2. 플레어 이음

3. 사이징 이음

4. 플랜지 이음

정답 2번

해설. ② 플레어 이음은 동관 끝을 나팔 모양으로 넓혀 너트로 조이는 이음으로 분해·결합이 쉬워 점검·보수가 필요한 곳에 쓴다.
현행 기계설비 기술기준도 플레어 이음은 바깥지름 20 mm 이하 관에만 사용하도록 한다. 슬리브·사이징은 납땜 이음 관련, 플랜지는 대구경용이다.

85번

배수 및 통기배관에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 루프 통기식은 여러 개의 기구군에 1개의 통기지관을 빼내어 통기주관에 연결하는 방식이다.

2. 도피 통기관의 관경은 배수관의 1/4이상이 되어야 하며 최소 40mm 이하가 되어서는 안된다.

3. 루프 통기식 배관에 의해 통기할 수 있는 기구의 수는 8개 이내이다.

4. 한랭지의 배수관은 동결되지 않도록 피복을 한다.

정답 2번

해설. ② 도피 통기관의 관경은 배수관 관경의 1/2 이상, 최소 32 mm 이상으로 한다.
루프 통기는 기구군의 통기지관을 통기주관에 연결하는 방식으로, 현행 기계설비 기술기준도 루프통기로 할 수 있는 기구를 최대 8개로 정하고 있다. 한랭지 배수관은 동결 방지 피복을 한다.

86번

배관 용접 작업 중 다음과 같은 결함을 무엇이라고 하는가?

1. 용입불량

2. 언더컷

3. 오버랩

4. 피트

정답 2번

해설. ② 그림처럼 용접 비드 끝부분(토우)의 모재가 녹아 파이고 용착금속이 채워지지 않은 홈이 남은 결함을 언더컷이라 한다.
전류가 너무 높거나 운봉 속도가 빠를 때 생긴다. 오버랩은 용착금속이 모재 위에 겹쳐 흘러넘친 것, 용입불량은 루트부가 녹지 않은 것, 피트는 표면의 작은 구멍이다.

87번

다이헤드형 동력 나사절삭기에서 할 수 없는 작업은?

1. 리밍

2. 나사절삭

3. 절단

4. 벤딩

정답 4번

해설. ④ 다이헤드형 동력 나사절삭기는 다이헤드로 관의 절단, 나사절삭, 리밍(거스러미 제거)을 할 수 있다.
벤딩(구부리기)은 파이프 벤더로 한다.
관 끝의 거스러미는 리머로 제거하고, 관 절단은 커터로 한다. 동력 나사절삭기에는 오스터형, 호브형, 다이헤드형이 있다.

88번

부력에 의해 밸브를 개폐하여 간헐적으로 응축수를 배출하는 구조를 가진 증기 트랩은?

1. 버킷 트랩

2. 열동식 트랩

3. 벨 트랩

4. 충격식 트랩

정답 1번

해설. ① 버킷 트랩은 응축수가 고이면 버킷이 부력으로 떠올랐다가 가라앉는 동작으로 밸브를 개폐해 응축수를 간헐적으로 배출하는 기계식 트랩이다.
열동식(벨로즈)은 온도차, 충격식(디스크)은 열역학적 원리를 이용한다. 벨 트랩은 배수용 트랩이다.

89번

방열량이 3kW인 방열기에 공급하여야 하는 온수량(L/s)은 얼마인가? (단, 방열기 입구온도 80℃, 출구온도 70℃, 온수 평균온도에서 물의 비열은 4.2 kJ/kg·K, 물의 밀도는 977.5kg/m³이다.)

1. 0.002

2. 0.025

3. 0.073

4. 0.098

정답 3번

해설. ③ 온수 질량유량 m = Q/(c·Δt), 체적유량 = m/ρ 이다.
풀이: m = 3/(4.2 × 10) ≒ 0.0714 kg/s
체적유량 = 0.0714/977.5 ≒ 7.31×10⁻⁵ m³/s ≒ 0.073 L/s

90번

주철관의 이음방법 중 고무링(고무개스킷포함)을 사용하지 않는 방법은?

1. 기계식이음

2. 타이톤이음

3. 소켓이음

4. 빅토릭이음

정답 3번

해설. ③ 소켓이음(연납이음)은 소켓 안에 얀(마)을 넣고 납을 부어 코킹하는 방식으로 고무링을 쓰지 않는다.
기계식이음·타이톤이음·빅토릭이음은 고무링(고무개스킷)으로 수밀을 유지한다.
주철관 이음에는 이 밖에 플랜지 이음이 있다.

91번

온수난방 배관에서 에어포켓(air pocket)이 발생될 우려가 있는 곳에 설치하는 공기빼기 밸브(◇)의 설치위치로 가장 적절한 것은?

1.

2.

3.

4.

정답 2번

해설. ② 에어포켓은 배관의 가장 높은 곳에 생기므로 공기빼기밸브는 입상관의 최상부(최고점)에 설치한다.
①은 입상관 중간 옆, ③은 하향관 아래, ④는 낮은 쪽 수평관 끝에 있어 공기가 모이는 위치가 아니다.

92번

배관계통 중 펌프에서의 공동현상(cavitation)을 방지하기 위한 대책으로 틀린 것은?

1. 펌프의 설치 위치를 낮춘다.

2. 회전수를 줄인다.

3. 양 흡입을 단 흡입으로 바꾼다.

4. 굴곡부를 적게 하여 흡입관의 마찰손실수두를 작게 한다.

정답 3번

해설. ③ 양흡입 펌프는 흡입 유속이 작아 캐비테이션에 유리하므로, 단흡입으로 바꾸는 것은 방지 대책이 아니다.
펌프 설치 위치를 낮추고, 회전수를 줄이며, 흡입관 마찰손실을 줄여 유효흡입수두(NPSH)를 크게 하는 것이 대책이다.

93번

저장 탱크 내부에 가열 코일을 설치하고 코일 속에 증기를 공급하여 물을 가열하는 급탕법은?

1. 간접 가열식

2. 기수 혼합식

3. 직접 가열식

4. 가스 순간 탕비식

정답 1번

해설. ① 저탕조 안의 가열코일에 증기를 보내 물을 간접적으로 데우는 방식은 간접 가열식이다.
직접 가열식은 보일러에서 데운 물을 바로 저탕조로 보내고, 기수 혼합식은 증기를 물에 직접 불어넣으며, 가스 순간 탕비기는 가스로 즉시 가열한다.

94번

냉동장치의 액분리기에서 분리된 액이 압축기로 흡입되지 않도록 하기 위한 액 회수 방법으로 틀린 것은?

1. 고압 액관으로 보내는 방법

2. 응축기로 재순환시키는 방법

3. 고압 수액기로 보내는 방법

4. 열교환기를 이용하여 증발시키는 방법

정답 2번

해설. ② 액분리기에서 분리된 액은 열교환기로 증발시키거나, 고압 수액기 또는 고압 액관으로 보내 재사용한다.
응축기로 재순환시키는 방법은 쓰지 않는다.
액 회수 장치(액 회수기)를 써서 액을 수액기로 되돌리기도 하며, 분리된 액이 그대로 압축기로 흡입되면 액압축(리퀴드백)이 일어난다.

95번

저압증기의 분기점을 2개 이상의 엘보로 연결하여 한 쪽이 팽창하면 비틀림이 일어나 팽창을 흡수하는 특징의 이음방법은?

1. 슬리브형

2. 벨로즈형

3. 스위블형

4. 루프형

정답 3번

해설. ③ 스위블 이음은 2개 이상의 엘보를 이용해 나사 이음부의 비틀림(회전)으로 신축을 흡수하며 저압 증기·온수 방열기 주변 배관에 쓰인다.
슬리브형은 슬리브의 미끄럼, 벨로즈형은 주름관의 신축, 루프형은 관을 구부린 곡관의 휨으로 신축을 흡수한다.

96번

유체 흐름의 방향을 바꾸어 주는 관 이음쇠는?

1. 리턴벤드

2. 리듀서

3. 니플

4. 유니온

정답 1번

해설. ① 리턴벤드는 흐름 방향을 180° 바꾸는 이음쇠이다(엘보도 방향 전환용).
리듀서는 관경을 줄이는 이음쇠, 니플은 같은 지름 관의 직선 연결, 유니언은 분해·조립이 필요한 곳의 직선 연결에 쓴다.

97번

고가(옥상) 탱크 급수방식의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 저수시간이 길어지면 수질이 나빠지기 쉽다.

2. 대규모의 급수 수요에 쉽게 대응할 수 있다.

3. 단수 시에도 일정량의 급수를 계속할 수 있다.

4. 급수 공급 압력의 변화가 심하다.

정답 4번

해설. ④ 고가탱크 방식은 탱크 수위에 따른 일정한 낙차로 급수하므로 급수압력 변화가 거의 없다.
저수시간이 길면 수질이 나빠질 수 있고, 대규모 급수 수요에 대응하기 쉬우며, 단수 시에도 탱크 저수량만큼 급수할 수 있다.

98번

가스배관에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 특별한 경우를 제외한 옥내배관은 매설배관을 원칙으로 한다.

2. 부득이하게 콘크리트 주요 구조부를 통과할 경우에는 슬리브를 사용한다.

3. 가스배관에는 적당한 구배를 두어야 한다.

4. 열에 의한 신축, 진동 등의 영향을 고려하여 적절한 간격으로 지지하여야 한다.

정답 1번

해설. ① 옥내 가스배관은 누설 점검과 유지관리를 위해 노출 배관을 원칙으로 하며, 부득이한 경우에만 매설한다.
구조부 관통 시 슬리브 사용, 적당한 구배, 신축·진동을 고려한 지지는 옳은 설명이다.

99번

급수관의 수리 시 물을 배제하기 위한 관의 최소 구배 기준은?

1. 1/120 이상

2. 1/150 이상

3. 1/200 이상

4. 1/250 이상

정답 4번

해설. ④ 급수관은 수리·청소 시 관 속의 물을 완전히 뺄 수 있도록 1/250 이상의 구배를 준다.
현행 기계설비 기술기준도 급수·급탕 배관은 관 속의 물을 완전히 뺄 수 있도록 기울기를 주고 공기가 고이는 곳이 없게 시공하도록 정하고 있다.

100번

공장에서 제조 정제된 가스를 저장했다가 공급하기 위한 압력탱크로서 가스압력을 균일하게 하며, 급격한 수요변화에도 제조량과 소비량을 조절하기 위한 장치는?

1. 정압기

2. 압축기

3. 오리피스

4. 가스홀더

정답 4번

해설. ④ 가스홀더는 제조한 가스를 저장했다가 수요에 따라 공급하는 압력탱크로, 가스압력을 균일하게 하고 제조량과 소비량의 차이를 조절한다.
정압기는 공급 압력을 일정하게 낮추는 장치, 압축기는 가스를 압송하는 기기, 오리피스는 유량 측정·제한용이다.

공조냉동기계기사 필기 2019년 3회 기출문제

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냉동공학

공기조화

전기제어공학

배관일반

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