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[공조냉동기계산업기사 필기] 25년 1회차
공조냉동기계산업기사 필기 기출문제

25년 1회차

총 80문항 · 객관식 · A4 약 1장

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

25년 1회차

80문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
난방부하 계산 시 온도 측정방법에 대한 설명 중 틀린 것은?
1외기온도 : 기상대의 통계에 의한 그 지방의 매일 최저온도의 평균값보다 다소 높은 온도
2실내온도 : 바닥 위 1m의 높이에서 외벽으로부터 1m이내 지점의 온도
3지중온도 : 지하실의 난방부하의 계산에서 지표면 10m 아래까지의 온도
4천장 높이에 다른 온도 : 천장의 높이가 3m 이상이 되면 직접난방법에 의해서 난방 할 때 방의 윗부분과 밑면과의 평균온도
정답 및 해설

난방부하 계산에서 실내온도는 재실자가 생활하는 대표점 기준으로 잡으므로 바닥 위 약 1 m 높이에서 외벽으로부터 1 m 이상 떨어진 실내 중앙부의 온도를 사용한다. 외벽에 가까운 지점은 외기 침입과 벽면 복사의 영향을 크게 받아 실내 대표온도로 볼 수 없다.

문제 2
다음 그림은 송풍기의 특성 곡선이다. 점선으로 표시된 곡선 B는 무엇을 나타내는가?
1축동력
2효율
3전압
4정압
정답 및 해설

송풍기 특성곡선에서 풍량이 늘수록 꾸준히 커지는 곡선이 축동력이고, 중간 풍량에서 최대가 되었다가 다시 떨어지는 곡선이 효율이다. 위쪽에 나란히 그려진 두 곡선 가운데 값이 큰 실선이 전압이며, 전압에서 동압을 뺀 만큼 항상 그 아래에 놓이는 점선이 정압이다. 따라서 전압곡선 바로 아래를 따라가는 점선 B는 정압곡선이다.

문제 3
스파이럴형 열교환기의 구조에 대한 설명으로 맞는 것은?
1스테인리스 강판을 스파이럴상으로 감아서 용접으로서 수밀하고 가스켓을 사용한다.
2수-수 형식에 사용되며 증기-수 형식에는 사용하지 않는다
3형상, 중량이 플레이트식 보다 크다.
4내압 10atg, 내온 200℃ 까지 가능하다.
정답 및 해설

스파이럴형 열교환기는 두 장의 강판을 나선형으로 감아 두 개의 유로를 만든 구조로, 전열면적 밀도가 매우 높은 플레이트식과 비교하면 같은 용량에서 형상과 중량이 크다. 유로가 하나로 이어져 있어 슬러지가 섞인 유체에도 사용할 수 있고, 수-수뿐 아니라 증기-수 열교환에도 쓰인다.

문제 4
공기조화 방식의 특징 중 공기 - 물 방식(유닛병용식)에 해당하는 것은?
1환기(리턴) 휀을 설치하면 외기냉방이 가능하다.
2유닛 1대로서 1개의 소규모 조운을 구성하므로 조우닝이 용이하다.
3덕트가 없으므로 덕트 스페이스가 필요하지 않다.
4개별식이므로 부분운전 및 시간차 운전에 적합하다.
정답 및 해설

공기-물 방식(유닛 병용식)은 각 실에 팬코일유닛이나 유인유닛을 두고 중앙에서 1차 공기와 냉온수를 공급하므로, 유닛 1대가 하나의 소규모 존이 되어 조닝과 실별 제어가 쉽다. 덕트 스페이스가 필요 없다는 것은 냉매를 직접 보내는 개별 방식의 특징이고, 공기-물 방식은 1차 공기용 덕트가 반드시 필요하다.

문제 5
다음 중 공급방식에 의한 분류에 해당되는 증기난방 방식은?
1고압식 증기난방 방식
2하향 급기식 증기난방 방식
3중력식 증기난방 방식
4습식 증기난방 방식
정답 및 해설

증기난방을 증기의 공급(급기) 방식으로 나누면 주관을 최상부에 두고 아래로 내려보내는 하향 급기식과 아래에서 위로 올려보내는 상향 급기식으로 구분한다. 고압식은 증기압력, 중력식은 응축수 환수방식, 습식은 환수관의 배관 상태에 따른 분류이다.

문제 6
기계환기에서 실내압을 정압(+) 또는 부압(-)으로 유지할 수 있는 환기법은?
1제 1종
2제 2종
3제 3종
4제 4종
정답 및 해설

제1종 환기는 급기와 배기를 모두 송풍기로 하는 방식이므로 급기량과 배기량의 비를 조절해 실내를 정압(+)으로도 부압(-)으로도 자유롭게 유지할 수 있다. 제2종은 기계급기·자연배기여서 정압만, 제3종은 자연급기·기계배기여서 부압만 만들 수 있다.

문제 7
공조기 내에 흐르는 냉ㆍ온수 코일의 유량이 많아서 코일 내에 유속이 너무 클 때 사용하는 코일은?
1풀서킷 코일(full circuit coil)
2더블서킷 코일(double circuit coil)
3하프서킷 코일(half circuit coil)
4슬로서킷 코일(slow circuit coil)
정답 및 해설

더블서킷 코일은 관내 유로를 두 갈래로 나누어 회로 1개당 유량을 절반으로 줄이므로, 수량이 많아 유속이 과대해질 때 유속과 마찰손실을 낮추는 데 사용한다. 반대로 유량이 적어 유속이 지나치게 느릴 때는 유로 수를 절반으로 줄인 하프서킷 코일을 쓴다.

문제 8
가습방법 중 가습효율이 가장 높은 것은?
1에어워셔에 의한 단열 가습
2온수 분수 가습
3증기 분수 가습
4초음파 가습
정답 및 해설

증기 분무 가습은 수증기를 공기에 직접 주입하는 방식이라 가습효율이 100 %에 가깝고 건구온도 변화가 거의 없는 등온 가습이 되어 가습방법 중 효율이 가장 높다. 에어워셔의 단열가습이나 온수 분무는 물을 증발시키는 데 공기의 현열을 빼앗기므로 효율이 낮다.

문제 9
에어와셔의 엘리미네이터의 더러워짐을 방지하기위해 상부에 설치하여 물을 분무하여 청소를 하는 것은?
1플러딩 노즐
2루버
3분무 노즐
4스텐드 파이프
정답 및 해설

플러딩 노즐은 에어와셔의 엘리미네이터 상부에 설치해 물을 흘려보내면서 엘리미네이터 표면에 붙은 먼지와 오염물을 씻어내는 세정 전용 노즐이다. 루버는 입구측 기류를 고르게 정류하는 장치이고, 분무 노즐은 공기와 물을 접촉시켜 가습·세정을 담당하는 본래의 노즐이다.

문제 10
온수난방 방식의 분류에 해당되지 않는 것은?
1복관식
2건식
3상향식
4중력식
정답 및 해설

온수난방은 배관방식에 따라 단관식·복관식, 공급방향에 따라 상향식·하향식, 순환방식에 따라 중력식·강제순환식으로 분류한다. 건식과 습식은 증기난방에서 환수주관이 보일러 수면보다 위에 있는지 아래에 있는지에 따른 환수관 분류이므로 온수난방의 분류에 해당하지 않는다.

문제 11
10m× 5m× 3m인 강의실이 있다. 환기횟수 n=2(회/h)를 가정하여 실내로 취득되는 현열량 QS와 잠열량 QL은 각각 얼마인가? (단, 실내온도와 외기온도는 각각 tr=26℃, to=32℃이고 절대습도는 xr=0.011kg/kg, xo=0.02kg/kg이다.)
1QS=261kcal/h, QL=968kcal/h
2QS=522kcal/h, QL=968kcal/h
3QS=261kcal/h, QL=1935.9kcal/h
4QS=522kcal/h, QL=1935.9kcal/h
정답 및 해설

환기량은 Q=nV=2×(10×5×3)=300m3/hQ=nV=2\times(10\times5\times3)=300\,\mathrm{m^3/h}이다. 현열은 QS=0.29QΔt=0.29×300×(3226)=522kcal/hQ_S=0.29\,Q\,\Delta t=0.29\times300\times(32-26)=522\,\mathrm{kcal/h}이고, 잠열은 QL=717QΔx=717×300×(0.020.011)=1935.9kcal/hQ_L=717\,Q\,\Delta x=717\times300\times(0.02-0.011)=1935.9\,\mathrm{kcal/h}이다.

문제 12
직교류형 냉각탑과 대향류형 냉각탑을 비교하였다. 직교류형 냉각탑의 특징으로 틀린 것은?
1물과 공기 흐름이 직각으로 교차한다.
2냉각탑 설치 면적은 크고, 높이는 낮다.
3대향류형에 비해 효율이 좋다.
4냉각탑 중심부로 갈수록 온도가 높아진다.
정답 및 해설

직교류형은 공기와 물이 직각으로 만나 온도차 이용이 불충분하므로, 전 구간에서 큰 온도차를 유지하는 대향류형보다 열교환 효율이 낮다. 대신 공기를 측면에서 받아들여 탑 높이를 낮출 수 있으므로 설치 면적은 크고 높이는 낮은 형태가 된다.

문제 13
다음 중 벽 설치형 취출구가 아닌 것은?
1아네모스텟형 취출구
2유니버셜형 취출구
3노즐형 취출구
4고정베인 취출구
정답 및 해설

아네모스탯형은 여러 겹의 콘을 겹쳐 유인비를 크게 한 대표적인 천장 설치형 취출구이다. 유니버설형, 노즐형, 고정베인형은 벽면에 붙여 수평 방향으로 기류를 내보내는 벽 설치형에 속한다.

문제 14
유인 유닛(IDU)방식에 대한 설명 중 틀린 것은?
1각 유닛마다 제어가 가능하므로 개별실 제어가 가능하다.
2송풍량이 많아서 외기 냉방효과가 크다.
3냉각, 가열을 동시에 하는 경우 혼합손실이 발생한다.
4유인 유닛에는 통릭배선이 필요 없다.
정답 및 해설

유인유닛 방식은 중앙에서 보내는 1차 공기량이 전체 송풍량의 일부에 불과해 송풍량 자체가 적으므로 외기냉방 효과를 기대하기 어렵다. 유닛에 전기 배선이 필요 없고 실별 제어가 가능하다는 점, 냉온수를 동시에 쓸 때 혼합손실이 생긴다는 점은 이 방식의 실제 특징이다.

문제 15
증기난방에서 각실의 방열기에서 발생하는 열은?
1증발잠열
2증기냉각열
3액체열
4과열의 열
정답 및 해설

증기난방의 방열기는 공급된 증기가 방열면에서 응축하면서 내놓는 증발잠열로 실내를 가열한다. 잠열은 같은 질량에서 현열보다 훨씬 크므로 온수난방에 비해 방열면적과 배관경을 작게 할 수 있다.

문제 16
다음은 난방 설비에 관한 설명이다. 옳은 것은?
1온수난방은 온수의 현열과 잠열을 이용한 것이다.
2온풍난방은 온풍의 현열과 잠열을 이용한 것이다.
3증기난방은 증기의 현열을 이용한 대류 난방이다.
4복사난방은 열원에서 나오는 복사에너지를 이용한 것이다.
정답 및 해설

복사난방은 바닥이나 천장 등 가열면에서 방사되는 복사에너지가 인체와 실내 표면을 직접 데우는 방식이다. 온수난방과 온풍난방은 매체의 현열만 이용하고, 증기난방은 현열이 아니라 증기의 응축잠열을 이용하는 대류 난방이다.

문제 17
식당의 주방이나 화장실과 같은 장소에 적합한 환기방식으로 자연급기와 기계배기로 조합된 환기방식은?
1제1종 환기방식
2제2종 환기방식
3제3종 환기방식
4제4종 환기방식
정답 및 해설

제3종 환기는 자연급기와 기계배기를 조합한 방식으로 실내를 부압으로 유지하므로 냄새·수증기·연기가 다른 실로 퍼지지 않아 주방, 화장실, 욕실에 적합하다. 제2종은 기계급기·자연배기로 실내를 정압으로 만들어 청정실이나 무균실에 사용한다.

문제 18
다음 그림은 냉방시의 공기조화 과정을 나타낸다. 그림과 같은 조건일 경우 냉각코일의 바이패스 팩터(Bypass Factor)는 얼마인가? (단, ① 실내공기의 상태점, ② 외기의 상태점, ③ 혼합공기의 상태점, ④ 취출공기의 상태점, ⑤ 코일의 장치노점온도)
10.15
20.20
30.25
40.30
정답 및 해설

바이패스 팩터는 코일과 접촉하지 못하고 그대로 빠져나온 공기의 비율이므로 BF=t출구tADPt입구tADP\mathrm{BF} = \dfrac{t_{\text{출구}} - t_{\text{ADP}}}{t_{\text{입구}} - t_{\text{ADP}}}로 구한다. 코일 입구는 혼합공기 28C28^\circ\mathrm{C}, 출구는 취출공기 16C16^\circ\mathrm{C}, 장치노점온도는 13C13^\circ\mathrm{C}이므로 BF=16132813=315=0.2\mathrm{BF} = \dfrac{16 - 13}{28 - 13} = \dfrac{3}{15} = 0.2이다. 실내 26C26^\circ\mathrm{C}와 외기 32C32^\circ\mathrm{C}는 혼합공기 온도를 만들어 내는 값일 뿐 바이패스 팩터 계산에 직접 쓰이지는 않는다.

문제 19
수축열 냉방 시스템에서 축열조의 유효 저수량이 100m3100\,\mathrm{m^3}, 냉수 이용 온도차가 7℃, 축열효율이 80%일 때 유효 축열량은 약 몇 kWh인가? (단, 물의 비열은 4.2kJ/kgK4.2\,\mathrm{kJ/kg\cdot K}, 밀도는 1000kg/m31000\,\mathrm{kg/m^3}이다.)
1약 522 kWh
2약 653 kWh
3약 816 kWh
4약 918 kWh
정답 및 해설

유효 축열량은 Q=ρVcΔtηQ=\rho V c\,\Delta t\,\eta이므로 Q=1000×100×4.2×7×0.8=2,352,000kJQ=1000\times100\times4.2\times7\times0.8=2{,}352{,}000\,\mathrm{kJ}이다. 1kWh=3600kJ1\,\mathrm{kWh}=3600\,\mathrm{kJ}이므로 2,352,000÷3600653kWh2{,}352{,}000\div3600\approx653\,\mathrm{kWh}이다.

문제 20
바닥복사 냉방 시스템에 관한 설명으로 틀린 것은?
1대류식 냉방에 비해 실내 상하 온도 분포가 균일하고 기류감이 적다.
2잠열부하 처리 능력이 작으므로 별도의 외기·제습 시스템을 병용하는 것이 일반적이다.
3바닥 표면온도를 실내공기의 노점온도보다 낮게 유지하여 냉방능력을 확보한다.
4복사 열교환의 효과로 실내 설정온도를 다소 높게 하여도 쾌적감을 얻을 수 있다.
정답 및 해설

바닥 표면온도를 실내공기의 노점온도보다 낮게 하면 바닥면에 결로가 생기므로, 복사냉방에서는 표면온도를 노점온도보다 높게 유지하는 것이 대원칙이다. 그 때문에 현열 처리 능력이 제한되고 잠열은 별도의 외기·제습 시스템으로 처리한다.

문제 21
흡수식 냉동기의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?
1부분 부하에 대한 대응성이 좋다.
2용량제어의 범위가 넓어 폭넓은 용량제어가 가능하다.
3초기 운전 시 정격 성능을 발휘할 때까지의 도달 속도가 느리다.
4냉동기의 성능계수(COP)가 높다.
정답 및 해설

흡수식 냉동기는 열을 구동원으로 하는 사이클이어서 성적계수가 단효용 0.7 내외, 이중효용도 1.2~1.4 수준으로 압축식(3~5)보다 훨씬 낮다. 대신 용량제어 범위가 넓어 부분부하 대응성이 좋고, 흡수액을 데워야 하므로 기동 후 정격 성능에 도달하기까지 시간이 오래 걸린다.

문제 22
어떤 완전가스가 일정 온도 하에서 압력 2.5㎏f/cm2,비체적 2.5m3/㎏f인 상태로부터 압력 4.5㎏f/cm2의 상태로 변화하였다. 비체적은 약 몇 m3/㎏f인가?
11.4
22.5
33.6
44.7
정답 및 해설

온도가 일정하므로 보일의 법칙 P1v1=P2v2P_1v_1=P_2v_2가 성립한다. 따라서 v2=P1v1P2=2.5×2.54.51.4m3/kgfv_2=\dfrac{P_1v_1}{P_2}=\dfrac{2.5\times2.5}{4.5}\approx1.4\,\mathrm{m^3/kgf}이다.

문제 23
진공압력 200mmHg를 절대압력으로 환산하면 약 얼마인가? (단, 대기압은 1.033kgf/cm2이다.)
10.52kgf/cm2
20.76kgf/cm2
31.72kgf/cm2
43.52kgf/cm2
정답 및 해설

절대압력은 대기압에서 진공압을 뺀 값이므로 Pabs=760200760×1.033P_{abs}=\dfrac{760-200}{760}\times1.033으로 환산한다. 계산하면 0.7368×1.0330.76kgf/cm20.7368\times1.033\approx0.76\,\mathrm{kgf/cm^2}이다.

문제 24
브라인의 부식방지를 위한 pH값으로 가장 적당한 것은?
15.5 ~ 6.5
27.5 ~ 8.2
39.5 ~ 11.0
411.5 ~ 15.5
정답 및 해설

브라인은 산성이 되면 금속 부식이 급격히 진행되므로 약알칼리인 pH 7.5~8.2로 유지해 관리한다. 함께 방청제를 넣고 공기와의 접촉을 줄여 산소 용입을 막는 것도 같은 목적이다.

문제 25
다음 중 고압측에 설치하는 장치가 아닌 것은?
1수액기
2팽창밸브
3드라이어
4액분리기
정답 및 해설

액분리기는 증발기 출구와 압축기 흡입관 사이에 설치해 액냉매가 압축기로 넘어가는 것을 막는 기기이므로 저압측 장치이다. 수액기, 드라이어, 팽창밸브는 모두 응축기 이후의 고압 액관에 설치되는 고압측 기기이다.

문제 26
식품냉동에서의 T.T.T란 무엇인가?
1시간(Time), 내성(Tolerance), 맛(Taste)
2시간(Time), 온도(Temperature), 내성(Tolerance)
3온도(Temperature), 내성(Tolerance), 맛(Taste)
4온도(Temperature), 맛(Taste), 기간(Term)
정답 및 해설

T.T.T는 Time-Temperature-Tolerance의 약자로, 냉동식품의 품질저하 정도가 저장온도와 저장기간의 조합으로 정해진다는 개념이다. 저장온도가 낮을수록 허용 저장기간, 즉 내성이 길어진다.

문제 27
다음 중 무기질 브라인이 아닌 것은?
1NaCl
2MgCl2
3CaCl2
4C2H3O2
정답 및 해설

무기질 브라인은 염화나트륨, 염화칼슘, 염화마그네슘처럼 무기염류를 물에 녹인 수용액이다. C2H3O2\mathrm{C_2H_3O_2} 계열의 초산염은 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등과 함께 유기질 브라인으로 분류된다.

문제 28
다음 중 냉매가 부족한 냉동장치에서 일어나는 현상은?
1순환 냉매량이 많아진다.
2흡입가스의 온도가 상승한다.
3토출압력이 높아진다.
4증발압력이 높아진다.
정답 및 해설

냉매가 부족하면 증발기에서 냉매가 일찍 증발을 끝내 뒷부분이 과열 구간이 되므로 압축기 흡입가스의 과열도와 온도가 상승한다. 순환 냉매량이 줄어들기 때문에 증발압력과 토출압력은 오히려 낮아진다.

문제 29
증발기에서 나오는 냉매가스의 과열도를 일정하게 조정하는 밸브는?
1모세관
2정압식 팽창밸브
3온도식 자동팽창 밸브
4플로트형 밸브
정답 및 해설

온도식 자동팽창밸브는 증발기 출구에 부착한 감온통이 냉매가스 온도를 감지해 다이어프램에 전달하고, 그 힘과 증발압력의 차로 밸브 개도를 조절하여 과열도를 일정하게 유지한다. 정압식 팽창밸브는 증발압력만 일정하게 유지할 뿐 과열도를 제어하지 못한다.

문제 30
열원에 따른 열펌프의 종류가 아닌 것은?
1물-공기 열펌프
2태앙열 이용 열펌프
3현열 이용 열펌프
4지중열 이용 열펌프
정답 및 해설

열펌프는 열을 얻어오는 열원에 따라 공기열원, 수열원(물-공기 등), 지중열 이용, 태양열 이용 방식으로 분류한다. 현열은 열의 형태를 가리키는 용어일 뿐 열원의 종류가 아니다.

문제 31
항공기 재료의 내한(耐寒)성능을 시험하기 위한 냉동 장치를 설치하려고 한다. 가장 적합한 냉동기는?
1왕복동식 냉동기
2원심식 냉동기
3전자식 냉동기
4흡수식 냉동기
정답 및 해설

항공기 재료의 내한시험은 -50 ℃ 이하의 저온을 만들어야 하므로, 압축비를 크게 잡을 수 있고 2단·다단 압축으로 저온까지 도달할 수 있는 왕복동식 냉동기가 적합하다. 원심식과 흡수식은 비교적 높은 증발온도의 대용량 공조용에 적합해 이런 저온 영역에는 쓰지 않는다.

문제 32
실제 냉동싸이클을 이상적인 냉동싸이클과 비교할 때 다른점이 아닌 것은?
1냉매가 관내를 흐를 때 마찰에 의한 압력강하가 있다.
2외브와의 다소의 열 출입이 있다.
3냉매가 압축기의 밸브를 지날 때 다소의 교축작용이 행해진다.
4압축기에 의한 압축은 등엔트로피 변화이다.
정답 및 해설

압축 과정이 등엔트로피(단열 가역) 변화라는 것은 이상 냉동사이클의 가정이므로 실제 사이클과의 차이점이 될 수 없다. 실제 사이클에서는 배관 마찰에 의한 압력강하, 외부와의 열 출입, 밸브 통과 시의 교축이 있어 압축은 폴리트로픽 변화가 된다.

문제 33
20℃ 의 물 1kg을 냉각하여 –9℃의 얼음으로 만들고자 할 때 제빙에 필요한 냉동능력을 구하고자 한다. 이때 필요한 값이 아닌 것은?
1얼음의 비체적
2물의 비열
3물의 응고잠열
4얼음의 비열
정답 및 해설

제빙에 필요한 냉동부하는 물의 현열(20 ℃에서 0 ℃), 응고잠열, 얼음의 현열(0 ℃에서 -9 ℃)을 합한 값이므로 물의 비열, 물의 응고잠열, 얼음의 비열이 필요하다. 얼음의 비체적은 부피 변화를 다룰 때 쓰는 값이어서 열량 계산에는 관계가 없다.

문제 34
냉매의 상태변화를 잘 알 수 있어 냉동사이클 해석(성적계수 및 압축비 등)에 가장 일반적으로 사용되는 선도는?
1압력 - 비체적 선도
2온도 - 엔트로피 선도
3엔탈피 - 엔트로피 선도
4압력 - 엔탈피 선도
정답 및 해설

압력-엔탈피 선도는 세로축의 압력으로 압축비를, 가로축의 엔탈피 차로 냉동효과와 압축일을 곧바로 읽을 수 있어 성적계수 계산이 가장 편리하다. 그래서 몰리에르 선도라 부르는 이 선도가 냉동사이클 해석에 일반적으로 쓰인다.

문제 35
그림과 같은 이론냉동사이클에서 열펌프의 성적계수를 나타낸 것으로 올바른 것은?
1
2
3
4
정답 및 해설

그림은 고온 T1T_1과 저온 T2T_2의 두 등온과정과 두 단열과정으로 이루어진 카르노 사이클이며, 열펌프의 성적계수는 고온측에서 얻는 열량을 투입한 일로 나눈 값이므로 COPh=Q1Q1Q2\mathrm{COP}_h = \dfrac{Q_1}{Q_1 - Q_2}이다. 카르노 사이클에서는 Q1Q2=T1T2\dfrac{Q_1}{Q_2} = \dfrac{T_1}{T_2}가 성립하므로 이를 대입하면 COPh=T1T1T2\mathrm{COP}_h = \dfrac{T_1}{T_1 - T_2}가 된다. 같은 사이클의 냉동기 성적계수 T2T1T2\dfrac{T_2}{T_1 - T_2}보다 항상 1만큼 크며, 온도는 절대온도로 넣는다.

문제 36
제빙장치 중 용빙조의 역할로 맞는 것은?
1제빙조에 빙관을 넣고 꺼내는 장치
2결빙된 얼음을 방관에서 떼어내기 쉽도록 하는 장치
3결빙된 얼음을 빙관에서 꺼내는 장치
4꺼낸 얼음을 부수는 장치
정답 및 해설

용빙조(해빙조)는 결빙이 끝난 빙관을 온수에 담가 얼음과 관 사이를 살짝 녹여 얼음이 쉽게 떨어지도록 하는 장치이다. 빙관을 넣고 꺼내는 일은 크레인이, 꺼낸 얼음을 부수는 일은 쇄빙기가 맡는다.

문제 37
암모니아 냉동 장치에 대한 다음 설명 중 옳은 것은?
1압축비가 증가하면 체적 효율도 증가한다.
2표준 냉동 사이클로 운전할 경우 R-12에 비해 토출가스의 온도가 낮다.
3기밀 시험에 산소가스를 이용하는 것은 폭발의 가능성이 없기 때문이다.
4증발압력 조정밸브를 설치하는 것은 냉매의 증발 압력을 일정 이상으로 유지하기 위해서다.
정답 및 해설

증발압력조정밸브는 증발기 출구에 설치해 증발압력이 설정값 아래로 내려가지 않도록, 즉 일정 압력 이상으로 유지하기 위해 사용한다. 암모니아는 단열지수가 커서 R-12보다 토출가스 온도가 높고, 압축비가 커지면 체적효율은 떨어지며, 산소는 유지류와 반응해 폭발 위험이 있으므로 기밀시험에 절대 사용하지 않는다.

문제 38
아래 그림은 브라인 순환식 빙축열 시스템의 개략도를 나타낸 것이다. (A) 기기의 명칭과 (B) 매체의 명칭으로 맞는 것은?
1(A) 증발기, (B) 냉매
2(A) 축냉기, (B) 냉매
3(A) 증발기, (B) 브라인
4(A) 증발기, (B) 냉수
정답 및 해설

그림의 냉동사이클은 압축기에서 나온 냉매가 응축기와 팽창밸브를 거쳐 (A)로 들어가 증발하는 구조이므로 (A)는 증발기이다. 브라인 순환식 빙축열은 이 증발기에서 냉각된 브라인이 (B) 배관을 통해 방축열조와 부하측을 순환하면서 얼음을 만들고 냉열을 실어 나르는 방식이므로 (B)는 브라인이다. 냉매는 증발기 안에서만 순환하며 축열조까지 나가지 않는다.

문제 39
냉동장치에서 액압축(liquid back)의 발생 원인으로 가장 거리가 먼 것은?
1응축기 냉각수량 감소로 응축압력이 상승하였을 때
2팽창밸브의 개도가 지나치게 클 때
3증발기 부하가 급격히 감소하였을 때
4흡입관에 굴곡·트랩부가 있어 냉매액이 고여 있을 때
정답 및 해설

액압축은 증발기에서 미처 증발하지 못한 액냉매가 압축기로 흡입될 때 발생하므로, 팽창밸브 개도 과다, 증발기 부하의 급격한 감소, 흡입관 트랩부의 냉매액 고임 등이 원인이 된다. 냉각수량이 줄어 응축압력이 상승하면 냉매 순환량이 감소하고 과열도가 커지므로 액압축과는 거리가 멀다.

문제 40
증발식 응축기의 응축능력에 가장 큰 영향을 미치는 것은?
1외기의 건구온도
2대기압의 변화
3외기의 습구온도
4냉각수 순환펌프의 양정
정답 및 해설

증발식 응축기는 관 외면에 뿌린 물이 증발할 때 빼앗는 증발잠열로 냉매를 응축시키므로, 물의 증발 정도를 좌우하는 외기 습구온도가 응축능력에 가장 큰 영향을 준다. 습구온도가 낮을수록 응축온도를 낮게 유지할 수 있다.

문제 41
3세주헝 주철제방열기 3-600을 설치할 때 사용증기의 온도가 120℃이고, 실내공기의 온도가 20℃, 난방부하 10000kcal/h를 필요로 하면 설치할 방열기의 소요 쪽수는 얼마인가? (단, 방열계수는 7.9(kcal/m2h℃)이고, 1쪽당 방열면적은 0 13m2이다.)
188쪽
298쪽
3108쪽
4118쪽
정답 및 해설

방열기의 단위면적당 방열량은 q=K(tstr)=7.9×(12020)=790kcal/m2hq=K(t_s-t_r)=7.9\times(120-20)=790\,\mathrm{kcal/m^2h}이다. 필요 방열면적은 10000÷790=12.66m210000\div790=12.66\,\mathrm{m^2}이고, 쪽수는 12.66÷0.1397.412.66\div0.13\approx97.4이므로 98쪽을 설치해야 한다.

문제 42
급수관의 수격(water hammer)이 생기는 원인은?
1관지름의 축소
2수원의 고갈
3관내 유수의 급정지
4관의 휨
정답 및 해설

수격작용은 관 속을 흐르던 물이 밸브의 급폐쇄 등으로 갑자기 멈출 때 운동에너지가 압력에너지로 바뀌면서 충격압이 발생하는 현상이다. 방지하려면 관내 유속을 2 m/s 이하로 낮추고 밸브를 서서히 닫으며, 기구 가까이에 수격방지기를 설치한다.

문제 43
배수설비의 통기방식 종류가 아닌 것은?
1회로통기방식
2일체통기방식
3각개통기방식
4신정통기방식
정답 및 해설

배수 통기방식에는 각개통기, 회로(루프)통기, 신정통기, 결합통기 등이 있으며 일체통기방식이라는 것은 없다. 각개통기가 가장 이상적이고, 신정통기는 배수 수직관을 그대로 지붕 위로 연장해 대기에 개방하는 방식이다.

문제 44
주증기관의 크기와 직접적인 관계가 없는 것은?
1압력손실
2수분회수
3열손실
4가격
정답 및 해설

주증기관의 관경은 허용 압력손실, 관 표면적에 비례하는 열손실, 재료비와 시공비를 함께 따져 결정한다. 수분(응축수) 회수는 관경보다 배관 구배와 증기트랩·드레인 포켓의 설계로 해결하는 문제이므로 관 크기와 직접적인 관계가 적다.

문제 45
급탕배관 설계시 배관 관경 결정을 위한 유속은 어느 범위 이내에 하는 것이 바람직한가?
10.5 m/s
21.5 m/s
33 m/s
44 m/s
정답 및 해설

급탕배관은 유속이 빠르면 관 내면의 침식과 소음·수격이 발생하므로 관경 결정 시 유속을 1.5 m/s 정도 이내로 잡는다. 반대로 유속이 지나치게 느리면 관경이 커져 방열손실과 공사비가 늘어난다.

문제 46
저압증기관의 증기공급 계통에서의 전압력 강하는 초기압력기준의 얼마가 적합한가?
11/3이내
21/3 ∼ 1/2이내
32/3이상
42/1 ∼ 2/3이내
정답 및 해설

저압증기 공급계통의 전 압력강하는 초기 증기압력의 1/3~1/2 이내가 되도록 관경을 결정한다. 압력강하가 이보다 크면 말단 방열기에서 필요한 증기압을 확보하지 못해 난방이 불균형해진다.

문제 47
연관의 장점이 아닌 것은?
1가공성이 좋다.
2신축성이 풍부하다.
3중량이 가병며 충격에 강하다.
4산에는 강하지만 알칼리성에는 약하다.
정답 및 해설

연관은 비중이 약 11.4로 매우 무겁고 재질이 물러 외부 충격이나 압력에 쉽게 변형되므로 가볍고 충격에 강하다는 설명은 성립하지 않는다. 반면 전연성이 커서 가공과 굽힘이 쉽고 신축성이 풍부하며, 산에는 강한 편이지만 알칼리에는 침식된다.

문제 48
는 다음 어느 밸브에 속하는가?
1체크 밸브
2글로브 밸브
3슬루스 밸브
4앵글 밸브
정답 및 해설

그림의 기호는 두 개의 짧은 세로선(밸브 시트) 사이에 비스듬한 선(디스크)을 그린 형태로, 유체가 정방향으로 흐를 때만 디스크가 들려 열리고 역류하면 디스크가 시트에 눌려 닫히는 모습을 나타낸 스윙형 체크 밸브의 도시기호이다. 글로브 밸브나 슬루스 밸브는 삼각형 두 개를 마주 붙인 형태로 그리고, 앵글 밸브는 그 삼각형이 직각으로 꺾인 형태로 그린다.

문제 49
하수관 또는 오수탱크로부터 유해가스사 옥내로 침입하는 것을 방지하는 장치는?
1통기관
2볼탭
3체크밸브
4트랩
정답 및 해설

트랩은 배수관 도중에 봉수를 고이게 하여 하수관이나 오수탱크에서 올라오는 유해가스와 악취, 벌레가 실내로 침입하는 것을 막는 기구이다. 통기관은 관내 압력을 대기압에 가깝게 유지해 사이펀 작용 등으로 봉수가 파괴되지 않도록 트랩을 보호하는 역할을 한다.

문제 50
강관의 일반적인 접합방법에 해당되지 않는 것은?
1나사 접합
2플렌지 접합
3압축 접합
4용접 접합
정답 및 해설

강관의 일반적인 접합법은 나사 접합, 플랜지 접합, 용접 접합이며 그 밖에 홈(그루브) 조인트가 쓰인다. 압축 접합은 슬리브와 너트를 조여 잇는 방법으로 동관이나 스테인리스 강관에 적용하는 접합법이다.

문제 51
주철관의 용도로 적합하지 않은 것은?
1수도용
2가스용
3배수용
4냉매용
정답 및 해설

주철관은 내식성과 내구성이 좋아 수도용, 가스용, 배수·오수용 매설관으로 널리 사용된다. 다만 인장과 충격에 약하고 이음부의 기밀 확보가 어려워 고압이 걸리고 누설이 치명적인 냉매 배관에는 쓰지 않는다.

문제 52
증기와 응축수의 흐름방향이 동일한 경우 증기배관의 구배는?
11/50이상의 내림구배
21/100이상의 내림구배
31/150이상의 내림구배
41/250이상의 내림구배
정답 및 해설

증기와 응축수가 같은 방향으로 흐르는 순류 배관은 응축수가 증기에 밀려 함께 이동하므로 1/250 이상의 완만한 내림구배로 충분하다. 흐름이 서로 반대인 역류 배관에서는 응축수 정체와 수격을 막기 위해 1/50 이상의 급한 구배를 준다.

문제 53
공기조화 설비 중 냉수코일 설계기준으로 틀린 것은?
1공기와 물의 흐름은 대향류로 한다.
2가능한 한 대수평균온도차를 작게 한다.
3코일을 통과하는 냉수의 유속은 1m/s 로 한다.
4코일은 통과하는 공기의 유속은 2~3m/s 정도로 한다.
정답 및 해설

냉수코일은 대수평균온도차가 클수록 같은 열량을 더 작은 전열면적으로 처리할 수 있으므로 가능한 한 크게 잡는 것이 설계 원칙이다. 이를 위해 공기와 물을 대향류로 배열하고, 수속은 1 m/s 내외, 코일 면풍속은 2~3 m/s 정도로 정한다.

문제 54
배관재료를 선정할 때 고려해야할 사항으로 가장 관계가 적은 것은?
1사용압력
2유체의 온도
3부식성
4유체의 비열
정답 및 해설

배관재료는 사용압력과 유체의 온도로 허용응력과 재질 등급을 정하고, 유체의 부식성으로 내식 재질 여부를 판단한다. 유체의 비열은 열량이나 온도 변화를 계산할 때 쓰는 물성값이어서 관 재료 선정과는 관계가 가장 적다.

문제 55
개방형 팽창탱크에 설치되는 부속 기기가 아닌 것은?
1팽창관
2통기관
3환수관
4안전관
정답 및 해설

개방형 팽창탱크에는 팽창관, 안전관(도피관), 대기에 개방되는 통기관, 오버플로관, 배수관 등이 부속된다. 환수관은 방열기에서 나온 온수를 보일러로 되돌리는 배관계의 일부로 팽창탱크의 부속 기기가 아니다.

문제 56
배수배관의 시공상 주의사항으로 틀린 것은?
1배수를 가능한 한 빨리 옥외 하수관으로 유출할 수 있을 것
2옥외 하수관에서 유해가스가 건물 안으로 침입하는 것을 방지할 수 있을 것
3배수관 및 통기관은 내구성이 풍부하고 물이 새지 않도록 접함을 완벽히 할 것
4한랭지일 경우 동결 방지를 위해 배수관은 반드시 피목을 하며 통기관은 그대로 둘 것
정답 및 해설

한랭지에서는 배수관뿐 아니라 통기관도 관내 습기가 얼어 개구부가 막힐 수 있으므로 함께 방동·보온 조치를 해야 한다. 통기관이 결빙되면 통기 기능을 잃어 배수 시 봉수가 파괴되고 유해가스가 실내로 침입한다.

문제 57
배수관 설치기준에 대한 내용 중 틀린 것은?
1배수관의 최소 관경은 20mm 이상으로 한다.
2지중에 매설하는 배수관의 관경은 50mm이상이 좋다.
3배수관은 배수의 유하방향(流下方向)으로 관경을 축소해서는 안된다.
4기구배수관의 관경은 이것에 접속하는 위생기구의 트랩구경 이상으로 한다.
정답 및 해설

배수관의 최소 관경은 30 mm 이상으로 하며 20 mm는 고형물로 쉽게 막혀 사용할 수 없다. 지중 매설관은 50 mm 이상, 기구배수관은 접속되는 트랩 구경 이상으로 하고, 유하방향으로 관경을 줄이면 막힘의 원인이 되므로 축소해서는 안 된다.

문제 58
다음 중 동관의 장점이 아닌 것은?
1내식성이 좋다.
2강관보다 가볍고 취급이 쉽다.
3동경파손에 강하다.
4내충격성이 좋다.
정답 및 해설

동관은 재질이 연해 외부 충격이나 외압에 쉽게 찌그러지므로 내충격성이 좋다고 할 수 없다. 반면 내식성이 뛰어나고 강관보다 가벼워 취급이 쉬우며, 전연성이 커서 동결 시 관이 늘어나 파손에는 비교적 강하다.

문제 59
안지름 50 mm, 길이 50 m인 직관에 물이 평균유속 2 m/s로 흐를 때 마찰손실수두는 약 얼마인가? (단, 관마찰계수는 0.03, 중력가속도는 9.8m/s29.8\,\mathrm{m/s^2}이다.)
1약 3.06 m
2약 6.12 m
3약 9.18 m
4약 12.24 m
정답 및 해설

달시-바이스바흐 식 hL=fLdv22gh_L=f\dfrac{L}{d}\dfrac{v^2}{2g}에 값을 대입하면 hL=0.03×500.05×222×9.8h_L=0.03\times\dfrac{50}{0.05}\times\dfrac{2^2}{2\times9.8}이다. 계산하면 0.03×1000×0.2046.12m0.03\times1000\times0.204\approx6.12\,\mathrm{m}이다.

문제 60
일반도시가스사업의 가스배관을 폭 4 m 이상 8 m 미만인 도로에 매설하는 경우, 도로 노면으로부터 배관 외면까지의 매설 깊이는 원칙적으로 얼마 이상으로 하여야 하는가?
11.0 m
20.8 m
30.6 m
41.2 m
정답 및 해설

일반도시가스사업 배관의 매설깊이는 도로 폭이 8 m 이상이면 1.2 m 이상, 4 m 이상 8 m 미만이면 1 m 이상, 그 밖의 경우 0.6 m 이상으로 규정되어 있다. 따라서 폭 4 m 이상 8 m 미만 도로에서는 노면에서 배관 외면까지 1.0 m 이상을 확보해야 한다.

문제 61
PI제어동작은 프로세스 제어계의 정상 특성 개선에 흔히 사용되는데, 이것에 대응하는 보상요소는?
1지상보상요소
2진상보상요소
3동상보상요소
4지상 및 진상보상요소
정답 및 해설
PI(비례적분) 동작은 적분 요소 때문에 출력의 위상이 입력보다 뒤지므로 지상보상요소에 대응하며, 잔류편차를 없애 정상특성을 개선한다. 위상을 앞서게 해서 속응성과 안정도를 높이는 진상보상요소에 대응하는 것은 미분 동작(PD)이다.
문제 62
CNC 공작기계의 프로그램제어에 많이 이용되는 제어는?
1수치제어
2속도제어
3계산기제어
4최적제어
정답 및 해설

CNC 공작기계는 가공 경로와 이송량을 수치 정보로 지령해 서보기구를 움직이는 수치제어 방식이다. 프로그램된 수치 지령대로 공구 위치를 추종시키는 것이 핵심이어서 속도제어나 최적제어와는 구분된다.

문제 63
자동제어 장치의 종류에서 연속식 압연기의 자동제어는?
1추종제어
2프로그래밍제어
3비례제어
4정치제어
정답 및 해설

연속식 압연기는 판 두께나 장력 같은 제어량을 정해진 하나의 값으로 계속 유지해야 하므로 목표값이 변하지 않는 정치제어에 해당한다. 목표값이 미리 정해진 대로 시간에 따라 변하면 프로그램제어, 임의로 변하면 추종제어이다.

문제 64
워드 레오너드방식의 목적은?
1정류 개선
2속도 제어
3계자자속 조정
4병렬 운전
정답 및 해설

워드 레오너드 방식은 전동발전기로 직류전동기의 전기자 전압을 연속적으로 바꾸어 넓은 범위의 무단 속도제어를 하는 방식이다. 전압제어이므로 정토크 특성을 유지하면서 0에서 정격까지 원활하게 속도를 조정할 수 있다.

문제 65
정전용량 C[F]의 콘덴서를 △결선해서 3상 전압 V[V]를 가했을 때의 충전용량은 몇[VA]인가? (단, 전원의 주파수는 f[Hz]이다.)
12πfCV2
26πfCV2
36πf2CV
418πfCV2
정답 및 해설

△결선에서는 각 상의 콘덴서에 선간전압 V가 그대로 걸리므로 1상의 충전용량이 2πfCV22\pi fCV^2이고, 3상이면 그 3배가 된다. 따라서 충전용량은 Q=3×2πfCV2=6πfCV2[VA]Q=3\times2\pi fCV^2=6\pi fCV^2\,\mathrm{[VA]}이다.

문제 66
출력 1kW, 효율 80%인 유도전동기의 손실은 몇 W 인가?
1100
2250
3400
4800
정답 및 해설

효율은 출력을 입력으로 나눈 값이므로 입력은 Pin=10000.8=1250WP_{in}=\dfrac{1000}{0.8}=1250\,\mathrm{W}이다. 손실은 입력에서 출력을 뺀 12501000=250W1250-1000=250\,\mathrm{W}이다.

문제 67
컴퓨터 제어의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정에서, 아날로그 신호의 최대값을 M, 변환기의 bit수를 3이라 하면 양자화 오차의 최대값은 얼마인가?
1M
2M/2
3M/7
4M/8
정답 및 해설

n비트 변환기는 최대값 M을 2n2^n등분하므로 최소 분해능인 1 LSB의 크기가 양자화 오차의 최대값이 된다. n=3n=3이므로 M/23=M/8M/2^3=M/8이다.

문제 68
옴의 법칙에서 전류의 세기는 어느 것에 비례하는가?
1저항
2동선의 길이
3동선의 지름
4전압
정답 및 해설

옴의 법칙 I=VRI=\dfrac{V}{R}에서 전류의 세기는 전압에 비례하고 저항에 반비례한다. 도선의 길이나 지름은 R=ρlAR=\rho\dfrac{l}{A}을 통해 저항값을 바꿀 뿐 전류에 직접 비례하지는 않는다.

문제 69
3상 유도전동기의 회전방향을 바꾸려면 어떻게 하여야 하는가?
1고저항을 임의의 1선에 삽입한다.
2회전자를 수동으로 역회전시켜 기동한다.
33선을 차례대로 바꾸어 연결한다.
43선 중 임의의 2선을 서로 바꾸어 연결한다.
정답 및 해설

3상 유도전동기의 회전방향은 고정자가 만드는 회전자계의 방향으로 정해지므로, 3선 중 임의의 2선을 서로 바꾸어 접속하면 상순이 반대가 되어 역회전한다. 3선을 모두 차례로 옮기면 상순이 그대로여서 회전방향은 변하지 않는다.

문제 70
그림과 같이 저항 R을 전류계와 내부저항 20[Ω]인 전압계로 측정하니 15[A]와 30[V]이었다. 저항 R은 몇 [Ω]인가?
11.54
21.86
32.22
42.78
정답 및 해설

전압계 지시가 30 V이고 내부저항이 20 Ω이므로 전압계로 흐르는 전류는 30÷20=1.5A30\div20=1.5\,\mathrm{A}이다. 전류계 지시 15 A에서 이를 빼면 저항에 흐르는 전류가 13.5 A이므로 R=3013.52.22ΩR=\dfrac{30}{13.5}\approx2.22\,\Omega이다.

문제 71
다음 기동 토크가 가장 큰 단상 유도전동기는?
1분상기동형
2반발기동형
3반발유동형
4콘덴서기동형
정답 및 해설

반발기동형은 기동 시 정류자와 브러시를 통해 반발전동기로 동작하므로 단상 유도전동기 중 기동토크가 가장 크다. 기동토크는 대체로 반발기동형, 콘덴서기동형, 분상기동형, 셰이딩코일형 순으로 작아진다.

문제 72
그림과 같은 회로에서 ab에 흐르는 전류는 몇 [A] 인가? (단, 저항의 단위는 모두 Ω이다.)
10
25A
310A
420A
정답 및 해설

휘트스톤 브리지 회로이므로 마주 보는 변의 저항 곱을 비교하면 4×6=244 \times 6 = 24, 3×8=243 \times 8 = 24로 서로 같아 평형 조건을 만족한다. 브리지가 평형이면 a점과 b점의 전위가 같아지므로 그 사이의 가지에는 전원 전압 20V20\,\mathrm{V}와 무관하게 전류가 흐르지 않는다. 따라서 ab에 흐르는 전류는 0A0\,\mathrm{A}이다.

문제 73
자동제어에서 제어동작의 특징 중 정상편차가 없는 것은?
12위치동작(사이클링이 있음)
2P 동작(사이틀링을 방지함)
3PI동작(뒤진 회로의 특성과 같음)
4PD동작(앞선 회로의 특성과 같음)
정답 및 해설

PI 동작은 비례 동작에 적분 동작을 더해 편차가 남아 있는 한 조작량을 계속 누적시키므로 잔류편차(오프셋)를 완전히 없앨 수 있다. 비례 동작만으로는 반드시 잔류편차가 남고, PD 동작은 응답을 빠르게 하고 안정도를 높일 뿐 잔류편차를 제거하지 못한다.

문제 74
전압 1.5V, 내부저항 0.2Ω인 전지 5개를 직렬로 접속하면 전전압은 몇 V 가 되는가?
10.3
21.5
33.0
47.5
정답 및 해설
전지를 직렬로 이으면 기전력이 그대로 더해지므로 전전압은 1.5V × 5 = 7.5V다. 내부저항도 0.2Ω × 5 = 1Ω으로 함께 커지지만, 부하가 없는 상태의 전전압 계산에는 영향을 주지 않는다.
문제 75
기기 스스로 판단능력이 없는 제어계는?
1개회로 제어계
2폐회로 제어계
3추치 제어계
4서보기구
정답 및 해설

개회로 제어계는 출력을 검출해 입력과 비교하는 되먹임 경로가 없으므로 결과가 목표에 맞는지 스스로 판단해 수정할 수 없다. 폐회로 제어계와 그 응용인 추치 제어계, 서보기구는 모두 피드백으로 편차를 검출해 수정 동작을 한다.

문제 76
3상 교류전압 및 주파수를 변화시켜 유도전동기의 회전수를 1750rpm으로 하고자 한다. 이 경우 “회전수”는 자동제어계의 구성요소 중 어느 것에 해당하는가?
1제어량
2목표값
3조작량
4제어대상
정답 및 해설

제어량은 제어대상에서 실제로 제어되어 목표값에 맞추어지는 출력량이므로 여기서는 유도전동기의 회전수가 제어량이다. 1750 rpm이라는 값 자체는 목표값, 이를 위해 조정하는 전압과 주파수는 조작량, 유도전동기는 제어대상에 해당한다.

문제 77
피드백(Feedback) 제어의 특징이 아닌 것은?
1제어량의 값을 맞추기 위한 목표값이 있다.
2입력측의 신호를 출력측으로 되돌려 준다.
3제어신호의 전달 경로는 폐루프를 형성한다.
4측정된 제어량이 목표치와 일치하도록 수정 동작을 한다.
정답 및 해설

피드백 제어는 출력측의 제어량을 검출해 입력측으로 되돌려 목표값과 비교하고 그 편차로 수정 동작을 하는 방식이다. 입력측 신호를 출력측으로 되돌린다는 설명은 신호의 방향이 반대여서 성립하지 않는다.

문제 78
무효전력의 나타내는 단위는?
1VA
2W
3Var
4Wh
정답 및 해설

무효전력의 단위는 Var(volt-ampere reactive)이다. VA는 피상전력, W는 유효전력, Wh는 전력량의 단위이다.

문제 79
푸시버튼 스위치 PB를 누르면 전자접촉기 MC가 여자되고, PB에서 손을 떼어도 MC의 보조 a접점을 통하여 여자 상태가 계속 유지되는 시퀀스 회로는?
1인터록 회로
2지연동작 회로
3비상정지 회로
4자기유지 회로
정답 및 해설

자기유지 회로는 전자접촉기 MC가 여자되면 그 보조 a접점이 닫혀 푸시버튼과 병렬로 전류 경로를 만들어 주므로 버튼에서 손을 떼어도 여자 상태가 유지된다. 정지시키려면 b접점 푸시버튼 등으로 회로를 끊어야 한다.

문제 80
서보기구(servo mechanism)에서 제어량으로 취급하는 것에 해당하지 않는 것은?
1자세
2위치
3방위
4유량
정답 및 해설

서보기구는 물체의 위치, 방위, 자세 등 기계적 변위를 제어량으로 삼아 목표값의 변화를 추종시키는 제어계이다. 유량은 온도, 압력, 액위, 농도 등과 함께 프로세스 제어의 제어량에 해당한다.

공조냉동기계산업기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

25년 1회차

80문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
난방부하 계산 시 온도 측정방법에 대한 설명 중 틀린 것은?
1외기온도 : 기상대의 통계에 의한 그 지방의 매일 최저온도의 평균값보다 다소 높은 온도
2실내온도 : 바닥 위 1m의 높이에서 외벽으로부터 1m이내 지점의 온도
3지중온도 : 지하실의 난방부하의 계산에서 지표면 10m 아래까지의 온도
4천장 높이에 다른 온도 : 천장의 높이가 3m 이상이 되면 직접난방법에 의해서 난방 할 때 방의 윗부분과 밑면과의 평균온도
정답 및 해설

난방부하 계산에서 실내온도는 재실자가 생활하는 대표점 기준으로 잡으므로 바닥 위 약 1 m 높이에서 외벽으로부터 1 m 이상 떨어진 실내 중앙부의 온도를 사용한다. 외벽에 가까운 지점은 외기 침입과 벽면 복사의 영향을 크게 받아 실내 대표온도로 볼 수 없다.

문제 2
다음 그림은 송풍기의 특성 곡선이다. 점선으로 표시된 곡선 B는 무엇을 나타내는가?
1축동력
2효율
3전압
4정압
정답 및 해설

송풍기 특성곡선에서 풍량이 늘수록 꾸준히 커지는 곡선이 축동력이고, 중간 풍량에서 최대가 되었다가 다시 떨어지는 곡선이 효율이다. 위쪽에 나란히 그려진 두 곡선 가운데 값이 큰 실선이 전압이며, 전압에서 동압을 뺀 만큼 항상 그 아래에 놓이는 점선이 정압이다. 따라서 전압곡선 바로 아래를 따라가는 점선 B는 정압곡선이다.

문제 3
스파이럴형 열교환기의 구조에 대한 설명으로 맞는 것은?
1스테인리스 강판을 스파이럴상으로 감아서 용접으로서 수밀하고 가스켓을 사용한다.
2수-수 형식에 사용되며 증기-수 형식에는 사용하지 않는다
3형상, 중량이 플레이트식 보다 크다.
4내압 10atg, 내온 200℃ 까지 가능하다.
정답 및 해설

스파이럴형 열교환기는 두 장의 강판을 나선형으로 감아 두 개의 유로를 만든 구조로, 전열면적 밀도가 매우 높은 플레이트식과 비교하면 같은 용량에서 형상과 중량이 크다. 유로가 하나로 이어져 있어 슬러지가 섞인 유체에도 사용할 수 있고, 수-수뿐 아니라 증기-수 열교환에도 쓰인다.

문제 4
공기조화 방식의 특징 중 공기 - 물 방식(유닛병용식)에 해당하는 것은?
1환기(리턴) 휀을 설치하면 외기냉방이 가능하다.
2유닛 1대로서 1개의 소규모 조운을 구성하므로 조우닝이 용이하다.
3덕트가 없으므로 덕트 스페이스가 필요하지 않다.
4개별식이므로 부분운전 및 시간차 운전에 적합하다.
정답 및 해설

공기-물 방식(유닛 병용식)은 각 실에 팬코일유닛이나 유인유닛을 두고 중앙에서 1차 공기와 냉온수를 공급하므로, 유닛 1대가 하나의 소규모 존이 되어 조닝과 실별 제어가 쉽다. 덕트 스페이스가 필요 없다는 것은 냉매를 직접 보내는 개별 방식의 특징이고, 공기-물 방식은 1차 공기용 덕트가 반드시 필요하다.

문제 5
다음 중 공급방식에 의한 분류에 해당되는 증기난방 방식은?
1고압식 증기난방 방식
2하향 급기식 증기난방 방식
3중력식 증기난방 방식
4습식 증기난방 방식
정답 및 해설

증기난방을 증기의 공급(급기) 방식으로 나누면 주관을 최상부에 두고 아래로 내려보내는 하향 급기식과 아래에서 위로 올려보내는 상향 급기식으로 구분한다. 고압식은 증기압력, 중력식은 응축수 환수방식, 습식은 환수관의 배관 상태에 따른 분류이다.

문제 6
기계환기에서 실내압을 정압(+) 또는 부압(-)으로 유지할 수 있는 환기법은?
1제 1종
2제 2종
3제 3종
4제 4종
정답 및 해설

제1종 환기는 급기와 배기를 모두 송풍기로 하는 방식이므로 급기량과 배기량의 비를 조절해 실내를 정압(+)으로도 부압(-)으로도 자유롭게 유지할 수 있다. 제2종은 기계급기·자연배기여서 정압만, 제3종은 자연급기·기계배기여서 부압만 만들 수 있다.

문제 7
공조기 내에 흐르는 냉ㆍ온수 코일의 유량이 많아서 코일 내에 유속이 너무 클 때 사용하는 코일은?
1풀서킷 코일(full circuit coil)
2더블서킷 코일(double circuit coil)
3하프서킷 코일(half circuit coil)
4슬로서킷 코일(slow circuit coil)
정답 및 해설

더블서킷 코일은 관내 유로를 두 갈래로 나누어 회로 1개당 유량을 절반으로 줄이므로, 수량이 많아 유속이 과대해질 때 유속과 마찰손실을 낮추는 데 사용한다. 반대로 유량이 적어 유속이 지나치게 느릴 때는 유로 수를 절반으로 줄인 하프서킷 코일을 쓴다.

문제 8
가습방법 중 가습효율이 가장 높은 것은?
1에어워셔에 의한 단열 가습
2온수 분수 가습
3증기 분수 가습
4초음파 가습
정답 및 해설

증기 분무 가습은 수증기를 공기에 직접 주입하는 방식이라 가습효율이 100 %에 가깝고 건구온도 변화가 거의 없는 등온 가습이 되어 가습방법 중 효율이 가장 높다. 에어워셔의 단열가습이나 온수 분무는 물을 증발시키는 데 공기의 현열을 빼앗기므로 효율이 낮다.

문제 9
에어와셔의 엘리미네이터의 더러워짐을 방지하기위해 상부에 설치하여 물을 분무하여 청소를 하는 것은?
1플러딩 노즐
2루버
3분무 노즐
4스텐드 파이프
정답 및 해설

플러딩 노즐은 에어와셔의 엘리미네이터 상부에 설치해 물을 흘려보내면서 엘리미네이터 표면에 붙은 먼지와 오염물을 씻어내는 세정 전용 노즐이다. 루버는 입구측 기류를 고르게 정류하는 장치이고, 분무 노즐은 공기와 물을 접촉시켜 가습·세정을 담당하는 본래의 노즐이다.

문제 10
온수난방 방식의 분류에 해당되지 않는 것은?
1복관식
2건식
3상향식
4중력식
정답 및 해설

온수난방은 배관방식에 따라 단관식·복관식, 공급방향에 따라 상향식·하향식, 순환방식에 따라 중력식·강제순환식으로 분류한다. 건식과 습식은 증기난방에서 환수주관이 보일러 수면보다 위에 있는지 아래에 있는지에 따른 환수관 분류이므로 온수난방의 분류에 해당하지 않는다.

문제 11
10m× 5m× 3m인 강의실이 있다. 환기횟수 n=2(회/h)를 가정하여 실내로 취득되는 현열량 QS와 잠열량 QL은 각각 얼마인가? (단, 실내온도와 외기온도는 각각 tr=26℃, to=32℃이고 절대습도는 xr=0.011kg/kg, xo=0.02kg/kg이다.)
1QS=261kcal/h, QL=968kcal/h
2QS=522kcal/h, QL=968kcal/h
3QS=261kcal/h, QL=1935.9kcal/h
4QS=522kcal/h, QL=1935.9kcal/h
정답 및 해설

환기량은 Q=nV=2×(10×5×3)=300m3/hQ=nV=2\times(10\times5\times3)=300\,\mathrm{m^3/h}이다. 현열은 QS=0.29QΔt=0.29×300×(3226)=522kcal/hQ_S=0.29\,Q\,\Delta t=0.29\times300\times(32-26)=522\,\mathrm{kcal/h}이고, 잠열은 QL=717QΔx=717×300×(0.020.011)=1935.9kcal/hQ_L=717\,Q\,\Delta x=717\times300\times(0.02-0.011)=1935.9\,\mathrm{kcal/h}이다.

문제 12
직교류형 냉각탑과 대향류형 냉각탑을 비교하였다. 직교류형 냉각탑의 특징으로 틀린 것은?
1물과 공기 흐름이 직각으로 교차한다.
2냉각탑 설치 면적은 크고, 높이는 낮다.
3대향류형에 비해 효율이 좋다.
4냉각탑 중심부로 갈수록 온도가 높아진다.
정답 및 해설

직교류형은 공기와 물이 직각으로 만나 온도차 이용이 불충분하므로, 전 구간에서 큰 온도차를 유지하는 대향류형보다 열교환 효율이 낮다. 대신 공기를 측면에서 받아들여 탑 높이를 낮출 수 있으므로 설치 면적은 크고 높이는 낮은 형태가 된다.

문제 13
다음 중 벽 설치형 취출구가 아닌 것은?
1아네모스텟형 취출구
2유니버셜형 취출구
3노즐형 취출구
4고정베인 취출구
정답 및 해설

아네모스탯형은 여러 겹의 콘을 겹쳐 유인비를 크게 한 대표적인 천장 설치형 취출구이다. 유니버설형, 노즐형, 고정베인형은 벽면에 붙여 수평 방향으로 기류를 내보내는 벽 설치형에 속한다.

문제 14
유인 유닛(IDU)방식에 대한 설명 중 틀린 것은?
1각 유닛마다 제어가 가능하므로 개별실 제어가 가능하다.
2송풍량이 많아서 외기 냉방효과가 크다.
3냉각, 가열을 동시에 하는 경우 혼합손실이 발생한다.
4유인 유닛에는 통릭배선이 필요 없다.
정답 및 해설

유인유닛 방식은 중앙에서 보내는 1차 공기량이 전체 송풍량의 일부에 불과해 송풍량 자체가 적으므로 외기냉방 효과를 기대하기 어렵다. 유닛에 전기 배선이 필요 없고 실별 제어가 가능하다는 점, 냉온수를 동시에 쓸 때 혼합손실이 생긴다는 점은 이 방식의 실제 특징이다.

문제 15
증기난방에서 각실의 방열기에서 발생하는 열은?
1증발잠열
2증기냉각열
3액체열
4과열의 열
정답 및 해설

증기난방의 방열기는 공급된 증기가 방열면에서 응축하면서 내놓는 증발잠열로 실내를 가열한다. 잠열은 같은 질량에서 현열보다 훨씬 크므로 온수난방에 비해 방열면적과 배관경을 작게 할 수 있다.

문제 16
다음은 난방 설비에 관한 설명이다. 옳은 것은?
1온수난방은 온수의 현열과 잠열을 이용한 것이다.
2온풍난방은 온풍의 현열과 잠열을 이용한 것이다.
3증기난방은 증기의 현열을 이용한 대류 난방이다.
4복사난방은 열원에서 나오는 복사에너지를 이용한 것이다.
정답 및 해설

복사난방은 바닥이나 천장 등 가열면에서 방사되는 복사에너지가 인체와 실내 표면을 직접 데우는 방식이다. 온수난방과 온풍난방은 매체의 현열만 이용하고, 증기난방은 현열이 아니라 증기의 응축잠열을 이용하는 대류 난방이다.

문제 17
식당의 주방이나 화장실과 같은 장소에 적합한 환기방식으로 자연급기와 기계배기로 조합된 환기방식은?
1제1종 환기방식
2제2종 환기방식
3제3종 환기방식
4제4종 환기방식
정답 및 해설

제3종 환기는 자연급기와 기계배기를 조합한 방식으로 실내를 부압으로 유지하므로 냄새·수증기·연기가 다른 실로 퍼지지 않아 주방, 화장실, 욕실에 적합하다. 제2종은 기계급기·자연배기로 실내를 정압으로 만들어 청정실이나 무균실에 사용한다.

문제 18
다음 그림은 냉방시의 공기조화 과정을 나타낸다. 그림과 같은 조건일 경우 냉각코일의 바이패스 팩터(Bypass Factor)는 얼마인가? (단, ① 실내공기의 상태점, ② 외기의 상태점, ③ 혼합공기의 상태점, ④ 취출공기의 상태점, ⑤ 코일의 장치노점온도)
10.15
20.20
30.25
40.30
정답 및 해설

바이패스 팩터는 코일과 접촉하지 못하고 그대로 빠져나온 공기의 비율이므로 BF=t출구tADPt입구tADP\mathrm{BF} = \dfrac{t_{\text{출구}} - t_{\text{ADP}}}{t_{\text{입구}} - t_{\text{ADP}}}로 구한다. 코일 입구는 혼합공기 28C28^\circ\mathrm{C}, 출구는 취출공기 16C16^\circ\mathrm{C}, 장치노점온도는 13C13^\circ\mathrm{C}이므로 BF=16132813=315=0.2\mathrm{BF} = \dfrac{16 - 13}{28 - 13} = \dfrac{3}{15} = 0.2이다. 실내 26C26^\circ\mathrm{C}와 외기 32C32^\circ\mathrm{C}는 혼합공기 온도를 만들어 내는 값일 뿐 바이패스 팩터 계산에 직접 쓰이지는 않는다.

문제 19
수축열 냉방 시스템에서 축열조의 유효 저수량이 100m3100\,\mathrm{m^3}, 냉수 이용 온도차가 7℃, 축열효율이 80%일 때 유효 축열량은 약 몇 kWh인가? (단, 물의 비열은 4.2kJ/kgK4.2\,\mathrm{kJ/kg\cdot K}, 밀도는 1000kg/m31000\,\mathrm{kg/m^3}이다.)
1약 522 kWh
2약 653 kWh
3약 816 kWh
4약 918 kWh
정답 및 해설

유효 축열량은 Q=ρVcΔtηQ=\rho V c\,\Delta t\,\eta이므로 Q=1000×100×4.2×7×0.8=2,352,000kJQ=1000\times100\times4.2\times7\times0.8=2{,}352{,}000\,\mathrm{kJ}이다. 1kWh=3600kJ1\,\mathrm{kWh}=3600\,\mathrm{kJ}이므로 2,352,000÷3600653kWh2{,}352{,}000\div3600\approx653\,\mathrm{kWh}이다.

문제 20
바닥복사 냉방 시스템에 관한 설명으로 틀린 것은?
1대류식 냉방에 비해 실내 상하 온도 분포가 균일하고 기류감이 적다.
2잠열부하 처리 능력이 작으므로 별도의 외기·제습 시스템을 병용하는 것이 일반적이다.
3바닥 표면온도를 실내공기의 노점온도보다 낮게 유지하여 냉방능력을 확보한다.
4복사 열교환의 효과로 실내 설정온도를 다소 높게 하여도 쾌적감을 얻을 수 있다.
정답 및 해설

바닥 표면온도를 실내공기의 노점온도보다 낮게 하면 바닥면에 결로가 생기므로, 복사냉방에서는 표면온도를 노점온도보다 높게 유지하는 것이 대원칙이다. 그 때문에 현열 처리 능력이 제한되고 잠열은 별도의 외기·제습 시스템으로 처리한다.

문제 21
흡수식 냉동기의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?
1부분 부하에 대한 대응성이 좋다.
2용량제어의 범위가 넓어 폭넓은 용량제어가 가능하다.
3초기 운전 시 정격 성능을 발휘할 때까지의 도달 속도가 느리다.
4냉동기의 성능계수(COP)가 높다.
정답 및 해설

흡수식 냉동기는 열을 구동원으로 하는 사이클이어서 성적계수가 단효용 0.7 내외, 이중효용도 1.2~1.4 수준으로 압축식(3~5)보다 훨씬 낮다. 대신 용량제어 범위가 넓어 부분부하 대응성이 좋고, 흡수액을 데워야 하므로 기동 후 정격 성능에 도달하기까지 시간이 오래 걸린다.

문제 22
어떤 완전가스가 일정 온도 하에서 압력 2.5㎏f/cm2,비체적 2.5m3/㎏f인 상태로부터 압력 4.5㎏f/cm2의 상태로 변화하였다. 비체적은 약 몇 m3/㎏f인가?
11.4
22.5
33.6
44.7
정답 및 해설

온도가 일정하므로 보일의 법칙 P1v1=P2v2P_1v_1=P_2v_2가 성립한다. 따라서 v2=P1v1P2=2.5×2.54.51.4m3/kgfv_2=\dfrac{P_1v_1}{P_2}=\dfrac{2.5\times2.5}{4.5}\approx1.4\,\mathrm{m^3/kgf}이다.

문제 23
진공압력 200mmHg를 절대압력으로 환산하면 약 얼마인가? (단, 대기압은 1.033kgf/cm2이다.)
10.52kgf/cm2
20.76kgf/cm2
31.72kgf/cm2
43.52kgf/cm2
정답 및 해설

절대압력은 대기압에서 진공압을 뺀 값이므로 Pabs=760200760×1.033P_{abs}=\dfrac{760-200}{760}\times1.033으로 환산한다. 계산하면 0.7368×1.0330.76kgf/cm20.7368\times1.033\approx0.76\,\mathrm{kgf/cm^2}이다.

문제 24
브라인의 부식방지를 위한 pH값으로 가장 적당한 것은?
15.5 ~ 6.5
27.5 ~ 8.2
39.5 ~ 11.0
411.5 ~ 15.5
정답 및 해설

브라인은 산성이 되면 금속 부식이 급격히 진행되므로 약알칼리인 pH 7.5~8.2로 유지해 관리한다. 함께 방청제를 넣고 공기와의 접촉을 줄여 산소 용입을 막는 것도 같은 목적이다.

문제 25
다음 중 고압측에 설치하는 장치가 아닌 것은?
1수액기
2팽창밸브
3드라이어
4액분리기
정답 및 해설

액분리기는 증발기 출구와 압축기 흡입관 사이에 설치해 액냉매가 압축기로 넘어가는 것을 막는 기기이므로 저압측 장치이다. 수액기, 드라이어, 팽창밸브는 모두 응축기 이후의 고압 액관에 설치되는 고압측 기기이다.

문제 26
식품냉동에서의 T.T.T란 무엇인가?
1시간(Time), 내성(Tolerance), 맛(Taste)
2시간(Time), 온도(Temperature), 내성(Tolerance)
3온도(Temperature), 내성(Tolerance), 맛(Taste)
4온도(Temperature), 맛(Taste), 기간(Term)
정답 및 해설

T.T.T는 Time-Temperature-Tolerance의 약자로, 냉동식품의 품질저하 정도가 저장온도와 저장기간의 조합으로 정해진다는 개념이다. 저장온도가 낮을수록 허용 저장기간, 즉 내성이 길어진다.

문제 27
다음 중 무기질 브라인이 아닌 것은?
1NaCl
2MgCl2
3CaCl2
4C2H3O2
정답 및 해설

무기질 브라인은 염화나트륨, 염화칼슘, 염화마그네슘처럼 무기염류를 물에 녹인 수용액이다. C2H3O2\mathrm{C_2H_3O_2} 계열의 초산염은 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등과 함께 유기질 브라인으로 분류된다.

문제 28
다음 중 냉매가 부족한 냉동장치에서 일어나는 현상은?
1순환 냉매량이 많아진다.
2흡입가스의 온도가 상승한다.
3토출압력이 높아진다.
4증발압력이 높아진다.
정답 및 해설

냉매가 부족하면 증발기에서 냉매가 일찍 증발을 끝내 뒷부분이 과열 구간이 되므로 압축기 흡입가스의 과열도와 온도가 상승한다. 순환 냉매량이 줄어들기 때문에 증발압력과 토출압력은 오히려 낮아진다.

문제 29
증발기에서 나오는 냉매가스의 과열도를 일정하게 조정하는 밸브는?
1모세관
2정압식 팽창밸브
3온도식 자동팽창 밸브
4플로트형 밸브
정답 및 해설

온도식 자동팽창밸브는 증발기 출구에 부착한 감온통이 냉매가스 온도를 감지해 다이어프램에 전달하고, 그 힘과 증발압력의 차로 밸브 개도를 조절하여 과열도를 일정하게 유지한다. 정압식 팽창밸브는 증발압력만 일정하게 유지할 뿐 과열도를 제어하지 못한다.

문제 30
열원에 따른 열펌프의 종류가 아닌 것은?
1물-공기 열펌프
2태앙열 이용 열펌프
3현열 이용 열펌프
4지중열 이용 열펌프
정답 및 해설

열펌프는 열을 얻어오는 열원에 따라 공기열원, 수열원(물-공기 등), 지중열 이용, 태양열 이용 방식으로 분류한다. 현열은 열의 형태를 가리키는 용어일 뿐 열원의 종류가 아니다.

문제 31
항공기 재료의 내한(耐寒)성능을 시험하기 위한 냉동 장치를 설치하려고 한다. 가장 적합한 냉동기는?
1왕복동식 냉동기
2원심식 냉동기
3전자식 냉동기
4흡수식 냉동기
정답 및 해설

항공기 재료의 내한시험은 -50 ℃ 이하의 저온을 만들어야 하므로, 압축비를 크게 잡을 수 있고 2단·다단 압축으로 저온까지 도달할 수 있는 왕복동식 냉동기가 적합하다. 원심식과 흡수식은 비교적 높은 증발온도의 대용량 공조용에 적합해 이런 저온 영역에는 쓰지 않는다.

문제 32
실제 냉동싸이클을 이상적인 냉동싸이클과 비교할 때 다른점이 아닌 것은?
1냉매가 관내를 흐를 때 마찰에 의한 압력강하가 있다.
2외브와의 다소의 열 출입이 있다.
3냉매가 압축기의 밸브를 지날 때 다소의 교축작용이 행해진다.
4압축기에 의한 압축은 등엔트로피 변화이다.
정답 및 해설

압축 과정이 등엔트로피(단열 가역) 변화라는 것은 이상 냉동사이클의 가정이므로 실제 사이클과의 차이점이 될 수 없다. 실제 사이클에서는 배관 마찰에 의한 압력강하, 외부와의 열 출입, 밸브 통과 시의 교축이 있어 압축은 폴리트로픽 변화가 된다.

문제 33
20℃ 의 물 1kg을 냉각하여 –9℃의 얼음으로 만들고자 할 때 제빙에 필요한 냉동능력을 구하고자 한다. 이때 필요한 값이 아닌 것은?
1얼음의 비체적
2물의 비열
3물의 응고잠열
4얼음의 비열
정답 및 해설

제빙에 필요한 냉동부하는 물의 현열(20 ℃에서 0 ℃), 응고잠열, 얼음의 현열(0 ℃에서 -9 ℃)을 합한 값이므로 물의 비열, 물의 응고잠열, 얼음의 비열이 필요하다. 얼음의 비체적은 부피 변화를 다룰 때 쓰는 값이어서 열량 계산에는 관계가 없다.

문제 34
냉매의 상태변화를 잘 알 수 있어 냉동사이클 해석(성적계수 및 압축비 등)에 가장 일반적으로 사용되는 선도는?
1압력 - 비체적 선도
2온도 - 엔트로피 선도
3엔탈피 - 엔트로피 선도
4압력 - 엔탈피 선도
정답 및 해설

압력-엔탈피 선도는 세로축의 압력으로 압축비를, 가로축의 엔탈피 차로 냉동효과와 압축일을 곧바로 읽을 수 있어 성적계수 계산이 가장 편리하다. 그래서 몰리에르 선도라 부르는 이 선도가 냉동사이클 해석에 일반적으로 쓰인다.

문제 35
그림과 같은 이론냉동사이클에서 열펌프의 성적계수를 나타낸 것으로 올바른 것은?
1
2
3
4
정답 및 해설

그림은 고온 T1T_1과 저온 T2T_2의 두 등온과정과 두 단열과정으로 이루어진 카르노 사이클이며, 열펌프의 성적계수는 고온측에서 얻는 열량을 투입한 일로 나눈 값이므로 COPh=Q1Q1Q2\mathrm{COP}_h = \dfrac{Q_1}{Q_1 - Q_2}이다. 카르노 사이클에서는 Q1Q2=T1T2\dfrac{Q_1}{Q_2} = \dfrac{T_1}{T_2}가 성립하므로 이를 대입하면 COPh=T1T1T2\mathrm{COP}_h = \dfrac{T_1}{T_1 - T_2}가 된다. 같은 사이클의 냉동기 성적계수 T2T1T2\dfrac{T_2}{T_1 - T_2}보다 항상 1만큼 크며, 온도는 절대온도로 넣는다.

문제 36
제빙장치 중 용빙조의 역할로 맞는 것은?
1제빙조에 빙관을 넣고 꺼내는 장치
2결빙된 얼음을 방관에서 떼어내기 쉽도록 하는 장치
3결빙된 얼음을 빙관에서 꺼내는 장치
4꺼낸 얼음을 부수는 장치
정답 및 해설

용빙조(해빙조)는 결빙이 끝난 빙관을 온수에 담가 얼음과 관 사이를 살짝 녹여 얼음이 쉽게 떨어지도록 하는 장치이다. 빙관을 넣고 꺼내는 일은 크레인이, 꺼낸 얼음을 부수는 일은 쇄빙기가 맡는다.

문제 37
암모니아 냉동 장치에 대한 다음 설명 중 옳은 것은?
1압축비가 증가하면 체적 효율도 증가한다.
2표준 냉동 사이클로 운전할 경우 R-12에 비해 토출가스의 온도가 낮다.
3기밀 시험에 산소가스를 이용하는 것은 폭발의 가능성이 없기 때문이다.
4증발압력 조정밸브를 설치하는 것은 냉매의 증발 압력을 일정 이상으로 유지하기 위해서다.
정답 및 해설

증발압력조정밸브는 증발기 출구에 설치해 증발압력이 설정값 아래로 내려가지 않도록, 즉 일정 압력 이상으로 유지하기 위해 사용한다. 암모니아는 단열지수가 커서 R-12보다 토출가스 온도가 높고, 압축비가 커지면 체적효율은 떨어지며, 산소는 유지류와 반응해 폭발 위험이 있으므로 기밀시험에 절대 사용하지 않는다.

문제 38
아래 그림은 브라인 순환식 빙축열 시스템의 개략도를 나타낸 것이다. (A) 기기의 명칭과 (B) 매체의 명칭으로 맞는 것은?
1(A) 증발기, (B) 냉매
2(A) 축냉기, (B) 냉매
3(A) 증발기, (B) 브라인
4(A) 증발기, (B) 냉수
정답 및 해설

그림의 냉동사이클은 압축기에서 나온 냉매가 응축기와 팽창밸브를 거쳐 (A)로 들어가 증발하는 구조이므로 (A)는 증발기이다. 브라인 순환식 빙축열은 이 증발기에서 냉각된 브라인이 (B) 배관을 통해 방축열조와 부하측을 순환하면서 얼음을 만들고 냉열을 실어 나르는 방식이므로 (B)는 브라인이다. 냉매는 증발기 안에서만 순환하며 축열조까지 나가지 않는다.

문제 39
냉동장치에서 액압축(liquid back)의 발생 원인으로 가장 거리가 먼 것은?
1응축기 냉각수량 감소로 응축압력이 상승하였을 때
2팽창밸브의 개도가 지나치게 클 때
3증발기 부하가 급격히 감소하였을 때
4흡입관에 굴곡·트랩부가 있어 냉매액이 고여 있을 때
정답 및 해설

액압축은 증발기에서 미처 증발하지 못한 액냉매가 압축기로 흡입될 때 발생하므로, 팽창밸브 개도 과다, 증발기 부하의 급격한 감소, 흡입관 트랩부의 냉매액 고임 등이 원인이 된다. 냉각수량이 줄어 응축압력이 상승하면 냉매 순환량이 감소하고 과열도가 커지므로 액압축과는 거리가 멀다.

문제 40
증발식 응축기의 응축능력에 가장 큰 영향을 미치는 것은?
1외기의 건구온도
2대기압의 변화
3외기의 습구온도
4냉각수 순환펌프의 양정
정답 및 해설

증발식 응축기는 관 외면에 뿌린 물이 증발할 때 빼앗는 증발잠열로 냉매를 응축시키므로, 물의 증발 정도를 좌우하는 외기 습구온도가 응축능력에 가장 큰 영향을 준다. 습구온도가 낮을수록 응축온도를 낮게 유지할 수 있다.

문제 41
3세주헝 주철제방열기 3-600을 설치할 때 사용증기의 온도가 120℃이고, 실내공기의 온도가 20℃, 난방부하 10000kcal/h를 필요로 하면 설치할 방열기의 소요 쪽수는 얼마인가? (단, 방열계수는 7.9(kcal/m2h℃)이고, 1쪽당 방열면적은 0 13m2이다.)
188쪽
298쪽
3108쪽
4118쪽
정답 및 해설

방열기의 단위면적당 방열량은 q=K(tstr)=7.9×(12020)=790kcal/m2hq=K(t_s-t_r)=7.9\times(120-20)=790\,\mathrm{kcal/m^2h}이다. 필요 방열면적은 10000÷790=12.66m210000\div790=12.66\,\mathrm{m^2}이고, 쪽수는 12.66÷0.1397.412.66\div0.13\approx97.4이므로 98쪽을 설치해야 한다.

문제 42
급수관의 수격(water hammer)이 생기는 원인은?
1관지름의 축소
2수원의 고갈
3관내 유수의 급정지
4관의 휨
정답 및 해설

수격작용은 관 속을 흐르던 물이 밸브의 급폐쇄 등으로 갑자기 멈출 때 운동에너지가 압력에너지로 바뀌면서 충격압이 발생하는 현상이다. 방지하려면 관내 유속을 2 m/s 이하로 낮추고 밸브를 서서히 닫으며, 기구 가까이에 수격방지기를 설치한다.

문제 43
배수설비의 통기방식 종류가 아닌 것은?
1회로통기방식
2일체통기방식
3각개통기방식
4신정통기방식
정답 및 해설

배수 통기방식에는 각개통기, 회로(루프)통기, 신정통기, 결합통기 등이 있으며 일체통기방식이라는 것은 없다. 각개통기가 가장 이상적이고, 신정통기는 배수 수직관을 그대로 지붕 위로 연장해 대기에 개방하는 방식이다.

문제 44
주증기관의 크기와 직접적인 관계가 없는 것은?
1압력손실
2수분회수
3열손실
4가격
정답 및 해설

주증기관의 관경은 허용 압력손실, 관 표면적에 비례하는 열손실, 재료비와 시공비를 함께 따져 결정한다. 수분(응축수) 회수는 관경보다 배관 구배와 증기트랩·드레인 포켓의 설계로 해결하는 문제이므로 관 크기와 직접적인 관계가 적다.

문제 45
급탕배관 설계시 배관 관경 결정을 위한 유속은 어느 범위 이내에 하는 것이 바람직한가?
10.5 m/s
21.5 m/s
33 m/s
44 m/s
정답 및 해설

급탕배관은 유속이 빠르면 관 내면의 침식과 소음·수격이 발생하므로 관경 결정 시 유속을 1.5 m/s 정도 이내로 잡는다. 반대로 유속이 지나치게 느리면 관경이 커져 방열손실과 공사비가 늘어난다.

문제 46
저압증기관의 증기공급 계통에서의 전압력 강하는 초기압력기준의 얼마가 적합한가?
11/3이내
21/3 ∼ 1/2이내
32/3이상
42/1 ∼ 2/3이내
정답 및 해설

저압증기 공급계통의 전 압력강하는 초기 증기압력의 1/3~1/2 이내가 되도록 관경을 결정한다. 압력강하가 이보다 크면 말단 방열기에서 필요한 증기압을 확보하지 못해 난방이 불균형해진다.

문제 47
연관의 장점이 아닌 것은?
1가공성이 좋다.
2신축성이 풍부하다.
3중량이 가병며 충격에 강하다.
4산에는 강하지만 알칼리성에는 약하다.
정답 및 해설

연관은 비중이 약 11.4로 매우 무겁고 재질이 물러 외부 충격이나 압력에 쉽게 변형되므로 가볍고 충격에 강하다는 설명은 성립하지 않는다. 반면 전연성이 커서 가공과 굽힘이 쉽고 신축성이 풍부하며, 산에는 강한 편이지만 알칼리에는 침식된다.

문제 48
는 다음 어느 밸브에 속하는가?
1체크 밸브
2글로브 밸브
3슬루스 밸브
4앵글 밸브
정답 및 해설

그림의 기호는 두 개의 짧은 세로선(밸브 시트) 사이에 비스듬한 선(디스크)을 그린 형태로, 유체가 정방향으로 흐를 때만 디스크가 들려 열리고 역류하면 디스크가 시트에 눌려 닫히는 모습을 나타낸 스윙형 체크 밸브의 도시기호이다. 글로브 밸브나 슬루스 밸브는 삼각형 두 개를 마주 붙인 형태로 그리고, 앵글 밸브는 그 삼각형이 직각으로 꺾인 형태로 그린다.

문제 49
하수관 또는 오수탱크로부터 유해가스사 옥내로 침입하는 것을 방지하는 장치는?
1통기관
2볼탭
3체크밸브
4트랩
정답 및 해설

트랩은 배수관 도중에 봉수를 고이게 하여 하수관이나 오수탱크에서 올라오는 유해가스와 악취, 벌레가 실내로 침입하는 것을 막는 기구이다. 통기관은 관내 압력을 대기압에 가깝게 유지해 사이펀 작용 등으로 봉수가 파괴되지 않도록 트랩을 보호하는 역할을 한다.

문제 50
강관의 일반적인 접합방법에 해당되지 않는 것은?
1나사 접합
2플렌지 접합
3압축 접합
4용접 접합
정답 및 해설

강관의 일반적인 접합법은 나사 접합, 플랜지 접합, 용접 접합이며 그 밖에 홈(그루브) 조인트가 쓰인다. 압축 접합은 슬리브와 너트를 조여 잇는 방법으로 동관이나 스테인리스 강관에 적용하는 접합법이다.

문제 51
주철관의 용도로 적합하지 않은 것은?
1수도용
2가스용
3배수용
4냉매용
정답 및 해설

주철관은 내식성과 내구성이 좋아 수도용, 가스용, 배수·오수용 매설관으로 널리 사용된다. 다만 인장과 충격에 약하고 이음부의 기밀 확보가 어려워 고압이 걸리고 누설이 치명적인 냉매 배관에는 쓰지 않는다.

문제 52
증기와 응축수의 흐름방향이 동일한 경우 증기배관의 구배는?
11/50이상의 내림구배
21/100이상의 내림구배
31/150이상의 내림구배
41/250이상의 내림구배
정답 및 해설

증기와 응축수가 같은 방향으로 흐르는 순류 배관은 응축수가 증기에 밀려 함께 이동하므로 1/250 이상의 완만한 내림구배로 충분하다. 흐름이 서로 반대인 역류 배관에서는 응축수 정체와 수격을 막기 위해 1/50 이상의 급한 구배를 준다.

문제 53
공기조화 설비 중 냉수코일 설계기준으로 틀린 것은?
1공기와 물의 흐름은 대향류로 한다.
2가능한 한 대수평균온도차를 작게 한다.
3코일을 통과하는 냉수의 유속은 1m/s 로 한다.
4코일은 통과하는 공기의 유속은 2~3m/s 정도로 한다.
정답 및 해설

냉수코일은 대수평균온도차가 클수록 같은 열량을 더 작은 전열면적으로 처리할 수 있으므로 가능한 한 크게 잡는 것이 설계 원칙이다. 이를 위해 공기와 물을 대향류로 배열하고, 수속은 1 m/s 내외, 코일 면풍속은 2~3 m/s 정도로 정한다.

문제 54
배관재료를 선정할 때 고려해야할 사항으로 가장 관계가 적은 것은?
1사용압력
2유체의 온도
3부식성
4유체의 비열
정답 및 해설

배관재료는 사용압력과 유체의 온도로 허용응력과 재질 등급을 정하고, 유체의 부식성으로 내식 재질 여부를 판단한다. 유체의 비열은 열량이나 온도 변화를 계산할 때 쓰는 물성값이어서 관 재료 선정과는 관계가 가장 적다.

문제 55
개방형 팽창탱크에 설치되는 부속 기기가 아닌 것은?
1팽창관
2통기관
3환수관
4안전관
정답 및 해설

개방형 팽창탱크에는 팽창관, 안전관(도피관), 대기에 개방되는 통기관, 오버플로관, 배수관 등이 부속된다. 환수관은 방열기에서 나온 온수를 보일러로 되돌리는 배관계의 일부로 팽창탱크의 부속 기기가 아니다.

문제 56
배수배관의 시공상 주의사항으로 틀린 것은?
1배수를 가능한 한 빨리 옥외 하수관으로 유출할 수 있을 것
2옥외 하수관에서 유해가스가 건물 안으로 침입하는 것을 방지할 수 있을 것
3배수관 및 통기관은 내구성이 풍부하고 물이 새지 않도록 접함을 완벽히 할 것
4한랭지일 경우 동결 방지를 위해 배수관은 반드시 피목을 하며 통기관은 그대로 둘 것
정답 및 해설

한랭지에서는 배수관뿐 아니라 통기관도 관내 습기가 얼어 개구부가 막힐 수 있으므로 함께 방동·보온 조치를 해야 한다. 통기관이 결빙되면 통기 기능을 잃어 배수 시 봉수가 파괴되고 유해가스가 실내로 침입한다.

문제 57
배수관 설치기준에 대한 내용 중 틀린 것은?
1배수관의 최소 관경은 20mm 이상으로 한다.
2지중에 매설하는 배수관의 관경은 50mm이상이 좋다.
3배수관은 배수의 유하방향(流下方向)으로 관경을 축소해서는 안된다.
4기구배수관의 관경은 이것에 접속하는 위생기구의 트랩구경 이상으로 한다.
정답 및 해설

배수관의 최소 관경은 30 mm 이상으로 하며 20 mm는 고형물로 쉽게 막혀 사용할 수 없다. 지중 매설관은 50 mm 이상, 기구배수관은 접속되는 트랩 구경 이상으로 하고, 유하방향으로 관경을 줄이면 막힘의 원인이 되므로 축소해서는 안 된다.

문제 58
다음 중 동관의 장점이 아닌 것은?
1내식성이 좋다.
2강관보다 가볍고 취급이 쉽다.
3동경파손에 강하다.
4내충격성이 좋다.
정답 및 해설

동관은 재질이 연해 외부 충격이나 외압에 쉽게 찌그러지므로 내충격성이 좋다고 할 수 없다. 반면 내식성이 뛰어나고 강관보다 가벼워 취급이 쉬우며, 전연성이 커서 동결 시 관이 늘어나 파손에는 비교적 강하다.

문제 59
안지름 50 mm, 길이 50 m인 직관에 물이 평균유속 2 m/s로 흐를 때 마찰손실수두는 약 얼마인가? (단, 관마찰계수는 0.03, 중력가속도는 9.8m/s29.8\,\mathrm{m/s^2}이다.)
1약 3.06 m
2약 6.12 m
3약 9.18 m
4약 12.24 m
정답 및 해설

달시-바이스바흐 식 hL=fLdv22gh_L=f\dfrac{L}{d}\dfrac{v^2}{2g}에 값을 대입하면 hL=0.03×500.05×222×9.8h_L=0.03\times\dfrac{50}{0.05}\times\dfrac{2^2}{2\times9.8}이다. 계산하면 0.03×1000×0.2046.12m0.03\times1000\times0.204\approx6.12\,\mathrm{m}이다.

문제 60
일반도시가스사업의 가스배관을 폭 4 m 이상 8 m 미만인 도로에 매설하는 경우, 도로 노면으로부터 배관 외면까지의 매설 깊이는 원칙적으로 얼마 이상으로 하여야 하는가?
11.0 m
20.8 m
30.6 m
41.2 m
정답 및 해설

일반도시가스사업 배관의 매설깊이는 도로 폭이 8 m 이상이면 1.2 m 이상, 4 m 이상 8 m 미만이면 1 m 이상, 그 밖의 경우 0.6 m 이상으로 규정되어 있다. 따라서 폭 4 m 이상 8 m 미만 도로에서는 노면에서 배관 외면까지 1.0 m 이상을 확보해야 한다.

문제 61
PI제어동작은 프로세스 제어계의 정상 특성 개선에 흔히 사용되는데, 이것에 대응하는 보상요소는?
1지상보상요소
2진상보상요소
3동상보상요소
4지상 및 진상보상요소
정답 및 해설
PI(비례적분) 동작은 적분 요소 때문에 출력의 위상이 입력보다 뒤지므로 지상보상요소에 대응하며, 잔류편차를 없애 정상특성을 개선한다. 위상을 앞서게 해서 속응성과 안정도를 높이는 진상보상요소에 대응하는 것은 미분 동작(PD)이다.
문제 62
CNC 공작기계의 프로그램제어에 많이 이용되는 제어는?
1수치제어
2속도제어
3계산기제어
4최적제어
정답 및 해설

CNC 공작기계는 가공 경로와 이송량을 수치 정보로 지령해 서보기구를 움직이는 수치제어 방식이다. 프로그램된 수치 지령대로 공구 위치를 추종시키는 것이 핵심이어서 속도제어나 최적제어와는 구분된다.

문제 63
자동제어 장치의 종류에서 연속식 압연기의 자동제어는?
1추종제어
2프로그래밍제어
3비례제어
4정치제어
정답 및 해설

연속식 압연기는 판 두께나 장력 같은 제어량을 정해진 하나의 값으로 계속 유지해야 하므로 목표값이 변하지 않는 정치제어에 해당한다. 목표값이 미리 정해진 대로 시간에 따라 변하면 프로그램제어, 임의로 변하면 추종제어이다.

문제 64
워드 레오너드방식의 목적은?
1정류 개선
2속도 제어
3계자자속 조정
4병렬 운전
정답 및 해설

워드 레오너드 방식은 전동발전기로 직류전동기의 전기자 전압을 연속적으로 바꾸어 넓은 범위의 무단 속도제어를 하는 방식이다. 전압제어이므로 정토크 특성을 유지하면서 0에서 정격까지 원활하게 속도를 조정할 수 있다.

문제 65
정전용량 C[F]의 콘덴서를 △결선해서 3상 전압 V[V]를 가했을 때의 충전용량은 몇[VA]인가? (단, 전원의 주파수는 f[Hz]이다.)
12πfCV2
26πfCV2
36πf2CV
418πfCV2
정답 및 해설

△결선에서는 각 상의 콘덴서에 선간전압 V가 그대로 걸리므로 1상의 충전용량이 2πfCV22\pi fCV^2이고, 3상이면 그 3배가 된다. 따라서 충전용량은 Q=3×2πfCV2=6πfCV2[VA]Q=3\times2\pi fCV^2=6\pi fCV^2\,\mathrm{[VA]}이다.

문제 66
출력 1kW, 효율 80%인 유도전동기의 손실은 몇 W 인가?
1100
2250
3400
4800
정답 및 해설

효율은 출력을 입력으로 나눈 값이므로 입력은 Pin=10000.8=1250WP_{in}=\dfrac{1000}{0.8}=1250\,\mathrm{W}이다. 손실은 입력에서 출력을 뺀 12501000=250W1250-1000=250\,\mathrm{W}이다.

문제 67
컴퓨터 제어의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정에서, 아날로그 신호의 최대값을 M, 변환기의 bit수를 3이라 하면 양자화 오차의 최대값은 얼마인가?
1M
2M/2
3M/7
4M/8
정답 및 해설

n비트 변환기는 최대값 M을 2n2^n등분하므로 최소 분해능인 1 LSB의 크기가 양자화 오차의 최대값이 된다. n=3n=3이므로 M/23=M/8M/2^3=M/8이다.

문제 68
옴의 법칙에서 전류의 세기는 어느 것에 비례하는가?
1저항
2동선의 길이
3동선의 지름
4전압
정답 및 해설

옴의 법칙 I=VRI=\dfrac{V}{R}에서 전류의 세기는 전압에 비례하고 저항에 반비례한다. 도선의 길이나 지름은 R=ρlAR=\rho\dfrac{l}{A}을 통해 저항값을 바꿀 뿐 전류에 직접 비례하지는 않는다.

문제 69
3상 유도전동기의 회전방향을 바꾸려면 어떻게 하여야 하는가?
1고저항을 임의의 1선에 삽입한다.
2회전자를 수동으로 역회전시켜 기동한다.
33선을 차례대로 바꾸어 연결한다.
43선 중 임의의 2선을 서로 바꾸어 연결한다.
정답 및 해설

3상 유도전동기의 회전방향은 고정자가 만드는 회전자계의 방향으로 정해지므로, 3선 중 임의의 2선을 서로 바꾸어 접속하면 상순이 반대가 되어 역회전한다. 3선을 모두 차례로 옮기면 상순이 그대로여서 회전방향은 변하지 않는다.

문제 70
그림과 같이 저항 R을 전류계와 내부저항 20[Ω]인 전압계로 측정하니 15[A]와 30[V]이었다. 저항 R은 몇 [Ω]인가?
11.54
21.86
32.22
42.78
정답 및 해설

전압계 지시가 30 V이고 내부저항이 20 Ω이므로 전압계로 흐르는 전류는 30÷20=1.5A30\div20=1.5\,\mathrm{A}이다. 전류계 지시 15 A에서 이를 빼면 저항에 흐르는 전류가 13.5 A이므로 R=3013.52.22ΩR=\dfrac{30}{13.5}\approx2.22\,\Omega이다.

문제 71
다음 기동 토크가 가장 큰 단상 유도전동기는?
1분상기동형
2반발기동형
3반발유동형
4콘덴서기동형
정답 및 해설

반발기동형은 기동 시 정류자와 브러시를 통해 반발전동기로 동작하므로 단상 유도전동기 중 기동토크가 가장 크다. 기동토크는 대체로 반발기동형, 콘덴서기동형, 분상기동형, 셰이딩코일형 순으로 작아진다.

문제 72
그림과 같은 회로에서 ab에 흐르는 전류는 몇 [A] 인가? (단, 저항의 단위는 모두 Ω이다.)
10
25A
310A
420A
정답 및 해설

휘트스톤 브리지 회로이므로 마주 보는 변의 저항 곱을 비교하면 4×6=244 \times 6 = 24, 3×8=243 \times 8 = 24로 서로 같아 평형 조건을 만족한다. 브리지가 평형이면 a점과 b점의 전위가 같아지므로 그 사이의 가지에는 전원 전압 20V20\,\mathrm{V}와 무관하게 전류가 흐르지 않는다. 따라서 ab에 흐르는 전류는 0A0\,\mathrm{A}이다.

문제 73
자동제어에서 제어동작의 특징 중 정상편차가 없는 것은?
12위치동작(사이클링이 있음)
2P 동작(사이틀링을 방지함)
3PI동작(뒤진 회로의 특성과 같음)
4PD동작(앞선 회로의 특성과 같음)
정답 및 해설

PI 동작은 비례 동작에 적분 동작을 더해 편차가 남아 있는 한 조작량을 계속 누적시키므로 잔류편차(오프셋)를 완전히 없앨 수 있다. 비례 동작만으로는 반드시 잔류편차가 남고, PD 동작은 응답을 빠르게 하고 안정도를 높일 뿐 잔류편차를 제거하지 못한다.

문제 74
전압 1.5V, 내부저항 0.2Ω인 전지 5개를 직렬로 접속하면 전전압은 몇 V 가 되는가?
10.3
21.5
33.0
47.5
정답 및 해설
전지를 직렬로 이으면 기전력이 그대로 더해지므로 전전압은 1.5V × 5 = 7.5V다. 내부저항도 0.2Ω × 5 = 1Ω으로 함께 커지지만, 부하가 없는 상태의 전전압 계산에는 영향을 주지 않는다.
문제 75
기기 스스로 판단능력이 없는 제어계는?
1개회로 제어계
2폐회로 제어계
3추치 제어계
4서보기구
정답 및 해설

개회로 제어계는 출력을 검출해 입력과 비교하는 되먹임 경로가 없으므로 결과가 목표에 맞는지 스스로 판단해 수정할 수 없다. 폐회로 제어계와 그 응용인 추치 제어계, 서보기구는 모두 피드백으로 편차를 검출해 수정 동작을 한다.

문제 76
3상 교류전압 및 주파수를 변화시켜 유도전동기의 회전수를 1750rpm으로 하고자 한다. 이 경우 “회전수”는 자동제어계의 구성요소 중 어느 것에 해당하는가?
1제어량
2목표값
3조작량
4제어대상
정답 및 해설

제어량은 제어대상에서 실제로 제어되어 목표값에 맞추어지는 출력량이므로 여기서는 유도전동기의 회전수가 제어량이다. 1750 rpm이라는 값 자체는 목표값, 이를 위해 조정하는 전압과 주파수는 조작량, 유도전동기는 제어대상에 해당한다.

문제 77
피드백(Feedback) 제어의 특징이 아닌 것은?
1제어량의 값을 맞추기 위한 목표값이 있다.
2입력측의 신호를 출력측으로 되돌려 준다.
3제어신호의 전달 경로는 폐루프를 형성한다.
4측정된 제어량이 목표치와 일치하도록 수정 동작을 한다.
정답 및 해설

피드백 제어는 출력측의 제어량을 검출해 입력측으로 되돌려 목표값과 비교하고 그 편차로 수정 동작을 하는 방식이다. 입력측 신호를 출력측으로 되돌린다는 설명은 신호의 방향이 반대여서 성립하지 않는다.

문제 78
무효전력의 나타내는 단위는?
1VA
2W
3Var
4Wh
정답 및 해설

무효전력의 단위는 Var(volt-ampere reactive)이다. VA는 피상전력, W는 유효전력, Wh는 전력량의 단위이다.

문제 79
푸시버튼 스위치 PB를 누르면 전자접촉기 MC가 여자되고, PB에서 손을 떼어도 MC의 보조 a접점을 통하여 여자 상태가 계속 유지되는 시퀀스 회로는?
1인터록 회로
2지연동작 회로
3비상정지 회로
4자기유지 회로
정답 및 해설

자기유지 회로는 전자접촉기 MC가 여자되면 그 보조 a접점이 닫혀 푸시버튼과 병렬로 전류 경로를 만들어 주므로 버튼에서 손을 떼어도 여자 상태가 유지된다. 정지시키려면 b접점 푸시버튼 등으로 회로를 끊어야 한다.

문제 80
서보기구(servo mechanism)에서 제어량으로 취급하는 것에 해당하지 않는 것은?
1자세
2위치
3방위
4유량
정답 및 해설

서보기구는 물체의 위치, 방위, 자세 등 기계적 변위를 제어량으로 삼아 목표값의 변화를 추종시키는 제어계이다. 유량은 온도, 압력, 액위, 농도 등과 함께 프로세스 제어의 제어량에 해당한다.