공조냉동기계기사 필기 2020년 3회 기출문제 정답 및 해설

1번

어떤 습증기의 엔트로피가 6.78kJ/(kg·K)라고 할 때 이 습증기의 엔탈피는 약 몇 kJ/kg인가? (단, 이 기체의 포화액 및 포화증기의 엔탈피와 엔트로피는 다음과 같다.)

구분	포화액	포화증기
엔탈피(kJ/kg)	384	2666
엔트로피(kJ/(kg·K))	1.25	7.62

1. 2365

2. 2402

3. 2473

4. 2511

정답 1번

해설. ① 풀이: 건도 x = (s − sf)/(sg − sf) = (6.78 − 1.25)/(7.62 − 1.25) ≒ 0.868
h = hf + x(hg − hf) = 384 + 0.868 × (2666 − 384) ≒ 2365kJ/kg

2번

압력(P)-부피(V) 선도에서 이상기체가 그림과 같은 사이클로 작동한다고 할 때 한 사이클 동안 행한 일은 어떻게 나타내는가?

1. (P₂ + P₁)(V₂ + V₁)/2

2. (P₂ − P₁)(V₂ + V₁)/2

3. (P₂ + P₁)(V₂ − V₁)/2

4. (P₂ − P₁)(V₂ − V₁)/2

정답 4번

해설. ④ P-V 선도에서 한 사이클 동안 한 일은 사이클이 둘러싼 면적이다.
그림의 사이클은 밑변 (V₂ − V₁), 높이 (P₂ − P₁)인 직각삼각형이므로
W = (P₂ − P₁)(V₂ − V₁)/2

3번

다음 중 스테판-볼츠만의 법칙과 관련이 있는 열전달은?

1. 대류

2. 복사

3. 전도

4. 응축

정답 2번

해설. ② 스테판-볼츠만 법칙 q = εσT⁴는 물체가 방사하는 복사 에너지가 절대온도의 4제곱에 비례함을 나타내므로 복사 열전달과 관련된다.
대류는 뉴턴의 냉각법칙, 전도는 푸리에 법칙으로 나타낸다.

4번

이상기체 2kg이 압력 98kPa, 온도 25℃상태에서 체적이 0.5m³였다면 이 이상기체의 기체상수는 약 몇 J/(kg·K)인가?

1. 79

2. 82

3. 97

4. 102

정답 2번

해설. ② 풀이: PV = mRT → R = PV/(mT)
= 98000Pa × 0.5m³/(2kg × 298K) ≒ 82.2J/(kg·K)
압력은 Pa, 온도는 절대온도(K)로 바꾸어 대입해야 J/(kg·K) 단위가 나온다.

5번

냉매가 갖추어야 할 요건으로 틀린 것은?

1. 증발온도에서 높은 잠열을 가져야 한다.

2. 열전도율이 커야 한다.

3. 표면장력이 커야 한다.

4. 불활성이고 안전하며 비가연성이어야 한다.

정답 3번

해설. ③ 냉매는 표면장력이 작아야 전열이 좋고 배관 내 흐름이 원활하므로 '표면장력이 커야 한다'는 틀리다.
증발잠열이 크고, 열전도율이 크며, 불활성·무독·불연성이어야 한다.

6번

어떤 유체의 밀도가 741kg/m³이다. 이 유체의 비체적은 약 몇 m³/kg인가?

1. 0.78×10⁻³

2. 1.35×10⁻³

3. 2.35×10⁻³

4. 2.98×10⁻³

정답 2번

해설. ② 풀이: 비체적은 밀도의 역수이다.
v = 1/ρ = 1/741 ≒ 0.00135 = 1.35×10⁻³m³/kg
(검산: 1.35×10⁻³ × 741 ≒ 1.00) 비체적의 단위는 m³/kg이다.

7번

이상적인 랭킨사이클에서 터빈 입구 온도가 350℃이고, 75kPa과 3MPa의 압력범위에서 작동한다. 펌프 입구와 출구, 터빈 입구와 출구에서 엔탈피는 각각 384.4kJ/kg, 387.5kJ/kg, 3116kJ/kg, 2403kJ/kg이다. 펌프일을 고려한 사이클의 열효율과 펌프일을 무시한 사이클의 열효율 차이는 약 몇 %인가? (단, 두 경우 모두 보일러 가열량은 펌프 출구 엔탈피를 기준으로 같다고 본다.)

1. 0.001

2. 0.092

3. 0.11

4. 0.18

정답 3번

해설. ③ 풀이(보일러 가열량을 같게 둔 비교):
wₜ = 3116 − 2403 = 713kJ/kg, wₚ = 387.5 − 384.4 = 3.1kJ/kg
q = 3116 − 387.5 = 2728.5kJ/kg
펌프일 고려: (713 − 3.1)/2728.5 ≒ 26.02%
펌프일 무시: 713/2728.5 ≒ 26.13%
차이 ≒ 0.11%

8번

전류 25A, 전압 13V를 가하여 축전지를 충전하고 있다. 충전하는 동안 축전지로부터 15W의 열손실이 있다. 축전지의 내부에너지 변화율은 약 몇 W인가?

1. 310

2. 340

3. 370

4. 420

정답 1번

해설. ① 풀이: 공급 전력 = VI = 13 × 25 = 325W
제1법칙(정상 충전): 내부에너지 변화율 = 공급 전력 − 열손실 = 325 − 15 = 310W

9번

고온열원(T₁)과 저온열원(T₂) 사이에서 작동하는 역카르노 사이클에 의한 열펌프(heat pump)의 성능계수는?

1. (T₁ − T₂)/T₁

2. T₂/(T₁ − T₂)

3. T₁/(T₁ − T₂)

4. (T₁ − T₂)/T₂

정답 3번

해설. ③ 역카르노 열펌프의 성능계수 COPₕ = Q₁/W = T₁/(T₁ − T₂)
① (T₁ − T₂)/T₁은 카르노 열기관의 열효율, ② T₂/(T₁ − T₂)는 냉동기의 성능계수이다. 열펌프 성능계수는 냉동기 성능계수보다 항상 1만큼 크다.

10번

압력이 0.2MPa, 온도가 20℃의 공기를 압력이 2MPa로 될 때까지 가역단열 압축했을 때 온도는 약 몇 ℃인가? (단, 공기는 비열비가 1.4인 이상기체로 간주한다.)

1. 225.7

2. 273.7

3. 292.7

4. 358.7

정답 3번

해설. ③ 풀이: T₂ = T₁(P₂/P₁)^((k−1)/k) = 293 × 10^(0.4/1.4)
= 293 × 1.931 ≒ 565.8K → 565.8 − 273 ≒ 292.7℃

11번

어떤 물질에서 기체상수(R)가 0.189kJ/(kg·K), 임계온도가 305K, 임계압력이 7380kPa이다. 이 기체의 압축성 인자(compressibility factor, Z)가 다음과 같은 관계식을 나타낸다고 할 때 이 물질의 20℃, 1000kPa 상태에서의 비체적(v)은 약 몇 m³/kg인가? (단, P는 압력, T는 절대온도, Pᵣ은 환산압력, Tᵣ은 환산온도를 나타낸다.)
Z = Pv/(RT) = 1 − 0.8 × (Pᵣ/Tᵣ)

1. 0.0111

2. 0.0303

3. 0.0491

4. 0.0554

정답 3번

해설. ③ 풀이: Tᵣ = T/Tc = 293/305 ≒ 0.961, Pᵣ = P/Pc = 1000/7380 ≒ 0.1355
Z = 1 − 0.8 × 0.1355/0.961 ≒ 0.887
v = ZRT/P = 0.887 × 0.189 × 293/1000 ≒ 0.0491m³/kg

12번

단열된 노즐에 유체가 10m/s의 속도로 들어와서 200m/s의 속도로 가속되어 나간다. 출구에서의 엔탈피가 2770kJ/kg일 때 입구에서의 엔탈피는 약 몇 kJ/kg인가?

1. 4370

2. 4210

3. 2850

4. 2790

정답 4번

해설. ④ 풀이: 단열 노즐의 에너지식 h₁ + V₁²/2 = h₂ + V₂²/2
h₁ = 2770 + (200² − 10²)/2000 = 2770 + 19.95 ≒ 2790kJ/kg
(속도항 J/kg을 1000으로 나누어 kJ/kg으로 바꾼다.)

13번

100℃의 구리 10kg을 20℃의 물 2kg이 들어있는 단열 용기에 넣었다. 물과 구리 사이의 열전달을 통한 평형 온도는 약 몇 ℃인가? (단, 구리 비열은 0.45kJ/(kg·K), 물 비열은 4.2kJ/(kg·K)이다.)

1. 48

2. 54

3. 60

4. 68

정답 1번

해설. ① 풀이: 구리가 잃은 열 = 물이 얻은 열
10 × 0.45 × (100 − t) = 2 × 4.2 × (t − 20)
450 − 4.5t = 8.4t − 168 → t = 618/12.9 ≒ 47.9 ≒ 48℃

14번

이상적인 교축과정(throttling process)을 해석하는데 있어서 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

1. 엔트로피는 증가한다.

2. 엔탈피의 변화가 없다고 본다.

3. 정압과정으로 간주한다.

4. 냉동기의 팽창밸브의 이론적인 해석에 적용될 수 있다.

정답 3번

해설. ③ 교축과정은 압력이 크게 떨어지는 과정이므로 정압과정이 아니다. 엔탈피가 일정한 등엔탈피 과정으로 본다.
비가역 과정이라 엔트로피는 증가하고, 냉동기 팽창밸브의 이론 해석에 적용된다.

15번

이상기체로 작동하는 어떤 기관의 압축비가 17이다. 압축 전의 압력 및 온도는 112kPa, 25℃이고 압축 후의 압력은 4350kPa이었다. 압축 후의 온도는 약 몇 ℃인가?

1. 53.7

2. 180.2

3. 236.4

4. 407.8

정답 4번

해설. ④ 풀이: P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂, 압축비 V₁/V₂ = 17
T₂ = T₁ × (P₂/P₁) × (V₂/V₁) = 298 × (4350/112) × (1/17) ≒ 680.9K
→ 680.9 − 273 ≒ 407.8℃

16번

다음은 오토(Otto) 사이클의 온도-엔트로피(T-S)선도이다. 이 사이클의 열효율을 온도를 이용하여 나타낼 때 옳은 것은? (단, 공기의 비열은 일정한 것으로 본다.)

1. 1 − (Tc − Td)/(Tb − Ta)

2. 1 − (Tb − Ta)/(Tc − Td)

3. 1 − (Ta − Td)/(Tb − Tc)

4. 1 − (Tb − Tc)/(Ta − Td)

정답 1번

해설. ① 오토 사이클: a→b 정적 가열 Q₁ = Cᵥ(Tb − Ta), c→d 정적 방열 Q₂ = Cᵥ(Tc − Td)
η = 1 − Q₂/Q₁ = 1 − (Tc − Td)/(Tb − Ta)
b→c, d→a는 단열(등엔트로피) 과정이다.

17번

클라우지우스(Clausius)의 부등식을 옳게 나타낸 것은? (단, T는 절대온도, Q는 시스템으로 공급된 전체 열량을 나타낸다.)

1. ∮T·δQ ≤ 0

2. ∮T·δQ ≥ 0

3. ∮(δQ/T) ≤ 0

4. ∮(δQ/T) ≥ 0

정답 3번

해설. ③ 클라우지우스 부등식은 ∮(δQ/T) ≤ 0이다.
가역 사이클이면 등호(= 0), 비가역 사이클이면 부등호(< 0)가 성립하며, 이로부터 엔트로피 개념이 정의된다.

18번

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

1. 온도

2. 내부에너지

3. 밀도

4. 압력

정답 2번

해설. ② 내부에너지는 질량에 비례하는 종량성(시량) 상태량이다. 질량으로 나눈 비내부에너지(kJ/kg)라야 강도성 상태량이 된다.
온도·밀도·압력은 질량과 무관한 강도성 상태량이다.

19번

기체가 0.3MPa로 일정한 압력 하에 8m³에서 4m³까지 마찰 없이 압축되면서 동시에 500kJ의 열을 외부로 방출하였다면, 내부에너지의 변화는 약 몇 kJ인가?

1. 700

2. 1700

3. 1200

4. 1400

정답 1번

해설. ① 풀이: 정압 압축 시 받은 일 W = P(V₁ − V₂) = 300kPa × (8 − 4)m³ = 1200kJ
ΔU = Q + W받음 = −500 + 1200 = 700kJ (증가)

20번

카르노사이클로 작동하는 열기관이 1000℃의 열원과 300K의 대기 사이에서 작동한다. 이 열기관이 사이클 당 100kJ의 일을 할 경우 사이클 당 1000℃의 열원으로부터 받은 열량은 약 몇 kJ인가?

1. 70.0

2. 76.4

3. 130.8

4. 142.9

정답 3번

해설. ③ 풀이: η = 1 − Tₗ/Tₕ = 1 − 300/1273 ≒ 0.7643
Q₁ = W/η = 100/0.7643 ≒ 130.8kJ
열원 온도 1000℃는 절대온도 1273K로 바꾸어 계산한다. 방열량은 130.8 − 100 = 30.8kJ이다.

21번

냉동능력이 15RT인 냉동장치가 있다. 흡입증기 포화온도가 −10℃이며, 건조포화증기 흡입압축으로 운전된다. 이 때 응축온도가 45℃이라면 이 냉동장치의 응축부하(kW)는 얼마인가? (단, 응축부하와 냉동능력의 비는 아래 그림을 이용하고, 1RT는 3.8kW이다.)

1. 74.1

2. 58.7

3. 49.8

4. 36.2

정답 1번

해설. ① 풀이: 그림에서 흡입증기 포화온도 −10℃, 응축온도 45℃일 때 응축부하/냉동능력 ≒ 1.3
응축부하 = 15RT × 3.8kW/RT × 1.3 ≒ 74.1kW

22번

다음 중 터보압축기의 용량(능력)제어 방법이 아닌 것은?

1. 회전속도에 의한 제어

2. 흡입 댐퍼에 의한 제어

3. 부스터에 의한 제어

4. 흡입 가이드 베인에 의한 제어

정답 3번

해설. ③ 터보압축기의 용량제어에는 흡입 가이드 베인 제어(가장 많이 쓰임), 회전속도 제어, 흡입 댐퍼 제어, 바이패스 제어, 디퓨저 제어 등이 있다.
부스터는 저압 쪽 압력을 높이는 보조 압축기로 용량제어 방법이 아니다.

23번

냉매의 구비조건으로 옳은 것은?

1. 표면장력이 작을 것

2. 임계온도가 낮을 것

3. 증발잠열이 작을 것

4. 비체적이 클 것

정답 1번

해설. ① 냉매는 표면장력이 작아야 전열과 유동이 좋다.
② 임계온도가 높아야 상온에서 응축이 쉽고, ③ 증발잠열이 커야 적은 순환량으로 냉동효과가 크며, ④ 증기 비체적이 작아야 압축기가 작아진다.

24번

증기 압축식 열펌프에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 하나의 장치로 난방 및 냉방으로 사용할 수 있다.

2. 일반적으로 성적계수가 1보다 작다.

3. 난방을 위한 별도의 보일러 설치가 필요없어 대기오염이 적다.

4. 증발온도가 높고 응축온도가 낮을수록 성적계수가 커진다.

정답 2번

해설. ② 열펌프의 난방 성적계수는 COPₕ = COPᵣ + 1로 항상 1보다 크다(보통 3 이상). '1보다 작다'는 틀리다.
①·③·④는 옳은 설명이다.

25번

프레온 냉동장치의 배관공사 중에 수분이 장치내에 잔류했을 경우 이 수분에 의한 장치에 나타나는 현상으로 틀린 것은?

1. 프레온 냉매는 수분의 용해도가 적으므로 냉동장치 내의 온도가 0℃이하이면 수분은 빙결한다.

2. 수분은 냉동장치 내에서 철재 재료 등을 부식시킨다.

3. 증발기의 전열기능을 저하시키고, 흡입관 내 냉매 흐름을 방해한다.

4. 프레온 냉매와 수분이 서로 화합반응하여 알칼리를 생성시킨다.

정답 4번

해설. ④ 프레온 냉매가 수분과 반응(가수분해)하면 염산·불화수소산 같은 산을 만들어 부식을 일으키므로 '알칼리를 생성'은 틀리다.
수분은 0℃ 이하에서 팽창밸브 등에 빙결하고, 금속을 부식시키며, 전열 저하와 흐름 방해를 일으킨다.

26번

0℃와 100℃ 사이에서 작용하는 카르노 사이클 기관(㉮)과 400℃와 500℃사이에서 작용하는 카르노 사이클 기관(㉯)이 있다. ㉮기관 열효율은 ㉯기관 열효율의 약 몇 배가 되는가?

1. 1.2배

2. 2배

3. 2.5배

4. 4배

정답 2번

해설. ② 풀이: ㉮ η = 1 − 273/373 = 100/373 ≒ 0.268
㉯ η = 1 − 673/773 = 100/773 ≒ 0.129
0.268/0.129 ≒ 2.07 → 약 2배
온도차가 같아도 저온에서 작동할수록 카르노 효율이 높다.

27번

팽창밸브 중 과열도를 검출하여 냉매유량을 제어하는 것은?

1. 정압식 자동팽창밸브

2. 수동팽창밸브

3. 온도식 자동팽창밸브

4. 모세관

정답 3번

해설. ③ 온도식 자동팽창밸브는 감온통으로 증발기 출구 냉매의 과열도를 검출하여 냉매 유량을 조절한다.
정압식은 증발압력을 일정하게 유지하고, 수동팽창밸브는 사람이 조정하며, 모세관은 고정된 저항으로 유량을 제한한다.

28번

다음 중 가연성이 있어 조건이 나쁘면 인화, 폭발위험이 가장 큰 냉매는?

1. R-717

2. R-744

3. R-718

4. R-502

정답 1번

해설. ① R-717(암모니아)은 가연성(폭발범위 약 15~28%)이 있어 조건이 나쁘면 인화·폭발 위험이 있다.
R-744(CO₂)와 R-718(물)은 불연성이고, R-502는 R-22와 R-115의 공비혼합 냉매로 불연성이다.

29번

흡수식 냉동사이클 선도에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 듀링선도는 수용액의 농도, 온도, 압력 관계를 나타낸다.

2. 증발잠열 등 흡수식냉동기 설계상 필요한 열량은 엔탈피-농도 선도를 통해 구할 수 있다.

3. 듀링선도에서는 각 열교환기내의 열교환량을 표현할 수 없다.

4. 엔탈피-농도 선도는 수평축에 비엔탈피, 수직축에 농도를 잡고 포화용액의 등온, 등압선과 발생증기의 등압선을 그은 것이다.

정답 4번

해설. ④ 엔탈피-농도 선도는 수평축에 농도, 수직축에 비엔탈피를 잡으므로 축을 반대로 쓴 ④가 틀리다.
듀링 선도는 용액의 농도·온도·압력 관계를 나타내지만 열교환량은 나타낼 수 없고, 설계에 필요한 열량은 엔탈피-농도 선도로 구한다.

30번

저온용 단열재의 조건으로 틀린 것은?

1. 내구성이 있을 것

2. 흡습성이 클 것

3. 팽창계수가 작을 것

4. 열전도율이 작을 것

정답 2번

해설. ② 저온용 단열재는 흡습성이 작아야 한다. 수분을 흡수하면 열전도율이 커지고 동결로 파손된다.
내구성이 있고, 팽창계수와 열전도율이 작아야 하는 것은 옳은 조건이다.

31번

다음 안전장치에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 가용전은 응축기, 수액기 등의 압력용기에 안전장치로 설치된다.

2. 파열판은 얇은 금속판으로 용기의 구멍을 막고 있는 구조이며 안전밸브로 사용된다.

3. 안전밸브는 고압측의 각 부분에 설치하여 일정 이상 고압이 되면 밸브가 열려 저압부로 보내거나 외부로 방출하도록 한다.

4. 고압차단스위치는 조정설정압력보다 벨로즈에 가해진 압력이 낮아졌을 때 압축기를 정지시키는 안전장치이다.

정답 4번

해설. ④ 고압차단스위치는 고압이 설정압력보다 높아지면 압축기를 정지시키는 안전장치이다. '낮아졌을 때'는 틀리다(압력 저하 시 정지는 저압차단스위치).
가용전, 파열판, 안전밸브 설명은 옳다.

32번

흡수식 냉동기의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 부분 부하에 대한 대응성이 좋다.

2. 압축식, 터보식 냉동기에 비해 소음과 진동이 적다.

3. 초기 운전시 정격 성능을 발휘할 때까지의 도달 속도가 느리다.

4. 용량 제어 범위가 비교적 작아 큰 용량 장치가 요구되는 장소에 설치 시 보조 기기 설비가 요구된다.

정답 4번

해설. ④ 흡수식 냉동기는 용량 제어 범위가 넓어(약 10~100%) 부분부하 대응이 좋다. '용량 제어 범위가 작다'는 틀리다.
압축식·터보식보다 소음과 진동이 적고, 예열 시간이 필요해 정격 성능 도달이 느리다.

33번

다음의 p-h선도상에서 냉동능력이 1냉동톤인 소형 냉장고의 실제 소요동력(kW)은? (단, 1냉동톤은 3.8kW이며, 압축효율은 0.75, 기계효율은 0.9이다.)

1. 1.47

2. 1.81

3. 2.73

4. 3.27

정답 1번

해설. ① 풀이: 냉동효과 q = 621 − 452 = 169kJ/kg
냉매순환량 G = 3.8/169 ≒ 0.0225kg/s
이론 압축동력 = 0.0225 × (665 − 621) ≒ 0.989kW
실제 소요동력 = 0.989/(0.75 × 0.9) ≒ 1.47kW

34번

냉동장치의 윤활 목적으로 틀린 것은?

1. 마모방지

2. 부식방지

3. 냉매 누설방지

4. 동력손실 증대

정답 4번

해설. ④ 냉동장치 윤활의 목적은 마모 방지, 마찰열 제거(냉각), 밀봉(냉매 누설 방지), 부식 방지, 동력손실 감소이다.
'동력손실 증대'는 목적이 아니다.

35번

2단압축 1단팽창 냉동장치에서 고단 압축기의 냉매 순환량을 G₂, 저단 압축기의 냉매 순환량을 G₁이라고 할 때 G₂/G₁은 얼마인가? (단, 각 지점의 냉매 엔탈피는 다음과 같다.)

저단 압축기 흡입증기 엔탈피(h₁)	610.4kJ/kg
저단 압축기 토출증기 엔탈피(h₂)	652.3kJ/kg
고단 압축기 흡입증기 엔탈피(h₃)	622.2kJ/kg
중간 냉각기용 팽창밸브 직전 냉매 엔탈피(h₄)	462.6kJ/kg
증발기용 팽창밸브 직전 냉매 엔탈피(h₅)	427.1kJ/kg

1. 0.8

2. 1.4

3. 2.5

4. 3.1

정답 2번

해설. ② 풀이: 중간냉각기 열평형 G₁(h₂ − h₅) = G₂(h₃ − h₄)
G₂/G₁ = (h₂ − h₅)/(h₃ − h₄)
= (652.3 − 427.1)/(622.2 − 462.6) = 225.2/159.6 ≒ 1.41

36번

공기열원 수가열 열펌프 장치를 가열운전(시운전)할 때 압축기 토출밸브 부근에서 토출가스 온도를 측정하였더니 일반적인 온도보다 지나치게 높게 나타났다. 이러한 현상의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 냉매 분해가 일어났다.

2. 팽창밸브가 지나치게 교축 되었다.

3. 공기측 열교환기(증발기)에서 눈에 띄게 착상이 일어났다.

4. 가열측 순환 온수의 유량이 설계 값 보다 많다.

정답 4번

해설. ④ 가열측(응축기) 순환 온수량이 많으면 응축압력이 낮아져 토출가스 온도는 오히려 내려간다. 따라서 원인과 가장 거리가 멀다.
냉매 분해, 팽창밸브 과교축(흡입가스 과열 증가), 증발기 착상(증발압력 저하·압축비 증가)은 토출온도를 높인다.

37번

두께 30cm의 벽돌로 된 벽이 있다. 내면온도 21℃, 외면온도가 35℃일 때 이 벽을 통해 흐르는 열량(W/m²)은? (단, 벽돌의 열전도율은 0.793W/(m·K)이다.)

1. 32

2. 37

3. 40

4. 43

정답 2번

해설. ② 풀이: 푸리에 법칙 q = λΔt/L
= 0.793 × (35 − 21)/0.3 ≒ 37W/m²
열은 온도가 높은 외면(35℃)에서 내면(21℃) 쪽으로 흐르며, 두께는 m 단위(0.3m)로 대입한다.

38번

온도식 팽창밸브는 어떤 요인에 의해 작동되는가?

1. 증발온도

2. 과냉각도

3. 과열도

4. 액화온도

정답 3번

해설. ③ 온도식 팽창밸브는 감온통이 감지한 증발기 출구 냉매의 과열도에 따라 작동하여 냉매 유량을 조절한다.
과열도가 커지면 밸브가 더 열리고, 작아지면 닫혀 액백을 막는다.

39번

프레온 냉매를 사용하는 냉동장치에 공기가 침입하면 어떤 현상이 일어나는가?

1. 고압 압력이 높아지므로 냉매 순환량이 많아지고 냉동능력도 증가한다.

2. 냉동톤당 소요동력이 증가한다.

3. 고압 압력은 공기의 분압만큼 낮아진다.

4. 배출가스의 온도가 상승하므로 응축기의 열통과율이 높아지고 냉동능력도 증가한다.

정답 2번

해설. ② 불응축가스(공기)가 들어오면 공기 분압만큼 응축압력이 높아져 압축비와 압축일이 커지므로 냉동톤당 소요동력이 증가한다.
고압 상승으로 체적효율이 떨어져 냉동능력은 감소하고, 공기가 전열을 방해해 응축기 열통과율도 낮아진다.

40번

냉동부하가 25RT인 브라인 쿨러가 있다. 열전달 계수가 1.53kW/(m²·K)이고, 브라인 입구온도가 −5℃, 출구온도가 −10℃, 냉매의 증발온도가 −15℃일 때 전열면적(m²)은 얼마인가? (단, 1RT는 3.8kW이고, 산술평균 온도차를 이용한다.)

1. 16.7

2. 12.1

3. 8.3

4. 6.5

정답 3번

해설. ③ 풀이: 산술평균 온도차 Δt = (−5 + (−10))/2 − (−15) = 7.5℃
Q = 25 × 3.8 = 95kW
A = Q/(K·Δt) = 95/(1.53 × 7.5) ≒ 8.3m²

41번

인체의 발열에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 증발: 인체 피부에서의 수분이 증발하여 그 증발열로 체내 열을 방출한다.

2. 대류: 인체 표면과 주위공기와의 사이에 열의 이동으로 인위적으로 조절이 가능하며 주위공기의 온도와 기류에 영향을 받는다.

3. 복사: 실내온도와 관계없이 유리창과 벽면등의 표면온도와 인체 표면과의 온도차에 따라 실제 느끼지 못하는 사이 방출되는 열이다.

4. 전도: 겨울철 유리창근처에서 추위를 느끼는 것은 전도에 의한 열 방출이다.

정답 4번

해설. ④ 겨울철 유리창 근처에서 추위를 느끼는 것은 차가운 유리면으로의 복사에 의한 열 방출 때문이다. '전도'는 틀리다.
증발, 대류, 복사에 대한 설명은 옳다.

42번

냉방시 실내부하에 속하지 않는 것은?

1. 외기의 도입으로 인한 취득열량

2. 극간풍에 의한 취득열량

3. 벽체로부터의 취득열량

4. 유리로부터의 취득열량

정답 1번

해설. ① 외기 도입에 따른 취득열량은 공조기에서 처리하는 외기부하(장치부하)로 실내부하에 속하지 않는다.
극간풍(틈새바람), 벽체, 유리를 통한 취득열량은 실내부하이다.

43번

송풍기의 크기는 송풍기의 번호(No,#)로 나타내는데, 원심송풍기의 송풍기 번호를 구하는 식으로 옳은 것은?

1. No(#) = 회전날개의 지름(mm) / 100(mm)

2. No(#) = 회전날개의 지름(mm) / 150(mm)

3. No(#) = 회전날개의 지름(mm) / 200(mm)

4. No(#) = 회전날개의 지름(mm) / 250(mm)

정답 2번

해설. ② 원심송풍기의 번호 No(#) = 회전날개의 지름(mm)/150(mm)이다.
축류송풍기의 번호는 No(#) = 회전날개의 지름(mm)/100(mm)으로 구한다.

44번

아래 습공기 선도에 나타낸 과정과 일치하는 장치 구성은?

1. 외기(①)와 환기(②) 혼합(③) → 가열코일 → ④ → 가습기 → ⑤

2. 외기(①) → 예냉코일 → ③, 환기(②)와 혼합(④) → 냉각코일 → ⑤

3. 외기(①)와 환기(②) 혼합(③) → 냉각코일 → ④ → 재열코일 → ⑤

4. 외기(①) → 예열코일 → ③, 환기(②)와 혼합(④) → 가열코일 → 가습기 → ⑤

정답 2번

해설. ② 선도는 외기 ①을 예냉해 ③(절대습도 일정, 온도 저하)으로 만든 뒤 환기 ②와 혼합해 ④가 되고, 냉각코일에서 냉각·감습하여 ⑤로 취출하는 과정이다.
예냉코일 → 혼합 → 냉각코일 순인 ②가 일치한다. ①·④는 가열·가습 과정, ③은 냉각 후 재열 과정이다.

45번

인위적으로 실내 또는 일정한 공간의 공기를 사용 목적에 적합하도록 공기조화 하는데 있어서 고려하지 않아도 되는 것은?

1. 온도

2. 습도

3. 색도

4. 기류

정답 3번

해설. ③ 공기조화의 4요소는 온도, 습도, 기류(풍속), 청정도이다. 색도는 고려 대상이 아니다.
이 밖에 소음, 냄새 등도 쾌적성 요소로 다루지만 색도는 공기조화와 관계가 없다.

46번

크기 1000×500mm의 직관 덕트에 35℃의 온풍 18000m³/h이 흐르고 있다. 이 덕트가 –10℃의 실외 부분을 지날 때 길이 20m당 덕트표면으로부터의 열손실(kW)은? (단, 덕트는 암면 25mm로 보온되어 있고, 이 때 1000m당 온도 차 1℃에 대한 온도 강하는 0.9℃이다. 공기의 밀도는 1.2kg/m³, 정압비열은 1.01kJ/kg·K이다.)

1. 3.0

2. 3.8

3. 4.9

4. 6.0

정답 3번

해설. ③ 풀이: 20m당 온도강하 = 0.9 × (35 − (−10)) × 20/1000 = 0.81℃
질량유량 = 18000 × 1.2/3600 = 6kg/s
열손실 = 6 × 1.01 × 0.81 ≒ 4.9kW

47번

동일한 덕트 장치에서 송풍기의 날개의 직경이 d₁, 전동기 동력이 L₁인 송풍기를 직경 d₂로 교환했을 때 동력의 변화로 옳은 것은? (단, 회전수는 일정하다.)

1. L₂ = (d₂/d₁)²·L₁

2. L₂ = (d₂/d₁)³·L₁

3. L₂ = (d₂/d₁)⁴·L₁

4. L₂ = (d₂/d₁)⁵·L₁

정답 4번

해설. ④ 송풍기 상사법칙(회전수 일정): 풍량 ∝ d³, 압력 ∝ d², 동력 ∝ d⁵
따라서 L₂ = (d₂/d₁)⁵·L₁이다.
직경이 2배가 되면 동력은 2⁵ = 32배가 된다.

48번

다음의 취출과 관련한 용어 설명으로 틀린 것은?

1. 그릴(grill)은 취출구의 전면에 설치하는 면격자이다.

2. 아스펙트(aspect)비는 짧은 변을 긴 변으로 나눈 값이다.

3. 셔터(shutter)는 취출구의 후부에 설치하는 풍량조절용 또는 개폐용의 기구이다.

4. 드래프트(draft)는 인체에 닿아 불쾌감을 주는 기류이다.

정답 2번

해설. ② 아스펙트비(종횡비)는 긴 변을 짧은 변으로 나눈 값(장변/단변)이다.
그릴(면격자), 셔터(풍량조절·개폐), 드래프트(불쾌한 기류) 설명은 옳다.

49번

온수난방에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 온수의 체적팽창을 고려하여 팽창탱크를 설치한다.

2. 보일러가 정지하여도 실내온도의 급격한 강하가 적다.

3. 밀폐식일 경우 배관의 부식이 많아 수명이 짧다.

4. 방열기에 공급되는 온수 온도와 유량 조절이 용이하다.

정답 3번

해설. ③ 밀폐식 온수난방은 공기와의 접촉이 적어 배관 부식이 적고 수명이 길다. '부식이 많아 수명이 짧다'는 틀리다.
팽창탱크 설치, 보일러 정지 후에도 실온 강하가 느림, 온수 온도·유량 조절이 쉬움은 옳다.

50번

증기 난방배관에서 증기트랩을 사용하는 이유로 옳은 것은?

1. 관내의 공기를 배출하기 위하여

2. 배관의 신축을 흡수하기 위하여

3. 관내의 압력을 조절하기 위하여

4. 증기관에 발생된 응축수를 제거하기 위하여

정답 4번

해설. ④ 증기트랩은 증기관·방열기에서 생긴 응축수를 증기와 분리해 배출하고 증기는 통과시키지 않는 장치이다.
배관 신축 흡수는 신축이음, 압력 조절은 감압밸브의 역할이다.

51번

보일러에서 화염이 없어지면 화염검출기가 이를 감지하여 연료공급을 즉시 정지시키는 형태의 제어는?

1. 시퀀스 제어

2. 피드백 제어

3. 인터록 제어

4. 수면 제어

정답 3번

해설. ③ 인터록 제어는 어떤 조건이 충족되지 않으면 다음 동작을 막는 제어로, 불꽃이 꺼지면 화염검출기 신호로 연료를 즉시 차단하는 것이 대표적이다.
시퀀스 제어는 정해진 순서에 따른 제어, 피드백 제어는 출력과 목표값의 비교 제어, 수면 제어는 수위 제어이다.

52번

중앙식 난방법의 하나로서 각 건물마다 보일러 시설 없이 일정 장소에서 여러 건물에 증기 또는 고온수 등을 보내서 난방하는 방식은?

1. 복사난방

2. 지역난방

3. 개별난방

4. 온풍난방

정답 2번

해설. ② 지역난방은 한 곳의 대규모 열원 플랜트에서 여러 건물에 증기나 고온수를 공급하여 난방하는 방식이다.
복사난방은 복사열, 개별난방은 건물·세대별 열원, 온풍난방은 가열 공기를 이용한다.

53번

보일러의 출력에는 상용출력과 정격출력이 있다. 다음 중 이들의 관계가 적당한 것은?

1. 상용출력 = 난방부하 + 급탕부하 + 배관부하

2. 정격출력 = 난방부하 + 배관 열손실부하

3. 상용출력 = 배관 열손실부하 + 보일러 예열부하

4. 정격출력 = 난방부하 + 급탕부하 + 배관부하 + 예열부하 + 온수부하

정답 1번

해설. ① 상용출력 = 난방부하 + 급탕부하 + 배관부하
정격출력 = 난방부하 + 급탕부하 + 배관부하 + 예열부하 (= 상용출력 + 예열부하)
즉 정격출력은 상용출력에 예열부하를 더한 값이며, 보일러 선정은 정격출력으로 한다.

54번

수관식 보일러의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 관(드럼)의 직경이 작아서 고온·고압용에 적당하다.

2. 전열면적이 커서 증기발생시간이 빠르다.

3. 구조가 단순하여 청소나 검사 수리가 용이하다.

4. 보유수량이 적어 부하 변동시 압력변화가 크다.

정답 3번

해설. ③ 수관식 보일러는 구조가 복잡해 청소·검사·수리가 어렵고 급수처리가 까다롭다. '구조가 단순'은 원통형(노통·연관) 보일러의 특징이다.
고온·고압용 적합, 증기 발생이 빠름, 보유수량이 적어 압력 변동이 큼은 옳다.

55번

6인용 입원실이 100실인 병원의 입원실 전체 환기를 위한 최소 신선 공기량(m³/h)은? (단, 외기 중 CO₂ 함유량은 0.0003m³/m³이고 실내 CO₂의 허용농도는 0.1%, 재실자의 CO₂ 발생량은 개인당 0.015m³/h이다.)

1. 6857

2. 8857

3. 10857

4. 12857

정답 4번

해설. ④ 풀이: CO₂ 발생량 M = 6인 × 100실 × 0.015 = 9m³/h
필요 환기량 Q = M/(Cᵢ − Cₒ) = 9/(0.001 − 0.0003) ≒ 12857m³/h

56번

다음 공기조화 방식 중 냉매방식인 것은?

1. 유인유닛 방식

2. 멀티 존 방식

3. 팬코일 유닛방식

4. 패키지유닛 방식

정답 4번

해설. ④ 패키지유닛 방식은 실내외 유닛의 냉매로 직접 냉난방하는 냉매방식(개별방식)이다.
유인유닛 방식은 공기-수방식, 멀티존 방식은 전공기방식, 팬코일유닛 방식은 수방식이다.

57번

전열교환기에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 공기조화기기의 용량설계에 영향을 주지 않음

2. 열교환기 설치로 설비비와 요구 공간 증가

3. 회전식과 고정식이 있음

4. 배기와 외기(도입 공기)의 열교환으로 현열과 잠열을 교환

정답 1번

해설. ① 전열교환기는 배기의 열을 회수해 외기부하를 줄이므로 공조기·열원기기 용량을 작게 할 수 있다. 즉 용량설계에 영향을 준다.
설비비·공간 증가, 회전식과 고정식, 현열·잠열 동시 교환은 옳다.

58번

복사 난방방식의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 외기 온도의 갑작스러운 변화에 대응이 용이함

2. 실내 상하 온도분포가 균일하여 난방효과가 이상적임

3. 실내 공기온도가 낮아도 되므로 열손실이 적음

4. 바닥에 난방기기가 필요 없어 바닥면의 이용도가 높음

정답 1번

해설. ① 복사난방은 바닥 등 구조체의 열용량이 커서 예열 시간이 길고 외기온도 급변에 대한 대응이 어렵다. 따라서 틀리다.
상하 온도분포 균일, 낮은 실온으로도 쾌적해 열손실 감소, 바닥면 이용도가 높음은 장점이다.

59번

송풍기의 풍량조절법이 아닌 것은?

1. 토출댐퍼에 의한 제어

2. 흡입댐퍼에 의한 제어

3. 토출베인에 의한 제어

4. 흡입베인에 의한 제어

정답 3번

해설. ③ 송풍기 풍량 조절법에는 토출댐퍼, 흡입댐퍼, 흡입베인(흡입 가이드베인), 회전수 제어, 가변피치 제어 등이 있다.
'토출베인'에 의한 제어는 해당하지 않는다.

60번

유효 온도차(상당 외기온도차)에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 태양 일사량을 고려한 온도차이다.

2. 계절, 시각 및 방위에 따라 변화한다.

3. 실내온도와는 무관하다.

4. 냉방부하 시에 적용된다.

정답 3번

해설. ③ 상당외기온도차(ETD)는 일사를 고려한 상당외기온도와 실내온도의 차이이므로 실내온도와 관계가 있다. 따라서 틀리다.
일사를 고려하고, 계절·시각·방위에 따라 변하며, 냉방부하(벽체 관류열) 계산에 쓰인다.

61번

그림과 같은 회로에서 전달함수 G(s) = I(s)/V(s)를 구하면?

1. R + Ls + Cs

2. 1/(R + Ls + Cs)

3. R + Ls + 1/(Cs)

4. 1/(R + Ls + 1/(Cs))

정답 4번

해설. ④ 풀이: 직렬 RLC 회로의 임피던스(라플라스 영역) Z(s) = R + Ls + 1/(Cs)
G(s) = I(s)/V(s) = 1/Z(s) = 1/(R + Ls + 1/(Cs))

62번

논리식 A+BC와 등가인 논리식은?

1. AB+AC

2. (A+B)(A+C)

3. (A+B)C

4. (A+C)B

정답 2번

해설. ② 풀이: (A + B)(A + C) = AA + AC + AB + BC
= A(1 + C + B) + BC = A + BC
따라서 A + BC와 등가이다(불 대수의 분배법칙).

63번

입력 A, B, C에 따라 Y를 출력하는 다음의 회로는 무접점 논리회로 중 어떤 회로인가?

1. OR 회로

2. NOR 회로

3. AND 회로

4. NAND 회로

정답 1번

해설. ① 입력 A, B, C 중 하나라도 1(고전위)이면 해당 다이오드가 도통해 출력 Y가 1이 되므로 다이오드 OR 회로이다.
다이오드 AND 회로는 다이오드 방향이 반대이고 저항이 전원(+) 쪽에 연결된다.

64번

승강기나 에스컬레이터 등의 옥내 전선의 절연저항을 측정하는데 가장 적당한 측정기기는?

1. 메거

2. 휘트스톤 브리지

3. 켈빈 더블 브리지

4. 코올라우시 브리지

정답 1번

해설. ① 메거(절연저항계)는 높은 직류전압을 가해 옥내 전선 등의 절연저항(MΩ 단위)을 측정한다.
휘트스톤 브리지는 중저항, 켈빈 더블 브리지는 저저항, 코올라우시 브리지는 전해액·접지저항 측정용이다.

65번

e(t) = 200 sin ωt (V), i(t) = 4 sin(ωt − π/3) (A)일 때 유효전력(W)은?

1. 100

2. 200

3. 300

4. 400

정답 2번

해설. ② 풀이: 유효전력 P = V·I·cosθ (실효값)
= (200/√2) × (4/√2) × cos(π/3) = 400 × 0.5 = 200W
전압과 전류의 위상차는 π/3(60°)이다.

66번

전력(W)에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 단위는 J/s 이다.

2. 열량을 적분하면 전력이다.

3. 단위 시간에 대한 전기 에너지이다.

4. 공률(일률)과 같은 단위를 갖는다.

정답 2번

해설. ② 전력은 전력량(에너지)을 시간으로 미분한 것이며, 전력을 시간에 대해 적분하면 전력량이 된다. '열량을 적분하면 전력'은 틀리다.
단위는 J/s = W로 일률(공률)과 같다.

67번

환상 솔레노이드 철심에 200회의 코일을 감고 2A의 전류를 흘릴 때 발생하는 기자력은 몇 AT인가?

1. 50

2. 100

3. 200

4. 400

정답 4번

해설. ④ 풀이: 기자력 F = NI = 200회 × 2A = 400AT
기자력은 코일 권수와 전류의 곱으로, 자기회로에서 기전력에 해당한다.
권수를 2배로 하거나 전류를 2배로 하면 기자력도 2배가 된다.

68번

제어편차가 검출될 때 편차가 변화하는 속도에 비례하여 조작량을 가감하도록 하는 제어로써 오차가 커지는 것을 미연에 방지하는 제어동작은?

1. ON/OFF 제어 동작

2. 미분 제어 동작

3. 적분 제어 동작

4. 비례 제어 동작

정답 2번

해설. ② 미분 제어(D 동작)는 편차의 변화 속도에 비례해 조작량을 가감하여 오차가 커지는 것을 미리 막는다.
비례 동작은 편차의 크기에, 적분 동작은 편차의 누적에 비례하여 잔류편차를 없앤다. ON/OFF 동작은 2위치 동작이다.

69번

10μF의 콘덴서에 200V의 전압을 인가하였을 때 콘덴서에 축적되는 전하량은 몇 C인가?

1. 2×10⁻³

2. 2×10⁻⁴

3. 2×10⁻⁵

4. 2×10⁻⁶

정답 1번

해설. ① 풀이: 전하량 Q = CV = 10×10⁻⁶F × 200V = 2×10⁻³C
콘덴서에 축적되는 전하량은 정전용량과 전압에 비례한다.
(μF = 10⁻⁶F이므로 10μF = 1×10⁻⁵F로 바꾸어 대입한다.)

70번

3상 유도전동기의 출력이 10kW, 슬립이 4.8%일 때의 2차 동손은 약 몇 kW인가?

1. 0.24

2. 0.36

3. 0.5

4. 0.8

정답 3번

해설. ③ 풀이: 2차 입력 P₂에 대해 2차 동손 Pc₂ = s·P₂, 기계적 출력 Pₒ = (1 − s)P₂
Pc₂ = s/(1 − s) × Pₒ = 0.048/0.952 × 10 ≒ 0.5kW

71번

유도전동기에 인가되는 전압과 주파수의 비를 일정하게 제어하여 유도전동기의 속도를 정격속도 이하로 제어하는 방식은?

1. CVCF 제어방식

2. VVVF 제어방식

3. 교류 궤환 제어방식

4. 교류 2단 속도 제어방식

정답 2번

해설. ② VVVF(가변전압 가변주파수) 제어는 인버터로 전압/주파수 비(V/f)를 일정하게 유지하면서 주파수를 바꿔 유도전동기 속도를 제어한다.
CVCF는 정전압 정주파수 전원장치이다.

72번

회전각을 전압으로 변환시키는데 사용되는 위치 변환기는?

1. 속도계

2. 증폭기

3. 변조기

4. 전위차계

정답 4번

해설. ④ 전위차계(포텐셔미터)는 회전각(변위)을 전압으로 바꾸는 위치 변환기이다.
속도계(타코제너레이터)는 회전속도를 전압으로, 증폭기는 신호를 크게, 변조기는 신호를 변조한다.

73번

그림의 신호흐름선도에서 전달함수 C(s)/R(s)는?

1. −8/9

2. −13/19

3. −48/53

4. −105/77

정답 3번

해설. ③ 풀이(메이슨 공식): 전향경로 P₁ = 1 × 2 × 4 × 6 = 48, Δ₁ = 1
루프 L₁ = 2 × 11 = 22, L₂ = 4 × 8 = 32 (서로 접촉)
Δ = 1 − (22 + 32) = −53
C(s)/R(s) = 48/(−53) = −48/53

74번

폐루프 제어시스템의 구성에서 조절부와 조작부를 합쳐서 무엇이라고 하는가?

1. 보상요소

2. 제어요소

3. 기준입력요소

4. 귀환요소

정답 2번

해설. ② 조절부와 조작부를 합친 것을 제어요소라 하며, 동작신호를 조작량으로 바꾸어 제어대상에 가한다.
기준입력요소는 목표값을 기준입력으로, 귀환요소는 제어량을 주피드백 신호로 바꾼다.

75번

그림과 같은 회로에 흐르는 전류 I(A)는?

1. 0.3

2. 0.6

3. 0.9

4. 1.2

정답 1번

해설. ① 풀이: 폐회로에서 두 전지의 극성이 서로 반대이므로 합성 기전력 = 12 − 3 = 9V
저항 합 = 10 + 20 = 30Ω
I = 9/30 = 0.3A

76번

그림과 같은 단위 피드백 제어시스템의 전달함수 C(s)/R(s)는?

1. 1/(1 + G(s))

2. G(s)/(1 + G(s))

3. 1/(1 − G(s))

4. G(s)/(1 − G(s))

정답 4번

해설. ④ 풀이: 정(+)피드백 단위 궤환이므로 C = G(R + C)
C(1 − G) = GR → C(s)/R(s) = G(s)/(1 − G(s))
부(−)피드백이면 G/(1 + G)가 된다.

77번

선간전압 200V의 3상 교류전원에 화물용 승강기를 접속하고 전력과 전류를 측정하였더니 2.77kW, 10A이었다. 이 화물용 승강기 모터의 역률은 약 얼마인가?

1. 0.6

2. 0.7

3. 0.8

4. 0.9

정답 3번

해설. ③ 풀이: 3상 전력 P = √3·V·I·cosθ
cosθ = 2770/(√3 × 200 × 10) ≒ 0.8
이 때 피상전력은 √3 × 200 × 10 ≒ 3.46kVA이다.

78번

그림의 논리회로에서 A, B, C, D를 입력, Y를 출력이라 할 때 출력 식은?

1. A+B+C+D

2. (A+B)(C+D)

3. AB+CD

4. ABCD

정답 3번

해설. ③ 풀이: 앞단 NAND 출력은 NOT(AB), NOT(CD)
Y = NOT[NOT(AB)·NOT(CD)] = AB + CD (드모르간 정리)
NAND-NAND 구성은 AND-OR 회로와 같다.

79번

그림과 같은 RL 직렬회로에서 공급전압의 크기가 10V일 때 |Vᵣ| = 8V이면 Vₗ의 크기는 몇 V인가?

1. 2

2. 4

3. 6

4. 8

정답 3번

해설. ③ 풀이: RL 직렬회로에서 Vᵣ과 Vₗ은 90° 위상차가 있으므로 V = √(Vᵣ² + Vₗ²)
Vₗ = √(10² − 8²) = √36 = 6V

80번

전기자 철심을 규소 강판으로 성층하는 주된 이유는?

1. 정류자면의 손상이 적다.

2. 가공하기 쉽다.

3. 철손을 적게 할 수 있다.

4. 기계손을 적게 할 수 있다.

정답 3번

해설. ③ 규소강판을 얇게 성층하면 규소가 히스테리시스손을, 성층(절연된 얇은 판)이 와류손을 줄여 철손을 적게 할 수 있다.
정류자 손상이나 기계손과는 관계가 없다.

81번

팬코일 유닛방식의 배관방식 중 공급관이 2개이고 환수관이 1개인 방식은?

1. 1관식

2. 2관식

3. 3관식

4. 4관식

정답 3번

해설. ③ 3관식은 냉수·온수 공급관 2개와 공통 환수관 1개로 구성된다.
2관식은 공급·환수 각 1개, 4관식은 냉수·온수 각각의 공급·환수관을 두어 혼합손실이 없다.

82번

냉매 액관 중에 플래시 가스 발생의 방지대책으로 틀린 것은?

1. 온도가 높은 곳을 통과하는 액관은 방열시공을 한다.

2. 액관, 드라이어 등의 구경을 충분히 선정하여 통과저항을 적게 한다.

3. 액펌프를 사용하여 압력강하를 보상할 수 있는 충분한 압력을 준다.

4. 열교환기를 사용하여 액관에 들어가는 냉매의 과냉각도를 없앤다.

정답 4번

해설. ④ 액-가스 열교환기는 액관 냉매의 과냉각도를 크게 하여 플래시가스를 막는 것이므로 '과냉각도를 없앤다'는 틀리다.
액관 방열(단열)시공, 구경을 충분히 해 저항 감소, 액펌프로 압력 보상은 옳다.

83번

공랭식 응축기 배관 시 유의사항으로 틀린 것은?

1. 소형 냉동기에 사용하며 핀이 있는 파이프 속에 냉매를 통하여 바람 이송 냉각설계로 되어 있다.

2. 냉방기가 응축기 아래 설치되는 경우 배관 높이가 10m 이상일 때는 5m마다 오일 트랩을 설치해야 한다.

3. 냉방기가 응축기 위에 위치하고, 압축기가 냉방기에 내장되었을 경우에는 오일 트랩이 필요 없다.

4. 수랭식에 비해 능력은 낮지만, 냉각수를 사용하지 않아 동결의 염려가 없다.

정답 2번

해설. ② 냉방기(실내기)가 응축기 아래에 설치될 때 배관 높이가 10m 이상이면 오일 회수를 위해 약 10m마다 오일 트랩을 설치한다. '5m마다'는 틀리다.
①·③·④는 옳은 설명이다.

84번

배수 배관 시공 시 청소구의 설치위치로 가장 적절하지 않은 곳은?

1. 배수 수평주관과 배수수평 분기관의 분기점

2. 길이가 긴 수평 배수관 중간

3. 배수 수직관의 제일 윗부분 또는 근처

4. 배수관이 45°이상의 각도로 방향을 전환하는 곳

정답 3번

해설. ③ 청소구는 배수 수직관의 최하부 또는 그 부근, 수평주관과 분기관의 분기점, 긴 수평관의 중간, 45° 이상 방향을 바꾸는 곳 등에 설치한다.
수직관의 제일 윗부분은 청소구 위치로 적절하지 않다.

85번

급탕배관에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 단관식의 경우 급수관경보다 큰 관을 사용해야 한다.

2. 하향식 공급 방식에서는 급탕관 및 복귀관은 모두 선하향 구배로 한다.

3. 보통 급탕관은 수명이 짧으므로 장래에 수리, 교체가 용이하도록 노출 배관하는 것이 좋다.

4. 연관은 열에 강하고 부식도 잘되지 않으므로 급탕배관에 적합하다.

정답 4번

해설. ④ 연관(납관)은 열에 약하고 무거워 급탕배관에 쓰지 않는다. 급탕관에는 동관, 스테인리스관, 내열성 합성수지관 등을 쓴다.
①~③은 옳은 설명이다.

86번

냉매 배관 시 유의사항으로 틀린 것은?

1. 냉동장치내의 배관은 절대기밀을 유지 할 것

2. 배관도중에 고저의 변화를 될수록 피할 것

3. 기기간의 배관은 가능한 한 짧게 할 것

4. 만곡부는 될 수 있는 한 적고 또한 곡률반경은 작게 할 것

정답 4번

해설. ④ 냉매 배관의 굽힘부는 적게 하고 곡률반경은 크게 해야 압력손실이 작다. '곡률반경은 작게'는 틀리다.
기밀 유지, 고저 변화 최소화, 짧은 배관은 옳다.

87번

염화비닐관의 설명으로 틀린 것은?

1. 열팽창률이 크다.

2. 관내 마찰손실이 적다.

3. 산, 알칼리 등에 대해 내식성이 적다.

4. 고온 또는 저온의 장소에 부적당하다.

정답 3번

해설. ③ 염화비닐관(PVC)은 산·알칼리 등에 대한 내식성이 크다. '내식성이 적다'는 틀리다.
열팽창률이 크고, 관내 마찰손실이 적으며, 고온·저온에 약한 것은 옳다.

88번

급수펌프에서 발생하는 캐비테이션 현상의 방지법으로 틀린 것은?

1. 펌프설치 위치를 낮춘다.

2. 입형펌프를 사용한다.

3. 흡입손실수두를 줄인다.

4. 회전수를 올려 흡입속도를 증가시킨다.

정답 4번

해설. ④ 회전수를 올리면 흡입 유속이 커져 흡입측 압력이 더 낮아지므로 캐비테이션이 쉽게 생긴다. 회전수를 낮추어야 한다.
펌프 설치 위치 낮추기, 입형 펌프 사용, 흡입 손실수두 감소는 방지법이다.

89번

가스배관의 설치 시 유의사항으로 틀린 것은?

1. 특별한 경우를 제외한 배관의 최고사용압력은 중압이하일 것

2. 배관은 하천(하천을 횡단하는 경우는 제외) 또는 하수구 등 암거내에 설치할 것

3. 지반이 약한 곳에 설치되는 배관은 지반침하에 의해 배관이 손상되지 않도록 필요한 조치 후 배관을 설치할 것

4. 본관 및 공급관은 건축물의 기초 밑에 설치하지 아니할 것

정답 2번

해설. ② 가스배관은 하천(횡단하는 경우 제외)이나 하수구 등 암거 안에 설치하지 않아야 한다. '암거 내에 설치할 것'은 틀리다.
① 최고사용압력은 원칙적으로 중압 이하, ③ 연약지반은 침하 방지 조치 후 설치, ④ 본관과 공급관은 건축물 기초 밑에 설치하지 않는다.
※ 현행 도시가스사업법 시행규칙 기준에 맞게 보기를 고쳤다.

90번

밀폐식 온수난방 배관에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 팽창탱크를 사용한다.

2. 배관의 부식이 비교적 적어 수명이 길다.

3. 배관경이 작아지고 방열기도 작게 할 수 있다.

4. 배관 내의 온수 온도는 70℃이하이다.

정답 4번

해설. ④ 밀폐식 온수난방은 100℃ 이상의 고온수도 사용할 수 있으므로 '70℃ 이하'는 틀리다.
팽창탱크 사용, 부식이 적어 수명이 김, 온수 온도를 높일 수 있어 관경·방열기를 작게 할 수 있음은 옳다.

91번

동관 이음 중 경납땜 이음에 사용되는 것으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 황동납

2. 은납

3. 양은납

4. 규소납

정답 4번

해설. ④ 동관의 경납땜(브레이징)에는 은납, 황동납, 양은납, 인동납 등이 쓰인다.
규소납은 경납땜 재료로 거리가 멀다.
연납땜에는 주석-납(땜납) 등이 쓰이며, 경납땜은 약 450℃ 이상에서 하는 접합이다.

92번

온수난방 배관에서 리버스 리턴(reverse return)방식을 채택하는 주된 이유는?

1. 온수의 유량 분배를 균일하게 하기 위하여

2. 배관의 길이를 짧게하기 위하여

3. 배관의 신축을 흡수하기 위하여

4. 온수가 식지 않도록 하기 위하여

정답 1번

해설. ① 리버스 리턴 방식은 각 방열기에 이르는 공급관과 환수관 길이의 합을 같게 하여 마찰저항을 균등하게 만들어 온수 유량을 고르게 분배한다.
배관 길이는 오히려 길어진다.

93번

하향급수 배관방식에서 수평주관의 설치위치로 가장 적절한 것은?

1. 지하층의 천장 또는 1층의 바닥

2. 중간층의 바닥 또는 천장

3. 최상층의 바닥 또는 천장

4. 최상층의 천장 또는 옥상

정답 4번

해설. ④ 하향급수 방식은 옥상탱크에서 내려온 수평주관을 최상층 천장 또는 옥상에 배관하고, 여기서 아래로 급수한다.
지하층 천장·1층 바닥은 상향급수 방식의 수평주관 위치이다.

94번

냉매 배관에서 압축기 흡입관의 시공 시 유의사항으로 틀린 것은?

1. 압축기가 증발기보다 밑에 있는 경우 흡입관은 작은 트랩을 통과한 후 증발기 상부보다 높은 위치까지 올려 압축기로 가게 한다.

2. 흡입관의 수직상승 입상부가 매우 길 때는 냉동기유의 회수를 쉽게 하기 위하여 약 20m마다 중간에 트랩을 설치한다.

3. 각각의 증발기에서 흡입 주관으로 들어가는 관은 주관 상부로부터 들어가도록 접속한다.

4. 2대 이상의 증발기가 있어도 부하의 변동이 그다지 크지 않은 경우는 1개의 입상관으로 충분하다.

정답 2번

해설. ② 흡입관 입상부가 매우 길면 약 10m마다 중간 트랩을 설치해 냉동기유 회수를 돕는다. '20m마다'는 틀리다.
①·③·④는 옳은 시공 방법이다.

95번

난방 배관 시공을 위해 벽, 바닥 등에 관통 배관 시공을 할 때, 슬리브(sleeve)를 사용하는 이유로 가장 거리가 먼 것은?

1. 열팽창에 따른 배관 신축에 적응하기 위해

2. 관 교체 시 편리하게 하기 위해

3. 고장 시 수리를 편리하게 하기 위해

4. 유체의 압력을 증가시키기 위해

정답 4번

해설. ④ 슬리브는 배관의 신축 흡수, 관 교체·수리 편의, 구조체 보호를 위해 쓰며 유체 압력과는 관계없다.
따라서 '유체의 압력 증가'는 사용 이유가 아니다.

96번

급수방식 중 압력탱크 방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 국부적으로 고압을 필요로 하는데 적합하다.

2. 탱크의 설치위치에 제한을 받지 않는다.

3. 항상 일정한 수압으로 급수할 수 있다.

4. 높은곳에 탱크를 설치할 필요가 없으므로 건축물의 구조를 강화할 필요가 없다.

정답 3번

해설. ③ 압력탱크 방식은 탱크 안 공기의 압축·팽창을 이용하므로 최고·최저 압력 차가 커 급수압이 일정하지 않다. '항상 일정한 수압'은 틀리다.
일정한 수압은 고가탱크 방식의 장점이다. ①·②·④는 옳다.

97번

냉동설비배관에서 액분리기와 압축기 사이에 냉매배관을 할 때 구배로 옳은 것은?

1. 1/100 정도의 압축기 측 상향 구배로 한다.

2. 1/100 정도의 압축기 측 하향 구배로 한다.

3. 1/200 정도의 압축기 측 상향 구배로 한다.

4. 1/200 정도의 압축기 측 하향 구배로 한다.

정답 4번

해설. ④ 액분리기와 압축기 사이의 흡입관은 액이 고이지 않고 오일이 돌아오도록 1/200 정도의 압축기 쪽 하향구배로 한다.
상향구배로 하면 흡입관에 액이나 오일이 고여 압축기로 한꺼번에 흘러 들어가 액압축이 일어날 수 있다.

98번

길이 30m의 강관의 온도 변화가 120℃일 때 강관에 대한 열팽창량은? (단, 강관의 열팽창계수는 11.9×10⁻⁶mm/(mm·℃)이다.)

1. 42.8mm

2. 42.8cm

3. 42.8m

4. 4.28mm

정답 1번

해설. ① 풀이: 열팽창량 Δl = l·α·Δt
= 30000mm × 11.9×10⁻⁶ × 120 ≒ 42.8mm
42.8mm는 약 4.28cm로, 긴 배관에는 신축이음을 두어 이 팽창량을 흡수한다.

99번

증기나 응축수가 트랩이나 감압밸브 등의 기기에 들어가기 전 고형물을 제거하여 고장을 방지하기 위해 설치하는 장치는?

1. 스트레이너

2. 레듀서

3. 신축이음

4. 유니온

정답 1번

해설. ① 스트레이너는 트랩·감압밸브·조절밸브 등 앞에 설치해 배관 속 이물질(고형물)을 걸러 고장을 막는다(Y형, U형, V형).
레듀서는 관경 변경, 신축이음은 신축 흡수, 유니온은 관 분해·조립용이다.

100번

부하변동에 따라 밸브의 개도를 조절함으로써 만액식 증발기의 액면을 일정하게 유지하는 역할을 하는 것은?

1. 에어벤트

2. 온도식 자동팽창밸브

3. 감압밸브

4. 플로트밸브

정답 4번

해설. ④ 플로트밸브(플로트식 팽창밸브)는 부자(플로트)가 액면을 감지해 개도를 조절하여 만액식 증발기의 액면을 일정하게 유지한다.
온도식 자동팽창밸브는 과열도로 제어하며 건식 증발기에 쓰인다.

공조냉동기계기사 필기 2020년 3회 기출문제

기계열역학

냉동공학

공기조화

전기제어공학

배관일반

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