[공조냉동기계기사 필기] 22년 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

냉방부하에서 잠열은 수분 발생이나 유입을 동반하는 요소에서만 생긴다. 인체, 커피 포트 같은 조리·주방기구, 틈새바람은 모두 수분을 함께 발생시키거나 실내로 들여오므로 현열과 잠열을 함께 계산해야 한다. 반면 유리를 통과하는 태양 복사열은 수분 이동이 전혀 없어 현열만 고려하면 된다.

보일러 출력은 정미출력(난방+급탕), 상용출력(난방+급탕+배관), 정격출력(난방+급탕+배관+예열) 순으로 커진다. 상용출력은 예열부하를 제외한 상시 운전 상태의 부하이므로 난방부하와 급탕부하에 배관 손실부하를 더한 값이다.

콜드 드래프트는 벽·유리면의 표면온도가 낮아 냉각된 공기가 하강하거나, 창의 틈새로 극간풍이 많이 들어오거나, 인체 주위 기류속도가 커서 체감온도가 떨어질 때 발생한다. 주위 공기의 습도는 오히려 낮을수록 인체 표면의 증발이 활발해져 콜드 드래프트가 심해지므로, 습도가 높은 조건은 원인이 되지 않는다.

실리카겔·활성알루미나 같은 고체 흡착제를 쓰는 흡착식 제습은 수증기를 표면에 직접 붙잡아 제거하므로 노점을 매우 낮출 수 있어 -50℃ 수준의 극저 노점 공기를 얻을 수 있다. 냉각식은 코일 표면의 착상 때문에 노점을 그만큼 낮추기 어렵다.

원심송풍기 풍량제어의 소요동력은 토출측 댐퍼, 스크롤 댐퍼, 흡입구 베인, 회전수 제어 순으로 작아진다. 회전수 제어는 축동력이 회전수의 3승에 비례하여 $L \propto N^3$ 로 줄어들므로 부분부하 운전에서 동력 절감 효과가 가장 크다.

수면계는 증기보일러에서 보일러수의 수면 위치를 확인하기 위한 부속품이다. 온수보일러는 물이 가득 찬 만수 상태로 운전되어 수면 자체가 존재하지 않으므로 수면계 대신 온도계·수고계를 쓰며, 순환펌프·팽창탱크·릴리프밸브가 기본 부속품이 된다.

HEPA 필터는 0.3 μm 입자를 99.97% 이상 포집하는 고성능 필터로, 반도체·제약 공장이나 병원 수술실 같은 클린룸의 최종단 필터로 사용된다. 방적·제분공장의 굵은 분진이나 주방의 유증기에는 프리필터나 그리스 필터가 적합하다.

하트포드 배관은 저압 증기난방에서 습식 환수관을 보일러 표준수위보다 약간 낮은 위치에 균형관으로 접속해, 보일러수가 환수관 쪽으로 빠져나가 안전수위 아래로 내려가는 것을 막는 배관법이다. 리버스 리턴 배관은 각 계통의 유량을 균등하게 배분하기 위한 것이라 수위 유지와는 관계가 없다.

환기량은 현열부하만으로 산정한다. 실내 현열은 $q_s = 1000 \times 44 + 980 = 44{,}980\ \mathrm{kcal/h}$ 이고, 환기에 의한 현열 제거식은 $q_s = 0.24 \times 1.2 \times V \times \Delta t$ 이다. 따라서 $V = \dfrac{44{,}980}{0.288 \times (26-12)} \approx 11{,}155\ \mathrm{m^3/h}$ 이다.

증발탱크(플래시 탱크)는 고압 응축수를 감압해 발생하는 재증발 증기를 이용하는 증기난방 계통의 기기이다. 온수난방 계통은 방열기, 순환펌프, 팽창탱크와 배관 내 공기를 빼내는 공기방출기로 구성된다.

보일러수는 약알칼리로 유지해야 강판의 부식을 막고 스케일 생성을 억제할 수 있으며, 일반적인 관리 범위는 pH 10.5~12이다. 중성인 pH 7에서는 부식이 진행되고 pH 14처럼 강알칼리가 되면 알칼리 취화가 생기므로 pH 11 정도가 적당하다.

공기여과기의 여과효율 측정법은 조대분진용 중량법, 중성능 필터용 비색법(변색도법), 고성능 필터용 계수법(DOP법)의 세 가지가 표준이다. 정전기법은 집진 방식의 한 종류일 뿐 효율 측정 방법이 아니다.

이상기체 상태방정식 $PV = nRT$를 이용하여 용기 내 프로판의 몰수를 구한 후 질량으로 변환한다. 주어진 조건은 온도 $T = 20 + 273 = 293 \text{ K}$, 압력 $P = 300 \text{ kPa}$, 부피 $V = 52 \text{ L} = 0.052 \text{ m}^3$, 기체상수 $R = 8.314 \text{ kJ/(kmol}\cdot\text{K)}$이다. 상태방정식을 몰수에 대해 정리하면 $n = \frac{PV}{RT}$이고, 단위를 맞추기 위해 $R = 8.314 \text{ kJ/(kmol}\cdot\text{K)} = 8314 \text{ J/(kmol}\cdot\text{K)}$, $P = 300 \times 10^3 \text{ Pa}$, $V = 0.052 \text{ m}^3$를 대입하면 $n = \frac{300 \times 10^3 \times 0.052}{8314 \times 293} = \frac{15600}{2436082} \approx 0.0064 \text{ kmol}$이다. 
몰수를 mol로 변환하면 $n = 0.0064 \times 1000 = 6.4 \text{ mol}$이고, 질량은 $m = n \times M = 6.4 \times 44 = 281.6 \text{ g} \approx 0.282 \text{ kg}$이다. 따라서 용기에 넣을 적당한 프로판의 질량은 0.282 kg이다.

정압재취득법은 덕트 분기부에서 풍속이 줄면서 동압이 정압으로 회복되는 양을 계산에 반영해, 각 취출구 앞의 정압이 서로 같아지도록 덕트 치수를 정하는 설계법이다. 정압법(등마찰법)은 단위길이당 마찰손실만 일정하게 잡으므로 취출구별 정압이 균일해진다는 보장이 없다.

열병합발전 방식은 발전 과정에서 버려지는 배열을 냉난방·급탕에 회수해 쓰고, 축열 방식은 심야전력이나 잉여 열을 저장해 피크부하를 줄이므로 둘 다 에너지 절약과 환경보존을 겨냥한 특수 열원방식이다. 터보 냉동기나 흡수식 냉온수기+보일러 조합은 일반적으로 쓰이는 표준 열원방식에 해당한다.

정압 과정에서 엔트로피 변화는 $\Delta S = mC_p \ln\frac{T_2}{T_1}$로 구하며, 이상기체의 정압 과정에서 $\frac{V_2}{V_1} = \frac{T_2}{T_1}$이 성립한다. 주어진 조건: m=5 kg, V₁=0.2 m³, V₂=0.6 m³, Cp=0.92 kJ/(kg·K)이므로, $\frac{T_2}{T_1} = \frac{V_2}{V_1} = \frac{0.6}{0.2} = 3$이다. 따라서 $\Delta S = 5 \times 0.92 \times \ln 3 = 4.6 \times 1.0986 = 5.054 \text{ kJ/K}$이다.

전동기와 구동되는 기계가 같은 실내에 있으면 전기입력 전부가 실내 취득열이 되므로 $q = \dfrac{P}{\eta_m}\,\psi_1 \psi_2 \times 860$ 으로 계산한다. 대입하면 $q = \dfrac{20 \times 15}{0.9} \times 0.95 \times 0.85 \times 860 \approx 2.31 \times 10^5\ \mathrm{kcal/h}$ 이다.

타원형(플랫 오벌) 덕트의 상당직경은 같은 마찰저항을 갖는 원형 덕트 지름으로, 단면적 $A$와 둘레 $P$로부터 $D_e=1.55\dfrac{A^{0.625}}{P^{0.25}}$로 구한다. 장방형 덕트의 $D_e=1.3\dfrac{(ab)^{0.625}}{(a+b)^{0.25}}$와 같은 형태의 실험식이다.

현열부하 $q_s = \mathrm{SHF}\times q_T = 0.8\times25 = 20\ \mathrm{kW}$, 잠열부하 $q_L = q_T - q_s = 25-20 = 5\ \mathrm{kW}$. 검산: $\mathrm{SHF} = \dfrac{20}{20+5} = 0.8$로 조건과 일치. 20 kW는 잠열이 아니라 현열부하이다.
[근거] 현열비 정의 SHF = qs/(qs+qL)

인체는 대사에 의한 현열과 발한·호흡에 의한 잠열을 함께 발생시키고, 극간풍(틈새바람)은 실내외 온도차에 의한 현열과 절대습도차에 의한 잠열을 함께 갖는다. 반면 조명 발열, 유리창 일사 취득열, 벽체 전도열은 수분 이동이 없는 현열부하이다.
[근거] 냉방부하 분류 — 현열·잠열 동시 부하: 인체·극간풍·외기·취사기구 등, 현열 단독: 일사·전도·조명·동력

유분리기는 압축기 토출관, 즉 압축기와 응축기 사이에 설치한다. 암모니아는 토출가스 온도가 매우 높아 압축기 바로 뒤에서는 오일이 증기 상태로 떠 있으므로, 가스가 어느 정도 냉각되는 응축기 가까운 쪽(토출관 길이의 약 3/4 지점)에 두어야 분리 효과가 좋다. 프레온계 장치는 반대로 압축기에 가까운 쪽에 설치한다.

흡수식 냉동기는 압축기 대신 흡수기와 재생기를 사용하며, 재생기에서 흡수액을 가열하는 데 필요한 에너지를 증기나 온수 형태의 열로 공급받는다. 따라서 공장 배열이나 소각열 같은 폐열을 그대로 구동 에너지로 쓸 수 있어 폐열 이용에 가장 적합하다.

역카르노 사이클의 성적계수는 $\varepsilon = \dfrac{T_L}{T_H - T_L} = \dfrac{263}{288 - 263} = 10.52$ 이다. 소요 일량은 $W = \dfrac{100{,}000}{10.52} \approx 9{,}500\ \mathrm{kcal/h}$ 이고, $1\ \mathrm{HP} = 632.3\ \mathrm{kcal/h}$ 로 나누면 약 15 HP가 되어 15.1 HP에 해당한다.

공냉식 응축기는 외기 건구온도를 그대로 냉각원으로 사용하므로 여름과 겨울의 외기온도 차이가 응축능력 변동으로 직접 나타난다. 증발식이나 수냉식은 습구온도 또는 냉각탑을 거친 냉각수를 이용하므로 계절에 따른 변동 폭이 상대적으로 작다.

액배관에서 압력강하나 온도상승으로 플래시 가스가 생기면 팽창밸브를 지나는 냉매가 기액 혼합 상태가 되어 유효 순환량이 줄고 증발기의 냉동능력이 떨어진다. 압축기 흡입압력이 낮아지면 흡입가스 비체적이 커져 냉동능력은 오히려 감소하므로 능력이 증대한다는 설명은 옳지 않다.

응축온도가 일정한 상태에서 증발온도가 낮아지면 압축비가 커져 압축일이 늘고 토출가스 온도가 상승하며 성적계수는 떨어진다. 동시에 흡입가스의 비체적이 커지고 체적효율이 낮아지므로 냉매순환량은 증가가 아니라 감소한다.

1 냉동톤은 3,320 kcal/h이므로 냉동능력은 $10 \times 3{,}320 = 33{,}200\ \mathrm{kcal/h}$ 이다. 성적계수는 $\varepsilon = \dfrac{253}{298 - 253} = 5.62$ 이므로 $W = \dfrac{33{,}200}{5.62} \approx 5{,}907\ \mathrm{kcal/h}$ 이고, $1\ \mathrm{PS} = 632.3\ \mathrm{kcal/h}$ 로 나누면 약 9.4 PS이다.

클라우지우스 적분은 가역 사이클에서 $\oint\dfrac{\delta Q}{T}=0$, 비가역 사이클에서 $\oint\dfrac{\delta Q}{T}<0$이다. 비가역성으로 생긴 엔트로피 생성만큼 적분값이 0보다 작아지며, 이를 통틀어 $\oint\dfrac{\delta Q}{T}\le 0$으로 쓴다.

냉각관의 전열면적은 외경 기준으로 $A = \pi \times 0.0605 \times 1{,}400 \approx 266\ \mathrm{m^2}$ 이고, 온도차는 $-18 - (-28) = 10\ ^\circ\mathrm{C}$ 이다. 따라서 소요 냉동능력은 $Q = K A \Delta t = 11.2 \times 266 \times 10 \approx 29{,}800\ \mathrm{kcal/h}$ 이다.

스테판-볼츠만 법칙은 흑체가 단위면적당 방사하는 에너지가 절대온도의 4승에 비례한다는 $E = \sigma T^4$ 로, 매질 없이 전자파 형태로 열이 전달되는 열복사를 설명하는 법칙이다. 열전도는 푸리에 법칙, 대류는 뉴턴의 냉각법칙으로 다룬다.

토출압력이 높아지는 원인은 불응축가스(공기) 혼입, 냉각수 온도 상승이나 수량 부족, 응축기 배관과 전열핀 오염, 냉매 과충전처럼 응축이 방해되는 경우이다. 냉매 충전량이 부족하면 응축기에 머무는 냉매가 적어 오히려 토출압력이 낮아지므로 고압 상승의 원인이 아니다.

한국냉동톤은 0℃의 물 1,000 kg(1톤)을 24시간 동안 0℃의 얼음으로 만드는 냉동능력으로 정의한다. 물의 융해잠열 79.68 kcal/kg을 적용하면 $\dfrac{1{,}000 \times 79.68}{24} \approx 3{,}320\ \mathrm{kcal/h}$ 이다.

단단압축으로 -30~-70℃의 저온을 얻으려 하면 압축비가 지나치게 커져 토출가스 온도가 급상승하고 윤활유가 탄화되며 체적효율도 떨어진다. 2단 압축은 압축비를 두 단으로 나누고 중간냉각기에서 중간압 가스를 냉각해 토출가스 온도를 낮추기 위한 방식이며, 그 결과 성적계수와 압축효율은 오히려 개선된다.

흡수식 냉동기의 재생기는 묽어진 흡수액을 가열해 냉매(수증기)를 분리하는 기기이므로 증기, 고온수, 직화 버너 같은 가열원이 필요하다. 냉수는 흡수기·응축기 쪽에서 열을 빼앗는 냉각용 매체이므로 재생기 열원이 될 수 없다.

스크류 압축기는 맞물린 두 로터가 연속 회전하며 압축하므로 왕복 질량에 의한 진동이 거의 없고, 부품 수가 적어 수명이 길며 슬라이드 밸브로 10~100% 무단계 용량제어가 가능하다. 진동이 커서 견고한 기초가 필요하다는 것은 왕복동식 압축기의 특징이다.

열펌프의 난방 성적계수는 $COP_h = COP_r + 1$ 의 관계이므로 항상 1보다 크며 보통 3~4 정도이다. 증발온도가 높고 응축온도가 낮아 압축비가 작을수록 성적계수는 더 커진다.

냉매 순환량은 $G = \dfrac{V \eta_v}{v} = \dfrac{288 \times 0.8}{0.62} \approx 371.6\ \mathrm{kg/h}$ 이고, 냉동효과는 $396 - 128 = 268\ \mathrm{kcal/kg}$ 이다. 냉동능력은 $371.6 \times 268 \approx 99{,}600\ \mathrm{kcal/h}$ 이므로 $\dfrac{99{,}600}{3{,}320} = 30\ \mathrm{RT}$ 이다.

냉각탑은 냉동능력에 압축일에 해당하는 열까지 더한 응축부하를 처리해야 하므로, 개방식 냉각탑의 1 냉각톤은 3,900 kcal/h로 잡는다. 따라서 필요한 용량은 $15 \times 3{,}900 = 58{,}500\ \mathrm{kcal/h}$ 이다.

역카르노 사이클의 성적계수는 절대온도만으로 표현된다. $\varepsilon = \dfrac{T_L}{T_H - T_L}$
증발온도 $T_L = -13 + 273 = 260\,\mathrm{K}$이므로 $6.5 = \dfrac{260}{T_H - 260}$에서 $T_H - 260 = \dfrac{260}{6.5} = 40$, 즉 $T_H = 300\,\mathrm{K} = 27\,^\circ\mathrm{C}$
[검산] $\varepsilon = \dfrac{260}{300-260} = \dfrac{260}{40} = 6.5$ ✓
[근거] 역카르노 사이클 성적계수 정의식(절대온도비)

p-h 선도에서 냉동효과는 증발기 입·출구 엔탈피차이다. $q_e = 400 - 240 = 160\,\mathrm{kJ/kg}$
냉매순환량 $m = \dfrac{Q_e}{q_e} = \dfrac{20\,\mathrm{kJ/s}}{160\,\mathrm{kJ/kg}} = 0.125\,\mathrm{kg/s} = 450\,\mathrm{kg/h}$
[검산] $450 \times 160 = 72{,}000\,\mathrm{kJ/h}$, $72{,}000 \div 3{,}600 = 20\,\mathrm{kW}$ ✓
(참고: 압축일 40 kJ/kg이므로 이 사이클의 성적계수는 160/40 = 4)
[근거] p-h 선도상 냉동효과·냉매순환량 관계식

벡터 오퍼레이터 $a=1\angle120^{\circ}$이므로 $aE=E\angle120^{\circ}=E_c$가 된다. 참고로 $a^2=1\angle240^{\circ}=1\angle-120^{\circ}$이므로 $E_b=a^2E$이고, 세 상의 합 $1+a+a^2=0$이다.

코일에 유기되는 기전력은 $e = L \dfrac{\Delta i}{\Delta t}$ 이다. 대입하면 $L = \dfrac{e\,\Delta t}{\Delta i} = \dfrac{20 \times 0.01}{50 - 10} = 0.005\ \mathrm{H} = 5\ \mathrm{mH}$ 이다.

역률 $\cos\theta=\dfrac{P}{P_a}$가 클수록 피상전력 중 유효전력의 비중이 커지고 무효전력 $P_r=P_a\sin\theta$는 작아진다. 따라서 역률이 클수록 무효전력이 커진다는 설명이 틀리다.

워드 레오나드 방식은 별도의 전동발전기로 전기자 전압을 0부터 연속으로 조정하므로 광범위하고 원활한 속도제어가 가능하고 부하 변동이 심해도 안정적이다. 계자제어는 정출력 영역의 좁은 범위만 조정할 수 있고, 직렬저항제어는 손실이 크며 속도변동률이 나빠 부적당하다.

피드백 제어시스템의 피드백 효과는 폐루프 시스템이 개루프 시스템에 비해 향상되는 특성을 의미한다. 1번 대역폭 증가는 피드백으로 인해 시스템의 응답 속도가 빨라지고 주파수 대역이 넓어지는 효과이고, 2번 정확도 개선은 피드백이 오차를 감소시켜 추적 성능을 향상시키는 핵심 효과이며, 4번 외부 조건 변화에 대한 영향 감소는 피드백을 통한 외란 거부(disturbance rejection) 성능이다. 반면 3번 시스템 간소화 및 비용 감소는 피드백의 효과가 아니라 오히려 피드백 센서, 제어기, 액추에이터 등 추가 부품이 필요하여 시스템이 복잡해지고 비용이 증가하므로 적절하지 못하다.

피드백은 외란과 파라미터 변화의 영향을 줄이고 정확도를 높이며 대역폭을 넓히는 효과가 있다. 반면 검출부·비교부 등 구성요소가 추가되어 시스템이 복잡해지고 비용이 늘어나므로, 간소화와 비용 감소는 피드백의 효과가 아니다.

교류전력은 유효전력 $P = VI\cos\theta\ \mathrm{[W]}$, 무효전력 $P_r = VI\sin\theta\ \mathrm{[Var]}$, 피상전력 $P_a = VI\ \mathrm{[VA]}$ 로 정의된다. 무효전력은 전압과 전류의 위상차에 의한 성분이므로 $\sin\theta$ 가 곱해진다.

미분 동작이 포함된 PD 제어는 편차의 변화 속도를 미리 반영해 과도응답을 개선하므로 응답속도가 빨라지고 오버슈트가 줄어든다. 따라서 응답속도가 지연된다는 설명은 옳지 않으며, 잔류편차를 없애는 것은 적분 동작의 역할이다.

흡수법칙을 적용하면 $X(X+Y) = XX + XY = X + XY = X(1+Y) = X$ 가 된다. 즉 괄호 안의 Y는 결과에 영향을 주지 못하고 X만 남는다.

온·오프 동작은 조작량이 100%와 0% 두 상태만 갖는 단속적 2위치 동작이라 구조가 간단하고 값이 싸지만, 제어량이 목표값 주위를 계속 오르내리는 사이클링(헌팅)이 반드시 발생한다. 오프셋(잔류편차)이 문제가 되는 것은 비례동작의 특징이다.

축전지 내부저항은 기전력을 가진 저저항이어서 직류를 흘리면 분극이 생겨 정확히 잴 수 없으므로, 교류 전원과 수화기를 사용하는 코올라우시 브리지로 측정한다. 휘트스톤 브리지는 중저항, 맥스웰 브리지는 인덕턴스 측정에 쓰인다.

기준입력요소는 목표값을 제어계 내부에서 비교할 수 있는 형태의 기준입력신호로 변환하는 요소이며, 이 신호가 비교장치에서 주되먹임 신호와 비교된다. 목표값을 그대로 사용하기 곤란할 때 필요한 변환을 담당하는 부분이다.

벨로우즈, 다이어프램, 스프링은 압력을 받아 탄성 변형하므로 압력을 변위로 바꾸는 변환요소이다. 노즐 플래퍼는 플래퍼의 미소 변위에 따라 노즐 배압이 달라지는 구조로, 변위를 압력으로 바꾸는 반대 방향의 변환요소이다.

축전지처럼 기전력이 있는 저저항은 직류 브리지로 측정하면 분극 때문에 오차가 커지므로, 교류 전원과 수화기를 사용하는 코올라우시 브리지가 가장 적합하다. 휘트스톤 브리지는 중저항, 맥스웰 브리지는 인덕턴스, 캠벨 브리지는 상호인덕턴스 측정에 사용한다.

PID 동작은 비례로 속응성을 확보하고 적분으로 잔류편차를 없애며 미분으로 오버슈트를 억제하고 정정시간을 줄이는, 가장 완전한 연속 제어동작이다. 따라서 응답의 안정성이 작다는 설명은 PID의 특징에 해당하지 않는다.

논리식 $X=\bar{A}\bar{B}\bar{C}+\bar{A}\bar{B}C+\bar{A}BC+\bar{A}B\bar{C}$ 에서 공통인자 $\bar{A}$ 를 묶으면 $\bar{A}(\bar{B}(\bar{C}+C)+B(C+\bar{C}))=\bar{A}(\bar{B}+B)=\bar{A}$ 가 된다. 변수 B·C가 모든 조합으로 나타나므로 소거되고 $\bar{A}$ 만 남는다.

전열선의 저항은 $R = \dfrac{V^2}{P} = \dfrac{200^2}{300} \approx 133.3\ \Omega$ 이고, 저항은 길이에 비례하므로 길이를 1/3로 줄이면 $R' = 44.4\ \Omega$ 이 된다. 같은 200 V를 인가하면 $P = \dfrac{200^2}{44.4} = 900\ \mathrm{W}$ 이다.

전구의 저항은 $R = \dfrac{V^2}{P}$ 이므로 30 W 전구가 $333\ \Omega$, 60 W 전구가 $167\ \Omega$ 으로 저용량 전구의 저항이 더 크다. 직렬 연결이면 두 전구에 같은 전류가 흐르고 소비전력은 $P = I^2 R$ 로 저항에 비례하므로 저항이 큰 30 W 전구가 더 밝다.

Y결선으로 기동하면 각 상 권선에 걸리는 전압이 선간전압의 1/√3로 낮아진다. 상전류는 전압에 비례하여 1/√3배가 되고, Y결선에서는 상전류가 곧 선전류이므로 Δ결선(선전류=√3×상전류)과 비교하면 선전류는 (1/√3)×(1/√3)=1/3배가 된다. 토크는 전압의 제곱에 비례하므로 (1/√3)²=1/3배. 즉 기동전류와 기동토크 모두 전전압 기동의 1/3로 줄어든다.
[근거] 유도전동기 Y-Δ 기동 원리(토크 ∝ V², Y결선 상전압 = 선간전압/√3)

EOCR(Electronic Over Current Relay)은 변류기로 검출한 전류를 전자회로로 감시하여 설정값 초과 시 출력접점을 동작시키는 전자식 계전기로, 동작전류·동작시간의 정밀 설정이 가능하고 결상·역상·구속 보호 기능을 갖출 수 있다. 바이메탈의 열변형을 이용하는 것은 열동형 과부하계전기(THR)의 동작 원리이므로 EOCR에 대한 설명으로는 틀리다.
[근거] 전동기 보호계전기 방식 구분(전자식 EOCR vs 열동형 THR)

직류기의 전기자반작용은 전기자 전류가 만드는 자기장이 주자극의 자기장을 왜곡시키는 현상이다. 중성축이 회전 방향으로 이동하며, 이로 인해 국부적 섬락(spark)이 발생하고, 발전기에서는 기전력이 감소한다. 반면 전동기는 전기자반작용으로 인한 감자(demagnetization) 효과와 중성축 이동으로 역토크가 증가하지만 속도 저하는 1차적 현상이 아니며, 오히려 토크 감소로 가속도가 감소하는 것이지 속도 자체가 직접 저하되는 것은 아니다. 
실제로는 전기자반작용이 심하면 전동기의 출력 토크가 감소하여 부하에 견디지 못하고 속도가 떨어질 수 있지만, 보기 2는 "전동기는 속도가 저하된다"고 절대적으로 표현하여 직접적 인과관계를 주장하므로, 보기 1, 3, 4의 직접적이고 즉각적인 현상과 달리 옳지 않다.

배수는 관 내 고형물이 침전하지 않도록 자정작용을 유지할 수 있는 유속으로 신속하게 옥외 하수관까지 흘려보내야 한다. 배수를 천천히 유출시키면 오히려 침전물이 쌓여 관 막힘과 악취의 원인이 되므로 옳지 않은 시공 방침이다.

간접가열식은 저탕조 안의 가열코일에 0.8~1.5 kgf/cm² 정도의 저압 증기나 온수를 통과시켜 물을 데우므로 고압 보일러가 필요 없다는 점이 오히려 장점이다. 난방용 보일러 용량만 늘리면 되어 설비비가 절약되고, 저탕조에 스케일이 잘 끼지 않아 대규모 건물 급탕에 적합하다.

LP가스는 공기보다 무거워 배관이 아래로 내려가는 입하 구간에서는 액주(가스 기둥)의 무게만큼 압력이 오히려 상승하므로 압력손실 요인이 아니다. 압력손실은 직관부의 마찰, 엘보·티 등 이음쇠, 가스미터·콕·밸브 같은 기기, 그리고 배관이 위로 올라가는 입상 구간에서 생긴다.

고가탱크식은 위에서 아래로 물을 내려보내는 하향급수 방식이므로 수평주관은 흐름 방향을 따라 내림(하향) 구배로 시공해야 한다. 올림구배로 하는 것은 상향급수 계통의 수평주관과 급수지관이므로 혼동하지 않아야 한다.

보일러와 저탕탱크의 배수, 팽창(도피)관의 토출수는 고온이고 역류·오염 우려가 있어 배수관에 직결하지 않고 배수구 공간을 둔 간접배수로 한다. 상향공급식 급탕주관은 올림구배로 해야 하고, 공기가 모이는 산형 배관에는 공기실이 아니라 공기빼기 밸브를 설치한다.

배수관은 오물과 고형물이 함께 흐르므로 관경을 지나치게 작게 할 수 없으며, 지중이나 지하층 바닥에 매설하는 관을 제외한 배수관의 최소 관경은 30 mm로 한다. 지중 매설 배수관은 막힘 우려가 더 크므로 50 mm 이상으로 한다.

주철관 플랜지 접합에는 고무 시트, 석면 조인트 시트, 합성수지(테플론 등) 패킹이 널리 쓰인다. 아마존 패킹은 고무에 광물질 섬유를 배합한 것으로 산에는 견디지만 열과 알칼리에 약해 주철관 플랜지 접합용 패킹으로는 적합하지 않다.

폴리에틸렌관은 용제에 잘 녹지 않아 접착제 접합을 쓸 수 없고 가열 용융으로 접합한다. 이 가운데 용착(융착) 슬리브 이음은 관 끝의 바깥면과 이음쇠 소켓의 안쪽면을 가열기로 동시에 가열·용융시킨 뒤 밀어 넣어 일체화하는 방법으로, 접합부 강도가 가장 확실해 널리 쓰인다. 인서트 이음은 관 끝을 가열 연화시켜 인서트 이음쇠에 끼운 다음 클램프로 죄는 방식이고, 테이퍼 코어 이음은 테이퍼진 코어와 조임쇠로 기계적으로 죄는 방식이며, TS 이음은 경질 염화비닐관의 접착제 접합법이므로 폴리에틸렌관에는 쓰지 않는다.

온도조절식(열동식) 트랩은 응축수와 증기의 온도차로 작동하며 벨로즈식, 다이어프램식, 바이메탈식이 여기에 속한다. 디스크식 트랩은 응축수와 재증발 증기의 운동에너지 차이를 이용하는 열역학적 트랩으로 분류가 다르다.

규조토 보온재는 다공질이면서 결합력이 약해 진동이나 충격을 받으면 쉽게 부서지므로 진동이 있는 곳에는 사용할 수 없다. 그라스울이나 펠트 같은 섬유질 보온재는 탄성이 있어 진동 부위에도 견딜 수 있다.

경질 염화비닐관은 산·알칼리·염류 등 화학약품에 대한 내식성이 매우 우수한 것이 가장 큰 장점이므로 내식성이 적다는 설명은 틀리다. 다만 열팽창률이 강관의 약 7배로 크고 저온에서는 취약, 고온에서는 연화되므로 온도가 극단적인 장소에는 부적당하다.

관마찰손실수두는 다르시-바이스바흐 식 $h = \lambda \dfrac{L}{d} \dfrac{v^2}{2g}$ 로 구한다. 대입하면 $h = 0.04 \times \dfrac{15}{0.04} \times \dfrac{2^2}{2 \times 9.8} \approx 3.06\ \mathrm{m}$ 이다.

연속방정식 $Q = Av$ 에서 유량 100 L/s는 $0.1\ \mathrm{m^3/s}$ 이므로 $A = \dfrac{0.1}{2} = 0.05\ \mathrm{m^2}$ 이다. 따라서 $d = \sqrt{\dfrac{4A}{\pi}} = \sqrt{\dfrac{4 \times 0.05}{\pi}} \approx 0.252\ \mathrm{m} = 252\ \mathrm{mm}$ 이다.

도시가스 배관을 지하에 매설할 때는 보호포와 표지판 등으로 매설 사실을 알리는 동시에, 배관 표면에 사용 가스명과 최고사용압력, 가스 흐름 방향을 표시해야 한다. 따라서 사용 가스명을 표시하지 않아도 된다는 설명은 옳지 않으며, 도색은 지상 배관 황색, 매설 중압 배관 적색이 기준이다.

온도가 일정하면 포화수증기압이 고정되므로 상대습도가 높다는 것은 수증기 분압이 크다는 뜻이고, 그만큼 절대습도도 함께 높아진다. 따라서 상대습도가 높을수록 절대습도가 낮아진다는 설명은 옳지 않으며, 이때 노점온도도 함께 올라간다.

중수도는 한 번 사용한 물을 용도에 맞는 수준으로 다시 처리해 화장실 세정수, 조경용수, 청소용수 등 음용 이외의 생활용수로 재이용하는 설비이다. 상수 사용량과 배수량을 동시에 줄이는 물 절약 설비이며, 수압을 높여 공급하는 가압급수설비와는 성격이 다르다.

증기관이나 응축수 배관에 글로브 밸브를 설치할 때는 밸브 몸통 안쪽에 응축수가 고여 워터해머와 부식을 일으키지 않도록 밸브 축(스템)이 수평이 되게 설치한다. 팽창관에 밸브를 두지 않는 것, 이경 나사이음에 부싱을 피하는 것, 공조기기 물빼기 배수를 간접배수로 하는 것은 모두 옳은 시공법이다.

경질염화비닐관(PVC)의 선팽창계수는 약 7~8×10⁻⁵/℃로 강관(약 1.1~1.2×10⁻⁵/℃)의 7~8배에 달한다. 따라서 온도 변화가 있는 곳에서는 신축을 반드시 고려해야 하며, 열팽창이 강관보다 작다는 설명은 틀리다. 나머지: SPP는 1MPa(10kgf/cm²) 미만의 저압 배관용이 맞고, 동관은 내식성·저마찰이 장점이며, PVC는 내약품성이 우수하나 열·충격에 약한 것이 맞다.
[근거] 배관재료학 일반 — PVC 선팽창계수 약 7~8×10⁻⁵/℃, 강관 약 1.2×10⁻⁵/℃ (KS M 3404 경질 PVC관 특성)

플랜지 볼트를 한쪽부터 차례로 완전히 조이면 개스킷에 편심 하중이 걸려 플랜지가 기울고 누설·파손의 원인이 된다. 마주 보는 대각선 순서로 여러 번에 나누어 균등하게 조이는 것이 원칙이므로 볼트를 한쪽 방향부터 차례대로 조여 나간다는 설명이 틀리다. 나사 이음은 소구경 저압용, 용접 이음은 이음쇠 돌출이 없어 무누설·저저항·보온이 용이하다는 설명, 플랜지 이음은 분해가 잦은 곳에 적합하다는 설명은 모두 옳다.
[근거] 배관공작 일반 — 플랜지 볼트는 대각선 순서 균등 체결