[공조냉동기계산업기사 필기] 19년 1회차 시험지 PDF 다운로드

[공조냉동기계산업기사 필기] 19년 1회차
공조냉동기계산업기사 필기 기출문제

19년 1회차

총 80문항 · 객관식 · A4 약 1장

1 / 1
A4정답 포함
공조냉동기계산업기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

19년 1회차

80문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
원심송풍기에서 사용되는 풍량제어 방법 중 풍량과 소요동력 과의 관계에서 가장 효과적인 제어방법은?
1회전수제어
2베인제어
3댐퍼제어
4스크롤 댐퍼 제어
정답 및 해설

원심송풍기의 풍량제어는 댐퍼제어, 베인제어, 회전수제어 순으로 동력 절감 효과가 커진다. 회전수제어는 상사법칙에 따라 축동력이 회전수의 3승에 비례하므로 LN3\mathrm{L}\propto \mathrm{N}^{3}, 풍량을 줄일 때 소요동력이 가장 크게 감소한다. 댐퍼제어는 유로 저항만 키워 풍량을 줄이므로 동력은 거의 줄지 않아 가장 비효율적이다.

문제 2
다음 중 제올라이트(zeolite)를 이용한 제습방법은 어느것인가?
1냉각식
2흡착식
3흡수식
4압축식
정답 및 해설

제올라이트, 실리카겔, 활성알루미나는 표면 세공에 수분을 붙잡는 고체 흡착제이므로 흡착식 제습에 해당한다. 흡수식은 염화리튬 수용액 등 액체 흡수제가 수분과 화학적으로 결합하는 방식이고, 냉각식은 노점 이하로 냉각해 결로시키는 방식이다.

문제 3
습공기선도상에 나타나 있지 않은 것은?
1상대습도
2건구온도
3절대습도
4포화도
정답 및 해설

습공기선도에는 건구온도, 습구온도, 노점온도, 절대습도, 상대습도, 엔탈피, 비체적이 눈금이나 곡선으로 표시된다. 포화도(비교습도)는 같은 온도의 포화절대습도에 대한 절대습도의 비 xxs\dfrac{x}{x_{s}}로 계산해서 얻는 값이므로 선도상에 직접 나타나 있지 않다.

문제 4
난방부하는 어떤 기기의 용량을 결정하는데 기초가 되는가?
1공조장치의 공기냉각기
2공조장치의 공기가열기
3공조장치의 수액기
4열원설비의 냉각탑
정답 및 해설

난방부하는 실내를 설계온도로 유지하기 위해 공급해야 할 가열량이므로 공기를 데우는 기기, 즉 공조장치의 공기가열기(및 이에 열을 공급하는 보일러) 용량 산정의 기초가 된다. 공기냉각기와 냉각탑은 냉방부하로 용량을 정한다.

문제 5
난방방식과 열매체의 연결이 틀린것은?
1개별 스토브 - 공기
2온풍 난방 - 공기
3가열 코일 난방 – 공기
4저온 복사 난방 - 공기
정답 및 해설

저온 복사난방은 바닥이나 천장 패널에 온수를 순환시켜 패널 표면에서 복사열을 방출하는 방식이므로 열매체는 온수(또는 증기)다. 개별 스토브, 온풍난방, 가열코일 난방은 모두 데워진 공기가 실내로 열을 나른다.

문제 6
기류 및 주위벽면에서의 복사열은 무시하고 온도와 습도만으로 쾌적도를 나타내는 지표를 무엇이라 하는가?
1퀘적 건강지표
2불쾌지수
3유효온도지수
4청정지표
정답 및 해설

불쾌지수(DI)는 건구온도와 습구온도, 즉 온도와 습도만으로 산출하는 지표로 기류와 주위 벽면의 복사열은 고려하지 않는다. 유효온도지수(ET)는 온도, 습도에 기류까지 포함하고, 수정유효온도(CET)는 복사열까지 반영한다.

문제 7
실내 냉방 부하 중에서 현열부하 2500 kcal/h, 잠열부하 500 kcal/h 일 때 현열비는?
10.2
20.83
31
41.2
정답 및 해설

현열비(SHF)는 전열부하에 대한 현열부하의 비다. SHF=qsqs+qL=25002500+500=0.833\mathrm{SHF}=\dfrac{q_{s}}{q_{s}+q_{L}}=\dfrac{2500}{2500+500}=0.833이므로 약 0.83이다.

문제 8
극간풍의 풍량을 계산하는 방법으로 틀린것은?
1환기 횟수에 의한 방법
2극간 길이에 의한 방법
3창 면적에 의한 방법
4재실인원수에 의한 방법
정답 및 해설

극간풍(틈새바람) 풍량은 환기횟수법, 극간(창 새시) 길이법, 창 면적법, 풍속법으로 구한다. 재실인원수는 필요 외기도입량(환기량)을 정하는 기준이지 틈새로 새어 드는 공기량을 산정하는 방법이 아니다.

문제 9
그림에서 공기조화기를 통과하는 유입공기가 냉각코일을 지날 때의 상태를 나타낸 것은?
1OA
2OB
3OC
4OD
정답 및 해설

냉각코일을 지나는 공기는 건구온도가 내려가고, 코일 표면온도가 노점 이하이면 수분이 응축되어 절대습도도 함께 내려간다. 습공기선도에서 이는 상태점 O에서 왼쪽 아래로 향하는 냉각감습 과정, 즉 OB이다. 수직 아래로 내려가는 OA는 온도 변화 없이 습도만 줄이는 감습, 오른쪽 위로 향하는 OC는 가열가습에 해당한다.

문제 10
복사난방의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?
1외기온도 변화에 따라 실내의 온도 및 습도조절이 쉽다
2방열기가 불필요하므로 가구배치가 용이하다
3실내의 온도분포가 균등하다
4복사열에 의한 난방이므로 쾌감도가 크다
정답 및 해설

복사난방은 바닥이나 벽체 구조체를 데우는 방식이라 열용량이 커서 방열량 조절 응답이 느리고, 별도의 습도조절 장치가 없으면 습도 제어도 어렵다. 그래서 외기온도가 수시로 변하는 조건에서는 실내 온·습도를 빠르게 맞추기 어렵다.

문제 11
공기조화방식에서 수-공기방식의 특징에 대한 설명으로 틀린것은?
1전공기방식에 비해 반송동력이 많다.
2유닛에 고성능 필터를 사용할 수가 없다.
3부하가 큰 방에 대해 덕트의 치수가 적어질 수 있다.
4사무실, 병원, 호텔 등 다실 건물에서 외부 존은 수방식, 내부 존은 공기방식으로 하는 경우가 많다.
정답 및 해설

수-공기 방식은 열의 상당 부분을 비열과 밀도가 큰 물로 운반하므로 같은 열량을 옮길 때 덕트 치수와 송풍량이 줄어든다. 따라서 전공기 방식보다 반송동력이 오히려 적다.

문제 12
다음 중 히트펌프 방식의 열원에 해당되지 않는것은?
1수 열원
2마찰 열원
3공기 열원
4태양 열원
정답 및 해설

히트펌프의 열원은 공기, 물(지하수·하천수·해수), 지중, 태양열, 배열 등 자연계나 폐열에서 저온의 열을 얻는 것이다. 마찰열은 일을 소비해 만들어내는 열이므로 채열 대상인 열원으로 분류되지 않는다.

문제 13
송풍기의 법칙 중 틀린 것은? (단, 각각의 값은 아래 표와 같다.)
1Q2=(N2/N1)xQ1
2Q2=(d2/d1)3×Q1
3P2=(N2/N1)3×P1
4P2=(d2/d1)2×P1
정답 및 해설

송풍기 상사법칙은 풍량 QN, Qd3\mathrm{Q}\propto \mathrm{N}\,,\ \mathrm{Q}\propto \mathrm{d}^{3}, 정압 PN2, Pd2\mathrm{P}\propto \mathrm{N}^{2}\,,\ \mathrm{P}\propto \mathrm{d}^{2}, 축동력 LN3, Ld5\mathrm{L}\propto \mathrm{N}^{3}\,,\ \mathrm{L}\propto \mathrm{d}^{5}이다. 정압을 회전수비의 3승에 비례시킨 식은 축동력의 관계를 잘못 쓴 것이므로 틀리다.

문제 14
냉수 코일 설계 시 유의사항으로 옳은 것은?
1대수 평균 온도차(MTD)를 크게 하면 코일의 열수가 많아진다.
2냉수의 속도는 2m/s 이상으로 하는 것이 바람직하다.
3코일을 통과하는 풍속은 2~3m/s가 경제적이다.
4물의 온도 상승은 일반적으로 15℃ 전후로 한다.
정답 및 해설

냉수코일의 전면 통과풍속은 2~3 m/s가 경제적이며, 이보다 빠르면 응축수가 비산하고 압력손실이 커진다. 냉수 유속은 1 m/s 전후, 냉수의 온도 상승은 5℃ 전후로 잡고, 대수평균온도차를 크게 하면 필요한 전열면적이 줄어 코일 열수는 오히려 적어진다.

문제 15
다음 그림의 난방 설계도에서 콘벡터(Convector)의 표시 중 F가 가진 의미는?
1케이싱 길이
2높이
3형식
4방열면적
정답 및 해설

콘벡터 표시에서 F는 형식(form)을 나타내는 기호다. 콘벡터는 형식과 함께 케이싱 길이, 높이, 유입·유출 관경 등을 도면에 함께 표기한다.

문제 16
공기조화 냉방 부하 계산 시 잠열을 고려하지 않아도 되는 경우는?
1인체에서의 발생열
2문틈에서의 틈새바람
3외기의 도입으로 인한 열량
4유리를 통과하는 복사열
정답 및 해설

잠열부하는 실내로 수분이 들어오거나 발생할 때 생긴다. 유리를 통과하는 태양 복사열은 수분 이동을 동반하지 않으므로 현열부하만 계산하면 된다. 인체 발생열, 틈새바람, 외기 도입은 모두 수분을 함께 들여오므로 잠열을 고려해야 한다.

문제 17
공기 중에 분진의 미립자 제거뿐만 아니라 세균, 곰팡이, 바이러스 등 까지 극소로 제한시킨 시설로서 병원의 수술실, 식품가공, 제액 공장 등의 특정한 공정이나 유전자 관련 산업 등에 응용되는 설비는?
1세정실
2산업용 클린룸(ICR)
3바이오 클린룸(BCR)
4칼로리미터
정답 및 해설

바이오 클린룸(BCR)은 분진뿐 아니라 세균, 곰팡이, 바이러스 등 미생물까지 극소로 억제한 청정실로 병원 수술실, 식품가공, 제약 공장, 유전자 관련 산업에 쓰인다. 산업용 클린룸(ICR)은 반도체 공장처럼 미립자 제거만을 목적으로 한다.

문제 18
실내온도25℃이고, 실내 절대습도가 0.0165kg/kg의 조건에서 틈새바람에 의한 침입 외기량이 200L/s일 때 현열부하와 잠열부하는? (단, 실외온도 35℃, 실외 절대습도0.0321kg/kg, 공기의 비열 1.01kJ/kg·K, 물의 증발잠열 2501 kJ/kg 이다.)
1현열부하 2.424kW, 잠열부하 7.803kW
2현열부하 2.424kW, 잠열부하 9.364kW
3현열부하 2.828kW, 잠열부하 7.803kW
4현열부하 2.828kW, 잠열부하 9.364kW
정답 및 해설

침입 외기량 200 L/s=0.2 m3/s200\ \mathrm{L/s}=0.2\ \mathrm{m^{3}/s}, 공기 밀도 1.2 kg/m31.2\ \mathrm{kg/m^{3}}이므로 질량유량은 0.24 kg/s0.24\ \mathrm{kg/s}다. 현열부하는 qs=0.24×1.01×(3525)=2.424 kWq_{s}=0.24\times 1.01\times(35-25)=2.424\ \mathrm{kW}, 잠열부하는 qL=0.24×2501×(0.03210.0165)=9.364 kWq_{L}=0.24\times 2501\times(0.0321-0.0165)=9.364\ \mathrm{kW}이다.

문제 19
건구온도30℃, 상대습도60%인 습공기에서 건공기의 분압(mmHg)는? (단, 대기압은 760mmHg, 포화 수증기압은 27.65mmHg 이다)
127.65
2376.21
3743.41
4700.97
정답 및 해설

수증기 분압은 상대습도와 포화수증기압의 곱이므로 pw=0.6×27.65=16.59 mmHgp_{w}=0.6\times 27.65=16.59\ \mathrm{mmHg}다. 건공기 분압은 전압에서 이를 뺀 pa=76016.59=743.41 mmHgp_{a}=760-16.59=743.41\ \mathrm{mmHg}이다.

문제 20
다음 중 보일러의 열효율을 향상시키기 위한 장치가 아닌 것은?
1저수위 차단기
2재열기
3절탄기
4과열기
정답 및 해설

절탄기는 배기가스로 급수를, 공기예열기는 연소용 공기를, 과열기와 재열기는 증기를 각각 가열해 폐열을 회수하므로 열효율 향상 장치다. 저수위 차단기는 수위가 안전수위 아래로 내려가면 연료를 차단해 보일러 과열·폭발을 막는 안전장치다.

문제 21
단위에 대한 설명으로 틀린 것은?
1열의 일당량은 427kg·m/kcal 이다
21 kcal는 약 4.2kJ이다.
31 kWh는 760 kcal 이다.
4℃=5(℉-32)/9 이다.
정답 및 해설

1 kWh=3600 kJ1\ \mathrm{kWh}=3600\ \mathrm{kJ}이고 1 kcal4.186 kJ1\ \mathrm{kcal}\fallingdotseq 4.186\ \mathrm{kJ}이므로 1 kWh=36004.186860 kcal1\ \mathrm{kWh}=\dfrac{3600}{4.186}\fallingdotseq 860\ \mathrm{kcal}이다. 760 kcal라는 값은 틀리다. 열의 일당량 427 kg·m/kcal, 섭씨 환산식 tC=59(tF32)t_{\mathrm{C}}=\dfrac{5}{9}(t_{\mathrm{F}}-32)는 모두 옳다.

문제 22
냉동기 윤활유의 구비조건으로 틀린 것은?
1저온에서 응고하지 않고 왁스를 석출하지 않을 것
2인화점이 낮고 고온에서 열화하지 않을 것
3냉매에 의하여 윤활유가 용해되지 않을 것
4전기 절연도가 클 것
정답 및 해설

냉동기유는 압축기 토출부의 고온에 노출되므로 인화점이 높아야 하고 고온에서 열화하지 않아야 한다. 인화점이 낮으면 발화·탄화 위험이 커지므로 구비조건으로 틀리다.

문제 23
냉동사이클에서 응축기의 냉매 액 압력이 감소하면 증발온도는 어떻게 되는가?
1감소한다.
2증가한다.
3변화하지 않는다.
4증가하다 감소한다.
정답 및 해설

응축기 냉매액의 압력이 낮아지면 팽창밸브 전후의 압력차가 줄어 밸브를 통과하는 냉매 순환량이 감소한다. 증발기로 공급되는 냉매가 부족해지면 증발압력이 낮아지고, 이에 대응하는 포화온도인 증발온도도 함께 감소한다.

문제 24
아래 선도와 같은 암모니아 냉동기의 이론 성적계수(ⓐ)와 성적계수(ⓑ)는 얼마인가? (단, 팽창밸브 직전의 액온도는 32℃이고, 흡입가스는 건포화증기이며, 압축효율은 0.85, 기계효율은 0.91로 한다)
1ⓐ3.9, ⓑ3.0
2ⓐ3.9, ⓑ2.1
3ⓐ4.9, ⓑ3.8
4ⓐ4.9, ⓑ2.6
정답 및 해설

선도에서 h1=395.5h_1=395.5, h2=462h_2=462, 팽창 전후의 h3=h4=135.5kJ/kgh_3=h_4=135.5\,\mathrm{kJ/kg}이다. 이론 성적계수는 COP=h1h4h2h1=395.5135.5462395.5=26066.53.9COP=\dfrac{h_1-h_4}{h_2-h_1}=\dfrac{395.5-135.5}{462-395.5}=\dfrac{260}{66.5}\approx3.9이다. 실제 성적계수는 여기에 압축효율과 기계효율을 곱해 3.9×0.85×0.913.03.9\times0.85\times0.91\approx3.0이 된다.

문제 25
축열 시스템의 종류가 아닌 것은?
1가스축열 방식
2수축열 방식
3빙축열 방식
4잠열축열 방식
정답 및 해설

축열 시스템은 열을 저장하는 매체에 따라 수축열, 빙축열, 잠열(잠열재·PCM)축열, 지중축열 등으로 나뉜다. 가스축열은 축열 매체가 아니라 연료 공급 방식에 관한 말이므로 축열 시스템 종류가 아니다.

문제 26
항공기 재료의 내한(耐寒)성능을 시험하기 위한 냉동 장치를 설치 할려고 한다. 가장 적합한 냉동기는?
1왕복동식 냉동기
2원심식 냉동기
3전자식 냉동기
4흡수식 냉동기
정답 및 해설

항공기 재료의 내한시험 장치는 용량은 작지만 넓은 온도 범위에서 저온을 자유롭게 조절해야 한다. 왕복동식은 소용량이면서 압축비를 크게 잡아 저온을 얻기 쉬워 이런 시험용에 적합하다. 원심식과 흡수식은 대용량 공조용이고, 전자식은 극히 작은 냉동능력에 한정된다.

문제 27
물리에르 선도상에서 압력이 증대함에 따라 포화액선과 건조포화 증기선이 만나는 일치점을 무엇이라 하는가?
1한계점
2임계점
3상사점
4비등점
정답 및 해설

몰리에르 선도에서 압력을 높여 가면 포화액선과 건조포화증기선이 한 점에서 만나고, 이 점에서 액과 증기의 성질이 같아져 증발잠열이 0이 된다. 이 점을 임계점이라 하며 그때의 온도와 압력이 임계온도, 임계압력이다.

문제 28
다음 중 냉동방법의 종류로 틀린 것은?
1얼음의 융해잠열 이용 방법
2드라이아이스 승화열 이용방법
3액체질소의 증발열 이용 방법
4기계식 냉동기의 압축열 이용방법
정답 및 해설

냉동은 물질이 상태변화하며 주위 열을 빼앗는 현상을 이용하므로 얼음의 융해잠열, 드라이아이스의 승화열, 액체질소의 증발열이 모두 냉동방법이 된다. 기계식 냉동기도 냉매의 증발잠열을 이용하며, 압축열은 응축기에서 버려야 할 열이지 냉동에 쓰이는 열이 아니다.

문제 29
저온의 냉장실에서 운전 중 냉각기에 적상(성애)이 생길 경우 이것을 살수로 제상하고자 할 때 주의사항으로 틀린 것은?
1냉각기용 송풍기는 정지후 살수 제상을 행한다
2제상 수의 온도는 50 ~ 60℃정도의 물을 사용한다
3살수하기 전에 냉각(증발)기로 유입되는 냉매액을 차단한다.
4분사 노즐은 항상 깨끗이 청소한다.
정답 및 해설

살수 제상에 쓰는 물은 10~25℃ 정도의 상온수면 충분하다. 50~60℃의 고온수를 쓰면 냉장실에 불필요한 열부하가 들어가고 증기가 발생해 다른 부위에 재착상을 일으키므로 적절하지 않다. 살수 전에 냉매액 공급을 차단하고 송풍기를 정지시키는 것은 옳은 절차다.

문제 30
압축기의 구조에 관한 설명으로 틀린것은?
1반밀폐형은 고정식이므로 분해가 곤란하다.
2개방형에는 벨트 구독식과 직결 구동식이 있다.
3밀폐형은 전동기와 압축기가 한 하우징속에 있다.
4기통 배열에 따라 입형, 횡형, 다기통형으로 구분된다.
정답 및 해설

반밀폐형은 전동기와 압축기가 한 케이싱 안에 있지만 볼트로 조립되어 있어 현장에서 분해·수리가 가능한 형식이다. 용접으로 완전히 밀봉해 분해가 곤란한 것은 전밀폐형이다.

문제 31
증기압축 이론냉동사이클에 대한 설명으로 틀린 것은?
1압축기에서의 압축과정은 단열 과정이다
2응축기에서의 응축과정은 등압, 등엔탈피 과정이다.
3증발기에서의 증발과정은 등압, 등온 과정이다.
4팽창 밸브에서의 팽창과정은 교축 과정이다.
정답 및 해설

응축기에서는 압력이 일정한 상태로 냉매가 열을 버리며 액화하므로 등압 과정이면서 엔탈피는 크게 감소한다. 엔탈피가 일정한 등엔탈피 과정은 팽창밸브의 교축 과정이다.

문제 32
냉매가 구비해야 할 조건으로 틀린 것은?
1임계온도가 높고 응고온도가 낮을 것
2같은 냉동능력에 대하여 소요동력이 적을것
3전기절연성이 낮을 것
4저온에서도 대기압 이상의 압력으로 증발하고 상온에서 비교적 저압으로 액화할것
정답 및 해설

밀폐형 압축기는 냉매가 전동기 권선에 직접 닿으므로 냉매의 전기절연성이 커야 절연 파괴와 지락을 막을 수 있다. 절연내력이 낮으면 냉매로 쓸 수 없으므로 절연성이 낮을 것이라는 조건은 틀리다.

문제 33
열에 대한 설명으로 틀린 것은?
1열전도는 물질 내에서 열이 전달되는 것이기 때문에 공기 중에서는 열전도가 일어나지 않는다.
2열이 온도차에 의하여 이동되는 현상을 열전달이라 한다.
3고온 물체와 저온 물체 사이에서는 복사에 의해서도 열이 전달된다.
4온도가 다른 유체가 고체벽을 사이에 두고 있을 때 온도가 높은 유체에서 온도가 낮은 유체로 열이 이동되는 현상을 열통과라고 한다.
정답 및 해설

열전도는 물질을 이루는 분자 사이의 에너지 전달이므로 기체인 공기 중에서도 일어난다. 다만 정지 공기의 열전도율이 매우 작기 때문에 이를 가둔 다공질 재료를 단열재로 쓰는 것이다.

문제 34
수산물의 단기 저장을 위한 냉각 방법으로 적합하지 않은 것은?
1빙온 냉각
2염수 냉각
3송풍 냉각
4침지 냉각
정답 및 해설

수산물의 단기 저장에는 빙온 냉각, 냉각 해수나 염수를 이용한 염수 냉각, 냉풍을 부는 송풍 냉각이 쓰인다. 단순 침지 냉각은 어체가 물에 오래 잠겨 수분을 흡수하고 정미 성분이 용출되어 품질이 떨어지므로 적합하지 않다.

문제 35
2원냉동 사이클에서 중간열교환기인 캐스케이드 열교환기의 구성은 무엇으로 이루어져 있는가?
1저온측 냉동기의 응축기와 고온측 냉동기의 증발기
2저온측 냉동기의 증발기와 고온측 냉동기의 응축기
3저온측 냉동기의 응축기와 고온측 냉동기의 응축기
4저온측 냉동기의 증발기와 고온측 냉동기의 증발기
정답 및 해설

2원 냉동에서 저온측 냉매가 버린 응축열을 고온측 냉매가 증발하면서 흡수하도록 두 기기를 하나로 묶은 것이 캐스케이드 열교환기다. 즉 저온측 냉동기의 응축기와 고온측 냉동기의 증발기가 결합된 구조다.

문제 36
흡수식냉동기의 구성품 중 왕복동 냉동기의 압축기와 같은 역할을 하는 것은?
1발생기
2증발기
3응축기
4순환펌프
정답 및 해설

흡수식 냉동기에서 흡수기와 발생기(재생기)가 압축기 역할을 대신하는데, 그중 흡수액을 가열해 냉매증기를 고온·고압으로 만들어 응축기로 보내는 승압 기능을 담당하는 것이 발생기다. 증발기와 응축기는 압축식과 같은 역할을 한다.

문제 37
아래 조건을 갖는 수냉식 응축기의 전열면적(m2)는 얼마인가? (단, 응축기 입구의 냉매가스의 엔탈피는 430kcal/kg, 응축기 출구의 냉매액의 엔탈피는 145kcal/kg, 냉매 순환량은 150kg/h, 응축온도는 38℃, 냉각수 평균온도는 32℃, 응축기의 열관류율은 850 kcal/m2∙h∙℃ 이다.)
17.96
28.38
38.90
410.05
정답 및 해설

응축부하는 q=G(h1h2)=150×(430145)=42750 kcal/hq=G(h_{1}-h_{2})=150\times(430-145)=42750\ \mathrm{kcal/h}이다. 전열면적은 A=qKΔt=42750850×(3832)=8.38 m2A=\dfrac{q}{K\,\Delta t}=\dfrac{42750}{850\times(38-32)}=8.38\ \mathrm{m^{2}}이다.

문제 38
어떤 냉동장치의 계기압력이 저압은 60 mmHg, 고압은 673kPa이였다면, 이 때의 압축비는 얼마인가?
15.8
26.0
37.4
48.3
정답 및 해설

저압측 계기 지시 60 mmHg는 진공도이므로 절대압력은 76060=700 mmHg=93.3 kPa760-60=700\ \mathrm{mmHg}=93.3\ \mathrm{kPa}이고, 고압측 절대압력은 673+101.3=774.3 kPa673+101.3=774.3\ \mathrm{kPa}이다. 압축비는 774.393.38.3\dfrac{774.3}{93.3}\fallingdotseq 8.3이다.

문제 39
압축기 실린더 직경 110mm, 행정 80mm, 회전수 900rpm, 기통수가 8기통인 암모니아 냉동장치의 냉동능력(RT)는 얼마인가? (단, 냉동능력은 R=VC\mathrm{R}=\dfrac{\mathrm{V}}{\mathrm{C}}로 산출하며 여기서 R은 냉동능력(RT), V는 피스톤 토출량(m3/h), C는 정수로서 8.4이다.)
139.1
247.7
385.3
4234.0
정답 및 해설

피스톤 토출량은 V=π4D2LNn×60=π4(0.11)2×0.08×900×8×60=328.4 m3/hV=\dfrac{\pi}{4}D^{2}LNn\times 60=\dfrac{\pi}{4}(0.11)^{2}\times 0.08\times 900\times 8\times 60=328.4\ \mathrm{m^{3}/h}이다. 따라서 냉동능력은 R=VC=328.48.439.1 RTR=\dfrac{V}{C}=\dfrac{328.4}{8.4}\fallingdotseq 39.1\ \mathrm{RT}이다.

문제 40
30냉동톤의 브라인 쿨러에서 입구온도가 –15℃일 때 브라인 유량이 매 분 0.6m3 이면 출구온도(℃)는 얼마인가? (단, 브라인의 비중은 1.27, 비열은 0.669 kcal/kg·℃이고, 1냉동톤은 3320kcal/h 이다.)
1-11.7℃
2-15.4℃
3-20.4℃
4-18.3℃
정답 및 해설

냉동부하는 30×3320=99600 kcal/h30\times 3320=99600\ \mathrm{kcal/h}, 브라인 질량유량은 0.6×60×1270=45720 kg/h0.6\times 60\times 1270=45720\ \mathrm{kg/h}이다. 온도강하는 Δt=9960045720×0.669=3.26 C\Delta t=\dfrac{99600}{45720\times 0.669}=3.26\ \mathrm{^{\circ}C}이므로 출구온도는 153.2618.3 C-15-3.26\fallingdotseq -18.3\ \mathrm{^{\circ}C}이다.

문제 41
주철관의 소켓이음 시 코킹작업을 하는 주된 목적으로 가장 적합한 것은?
1누수 방지
2경도 방지
3인장강도 증가
4내진성 증가
정답 및 해설

주철관 소켓이음은 소켓과 삽입구 틈에 얀을 넣고 납을 부은 뒤 코킹정으로 다지는 작업을 한다. 이는 충전재를 치밀하게 눌러 틈을 없애 누수를 막기 위한 것이다.

문제 42
보온재에 관한 설명으로 틀린 것은?
1무기질 보온재료는 함면, 유리면 등이 사용된다
2탄산마그네슘은 250℃ 이하의 파이프 보온용으로 사용된다.
3광명단은 밀차력이 강한 유기질 보온재다.
4우모펠트는 곡면시공에 매우 편리하다.
정답 및 해설

광명단은 철재 표면의 녹을 막기 위해 칠하는 방청도료이지 보온재가 아니다. 무기질 보온재로는 암면과 유리면이, 유기질 보온재로는 우모펠트와 코르크 등이 쓰이며 탄산마그네슘은 250℃ 이하 배관 보온에 사용된다.

문제 43
염화비닐관 이음법의 종류가 아닌 것은?
1플랜지 이음
2인서트 이음
3테이퍼 코어 이음
4열간 이음
정답 및 해설

염화비닐관은 냉간 접합(테이퍼 코어 이음), 열간 접합, 플랜지 이음, 용착 슬리브 이음, 나사 이음 등으로 접합한다. 인서트 이음은 폴리에틸렌관에서 관 속에 인서트 조인트를 끼우고 클램프로 조이는 방법이다.

문제 44
배관의 지지 목적이 아닌 것은?
1배관의 중량지지 및 고정
2신축의 제한 지지
3진동 및 충격 방지
4부식 방지
정답 및 해설

배관 지지는 관과 유체의 중량을 받쳐 고정하고, 열팽창에 따른 신축을 제한된 방향으로만 허용하며, 진동과 충격을 억제하기 위한 것이다. 부식 방지는 도장, 라이닝, 전기방식 등 방식 처리의 목적이다.

문제 45
옥상탱크식 급수방식의 배관계통의 순서로 옳은 것은?
1저수탱크 → 양수펌프 → 옥상탱크 → 양수관 → 급수관 → 수도꼭지
2저수탱크 → 양수관 → 양수펌프 → 급수관 → 옥상탱크 → 수도꼭지
3저수탱크 → 양수관 → 급수관 → 양수펌프 → 옥상탱크 → 수도꼭지
4저수탱크 → 양수펌프 → 양수관 → 옥상탱크 → 급수관 → 수도꼭지
정답 및 해설

옥상탱크식은 수도물을 지하 저수탱크에 받은 뒤 양수펌프로 양수관을 통해 옥상탱크로 올리고, 거기서 중력으로 급수관을 따라 각 기구에 내려 보낸다. 따라서 저수탱크 - 양수펌프 - 양수관 - 옥상탱크 - 급수관 - 수도꼭지 순서가 된다.

문제 46
트랩의 봉수 파괴 원인이 아닌 것은?
1증발작용
2모세관작용
3사이펀작용
4배수작용
정답 및 해설

봉수 파괴 원인은 자기사이펀 작용, 유인(흡출) 사이펀 작용, 분출 작용, 모세관 현상, 증발, 관성에 의한 배출이다. 배수작용 자체는 트랩이 정상적으로 수행하는 기능이므로 봉수 파괴 원인이 아니다.

문제 47
가스용접에서 아세틸렌과 산소의 비가 1 : 0.85~0.95인 불꽃은 무슨 불꽃인가?
1탄화불꽃
2기화불꽃
3산화불꽃
4표준불꽃
정답 및 해설

아세틸렌 대 산소의 비가 1 대 0.85~0.95이면 산소가 부족하고 아세틸렌이 과잉인 상태로 백심 바깥에 아세틸렌 깃이 남는 탄화불꽃(아세틸렌 과잉 불꽃)이 된다. 1 대 1이면 표준불꽃, 산소가 더 많으면 산화불꽃이다.

문제 48
배관의 도중에 설치하여 유체 속에 혼입된 토사나 이물질 등을 제거하기 위해 설치하는 배관 부품은?
1트랩
2유니언
3스트레이너
4플랜지
정답 및 해설

스트레이너는 배관 도중에 설치해 내부의 금속망으로 토사, 스케일, 이물질을 걸러 밸브나 펌프, 기기를 보호하는 부품이다. 형상에 따라 Y형, U형, V형이 있다.

문제 49
냉매배관 중 토출관을 의미하는 것은?
1압축기에서 응축기까지의 배관
2응축기에서 팽창밸브까지의 배관
3증발기에서 압축기까지의 배관
4응축기에서 증발기까지의 배관
정답 및 해설

토출관은 압축기가 토출한 고온·고압 가스가 응축기로 가는 배관이다. 응축기에서 팽창밸브까지는 액관, 증발기에서 압축기까지는 흡입관이다.

문제 50
급수설비에서 수격작용 방지를 위하여 설치하는 것은?
1에어챔버(air chamber)
2앵글밸브(angle valve)
3서포트(support)
4볼 탭(ball tap)
정답 및 해설

수격작용은 밸브를 급히 닫을 때 유속이 급정지하며 생긴 압력파가 관을 때리는 현상이다. 에어챔버는 관 끝에 공기를 가둔 실을 두어 이 압력 상승을 공기의 압축으로 흡수해 완화한다.

문제 51
급탕배관에 대한 설명으로 틀린 것은?
1배관이 길 경우에는 필요한 곳에 공기빼기 밸브를 설치한다.
2벽 관통부분 배관에는 슬리브를 끼운다.
3상향식 배관에서는 공급관을 앞내림 구매로 한다.
4배관 중간에 신축이음을 설치한다.
정답 및 해설

상향식 급탕배관에서는 공급관을 흐름 방향으로 올라가는 앞올림(선상향) 구배로, 반탕관을 앞내림 구배로 해야 관 속의 공기가 상부로 모여 빠질 수 있다. 공급관을 앞내림 구배로 하면 공기가 갇혀 순환을 막으므로 틀리다.

문제 52
호칭지름 20A의 관을 그림과 같이 나사 이음할 때 중심 간의 길이가 200mm라 하면 강관의 실제 소요되는 절단길이(mm)는? (단, 이음쇠에 중심에서 단면까지의 길이는 32mm, 나사가 물리는 최소의 길이는 13mm이다.)
1136
2148
3162
4200
정답 및 해설

절단길이는 중심 간 거리에서 양쪽 이음쇠가 차지하는 여유를 뺀 값이다. l=L2(Aa)=2002×(3213)=20038=162 mml=L-2(A-a)=200-2\times(32-13)=200-38=162\ \mathrm{mm}이다.

문제 53
펌프 주위의 배관도 이다. 각 부품의 명칭으로 틀린 것은?
1나 : 스트레이너
2가 : 플랙시블조인트
3라 : 글로브 밸브
4사 : 온도계
정답 및 해설

지그재그 디스크와 두 시트로 그려진 '라'는 역류를 막는 체크밸브이지 글로브 밸브가 아니다. 글로브 밸브라면 마주 본 두 삼각형의 가운데를 칠한 기호로 표시된다. 나머지는 옳은 설명으로, 사선 다리가 달린 '나'는 스트레이너, 빗금 친 짧은 관 부분인 '가'는 플렉시블 조인트, 원 안에 T가 들어간 '사'는 온도계이다.

문제 54
급배수 배관 시험 방법중 물 대신 압축공기를 관 속에 압입하여 이음매에서 공기가 새는 것을 조사하는 방식은?
1수압시험
2기압시험
3진공시험
4통기시험
정답 및 해설

기압시험은 물 대신 압축공기를 관 내에 압입한 뒤 압력 강하를 보거나 이음매에 비눗물을 발라 새는 곳을 찾는 방법이다. 물을 쓰지 않으므로 한랭지의 동결 우려가 있는 배관이나 미세한 누설 확인에 유리하다.

문제 55
동관접합 방법의 종류가 아닌 것은??
1빅토리접합
2플레어 접합
3플랜지접합
4납땜 접합
정답 및 해설

동관은 플레어(압축) 접합, 플랜지 접합, 납땜(용접) 접합으로 잇는다. 빅토리 접합은 고무링과 금속제 칼라로 조이는 주철관 이음 방법이다.

문제 56
저압증기 난방 장치에서 증기관과 환수관 사이에 설치하는 균형관은 표준 수면에서 몇 mm 아래에 설치하는가?
120 mm
250 mm
380 mm
4100 mm
정답 및 해설

저압증기 난방의 하트포드 접속법에서 증기관과 환수관을 잇는 균형관은 보일러 표준수면보다 50 mm 아래에 설치한다. 이렇게 해야 환수관이 파손되어도 보일러 수위가 안전수위 아래로 내려가지 않는다.

문제 57
급탕배관에의 구배에 대한 관한 설명으로 옳은 것은?
1중력순환식은 1/250 이상의 구배를 준다
2강제순환식은 구배를 주지 않는다.
3하향식 공급 방식에서는 급탕관 및 복귀관은 모두 선하향 구배로 한다.
4상향공급식 배관의 반탕관은 상향구배로 한다.
정답 및 해설

하향식 공급방식에서는 급탕관과 복귀관을 모두 흐름 방향으로 내려가는 선하향 구배로 잡아 공기가 상부 배기점으로 모이게 한다. 구배는 중력순환식이 1/150 이상, 강제순환식이 1/200 정도로 강제식에도 구배를 준다.

문제 58
다음 중 온도에 따른 팽창 및 수축이 가장 큰 배관재료는?
1강관
2동관
3염화비닐관
4콘크리트관
정답 및 해설

염화비닐관의 선팽창계수는 약 7×105 /C7\times 10^{-5}\ \mathrm{/^{\circ}C}로 강관의 1.2×105 /C1.2\times 10^{-5}\ \mathrm{/^{\circ}C}보다 대여섯 배 크다. 따라서 온도 변화에 따른 팽창과 수축이 가장 크고 신축이음 설치가 특히 중요하다.

문제 59
중앙식 급탕설비에서 직접 가열식 방법에 대한 설명으로 옳은 것은?
1열 효율상으로는 경제적이지만 보일러 내부에 스케일이 생길 우려가 크다.
2탱크 속에 직접 증기를 분사하여 물을 가열하는 방식이다.
3탱크는 저장과 가열을 동시에 하므로 탱크히터 또는 스토리지 탱크로 부른다
4가열 코일이 필요하다
정답 및 해설

직접 가열식은 보일러에서 데운 물을 그대로 저탕조로 보내 급탕하므로 열효율이 좋고 경제적이지만, 급수가 계속 보일러를 지나므로 보일러 내부에 스케일이 끼기 쉽다. 탱크에 증기를 분사하거나 가열코일을 넣어 데우는 것은 간접 가열식이다.

문제 60
고층 건물이나 기구수가 많은 건물에서 입상관까지의 거리가 긴 경우, 루프통기의 효과를 높이기 위해 설치된 통기관은?
1도피 통기관
2반송 통기관
3공용 통기관
4신정 통기관
정답 및 해설

도피통기관은 기구가 많거나 배수 횡지관이 길어 루프통기만으로 통기가 부족할 때, 최하류 기구 아래 배수관과 통기수직관을 이어 배수 저항을 덜어 주는 통기관이다. 신정통기관은 배수수직관 상부를 연장한 것이고, 공용통기관은 마주 놓인 두 기구가 함께 쓰는 통기관이다.

문제 61
그림과 같은 피드백회로 전달함수 는?
1
2
3
4
정답 및 해설

단일 부궤환 구조이므로 폐루프 전달함수는 전향경로 이득을 1에 일순환 이득을 더한 값으로 나눈 것이다. 전향경로는 G(s)G(s), 일순환 이득은 G(s)H(s)G(s)H(s)이므로 C(s)R(s)=G(s)1+G(s)H(s)\dfrac{C(s)}{R(s)}=\dfrac{G(s)}{1+G(s)H(s)}이다. 분모가 1G(s)H(s)1-G(s)H(s)가 되는 것은 정궤환일 때이다.

문제 62
위치 감지용으로 적합한 장치는?
1전위차계
2회전자기부호기
3스트레인게이지
4마이크로폰
정답 및 해설

전위차계는 가동 접점의 위치에 따라 분압비가 변하므로 직선변위나 각변위를 전압으로 바꾸어 위치를 검출한다. 스트레인게이지는 변형과 힘, 마이크로폰은 음압을 검출하는 소자다.

문제 63
제어계에서 동작신호를 조작량으로 변화시키는 것은?
1제어량
2제어요소
3궤한요소
4기준압력요소.
정답 및 해설

제어요소는 조절부와 조작부로 이루어져 동작신호를 받아 제어대상에 가할 조작량으로 변환해 내보내는 부분이다. 제어량은 제어 대상의 출력, 궤환요소는 제어량을 검출해 기준입력과 비교할 수 있게 되돌리는 부분이다.

문제 64
다음 블록선도를 수식으로 표현한 것 중 옳은 것은?
1KpR+KDdRdt+KI0TRdt\mathrm{K}_{\mathrm{p}}\mathrm{R}+\mathrm{K}_{\mathrm{D}}\dfrac{\mathrm{dR}}{\mathrm{dt}}+\mathrm{K}_{\mathrm{I}}\int_{0}^{\mathrm{T}}\mathrm{Rdt}
2KDR+Kp0TRdt+KIdRdt\mathrm{K}_{\mathrm{D}}\mathrm{R} + \mathrm{K}_{\mathrm{p}}\int_{0}^{\mathrm{T}}\mathrm{R}\,\mathrm{dt} + \mathrm{K}_{\mathrm{I}}\dfrac{\mathrm{dR}}{\mathrm{dt}}
3KIR+KD0TRdt+KPdRdt\mathrm{K}_{\mathrm{I}}\mathrm{R}+\mathrm{K}_{\mathrm{D}}\int_{0}^{\mathrm{T}}\mathrm{Rdt}+\mathrm{K}_{\mathrm{P}}\dfrac{\mathrm{dR}}{\mathrm{dt}}
4KPR+1KD0TRdt+KIdRdt\mathrm{K}_{\mathrm{P}}\mathrm{R}+\dfrac{1}{\mathrm{K}_{\mathrm{D}}}\int_{0}^{\mathrm{T}}\mathrm{Rdt}+\mathrm{K}_{\mathrm{I}}\dfrac{\mathrm{dR}}{\mathrm{dt}}
정답 및 해설

블록선도는 입력을 비례, 미분, 적분 세 경로로 나누어 더하는 PID 동작을 나타낸다. 따라서 출력은 KPR+KDdRdt+KI0TRdt\mathrm{K}_{\mathrm{P}}\mathrm{R}+\mathrm{K}_{\mathrm{D}}\dfrac{\mathrm{dR}}{\mathrm{dt}}+\mathrm{K}_{\mathrm{I}}\displaystyle\int_{0}^{\mathrm{T}}\mathrm{R}\,\mathrm{dt}가 되며, 각 이득 기호가 비례·미분·적분 항에 바르게 붙은 식이 옳다.

문제 65
그림과 같은 Y결선 회로와 등가인 △결선 회로의 Zab, Zbc, Zca 값은?
1
2
3
4
정답 및 해설

Y결선의 각 상 임피던스는 a상 1, b상 2, c상 3이고 ZaZb+ZbZc+ZcZa=1×2+2×3+3×1=11Z_aZ_b+Z_bZ_c+Z_cZ_a=1\times2+2\times3+3\times1=11이다. Y를 등가 Δ로 바꾸면 각 변은 이 값을 마주 보는 상의 임피던스로 나눈 값이 된다. 따라서 Zab=11Zc=113Z_{ab}=\dfrac{11}{Z_c}=\dfrac{11}{3}, Zbc=11Za=11Z_{bc}=\dfrac{11}{Z_a}=11, Zca=11Zb=112Z_{ca}=\dfrac{11}{Z_b}=\dfrac{11}{2}이다.

문제 66
자동제어의 기본 요소로서 전기식 조작기기에 속하는 것은?
1다이어프램
2벨로우즈
3펄스 전동기
4파일럿 밸브
정답 및 해설

펄스 전동기는 입력 펄스 수에 비례해 회전각이 정해지는 전기식 조작기기다. 다이어프램, 벨로우즈, 파일럿 밸브는 공기압이나 유압으로 움직이는 조작기기다.

문제 67
직류전동기의 속도제어 방법이 아닌 것은?
1전압제어
2계자제어
3저항제어
4슬립제어
정답 및 해설

직류전동기의 회전수는 N=VIaRakϕN=\dfrac{V-I_{a}R_{a}}{k\phi}이므로 전압제어, 계자제어, 저항제어로 속도를 바꾼다. 슬립제어는 회전자계와 회전자의 속도차를 이용하는 유도전동기의 제어법이다.

문제 68
부궤한(negative feedback) 증폭기의 장점은?
1안정도의 증가
2증폭도의 증가
3전력의 절약
4능률의 증대
정답 및 해설

부궤환은 출력의 일부를 역위상으로 입력에 되돌려 이득 변동과 잡음, 왜곡의 영향을 줄인다. 전체 증폭도는 오히려 줄어들지만 이득이 소자 특성 변화에 둔감해져 안정도와 주파수 대역이 개선된다.

문제 69
그림과 같은 신호흐름선도에서 C/R의 값은?
16/21
2-6/21
36/27
4-6/27
정답 및 해설

전향경로는 1×2×3×1=61\times2\times3\times1=6 하나뿐이다. 루프는 2×(4)=82\times(-4)=-8, 3×(2)=63\times(-2)=-6, 2×3×(2)=122\times3\times(-2)=-12의 세 개이며 모두 서로 접촉하므로 비접촉 항이 없다. 따라서 Δ=1(8612)=27\Delta=1-(-8-6-12)=27, Δ1=1\Delta_1=1이 되어 CR=627\dfrac{C}{R}=\dfrac{6}{27}이다.

문제 70
피드백 제어계의 안정도와 직접적인 관련이 없는 것은?
1이득 여유
2위상 여유
3주파수 특성
4제동비
정답 및 해설

이득여유와 위상여유는 안정 한계까지 남은 여유를 직접 나타내고, 제동비는 과도응답의 진동 감쇠 정도로 안정도와 직결된다. 주파수 특성은 입력 주파수에 따른 이득과 위상의 변화를 나타내는 응답 특성일 뿐 그 자체가 안정도를 재는 척도는 아니다.

문제 71
저항 R1=2Ω과 R2=4Ω이 병렬로 접속되어 있을 때, R1에 흐르는 전류가 3A이면 R2에 흐르는 전류는 몇 A 인가?
11.0
21.5
32.0
42.5
정답 및 해설

병렬 회로에서는 각 저항에 걸리는 전압이 같으므로 I1R1=I2R2I_1R_1=I_2R_2가 성립하고, 전류는 저항에 반비례하여 나뉜다. 따라서 I2=I1×R1R2=3×24=1.5 AI_2=I_1\times\dfrac{R_1}{R_2}=3\times\dfrac{2}{4}=1.5\ \mathrm{A}이다.

문제 72
다음 분류기의 배율은? (단, Rs: 분류기의 저항, Ra : 전류계의 저항)
1
2
3
4
정답 및 해설

분류기는 전류계에 병렬로 저항을 달아 측정 범위를 넓히는 장치다. 분류기와 전류계는 병렬이어서 양단 전압이 같으므로 IsRs=IaRaI_s R_s = I_a R_a이고, 전체 전류는 I=Ia+Is=Ia(1+RaRs)I = I_a + I_s = I_a\left(1+\dfrac{R_a}{R_s}\right)이다. 따라서 배율은 m=IIa=1+RaRsm=\dfrac{I}{I_a}=1+\dfrac{R_a}{R_s}이며, 분류기 저항을 작게 할수록 배율이 커진다.

문제 73
그림과 같은 제어에 해당하는 것은?
1개방 제어
2개루푸제어
3시퀀스 제어
4폐루푸 제어
정답 및 해설

출력인 제어량을 검출해 입력측으로 되돌려 목표값과 비교하는 궤환 경로가 있는 구성은 폐루프 제어(피드백 제어)다. 궤환 경로가 없어 결과를 확인하지 않고 지령만 내보내는 것이 개루프 제어이며 시퀀스 제어가 그 대표다.

문제 74
그림과 같이 교류의 전압을 직류용 가동코일형 계기를 사용하여 측정하였다. 전압계의 눈금은 몇 V인가? (단, 교류전압 R의 값은 충분히 크다고 한다.)
1Vm
2
3
4
정답 및 해설

다이오드로 반파정류한 뒤 콘덴서 C로 평활한 회로이고 R가 충분히 커서 방전이 거의 없으므로, 콘덴서는 교류의 첨두값까지 충전된 상태를 그대로 유지한다. 직류용 가동코일형 계기는 가해진 전압의 평균값을 지시하는데 이 경우 파형이 거의 일정한 직류이므로 지시값이 첨두값과 같아진다. 따라서 전압계 눈금은 VmV_m이다.

문제 75
평행위치에서 목표 값과 현제 수위와의 차이를 잔류 편차(offset)라 한다. 다음 중 잔류 편차가 있는 제어계는?
1비례 동작(P동작)
2비례 미분 동작(PD동작)
3비례 적분 동작(PI동작)
4비례 적분 미분 동작(PID동작)
정답 및 해설

잔류 편차는 적분 동작이 없는 제어계에서 남는다. 비례 동작은 편차에 비례하는 조작량만 내보내므로 목표값에 이르기 전에 평형을 이루어 오프셋이 남고, 여기에 미분 동작을 더한 비례 미분 동작도 적분 동작이 없어 오프셋을 없애지 못한다. 반면 적분 동작이 들어간 비례 적분 동작과 비례 적분 미분 동작은 편차가 남아 있는 동안 조작량을 계속 누적시켜 잔류 편차를 제거한다. 원 시험에서는 비례 동작과 비례 미분 동작이 모두 정답으로 인정되었다.

문제 76
자동제어계에서 과도응답 중 지연시간을 옳게 정의한 것은?
1목표 값의 50%에 도달하는 시간
2목표 값이 허용오차 범위에 들어갈 때까지의 시간
3최대 오버슈트가 일어나는 시간
4목표값의 10 ~ 90%까지 도달하는 시간
정답 및 해설

지연시간(delay time)은 응답이 최종 목표값의 50%에 처음 도달하는 데 걸리는 시간이다. 목표값의 10%에서 90%까지 걸리는 시간은 상승시간, 허용오차 범위에 들어가 머무를 때까지의 시간은 정정시간이다.

문제 77
제어량이 온도, 압력, 유량, 액위, 농도 등과 같은 일반 공업량일 때의 제어는?
1추종제어
2시퀀스제어
3프로그래밍 제어
4프로세스제어
정답 및 해설

프로세스 제어는 온도, 압력, 유량, 액위, 농도처럼 공정에서 다루는 일반 공업량을 제어량으로 하는 제어다. 추종제어와 프로그래밍 제어는 목표값의 변화 형태에 따른 분류이고, 시퀀스 제어는 정해진 순서대로 진행하는 개루프 제어다.

문제 78
어떤 도체의 단면을 1시간에 7200C의 전기량이 이동했다고 하면 전류는 몇 A인가?
11
22
33
44
정답 및 해설

전류는 단위시간당 이동한 전기량이므로 I=Qt=72003600=2 AI=\dfrac{Q}{t}=\dfrac{7200}{3600}=2\ \mathrm{A}이다. 1시간을 3600초로 환산하는 것이 요점이다.

문제 79
어떤 계의 임펄스 응답이 e-2t이다. 이 제어계의 전달함수 G(s)는?
11/s
21s+1\dfrac{1}{\mathrm{s}+1}
31s+2\dfrac{1}{\mathrm{s}+2}
4s+2
정답 및 해설

전달함수는 임펄스 응답의 라플라스 변환이다. L[e2t]=1s+2\mathcal{L}\left[e^{-2t}\right]=\dfrac{1}{s+2}이므로 전달함수는 G(s)=1s+2G(s)=\dfrac{1}{s+2}이다.

문제 80
시퀀스 제어에 관한 설명 중 틀린 것은?
1시간지연요소가 사용된다.
2조합 논리회로로도 사용된다.
3기계적 계전기 접검이 사용된다.
4전체 시스템의 접점들이 일시에 동작한다.
정답 및 해설

시퀀스 제어는 앞 단계의 완료 조건을 확인하며 정해진 순서에 따라 단계적으로 진행하는 제어다. 모든 접점이 동시에 한꺼번에 동작하는 것이 아니므로 틀린 설명이다. 타이머 같은 시간지연요소와 계전기 접점, 조합 논리회로가 널리 쓰인다.

공조냉동기계산업기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

19년 1회차

80문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
원심송풍기에서 사용되는 풍량제어 방법 중 풍량과 소요동력 과의 관계에서 가장 효과적인 제어방법은?
1회전수제어
2베인제어
3댐퍼제어
4스크롤 댐퍼 제어
정답 및 해설

원심송풍기의 풍량제어는 댐퍼제어, 베인제어, 회전수제어 순으로 동력 절감 효과가 커진다. 회전수제어는 상사법칙에 따라 축동력이 회전수의 3승에 비례하므로 LN3\mathrm{L}\propto \mathrm{N}^{3}, 풍량을 줄일 때 소요동력이 가장 크게 감소한다. 댐퍼제어는 유로 저항만 키워 풍량을 줄이므로 동력은 거의 줄지 않아 가장 비효율적이다.

문제 2
다음 중 제올라이트(zeolite)를 이용한 제습방법은 어느것인가?
1냉각식
2흡착식
3흡수식
4압축식
정답 및 해설

제올라이트, 실리카겔, 활성알루미나는 표면 세공에 수분을 붙잡는 고체 흡착제이므로 흡착식 제습에 해당한다. 흡수식은 염화리튬 수용액 등 액체 흡수제가 수분과 화학적으로 결합하는 방식이고, 냉각식은 노점 이하로 냉각해 결로시키는 방식이다.

문제 3
습공기선도상에 나타나 있지 않은 것은?
1상대습도
2건구온도
3절대습도
4포화도
정답 및 해설

습공기선도에는 건구온도, 습구온도, 노점온도, 절대습도, 상대습도, 엔탈피, 비체적이 눈금이나 곡선으로 표시된다. 포화도(비교습도)는 같은 온도의 포화절대습도에 대한 절대습도의 비 xxs\dfrac{x}{x_{s}}로 계산해서 얻는 값이므로 선도상에 직접 나타나 있지 않다.

문제 4
난방부하는 어떤 기기의 용량을 결정하는데 기초가 되는가?
1공조장치의 공기냉각기
2공조장치의 공기가열기
3공조장치의 수액기
4열원설비의 냉각탑
정답 및 해설

난방부하는 실내를 설계온도로 유지하기 위해 공급해야 할 가열량이므로 공기를 데우는 기기, 즉 공조장치의 공기가열기(및 이에 열을 공급하는 보일러) 용량 산정의 기초가 된다. 공기냉각기와 냉각탑은 냉방부하로 용량을 정한다.

문제 5
난방방식과 열매체의 연결이 틀린것은?
1개별 스토브 - 공기
2온풍 난방 - 공기
3가열 코일 난방 – 공기
4저온 복사 난방 - 공기
정답 및 해설

저온 복사난방은 바닥이나 천장 패널에 온수를 순환시켜 패널 표면에서 복사열을 방출하는 방식이므로 열매체는 온수(또는 증기)다. 개별 스토브, 온풍난방, 가열코일 난방은 모두 데워진 공기가 실내로 열을 나른다.

문제 6
기류 및 주위벽면에서의 복사열은 무시하고 온도와 습도만으로 쾌적도를 나타내는 지표를 무엇이라 하는가?
1퀘적 건강지표
2불쾌지수
3유효온도지수
4청정지표
정답 및 해설

불쾌지수(DI)는 건구온도와 습구온도, 즉 온도와 습도만으로 산출하는 지표로 기류와 주위 벽면의 복사열은 고려하지 않는다. 유효온도지수(ET)는 온도, 습도에 기류까지 포함하고, 수정유효온도(CET)는 복사열까지 반영한다.

문제 7
실내 냉방 부하 중에서 현열부하 2500 kcal/h, 잠열부하 500 kcal/h 일 때 현열비는?
10.2
20.83
31
41.2
정답 및 해설

현열비(SHF)는 전열부하에 대한 현열부하의 비다. SHF=qsqs+qL=25002500+500=0.833\mathrm{SHF}=\dfrac{q_{s}}{q_{s}+q_{L}}=\dfrac{2500}{2500+500}=0.833이므로 약 0.83이다.

문제 8
극간풍의 풍량을 계산하는 방법으로 틀린것은?
1환기 횟수에 의한 방법
2극간 길이에 의한 방법
3창 면적에 의한 방법
4재실인원수에 의한 방법
정답 및 해설

극간풍(틈새바람) 풍량은 환기횟수법, 극간(창 새시) 길이법, 창 면적법, 풍속법으로 구한다. 재실인원수는 필요 외기도입량(환기량)을 정하는 기준이지 틈새로 새어 드는 공기량을 산정하는 방법이 아니다.

문제 9
그림에서 공기조화기를 통과하는 유입공기가 냉각코일을 지날 때의 상태를 나타낸 것은?
1OA
2OB
3OC
4OD
정답 및 해설

냉각코일을 지나는 공기는 건구온도가 내려가고, 코일 표면온도가 노점 이하이면 수분이 응축되어 절대습도도 함께 내려간다. 습공기선도에서 이는 상태점 O에서 왼쪽 아래로 향하는 냉각감습 과정, 즉 OB이다. 수직 아래로 내려가는 OA는 온도 변화 없이 습도만 줄이는 감습, 오른쪽 위로 향하는 OC는 가열가습에 해당한다.

문제 10
복사난방의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?
1외기온도 변화에 따라 실내의 온도 및 습도조절이 쉽다
2방열기가 불필요하므로 가구배치가 용이하다
3실내의 온도분포가 균등하다
4복사열에 의한 난방이므로 쾌감도가 크다
정답 및 해설

복사난방은 바닥이나 벽체 구조체를 데우는 방식이라 열용량이 커서 방열량 조절 응답이 느리고, 별도의 습도조절 장치가 없으면 습도 제어도 어렵다. 그래서 외기온도가 수시로 변하는 조건에서는 실내 온·습도를 빠르게 맞추기 어렵다.

문제 11
공기조화방식에서 수-공기방식의 특징에 대한 설명으로 틀린것은?
1전공기방식에 비해 반송동력이 많다.
2유닛에 고성능 필터를 사용할 수가 없다.
3부하가 큰 방에 대해 덕트의 치수가 적어질 수 있다.
4사무실, 병원, 호텔 등 다실 건물에서 외부 존은 수방식, 내부 존은 공기방식으로 하는 경우가 많다.
정답 및 해설

수-공기 방식은 열의 상당 부분을 비열과 밀도가 큰 물로 운반하므로 같은 열량을 옮길 때 덕트 치수와 송풍량이 줄어든다. 따라서 전공기 방식보다 반송동력이 오히려 적다.

문제 12
다음 중 히트펌프 방식의 열원에 해당되지 않는것은?
1수 열원
2마찰 열원
3공기 열원
4태양 열원
정답 및 해설

히트펌프의 열원은 공기, 물(지하수·하천수·해수), 지중, 태양열, 배열 등 자연계나 폐열에서 저온의 열을 얻는 것이다. 마찰열은 일을 소비해 만들어내는 열이므로 채열 대상인 열원으로 분류되지 않는다.

문제 13
송풍기의 법칙 중 틀린 것은? (단, 각각의 값은 아래 표와 같다.)
1Q2=(N2/N1)xQ1
2Q2=(d2/d1)3×Q1
3P2=(N2/N1)3×P1
4P2=(d2/d1)2×P1
정답 및 해설

송풍기 상사법칙은 풍량 QN, Qd3\mathrm{Q}\propto \mathrm{N}\,,\ \mathrm{Q}\propto \mathrm{d}^{3}, 정압 PN2, Pd2\mathrm{P}\propto \mathrm{N}^{2}\,,\ \mathrm{P}\propto \mathrm{d}^{2}, 축동력 LN3, Ld5\mathrm{L}\propto \mathrm{N}^{3}\,,\ \mathrm{L}\propto \mathrm{d}^{5}이다. 정압을 회전수비의 3승에 비례시킨 식은 축동력의 관계를 잘못 쓴 것이므로 틀리다.

문제 14
냉수 코일 설계 시 유의사항으로 옳은 것은?
1대수 평균 온도차(MTD)를 크게 하면 코일의 열수가 많아진다.
2냉수의 속도는 2m/s 이상으로 하는 것이 바람직하다.
3코일을 통과하는 풍속은 2~3m/s가 경제적이다.
4물의 온도 상승은 일반적으로 15℃ 전후로 한다.
정답 및 해설

냉수코일의 전면 통과풍속은 2~3 m/s가 경제적이며, 이보다 빠르면 응축수가 비산하고 압력손실이 커진다. 냉수 유속은 1 m/s 전후, 냉수의 온도 상승은 5℃ 전후로 잡고, 대수평균온도차를 크게 하면 필요한 전열면적이 줄어 코일 열수는 오히려 적어진다.

문제 15
다음 그림의 난방 설계도에서 콘벡터(Convector)의 표시 중 F가 가진 의미는?
1케이싱 길이
2높이
3형식
4방열면적
정답 및 해설

콘벡터 표시에서 F는 형식(form)을 나타내는 기호다. 콘벡터는 형식과 함께 케이싱 길이, 높이, 유입·유출 관경 등을 도면에 함께 표기한다.

문제 16
공기조화 냉방 부하 계산 시 잠열을 고려하지 않아도 되는 경우는?
1인체에서의 발생열
2문틈에서의 틈새바람
3외기의 도입으로 인한 열량
4유리를 통과하는 복사열
정답 및 해설

잠열부하는 실내로 수분이 들어오거나 발생할 때 생긴다. 유리를 통과하는 태양 복사열은 수분 이동을 동반하지 않으므로 현열부하만 계산하면 된다. 인체 발생열, 틈새바람, 외기 도입은 모두 수분을 함께 들여오므로 잠열을 고려해야 한다.

문제 17
공기 중에 분진의 미립자 제거뿐만 아니라 세균, 곰팡이, 바이러스 등 까지 극소로 제한시킨 시설로서 병원의 수술실, 식품가공, 제액 공장 등의 특정한 공정이나 유전자 관련 산업 등에 응용되는 설비는?
1세정실
2산업용 클린룸(ICR)
3바이오 클린룸(BCR)
4칼로리미터
정답 및 해설

바이오 클린룸(BCR)은 분진뿐 아니라 세균, 곰팡이, 바이러스 등 미생물까지 극소로 억제한 청정실로 병원 수술실, 식품가공, 제약 공장, 유전자 관련 산업에 쓰인다. 산업용 클린룸(ICR)은 반도체 공장처럼 미립자 제거만을 목적으로 한다.

문제 18
실내온도25℃이고, 실내 절대습도가 0.0165kg/kg의 조건에서 틈새바람에 의한 침입 외기량이 200L/s일 때 현열부하와 잠열부하는? (단, 실외온도 35℃, 실외 절대습도0.0321kg/kg, 공기의 비열 1.01kJ/kg·K, 물의 증발잠열 2501 kJ/kg 이다.)
1현열부하 2.424kW, 잠열부하 7.803kW
2현열부하 2.424kW, 잠열부하 9.364kW
3현열부하 2.828kW, 잠열부하 7.803kW
4현열부하 2.828kW, 잠열부하 9.364kW
정답 및 해설

침입 외기량 200 L/s=0.2 m3/s200\ \mathrm{L/s}=0.2\ \mathrm{m^{3}/s}, 공기 밀도 1.2 kg/m31.2\ \mathrm{kg/m^{3}}이므로 질량유량은 0.24 kg/s0.24\ \mathrm{kg/s}다. 현열부하는 qs=0.24×1.01×(3525)=2.424 kWq_{s}=0.24\times 1.01\times(35-25)=2.424\ \mathrm{kW}, 잠열부하는 qL=0.24×2501×(0.03210.0165)=9.364 kWq_{L}=0.24\times 2501\times(0.0321-0.0165)=9.364\ \mathrm{kW}이다.

문제 19
건구온도30℃, 상대습도60%인 습공기에서 건공기의 분압(mmHg)는? (단, 대기압은 760mmHg, 포화 수증기압은 27.65mmHg 이다)
127.65
2376.21
3743.41
4700.97
정답 및 해설

수증기 분압은 상대습도와 포화수증기압의 곱이므로 pw=0.6×27.65=16.59 mmHgp_{w}=0.6\times 27.65=16.59\ \mathrm{mmHg}다. 건공기 분압은 전압에서 이를 뺀 pa=76016.59=743.41 mmHgp_{a}=760-16.59=743.41\ \mathrm{mmHg}이다.

문제 20
다음 중 보일러의 열효율을 향상시키기 위한 장치가 아닌 것은?
1저수위 차단기
2재열기
3절탄기
4과열기
정답 및 해설

절탄기는 배기가스로 급수를, 공기예열기는 연소용 공기를, 과열기와 재열기는 증기를 각각 가열해 폐열을 회수하므로 열효율 향상 장치다. 저수위 차단기는 수위가 안전수위 아래로 내려가면 연료를 차단해 보일러 과열·폭발을 막는 안전장치다.

문제 21
단위에 대한 설명으로 틀린 것은?
1열의 일당량은 427kg·m/kcal 이다
21 kcal는 약 4.2kJ이다.
31 kWh는 760 kcal 이다.
4℃=5(℉-32)/9 이다.
정답 및 해설

1 kWh=3600 kJ1\ \mathrm{kWh}=3600\ \mathrm{kJ}이고 1 kcal4.186 kJ1\ \mathrm{kcal}\fallingdotseq 4.186\ \mathrm{kJ}이므로 1 kWh=36004.186860 kcal1\ \mathrm{kWh}=\dfrac{3600}{4.186}\fallingdotseq 860\ \mathrm{kcal}이다. 760 kcal라는 값은 틀리다. 열의 일당량 427 kg·m/kcal, 섭씨 환산식 tC=59(tF32)t_{\mathrm{C}}=\dfrac{5}{9}(t_{\mathrm{F}}-32)는 모두 옳다.

문제 22
냉동기 윤활유의 구비조건으로 틀린 것은?
1저온에서 응고하지 않고 왁스를 석출하지 않을 것
2인화점이 낮고 고온에서 열화하지 않을 것
3냉매에 의하여 윤활유가 용해되지 않을 것
4전기 절연도가 클 것
정답 및 해설

냉동기유는 압축기 토출부의 고온에 노출되므로 인화점이 높아야 하고 고온에서 열화하지 않아야 한다. 인화점이 낮으면 발화·탄화 위험이 커지므로 구비조건으로 틀리다.

문제 23
냉동사이클에서 응축기의 냉매 액 압력이 감소하면 증발온도는 어떻게 되는가?
1감소한다.
2증가한다.
3변화하지 않는다.
4증가하다 감소한다.
정답 및 해설

응축기 냉매액의 압력이 낮아지면 팽창밸브 전후의 압력차가 줄어 밸브를 통과하는 냉매 순환량이 감소한다. 증발기로 공급되는 냉매가 부족해지면 증발압력이 낮아지고, 이에 대응하는 포화온도인 증발온도도 함께 감소한다.

문제 24
아래 선도와 같은 암모니아 냉동기의 이론 성적계수(ⓐ)와 성적계수(ⓑ)는 얼마인가? (단, 팽창밸브 직전의 액온도는 32℃이고, 흡입가스는 건포화증기이며, 압축효율은 0.85, 기계효율은 0.91로 한다)
1ⓐ3.9, ⓑ3.0
2ⓐ3.9, ⓑ2.1
3ⓐ4.9, ⓑ3.8
4ⓐ4.9, ⓑ2.6
정답 및 해설

선도에서 h1=395.5h_1=395.5, h2=462h_2=462, 팽창 전후의 h3=h4=135.5kJ/kgh_3=h_4=135.5\,\mathrm{kJ/kg}이다. 이론 성적계수는 COP=h1h4h2h1=395.5135.5462395.5=26066.53.9COP=\dfrac{h_1-h_4}{h_2-h_1}=\dfrac{395.5-135.5}{462-395.5}=\dfrac{260}{66.5}\approx3.9이다. 실제 성적계수는 여기에 압축효율과 기계효율을 곱해 3.9×0.85×0.913.03.9\times0.85\times0.91\approx3.0이 된다.

문제 25
축열 시스템의 종류가 아닌 것은?
1가스축열 방식
2수축열 방식
3빙축열 방식
4잠열축열 방식
정답 및 해설

축열 시스템은 열을 저장하는 매체에 따라 수축열, 빙축열, 잠열(잠열재·PCM)축열, 지중축열 등으로 나뉜다. 가스축열은 축열 매체가 아니라 연료 공급 방식에 관한 말이므로 축열 시스템 종류가 아니다.

문제 26
항공기 재료의 내한(耐寒)성능을 시험하기 위한 냉동 장치를 설치 할려고 한다. 가장 적합한 냉동기는?
1왕복동식 냉동기
2원심식 냉동기
3전자식 냉동기
4흡수식 냉동기
정답 및 해설

항공기 재료의 내한시험 장치는 용량은 작지만 넓은 온도 범위에서 저온을 자유롭게 조절해야 한다. 왕복동식은 소용량이면서 압축비를 크게 잡아 저온을 얻기 쉬워 이런 시험용에 적합하다. 원심식과 흡수식은 대용량 공조용이고, 전자식은 극히 작은 냉동능력에 한정된다.

문제 27
물리에르 선도상에서 압력이 증대함에 따라 포화액선과 건조포화 증기선이 만나는 일치점을 무엇이라 하는가?
1한계점
2임계점
3상사점
4비등점
정답 및 해설

몰리에르 선도에서 압력을 높여 가면 포화액선과 건조포화증기선이 한 점에서 만나고, 이 점에서 액과 증기의 성질이 같아져 증발잠열이 0이 된다. 이 점을 임계점이라 하며 그때의 온도와 압력이 임계온도, 임계압력이다.

문제 28
다음 중 냉동방법의 종류로 틀린 것은?
1얼음의 융해잠열 이용 방법
2드라이아이스 승화열 이용방법
3액체질소의 증발열 이용 방법
4기계식 냉동기의 압축열 이용방법
정답 및 해설

냉동은 물질이 상태변화하며 주위 열을 빼앗는 현상을 이용하므로 얼음의 융해잠열, 드라이아이스의 승화열, 액체질소의 증발열이 모두 냉동방법이 된다. 기계식 냉동기도 냉매의 증발잠열을 이용하며, 압축열은 응축기에서 버려야 할 열이지 냉동에 쓰이는 열이 아니다.

문제 29
저온의 냉장실에서 운전 중 냉각기에 적상(성애)이 생길 경우 이것을 살수로 제상하고자 할 때 주의사항으로 틀린 것은?
1냉각기용 송풍기는 정지후 살수 제상을 행한다
2제상 수의 온도는 50 ~ 60℃정도의 물을 사용한다
3살수하기 전에 냉각(증발)기로 유입되는 냉매액을 차단한다.
4분사 노즐은 항상 깨끗이 청소한다.
정답 및 해설

살수 제상에 쓰는 물은 10~25℃ 정도의 상온수면 충분하다. 50~60℃의 고온수를 쓰면 냉장실에 불필요한 열부하가 들어가고 증기가 발생해 다른 부위에 재착상을 일으키므로 적절하지 않다. 살수 전에 냉매액 공급을 차단하고 송풍기를 정지시키는 것은 옳은 절차다.

문제 30
압축기의 구조에 관한 설명으로 틀린것은?
1반밀폐형은 고정식이므로 분해가 곤란하다.
2개방형에는 벨트 구독식과 직결 구동식이 있다.
3밀폐형은 전동기와 압축기가 한 하우징속에 있다.
4기통 배열에 따라 입형, 횡형, 다기통형으로 구분된다.
정답 및 해설

반밀폐형은 전동기와 압축기가 한 케이싱 안에 있지만 볼트로 조립되어 있어 현장에서 분해·수리가 가능한 형식이다. 용접으로 완전히 밀봉해 분해가 곤란한 것은 전밀폐형이다.

문제 31
증기압축 이론냉동사이클에 대한 설명으로 틀린 것은?
1압축기에서의 압축과정은 단열 과정이다
2응축기에서의 응축과정은 등압, 등엔탈피 과정이다.
3증발기에서의 증발과정은 등압, 등온 과정이다.
4팽창 밸브에서의 팽창과정은 교축 과정이다.
정답 및 해설

응축기에서는 압력이 일정한 상태로 냉매가 열을 버리며 액화하므로 등압 과정이면서 엔탈피는 크게 감소한다. 엔탈피가 일정한 등엔탈피 과정은 팽창밸브의 교축 과정이다.

문제 32
냉매가 구비해야 할 조건으로 틀린 것은?
1임계온도가 높고 응고온도가 낮을 것
2같은 냉동능력에 대하여 소요동력이 적을것
3전기절연성이 낮을 것
4저온에서도 대기압 이상의 압력으로 증발하고 상온에서 비교적 저압으로 액화할것
정답 및 해설

밀폐형 압축기는 냉매가 전동기 권선에 직접 닿으므로 냉매의 전기절연성이 커야 절연 파괴와 지락을 막을 수 있다. 절연내력이 낮으면 냉매로 쓸 수 없으므로 절연성이 낮을 것이라는 조건은 틀리다.

문제 33
열에 대한 설명으로 틀린 것은?
1열전도는 물질 내에서 열이 전달되는 것이기 때문에 공기 중에서는 열전도가 일어나지 않는다.
2열이 온도차에 의하여 이동되는 현상을 열전달이라 한다.
3고온 물체와 저온 물체 사이에서는 복사에 의해서도 열이 전달된다.
4온도가 다른 유체가 고체벽을 사이에 두고 있을 때 온도가 높은 유체에서 온도가 낮은 유체로 열이 이동되는 현상을 열통과라고 한다.
정답 및 해설

열전도는 물질을 이루는 분자 사이의 에너지 전달이므로 기체인 공기 중에서도 일어난다. 다만 정지 공기의 열전도율이 매우 작기 때문에 이를 가둔 다공질 재료를 단열재로 쓰는 것이다.

문제 34
수산물의 단기 저장을 위한 냉각 방법으로 적합하지 않은 것은?
1빙온 냉각
2염수 냉각
3송풍 냉각
4침지 냉각
정답 및 해설

수산물의 단기 저장에는 빙온 냉각, 냉각 해수나 염수를 이용한 염수 냉각, 냉풍을 부는 송풍 냉각이 쓰인다. 단순 침지 냉각은 어체가 물에 오래 잠겨 수분을 흡수하고 정미 성분이 용출되어 품질이 떨어지므로 적합하지 않다.

문제 35
2원냉동 사이클에서 중간열교환기인 캐스케이드 열교환기의 구성은 무엇으로 이루어져 있는가?
1저온측 냉동기의 응축기와 고온측 냉동기의 증발기
2저온측 냉동기의 증발기와 고온측 냉동기의 응축기
3저온측 냉동기의 응축기와 고온측 냉동기의 응축기
4저온측 냉동기의 증발기와 고온측 냉동기의 증발기
정답 및 해설

2원 냉동에서 저온측 냉매가 버린 응축열을 고온측 냉매가 증발하면서 흡수하도록 두 기기를 하나로 묶은 것이 캐스케이드 열교환기다. 즉 저온측 냉동기의 응축기와 고온측 냉동기의 증발기가 결합된 구조다.

문제 36
흡수식냉동기의 구성품 중 왕복동 냉동기의 압축기와 같은 역할을 하는 것은?
1발생기
2증발기
3응축기
4순환펌프
정답 및 해설

흡수식 냉동기에서 흡수기와 발생기(재생기)가 압축기 역할을 대신하는데, 그중 흡수액을 가열해 냉매증기를 고온·고압으로 만들어 응축기로 보내는 승압 기능을 담당하는 것이 발생기다. 증발기와 응축기는 압축식과 같은 역할을 한다.

문제 37
아래 조건을 갖는 수냉식 응축기의 전열면적(m2)는 얼마인가? (단, 응축기 입구의 냉매가스의 엔탈피는 430kcal/kg, 응축기 출구의 냉매액의 엔탈피는 145kcal/kg, 냉매 순환량은 150kg/h, 응축온도는 38℃, 냉각수 평균온도는 32℃, 응축기의 열관류율은 850 kcal/m2∙h∙℃ 이다.)
17.96
28.38
38.90
410.05
정답 및 해설

응축부하는 q=G(h1h2)=150×(430145)=42750 kcal/hq=G(h_{1}-h_{2})=150\times(430-145)=42750\ \mathrm{kcal/h}이다. 전열면적은 A=qKΔt=42750850×(3832)=8.38 m2A=\dfrac{q}{K\,\Delta t}=\dfrac{42750}{850\times(38-32)}=8.38\ \mathrm{m^{2}}이다.

문제 38
어떤 냉동장치의 계기압력이 저압은 60 mmHg, 고압은 673kPa이였다면, 이 때의 압축비는 얼마인가?
15.8
26.0
37.4
48.3
정답 및 해설

저압측 계기 지시 60 mmHg는 진공도이므로 절대압력은 76060=700 mmHg=93.3 kPa760-60=700\ \mathrm{mmHg}=93.3\ \mathrm{kPa}이고, 고압측 절대압력은 673+101.3=774.3 kPa673+101.3=774.3\ \mathrm{kPa}이다. 압축비는 774.393.38.3\dfrac{774.3}{93.3}\fallingdotseq 8.3이다.

문제 39
압축기 실린더 직경 110mm, 행정 80mm, 회전수 900rpm, 기통수가 8기통인 암모니아 냉동장치의 냉동능력(RT)는 얼마인가? (단, 냉동능력은 R=VC\mathrm{R}=\dfrac{\mathrm{V}}{\mathrm{C}}로 산출하며 여기서 R은 냉동능력(RT), V는 피스톤 토출량(m3/h), C는 정수로서 8.4이다.)
139.1
247.7
385.3
4234.0
정답 및 해설

피스톤 토출량은 V=π4D2LNn×60=π4(0.11)2×0.08×900×8×60=328.4 m3/hV=\dfrac{\pi}{4}D^{2}LNn\times 60=\dfrac{\pi}{4}(0.11)^{2}\times 0.08\times 900\times 8\times 60=328.4\ \mathrm{m^{3}/h}이다. 따라서 냉동능력은 R=VC=328.48.439.1 RTR=\dfrac{V}{C}=\dfrac{328.4}{8.4}\fallingdotseq 39.1\ \mathrm{RT}이다.

문제 40
30냉동톤의 브라인 쿨러에서 입구온도가 –15℃일 때 브라인 유량이 매 분 0.6m3 이면 출구온도(℃)는 얼마인가? (단, 브라인의 비중은 1.27, 비열은 0.669 kcal/kg·℃이고, 1냉동톤은 3320kcal/h 이다.)
1-11.7℃
2-15.4℃
3-20.4℃
4-18.3℃
정답 및 해설

냉동부하는 30×3320=99600 kcal/h30\times 3320=99600\ \mathrm{kcal/h}, 브라인 질량유량은 0.6×60×1270=45720 kg/h0.6\times 60\times 1270=45720\ \mathrm{kg/h}이다. 온도강하는 Δt=9960045720×0.669=3.26 C\Delta t=\dfrac{99600}{45720\times 0.669}=3.26\ \mathrm{^{\circ}C}이므로 출구온도는 153.2618.3 C-15-3.26\fallingdotseq -18.3\ \mathrm{^{\circ}C}이다.

문제 41
주철관의 소켓이음 시 코킹작업을 하는 주된 목적으로 가장 적합한 것은?
1누수 방지
2경도 방지
3인장강도 증가
4내진성 증가
정답 및 해설

주철관 소켓이음은 소켓과 삽입구 틈에 얀을 넣고 납을 부은 뒤 코킹정으로 다지는 작업을 한다. 이는 충전재를 치밀하게 눌러 틈을 없애 누수를 막기 위한 것이다.

문제 42
보온재에 관한 설명으로 틀린 것은?
1무기질 보온재료는 함면, 유리면 등이 사용된다
2탄산마그네슘은 250℃ 이하의 파이프 보온용으로 사용된다.
3광명단은 밀차력이 강한 유기질 보온재다.
4우모펠트는 곡면시공에 매우 편리하다.
정답 및 해설

광명단은 철재 표면의 녹을 막기 위해 칠하는 방청도료이지 보온재가 아니다. 무기질 보온재로는 암면과 유리면이, 유기질 보온재로는 우모펠트와 코르크 등이 쓰이며 탄산마그네슘은 250℃ 이하 배관 보온에 사용된다.

문제 43
염화비닐관 이음법의 종류가 아닌 것은?
1플랜지 이음
2인서트 이음
3테이퍼 코어 이음
4열간 이음
정답 및 해설

염화비닐관은 냉간 접합(테이퍼 코어 이음), 열간 접합, 플랜지 이음, 용착 슬리브 이음, 나사 이음 등으로 접합한다. 인서트 이음은 폴리에틸렌관에서 관 속에 인서트 조인트를 끼우고 클램프로 조이는 방법이다.

문제 44
배관의 지지 목적이 아닌 것은?
1배관의 중량지지 및 고정
2신축의 제한 지지
3진동 및 충격 방지
4부식 방지
정답 및 해설

배관 지지는 관과 유체의 중량을 받쳐 고정하고, 열팽창에 따른 신축을 제한된 방향으로만 허용하며, 진동과 충격을 억제하기 위한 것이다. 부식 방지는 도장, 라이닝, 전기방식 등 방식 처리의 목적이다.

문제 45
옥상탱크식 급수방식의 배관계통의 순서로 옳은 것은?
1저수탱크 → 양수펌프 → 옥상탱크 → 양수관 → 급수관 → 수도꼭지
2저수탱크 → 양수관 → 양수펌프 → 급수관 → 옥상탱크 → 수도꼭지
3저수탱크 → 양수관 → 급수관 → 양수펌프 → 옥상탱크 → 수도꼭지
4저수탱크 → 양수펌프 → 양수관 → 옥상탱크 → 급수관 → 수도꼭지
정답 및 해설

옥상탱크식은 수도물을 지하 저수탱크에 받은 뒤 양수펌프로 양수관을 통해 옥상탱크로 올리고, 거기서 중력으로 급수관을 따라 각 기구에 내려 보낸다. 따라서 저수탱크 - 양수펌프 - 양수관 - 옥상탱크 - 급수관 - 수도꼭지 순서가 된다.

문제 46
트랩의 봉수 파괴 원인이 아닌 것은?
1증발작용
2모세관작용
3사이펀작용
4배수작용
정답 및 해설

봉수 파괴 원인은 자기사이펀 작용, 유인(흡출) 사이펀 작용, 분출 작용, 모세관 현상, 증발, 관성에 의한 배출이다. 배수작용 자체는 트랩이 정상적으로 수행하는 기능이므로 봉수 파괴 원인이 아니다.

문제 47
가스용접에서 아세틸렌과 산소의 비가 1 : 0.85~0.95인 불꽃은 무슨 불꽃인가?
1탄화불꽃
2기화불꽃
3산화불꽃
4표준불꽃
정답 및 해설

아세틸렌 대 산소의 비가 1 대 0.85~0.95이면 산소가 부족하고 아세틸렌이 과잉인 상태로 백심 바깥에 아세틸렌 깃이 남는 탄화불꽃(아세틸렌 과잉 불꽃)이 된다. 1 대 1이면 표준불꽃, 산소가 더 많으면 산화불꽃이다.

문제 48
배관의 도중에 설치하여 유체 속에 혼입된 토사나 이물질 등을 제거하기 위해 설치하는 배관 부품은?
1트랩
2유니언
3스트레이너
4플랜지
정답 및 해설

스트레이너는 배관 도중에 설치해 내부의 금속망으로 토사, 스케일, 이물질을 걸러 밸브나 펌프, 기기를 보호하는 부품이다. 형상에 따라 Y형, U형, V형이 있다.

문제 49
냉매배관 중 토출관을 의미하는 것은?
1압축기에서 응축기까지의 배관
2응축기에서 팽창밸브까지의 배관
3증발기에서 압축기까지의 배관
4응축기에서 증발기까지의 배관
정답 및 해설

토출관은 압축기가 토출한 고온·고압 가스가 응축기로 가는 배관이다. 응축기에서 팽창밸브까지는 액관, 증발기에서 압축기까지는 흡입관이다.

문제 50
급수설비에서 수격작용 방지를 위하여 설치하는 것은?
1에어챔버(air chamber)
2앵글밸브(angle valve)
3서포트(support)
4볼 탭(ball tap)
정답 및 해설

수격작용은 밸브를 급히 닫을 때 유속이 급정지하며 생긴 압력파가 관을 때리는 현상이다. 에어챔버는 관 끝에 공기를 가둔 실을 두어 이 압력 상승을 공기의 압축으로 흡수해 완화한다.

문제 51
급탕배관에 대한 설명으로 틀린 것은?
1배관이 길 경우에는 필요한 곳에 공기빼기 밸브를 설치한다.
2벽 관통부분 배관에는 슬리브를 끼운다.
3상향식 배관에서는 공급관을 앞내림 구매로 한다.
4배관 중간에 신축이음을 설치한다.
정답 및 해설

상향식 급탕배관에서는 공급관을 흐름 방향으로 올라가는 앞올림(선상향) 구배로, 반탕관을 앞내림 구배로 해야 관 속의 공기가 상부로 모여 빠질 수 있다. 공급관을 앞내림 구배로 하면 공기가 갇혀 순환을 막으므로 틀리다.

문제 52
호칭지름 20A의 관을 그림과 같이 나사 이음할 때 중심 간의 길이가 200mm라 하면 강관의 실제 소요되는 절단길이(mm)는? (단, 이음쇠에 중심에서 단면까지의 길이는 32mm, 나사가 물리는 최소의 길이는 13mm이다.)
1136
2148
3162
4200
정답 및 해설

절단길이는 중심 간 거리에서 양쪽 이음쇠가 차지하는 여유를 뺀 값이다. l=L2(Aa)=2002×(3213)=20038=162 mml=L-2(A-a)=200-2\times(32-13)=200-38=162\ \mathrm{mm}이다.

문제 53
펌프 주위의 배관도 이다. 각 부품의 명칭으로 틀린 것은?
1나 : 스트레이너
2가 : 플랙시블조인트
3라 : 글로브 밸브
4사 : 온도계
정답 및 해설

지그재그 디스크와 두 시트로 그려진 '라'는 역류를 막는 체크밸브이지 글로브 밸브가 아니다. 글로브 밸브라면 마주 본 두 삼각형의 가운데를 칠한 기호로 표시된다. 나머지는 옳은 설명으로, 사선 다리가 달린 '나'는 스트레이너, 빗금 친 짧은 관 부분인 '가'는 플렉시블 조인트, 원 안에 T가 들어간 '사'는 온도계이다.

문제 54
급배수 배관 시험 방법중 물 대신 압축공기를 관 속에 압입하여 이음매에서 공기가 새는 것을 조사하는 방식은?
1수압시험
2기압시험
3진공시험
4통기시험
정답 및 해설

기압시험은 물 대신 압축공기를 관 내에 압입한 뒤 압력 강하를 보거나 이음매에 비눗물을 발라 새는 곳을 찾는 방법이다. 물을 쓰지 않으므로 한랭지의 동결 우려가 있는 배관이나 미세한 누설 확인에 유리하다.

문제 55
동관접합 방법의 종류가 아닌 것은??
1빅토리접합
2플레어 접합
3플랜지접합
4납땜 접합
정답 및 해설

동관은 플레어(압축) 접합, 플랜지 접합, 납땜(용접) 접합으로 잇는다. 빅토리 접합은 고무링과 금속제 칼라로 조이는 주철관 이음 방법이다.

문제 56
저압증기 난방 장치에서 증기관과 환수관 사이에 설치하는 균형관은 표준 수면에서 몇 mm 아래에 설치하는가?
120 mm
250 mm
380 mm
4100 mm
정답 및 해설

저압증기 난방의 하트포드 접속법에서 증기관과 환수관을 잇는 균형관은 보일러 표준수면보다 50 mm 아래에 설치한다. 이렇게 해야 환수관이 파손되어도 보일러 수위가 안전수위 아래로 내려가지 않는다.

문제 57
급탕배관에의 구배에 대한 관한 설명으로 옳은 것은?
1중력순환식은 1/250 이상의 구배를 준다
2강제순환식은 구배를 주지 않는다.
3하향식 공급 방식에서는 급탕관 및 복귀관은 모두 선하향 구배로 한다.
4상향공급식 배관의 반탕관은 상향구배로 한다.
정답 및 해설

하향식 공급방식에서는 급탕관과 복귀관을 모두 흐름 방향으로 내려가는 선하향 구배로 잡아 공기가 상부 배기점으로 모이게 한다. 구배는 중력순환식이 1/150 이상, 강제순환식이 1/200 정도로 강제식에도 구배를 준다.

문제 58
다음 중 온도에 따른 팽창 및 수축이 가장 큰 배관재료는?
1강관
2동관
3염화비닐관
4콘크리트관
정답 및 해설

염화비닐관의 선팽창계수는 약 7×105 /C7\times 10^{-5}\ \mathrm{/^{\circ}C}로 강관의 1.2×105 /C1.2\times 10^{-5}\ \mathrm{/^{\circ}C}보다 대여섯 배 크다. 따라서 온도 변화에 따른 팽창과 수축이 가장 크고 신축이음 설치가 특히 중요하다.

문제 59
중앙식 급탕설비에서 직접 가열식 방법에 대한 설명으로 옳은 것은?
1열 효율상으로는 경제적이지만 보일러 내부에 스케일이 생길 우려가 크다.
2탱크 속에 직접 증기를 분사하여 물을 가열하는 방식이다.
3탱크는 저장과 가열을 동시에 하므로 탱크히터 또는 스토리지 탱크로 부른다
4가열 코일이 필요하다
정답 및 해설

직접 가열식은 보일러에서 데운 물을 그대로 저탕조로 보내 급탕하므로 열효율이 좋고 경제적이지만, 급수가 계속 보일러를 지나므로 보일러 내부에 스케일이 끼기 쉽다. 탱크에 증기를 분사하거나 가열코일을 넣어 데우는 것은 간접 가열식이다.

문제 60
고층 건물이나 기구수가 많은 건물에서 입상관까지의 거리가 긴 경우, 루프통기의 효과를 높이기 위해 설치된 통기관은?
1도피 통기관
2반송 통기관
3공용 통기관
4신정 통기관
정답 및 해설

도피통기관은 기구가 많거나 배수 횡지관이 길어 루프통기만으로 통기가 부족할 때, 최하류 기구 아래 배수관과 통기수직관을 이어 배수 저항을 덜어 주는 통기관이다. 신정통기관은 배수수직관 상부를 연장한 것이고, 공용통기관은 마주 놓인 두 기구가 함께 쓰는 통기관이다.

문제 61
그림과 같은 피드백회로 전달함수 는?
1
2
3
4
정답 및 해설

단일 부궤환 구조이므로 폐루프 전달함수는 전향경로 이득을 1에 일순환 이득을 더한 값으로 나눈 것이다. 전향경로는 G(s)G(s), 일순환 이득은 G(s)H(s)G(s)H(s)이므로 C(s)R(s)=G(s)1+G(s)H(s)\dfrac{C(s)}{R(s)}=\dfrac{G(s)}{1+G(s)H(s)}이다. 분모가 1G(s)H(s)1-G(s)H(s)가 되는 것은 정궤환일 때이다.

문제 62
위치 감지용으로 적합한 장치는?
1전위차계
2회전자기부호기
3스트레인게이지
4마이크로폰
정답 및 해설

전위차계는 가동 접점의 위치에 따라 분압비가 변하므로 직선변위나 각변위를 전압으로 바꾸어 위치를 검출한다. 스트레인게이지는 변형과 힘, 마이크로폰은 음압을 검출하는 소자다.

문제 63
제어계에서 동작신호를 조작량으로 변화시키는 것은?
1제어량
2제어요소
3궤한요소
4기준압력요소.
정답 및 해설

제어요소는 조절부와 조작부로 이루어져 동작신호를 받아 제어대상에 가할 조작량으로 변환해 내보내는 부분이다. 제어량은 제어 대상의 출력, 궤환요소는 제어량을 검출해 기준입력과 비교할 수 있게 되돌리는 부분이다.

문제 64
다음 블록선도를 수식으로 표현한 것 중 옳은 것은?
1KpR+KDdRdt+KI0TRdt\mathrm{K}_{\mathrm{p}}\mathrm{R}+\mathrm{K}_{\mathrm{D}}\dfrac{\mathrm{dR}}{\mathrm{dt}}+\mathrm{K}_{\mathrm{I}}\int_{0}^{\mathrm{T}}\mathrm{Rdt}
2KDR+Kp0TRdt+KIdRdt\mathrm{K}_{\mathrm{D}}\mathrm{R} + \mathrm{K}_{\mathrm{p}}\int_{0}^{\mathrm{T}}\mathrm{R}\,\mathrm{dt} + \mathrm{K}_{\mathrm{I}}\dfrac{\mathrm{dR}}{\mathrm{dt}}
3KIR+KD0TRdt+KPdRdt\mathrm{K}_{\mathrm{I}}\mathrm{R}+\mathrm{K}_{\mathrm{D}}\int_{0}^{\mathrm{T}}\mathrm{Rdt}+\mathrm{K}_{\mathrm{P}}\dfrac{\mathrm{dR}}{\mathrm{dt}}
4KPR+1KD0TRdt+KIdRdt\mathrm{K}_{\mathrm{P}}\mathrm{R}+\dfrac{1}{\mathrm{K}_{\mathrm{D}}}\int_{0}^{\mathrm{T}}\mathrm{Rdt}+\mathrm{K}_{\mathrm{I}}\dfrac{\mathrm{dR}}{\mathrm{dt}}
정답 및 해설

블록선도는 입력을 비례, 미분, 적분 세 경로로 나누어 더하는 PID 동작을 나타낸다. 따라서 출력은 KPR+KDdRdt+KI0TRdt\mathrm{K}_{\mathrm{P}}\mathrm{R}+\mathrm{K}_{\mathrm{D}}\dfrac{\mathrm{dR}}{\mathrm{dt}}+\mathrm{K}_{\mathrm{I}}\displaystyle\int_{0}^{\mathrm{T}}\mathrm{R}\,\mathrm{dt}가 되며, 각 이득 기호가 비례·미분·적분 항에 바르게 붙은 식이 옳다.

문제 65
그림과 같은 Y결선 회로와 등가인 △결선 회로의 Zab, Zbc, Zca 값은?
1
2
3
4
정답 및 해설

Y결선의 각 상 임피던스는 a상 1, b상 2, c상 3이고 ZaZb+ZbZc+ZcZa=1×2+2×3+3×1=11Z_aZ_b+Z_bZ_c+Z_cZ_a=1\times2+2\times3+3\times1=11이다. Y를 등가 Δ로 바꾸면 각 변은 이 값을 마주 보는 상의 임피던스로 나눈 값이 된다. 따라서 Zab=11Zc=113Z_{ab}=\dfrac{11}{Z_c}=\dfrac{11}{3}, Zbc=11Za=11Z_{bc}=\dfrac{11}{Z_a}=11, Zca=11Zb=112Z_{ca}=\dfrac{11}{Z_b}=\dfrac{11}{2}이다.

문제 66
자동제어의 기본 요소로서 전기식 조작기기에 속하는 것은?
1다이어프램
2벨로우즈
3펄스 전동기
4파일럿 밸브
정답 및 해설

펄스 전동기는 입력 펄스 수에 비례해 회전각이 정해지는 전기식 조작기기다. 다이어프램, 벨로우즈, 파일럿 밸브는 공기압이나 유압으로 움직이는 조작기기다.

문제 67
직류전동기의 속도제어 방법이 아닌 것은?
1전압제어
2계자제어
3저항제어
4슬립제어
정답 및 해설

직류전동기의 회전수는 N=VIaRakϕN=\dfrac{V-I_{a}R_{a}}{k\phi}이므로 전압제어, 계자제어, 저항제어로 속도를 바꾼다. 슬립제어는 회전자계와 회전자의 속도차를 이용하는 유도전동기의 제어법이다.

문제 68
부궤한(negative feedback) 증폭기의 장점은?
1안정도의 증가
2증폭도의 증가
3전력의 절약
4능률의 증대
정답 및 해설

부궤환은 출력의 일부를 역위상으로 입력에 되돌려 이득 변동과 잡음, 왜곡의 영향을 줄인다. 전체 증폭도는 오히려 줄어들지만 이득이 소자 특성 변화에 둔감해져 안정도와 주파수 대역이 개선된다.

문제 69
그림과 같은 신호흐름선도에서 C/R의 값은?
16/21
2-6/21
36/27
4-6/27
정답 및 해설

전향경로는 1×2×3×1=61\times2\times3\times1=6 하나뿐이다. 루프는 2×(4)=82\times(-4)=-8, 3×(2)=63\times(-2)=-6, 2×3×(2)=122\times3\times(-2)=-12의 세 개이며 모두 서로 접촉하므로 비접촉 항이 없다. 따라서 Δ=1(8612)=27\Delta=1-(-8-6-12)=27, Δ1=1\Delta_1=1이 되어 CR=627\dfrac{C}{R}=\dfrac{6}{27}이다.

문제 70
피드백 제어계의 안정도와 직접적인 관련이 없는 것은?
1이득 여유
2위상 여유
3주파수 특성
4제동비
정답 및 해설

이득여유와 위상여유는 안정 한계까지 남은 여유를 직접 나타내고, 제동비는 과도응답의 진동 감쇠 정도로 안정도와 직결된다. 주파수 특성은 입력 주파수에 따른 이득과 위상의 변화를 나타내는 응답 특성일 뿐 그 자체가 안정도를 재는 척도는 아니다.

문제 71
저항 R1=2Ω과 R2=4Ω이 병렬로 접속되어 있을 때, R1에 흐르는 전류가 3A이면 R2에 흐르는 전류는 몇 A 인가?
11.0
21.5
32.0
42.5
정답 및 해설

병렬 회로에서는 각 저항에 걸리는 전압이 같으므로 I1R1=I2R2I_1R_1=I_2R_2가 성립하고, 전류는 저항에 반비례하여 나뉜다. 따라서 I2=I1×R1R2=3×24=1.5 AI_2=I_1\times\dfrac{R_1}{R_2}=3\times\dfrac{2}{4}=1.5\ \mathrm{A}이다.

문제 72
다음 분류기의 배율은? (단, Rs: 분류기의 저항, Ra : 전류계의 저항)
1
2
3
4
정답 및 해설

분류기는 전류계에 병렬로 저항을 달아 측정 범위를 넓히는 장치다. 분류기와 전류계는 병렬이어서 양단 전압이 같으므로 IsRs=IaRaI_s R_s = I_a R_a이고, 전체 전류는 I=Ia+Is=Ia(1+RaRs)I = I_a + I_s = I_a\left(1+\dfrac{R_a}{R_s}\right)이다. 따라서 배율은 m=IIa=1+RaRsm=\dfrac{I}{I_a}=1+\dfrac{R_a}{R_s}이며, 분류기 저항을 작게 할수록 배율이 커진다.

문제 73
그림과 같은 제어에 해당하는 것은?
1개방 제어
2개루푸제어
3시퀀스 제어
4폐루푸 제어
정답 및 해설

출력인 제어량을 검출해 입력측으로 되돌려 목표값과 비교하는 궤환 경로가 있는 구성은 폐루프 제어(피드백 제어)다. 궤환 경로가 없어 결과를 확인하지 않고 지령만 내보내는 것이 개루프 제어이며 시퀀스 제어가 그 대표다.

문제 74
그림과 같이 교류의 전압을 직류용 가동코일형 계기를 사용하여 측정하였다. 전압계의 눈금은 몇 V인가? (단, 교류전압 R의 값은 충분히 크다고 한다.)
1Vm
2
3
4
정답 및 해설

다이오드로 반파정류한 뒤 콘덴서 C로 평활한 회로이고 R가 충분히 커서 방전이 거의 없으므로, 콘덴서는 교류의 첨두값까지 충전된 상태를 그대로 유지한다. 직류용 가동코일형 계기는 가해진 전압의 평균값을 지시하는데 이 경우 파형이 거의 일정한 직류이므로 지시값이 첨두값과 같아진다. 따라서 전압계 눈금은 VmV_m이다.

문제 75
평행위치에서 목표 값과 현제 수위와의 차이를 잔류 편차(offset)라 한다. 다음 중 잔류 편차가 있는 제어계는?
1비례 동작(P동작)
2비례 미분 동작(PD동작)
3비례 적분 동작(PI동작)
4비례 적분 미분 동작(PID동작)
정답 및 해설

잔류 편차는 적분 동작이 없는 제어계에서 남는다. 비례 동작은 편차에 비례하는 조작량만 내보내므로 목표값에 이르기 전에 평형을 이루어 오프셋이 남고, 여기에 미분 동작을 더한 비례 미분 동작도 적분 동작이 없어 오프셋을 없애지 못한다. 반면 적분 동작이 들어간 비례 적분 동작과 비례 적분 미분 동작은 편차가 남아 있는 동안 조작량을 계속 누적시켜 잔류 편차를 제거한다. 원 시험에서는 비례 동작과 비례 미분 동작이 모두 정답으로 인정되었다.

문제 76
자동제어계에서 과도응답 중 지연시간을 옳게 정의한 것은?
1목표 값의 50%에 도달하는 시간
2목표 값이 허용오차 범위에 들어갈 때까지의 시간
3최대 오버슈트가 일어나는 시간
4목표값의 10 ~ 90%까지 도달하는 시간
정답 및 해설

지연시간(delay time)은 응답이 최종 목표값의 50%에 처음 도달하는 데 걸리는 시간이다. 목표값의 10%에서 90%까지 걸리는 시간은 상승시간, 허용오차 범위에 들어가 머무를 때까지의 시간은 정정시간이다.

문제 77
제어량이 온도, 압력, 유량, 액위, 농도 등과 같은 일반 공업량일 때의 제어는?
1추종제어
2시퀀스제어
3프로그래밍 제어
4프로세스제어
정답 및 해설

프로세스 제어는 온도, 압력, 유량, 액위, 농도처럼 공정에서 다루는 일반 공업량을 제어량으로 하는 제어다. 추종제어와 프로그래밍 제어는 목표값의 변화 형태에 따른 분류이고, 시퀀스 제어는 정해진 순서대로 진행하는 개루프 제어다.

문제 78
어떤 도체의 단면을 1시간에 7200C의 전기량이 이동했다고 하면 전류는 몇 A인가?
11
22
33
44
정답 및 해설

전류는 단위시간당 이동한 전기량이므로 I=Qt=72003600=2 AI=\dfrac{Q}{t}=\dfrac{7200}{3600}=2\ \mathrm{A}이다. 1시간을 3600초로 환산하는 것이 요점이다.

문제 79
어떤 계의 임펄스 응답이 e-2t이다. 이 제어계의 전달함수 G(s)는?
11/s
21s+1\dfrac{1}{\mathrm{s}+1}
31s+2\dfrac{1}{\mathrm{s}+2}
4s+2
정답 및 해설

전달함수는 임펄스 응답의 라플라스 변환이다. L[e2t]=1s+2\mathcal{L}\left[e^{-2t}\right]=\dfrac{1}{s+2}이므로 전달함수는 G(s)=1s+2G(s)=\dfrac{1}{s+2}이다.

문제 80
시퀀스 제어에 관한 설명 중 틀린 것은?
1시간지연요소가 사용된다.
2조합 논리회로로도 사용된다.
3기계적 계전기 접검이 사용된다.
4전체 시스템의 접점들이 일시에 동작한다.
정답 및 해설

시퀀스 제어는 앞 단계의 완료 조건을 확인하며 정해진 순서에 따라 단계적으로 진행하는 제어다. 모든 접점이 동시에 한꺼번에 동작하는 것이 아니므로 틀린 설명이다. 타이머 같은 시간지연요소와 계전기 접점, 조합 논리회로가 널리 쓰인다.