공조냉동기계기사 필기 2022년 2회 기출문제 정답 및 해설

1번

습공기의 상대습도(φ)와 절대습도(ω)와의 관계식으로 옳은 것은? (단, Pₐ는 건공기 분압, Pₛ는 습공기와 같은 온도의 포화수증기압력이다.)

1. φ = (ω/0.622) × (Pₐ/Pₛ)

2. φ = (ω/0.622) × (Pₛ/Pₐ)

3. φ = (0.622/ω) × (Pₛ/Pₐ)

4. φ = (0.622/ω) × (Pₐ/Pₛ)

정답 1번

해설. ① 절대습도 ω = 0.622 × Pᵥ/Pₐ 이고 상대습도 φ = Pᵥ/Pₛ 이다(Pᵥ: 수증기 분압).
풀이: Pᵥ = φPₛ 를 대입하면 ω = 0.622φPₛ/Pₐ
따라서 φ = (ω/0.622) × (Pₐ/Pₛ)
②③④는 분자·분모가 뒤바뀐 식이다.

2번

난방방식 종류별 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 저온 복사난방 중 바닥 복사난방은 특히 실내기온의 온도분포가 균일하다.

2. 온풍난방은 공장과 같은 난방에 많이 쓰이고 설비비가 싸며 예열시간이 짧다.

3. 온수난방은 배관부식이 크고 워밍업 시간이 증기난방보다 짧으며 관의 동파 우려가 있다.

4. 증기난방은 부하변동에 대응한 조절이 곤란하고 실온분포가 온수난방보다 나쁘다.

정답 3번

해설. ③ 온수난방은 열용량이 커서 예열(워밍업) 시간이 증기난방보다 길다. 또한 배관 부식은 공기·응축수가 드나드는 증기난방이 더 크다.
① 바닥 복사난방은 상하 온도분포가 균일하고, ② 온풍난방은 설비비가 싸고 예열이 빨라 공장 등에 쓰이며, ④ 증기난방은 부하변동에 따른 조절이 어렵고 실온분포가 온수난방보다 나쁘다.

3번

덕트의 경로 중 단면적이 확대되었을 경우 압력변화에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 전압이 증가한다.

2. 동압이 감소한다.

3. 정압이 증가한다.

4. 풍속은 감소한다.

정답 1번

해설. ① 단면이 확대되면 풍속이 줄어 동압이 감소하고 그만큼 정압이 회복(증가)되지만, 마찰·와류 손실이 있으므로 전압(정압+동압)은 증가하지 않고 약간 감소한다.
② 동압 감소, ③ 정압 증가(정압 재취득), ④ 풍속 감소는 옳다.

4번

건축의 평면도를 일정한 크기의 격자로 나누어서 이 격자의 구획내에 취출구, 흡입구, 조명, 스프링클러 등 모든 필요한 설비요소를 배치하는 방식은?

1. 모듈방식

2. 셔터방식

3. 펑커루버 방식

4. 클래스 방식

정답 1번

해설. ① 모듈방식은 평면을 일정한 격자(모듈)로 나누고 각 격자 안에 취출구·흡입구·조명·스프링클러 등 설비요소를 규칙적으로 배치하는 방식으로, 칸막이 변경에 유연하다.
② 셔터, ③ 펑커루버는 취출구·댐퍼의 한 형식이며, ④ '클래스 방식'은 설비 배치 방식이 아니다.

5번

습공기의 가습 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 순환수를 분무하는 방법

2. 온수를 분무하는 방법

3. 수증기를 분무하는 방법

4. 외부공기를 가열하는 방법

정답 4번

해설. ④ 외부공기를 가열하면 절대습도는 그대로이고 온도만 올라가므로 상대습도가 낮아질 뿐 가습이 되지 않는다.
① 순환수 분무(단열가습), ② 온수 분무, ③ 수증기 분무(증기가습)는 모두 공기에 수분을 더하는 가습 방법이다.

6번

공기조화설비를 구성하는 열운반장치로서 공조기에 직접 연결되어 사용하는 펌프로 가장 거리가 먼 것은?

1. 냉각수 펌프

2. 냉수 순환펌프

3. 온수 순환펌프

4. 응축수(진공) 펌프

정답 1번

해설. ① 냉각수 펌프는 냉동기 응축기와 냉각탑 사이를 순환시키는 펌프로 공조기(공기조화기)에 직접 연결되지 않는다.
② 냉수 순환펌프는 냉각코일에, ③ 온수 순환펌프는 가열코일에 열매를 보내고, ④ 응축수(진공) 펌프는 증기코일의 응축수를 회수하므로 공조기와 직접 연결된다.

7번

저압 증기난방 배관에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 하향공급식의 경우에는 상향공급식의 경우보다 배관경이 커야 한다.

2. 상향공급식의 경우에는 하향공급식의 경우보다 배관경이 커야 한다.

3. 상향공급식이나 하향공급식은 배관경과 무관하다.

4. 하향공급식의 경우 상향공급식보다 워터해머를 일으키기 쉬운 배관법이다.

정답 2번

해설. ② 상향공급식은 증기가 위로 올라가는 동안 응축수가 반대 방향으로 흘러내리므로(역류) 증기 흐름을 방해하지 않도록 관경을 하향공급식보다 크게 한다.
① 하향공급식은 증기와 응축수가 같은 방향이라 관경이 작아도 되고, ③ 관경과 관계가 있으며, ④ 워터해머는 증기·응축수가 역류하는 상향공급식에서 더 잘 생긴다.

8번

현열만을 가하는 경우로 500m³/h의 건구온도(t₁) 5℃, 상대습도(φ₁) 80%인 습공기를 공기 가열기로 가열하여 건구온도(t₂) 43℃, 상대습도(φ₂) 8%인 가열공기를 만들고자 한다. 이 때 필요한 열량(kW)은 얼마인가? (단, 공기의 비열은 1.01kJ/(kg·℃), 공기의 밀도는 1.2kg/m³이다.)

1. 3.2

2. 5.8

3. 6.4

4. 8.7

정답 3번

해설. ③ 현열 가열이므로 q = ṁ(h₂ − h₁) = ṁ·c·Δt 로 구한다.
풀이: ṁ = 500 × 1.2 = 600kg/h
선도의 엔탈피로: q = 600 × (54.2 − 16.0)/3600 = 6.37kW
비열로: q = 600 × 1.01 × (43 − 5)/3600 = 6.40kW → 약 6.4kW

9번

다음 중 열전도율(W/m·℃)이 가장 작은 것은?

1. 납

2. 유리

3. 얼음

4. 물

정답 4번

해설. ④ 20℃ 부근 열전도율은 물 약 0.6W/(m·℃)로 보기 중 가장 작다.
① 납 약 35W/(m·℃), ② 유리 약 0.8~1.0W/(m·℃), ③ 얼음 약 2.2W/(m·℃)이다(얼음은 같은 물이라도 물보다 열전도율이 약 4배 크다).

10번

아래는 암모니아 냉매설비 운전을 위한 안전관리 절차서에 대한 설명이다. 이 중 틀린 내용은?
㉠ 노출확인 절차서: 반드시 호흡용 보호구를 착용한 후 감지기를 이용하여 공기 중 암모니아 농도를 측정한다.
㉡ 노출로 인한 위험관리 절차서: 암모니아가 노출되었을 때 호흡기를 보호할 수 있는 호흡보호프로그램을 수립하여 운영하는 것이 바람직하다.
㉢ 근로자 작업 확인 및 교육 절차서: 암모니아 설비가 밀폐된 곳이나 외진 곳에 설치된 경우, 해당 지역에 근로자 작업을 할 때에는 다음 중 어느 하나에 의해 근로자의 안전을 확인할 수 있어야 한다. (가) CCTV 등을 통한 육안 확인 (나) 무전기나 전화를 통한 음성 확인
㉣ 암모니아 설비 및 안전설비의 유지관리 절차서: 암모니아 설비 주변에 설치된 안전대책의 작동 및 사용 가능여부를 최소한 매년 1회 확인하고 점검하여야 한다.

1. ㉠

2. ㉡

3. ㉢

4. ㉣

정답 4번

해설. ④ 암모니아 설비 주변의 안전대책(감지기·경보·환기·세안설비·보호구 등)은 상시 쓸 수 있어야 하므로 연 1회가 아니라 매월 1회 이상 등 짧은 주기로 작동·사용 가능 여부를 확인·점검해야 한다.
㉠ 호흡용 보호구 착용 후 농도 측정, ㉡ 호흡보호프로그램 운영, ㉢ 외진 곳 작업 시 CCTV·무전기 등으로 안전 확인은 옳은 내용이다.

11번

외기에 접하고 있는 벽이나 지붕으로부터의 취득 열량은 건물 내외의 온도차에 의해 전도의 형식으로 전달된다. 그러나 외벽의 온도는 일사에 의한 복사열의 흡수로 외기온도보다 높게 되는데 이 온도를 무엇이라고 하는가?

1. 건구온도

2. 노점온도

3. 상당외기온도

4. 습구온도

정답 3번

해설. ③ 상당외기온도는 외기온도에 일사(복사열) 흡수에 의한 온도 상승분을 더한 가상의 외기온도로, 벽체·지붕의 관류 부하 계산에 쓴다(tₑ = tₒ + a·I/αₒ).
① 건구온도는 일반 온도계로 잰 온도, ② 노점온도는 결로가 시작되는 온도, ④ 습구온도는 젖은 감온부로 잰 온도이다.

12번

보일러의 스케일 방지방법으로 틀린 것은?

1. 슬러지는 적절한 분출로 제거한다.

2. 스케일 방지 성분인 칼슘의 생성을 돕기 위해 경도가 높은 물을 보일러수로 활용한다.

3. 경수연화장치를 이용하여 스케일 생성을 방지한다.

4. 인산염을 일정농도가 되도록 투입한다.

정답 2번

해설. ② 경도가 높은 물은 칼슘·마그네슘이 많아 스케일의 주원인이 된다. 칼슘은 스케일 방지 성분이 아니며, 보일러수는 연화한 저경도 물을 써야 한다.
① 슬러지는 분출(블로다운)로 제거하고, ③ 경수연화장치로 경도 성분을 제거하며, ④ 인산염 등 청관제를 일정 농도로 투입해 스케일을 막는다.

13번

습공기 선도상의 상태변화에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 5 → 1 : 가습

2. 5 → 2 : 현열냉각

3. 5 → 3 : 냉각가습

4. 5 → 4 : 가열감습

정답 3번

해설. ③ 5 → 3은 건구온도와 절대습도가 모두 낮아지는 방향이므로 냉각감습(냉각제습)이다. 냉각가습이라는 것은 틀렸다.
① 5 → 1(절대습도만 증가)은 가습, ② 5 → 2(건구온도만 감소)는 현열냉각, ④ 5 → 4(온도 상승·절대습도 감소)는 가열감습(화학적 감습 등)이다.

14번

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·온풍을 실내로 보내므로 열손실(보온·보냉)을 막고 냉방 시 덕트 표면 결로(방로)를 방지하기 위해 전체를 단열한다.
② 배기·④ 배연 덕트는 실내 공기를 버리므로 단열이 불필요하고, ③ 외기 덕트는 결로 우려가 있는 구간 등에만 부분적으로 단열한다.

15번

어느 건물 서편의 유리 면적이 40m²이다. 안쪽에 크림색의 베네시언 블라인드를 설치한 유리면으로부터 침입하는 열량(kW)은 얼마인가? (단, 외기 33℃, 실내공기 27℃, 유리는 1중이며, 유리의 열통과율은 5.9W/(m²·℃), 유리창의 복사량(Igr)은 608W/m², 차폐계수는 0.56이다.)

1. 15.0

2. 13.6

3. 3.6

4. 1.4

정답 1번

해설. ① 유리창 침입열 = 온도차에 의한 관류열 + 일사에 의한 복사열 이다.
풀이: 관류 q₁ = K·A·Δt = 5.9 × 40 × (33 − 27) = 1,416W
일사 q₂ = Igr·A·SC = 608 × 40 × 0.56 = 13,619W
q = 1,416 + 13,619 = 15,035W ≒ 15.0kW

16번

T.A.B 수행을 위한 계측기기의 측정위치로 가장 적절하지 않은 것은?

1. 온도 측정 위치는 증발기 및 응축기의 입·출구에서 최대한 가까운 곳으로 한다.

2. 유량 측정 위치는 펌프의 출구에서 가장 가까운 곳으로 한다.

3. 압력 측정 위치는 입·출구에 설치된 압력계용 탭에서 한다.

4. 배기가스 온도 측정 위치는 연소기의 온도계 설치 위치 또는 시료 채취 출구를 이용한다.

정답 2번

해설. ② 유량은 흐름이 안정된 곳, 즉 펌프·밸브·엘보 등에서 충분히 떨어진 직관부(상류·하류 직관 길이 확보)에서 측정해야 한다. 펌프 출구 바로 옆은 난류가 심해 측정 오차가 크다.
① 온도는 증발기·응축기 입·출구에 가깝게, ③ 압력은 입·출구 압력계용 탭에서, ④ 배기가스 온도는 연소기 온도계 설치 위치나 시료 채취구를 이용한다.

17번

난방부하가 7559.5W인 어떤 방에 대해 온수난방을 하고자 한다. 방열기의 상당방열면적(m²)은 얼마인가? (단, 방열량은 표준방열량으로 한다.)

1. 6.7

2. 8.4

3. 10.2

4. 14.4

정답 4번

해설. ④ 상당방열면적 EDR = 난방부하/표준방열량 이며, 온수난방의 표준방열량은 523W/m²(증기는 756W/m²)이다.
풀이: EDR = 7559.5/523 ≒ 14.45 → 약 14.4m²

18번

에어와셔 내에서 물을 가열하지도 냉각하지도 않고 연속적으로 순환 분무시키면서 공기를 통과시켰을 때 공기의 상태변화는 어떻게 되는가?

1. 건구온도는 높아지고, 습구온도는 낮아진다.

2. 절대온도는 높아지고, 습구온도는 높아진다.

3. 상대습도는 높아지고, 건구온도는 낮아진다.

4. 건구온도는 높아지고, 상대습도는 낮아진다.

정답 3번

해설. ③ 물을 가열·냉각하지 않고 순환 분무하면 수온이 입구 공기의 습구온도에 수렴하여 단열가습(단열포화)이 된다. 습구온도(≒엔탈피)는 일정하고, 건구온도는 낮아지며 절대습도·상대습도는 높아진다.
①④ 건구온도는 높아지지 않으며, ② 습구온도는 변하지 않는다.

19번

크기에 비해 전열면적이 크므로 증기발생이 빠르고, 열효율도 좋지만 내부청소가 곤란하므로 양질의 보일러 수를 사용할 필요가 있는 보일러는?

1. 입형 보일러

2. 주철제 보일러

3. 노통 보일러

4. 연관 보일러

정답 4번

해설. ④ 연관 보일러는 원통 안에 많은 연관을 두어 크기에 비해 전열면적이 커서 증기 발생이 빠르고 효율이 좋지만, 연관 사이가 좁아 내부 청소가 어려우므로 양질의 급수가 필요하다.
① 입형 보일러는 소형·저효율, ② 주철제 보일러는 섹션 조합식으로 저압용, ③ 노통 보일러는 전열면적이 작아 증기 발생이 느리다.

20번

온수난방과 비교하여 증기난방에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 예열시간이 짧다.

2. 실내온도의 조절이 용이하다.

3. 방열기 표면의 온도가 낮아 쾌적한 느낌을 준다.

4. 실내에서 상하온도차가 작으며, 방열량의 제어가 다른 난방에 비해 쉽다.

정답 1번

해설. ① 증기난방은 열용량이 작아 온수난방보다 예열시간이 짧다.
② 증기는 방열량 조절이 어려워 실내온도 조절이 곤란하고, ③ 방열기 표면온도가 높아 쾌적성이 떨어지며, ④ 상하 온도차가 크고 방열량 제어가 어렵다. ②③④는 모두 온수난방의 특징이다.

21번

공기압축기에서 입구 공기의 온도와 압력은 각각 27℃, 100kPa이고, 체적유량은 0.01m³/s이다. 출구에서 압력이 400kPa이고, 이 압축기의 등엔트로피 효율이 0.8일 때, 압축기의 소요 동력(kW)은 얼마인가? (단, 공기의 정압비열과 기체상수는 각각 1kJ/(kg·K), 0.287kJ/(kg·K)이고, 비열비는 1.4이다.)

1. 0.9

2. 1.7

3. 2.1

4. 3.8

정답 3번

해설. ③ 실제 동력 = 등엔트로피 동력/효율 이다.
풀이: ṁ = PV/(RT) = 100 × 0.01/(0.287 × 300.15) = 0.01161kg/s
T₂ₛ = 300.15 × 4^(0.4/1.4) = 300.15 × 1.486 ≒ 446.0K
Wₛ = 0.01161 × 1 × (446.0 − 300.15) = 1.693kW
W = 1.693/0.8 ≒ 2.1kW

22번

다음은 2단압축 1단팽창 냉동장치의 중간냉각기를 나타낸 것이다. 각 부에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. a의 냉매관은 저단압축기에서 중간냉각기로 냉매가 유입되는 배관이다.

2. b는 제1(중간냉각기 앞)팽창밸브이다.

3. d부분의 냉매증기온도는 a부분의 냉매 증기온도보다 낮다.

4. a와 c의 냉매 순환량은 같다.

정답 4번

해설. ④ a는 저단 압축기 토출가스(저단측 냉매량)가 들어오는 관이고, c는 응축기에서 온 고압 액(고단측 냉매량)이다. 고단측에는 저단 냉매에 중간냉각용으로 증발한 냉매가 더해지므로 a와 c의 순환량은 같지 않다(c > a).
① a는 저단 압축기에서 오는 관, ② b는 중간냉각기용 제1팽창밸브, ③ d는 중간압력의 포화증기로 과열된 저단 토출가스(a)보다 온도가 낮다.

23번

흡수식 냉동기의 냉매와 흡수제 조합으로 가장 적절한 것은?

1. 물(냉매) - 프레온(흡수제)

2. 암모니아(냉매) - 물(흡수제)

3. 메틸아민(냉매) - 황산(흡수제)

4. 물(냉매) - 디메틸에테르(흡수제)

정답 2번

해설. ② 흡수식 냉동기의 대표적인 냉매-흡수제 조합은 암모니아(냉매)-물(흡수제)과 물(냉매)-리튬브로마이드(흡수제)이다.
① 프레온은 흡수제로 쓰지 않고, ③ 메틸아민-황산, ④ 물-디메틸에테르는 실용 조합이 아니다.

24번

견고한 밀폐 용기 안에 공기가 압력 100kPa, 체적 1m³, 온도 20℃ 상태로 있다. 이 용기를 가열하여 압력이 150kPa이 되었다. 최종상태의 온도와 가열량은 각각 얼마인가? (단, 공기는 이상기체이며, 공기의 정적비열은 0.717kJ/(kg·K), 기체상수는 0.287kJ/(kg·K)이다.)

1. 303.2K, 117.8kJ

2. 303.2K, 124.9kJ

3. 439.7K, 117.8kJ

4. 439.7K, 124.9kJ

정답 4번

해설. ④ 정적과정이므로 T₂ = T₁(P₂/P₁), 가열량 Q = mCᵥ(T₂ − T₁) 이다.
풀이: T₂ = 293.15 × 150/100 = 439.7K
m = P₁V/(RT₁) = 100 × 1/(0.287 × 293.15) = 1.189kg
Q = 1.189 × 0.717 × (439.7 − 293.15) ≒ 124.9kJ

25번

밀폐계에서 기체의 압력이 500kPa로 일정하게 유지되면서 체적이 0.2m³에서 0.7m³로 팽창하였다. 이 과정 동안에 내부에너지의 증가가 60kJ이라면 계가 한 일(kJ)은 얼마인가?

1. 450

2. 310

3. 250

4. 150

정답 3번

해설. ③ 정압과정에서 계가 한 일은 W = P(V₂ − V₁) 로 내부에너지 변화와 관계없다(내부에너지 증가는 가열량 계산에 쓰인다).
풀이: W = 500 × (0.7 − 0.2) = 250kJ
(가열량은 Q = ΔU + W = 60 + 250 = 310kJ)

26번

이상기체가 등온과정으로 부피가 2배로 팽창할 때 한 일이 W₁이다. 이 이상기체가 같은 초기조건 하에서 폴리트로픽과정(n = 2)으로 부피가 2배로 팽창할 때 W₁ 대비 한 일은 얼마인가?

1. (1/(2 ln 2)) × W₁

2. (2/ln 2) × W₁

3. (ln 2/2) × W₁

4. 2 ln 2 × W₁

정답 1번

해설. ① 등온 W₁ = P₁V₁ln(V₂/V₁) = P₁V₁ln 2, 폴리트로픽 W = P₁V₁{1 − (V₁/V₂)^(n−1)}/(n − 1) 이다.
풀이: W = P₁V₁(1 − (1/2)¹)/(2 − 1) = 0.5P₁V₁
W/W₁ = 0.5/ln 2 = 1/(2 ln 2) → W = (1/(2 ln 2)) × W₁

27번

증발기에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 냉각실 온도가 일정한 경우, 냉각실 온도와 증발기내 냉매 증발온도의 차이가 작을수록 압축기 효율은 좋다.

2. 동일조건에서 건식 증발기는 만액식 증발기에 비해 충전 냉매량이 적다.

3. 일반적으로 건식 증발기 입구에서의 냉매의 증기가 액냉매에 섞여있고, 출구에서 냉매는 과열도를 갖는다.

4. 만액식 증발기에서는 증발기 내부에 윤활유가 고일 염려가 없어 윤활유를 압축기로 보내는 장치가 필요하지 않다.

정답 4번

해설. ④ 만액식 증발기는 증발기 안에 액냉매가 많이 고여 있어 윤활유가 쌓이기 쉬우므로 유회수(오일 회수) 장치가 필요하다.
① 냉각실과 증발온도 차가 작을수록 증발압력이 높아 효율이 좋고, ② 건식은 충전 냉매량이 적으며, ③ 건식 입구는 액·증기 혼합, 출구는 과열증기이다.

28번

다음 중 압력 값이 다른 것은?

1. 1 mAq

2. 73.56 mmHg

3. 980.665 Pa

4. 0.98N/cm²

정답 3번

해설. ③ 980.665Pa는 약 0.98kPa로, 나머지 셋(약 9.8kPa)의 1/10이다.
① 1mAq = 1000 × 9.80665 × 1 = 9806.65Pa
② 73.56mmHg = 73.56 × 133.32 ≒ 9807Pa
④ 0.98N/cm² = 0.98 × 10⁴N/m² = 9800Pa

29번

냉동기에서 고압의 액체냉매와 저압의 흡입증기를 서로 열교환 시키는 열교환기의 주된 설치 목적은?

1. 압축기 흡입증기 과열도를 낮추어 압축 효율을 높이기 위함

2. 일종의 재생 사이클을 만들기 위함

3. 냉매액을 과냉시켜 플래시 가스 발생을 억제하기 위함

4. 이원냉동 사이클에서의 캐스케이드 응축기를 만들기 위함

정답 3번

해설. ③ 액-가스 열교환기는 응축기에서 나온 고압 액냉매를 저압 흡입가스로 식혀(과냉각) 액관에서 플래시가스가 생기는 것을 막고, 동시에 흡입가스를 과열시켜 압축기로의 액백(liquid back)을 방지한다.
① 흡입가스 과열도는 오히려 높아지고, ② 재생사이클이나 ④ 이원 냉동의 캐스케이드 응축기와는 목적이 다르다.

30번

피스톤-실린더 시스템에 100kPa의 압력을 갖는 1kg의 공기가 들어있다. 초기 체적은 0.5m³이고, 이 시스템에 온도가 일정한 상태에서 열을 가하여 부피가 1.0m³이 되었다. 이 과정 중 시스템에 가해진 열량(kJ)은 얼마인가?

1. 30.7

2. 34.7

3. 44.8

4. 50.0

정답 2번

해설. ② 등온과정은 ΔU = 0 이므로 가해진 열량 = 한 일 = P₁V₁ln(V₂/V₁) 이다.
풀이: Q = 100 × 0.5 × ln(1.0/0.5) = 50 × 0.693 ≒ 34.7kJ

31번

다음 조건을 이용하여 응축기 설계 시 1RT(3.86kW)당 응축면적(m²)은 얼마인가? (단, 온도차는 산술평균온도차를 적용한다.)
- 방열계수: 1.3
- 응축온도: 35℃
- 냉각수 입구온도: 28℃
- 냉각수 출구온도: 32℃
- 열통과율: 1.05kW/(m²·℃)

1. 1.25

2. 0.96

3. 0.74

4. 0.45

정답 2번

해설. ② 응축부하 = 냉동능력 × 방열계수, 면적 A = Q/(K·Δtₘ) 이다.
풀이: Q = 3.86 × 1.3 = 5.018kW
Δtₘ = 35 − (28 + 32)/2 = 5℃
A = 5.018/(1.05 × 5) ≒ 0.96m²

32번

역카르노 사이클로 300K와 240K 사이에서 작동하고 있는 냉동기가 있다. 이 냉동기의 성능계수는 얼마인가?

1. 3

2. 4

3. 5

4. 6

정답 2번

해설. ② 역카르노 냉동기의 성능계수 COP = Tₗ/(Tₕ − Tₗ) 이다.
풀이: COP = 240/(300 − 240) = 240/60 = 4
(같은 온도의 열펌프라면 COP = 300/60 = 5 이다.)

33번

체적 2500L인 탱크에 압력 294kPa, 온도 10℃의 공기가 들어 있다. 이 공기를 80℃까지 가열하는데 필요한 열량(kJ)은 얼마인가? (단, 공기의 기체상수는 0.287 kJ/(kg·K), 정적비열은 0.717 kJ/(kg·K) 이다.)

1. 408

2. 432

3. 454

4. 469

정답 3번

해설. ③ 밀폐 탱크이므로 정적가열 Q = mCᵥΔT 이다.
풀이: V = 2500L = 2.5m³
m = PV/(RT) = 294 × 2.5/(0.287 × 283.15) ≒ 9.045kg
Q = 9.045 × 0.717 × (80 − 10) ≒ 454kJ

34번

다음 그림은 냉동사이클을 압력-엔탈피(P-h) 선도에서 나타낸 것이다. 다음 설명 중 옳은 것은?

1. 냉동사이클이 1-2-3-4-1에서 1-B-C-4-1로 변하는 경우 냉매 1kg당 압축일의 증가는 (hB − h₁)이다.

2. 냉동사이클이 1-2-3-4-1에서 1-B-C-4-1로 변하는 경우 성적계수는 [(h₁ − h₄)/(h₂ − h₁)]에서 [(h₁ − h₄)/(hB − h₁)]로 된다.

3. 냉동사이클이 1-2-3-4-1에서 A-2-3-D-A로 변하는 경우 증발압력이 P₁에서 Pₐ로 낮아져 압축비는 (P₂/P₁)에서 (P₁/Pₐ)로 된다.

4. 냉동사이클이 1-2-3-4-1에서 A-2-3-D-A로 변하는 경우 냉동효과는 (h₁ − h₄)에서 (hₐ − h₄)로 감소하지만, 압축기 흡입증기의 비체적은 변하지 않는다.

정답 2번

해설. ② 응축압력이 P₂에서 PB로 높아져도 증발 조건(1)과 팽창 전 엔탈피(h₄ = hD, 그림에서 C·3·4가 같은 엔탈피선)가 같으므로 냉동효과는 h₁ − h₄ 그대로이고 압축일만 hB − h₁ 이 된다. 따라서 COP는 (h₁ − h₄)/(hB − h₁)로 된다.
① 압축일 증가분은 hB − h₂, ③ 압축비는 P₂/PA, ④ 증발압력이 낮아지면 흡입증기 비체적은 커진다.

35번

다음 중 증발기 내 압력을 일정하게 유지하기 위해 설치하는 팽창장치는?

1. 모세관

2. 정압식 자동 팽창밸브

3. 플로트식 팽창밸브

4. 수동식 팽창밸브

정답 2번

해설. ② 정압식 자동팽창밸브(AEV)는 증발압력을 감지해 증발기 내 압력이 일정하게 유지되도록 냉매 유량을 조절한다.
① 모세관은 고정 교축으로 조절 기능이 없고, ③ 플로트식은 액면을 일정하게, ④ 수동식은 사람이 개도를 조절한다.

36번

외기온도 −5℃, 실내온도 18℃, 실내습도 70%일 때, 벽 내면에서 결로가 생기지 않도록 하기 위해서는 내·외기 대류와 벽의 전도를 포함하여 전체 벽의 열통과율(W/(m²·K))은 얼마 이하이어야 하는가? (단, 실내공기 18℃, 70%일 때 노점온도는 12.5℃이며, 벽의 내면 열전달률은 7W/(m²·K)이다.)

1. 1.91

2. 1.83

3. 1.76

4. 1.67

정답 4번

해설. ④ 벽 내표면 온도가 노점온도 이상이어야 한다. 정상상태에서 K(tᵢ − tₒ) = αᵢ(tᵢ − tₛ) 이다.
풀이: K = αᵢ(tᵢ − tₛ)/(tᵢ − tₒ) = 7 × (18 − 12.5)/(18 − (−5))
= 38.5/23 ≒ 1.67W/(m²·K) 이하

37번

다음 이상기체에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 이상기체의 내부에너지는 압력이 높아지면 증가한다.

2. 이상기체의 내부에너지는 온도만의 함수이다.

3. 이상기체의 내부에너지는 항상 일정하다.

4. 이상기체의 내부에너지는 온도와 무관하다.

정답 2번

해설. ② 이상기체의 내부에너지(와 엔탈피)는 온도만의 함수이다(줄의 법칙, dU = mCᵥdT).
① 압력과 무관하고, ③ 온도가 변하면 내부에너지도 변하며, ④ 온도와 직접 관계된다.

38번

다음 중 냉매를 사용하지 않는 냉동장치는?

1. 열전 냉동장치

2. 흡수식 냉동장치

3. 교축팽창식 냉동장치

4. 증기압축식 냉동장치

정답 1번

해설. ① 열전 냉동장치는 서로 다른 두 금속(반도체)에 직류를 흘리면 접합부에서 흡열·발열이 일어나는 펠티에 효과를 이용하므로 냉매가 필요 없다.
② 흡수식(물·암모니아), ③ 교축팽창식, ④ 증기압축식은 모두 냉매의 상변화·팽창을 이용한다.

39번

냉동장치의 냉동능력이 38.8kW, 소요동력이 10kW 이었다. 이 때 응축기 냉각수의 입·출구 온도차가 6℃, 응축온도와 냉각수 온도와의 평균온도차가 8℃ 일 때, 수냉식 응축기의 냉각수량(L/min)은 얼마인가? (단, 물의 정압비열은 4.2 kJ/(kg·℃)이다.)

1. 126.1

2. 116.2

3. 97.1

4. 87.1

정답 2번

해설. ② 응축기 방열량 = 냉동능력 + 압축기 소요동력 이고, 냉각수량 = Q/(c·Δt) 이다.
풀이: Q = 38.8 + 10 = 48.8kW
ṁ = 48.8/(4.2 × 6) = 1.937kg/s
1.937 × 60 ≒ 116.2L/min
(평균온도차 8℃는 전열면적 계산용이다.)

40번

열과 일에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 열역학적 과정에서 열과 일은 모두 경로에 무관한 상태함수로 나타낸다.

2. 일과 열의 단위는 대표적으로 Watt(W)를 사용한다.

3. 열역학 제1법칙은 열과 일의 방향성을 제시한다.

4. 한 사이클 과정을 지나 원래 상태로 돌아왔을 때 시스템에 가해진 전체 열량은 시스템이 수행한 전체 일의 양과 같다.

정답 4번

해설. ④ 사이클을 거쳐 원래 상태로 돌아오면 ∮dU = 0 이므로 제1법칙에서 ∮δQ = ∮δW, 즉 가해진 전체 열량과 수행한 전체 일은 같다.
① 열과 일은 경로에 따라 달라지는 경로함수이고, ② 열·일의 단위는 J(W는 일률)이며, ③ 방향성을 제시하는 것은 제2법칙이다.

41번

산업안전보건법령상 냉동·냉장 창고시설 건설공사에 대한 유해위험방지계획서를 제출해야 하는 대상시설의 연면적 기준은 얼마인가?

1. 3천제곱미터 이상

2. 4천제곱미터 이상

3. 5천제곱미터 이상

4. 6천제곱미터 이상

정답 3번

해설. ③ 산업안전보건법 시행령 제42조(유해위험방지계획서 제출 대상)에 따라 연면적 5천제곱미터 이상인 냉동·냉장 창고시설의 건설·개조·해체 공사와, 연면적 5천제곱미터 이상인 냉동·냉장 창고시설의 설비공사 및 단열공사가 제출 대상이다.
3천·4천·6천제곱미터는 법령 기준이 아니다.

42번

기계설비법령에 따른 기계설비의 착공 전 확인과 사용 전 검사의 대상 건축물 또는 시설물에 해당하지 않는 것은?

1. 연면적 1만 제곱미터 이상인 건축물

2. 목욕장으로 사용되는 바닥면적 합계가 500제곱미터 이상인 건축물

3. 기숙사로 사용되는 바닥면적 합계가 1천제곱미터 이상인 건축물

4. 판매시설로 사용되는 바닥면적 합계가 3천제곱미터 이상인 건축물

정답 3번

해설. ③ 기계설비법 시행령 별표 5에 따라 기숙사·의료시설·유스호스텔·숙박시설은 해당 용도 바닥면적 합계가 2천제곱미터 이상일 때 착공 전 확인·사용 전 검사 대상이다. 1천제곱미터는 대상이 아니다.
① 연면적 1만제곱미터 이상 건축물(창고시설 제외), ② 목욕장 500제곱미터 이상, ④ 판매시설·연구소·업무시설 3천제곱미터 이상은 대상이다.

43번

고압가스 안전관리법령에 따라 "냉매로 사용되는 가스 등 대통령령으로 정하는 종류의 고압가스"는 품질기준으로 고시하여야 하는데, 목적 또는 용량에 따라 고압가스에서 제외될 수 있다. 이러한 제외 기준에 해당되는 경우로 모두 고른 것은?
가. 수출용으로 판매 또는 인도되거나 판매 또는 인도될 목적으로 저장·운송 또는 보관되는 고압가스
나. 시험용 또는 연구개발용으로 판매 또는 인도되거나 판매 또는 인도될 목적으로 저장·운송 또는 보관되는 고압가스(해당 고압가스를 직접 시험하거나 연구개발하는 경우만 해당한다)
다. 1회 수입되는 양이 400킬로그램 이하인 고압가스

1. 가, 나

2. 가, 다

3. 나, 다

4. 가, 나, 다

정답 1번

해설. ① 고압가스 안전관리법 시행령 제15조의3 단서에 따라 품질유지 대상에서 제외되는 고압가스는 가. 수출용, 나. 시험·연구개발용(직접 시험·연구개발하는 경우), 그리고 1회 수입되는 양이 40킬로그램 이하인 고압가스이다.
다는 400킬로그램으로 법정 기준(40킬로그램)보다 10배 많아 제외 기준에 해당하지 않는다.

44번

고압가스 안전관리법령에 따라 일체형 냉동기의 조건으로 틀린 것은?

1. 냉매설비 및 압축기용 원동기가 하나의 프레임 위에 일체로 조립된 것

2. 냉동설비를 사용할 때 스톱밸브 조작이 필요한 것

3. 응축기 유닛 및 증발유닛이 냉매배관으로 연결된 것으로 하루 냉동능력이 20톤 미만인 공조용 패키지에어콘

4. 사용장소에 분할 반입하는 경우에는 냉매설비에 용접 또는 절단을 수반하는 공사를 하지 않고 재조립하여 냉동제조용으로 사용할 수 있는 것

정답 2번

해설. ② 고압가스 안전관리법 시행규칙 별표 11에서 일체형 냉동기는 냉동설비를 사용할 때 스톱밸브 조작이 필요 없는 것이어야 한다. '조작이 필요한 것'은 틀렸다.
① 냉매설비와 압축기용 원동기가 하나의 프레임 위에 일체로 조립된 것, ③ 응축기 유닛과 증발 유닛이 냉매배관으로 연결된 하루 냉동능력 20톤 미만의 공조용 패키지에어콘, ④ 분할 반입 시 용접·절단 없이 재조립할 수 있는 것은 옳다.

45번

기계설비법령에 따라 기계설비성능점검업자는 기계설비성능점검업의 등록한 사항 중 대통령령으로 정하는 사항이 변경된 경우에는 변경등록을 하여야 한다. 만약 변경등록을 정해진 기간 내 못한 경우 1차 위반 시 받게 되는 행정처분 기준은?

1. 등록취소

2. 업무정지 2개월

3. 업무정지 1개월

4. 시정명령

정답 4번

해설. ④ 기계설비법 시행령 별표 8(기계설비성능점검업자 행정처분 기준)에서 법 제21조제2항에 따른 변경등록을 하지 않은 경우 1차 위반은 시정명령, 2차 업무정지 1개월, 3차 이상 업무정지 2개월이다.
변경등록은 변경된 날부터 30일 이내에 시·도지사에게 신청해야 한다(시행규칙 제12조).

46번

엘리베이터용 전동기의 필요 특성으로 틀린 것은?

1. 소음이 작아야 한다.

2. 기동 토크가 작아야 한다.

3. 회전부분의 관성모멘트가 작아야 한다.

4. 가속도의 변화비율이 일정 값이 되어야 한다.

정답 2번

해설. ② 엘리베이터는 정지 상태에서 사람·화물을 싣고 바로 올라가야 하므로 기동 토크가 커야 한다.
① 소음이 작고, ③ 가속·감속이 쉽도록 회전부 관성모멘트가 작으며, ④ 승차감을 위해 가속도 변화율이 일정해야 한다.

47번

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 전부하에서 토크가 같도록 그리면 직권전동기는 T ∝ I² 로 경부하 토크가 가장 작은 포물선(A), 분권전동기는 자속이 일정해 T ∝ I 인 직선(C), 가동복권은 그 사이(B), 차동복권은 부하가 늘수록 자속이 줄어 경부하 쪽에서 가장 위에 있는 곡선(D)이다.
②③④는 직권·분권·가동복권의 위치를 잘못 짝지었다.

48번

서보전동기는 서보기구의 제어계 중 어떤 기능을 담당하는가?

1. 조작부

2. 검출부

3. 제어부

4. 비교부

정답 1번

해설. ① 서보전동기는 제어기(조절부)의 신호를 받아 기계적 위치·속도를 바꾸는 구동장치이므로 조작부에 해당한다.
② 검출부는 제어량을 측정하는 센서(전위차계 등), ③ 제어부(조절부)는 동작신호를 연산, ④ 비교부는 목표값과 제어량을 비교하는 부분이다.

49번

그림과 같은 유접점 논리회로를 간단히 하면?

1. A의 b접점

2. A의 a접점

3. B의 a접점

4. B의 b접점

정답 2번

해설. ② 그림은 A의 a접점과 (A, B a접점의 병렬회로)가 직렬로 연결된 회로이다.
풀이: X = A·(A + B) = A·A + A·B = A + AB = A(1 + B) = A
따라서 A의 a접점 하나로 간단히 할 수 있다. ①④ b접점은 부정(NOT)이고, ③ B만으로는 원래 회로와 같지 않다.

50번

10kVA 의 단상 변압기 2대로 V결선하여 공급할 수 있는 최대 3상 전력은 약 몇 kVA 인가?

1. 20

2. 17.3

3. 10

4. 8.7

정답 2번

해설. ② V결선의 출력은 단상 변압기 1대 용량의 √3배이다.
풀이: Pᵥ = √3 × 10 = 17.3kVA
(Δ결선 3대 30kVA 대비 V결선 2대의 이용률은 √3/2 ≒ 0.866, 출력비는 √3/3 ≒ 0.577이다.)

51번

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 역률(cos θ)이 클수록 전압·전류의 위상차가 작아 유효전력의 비율이 커지고 무효전력은 작아진다.
① cos²θ + sin²θ = 1 이므로 역률 = √(1 − 무효율²), ② 역률은 피상전력 중 실제 일을 하는 유효전력의 비율, ④ 전압·전류 위상차의 코사인 값이므로 옳다.

52번

아날로그 신호로 이루어지는 정량적 제어로서 일정한 목표값과 출력값을 비교·검토하여 자동적으로 행하는 제어는?

1. 피드백 제어

2. 시퀀스 제어

3. 오픈루프 제어

4. 프로그램 제어

정답 1번

해설. ① 피드백 제어는 출력(제어량)을 검출해 목표값과 비교하고 그 차(편차)를 줄이도록 자동으로 정정하는 정량적(아날로그) 제어이다.
② 시퀀스 제어는 미리 정한 순서에 따른 정성적 제어, ③ 오픈루프 제어는 출력을 비교하지 않는 제어, ④ 프로그램 제어는 목표값이 정해진 계획에 따라 변하는 제어이다.

53번

G(s) = 2(s + 2)/(s² + 5s + 6)의 특성 방정식의 근은?

1. 2, 3

2. -2, -3

3. 2, -3

4. -2, 3

정답 2번

해설. ② 특성방정식은 전달함수 분모를 0으로 놓은 식이다.
풀이: s² + 5s + 6 = 0 → (s + 2)(s + 3) = 0 → s = −2, −3
(분자의 근 s = −2는 영점이다.)

54번

R = 8Ω, XL = 2Ω, XC = 8Ω의 직렬회로에 100V의 교류전압을 가할 때, 전압과 전류의 위상 관계로 옳은 것은?

1. 전류가 전압보다 약 37° 뒤진다.

2. 전류가 전압보다 약 37° 앞선다.

3. 전류가 전압보다 약 43° 뒤진다.

4. 전류가 전압보다 약 43° 앞선다.

정답 2번

해설. ② 합성 리액턴스 X = XL − XC = 2 − 8 = −6Ω 으로 용량성이므로 전류가 전압보다 앞선다.
풀이: θ = tan⁻¹(6/8) ≒ 36.9° → 약 37° 앞섬
(Z = √(8² + 6²) = 10Ω, I = 100/10 = 10A)

55번

역률이 80%이고, 유효전력이 80kW 일 때, 피상전력(kVA)은?

1. 100

2. 120

3. 160

4. 200

정답 1번

해설. ① 유효전력 P = 피상전력 × 역률 이므로 피상전력 = P/cos θ 이다.
풀이: Pₐ = 80/0.8 = 100kVA
(무효전력은 100 × 0.6 = 60kVar)

56번

직류전압, 직류전류, 교류전압 및 저항 등을 측정할 수 있는 계측기기는?

1. 검전기

2. 검상기

3. 메거

4. 회로시험기

정답 4번

해설. ④ 회로시험기(멀티테스터)는 직류전압·직류전류·교류전압·저항 등을 하나로 측정할 수 있는 계기이다.
① 검전기는 충전 여부 확인, ② 검상기는 3상 상회전 방향 확인, ③ 메거는 절연저항 측정용이다.

57번

자장 안에 놓여 있는 도선에 전류가 흐를 때 도선이 받는 힘은 F = BIℓsinθ(N)이다. 이것을 설명하는 법칙과 응용기기가 알맞게 짝지어진 것은?

1. 플레밍의 오른손법칙 - 발전기

2. 플레밍의 왼손법칙 - 전동기

3. 플레밍의 왼손법칙 - 발전기

4. 플레밍의 오른손법칙 – 전동기

정답 2번

해설. ② 자장 속 도체에 전류가 흐를 때 받는 힘(F = BIℓsin θ)의 방향은 플레밍의 왼손 법칙으로 나타내며, 이 힘을 이용하는 기기가 전동기이다.
① 오른손 법칙-발전기는 유도기전력에 관한 짝이고, ③④는 법칙과 기기가 잘못 짝지어졌다.

58번

다음의 논리식을 간단히 한 것은? (단, A′는 A의 부정(NOT)을 나타낸다.)
X = A′B′C + AB′C′ + AB′C

1. B′(A + C)

2. C(A + B′)

3. C′(A + B)

4. A′(B + C)

정답 1번

해설. ① 세 항 모두 B′를 가지므로 B′로 묶는다.
풀이: X = B′(A′C + AC′ + AC) = B′{A′C + A(C′ + C)} = B′(A′C + A)
A + A′C = A + C 이므로 X = B′(A + C)

59번

전압을 인가하여 전동기가 동작하고 있는 동안에 교류전류를 측정할 수 있는 계기는?

1. 후크 미터(클램프 메타)

2. 회로시험기

3. 절연저항계

4. 어스 테스터

정답 1번

해설. ① 후크 미터(클램프 미터)는 전선을 집게(철심)로 감싸기만 하면 전류를 측정하므로 회로를 끊지 않고 운전 중인 전동기의 교류전류를 잴 수 있다.
② 회로시험기로 전류를 재려면 회로를 끊고 직렬로 넣어야 하고, ③ 절연저항계는 정전 상태에서 절연저항, ④ 어스 테스터는 접지저항을 측정한다.

60번

그림과 같은 단자 1, 2 사이의 계전기접점회로 논리식은?

1. {(a+b)d+c}e

2. {(ab+c)d}+e

3. {(a+b)c+d}e

4. (ab+d)c+e

정답 3번

해설. ③ a와 b는 병렬(a + b)이고 여기에 c가 직렬이므로 (a + b)c, 이 경로가 d와 병렬이므로 (a + b)c + d, 끝으로 e가 직렬로 연결되어 X = {(a + b)c + d}e 이다.
①은 c와 d의 위치가 바뀌었고, ②④는 a·b를 직렬(ab)로 보거나 e를 병렬로 본 식이다.

61번

배수 배관이 막혔을 때 이것을 점검, 수리하기 위해 청소구를 설치하는데, 다음 중 설치 필요 장소로 적절하지 않은 곳은?

1. 배수 수평 주관과 배수 수평 분기관의 분기점에 설치

2. 배수관이 45° 이상의 각도로 방향을 전환하는 곳에 설치

3. 길이가 긴 수평 배수관인 경우 관경이 100A 이하일 때 5m 마다 설치

4. 배수 수직관의 제일 밑 부분에 설치

정답 3번

해설. ③ 기계설비 기술기준에 따라 청소구는 배수 수평관의 호칭지름이 100A 이하이면 15m 이내, 100A를 넘으면 30m마다 설치한다. 5m마다는 틀렸다.
① 배수 수평주관과 수평분기관의 분기점(기점), ② 45°를 넘는 각도로 방향을 바꾸는 곳, ④ 배수 수직관의 최하부는 청소구 설치 장소이다.

62번

증기와 응축수의 온도 차이를 이용하여 응축수를 배출하는 트랩은?

1. 버킷 트랩

2. 디스크 트랩

3. 벨로즈 트랩

4. 플로트 트랩

정답 3번

해설. ③ 벨로즈 트랩(열동식)은 벨로즈 속 휘발성 액체가 증기 온도에서 팽창해 밸브를 닫고, 응축수 온도에서 수축해 밸브를 여는, 증기와 응축수의 온도차를 이용한 트랩이다.
① 버킷·④ 플로트 트랩은 비중(부력) 차, ② 디스크 트랩은 증기와 응축수의 속도·압력(열역학적) 차를 이용한다.

63번

정압기의 종류 중 구조에 따라 분류할 때 아닌 것은?

1. 피셔식 정압기

2. 액셜 플로우식 정압기

3. 가스미터식 정압기

4. 레이놀드식 정압기

정답 3번

해설. ③ 도시가스 정압기는 구조에 따라 피셔식, 액셜 플로우식, 레이놀드식으로 나눈다. 가스미터식 정압기는 없다.
① 피셔식은 정특성·동특성이 좋고, ② 액셜 플로우식은 변칙 언로딩형으로 고차압에서도 특성이 좋으며, ④ 레이놀드식은 언로딩형으로 크기가 크다.

64번

슬리브 신축 이음쇠에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 신축량이 크고 신축으로 인한 응력이 생기지 않는다.

2. 직선으로 이음하므로 설치 공간이 루프형에 비하여 적다.

3. 배관에 곡선부가 있어도 파손이 되지 않는다.

4. 장시간 사용 시 패킹의 마모로 누수의 원인이 된다.

정답 3번

해설. ③ 슬리브형 신축 이음은 슬리브가 관 축 방향으로만 미끄러지므로 배관에 곡선부가 있어 휨·비틀림이 걸리면 파손될 수 있다.
① 신축량이 크고 응력이 생기지 않으며, ② 직선 설치로 루프형보다 공간이 적게 들고, ④ 오래 쓰면 패킹 마모로 누수가 생길 수 있다.

65번

간접 가열 급탕법과 가장 거리가 먼 장치는?

1. 증기 사일렌서

2. 저탕조

3. 보일러

4. 고가수조

정답 1번

해설. ① 증기 사일렌서는 저탕조 안에 증기를 직접 불어넣는 기수혼합식(직접가열식) 급탕에서 소음을 줄이는 장치로, 간접가열식과는 관계가 멀다.
간접가열식은 ③ 보일러의 증기·고온수를 ② 저탕조 안의 가열코일로 보내 물을 데우며, 보일러에 수압이 걸리지 않도록 ④ 고가수조로 급수한다.

66번

강관의 종류와 KS 규격 기호가 바르게 짝지어진 것은?

1. 배관용 탄소강관 : SPA

2. 저온배관용 탄소강관 : SPPT

3. 고압배관용 탄소강관 : SPTH

4. 압력배관용 탄소강관 : SPPS

정답 4번

해설. ④ 압력배관용 탄소강관의 KS 기호는 SPPS이다.
① 배관용 탄소강관은 SPP(SPA는 배관용 합금강관), ② 저온배관용 탄소강관은 SPLT(SPPT는 없음), ③ 고압배관용 탄소강관은 SPPH(SPHT는 고온배관용)이다.

67번

폴리에틸렌 배관의 접합방법이 아닌 것은?

1. 기볼트 접합

2. 용착 슬리브 접합

3. 인서트 접합

4. 테이퍼 접합

정답 1번

해설. ① 기볼트 접합은 석면시멘트관(에터니트관)을 슬리브·플랜지·고무링으로 잇는 방법으로 폴리에틸렌관 접합법이 아니다.
폴리에틸렌관은 ② 용착 슬리브 접합(열융착), ③ 인서트 접합, ④ 테이퍼 접합 등으로 잇는다.

68번

배관 접속 상태 표시 중 배관 A가 앞쪽으로 수직하게 구부러져 있음을 나타낸 것은?

1.

2.

3.

4.

정답 1번

해설. ① 관 끝에 그린 원 안의 점은 관이 도면에서 보는 사람 쪽(앞쪽)으로 수직하게 구부러져 나온 것을 나타낸다.
원 안에 점이 없는 ②③ 표시는 관이 도면 뒤쪽으로 구부러지거나 뒤쪽 관과 접속된 상태를 나타내고, ④ 선 위의 ×표는 앞쪽 수직 굽힘 표시가 아니다.

69번

증기보일러 배관에서 환수관의 일부가 파손된 경우 보일러 수의 유출로 안전수위 이하가 되어 보일러 수가 빈 상태로 되는 것을 방지하기 위해 하는 접속법은?

1. 하트포드 접속법

2. 리프트 접속법

3. 스위블 접속법

4. 슬리브 접속법

정답 1번

해설. ① 하트포드 접속법은 증기관과 환수관 사이에 균형관(밸런스관)을 두고 환수를 보일러 안전수위보다 약간 높은(표준수위 아래 약 50mm) 위치에 접속하여, 환수관이 파손되어도 보일러 수가 안전수위 이하로 빠져나가지 않게 하는 방법이다.
② 리프트 접속법은 진공환수식에서 환수를 끌어올리는 방법, ③ 스위블·④ 슬리브는 신축 이음이다.

70번

도시가스 입상배관의 관 지름이 20mm 일 때 움직이지 않도록 몇 m 마다 고정 장치를 부착해야 하는가?

1. 1m

2. 2m

3. 3m

4. 4m

정답 2번

해설. ② 도시가스사업법 시행규칙(가스사용시설 기준)에 따라 배관은 건축물에 고정 부착하되, 호칭지름 13mm 미만은 1m마다, 13mm 이상 33mm 미만은 2m마다, 33mm 이상은 3m마다 고정 장치를 설치한다.
관 지름 20mm는 13mm 이상 33mm 미만이므로 2m마다 고정한다.

71번

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 밸러스관을 달고, 하트포드 접속법을 사용한다.

정답 2번

해설. ② 진공환수식 증기주관은 증기와 응축수가 같은 방향으로 흐르도록 1/200~1/300 정도의 앞내림(선하향) 구배로 한다. 선상향 구배는 틀렸다.
① 분기 시 팽창을 흡수하도록 스위블 이음, ③ 주형방열기는 벽에서 50~60mm 띄우고, ④ 보일러 주변은 밸런스관을 단 하트포드 접속법을 쓴다.

72번

급수배관에서 수격현상을 방지하는 방법으로 가장 적절한 것은?

1. 도피관을 설치하여 옥상탱크에 연결한다.

2. 수압관을 갑자기 높인다.

3. 밸브나 수도꼭지를 갑자기 열고 닫는다.

4. 급폐쇄형 밸브 근처에 공기실을 설치한다.

정답 4번

해설. ④ 급폐쇄형 밸브(수전) 가까이에 공기실(에어챔버)이나 수격방지기를 설치하면 압력 상승을 공기의 압축으로 흡수하여 수격현상을 줄일 수 있다.
① 도피관은 팽창 압력 도피용이고, ② 수압을 갑자기 높이거나 ③ 밸브를 급히 여닫으면 오히려 수격현상이 생긴다.

73번

홈이 만들어진 관 또는 이음쇠에 고무링을 삽입하고 그 위에 하우징(housing)을 덮어 볼트와 너트로 죄는 이음방식은?

1. 그루브 이음

2. 그립 이음

3. 플레어 이음

4. 플랜지 이음

정답 1번

해설. ① 그루브(홈) 이음은 관 끝에 홈을 내고 고무링(개스킷)을 끼운 뒤 하우징(커플링)을 덮어 볼트·너트로 죄는 방식으로 시공이 빠르고 분해가 쉽다.
② 그립 이음은 그립링으로 관을 물리는 방식, ③ 플레어 이음은 동관 끝을 나팔 모양으로 넓혀 너트로 죄는 방식, ④ 플랜지 이음은 플랜지를 볼트로 체결하는 방식이다.

74번

90℃의 온수 2000kg/h을 필요로 하는 간접가열식 급탕탱크에서 가열관의 표면적(m²)은 얼마인가? (단, 급수의 온도 10℃, 급수의 비열은 4.2kJ/(kg·K), 가열관으로 사용할 동관의 전열량은 1.28kW/(m²·℃), 증기의 온도는 110℃이며 전열효율은 80%이다.)

1. 2.92

2. 3.03

3. 3.72

4. 4.07

정답 2번

해설. ② 가열량을 전열효율로 나눈 뒤 A = Q/(K·Δt) 로 구한다(Δt: 증기온도 − 급수·급탕 평균온도).
풀이: Q = 2000 × 4.2 × (90 − 10)/3600 = 186.7kW
Q/0.8 = 233.3kW
Δt = 110 − (90 + 10)/2 = 60℃
A = 233.3/(1.28 × 60) ≒ 3.03m²

75번

급수배관에서 크로스 커넥션을 방지하기 위하여 설치하는 기구는?

1. 체크밸브

2. 워터햄머 어레스터

3. 신축이음

4. 버큠브레이커

정답 4번

해설. ④ 버큠브레이커(진공 차단기)는 급수관 내가 부압이 될 때 공기를 넣어 오염된 물이 급수관으로 역사이펀 작용으로 빨려 들어오는 것(크로스 커넥션 오염)을 막는다.
① 체크밸브는 일반 역류 방지, ② 워터해머 어레스터는 수격 방지, ③ 신축이음은 열팽창 흡수용이다.

76번

아래 강관 표시방법 중 "S − H"의 의미로 옳은 것은?
SPPS − S − H − 1965, 11 − 100A × SCH40 × 6

1. 강관의 종류

2. 제조회사명

3. 제조방법

4. 제품표시

정답 3번

해설. ③ 강관 표시에서 SPPS는 관의 종류(압력배관용 탄소강관), S − H는 제조방법(이음매 없는 열간가공관), 1965·11은 제조연월, 100A는 호칭지름, SCH40은 스케줄 번호, 6은 길이(m)이다.
① 관의 종류는 SPPS, ②④ 제조회사명·제품표시는 S − H가 아니다.

77번

냉풍 또는 온풍을 만들어 각 실로 송풍하는 공기조화 장치의 구성 순서로 옳은 것은?

1. 공기여과기 → 공기가열기 → 공기가습기 → 공기냉각기

2. 공기가열기 → 공기여과기 → 공기냉각기 → 공기가습기

3. 공기여과기 → 공기가습기 → 공기가열기 → 공기냉각기

4. 공기여과기 → 공기냉각기 → 공기가열기 → 공기가습기

정답 4번

해설. ④ 공조기는 먼저 공기여과기로 먼지를 거른 뒤 공기냉각기(냉방·감습) → 공기가열기(난방·재열) → 공기가습기 순으로 구성한다. 가습기는 가열된 공기에 수분을 공급해야 흡수가 잘 되므로 가열기 뒤에 둔다.
①②③은 여과기 위치나 냉각기·가열기·가습기 순서가 틀렸다.

78번

롤러 서포트를 사용하여 배관을 지지하는 주된 이유는?

1. 신축 허용

2. 부식 방지

3. 진동 방지

4. 해체 용이

정답 1번

해설. ① 롤러 서포트는 배관을 롤러 위에 얹어 관이 축 방향으로 자유롭게 움직이도록 지지하므로 열팽창에 의한 신축을 허용하는 것이 주된 목적이다.
② 부식 방지, ③ 진동 방지(방진기·브레이스), ④ 해체 용이(유니언·플랜지)와는 관계가 멀다.

79번

배관의 끝을 막을 때 사용하는 이음쇠는?

1. 유니언

2. 니플

3. 플러그

4. 소켓

정답 3번

해설. ③ 플러그는 관 이음쇠(엘보·티 등)의 암나사 쪽 끝을 막는 이음쇠이다(수나사 관 끝은 캡으로 막는다).
① 유니언은 관을 분해·조립하는 이음, ② 니플은 짧은 관의 양쪽 수나사 이음, ④ 소켓은 같은 지름의 관을 직선으로 잇는 이음이다.

80번

다음 보온재 중 안전사용온도가 가장 낮은 것은?

1. 규조토

2. 암면

3. 펄라이트

4. 발포 폴리스티렌

정답 4번

해설. ④ 발포 폴리스티렌은 유기질 보온재로 안전사용온도가 약 70~80℃ 이하로 가장 낮아 주로 보냉용으로 쓴다.
① 규조토 약 500℃, ② 암면 약 400~600℃, ③ 펄라이트 약 650℃까지 쓰는 무기질 고온용 보온재이다.

공조냉동기계기사 필기 2022년 2회 기출문제

에너지관리

공조냉동설계

시운전 및 안전관리

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