[공조냉동기계기능사 필기] 2017년 3회 기출복원 모의고사
공조냉동기계기능사 필기 기출문제

2017년 3회 기출복원 모의고사

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

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A4정답 포함
공조냉동기계기능사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

2017년 3회 기출복원 모의고사

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
안전사고의 발생 중 가장 큰 원인이라 할 수 있는 것은?
1설비의 미비
2정돈상태의 불량
3계측공구의 미비
4작업자의 실수
정답 및 해설

산업재해 발생 원인 중 설비나 환경적 요인보다 작업자의 부주의나 실수와 같은 인적 요인이 가장 큰 비중을 차지한다.

설비의 미비, 정돈상태 불량, 계측공구의 미비는 물적·관리적 요인으로, 통계적으로 재해 발생 비중이 인적 요인보다 낮다.

문제 2
전기용접 작업 시 주의사항 중 맞지 않는 것은?
1눈 및 피부를 노출시키지 말 것
2우천 시 옥외 작업을 하지 말 것
3용접이 끝나고 슬래그 제거작업 시 보안경과 장갑은 벗고 작업할 것
4홀더가 가열되면 자연적으로 열이 제거될 수 있도록 할 것
정답 및 해설

슬래그 제거 작업 중에도 보안경과 장갑을 착용한 상태로 작업해야 하며, 이를 벗고 작업하는 것은 잘못된 방법이다.

슬래그 파편이 튀어 눈이나 손에 상해를 입힐 수 있으므로 보호구 착용을 유지해야 한다.

  • 눈·피부 노출 금지 — 올바른 주의사항이다.
  • 우천 시 옥외 작업 금지 — 감전 예방을 위한 올바른 수칙이다.
  • 홀더 자연 냉각 — 가열되면 자연히 식도록 두는 것도 적절한 취급법이다.
문제 3
기수 혼합 급탕기에서 증기를 물에 직접 분사시켜 가열하면 압력차로 인해 발생하는 소음을 줄이기 위해 사용하는 설비는?
1안전밸브
2스팀 사일런서
3응축수 트랩
4가열코일
정답 및 해설

기수혼합식 급탕기는 증기를 물속에 직접 분사해 가열하는데, 이때 증기와 물의 압력차로 소음과 진동이 발생한다.

이를 줄이기 위해 스팀 사일런서를 설치한다.

문제 4
전기용접 작업의 안전사항에 해당되지 않는 것은?
1용접 작업 시 보호장비를 착용토록 한다.
2홀더나 용접봉은 맨손으로 취급하지 않는다.
3작업 전에 소화기 및 방화사를 준비한다.
4용접이 끝나면 용접봉은 홀더에서 빼지 않는다.
정답 및 해설

용접이 끝나면 용접봉을 홀더에서 빼내어 감전과 화재 위험을 줄여야 하므로, 홀더에서 빼지 않는다는 설명은 안전사항에 어긋난다.

용접 작업 시에는 보호구를 착용하고, 홀더·용접봉을 맨손으로 다루지 않으며, 작업 전 소화기와 방화사를 준비해야 한다.

문제 5
산업안전보건기준에 따른 작업장의 출입구 설치기준으로 틀린 것은?
1출입구의 위치·수 및 크기가 작업장의 용도와 특성에 맞도록 할 것
2출입구에 문을 설치하는 경우에는 근로자가 쉽게 열고 닫을 수 있도록 할 것
3주된 목적이 하역운반기계용인 출입구에는 보행자용 출입구를 따로 설치하지 말 것
4계단이 출입구와 바로 연결된 경우에는 작업자의 안전한 통행을 위하여 그 사이에 충분한 거리를 둘 것
정답 및 해설

주된 목적이 하역운반기계용인 출입구에는 하역기계와 사람의 동선이 겹치지 않도록 보행자용 출입구를 별도로 설치해야 하므로, 따로 설치하지 말라는 설명은 틀렸다.

출입구의 위치·수·크기를 작업장 용도에 맞게 하고, 문을 쉽게 여닫을 수 있게 하며, 계단이 출입구와 바로 연결된 경우 안전한 통행을 위한 거리를 두는 것은 모두 옳은 기준이다.

문제 6
일반 공구의 안전한 취급 방법이 아닌 것은?
1공구는 작업에 적합한 것을 사용한다.
2공구는 사용 전 점검하여 불안전한 공구는 사용하지 않는다.
3공구는 옆 사람에게 넘겨줄 때에는 일의 능률 향상을 위하여 던져 신속하게 전달한다.
4손이나 공구에 기름이 묻었을 때에는 완전히 닦은 후 사용한다.
정답 및 해설

공구를 옆 사람에게 건넬 때 던져서 전달하는 것은 낙하·충돌 등의 사고 위험을 높이는 행동으로, 안전한 취급 방법이 될 수 없다.

작업에 맞는 공구 사용, 사용 전 점검, 기름 제거 후 사용은 모두 올바른 안전 취급 방법에 해당한다.

문제 7
다음 중 가스용접 작업 시 가장 많이 발생되는 사고는?
1가스 폭발
2자외선에 의한 망막 손상
3누전에 의한 감전사고
4유해가스에 의한 중독
정답 및 해설

가스용접 작업에서 가장 많이 발생하는 사고 유형은 가스 폭발이다.

토치의 역화·역류, 누설된 가연성 가스의 인화 등이 겹치면서 폭발 사고로 이어지는 경우가 많아 재해 통계상 큰 비중을 차지한다.

문제 8
용접기 취급상 주의사항으로 틀린 것은?
1용접기는 환기가 잘되는 곳에 두어야 한다.
22차측 단자의 한쪽 및 용접기의 외통은 접지를 확실히 해 둔다.
3용접기는 지표보다 약간 낮게 두어 습기의 침입을 막아 주어야 한다.
4감전의 우려가 있는 곳에서는 반드시 전격방지기를 설치한 용접기를 사용한다.
정답 및 해설

용접기는 지표보다 높은 곳에 두어 습기가 침입하지 않도록 해야 한다.

지표보다 낮게 설치하면 오히려 습기와 수분이 스며들기 쉬워 절연 불량과 감전 사고의 원인이 된다.

환기가 잘되는 곳에 두고 2차측 단자 및 외통을 접지하며, 감전 우려가 있는 곳에서는 전격방지기를 설치한 용접기를 사용하는 것은 올바른 주의사항이다.

문제 9
다음 중 엔탈피의 단위는?
1kcal/kg·℃
2kcal/kg
3kcal/m2·h·℃
4kcal/m·h·℃
정답 및 해설

엔탈피의 단위는 kcal/kg이다.

엔탈피는 단위 중량당 보유 열량을 의미한다.

문제 10
냉동기계 설치 시 각 기기의 위치를 정하기 위한 설명으로 옳지 않은 것은?
1운전상 작업의 용이성을 고려할 것
2실내의 기계 상태를 일부분만 볼 수 있게 하고 제어가 쉽도록 할 것
3실내의 조명과 환기를 고려할 것
4현장의 상황에 맞는가를 조사할 것
정답 및 해설

냉동기계를 설치할 때는 운전상 작업의 용이성, 조명·환기, 현장 여건을 고려해야 하며, 실내의 기계 상태 전체를 한눈에 볼 수 있고 제어가 쉽도록 배치해야 한다.

따라서 기계 상태를 일부분만 볼 수 있게 한다는 설명은 안전관리 취지에 맞지 않는 잘못된 설명이다.

문제 11
다음 산업안전대책 중 기술적인 대책이 아닌 것은?
1안전설계
2근로의욕의 향상
3작업행정의 개선
4점검보전의 확립
정답 및 해설

산업안전대책은 크게 기술적 대책과 관리적(교육적) 대책으로 나뉘는데, 근로의욕의 향상은 사람의 태도·동기에 관한 것으로 관리적 대책에 해당한다.

안전설계, 작업행정(공정)의 개선, 점검보전의 확립은 모두 설비·공정 자체를 안전하게 만드는 기술적 대책이다.

문제 12
보일러에 부착된 안전밸브의 구비조건 중 틀린 것은?
1밸브 개폐 동작이 서서히 이루어질 것
2안전밸브의 지름과 압력분출장치 크기가 적정할 것
3정상 압력으로 될 때 분출을 정지할 것
4보일러 정격용량 이상 분출할 수 있어야할 것
정답 및 해설

밸브 개폐 동작이 서서히 이루어지는 것은 안전밸브의 구비조건에 어긋난다.

보일러 안전밸브는 이상압력 상승 시 신속하게 열려 즉시 증기를 분출해야 한다.

  • 지름·분출장치 크기 — 보일러 용량에 맞게 적정해야 한다.
  • 정상 압력 복귀 — 압력이 정상으로 돌아오면 분출을 멈추어야 한다.
  • 분출 능력 — 보일러 정격용량 이상을 분출할 수 있어야 한다.
문제 13
연소실내 역화 폭발 등으로부터 보호하기 위한 안전장치는?
1압력계
2안전밸브
3가용마개
4방폭문
정답 및 해설

방폭문은 연소실 내 역화·폭발이 발생했을 때 그 압력을 외부로 방출시켜 노벽 등의 파손을 막는 안전장치이다.

나머지 장치는 역화 폭발과는 목적이 다르다.

  • 압력계 — 압력을 표시한다.
  • 안전밸브 — 증기·가스의 과압을 방출한다.
  • 가용마개 — 과열 시 저융점 금속이 녹아 압력을 배출한다.
문제 14
산소 용접시 사용하는 조정기의 취급에 대한 설명 중 틀린 것은?
1작업 중 저압계의 지시가 자연 증가시 조정기를 바꾸도록 한다.
2조정기는 정밀하므로 충격이 가해지지 않도록 한다.
3조정기의 수리는 전문가에 의뢰하여야 한다.
4조정기의 각부에 작동이 원활하도록 기름을 친다.
정답 및 해설

산소용 조정기는 산소와 접촉하는 부품에 기름이나 그리스를 사용해서는 안 된다.

오일이 고압 산소와 만나면 발화·폭발할 위험이 있기 때문이다. 따라서 조정기 각부에 기름을 쳐서 작동을 원활하게 한다는 설명은 취급 방법으로 틀렸다.

저압계 지시가 자연 증가할 때 조정기를 교체하고, 충격을 피하며, 수리는 전문가에게 맡긴다는 나머지 설명은 올바른 취급법이다.

문제 15

산업안전보건기준에 관한 규칙에서 정한 양중기에 해당하지 않는 것은?

1컨베이어
2곤돌라
3이동식 크레인
4승강기
정답 및 해설

컨베이어는 양중기가 아니다(산업안전보건기준에 관한 규칙 제132조 제1항, 제191조~제193조).

양중기는 크레인(호이스트 포함), 이동식 크레인, 리프트(이삿짐운반용은 적재하중 0.1톤 이상), 곤돌라, 승강기의 5종이다.

컨베이어는 별도 절(제11절)에서 이탈·역주행 방지장치, 비상정지장치 등을 규정한다.

문제 16
가용전에 대한 설명으로 옳은 것은?
1저압차단 스위치를 의미한다.
2압축기 토출 측에 설치한다.
3수냉응축기 냉각수 출구측에 설치한다.
4응축기 또는 고압수액기의 액배관에 설치한다.
정답 및 해설

가용전은 고압부인 응축기나 고압수액기의 액배관 쪽에 설치한다.

화재 등으로 온도가 비정상적으로 상승하면 납·주석 합금이 녹아 냉매를 방출시키는 안전장치이다.

압축기 토출측처럼 고온의 토출가스 영향을 직접 받는 위치에 두면 정상 운전 중에도 녹을 수 있어 피한다.

문제 17
공기 중의 수증기 분압을 포화압력으로 하는 온도를 무엇이라 하는가?
1건구온도
2습구온도
3노점온도
4글로브(globe)온도
정답 및 해설

노점온도는 습공기를 절대습도(수증기 분압)를 일정하게 유지한 채 냉각할 때 포화에 도달하는 온도로, 그 공기의 수증기 분압이 곧 포화압력이 되는 온도이다.

이 온도 이하로 냉각하면 응축이 시작되므로 결로 판정과 냉각감습의 기준이 된다.

습구온도는 단열 증발냉각이 평형에 이른 온도로 정의가 다르다.

문제 18
다음 중 불응축 가스가 주로 모이는 곳은?
1증발기
2액분리기
3압축기
4응축기
정답 및 해설

불응축가스는 응축기에 주로 모인다.

냉매가 액화되면서 응축되지 않는 성질 때문에 응축기 상부(냉매액이 모이는 곳보다 위쪽) 등에 모이게 된다.

문제 19
기체의 용해도에 대한 설명으로 옳은 것은?
1고온·고압일수록 용해도가 커진다.
2저온·저압일수록 용해도가 커진다.
3저온·고압일수록 용해도가 커진다.
4고온·저압일수록 용해도가 커진다.
정답 및 해설

기체의 용해도는 저온·고압일수록 커진다.

압력이 높을수록 액체에 녹아 들어가는 기체의 양이 늘어난다(헨리의 법칙).

온도가 낮을수록 기체 분자의 운동이 둔해져 액체 밖으로 빠져나가기 어려워지므로 용해도가 커진다.

문제 20
증기난방에서 환수주관을 보일러 수면보다 높은 위치에서 설치하는 배관방식은?
1습식 환수관식
2진공 환수식
3강제 순환식
4건식 환수관식
정답 및 해설

환수주관을 보일러 수면보다 높은 위치에 설치하는 방식은 건식 환수관식이다.

환수관 내에 응축수와 공기가 함께 흐르며, 이때 증기가 환수관으로 새지 않도록 각 방열기와 배관 말단에 트랩을 설치해야 한다.

습식 환수관식은 반대로 환수주관을 보일러 수면보다 낮게 두어 관 전체가 물로 채워진다.

문제 21
냉동기의 2차 냉매인 브라인 구비조건으로 틀린 것은?
1낮은 응고점으로 낮은 온도에서도 동결되지 않을 것
2비중이 적당하고 점도가 낮을 것
3비열이 크고 열전달 특성이 좋을 것
4증발이 쉽게 되고 잠열이 클 것
정답 및 해설

브라인은 냉동기의 2차 냉매로 낮은 응고점, 적당한 비중과 낮은 점도, 큰 비열과 좋은 열전달 특성을 갖추어야 한다.

브라인은 상변화 없이 현열만으로 열을 운반하는 액체이므로 증발이나 잠열을 이용하는 성질은 요구되지 않는다. 오히려 낮은 온도에서 쉽게 동결·증발하지 않아야 안정적으로 순환시킬 수 있다.

문제 22
물이 얼음으로 변할 때의 동결잠열은 얼마인가?
179.68 kJ/kg
2632 kJ/kg
3333.62 kJ/kg
40.5 kJ/kg
정답 및 해설

물이 얼음으로 변할 때(응고)의 잠열은 약 333.62 kJ/kg이다.

동결잠열은 약 79.68 kcal/kg이며, 이를 SI 단위로 환산하면
79.68×4.186≈333.62 kJ/kg79.68 \times 4.186 \approx 333.62\ \mathrm{kJ/kg}이 된다.

문제 23
냉동기용 윤활유로서 필요조건에 해당되지 않는 것은?
1냉매와 친화반응을 일으키지 않을 것
2열 안정성이 좋을 것
3응고점이 낮을 것
4유막 강도가 작을 것
정답 및 해설

냉동기용 윤활유는 압축기 각 부의 마찰면에서 유막 강도가 커야 한다.

따라서 유막 강도가 작아야 한다는 설명은 틀렸다.

  • 냉매와 친화반응 — 일으키지 않아야 윤활유와 냉매가 안정적으로 공존할 수 있다.
  • 열 안정성 — 좋아야 고온에서도 성능이 유지된다.
  • 응고점 — 낮아야 저온에서도 굳지 않고 순환할 수 있다.
문제 24
회전식 압축기에서 회전식 베인형의 베인은 어떻게 회전하는가?
1무게에 의하여 실린더에 밀착되어 회전한다.
2고압에 의하여 실린더에 밀착되어 회전한다.
3스프링 힘에 의하여 실린더에 밀착되어 회전한다.
4원심력에 의하여 실린더에 밀착되어 회전한다.
정답 및 해설

회전식 베인형 압축기에서 베인은 로터의 회전에 따른 원심력에 의해 실린더 내벽에 밀착되어 회전한다.

나머지 설명은 이 형식의 작동 원리와 맞지 않는다.

  • 무게 — 무게에 의한 밀착은 이 형식의 원리가 아니다.
  • 고압 — 고압에 의한 밀착은 이 형식의 원리가 아니다.
  • 스프링 힘 — 스프링 힘에 의한 밀착은 이 형식의 원리가 아니다.
문제 25
다음 중 열펌프(Heat Pump)의 열원이 아닌 것은?
1대기
2지열
3태양열
4빙축열
정답 및 해설

열펌프(heat pump)는 대기, 지열, 태양열, 하천수 등 자연에 존재하는 저온 열원에서 열을 흡수해 응축측에서 방열함으로써 난방에 이용하는 장치이다.

빙축열은 심야전력 등으로 얼음을 얼려 냉열을 저장해 두었다가 사용하는 축열(저장) 수단일 뿐, 열펌프가 열을 끌어오는 자연 열원은 아니다.

문제 26
동관을 구부릴 때 사용되는 동관전용 벤더의 최소곡률 반지름은 관지름의 약 몇 배인가?
1약 1~2배
2약 4~5배
3약 7~8배
4약 10~11배
정답 및 해설

동관 전용 벤더로 구부릴 때 관이 찌그러지거나 파손되지 않도록 확보해야 하는 최소곡률 반지름은 관지름의 약 4~5배 수준으로 본다.

이보다 작은 반지름으로 구부리면 관 단면이 찌그러져 유동저항이 커지고, 심하면 관벽이 손상될 수 있다.

문제 27
1초 동안에 75kgf·m의 일을 할 경우 시간당 발생하는 열량은 약 몇 kcal/h 인가?
1621kcal/h
2632kcal/h
3653kcal/h
4675kcal/h
정답 및 해설

1초에 75kgf·m의 일을 하는 동력을 1시간 동안 발생하는 열량으로 환산하면 약 632kcal/h가 된다.

1시간 동안 한 일의 양은
75 kgf⋅m/s×3600 s=270000 kgf⋅m/h75\ \mathrm{kgf \cdot m/s} \times 3600\ \mathrm{s} = 270000\ \mathrm{kgf \cdot m/h}이다.

1kcal는 약 427kgf·m에 해당하므로
270000427≈632 kcal/h\dfrac{270000}{427} \approx 632\ \mathrm{kcal/h}로 계산된다.

문제 28
다음의 모리엘(Mollier)선도를 참고로 했을 때 5냉동톤(RT)의 냉동기 냉매 순환량은 약 얼마인가?
1301.8 kg/h
251.3 kg/h
361.7 kg/h
467.7 kg/h
정답 및 해설

5냉동톤 냉동기의 냉매 순환량은 약 61.7 kg/h이다.

냉동효과는
q2=397−128=269 kcal/kgq_2 = 397 - 128 = 269\ \text{kcal/kg}이다.

1냉동톤은 3320 kcal/h이므로 5RT의 냉동능력은
5×3320=16600 kcal/h5 \times 3320 = 16600\ \text{kcal/h}이다.

따라서 냉매순환량은
G=16600269≈61.7 kg/hG = \dfrac{16600}{269} \approx 61.7\ \text{kg/h}로 계산된다.

문제 29
흡입배관에서 압력손실이 발생하면 나타나는 현상이 아닌 것은?
1흡입압력의 저하
2토출가스 온도의 상승
3비체적 감소
4체적효율 저하
정답 및 해설

흡입배관에서 압력손실이 발생하면 흡입압력이 낮아지면서 냉매 비체적은 오히려 증가하므로, 비체적이 감소한다는 것은 나타나지 않는 현상이다.

흡입압력 저하, 비체적 증가에 따른 압축기 흡입가스량 감소로 인한 체적효율 저하, 압축비 상승에 따른 토출가스 온도 상승은 흡입배관 압력손실 시 실제로 나타나는 현상이다.

문제 30
프레온 응축기(수냉식)에서 냉각수량이 시간당 18000L, 응축기 냉각관의 전열면적 20m2, 냉각수입구온도 30℃, 출구온도 34℃인 응축기의 열통과율 900kcal/m2ㆍhㆍ℃라고 할 때 응축온도는? (단, 냉매와 냉각수와의 평균온도차는 산술평균치로 하고 열손실은 없는 것으로 한다.)
132℃
234℃
336℃
438℃
정답 및 해설

냉각수가 얻은 열량으로 응축부하를 구하고, 이를 전열면적과 열통과율로 나눠 냉매와 냉각수의 평균온도차를 구한 뒤 응축온도를 계산한다.

냉각수 흡수열량은 Q=18000×1×(34−30)=72000 kcal/hQ = 18000 \times 1 \times (34-30) = 72000\ \mathrm{kcal/h}이다.

평균온도차는 Δtm=QK×A=72000900×20=4∘C\Delta t_m = \dfrac{Q}{K \times A} = \dfrac{72000}{900 \times 20} = 4^{\circ}\mathrm{C}이다.

냉각수 산술평균온도는 30+342=32∘C\dfrac{30+34}{2} = 32^{\circ}\mathrm{C}이므로, 응축온도는 32+4=36∘C32 + 4 = 36^{\circ}\mathrm{C}이다.

문제 31
2원 냉동사이클에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1각각 독립적으로 작동하는 저온측 냉동사이클과 고온측 냉동사이클로 구성된다.
2저온측의 응축기 방열량을 고온측의 증발기로 흡수하도록 만든 냉동사이클이다.
3보통 저온측 냉매는 임계점이 낮은 냉매, 고온측은 임계점이 높은 냉매를 사용한다.
4일반적으로 -180℃ 이하의 저온을 얻고자 할 때 이용하는 냉동사이클이다.
정답 및 해설

-180℃ 이하를 얻고자 할 때 이용하는 사이클이라는 설명은 2원 냉동사이클의 실제 적용 범위와 맞지 않는다.

실제로 적용되는 온도 범위는 대체로 -70℃ 전후의 초저온 영역이며, 그보다 더 낮은 극저온이 필요하면 3원 냉동사이클을 쓴다.

2원 냉동사이클은 저온측과 고온측 냉동사이클을 각각 독립적으로 구성해, 저온측 응축기의 방열을 고온측 증발기가 흡수하도록 연결한 방식으로 초저온을 얻는 데 사용된다.

저온측에는 임계점이 낮은 냉매, 고온측에는 임계점이 높은 냉매를 사용한다는 설명은 옳다.

문제 32
단단 증기압축식 이론 냉동사이클에서 응축부하가 10kW이고 냉동능력이 6kW일 때 이론 성적계수는 얼마인가?
10.6
21.5
31.67
42.5
정답 및 해설

단단 증기압축식 이론 냉동사이클의 이론 성적계수는 1.5이다.

성적계수는 냉동능력을 압축일(응축부하-냉동능력)로 나눈 값이다.

COP=610−6=64=1.5COP = \dfrac{6}{10-6} = \dfrac{6}{4} = 1.5

문제 33
표준 냉동사이클에 대한 설명으로 옳은 것은?
1응축기에서 버리는 열량은 증발기에서 취하는 열량과 같다.
2증기를 압축기에서 단열압축하면 압력과 온도가 높아진다.
3팽창밸브에서 팽창하는 냉매는 압력이 감소함과 동시에 열을 방출한다.
4증발기 내에서의 냉매증발온도는 그 압력에 대한 포화온도보다 낮다.
정답 및 해설

압축기에서 냉매 증기를 단열압축하면 외부에서 압축일을 받으므로 압력과 함께 온도도 상승한다.

나머지 설명은 다음과 같이 틀렸다.

  • 응축기 방열량 — 증발기 흡열량에 압축일이 더해진 값이라 더 크다.
  • 팽창밸브 — 등엔탈피 교축이므로 열의 출입 없이 압력만 낮아진다.
  • 증발온도 — 증발기 내 냉매의 증발온도는 그 압력에 대응하는 포화온도와 같다.
문제 34
프레온 냉매 중 냉동능력이 가장 좋은 것은?
1R-113
2R - 11
3R – 12
4R - 22
정답 및 해설

프레온 냉매 중 냉동능력이 가장 좋은 것은 R-22이다.

표준 냉동사이클에서 단위 체적당 냉동효과가 가장 큰 프레온 냉매가 R-22이며, 같은 조건에서 다른 프레온계 냉매들에 비해 냉동능력이 가장 크게 나타난다.

문제 35
다음 모리엘 선도에서의 성적계수는 약 얼마인가?
12.4
24.9
35.4
46.3
정답 및 해설

냉동효과 269 kcal/kg을 압축일 55 kcal/kg으로 나눈 약 4.9가 성적계수다.

선도에서 압축기 흡입(증발기 출구) 엔탈피는 397 kcal/kg, 압축기 토출 엔탈피는 452 kcal/kg, 팽창밸브 직전 액 엔탈피는 128 kcal/kg으로 읽힌다.

냉동효과 q = 397 − 128 = 269 kcal/kg
압축일 Aw = 452 − 397 = 55 kcal/kg
COP = 269 ÷ 55 ≒ 4.89

성적계수는 냉동효과를 압축일로 나눈 값이므로, 두 엔탈피 차를 각각 정확히 잡아내는 것이 계산의 핵심이다.

문제 36
압축기의 흡입 및 토출밸브의 구비조건으로 적당하지 않은 것은?
1밸브의 작동이 확실하고, 개폐하는데 큰 압력이 필요하지 않을 것
2밸브의 관성력이 크고, 냉매의 유동에 저항을 많이 주는 구조일 것
3밸브가 닫혔을 때 냉매의 누설이 없을 것
4밸브가 마모와 파손에 강할 것
정답 및 해설

압축기의 흡입·토출밸브는 관성력이 작고 냉매 유동에 저항이 적은 구조여야 한다.

그래야 정상적인 압축 사이클과 효율을 유지할 수 있다.

  • 작동 확실성 — 작동이 확실하고 개폐에 큰 압력이 필요하지 않아야 한다.
  • 기밀성 — 닫혔을 때 냉매 누설이 없어야 한다.
  • 내구성 — 마모와 파손에 강해야 한다.
문제 37
암모니아 냉동장치에서 팽창밸브 직전의 온도가 25℃, 흡입가스의 온도가 -15℃인 건조포화 증기인 경우, 냉매 1kg당의 냉동효과가 280kcal 라면 냉동능력 15RT가 요구될 때의 냉매 순환량은 얼마인가?
1약 178 kg/h
2약 195 kg/h
3약 188 kg/h
4약 200 kg/h
정답 및 해설

냉매 순환량은 약 178kg/h이다.

냉매 순환량은 냉동능력을 냉동효과로 나누어 구한다.
G=QeqeG=\dfrac{Q_e}{q_e}

1RT는 3320 kcal/h3320\ \mathrm{kcal/h}이므로 냉동능력은 15×3320=49800 kcal/h15\times3320=49800\ \mathrm{kcal/h}이다.
G=49800280≈178 kg/hG=\dfrac{49800}{280}\approx178\ \mathrm{kg/h}

문제 38
냉동톤[RT]에 대한 설명 중 맞는 것은?
1한국 1냉동톤은 미국 1냉동톤보다 크다.
2한국 1냉동톤은 3024㎉/h이다.
3냉동능력은 응축온도가 낮을수록온도가 낮을 수록 좋다.
41냉동톤은 0℃의 얼음이 1시간에 0℃의 물이 되는데 필요한 열량이다.
정답 및 해설

맞는 설명은 한국 1냉동톤이 미국 1냉동톤보다 큰 것이다.

한국 1RT는 약 3,320kcal/h, 미국 1RT는 약 3,024kcal/h로 정의되어 있기 때문이다.

  • 3,024kcal/h: 미국 냉동톤의 값
  • 냉동능력: 응축온도가 낮을수록, 증발온도가 높을수록 유리
  • 1냉동톤: 0℃ 물 1톤을 24시간 동안 0℃ 얼음으로 만드는 데 필요한 열량
문제 39
다음과 같은 냉동장치의 P-h 선도에서 이론적 성적계수는?
13.7
24
34.7
45
정답 및 해설

냉동효과를 압축일로 나누면 이론 성적계수는 4가 된다.

p-h 선도에서 증발기 출구(압축기 흡입) 엔탈피는 420kcal/kg, 압축기 토출 엔탈피는 490kcal/kg, 팽창밸브로 들어가는 응축기 출구 액의 엔탈피는 140kcal/kg이다(고압선과 포화액선이 만나는 160kcal/kg보다 낮으므로 과냉각된 상태).

냉동효과 q = 420 − 140 = 280kcal/kg
압축일 AW = 490 − 420 = 70kcal/kg
따라서 COP = 280 ÷ 70 = 4이다.

문제 40
다음과 같이 25A×25A×25A의 티이에 20A관을 직접 A부에 연결하고자 할 때 필요한 이음쇠는 어느 것인가?
1유니언
2니플
3이경부싱
4플러그
정답 및 해설

25A 티의 A부에 20A 관을 곧바로 물리려면 바깥쪽이 25A, 안쪽이 20A로 지름이 줄어드는 이경부싱이 필요하다.

그림의 티는 좌우 가지가 각각 25A, 아래로 뻗은 가지도 25A이고 그 끝이 A부로 표시되어 있다. 즉 A부는 25A 자리인데 여기에 20A 관을 붙이는 것이므로, 한 단계 지름이 다른 관을 잇는 이경(異徑) 이음쇠를 끼워야 한다.

  • 유니언 — 같은 지름의 관을 분해·조립할 수 있게 잇는 이음쇠라 지름을 줄이지 못한다.
  • 니플 — 양끝이 수나사인 짧은 관으로, 같은 지름의 이음쇠끼리 이을 때 쓴다.
  • 플러그 — 관 끝을 막는 부품이라 관을 이어 붙일 수 없다.
문제 41
만액식 증발기에 사용되는 팽창밸브는?
1저압식 플로트 밸브
2온도식 자동 팽창밸브
3정압식 자동 팽창밸브
4모세관 팽창밸브
정답 및 해설

만액식 증발기에는 증발기 내 액면(냉매 액위)을 일정하게 유지하기 위해 저압식 플로트 밸브를 사용한다.

온도식 자동팽창밸브와 정압식 자동팽창밸브는 건식 증발기에, 모세관은 소형 냉동기에 주로 사용되는 팽창기구이다.

문제 42
냉매 배관의 시공에 대한 설명 중 맞지 않는 것은?
1기기 상호간의 길이는 가능한 길게 한다.
2관의 가공에 의한 재질의 변질을 최소화 한다.
3압력손실은 지나치게 크지 않도록 한다.
4냉매의 온도와 압력에 충분히 견딜 수 있어야 한다.
정답 및 해설

냉매배관은 압력손실과 냉매 봉입량, 유동저항을 줄이기 위해 기기 상호간의 배관 길이를 가능한 짧게 시공해야 한다.

관 가공에 의한 재질 변질 최소화, 지나친 압력손실 방지, 냉매의 온도·압력에 견딜 수 있는 내압성은 모두 냉매배관 시공 시 고려해야 할 옳은 사항이다.

문제 43

KS 배관 제도의 도시기호에서 관의 접속 상태를 나타내는 방법으로 옳은 것은?

1두 관이 교차만 하고 접속되지 않을 때는 교차점에 검은 점을 찍는다.
2두 관이 접속(분기)될 때는 접속점에 검은 점을 찍어 표시한다.
3관이 도면 앞쪽(바라보는 쪽)으로 꺾이는 경우는 관 끝을 작은 원으로 비워 둔다.
4관의 흐름 방향은 관 양 끝에 삼각 화살표를 두 개 그려 표시한다.
정답 및 해설

배관 도시(KS B 0051)에서 접속(분기)점은 검은 점으로 표시하고, 단순 교차는 점 없이 선만 교차시킨다.

관이 도면 앞쪽으로 꺾이면 끝에 검은 원(●), 뒤쪽으로 꺾이면 흰 원(○)으로 나타내며, 흐름 방향은 관 위의 화살표 하나로 표시한다.

문제 44

압축기에서 토출된 고온·고압의 냉매가스를 증발기로 직접 보내어 증발기 표면의 서리를 녹이는 제상 방식은?

1전열(전기히터) 제상
2핫가스(고압가스) 제상
3살수(온수 분사) 제상
4오프 사이클(공기) 제상
정답 및 해설

토출가스의 응축열로 서리를 녹이는 방식은 핫가스 제상이다.

제상 중 증발기가 일시적으로 응축기 역할을 하므로 별도의 열원이 필요 없고 제상 시간이 짧다.

  • 전열 제상 — 전기히터로 녹이는 방식이다.
  • 살수 제상 — 물을 분사해 녹이는 방식이다.
  • 오프 사이클 제상 — 압축기를 정지하고 송풍기만 돌려 실내 공기로 녹이는 방식이다.
문제 45

어느 증기압축 냉동장치에서 증발기 입구 냉매의 엔탈피가 400kJ/kg, 압축기 흡입 냉매의 엔탈피가 560kJ/kg, 압축기 토출 냉매의 엔탈피가 600kJ/kg 일 때 이 사이클의 냉동 성적계수는?

13.0
23.5
35.0
44.0
정답 및 해설

냉동 성적계수는 4.0 이다.

냉동효과 qe=560−400=160 kJ/kgq_e=560-400=160\ \text{kJ/kg}
압축일 w=600−560=40 kJ/kgw=600-560=40\ \text{kJ/kg}
COP=qew=16040=4.0COP=\dfrac{q_e}{w}=\dfrac{160}{40}=4.0

검산: 응축열 600−400 = 200 = 160 + 40, 난방 COP = 200/40 = 5.0(냉동 COP + 1).

문제 46
다음 공조방식 중 개별식 공기조화 방식은?
1팬코일 유닛방식
2정풍량 단일덕트 방식
3패키지 유닛방식
4유인 유닛방식
정답 및 해설

패키지 유닛방식이 개별식 공기조화 방식이다.

압축기·열교환기·송풍기 등을 하나의 유닛에 내장해 실내(또는 실외기 연결)에 개별 설치하는 방식이다.

  • 팬코일 유닛방식 — 중앙 열원에서 냉온수를 공급받는 수방식(반중앙식)이다.
  • 정풍량 단일덕트 방식 — 중앙 공조기에서 전공기를 공급하는 전공기 방식이다.
  • 유인 유닛방식 — 중앙 1차공기를 이용하는 공기·수 방식으로 개별식이 아니다.
문제 47
팬코일 유닛과 관계없는 것은?
1송풍기
2여과기
3냉온수코일
4가습기
정답 및 해설

가습기는 팬코일 유닛의 기본 구성 요소가 아니며, 습도 조절이 필요한 경우 별도로 설치되는 부가 장치이다.

팬코일 유닛(FCU)은 송풍기, 여과기, 냉온수코일을 내장한 공기 조화 장치로, 중앙 냉난방수 공급원에서 받은 냉수나 온수를 코일에 통과시켜 실내 공기를 냉난방한다.

송풍기, 여과기, 냉온수코일 중 송풍기는 실내 공기를 코일로 강제 송풍하고, 여과기는 흡입 공기의 먼지를 제거하며, 냉온수코일은 열교환의 핵심 부품이다.

문제 48
보일러의 종류에 따른 전열면적당 증발량으로 틀린 것은?
1노통보일러 : 45~65(kgf/m2·h) 정도
2연관보일러 : 30~65(kgf/m2·h) 정도
3입형보일러 : 15~20(kgf/m2·h) 정도
4노통연관보일러 : 30~60(kgf/m2·h) 정도
정답 및 해설

노통보일러의 전열면적당 증발량을 연관보일러(30~65)·노통연관보일러(30~60)와 같거나 그보다 큰 45~65 수준으로 제시한 설명이 틀렸다.

실제보다 과대한 값이므로 옳지 않다.

전열면적당 증발량은 같은 전열면적에서 얼마나 많은 증기를 만들어내는지를 나타내는 값이다.

연소가스가 좁은 관 속을 빠르게 지나며 열을 주고받는 연관·노통연관 보일러가 크고, 넓은 노통 표면의 자연대류에 의존하는 노통보일러나 소형 입형보일러는 작다.

노통보일러는 입형보일러와 비슷한 낮은 범위로 본다.

문제 49
5℃ 인 350kg/h의 공기를 65℃ 가 될 때까지 가열 하는 경우 필요한 열량은 몇 kcal/h 인가? (단, 공기의 비열은 0.24 kcal/kg℃ 이다.)
14464
25040
36564
46590
정답 및 해설

필요한 열량은 5040kcal/h이다.

가열에 필요한 현열량은 풍량(질량유량)에 비열과 온도차를 곱해 구한다.

Q=350×0.24×(65−5)=5040 kcal/hQ = 350 \times 0.24 \times (65 - 5) = 5040\,\mathrm{kcal/h}

따라서 공기량 350kg/h, 비열 0.24kcal/kg℃, 온도차 60℃를 곱해 5040kcal/h가 된다.

문제 50
감습장치에 대한 설명으로 옳은 것은?
1냉각식 감습장치는 감습만을 목적으로 사용하는 경우 경제적이다.
2압축식 감습장치는 감습만을 목적으로 하면 소요동력이 커서 비경제적이다.
3흡착식 감습장치는 액체에 의한 감습보다 효율이 좋으나 낮은 노점까지 감습이 어려워 주로 큰 용량의 것에 적합하다.
4흡수식 감습장치는 흡착식에 비해 감습효율이 떨어져 소규모 용량에만 적합하다.
정답 및 해설

압축식 감습장치에 대한 설명이 옳다.

공기를 압축해 수분을 응축·제거하는 방식으로, 감습만을 목적으로 사용하기에는 소요동력이 커서 비경제적이다.

  • 냉각식 감습장치 — 냉각 후 재열이 필요해 감습만을 목적으로 하면 오히려 비경제적이다.
  • 흡착식 감습장치 — 낮은 노점까지 감습이 가능해 액체식보다 효율이 좋고 오히려 소용량에도 적합하다.
  • 흡수식 감습장치 — 대용량에 적합한 방식으로, 소규모 전용이라는 설명은 맞지 않는다.
문제 51
공기냉각 코일의 설치에 대한 내용으로 틀린 것은?
1공기의 풍속은 2~3m/s가 되도록 한다.
2물의 속도는 일반적으로 1m/s 전후가 되도록 한다.
3코일의 설치는 관이 수직으로 놓이게 한다.
4공기류와 수류의 방향은 역류가 되도록 한다.
정답 및 해설

공기냉각 코일은 배수가 잘 되고 공기 흐름이 균일하도록 관을 수평으로 설치하는 것이 일반적이므로, 관을 수직으로 놓는다는 설명이 틀리다.

통과 풍속은 2~3m/s, 냉수 유속은 1m/s 전후로 하고, 열교환 효율을 높이기 위해 공기류와 수류를 서로 반대 방향(역류)으로 흐르게 하는 것이 올바른 설치 방법이다.

문제 52
“EDR = (방열기의 전방열량 / 표준방열량)”에서 EDR은 무엇인가?
1증발량
2상당방열면적
3응축수량
4실제방열량
정답 및 해설

EDR은 Equivalent Direct Radiation(상당방열면적)의 약자이다.

방열기가 실제로 방출하는 열량을 표준 방열기 기준으로 환산한 면적 지수를 의미한다. 주어진 공식 EDR = (방열기의 전방열량 / 표준방열량)에서 분자는 실제 방열기의 성능을 나타내고, 이를 표준방열량으로 나누어 동등한 표준 방열기의 면적에 해당하는 값으로 변환한다.

방열기 선정 시 필요한 면적을 결정하는 핵심 지표로 사용된다.

문제 53
공기조화설비 중에서 열원장치의 구성 요소가 아닌 것은?
1냉각탑
2냉동기
3보일러
4덕트
정답 및 해설

열원장치는 냉방·난방에 필요한 냉열원과 온열원을 만드는 설비로 냉동기, 보일러, 냉각탑, 열교환기 등이 해당한다.

덕트는 조화된 공기를 실내로 이송하는 반송(분배) 설비로 열원장치의 구성 요소가 아니다.

문제 54
온수난방방식의 분류로 적당하지 않은 것은?
1강제순환식
2복관식
3상향공급식
4진공환수식
정답 및 해설

진공환수식은 온수난방의 분류에 해당하지 않는다.

증기난방에서 응축수를 회수하는 방식이기 때문이다.

  • 강제순환식 — 온수를 펌프로 강제 순환시키는 온수난방 방식이다.
  • 복관식 — 공급관과 환수관을 별도로 두는 온수난방 배관 방식이다.
  • 상향공급식 — 온수를 아래에서 위로 공급하는 방식으로 온수난방에서 쓰인다.
문제 55
다음 수관식 보일러에 대한 설명으로 틀린 것은?
1부하변동에 따른 압력변화가 크다.
2급수의 순도가 낮아도 스케일 발생이 잘 안 된다.
3보유수량이 적어 파열시 피해가 적다.
4고온 고압의 증기발생으로 열의 이용도를 높였다.
정답 및 해설

수관식 보일러는 관경이 작아 급수 중 불순물이 많으면 스케일이 발생하기 쉬우므로 급수의 순도 관리가 중요하며, 순도가 낮아도 스케일이 잘 안 생긴다는 설명은 옳지 않다.

수관식 보일러는 보유수량이 적어 부하변동에 따른 압력변화가 크고, 파열 시 피해가 상대적으로 적으며, 고온·고압 증기를 발생시켜 열 이용도를 높인 구조이다.

문제 56
다음은 덕트 내의 공기압력을 측정하는 방법이다. 그림 중 정압을 측정하는 방법은?
1(가)
2(나)
3(다)
4(라)
정답 및 해설

덕트 벽에 유동방향과 직각으로 뚫은 측정공에 한쪽 관을 연결하고 반대쪽은 대기에 열어 둔 (나)가 정압을 재는 방법이다.

정압은 공기가 덕트 벽을 밀고 있는 압력이므로, 흐름을 방해하지 않도록 측정관 입구를 벽면과 같은 면에서 유동방향과 직각으로 두어야 한다. (나)는 관 끝이 덕트 안으로 들어가지 않고 벽면에서 끝나며 반대쪽 관은 대기에 개방되어 있어, U자관에 나타난 액면차가 곧 대기압에 대한 정압이 된다.

  • (다) — 한쪽이 관 끝을 구부려 흐름을 정면으로 받는 전압관이고 다른 쪽이 벽면 정압구여서, 두 압력의 차인 동압(속도압)을 나타낸다. 풍속을 구할 때 쓰는 결선이다.
  • (라) — 흐름을 정면으로 받는 관만 U자관 한쪽에 연결하고 반대쪽은 대기에 열어 두었으므로, 정압에 속도압을 더한 전압을 나타낸다.
  • (가) — 유동이 없어 좌우 액면이 같은, 기준이 되는 그림이다.
문제 57
건축물의 벽이나 지붕을 통하여 실내로 침입하는 열량을 구할 때 관계없는 요소는?
1면적
2열관류율
3상당온도차
4차폐계수
정답 및 해설

벽·지붕을 통한 침입열량은 전도에 의한 열관류로 계산하므로 면적, 열관류율, 실내외 온도차를 보정한 상당온도차가 필요하다.

차폐계수는 유리창을 통해 들어오는 일사열을 계산할 때 쓰이는 값으로, 벽·지붕의 전도 침입열량 계산과는 관계가 없다.

문제 58
상당증발량이 3000kg/h 이고 급수온도가 30℃, 발생증기 엔탈피가 635.2kcal/kg일 때 실제 증발량은 약 얼마인가?
12048kg/h
22200kg/h
32472kg/h
42672kg/h
정답 및 해설

실제증발량은 약 2672kg/h이다.

실제증발량은 상당증발량에 539 kcal/kg539\ \mathrm{kcal/kg}(100℃ 포화수의 증발잠열)을 곱하고, 이를 발생증기 엔탈피와 급수 엔탈피의 차로 나누어 구한다.

급수온도 30℃의 엔탈피를 약 30 kcal/kg30\ \mathrm{kcal/kg}으로 보면 엔탈피 차는 635.2−30=605.2 kcal/kg635.2-30=605.2\ \mathrm{kcal/kg}이다.

따라서 실제증발량은 3000×539605.2≈2672 kg/h3000\times\dfrac{539}{605.2}\approx2672\ \mathrm{kg/h}이다.

문제 59

공기조화의 가습 방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

1수분무식은 분무된 물이 증발하면서 공기의 건구온도가 올라간다.
2증기식은 응답이 빠르고 가습량 제어가 쉽다.
3증기식은 위생적이지만 보일러 등 증기 발생원이 필요하다.
4기화식은 젖은 가습재에 공기를 통과시켜 가습하며 공기 온도는 낮아진다.
정답 및 해설

수분무식 가습은 물의 증발잠열을 공기에서 빼앗으므로 공기의 건구온도가 내려간다(단열 가습).

수분무식·기화식은 모두 물의 증발로 가습하여 공기가 냉각되고 물의 정체로 위생 관리가 필요하다. 증기식은 이미 기화된 증기를 넣으므로 온도 변화가 작고 응답이 빠르며 세균 번식 우려가 적지만 증기 발생원이 필요하다.

문제 60

건물 외벽의 단열 성능을 높였을 때 직접적으로 감소하는 공조부하는?

1인체 발생 부하
2외기 도입(환기) 부하
3벽체 관류(전열) 부하
4조명 발열 부하
정답 및 해설

외벽 단열은 벽체의 열관류율 K 를 낮추므로 벽체 관류(전열) 부하가 직접 줄어든다.

관류부하 q = K·A·Δt 에서 단열 강화는 K 를 작게 한다.

  • 인체·조명 부하 — 실내 발생 부하로 외벽 단열과 무관하다.
  • 외기부하 — 도입 외기량과 실내외 엔탈피 차로 정해져 외벽 단열과 무관하다.
공조냉동기계기능사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
2017년 3회 기출복원 모의고사
총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
안전사고의 발생 중 가장 큰 원인이라 할 수 있는 것은?
1설비의 미비
2정돈상태의 불량
3계측공구의 미비
4작업자의 실수
정답 및 해설

산업재해 발생 원인 중 설비나 환경적 요인보다 작업자의 부주의나 실수와 같은 인적 요인이 가장 큰 비중을 차지한다.

설비의 미비, 정돈상태 불량, 계측공구의 미비는 물적·관리적 요인으로, 통계적으로 재해 발생 비중이 인적 요인보다 낮다.

문제 2
전기용접 작업 시 주의사항 중 맞지 않는 것은?
1눈 및 피부를 노출시키지 말 것
2우천 시 옥외 작업을 하지 말 것
3용접이 끝나고 슬래그 제거작업 시 보안경과 장갑은 벗고 작업할 것
4홀더가 가열되면 자연적으로 열이 제거될 수 있도록 할 것
정답 및 해설

슬래그 제거 작업 중에도 보안경과 장갑을 착용한 상태로 작업해야 하며, 이를 벗고 작업하는 것은 잘못된 방법이다.

슬래그 파편이 튀어 눈이나 손에 상해를 입힐 수 있으므로 보호구 착용을 유지해야 한다.

  • 눈·피부 노출 금지 — 올바른 주의사항이다.
  • 우천 시 옥외 작업 금지 — 감전 예방을 위한 올바른 수칙이다.
  • 홀더 자연 냉각 — 가열되면 자연히 식도록 두는 것도 적절한 취급법이다.
문제 3
기수 혼합 급탕기에서 증기를 물에 직접 분사시켜 가열하면 압력차로 인해 발생하는 소음을 줄이기 위해 사용하는 설비는?
1안전밸브
2스팀 사일런서
3응축수 트랩
4가열코일
정답 및 해설

기수혼합식 급탕기는 증기를 물속에 직접 분사해 가열하는데, 이때 증기와 물의 압력차로 소음과 진동이 발생한다.

이를 줄이기 위해 스팀 사일런서를 설치한다.

문제 4
전기용접 작업의 안전사항에 해당되지 않는 것은?
1용접 작업 시 보호장비를 착용토록 한다.
2홀더나 용접봉은 맨손으로 취급하지 않는다.
3작업 전에 소화기 및 방화사를 준비한다.
4용접이 끝나면 용접봉은 홀더에서 빼지 않는다.
정답 및 해설

용접이 끝나면 용접봉을 홀더에서 빼내어 감전과 화재 위험을 줄여야 하므로, 홀더에서 빼지 않는다는 설명은 안전사항에 어긋난다.

용접 작업 시에는 보호구를 착용하고, 홀더·용접봉을 맨손으로 다루지 않으며, 작업 전 소화기와 방화사를 준비해야 한다.

문제 5
산업안전보건기준에 따른 작업장의 출입구 설치기준으로 틀린 것은?
1출입구의 위치·수 및 크기가 작업장의 용도와 특성에 맞도록 할 것
2출입구에 문을 설치하는 경우에는 근로자가 쉽게 열고 닫을 수 있도록 할 것
3주된 목적이 하역운반기계용인 출입구에는 보행자용 출입구를 따로 설치하지 말 것
4계단이 출입구와 바로 연결된 경우에는 작업자의 안전한 통행을 위하여 그 사이에 충분한 거리를 둘 것
정답 및 해설

주된 목적이 하역운반기계용인 출입구에는 하역기계와 사람의 동선이 겹치지 않도록 보행자용 출입구를 별도로 설치해야 하므로, 따로 설치하지 말라는 설명은 틀렸다.

출입구의 위치·수·크기를 작업장 용도에 맞게 하고, 문을 쉽게 여닫을 수 있게 하며, 계단이 출입구와 바로 연결된 경우 안전한 통행을 위한 거리를 두는 것은 모두 옳은 기준이다.

문제 6
일반 공구의 안전한 취급 방법이 아닌 것은?
1공구는 작업에 적합한 것을 사용한다.
2공구는 사용 전 점검하여 불안전한 공구는 사용하지 않는다.
3공구는 옆 사람에게 넘겨줄 때에는 일의 능률 향상을 위하여 던져 신속하게 전달한다.
4손이나 공구에 기름이 묻었을 때에는 완전히 닦은 후 사용한다.
정답 및 해설

공구를 옆 사람에게 건넬 때 던져서 전달하는 것은 낙하·충돌 등의 사고 위험을 높이는 행동으로, 안전한 취급 방법이 될 수 없다.

작업에 맞는 공구 사용, 사용 전 점검, 기름 제거 후 사용은 모두 올바른 안전 취급 방법에 해당한다.

문제 7
다음 중 가스용접 작업 시 가장 많이 발생되는 사고는?
1가스 폭발
2자외선에 의한 망막 손상
3누전에 의한 감전사고
4유해가스에 의한 중독
정답 및 해설

가스용접 작업에서 가장 많이 발생하는 사고 유형은 가스 폭발이다.

토치의 역화·역류, 누설된 가연성 가스의 인화 등이 겹치면서 폭발 사고로 이어지는 경우가 많아 재해 통계상 큰 비중을 차지한다.

문제 8
용접기 취급상 주의사항으로 틀린 것은?
1용접기는 환기가 잘되는 곳에 두어야 한다.
22차측 단자의 한쪽 및 용접기의 외통은 접지를 확실히 해 둔다.
3용접기는 지표보다 약간 낮게 두어 습기의 침입을 막아 주어야 한다.
4감전의 우려가 있는 곳에서는 반드시 전격방지기를 설치한 용접기를 사용한다.
정답 및 해설

용접기는 지표보다 높은 곳에 두어 습기가 침입하지 않도록 해야 한다.

지표보다 낮게 설치하면 오히려 습기와 수분이 스며들기 쉬워 절연 불량과 감전 사고의 원인이 된다.

환기가 잘되는 곳에 두고 2차측 단자 및 외통을 접지하며, 감전 우려가 있는 곳에서는 전격방지기를 설치한 용접기를 사용하는 것은 올바른 주의사항이다.

문제 9
다음 중 엔탈피의 단위는?
1kcal/kg·℃
2kcal/kg
3kcal/m2·h·℃
4kcal/m·h·℃
정답 및 해설

엔탈피의 단위는 kcal/kg이다.

엔탈피는 단위 중량당 보유 열량을 의미한다.

문제 10
냉동기계 설치 시 각 기기의 위치를 정하기 위한 설명으로 옳지 않은 것은?
1운전상 작업의 용이성을 고려할 것
2실내의 기계 상태를 일부분만 볼 수 있게 하고 제어가 쉽도록 할 것
3실내의 조명과 환기를 고려할 것
4현장의 상황에 맞는가를 조사할 것
정답 및 해설

냉동기계를 설치할 때는 운전상 작업의 용이성, 조명·환기, 현장 여건을 고려해야 하며, 실내의 기계 상태 전체를 한눈에 볼 수 있고 제어가 쉽도록 배치해야 한다.

따라서 기계 상태를 일부분만 볼 수 있게 한다는 설명은 안전관리 취지에 맞지 않는 잘못된 설명이다.

문제 11
다음 산업안전대책 중 기술적인 대책이 아닌 것은?
1안전설계
2근로의욕의 향상
3작업행정의 개선
4점검보전의 확립
정답 및 해설

산업안전대책은 크게 기술적 대책과 관리적(교육적) 대책으로 나뉘는데, 근로의욕의 향상은 사람의 태도·동기에 관한 것으로 관리적 대책에 해당한다.

안전설계, 작업행정(공정)의 개선, 점검보전의 확립은 모두 설비·공정 자체를 안전하게 만드는 기술적 대책이다.

문제 12
보일러에 부착된 안전밸브의 구비조건 중 틀린 것은?
1밸브 개폐 동작이 서서히 이루어질 것
2안전밸브의 지름과 압력분출장치 크기가 적정할 것
3정상 압력으로 될 때 분출을 정지할 것
4보일러 정격용량 이상 분출할 수 있어야할 것
정답 및 해설

밸브 개폐 동작이 서서히 이루어지는 것은 안전밸브의 구비조건에 어긋난다.

보일러 안전밸브는 이상압력 상승 시 신속하게 열려 즉시 증기를 분출해야 한다.

  • 지름·분출장치 크기 — 보일러 용량에 맞게 적정해야 한다.
  • 정상 압력 복귀 — 압력이 정상으로 돌아오면 분출을 멈추어야 한다.
  • 분출 능력 — 보일러 정격용량 이상을 분출할 수 있어야 한다.
문제 13
연소실내 역화 폭발 등으로부터 보호하기 위한 안전장치는?
1압력계
2안전밸브
3가용마개
4방폭문
정답 및 해설

방폭문은 연소실 내 역화·폭발이 발생했을 때 그 압력을 외부로 방출시켜 노벽 등의 파손을 막는 안전장치이다.

나머지 장치는 역화 폭발과는 목적이 다르다.

  • 압력계 — 압력을 표시한다.
  • 안전밸브 — 증기·가스의 과압을 방출한다.
  • 가용마개 — 과열 시 저융점 금속이 녹아 압력을 배출한다.
문제 14
산소 용접시 사용하는 조정기의 취급에 대한 설명 중 틀린 것은?
1작업 중 저압계의 지시가 자연 증가시 조정기를 바꾸도록 한다.
2조정기는 정밀하므로 충격이 가해지지 않도록 한다.
3조정기의 수리는 전문가에 의뢰하여야 한다.
4조정기의 각부에 작동이 원활하도록 기름을 친다.
정답 및 해설

산소용 조정기는 산소와 접촉하는 부품에 기름이나 그리스를 사용해서는 안 된다.

오일이 고압 산소와 만나면 발화·폭발할 위험이 있기 때문이다. 따라서 조정기 각부에 기름을 쳐서 작동을 원활하게 한다는 설명은 취급 방법으로 틀렸다.

저압계 지시가 자연 증가할 때 조정기를 교체하고, 충격을 피하며, 수리는 전문가에게 맡긴다는 나머지 설명은 올바른 취급법이다.

문제 15

산업안전보건기준에 관한 규칙에서 정한 양중기에 해당하지 않는 것은?

1컨베이어
2곤돌라
3이동식 크레인
4승강기
정답 및 해설

컨베이어는 양중기가 아니다(산업안전보건기준에 관한 규칙 제132조 제1항, 제191조~제193조).

양중기는 크레인(호이스트 포함), 이동식 크레인, 리프트(이삿짐운반용은 적재하중 0.1톤 이상), 곤돌라, 승강기의 5종이다.

컨베이어는 별도 절(제11절)에서 이탈·역주행 방지장치, 비상정지장치 등을 규정한다.

문제 16
가용전에 대한 설명으로 옳은 것은?
1저압차단 스위치를 의미한다.
2압축기 토출 측에 설치한다.
3수냉응축기 냉각수 출구측에 설치한다.
4응축기 또는 고압수액기의 액배관에 설치한다.
정답 및 해설

가용전은 고압부인 응축기나 고압수액기의 액배관 쪽에 설치한다.

화재 등으로 온도가 비정상적으로 상승하면 납·주석 합금이 녹아 냉매를 방출시키는 안전장치이다.

압축기 토출측처럼 고온의 토출가스 영향을 직접 받는 위치에 두면 정상 운전 중에도 녹을 수 있어 피한다.

문제 17
공기 중의 수증기 분압을 포화압력으로 하는 온도를 무엇이라 하는가?
1건구온도
2습구온도
3노점온도
4글로브(globe)온도
정답 및 해설

노점온도는 습공기를 절대습도(수증기 분압)를 일정하게 유지한 채 냉각할 때 포화에 도달하는 온도로, 그 공기의 수증기 분압이 곧 포화압력이 되는 온도이다.

이 온도 이하로 냉각하면 응축이 시작되므로 결로 판정과 냉각감습의 기준이 된다.

습구온도는 단열 증발냉각이 평형에 이른 온도로 정의가 다르다.

문제 18
다음 중 불응축 가스가 주로 모이는 곳은?
1증발기
2액분리기
3압축기
4응축기
정답 및 해설

불응축가스는 응축기에 주로 모인다.

냉매가 액화되면서 응축되지 않는 성질 때문에 응축기 상부(냉매액이 모이는 곳보다 위쪽) 등에 모이게 된다.

문제 19
기체의 용해도에 대한 설명으로 옳은 것은?
1고온·고압일수록 용해도가 커진다.
2저온·저압일수록 용해도가 커진다.
3저온·고압일수록 용해도가 커진다.
4고온·저압일수록 용해도가 커진다.
정답 및 해설

기체의 용해도는 저온·고압일수록 커진다.

압력이 높을수록 액체에 녹아 들어가는 기체의 양이 늘어난다(헨리의 법칙).

온도가 낮을수록 기체 분자의 운동이 둔해져 액체 밖으로 빠져나가기 어려워지므로 용해도가 커진다.

문제 20
증기난방에서 환수주관을 보일러 수면보다 높은 위치에서 설치하는 배관방식은?
1습식 환수관식
2진공 환수식
3강제 순환식
4건식 환수관식
정답 및 해설

환수주관을 보일러 수면보다 높은 위치에 설치하는 방식은 건식 환수관식이다.

환수관 내에 응축수와 공기가 함께 흐르며, 이때 증기가 환수관으로 새지 않도록 각 방열기와 배관 말단에 트랩을 설치해야 한다.

습식 환수관식은 반대로 환수주관을 보일러 수면보다 낮게 두어 관 전체가 물로 채워진다.

문제 21
냉동기의 2차 냉매인 브라인 구비조건으로 틀린 것은?
1낮은 응고점으로 낮은 온도에서도 동결되지 않을 것
2비중이 적당하고 점도가 낮을 것
3비열이 크고 열전달 특성이 좋을 것
4증발이 쉽게 되고 잠열이 클 것
정답 및 해설

브라인은 냉동기의 2차 냉매로 낮은 응고점, 적당한 비중과 낮은 점도, 큰 비열과 좋은 열전달 특성을 갖추어야 한다.

브라인은 상변화 없이 현열만으로 열을 운반하는 액체이므로 증발이나 잠열을 이용하는 성질은 요구되지 않는다. 오히려 낮은 온도에서 쉽게 동결·증발하지 않아야 안정적으로 순환시킬 수 있다.

문제 22
물이 얼음으로 변할 때의 동결잠열은 얼마인가?
179.68 kJ/kg
2632 kJ/kg
3333.62 kJ/kg
40.5 kJ/kg
정답 및 해설

물이 얼음으로 변할 때(응고)의 잠열은 약 333.62 kJ/kg이다.

동결잠열은 약 79.68 kcal/kg이며, 이를 SI 단위로 환산하면
79.68×4.186≈333.62 kJ/kg79.68 \times 4.186 \approx 333.62\ \mathrm{kJ/kg}이 된다.

문제 23
냉동기용 윤활유로서 필요조건에 해당되지 않는 것은?
1냉매와 친화반응을 일으키지 않을 것
2열 안정성이 좋을 것
3응고점이 낮을 것
4유막 강도가 작을 것
정답 및 해설

냉동기용 윤활유는 압축기 각 부의 마찰면에서 유막 강도가 커야 한다.

따라서 유막 강도가 작아야 한다는 설명은 틀렸다.

  • 냉매와 친화반응 — 일으키지 않아야 윤활유와 냉매가 안정적으로 공존할 수 있다.
  • 열 안정성 — 좋아야 고온에서도 성능이 유지된다.
  • 응고점 — 낮아야 저온에서도 굳지 않고 순환할 수 있다.
문제 24
회전식 압축기에서 회전식 베인형의 베인은 어떻게 회전하는가?
1무게에 의하여 실린더에 밀착되어 회전한다.
2고압에 의하여 실린더에 밀착되어 회전한다.
3스프링 힘에 의하여 실린더에 밀착되어 회전한다.
4원심력에 의하여 실린더에 밀착되어 회전한다.
정답 및 해설

회전식 베인형 압축기에서 베인은 로터의 회전에 따른 원심력에 의해 실린더 내벽에 밀착되어 회전한다.

나머지 설명은 이 형식의 작동 원리와 맞지 않는다.

  • 무게 — 무게에 의한 밀착은 이 형식의 원리가 아니다.
  • 고압 — 고압에 의한 밀착은 이 형식의 원리가 아니다.
  • 스프링 힘 — 스프링 힘에 의한 밀착은 이 형식의 원리가 아니다.
문제 25
다음 중 열펌프(Heat Pump)의 열원이 아닌 것은?
1대기
2지열
3태양열
4빙축열
정답 및 해설

열펌프(heat pump)는 대기, 지열, 태양열, 하천수 등 자연에 존재하는 저온 열원에서 열을 흡수해 응축측에서 방열함으로써 난방에 이용하는 장치이다.

빙축열은 심야전력 등으로 얼음을 얼려 냉열을 저장해 두었다가 사용하는 축열(저장) 수단일 뿐, 열펌프가 열을 끌어오는 자연 열원은 아니다.

문제 26
동관을 구부릴 때 사용되는 동관전용 벤더의 최소곡률 반지름은 관지름의 약 몇 배인가?
1약 1~2배
2약 4~5배
3약 7~8배
4약 10~11배
정답 및 해설

동관 전용 벤더로 구부릴 때 관이 찌그러지거나 파손되지 않도록 확보해야 하는 최소곡률 반지름은 관지름의 약 4~5배 수준으로 본다.

이보다 작은 반지름으로 구부리면 관 단면이 찌그러져 유동저항이 커지고, 심하면 관벽이 손상될 수 있다.

문제 27
1초 동안에 75kgf·m의 일을 할 경우 시간당 발생하는 열량은 약 몇 kcal/h 인가?
1621kcal/h
2632kcal/h
3653kcal/h
4675kcal/h
정답 및 해설

1초에 75kgf·m의 일을 하는 동력을 1시간 동안 발생하는 열량으로 환산하면 약 632kcal/h가 된다.

1시간 동안 한 일의 양은
75 kgf⋅m/s×3600 s=270000 kgf⋅m/h75\ \mathrm{kgf \cdot m/s} \times 3600\ \mathrm{s} = 270000\ \mathrm{kgf \cdot m/h}이다.

1kcal는 약 427kgf·m에 해당하므로
270000427≈632 kcal/h\dfrac{270000}{427} \approx 632\ \mathrm{kcal/h}로 계산된다.

문제 28
다음의 모리엘(Mollier)선도를 참고로 했을 때 5냉동톤(RT)의 냉동기 냉매 순환량은 약 얼마인가?
1301.8 kg/h
251.3 kg/h
361.7 kg/h
467.7 kg/h
정답 및 해설

5냉동톤 냉동기의 냉매 순환량은 약 61.7 kg/h이다.

냉동효과는
q2=397−128=269 kcal/kgq_2 = 397 - 128 = 269\ \text{kcal/kg}이다.

1냉동톤은 3320 kcal/h이므로 5RT의 냉동능력은
5×3320=16600 kcal/h5 \times 3320 = 16600\ \text{kcal/h}이다.

따라서 냉매순환량은
G=16600269≈61.7 kg/hG = \dfrac{16600}{269} \approx 61.7\ \text{kg/h}로 계산된다.

문제 29
흡입배관에서 압력손실이 발생하면 나타나는 현상이 아닌 것은?
1흡입압력의 저하
2토출가스 온도의 상승
3비체적 감소
4체적효율 저하
정답 및 해설

흡입배관에서 압력손실이 발생하면 흡입압력이 낮아지면서 냉매 비체적은 오히려 증가하므로, 비체적이 감소한다는 것은 나타나지 않는 현상이다.

흡입압력 저하, 비체적 증가에 따른 압축기 흡입가스량 감소로 인한 체적효율 저하, 압축비 상승에 따른 토출가스 온도 상승은 흡입배관 압력손실 시 실제로 나타나는 현상이다.

문제 30
프레온 응축기(수냉식)에서 냉각수량이 시간당 18000L, 응축기 냉각관의 전열면적 20m2, 냉각수입구온도 30℃, 출구온도 34℃인 응축기의 열통과율 900kcal/m2ㆍhㆍ℃라고 할 때 응축온도는? (단, 냉매와 냉각수와의 평균온도차는 산술평균치로 하고 열손실은 없는 것으로 한다.)
132℃
234℃
336℃
438℃
정답 및 해설

냉각수가 얻은 열량으로 응축부하를 구하고, 이를 전열면적과 열통과율로 나눠 냉매와 냉각수의 평균온도차를 구한 뒤 응축온도를 계산한다.

냉각수 흡수열량은 Q=18000×1×(34−30)=72000 kcal/hQ = 18000 \times 1 \times (34-30) = 72000\ \mathrm{kcal/h}이다.

평균온도차는 Δtm=QK×A=72000900×20=4∘C\Delta t_m = \dfrac{Q}{K \times A} = \dfrac{72000}{900 \times 20} = 4^{\circ}\mathrm{C}이다.

냉각수 산술평균온도는 30+342=32∘C\dfrac{30+34}{2} = 32^{\circ}\mathrm{C}이므로, 응축온도는 32+4=36∘C32 + 4 = 36^{\circ}\mathrm{C}이다.

문제 31
2원 냉동사이클에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1각각 독립적으로 작동하는 저온측 냉동사이클과 고온측 냉동사이클로 구성된다.
2저온측의 응축기 방열량을 고온측의 증발기로 흡수하도록 만든 냉동사이클이다.
3보통 저온측 냉매는 임계점이 낮은 냉매, 고온측은 임계점이 높은 냉매를 사용한다.
4일반적으로 -180℃ 이하의 저온을 얻고자 할 때 이용하는 냉동사이클이다.
정답 및 해설

-180℃ 이하를 얻고자 할 때 이용하는 사이클이라는 설명은 2원 냉동사이클의 실제 적용 범위와 맞지 않는다.

실제로 적용되는 온도 범위는 대체로 -70℃ 전후의 초저온 영역이며, 그보다 더 낮은 극저온이 필요하면 3원 냉동사이클을 쓴다.

2원 냉동사이클은 저온측과 고온측 냉동사이클을 각각 독립적으로 구성해, 저온측 응축기의 방열을 고온측 증발기가 흡수하도록 연결한 방식으로 초저온을 얻는 데 사용된다.

저온측에는 임계점이 낮은 냉매, 고온측에는 임계점이 높은 냉매를 사용한다는 설명은 옳다.

문제 32
단단 증기압축식 이론 냉동사이클에서 응축부하가 10kW이고 냉동능력이 6kW일 때 이론 성적계수는 얼마인가?
10.6
21.5
31.67
42.5
정답 및 해설

단단 증기압축식 이론 냉동사이클의 이론 성적계수는 1.5이다.

성적계수는 냉동능력을 압축일(응축부하-냉동능력)로 나눈 값이다.

COP=610−6=64=1.5COP = \dfrac{6}{10-6} = \dfrac{6}{4} = 1.5

문제 33
표준 냉동사이클에 대한 설명으로 옳은 것은?
1응축기에서 버리는 열량은 증발기에서 취하는 열량과 같다.
2증기를 압축기에서 단열압축하면 압력과 온도가 높아진다.
3팽창밸브에서 팽창하는 냉매는 압력이 감소함과 동시에 열을 방출한다.
4증발기 내에서의 냉매증발온도는 그 압력에 대한 포화온도보다 낮다.
정답 및 해설

압축기에서 냉매 증기를 단열압축하면 외부에서 압축일을 받으므로 압력과 함께 온도도 상승한다.

나머지 설명은 다음과 같이 틀렸다.

  • 응축기 방열량 — 증발기 흡열량에 압축일이 더해진 값이라 더 크다.
  • 팽창밸브 — 등엔탈피 교축이므로 열의 출입 없이 압력만 낮아진다.
  • 증발온도 — 증발기 내 냉매의 증발온도는 그 압력에 대응하는 포화온도와 같다.
문제 34
프레온 냉매 중 냉동능력이 가장 좋은 것은?
1R-113
2R - 11
3R – 12
4R - 22
정답 및 해설

프레온 냉매 중 냉동능력이 가장 좋은 것은 R-22이다.

표준 냉동사이클에서 단위 체적당 냉동효과가 가장 큰 프레온 냉매가 R-22이며, 같은 조건에서 다른 프레온계 냉매들에 비해 냉동능력이 가장 크게 나타난다.

문제 35
다음 모리엘 선도에서의 성적계수는 약 얼마인가?
12.4
24.9
35.4
46.3
정답 및 해설

냉동효과 269 kcal/kg을 압축일 55 kcal/kg으로 나눈 약 4.9가 성적계수다.

선도에서 압축기 흡입(증발기 출구) 엔탈피는 397 kcal/kg, 압축기 토출 엔탈피는 452 kcal/kg, 팽창밸브 직전 액 엔탈피는 128 kcal/kg으로 읽힌다.

냉동효과 q = 397 − 128 = 269 kcal/kg
압축일 Aw = 452 − 397 = 55 kcal/kg
COP = 269 ÷ 55 ≒ 4.89

성적계수는 냉동효과를 압축일로 나눈 값이므로, 두 엔탈피 차를 각각 정확히 잡아내는 것이 계산의 핵심이다.

문제 36
압축기의 흡입 및 토출밸브의 구비조건으로 적당하지 않은 것은?
1밸브의 작동이 확실하고, 개폐하는데 큰 압력이 필요하지 않을 것
2밸브의 관성력이 크고, 냉매의 유동에 저항을 많이 주는 구조일 것
3밸브가 닫혔을 때 냉매의 누설이 없을 것
4밸브가 마모와 파손에 강할 것
정답 및 해설

압축기의 흡입·토출밸브는 관성력이 작고 냉매 유동에 저항이 적은 구조여야 한다.

그래야 정상적인 압축 사이클과 효율을 유지할 수 있다.

  • 작동 확실성 — 작동이 확실하고 개폐에 큰 압력이 필요하지 않아야 한다.
  • 기밀성 — 닫혔을 때 냉매 누설이 없어야 한다.
  • 내구성 — 마모와 파손에 강해야 한다.
문제 37
암모니아 냉동장치에서 팽창밸브 직전의 온도가 25℃, 흡입가스의 온도가 -15℃인 건조포화 증기인 경우, 냉매 1kg당의 냉동효과가 280kcal 라면 냉동능력 15RT가 요구될 때의 냉매 순환량은 얼마인가?
1약 178 kg/h
2약 195 kg/h
3약 188 kg/h
4약 200 kg/h
정답 및 해설

냉매 순환량은 약 178kg/h이다.

냉매 순환량은 냉동능력을 냉동효과로 나누어 구한다.
G=QeqeG=\dfrac{Q_e}{q_e}

1RT는 3320 kcal/h3320\ \mathrm{kcal/h}이므로 냉동능력은 15×3320=49800 kcal/h15\times3320=49800\ \mathrm{kcal/h}이다.
G=49800280≈178 kg/hG=\dfrac{49800}{280}\approx178\ \mathrm{kg/h}

문제 38
냉동톤[RT]에 대한 설명 중 맞는 것은?
1한국 1냉동톤은 미국 1냉동톤보다 크다.
2한국 1냉동톤은 3024㎉/h이다.
3냉동능력은 응축온도가 낮을수록온도가 낮을 수록 좋다.
41냉동톤은 0℃의 얼음이 1시간에 0℃의 물이 되는데 필요한 열량이다.
정답 및 해설

맞는 설명은 한국 1냉동톤이 미국 1냉동톤보다 큰 것이다.

한국 1RT는 약 3,320kcal/h, 미국 1RT는 약 3,024kcal/h로 정의되어 있기 때문이다.

  • 3,024kcal/h: 미국 냉동톤의 값
  • 냉동능력: 응축온도가 낮을수록, 증발온도가 높을수록 유리
  • 1냉동톤: 0℃ 물 1톤을 24시간 동안 0℃ 얼음으로 만드는 데 필요한 열량
문제 39
다음과 같은 냉동장치의 P-h 선도에서 이론적 성적계수는?
13.7
24
34.7
45
정답 및 해설

냉동효과를 압축일로 나누면 이론 성적계수는 4가 된다.

p-h 선도에서 증발기 출구(압축기 흡입) 엔탈피는 420kcal/kg, 압축기 토출 엔탈피는 490kcal/kg, 팽창밸브로 들어가는 응축기 출구 액의 엔탈피는 140kcal/kg이다(고압선과 포화액선이 만나는 160kcal/kg보다 낮으므로 과냉각된 상태).

냉동효과 q = 420 − 140 = 280kcal/kg
압축일 AW = 490 − 420 = 70kcal/kg
따라서 COP = 280 ÷ 70 = 4이다.

문제 40
다음과 같이 25A×25A×25A의 티이에 20A관을 직접 A부에 연결하고자 할 때 필요한 이음쇠는 어느 것인가?
1유니언
2니플
3이경부싱
4플러그
정답 및 해설

25A 티의 A부에 20A 관을 곧바로 물리려면 바깥쪽이 25A, 안쪽이 20A로 지름이 줄어드는 이경부싱이 필요하다.

그림의 티는 좌우 가지가 각각 25A, 아래로 뻗은 가지도 25A이고 그 끝이 A부로 표시되어 있다. 즉 A부는 25A 자리인데 여기에 20A 관을 붙이는 것이므로, 한 단계 지름이 다른 관을 잇는 이경(異徑) 이음쇠를 끼워야 한다.

  • 유니언 — 같은 지름의 관을 분해·조립할 수 있게 잇는 이음쇠라 지름을 줄이지 못한다.
  • 니플 — 양끝이 수나사인 짧은 관으로, 같은 지름의 이음쇠끼리 이을 때 쓴다.
  • 플러그 — 관 끝을 막는 부품이라 관을 이어 붙일 수 없다.
문제 41
만액식 증발기에 사용되는 팽창밸브는?
1저압식 플로트 밸브
2온도식 자동 팽창밸브
3정압식 자동 팽창밸브
4모세관 팽창밸브
정답 및 해설

만액식 증발기에는 증발기 내 액면(냉매 액위)을 일정하게 유지하기 위해 저압식 플로트 밸브를 사용한다.

온도식 자동팽창밸브와 정압식 자동팽창밸브는 건식 증발기에, 모세관은 소형 냉동기에 주로 사용되는 팽창기구이다.

문제 42
냉매 배관의 시공에 대한 설명 중 맞지 않는 것은?
1기기 상호간의 길이는 가능한 길게 한다.
2관의 가공에 의한 재질의 변질을 최소화 한다.
3압력손실은 지나치게 크지 않도록 한다.
4냉매의 온도와 압력에 충분히 견딜 수 있어야 한다.
정답 및 해설

냉매배관은 압력손실과 냉매 봉입량, 유동저항을 줄이기 위해 기기 상호간의 배관 길이를 가능한 짧게 시공해야 한다.

관 가공에 의한 재질 변질 최소화, 지나친 압력손실 방지, 냉매의 온도·압력에 견딜 수 있는 내압성은 모두 냉매배관 시공 시 고려해야 할 옳은 사항이다.

문제 43

KS 배관 제도의 도시기호에서 관의 접속 상태를 나타내는 방법으로 옳은 것은?

1두 관이 교차만 하고 접속되지 않을 때는 교차점에 검은 점을 찍는다.
2두 관이 접속(분기)될 때는 접속점에 검은 점을 찍어 표시한다.
3관이 도면 앞쪽(바라보는 쪽)으로 꺾이는 경우는 관 끝을 작은 원으로 비워 둔다.
4관의 흐름 방향은 관 양 끝에 삼각 화살표를 두 개 그려 표시한다.
정답 및 해설

배관 도시(KS B 0051)에서 접속(분기)점은 검은 점으로 표시하고, 단순 교차는 점 없이 선만 교차시킨다.

관이 도면 앞쪽으로 꺾이면 끝에 검은 원(●), 뒤쪽으로 꺾이면 흰 원(○)으로 나타내며, 흐름 방향은 관 위의 화살표 하나로 표시한다.

문제 44

압축기에서 토출된 고온·고압의 냉매가스를 증발기로 직접 보내어 증발기 표면의 서리를 녹이는 제상 방식은?

1전열(전기히터) 제상
2핫가스(고압가스) 제상
3살수(온수 분사) 제상
4오프 사이클(공기) 제상
정답 및 해설

토출가스의 응축열로 서리를 녹이는 방식은 핫가스 제상이다.

제상 중 증발기가 일시적으로 응축기 역할을 하므로 별도의 열원이 필요 없고 제상 시간이 짧다.

  • 전열 제상 — 전기히터로 녹이는 방식이다.
  • 살수 제상 — 물을 분사해 녹이는 방식이다.
  • 오프 사이클 제상 — 압축기를 정지하고 송풍기만 돌려 실내 공기로 녹이는 방식이다.
문제 45

어느 증기압축 냉동장치에서 증발기 입구 냉매의 엔탈피가 400kJ/kg, 압축기 흡입 냉매의 엔탈피가 560kJ/kg, 압축기 토출 냉매의 엔탈피가 600kJ/kg 일 때 이 사이클의 냉동 성적계수는?

13.0
23.5
35.0
44.0
정답 및 해설

냉동 성적계수는 4.0 이다.

냉동효과 qe=560−400=160 kJ/kgq_e=560-400=160\ \text{kJ/kg}
압축일 w=600−560=40 kJ/kgw=600-560=40\ \text{kJ/kg}
COP=qew=16040=4.0COP=\dfrac{q_e}{w}=\dfrac{160}{40}=4.0

검산: 응축열 600−400 = 200 = 160 + 40, 난방 COP = 200/40 = 5.0(냉동 COP + 1).

문제 46
다음 공조방식 중 개별식 공기조화 방식은?
1팬코일 유닛방식
2정풍량 단일덕트 방식
3패키지 유닛방식
4유인 유닛방식
정답 및 해설

패키지 유닛방식이 개별식 공기조화 방식이다.

압축기·열교환기·송풍기 등을 하나의 유닛에 내장해 실내(또는 실외기 연결)에 개별 설치하는 방식이다.

  • 팬코일 유닛방식 — 중앙 열원에서 냉온수를 공급받는 수방식(반중앙식)이다.
  • 정풍량 단일덕트 방식 — 중앙 공조기에서 전공기를 공급하는 전공기 방식이다.
  • 유인 유닛방식 — 중앙 1차공기를 이용하는 공기·수 방식으로 개별식이 아니다.
문제 47
팬코일 유닛과 관계없는 것은?
1송풍기
2여과기
3냉온수코일
4가습기
정답 및 해설

가습기는 팬코일 유닛의 기본 구성 요소가 아니며, 습도 조절이 필요한 경우 별도로 설치되는 부가 장치이다.

팬코일 유닛(FCU)은 송풍기, 여과기, 냉온수코일을 내장한 공기 조화 장치로, 중앙 냉난방수 공급원에서 받은 냉수나 온수를 코일에 통과시켜 실내 공기를 냉난방한다.

송풍기, 여과기, 냉온수코일 중 송풍기는 실내 공기를 코일로 강제 송풍하고, 여과기는 흡입 공기의 먼지를 제거하며, 냉온수코일은 열교환의 핵심 부품이다.

문제 48
보일러의 종류에 따른 전열면적당 증발량으로 틀린 것은?
1노통보일러 : 45~65(kgf/m2·h) 정도
2연관보일러 : 30~65(kgf/m2·h) 정도
3입형보일러 : 15~20(kgf/m2·h) 정도
4노통연관보일러 : 30~60(kgf/m2·h) 정도
정답 및 해설

노통보일러의 전열면적당 증발량을 연관보일러(30~65)·노통연관보일러(30~60)와 같거나 그보다 큰 45~65 수준으로 제시한 설명이 틀렸다.

실제보다 과대한 값이므로 옳지 않다.

전열면적당 증발량은 같은 전열면적에서 얼마나 많은 증기를 만들어내는지를 나타내는 값이다.

연소가스가 좁은 관 속을 빠르게 지나며 열을 주고받는 연관·노통연관 보일러가 크고, 넓은 노통 표면의 자연대류에 의존하는 노통보일러나 소형 입형보일러는 작다.

노통보일러는 입형보일러와 비슷한 낮은 범위로 본다.

문제 49
5℃ 인 350kg/h의 공기를 65℃ 가 될 때까지 가열 하는 경우 필요한 열량은 몇 kcal/h 인가? (단, 공기의 비열은 0.24 kcal/kg℃ 이다.)
14464
25040
36564
46590
정답 및 해설

필요한 열량은 5040kcal/h이다.

가열에 필요한 현열량은 풍량(질량유량)에 비열과 온도차를 곱해 구한다.

Q=350×0.24×(65−5)=5040 kcal/hQ = 350 \times 0.24 \times (65 - 5) = 5040\,\mathrm{kcal/h}

따라서 공기량 350kg/h, 비열 0.24kcal/kg℃, 온도차 60℃를 곱해 5040kcal/h가 된다.

문제 50
감습장치에 대한 설명으로 옳은 것은?
1냉각식 감습장치는 감습만을 목적으로 사용하는 경우 경제적이다.
2압축식 감습장치는 감습만을 목적으로 하면 소요동력이 커서 비경제적이다.
3흡착식 감습장치는 액체에 의한 감습보다 효율이 좋으나 낮은 노점까지 감습이 어려워 주로 큰 용량의 것에 적합하다.
4흡수식 감습장치는 흡착식에 비해 감습효율이 떨어져 소규모 용량에만 적합하다.
정답 및 해설

압축식 감습장치에 대한 설명이 옳다.

공기를 압축해 수분을 응축·제거하는 방식으로, 감습만을 목적으로 사용하기에는 소요동력이 커서 비경제적이다.

  • 냉각식 감습장치 — 냉각 후 재열이 필요해 감습만을 목적으로 하면 오히려 비경제적이다.
  • 흡착식 감습장치 — 낮은 노점까지 감습이 가능해 액체식보다 효율이 좋고 오히려 소용량에도 적합하다.
  • 흡수식 감습장치 — 대용량에 적합한 방식으로, 소규모 전용이라는 설명은 맞지 않는다.
문제 51
공기냉각 코일의 설치에 대한 내용으로 틀린 것은?
1공기의 풍속은 2~3m/s가 되도록 한다.
2물의 속도는 일반적으로 1m/s 전후가 되도록 한다.
3코일의 설치는 관이 수직으로 놓이게 한다.
4공기류와 수류의 방향은 역류가 되도록 한다.
정답 및 해설

공기냉각 코일은 배수가 잘 되고 공기 흐름이 균일하도록 관을 수평으로 설치하는 것이 일반적이므로, 관을 수직으로 놓는다는 설명이 틀리다.

통과 풍속은 2~3m/s, 냉수 유속은 1m/s 전후로 하고, 열교환 효율을 높이기 위해 공기류와 수류를 서로 반대 방향(역류)으로 흐르게 하는 것이 올바른 설치 방법이다.

문제 52
“EDR = (방열기의 전방열량 / 표준방열량)”에서 EDR은 무엇인가?
1증발량
2상당방열면적
3응축수량
4실제방열량
정답 및 해설

EDR은 Equivalent Direct Radiation(상당방열면적)의 약자이다.

방열기가 실제로 방출하는 열량을 표준 방열기 기준으로 환산한 면적 지수를 의미한다. 주어진 공식 EDR = (방열기의 전방열량 / 표준방열량)에서 분자는 실제 방열기의 성능을 나타내고, 이를 표준방열량으로 나누어 동등한 표준 방열기의 면적에 해당하는 값으로 변환한다.

방열기 선정 시 필요한 면적을 결정하는 핵심 지표로 사용된다.

문제 53
공기조화설비 중에서 열원장치의 구성 요소가 아닌 것은?
1냉각탑
2냉동기
3보일러
4덕트
정답 및 해설

열원장치는 냉방·난방에 필요한 냉열원과 온열원을 만드는 설비로 냉동기, 보일러, 냉각탑, 열교환기 등이 해당한다.

덕트는 조화된 공기를 실내로 이송하는 반송(분배) 설비로 열원장치의 구성 요소가 아니다.

문제 54
온수난방방식의 분류로 적당하지 않은 것은?
1강제순환식
2복관식
3상향공급식
4진공환수식
정답 및 해설

진공환수식은 온수난방의 분류에 해당하지 않는다.

증기난방에서 응축수를 회수하는 방식이기 때문이다.

  • 강제순환식 — 온수를 펌프로 강제 순환시키는 온수난방 방식이다.
  • 복관식 — 공급관과 환수관을 별도로 두는 온수난방 배관 방식이다.
  • 상향공급식 — 온수를 아래에서 위로 공급하는 방식으로 온수난방에서 쓰인다.
문제 55
다음 수관식 보일러에 대한 설명으로 틀린 것은?
1부하변동에 따른 압력변화가 크다.
2급수의 순도가 낮아도 스케일 발생이 잘 안 된다.
3보유수량이 적어 파열시 피해가 적다.
4고온 고압의 증기발생으로 열의 이용도를 높였다.
정답 및 해설

수관식 보일러는 관경이 작아 급수 중 불순물이 많으면 스케일이 발생하기 쉬우므로 급수의 순도 관리가 중요하며, 순도가 낮아도 스케일이 잘 안 생긴다는 설명은 옳지 않다.

수관식 보일러는 보유수량이 적어 부하변동에 따른 압력변화가 크고, 파열 시 피해가 상대적으로 적으며, 고온·고압 증기를 발생시켜 열 이용도를 높인 구조이다.

문제 56
다음은 덕트 내의 공기압력을 측정하는 방법이다. 그림 중 정압을 측정하는 방법은?
1(가)
2(나)
3(다)
4(라)
정답 및 해설

덕트 벽에 유동방향과 직각으로 뚫은 측정공에 한쪽 관을 연결하고 반대쪽은 대기에 열어 둔 (나)가 정압을 재는 방법이다.

정압은 공기가 덕트 벽을 밀고 있는 압력이므로, 흐름을 방해하지 않도록 측정관 입구를 벽면과 같은 면에서 유동방향과 직각으로 두어야 한다. (나)는 관 끝이 덕트 안으로 들어가지 않고 벽면에서 끝나며 반대쪽 관은 대기에 개방되어 있어, U자관에 나타난 액면차가 곧 대기압에 대한 정압이 된다.

  • (다) — 한쪽이 관 끝을 구부려 흐름을 정면으로 받는 전압관이고 다른 쪽이 벽면 정압구여서, 두 압력의 차인 동압(속도압)을 나타낸다. 풍속을 구할 때 쓰는 결선이다.
  • (라) — 흐름을 정면으로 받는 관만 U자관 한쪽에 연결하고 반대쪽은 대기에 열어 두었으므로, 정압에 속도압을 더한 전압을 나타낸다.
  • (가) — 유동이 없어 좌우 액면이 같은, 기준이 되는 그림이다.
문제 57
건축물의 벽이나 지붕을 통하여 실내로 침입하는 열량을 구할 때 관계없는 요소는?
1면적
2열관류율
3상당온도차
4차폐계수
정답 및 해설

벽·지붕을 통한 침입열량은 전도에 의한 열관류로 계산하므로 면적, 열관류율, 실내외 온도차를 보정한 상당온도차가 필요하다.

차폐계수는 유리창을 통해 들어오는 일사열을 계산할 때 쓰이는 값으로, 벽·지붕의 전도 침입열량 계산과는 관계가 없다.

문제 58
상당증발량이 3000kg/h 이고 급수온도가 30℃, 발생증기 엔탈피가 635.2kcal/kg일 때 실제 증발량은 약 얼마인가?
12048kg/h
22200kg/h
32472kg/h
42672kg/h
정답 및 해설

실제증발량은 약 2672kg/h이다.

실제증발량은 상당증발량에 539 kcal/kg539\ \mathrm{kcal/kg}(100℃ 포화수의 증발잠열)을 곱하고, 이를 발생증기 엔탈피와 급수 엔탈피의 차로 나누어 구한다.

급수온도 30℃의 엔탈피를 약 30 kcal/kg30\ \mathrm{kcal/kg}으로 보면 엔탈피 차는 635.2−30=605.2 kcal/kg635.2-30=605.2\ \mathrm{kcal/kg}이다.

따라서 실제증발량은 3000×539605.2≈2672 kg/h3000\times\dfrac{539}{605.2}\approx2672\ \mathrm{kg/h}이다.

문제 59

공기조화의 가습 방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

1수분무식은 분무된 물이 증발하면서 공기의 건구온도가 올라간다.
2증기식은 응답이 빠르고 가습량 제어가 쉽다.
3증기식은 위생적이지만 보일러 등 증기 발생원이 필요하다.
4기화식은 젖은 가습재에 공기를 통과시켜 가습하며 공기 온도는 낮아진다.
정답 및 해설

수분무식 가습은 물의 증발잠열을 공기에서 빼앗으므로 공기의 건구온도가 내려간다(단열 가습).

수분무식·기화식은 모두 물의 증발로 가습하여 공기가 냉각되고 물의 정체로 위생 관리가 필요하다. 증기식은 이미 기화된 증기를 넣으므로 온도 변화가 작고 응답이 빠르며 세균 번식 우려가 적지만 증기 발생원이 필요하다.

문제 60

건물 외벽의 단열 성능을 높였을 때 직접적으로 감소하는 공조부하는?

1인체 발생 부하
2외기 도입(환기) 부하
3벽체 관류(전열) 부하
4조명 발열 부하
정답 및 해설

외벽 단열은 벽체의 열관류율 K 를 낮추므로 벽체 관류(전열) 부하가 직접 줄어든다.

관류부하 q = K·A·Δt 에서 단열 강화는 K 를 작게 한다.

  • 인체·조명 부하 — 실내 발생 부하로 외벽 단열과 무관하다.
  • 외기부하 — 도입 외기량과 실내외 엔탈피 차로 정해져 외벽 단열과 무관하다.