[공조냉동기계기사 필기] 24년 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

클린룸은 실내 부유 미립자 농도를 등급 기준 이하로 유지해야 하므로 급기 계통 끝단에 초미립자를 포집하는 필터가 반드시 들어간다. 고성능 공기필터(HEPA)는 0.3 $\mathrm{\mu m}$ 입자를 99.97% 이상 포집해 클린룸 최종 필터로 쓰인다. 방화·방연 댐퍼는 화재 시 화염과 연기를 차단하는 부품이고 가이드 베인은 기류 방향을 잡는 부품이어서 공기 청정도와는 관계가 없다.

클린룸 청정도 등급은 단위 체적의 공기 속에 들어 있는 기준 입경 이상 미립자의 개수로 정의한다. 이때 기준이 되는 입경은 0.5 $\mathrm{\mu m}$이며, 1 $\mathrm{ft^3}$(약 28.3 L)당 0.5 $\mathrm{\mu m}$ 이상 입자 수가 100개 이하이면 클래스 100이 된다. 0.1 $\mathrm{\mu m}$이나 0.3 $\mathrm{\mu m}$은 초고청정 등급의 보조 판정 입경이거나 필터 성능 표시 입경이지 등급 정의의 표준 입경은 아니다.

보일러의 정미출력(상당방열면적 기준 출력)은 난방부하와 급탕부하의 합만을 말하며, 배관부하와 예열부하는 포함하지 않는다. 여기에 배관부하를 더하면 상용출력, 다시 예열부하까지 더하면 정격출력이 되므로 정미출력에 예열부하를 넣은 서술은 틀렸다. 나머지 정격출력·상용출력·과부하출력의 정의는 모두 옳다.

평판 벽의 정상 열전도량은 $q=\dfrac{\lambda A \Delta t}{L}$로 구한다. 대입하면 $q=\dfrac{0.7\times 30\times (32-20)}{0.3}=\dfrac{252}{0.3}=840\,\mathrm{kcal/h}$이다. 두께가 30 cm이므로 반드시 0.3 m로 환산해 대입해야 하며, 온도차는 방향과 무관하게 12 $^\circ\mathrm{C}$이다.

규산칼슘 보온재는 무기질 보온재로 최고 사용온도가 약 650 $^\circ\mathrm{C}$에 달해 고온 배관·보일러 주변에 쓰인다. 반면 경질포옴라버는 약 80 $^\circ\mathrm{C}$, 우모펠트는 약 100 $^\circ\mathrm{C}$, 탄화코르크는 약 130 $^\circ\mathrm{C}$ 수준의 유기질 보온재로 저온·보냉용이다. 따라서 사용온도가 가장 높은 것은 규산칼슘이다.

덕트 보온의 목적은 급기의 열손실(열취득) 방지, 덕트 표면 결로 방지, 그리고 덕트를 통해 전달되는 소음의 저감이다. 보온재를 감으면 덕트 외형이 오히려 커져 천장 속 수납은 불리해지므로 천장 수납을 쉽게 하려는 것은 보온 목적이 될 수 없다.

고속덕트 방식이라도 리턴덕트와 공조기 내부는 소음과 저항 때문에 저속덕트와 같은 수준의 풍속으로 설계하므로, 다른 풍속으로 한다는 서술은 옳지 않다. 고속덕트는 주덕트 풍속이 15 $\mathrm{m/s}$를 넘어 마찰저항이 커지므로 송풍기 동력과 동력비가 늘어나고, 화재 시에만 작동하는 배연덕트는 상시 소음을 고려할 필요가 없다는 설명은 타당하다.

덕트 전 구간에 동일한 단위길이당 마찰저항(단위마찰손실)을 적용해 각 부의 치수를 정하는 방법은 정압법이며 등마찰손실법이라고도 한다. 등속법은 풍속을 일정하게 두는 방법, 정압재취득법은 분기 후 감속으로 회복된 정압을 다음 구간 마찰손실에 충당하는 방법이다.

축류형(방향성) 취출구는 기류가 한 방향으로 뻗어 나가는 형식으로 펑커루버(펑커형), 노즐형, 그릴·베인격자형이 여기에 속한다. 아네모스탯형·팬형·다공판형은 취출 기류가 사방으로 확산되는 복류형(확산형) 취출구다.

기간 열부하 계산법은 연간 누적 에너지 소비량을 평가하기 위한 방법으로 디그리 데이법, 확장 디그리 데이법, 동적(비정상) 열부하 계산법 등이 있다. 최대 열부하 계산법은 설계 조건에서의 피크 부하를 구해 장치 용량을 정하는 방법이므로 연간 에너지 소비량 평가에는 쓰이지 않는다.

경로 함수는 과정이 어떻게 진행되는지에 따라 달라지는 함수로, 초기 상태와 최종 상태만으로는 값이 결정되지 않습니다. 반대로 상태 함수는 현재 상태에만 의존하여 경로와 무관하게 값이 정해집니다. 엔탈피(1번), 압력(3번), 엔트로피(4번)는 모두 상태 함수로서 초기·최종 상태에만 의존하며, 어떤 경로를 거쳤는지와 무관합니다. 반면 열(2번)은 시스템이 흡수하거나 방출하는 에너지 이동량으로서 같은 초기 상태에서 최종 상태로 가더라도 어떤 과정(등온, 단열, 등압 등)을 거치느냐에 따라 값이 달라지므로 경로 함수입니다.

공조에서 가장 널리 쓰이는 감습법은 공기를 노점온도 이하로 냉각해 수증기를 응축·제거하는 냉각감습이며, 냉수코일이나 직팽코일로 냉각과 감습을 동시에 처리할 수 있어 경제적이다. 압축감습은 동력비가 크고, 흡수식(액체 흡수제)·흡착식(실리카겔 등)은 저노점이 필요한 특수 용도에 제한적으로 쓰인다.

공기필터는 공기 중의 먼지와 부유 입자를 포집해 청정도를 높이는 기기로, 통과 공기의 온도나 습도를 바꾸지는 못한다. 재열기와 예열기는 현열을 가해 건구온도를 올리고, 가습기는 수분을 더해 절대습도를 바꾼다.

전력 1 W가 모두 열로 바뀌면 $1\,\mathrm{W}=0.86\,\mathrm{kcal/h}$이다. 형광등은 안정기(발라스트) 발열이 램프 입력의 약 20% 더해지므로 $0.86\times 1.2\approx 1.03\,\mathrm{kcal/h}$가 된다. 백열등처럼 안정기가 없는 경우에는 0.86 $\mathrm{kcal/h}$를 그대로 쓴다.

습공기를 가열하면 절대습도는 변하지 않은 채 건구온도만 올라가고, 그 온도의 포화수증기압이 커지므로 상대습도는 오히려 내려간다. 따라서 가열 시 상대습도가 상승한다는 서술이 틀렸다. 냉각하면 건구·습구온도가 함께 내려가고, 노점온도 이하로 냉각하면 응축이 일어나 절대습도가 감소한다.

이상기체에서 내부에너지는 온도만의 함수이며, 엔탈피도 온도만의 함수이다. 이상기체의 내부에너지 $U = nC_VT$는 온도 T에만 의존하고, 엔탈피 $H = U + PV = nC_PT$도 온도에만 의존한다. 이는 이상기체 상태방정식 $PV = nRT$에서 압력과 체적의 곱이 온도에 비례하므로, 엔탈피 계산 시 온도만 남기 때문이다. 압력이나 체적 변화는 온도 변화에 이미 포함되어 있어서 별도의 독립변수로 작용하지 않는다.

일반 공기냉각용 냉수코일은 냉수와 공기의 온도차가 크지 않아 필요한 전열면적을 확보하려면 여러 열을 겹쳐야 하며, 실무에서는 보통 4~8열을 쓴다. 열수가 지나치게 적으면 냉각·감습 능력이 부족하고, 8열을 크게 넘기면 공기측 저항과 송풍동력이 과대해진다.

냉수코일은 관 내 유속을 대략 1 $\mathrm{m/s}$ 전후로 유지해야 열전달과 압력손실이 균형을 이루므로, 관 1개당 통과 수량은 6~16 $\mathrm{L/min}$ 범위를 권장한다. 이보다 적으면 층류에 가까워져 열전달률이 떨어지고, 많으면 유속 과대로 마찰손실과 침식(에로전) 우려가 커진다.

증발잠열을 이용하는 것은 증기난방이다. 온수난방은 온수의 현열만 이용하므로 열매 온도가 낮고, 표준방열량도 온수 523 W/m²(450 kcal/m²·h)로 증기 756 W/m²(650 kcal/m²·h)보다 작아 같은 방열량에는 방열면적이 오히려 커진다.
[근거] 표준방열량 — 증기 650 kcal/m²·h(756 W/m²), 온수 450 kcal/m²·h(523 W/m²)

$V = \dfrac{\Delta V}{\dfrac{P_a}{P_1} - \dfrac{P_a}{P_2}} = \dfrac{40}{\dfrac{0.1}{0.2} - \dfrac{0.1}{0.4}} = \dfrac{40}{0.5-0.25} = 160\ \mathrm{L}$. 검산: 탱크 내 공기(대기압 기준 160 L 상당)는 0.2 MPa에서 160×0.5 = 80 L, 0.4 MPa로 압축되면 160×0.25 = 40 L가 되어, 그 차이 40 L가 온수 팽창량과 일치.
[근거] 밀폐식 팽창탱크 용량식 V = ΔV/(Pa/P1 − Pa/P2), 절대압력 기준(보일 법칙)

이상기체의 엔탈피와 내부에너지는 $h=u+Pv=u+RT$ 관계이므로 $u=h-RT$이다. 공기의 기체상수 $R=0.287\,\mathrm{kJ/(kg\cdot K)}$, $T=25+273=298\,\mathrm{K}$를 넣으면 $u=298.615-0.287\times 298\approx 298.615-85.5=213.1\,\mathrm{kJ/kg}$로 약 214 $\mathrm{kJ/kg}$이 된다. 압력 100 kPa은 이상기체 가정에서 $Pv=RT$로 흡수되므로 따로 쓰이지 않는다.

같은 질량의 물이 혼합되므로 평형온도는 산술평균인 57 $^\circ\mathrm{C}$(330 K)이다. 전체 엔트로피 변화는 $\Delta S=mc\ln\dfrac{T_f}{T_1}+mc\ln\dfrac{T_f}{T_2}$이므로 $\Delta S=4.18\left(\ln\dfrac{330}{360}+\ln\dfrac{330}{300}\right)=4.18(-0.0870+0.0953)\approx 0.035\,\mathrm{kJ/K}$이다. 유한 온도차 혼합은 비가역이므로 결과가 양(+)으로 나오는 것이 타당하다.

증기압축 사이클에서 압축일은 응축기 방열량에서 증발기 흡열량을 뺀 값이므로 $w=136.85-104.08=32.77\,\mathrm{kJ/kg}$이다. 냉동 성능계수는 $COP=\dfrac{q_e}{w}=\dfrac{104.08}{32.77}\approx 3.18$이다.

오토 사이클의 이론 열효율은 압축비 $\varepsilon$과 비열비 $k$만으로 결정되어 $\eta=1-\left(\dfrac{1}{\varepsilon}\right)^{k-1}$이다. 대입하면 $\eta=1-\left(\dfrac{1}{7}\right)^{0.4}=1-0.459=0.541$이므로 약 54%다. 초기 압력과 온도는 효율에 영향을 주지 않는 조건이다.

계가 열을 흡수하면 엔트로피 전달량 $\dfrac{Q}{T}$가 양이고, 실제 과정에서는 엔트로피 생성이 더해지므로 $\Delta S\ge \dfrac{Q}{T}>0$이 되어 엔트로피는 증가한다. 일은 엔트로피를 수반하지 않으므로 150 kJ의 일을 했다는 사실은 엔트로피 부호에 영향을 주지 않고, 내부에너지가 50 kJ 감소한다는 것만 말해 준다.

실제 랭킨 사이클에서는 보일러와 응축기 내부에 마찰에 의한 압력강하가 생기고, 압력이 낮아지면 그에 대응하는 포화온도도 낮아지므로 증발온도와 응축온도가 감소한다. 실제 펌프와 터빈은 비가역이어서 엔트로피가 증가할 뿐 감소하지는 않으며, 터빈 출구 건도는 깃 침식을 막기 위해 높을수록(보통 0.88 이상) 좋다.

정압과정의 엔트로피 변화는 $\Delta S=mc_p\ln\dfrac{T_2}{T_1}$이므로 $-1.063=3\times 1.01\times \ln\dfrac{T_2}{423}$에서 $\ln\dfrac{T_2}{423}=-0.351$, $T_2\approx 298\,\mathrm{K}\,(25\,^\circ\mathrm{C})$가 된다. 방출 열량은 $Q=mc_p(T_1-T_2)=3\times 1.01\times (423-298)\approx 379\,\mathrm{kJ}$이다.

온도가 다른 두 물이 섞이는 것은 유한 온도차에 의한 열이동을 동반하는 비가역 과정이다. 고온측 엔트로피 감소량보다 저온측 증가량이 크므로 계 전체(전계)의 엔트로피는 반드시 증가한다. 열평형에 도달했다는 사실은 상태 변화가 끝났다는 뜻일 뿐 엔트로피 변화가 없다는 뜻이 아니다.

열기관의 효율은 $\eta=\dfrac{W}{Q_H}=1-\dfrac{Q_L}{Q_H}$이므로 $Q_L=Q_H(1-\eta)$이다. 대입하면 $Q_L=100\times(1-0.3)=70\,\mathrm{kJ}$이며, 일로 변환된 30 kJ을 뺀 나머지가 저온체로 버려진다.

열역학 제2법칙은 열을 일로 바꾸는 것 자체를 금지하는 것이 아니라, 받은 열을 전부 일로 바꾸는 것(효율 100%)이 불가능하다고 말한다. 따라서 열을 일로 변환하는 것이 불가능하다는 서술이 잘못됐다. 나머지는 각각 켈빈-플랑크 서술, 클라우지우스 서술, 그리고 그 냉동기 표현에 해당하는 옳은 설명이다.

개방형 압축기는 크랭크축이 외부로 노출되어 냉매 누설 위험이 있으므로 반드시 축봉장치(shaft seal)가 필요하다. 1번은 정답(전동기 별도 설치)이고, 2번도 정답(누설 위험 있음), 4번도 정답(소음 크고 설치 공간 필요)인 반면, 3번은 개방형의 가장 큰 단점 중 하나인 축봉장치 필요성을 완전히 반대로 서술했으므로 틀린 것이다.

가역 단열과정은 열출입이 없어 $\dfrac{\delta Q}{T}=0$이고 비가역에 의한 엔트로피 생성도 없으므로 $\Delta S=0$인 등엔트로피 과정이다. 스로틀(교축)은 대표적 비가역 과정이라 엔트로피가 증가하고, 가역 등온·정압과정은 열출입이 있어 엔트로피가 변한다.

아음속에서는 단면적이 줄어야 유속이 빨라지고, 초음속에서는 반대로 단면적이 늘어야 가속된다. 따라서 아음속 흐름을 초음속까지 가속하려면 목(throat)에서 음속에 도달한 뒤 확대부에서 계속 가속되는 축소-확대(라발) 노즐이 필요하다.

밀폐계 에너지식은 $\Delta U=Q-W$이며 흡수한 열은 양, 외부로 한 일도 양으로 잡는다. 대입하면 $\Delta U=167-20=147\,\mathrm{kJ}$이므로 내부에너지는 약 147 kJ 증가한다.

과정을 얼음 현열, 융해 잠열, 물 현열로 나누어 더한다. 얼음 $-4\,^\circ\mathrm{C}\to 0\,^\circ\mathrm{C}$는 $1\times 2\times 4=8\,\mathrm{kJ}$, 융해는 $1\times 340=340\,\mathrm{kJ}$, 물 $0\,^\circ\mathrm{C}\to 18\,^\circ\mathrm{C}$는 $1\times 4\times 18=72\,\mathrm{kJ}$이다. 합하면 $8+340+72=420\,\mathrm{kJ}$이다.

카르노 사이클은 고온·저온 열원과의 가역 등온과정 2개와, 두 온도를 잇는 가역 단열(등엔트로피)과정 2개로 구성된다. 정압과정 2개와 정적과정 2개로 이루어진 것은 카르노가 아닌 다른 이론 사이클이며, 카르노의 효율은 두 열원의 절대온도만으로 $\eta=1-\dfrac{T_L}{T_H}$로 결정된다.

카르노 사이클의 효율은 $\eta=1-\dfrac{T_L}{T_H}=1-\dfrac{300}{500}=0.4$이다. 출력일은 $W=\eta Q_H=0.4\times 360=144\,\mathrm{kJ}$이며, 저온체로 버려지는 열은 216 kJ이다.

계가 단열되어 있으면 주위와 열교환이 전혀 없고 일은 엔트로피를 수반하지 않으므로 주위의 엔트로피는 변하지 않는다. 따라서 주위 엔트로피가 $\dfrac{1200}{300}=4\,\mathrm{kJ/K}$ 증가한다는 서술은 옳지 않다. 단열계에서 열출입이 없는 채 1200 kJ의 일을 했으므로 $\Delta U=-1200\,\mathrm{kJ}$이고, 단열계의 엔트로피는 생성항 때문에 감소할 수 없으며 총엔트로피 역시 감소하지 않는다.

공랭식 응축기는 공기의 대류 열전달 계수가 물보다 훨씬 작아 열통과율이 수냉식보다 낮고, 같은 능력이라면 전열면적이 커져야 하므로 주로 소·중용량 장치에 사용된다. 응축온도도 수냉식보다 높게 형성된다. 입형 셸 앤 튜브는 암모니아용으로 운전 중 튜브 청소가 가능하고, 횡형은 냉각탑 조합으로 냉각수 소비가 적으며, 증발식은 물의 증발잠열을 이용해 소비 수량이 가장 적다.
[근거] 응축기 형식별 전열 특성(공랭식=열통과율 소, 소·중용량용)

만액식 증발기는 증발기 내부가 냉매액으로 채워져(액 75% 정도) 전열면 대부분이 액과 접촉하므로 전열이 양호하다. 대신 냉매 충전량이 많고, 냉매에 녹아든 윤활유가 증발기 내에 고이기 쉬워 특히 프레온 장치에서는 유회수 장치가 필요하다. 건식 증발기는 냉매 충전량이 적고 유회수가 쉬우며, 출구 냉매는 과열증기 상태로 압축기에 흡입된다.
[근거] 만액식(전열 양호·충전량 다·유회수 필요) vs 건식(충전량 소·출구 과열증기) 증발기 특성

패러데이 법칙에 따라 유기기전력의 크기는 $e=N\dfrac{d\phi}{dt}$이다. $\phi=2t^{2}+3t$이므로 $\dfrac{d\phi}{dt}=4t+3$이고, $t=3\,\mathrm{s}$에서 $4\times 3+3=15\,\mathrm{Wb/s}$다. 따라서 $e=10\times 15=150\,\mathrm{V}$이며, 부호(-)는 렌츠의 법칙에 따른 방향을 뜻할 뿐 크기에는 영향이 없다.

미리 정해진 순서나 논리 조건에 따라 제어 동작을 단계적으로 진행시키는 제어를 시퀀스제어라 한다. 제어 결과를 되먹임하지 않는 개회로 제어가 기본이며, 전자개폐기·타이머·PLC 등으로 구현한다.

PLC가 시퀀스 동작을 소프트웨어로 처리하는 방식은 프로그램을 순차 반복 실행하는 사이클릭 처리, 우선순위 신호를 즉시 처리하는 인터럽트 우선 처리, 여러 처리를 동시 진행하는 병행 처리로 나뉜다. 래더도는 접점 회로를 그림으로 나타낸 프로그램 표현(작성) 방식이지 내부 처리방식이 아니다.

단상 전파정류의 직류 평균전압은 교류 실효값에 대해 $E_d=\dfrac{2\sqrt{2}}{\pi}E\approx 0.9E$이다. 따라서 $E=\dfrac{E_d}{0.9}=\dfrac{100}{0.9}\approx 111\,\mathrm{V}$이다. 141 V는 최대값($\sqrt{2}\times 100$)이고 200 V는 중간탭 전체 전압에 해당하므로 상전압이 아니다.

공기조화 부하는 현열부하(온도 변화)와 잠열부하(습도 변화)로 구분된다. 침입외기에 의한 취득열량은 실외의 따뜻하고 습한 공기가 실내로 들어올 때 발생하는 열량으로, 온도 상승에 따른 현열(顯熱)뿐 아니라 수증기량 증가에 따른 잠열(潛熱)을 모두 포함한다. 반면 외벽·유리창·바닥을 통한 열량은 온도차에만 의존하는 현열부하이므로 잠열을 포함하지 않는다.

옴의 법칙은 교류회로에서도 임피던스를 저항 자리에 놓아 $V=IZ$ 형태로 확장 적용되며, 임피던스에 의한 전압강하도 이 관계로 설명된다. 따라서 임피던스 전압강하는 설명할 수 없다는 서술이 옳지 않다. 나머지는 전압·전류·저항의 관계, 저항에 의한 전류 조절, 저항 전압강하를 설명한다는 옳은 서술이다.

ON-OFF 동작은 제어량이 설정값을 넘으면 완전히 끄고 밑돌면 완전히 켜는 2위치 단속 동작이라 구조가 간단하다. 대신 조작량이 두 값밖에 없어 제어량이 설정값 부근에서 계속 오르내리는 사이클링(헌팅)이 필연적으로 생긴다. 오프셋(잔류편차)이 문제되는 것은 비례(P) 동작이다.

기준 정현파 전압이 $e=V_m\sin(\omega t+30°)$일 때, 위상이 90° 뒤지고 최댓값이 20A인 전류는 $i=20\sin(\omega t+30°-90°)=20\sin(\omega t-60°)$가 된다.

권선형 유도전동기는 슬립링을 통해 2차 회로에 외부 저항을 연결할 수 있고, 비례추이 특성에 의해 2차 저항을 키우면 최대토크 발생 슬립이 커져 기동전류는 줄고 기동토크는 커진다. 전전압·리액터·기동보상기 기동은 2차 회로를 꺼낼 수 없는 농형 유도전동기에 쓰는 방법이다.

유효전력과 피상전력의 관계는 $P=P_a\cos\theta$이므로 $P_a=\dfrac{P}{\cos\theta}$이다. 대입하면 $P_a=\dfrac{80}{0.8}=100\,\mathrm{kVA}$이며, 이때 무효전력은 60 kvar이다.

변압기의 전손실은 부하와 무관한 철손과 부하에 비례하는 동손의 합이며, 전체 손실이 최소(효율 최대)가 되는 조건은 철손과 동손이 같아지는 부하율에서 성립한다.

직류 전동기의 역기전력은 단자전압에서 전기자 저항강하를 뺀 값으로 $E=V-I_aR_a$이다. 대입하면 $E=200-100\times 0.2=180\,\mathrm{V}$이다. 회전속도 1200 rpm은 $E=k\phi N$에서 자속을 구할 때 쓰이는 값으로 역기전력 계산에는 필요하지 않다.

T-x선도(습공기선도)는 건구온도와 절대습도를 좌표축으로 하며, 이를 통해 다양한 습공기 성질을 읽을 수 있다. 엔탈피는 선도 상의 등엔탈피선으로 표현되므로 알 수 있고, 습구온도는 등습구온도선으로 표현되어 읽을 수 있으며, 상대습도는 등상대습도곡선으로 표현되어 결정할 수 있다. 반면 풍속은 공기의 유동 특성으로서 T-x선도의 어떤 선이나 영역으로도 표현되지 않으므로 선도에서 알 수 없다.

시퀀스 제어는 정해진 순서대로 동작을 진행시키는 개회로(open loop) 제어여서 제어 결과를 되먹임해 비교하지 않는다. 따라서 폐회로 제어계로 사용된다는 서술이 옳지 않다. AND·OR 등 조합논리회로, 전자계전기, 타이머 같은 시간지연요소가 쓰인다는 설명은 모두 맞다.

실내 이산화탄소(CO₂) 농도의 안전 기준은 1000ppm(0.1%)이다. 이는 일반적으로 실내 공기질 관리에서 쾌적한 환경의 기준으로 사용되며, 이 수준 이하에서는 인체에 해로운 영향이 없는 것으로 알려져 있다. 500ppm 이하는 매우 쾌적한 수준이고, 1500ppm 이상으로 올라가면 졸음, 집중력 저하 등 불쾌감을 유발하기 시작한다.

서로 다른 주파수 성분을 갖는 두 정현파 전류는 직교하므로, 합성 전류의 실효값은 각 성분 실효값의 제곱합의 제곱근, 즉 $I=\dfrac{1}{\sqrt2}\sqrt{I_{m1}^2+I_{m2}^2}$로 구해진다.

권수비를 $a$라 하면 2차 전압은 $\dfrac{720}{a}$, 2차 전류는 $2a$이므로 부하저항 조건에서 $\dfrac{720/a}{2a}=0.4$가 성립한다. 정리하면 $a^{2}=\dfrac{720}{0.8}=900$, $a=30$이다. 2차 탭이 110 V이므로 1차측 탭 전압은 $110\times 30=3300\,\mathrm{V}$다.

무인 운전 엘리베이터는 호출과 정지층에 따라 미리 짜인 운전 순서(가속-정속-감속-정지)를 시간에 맞춰 그대로 수행하므로 목표값이 미리 정해진 대로 변하는 프로그램제어에 해당한다. 추종제어는 목표값이 예측 불가능하게 변할 때, 정치제어는 목표값이 일정할 때 쓰는 분류다.

기계설비법령상 기계설비유지관리자 선임 대상은 연면적 1만 제곱미터 이상의 건축물, 500세대 이상의 공동주택, 300세대 이상으로서 중앙집중식 난방방식(지역난방 포함)의 공동주택 등이다. 관리주체는 유지관리자를 선임하고 유지관리기준에 따라 점검·기록을 작성·보존하여야 한다. 보기 중에는 '연면적 1만 제곱미터 이상의 건축물'만 기준에 부합한다.
[근거] 기계설비법 제19조 및 같은 법 시행령(유지관리자 선임 대상: 연면적 1만m² 이상, 500세대 이상, 중앙집중난방 300세대 이상)(현행 원문 확인)

토출측 스톱밸브를 닫은 채 압축기를 기동하면 토출가스의 출구가 막혀 토출압력이 급상승하여 압축기 파손이나 안전밸브 분출 등 중대사고로 이어진다. 기동 전에는 토출밸브가 완전히 열려 있는지 반드시 확인해야 한다. 오일 레벨 확인, 냉각수 통수 확인, 크랭크케이스 히터 통전(오일 중 냉매 방출로 오일포밍 방지)은 모두 올바른 기동 전 점검사항이다.
[근거] 냉동기 시운전 표준 절차(토출밸브 개방 확인, 유면·냉각수·오일히터 점검)

오스타는 강관 끝에 나사를 깎는 수동 나사절삭기여서 동관 접합과는 무관하다. 익스팬더는 관 끝을 넓혀 확관접합을 만들고, 플레어링 툴은 관 끝을 나팔 모양으로 벌려 압축이음을 하며, 사이징 툴은 변형된 관 끝을 진원으로 잡아 주는 동관 전용 공구다.

플랜지 규격은 호칭지름, 압력등급(레이팅), 면(face)의 형상(RF·FF·RTJ 등), 배관과의 부착방법(맞대기용접형·소켓형·나사형·루스형 등)으로 규정된다. 파이프의 재질은 배관 사양에서 따로 정해지는 항목이므로 플랜지 자체를 규정하는 사항으로 보지 않는다.

동관은 두께에 따라 K형(가장 두꺼움), L형, M형 순으로 나뉘며, 급탕관에는 강도와 경제성이 균형을 이루는 L형이 가장 많이 쓰인다. K형은 의료용 배관 등 고압·고신뢰 용도에, M형은 두께가 얇아 저압 용도에 쓴다.

방연방화댐퍼(SFD)는 루버형 댐퍼에 연기감지기와 온도퓨즈를 함께 연동시켜 연기와 화염을 모두 차단하는 것이므로 스프릿댐퍼와 짝지을 수 없다. 스프릿댐퍼는 덕트 분기부에서 풍량을 나누는 조절용 댐퍼다. 나머지 풍량조절댐퍼-버터플라이형, 방화댐퍼-루버형, 방연댐퍼-연기감지기 연동은 옳게 짝지어졌다.

앵글밸브는 밸브 몸통에서 입구와 출구가 서로 직각으로 배치되어 유체의 흐름 방향을 90도 꺾으면서 동시에 유량을 조절할 수 있는 밸브로, 방열기 입구나 배관 모서리부에 쓰인다. 게이트밸브와 볼밸브는 유로가 직선인 개폐용이고, 체크밸브는 흐름 방향을 바꾸는 것이 아니라 역류를 막는 밸브다.

수격작용(워터해머)이 우려되는 곳에는 압력파를 흡수하는 수격방지기(에어챔버)를 설치해야 한다. 진공브레이커는 배관 내 부압으로 오염수가 역류(역사이펀)하는 것을 막기 위해 대기를 도입하는 기구여서 수격 방지 목적과는 다르다. 나머지 공기·오물 정체 방지, 보수용 플랜지(유니언) 설치, 음료용 급수관의 크로스커넥션 금지는 옳은 시공 원칙이다.

스트레이너는 배관 내 스케일·모래·용접 슬래그 같은 이물질을 금속망으로 걸러 밸브나 펌프, 트랩의 손상을 막는 부속이다. 보통 Y형·U형·V형이 있으며 제어밸브나 증기트랩 상류에 설치한다. 유니언은 관의 분해·조립용, 체크밸브는 역류 방지용이다.

경질염화비닐관의 TS식 조인트는 관과 이음쇠의 테이퍼 끼워맞춤과 접착제에 의해 접합되며, 접착 효과는 유동삽입, 일출접착, 변형삽입 세 가지로 설명한다. 소성삽입은 여기에 해당하지 않는다.

통기관의 본질적 역할은 배수 시 배수관 내에 생기는 압력 변동(자기사이펀·유인사이펀·분출)을 대기와 통하게 해 완화함으로써 트랩의 봉수가 파괴되지 않도록 보호하는 것이다. 취기 역류나 해충 침입을 직접 막는 것은 봉수를 유지한 트랩이 하는 일이며, 통기관은 실내 환기용 덕트가 아니다.

관지지 장치(piping support)에서 서포트(support)의 종류는 파이프 슈, 리지드 서포트, 롤러 서포트 등 관의 무게를 직접 받쳐주는 정적 지지 방식들이다. 반면 콘스턴트 행거(constant hanger)는 서포트가 아닌 서스펜션(현수) 장치로 분류되며, 관의 무게를 케이블이나 로드로 매달아 지지하는 방식으로 스프링의 하중을 일정하게 유지하도록 설계된 것이다. 따라서 정적 지지 방식의 서포트 종류 중에서 콘스턴트 행거는 포함되지 않는다.

도시가스 배관을 시가지의 도로노면 밑에 매설할 때는 노면으로부터 배관 외면까지 최소 1.5 m 이상을 유지해야 한다. 이는 도시가스사업법 시행규칙의 배관 매설 기준으로, 도로 노면 아래 일정한 깊이를 확보함으로써 외부 충격과 지반 침하로부터 배관을 보호하기 위한 규정이다. 방호구조물 안에 설치하는 경우는 이 깊이 요건이 면제되므로 주의하여야 한다.

지름이 서로 다른 관을 연결할 때는 리듀서(이경 소켓·부싱 포함)를 사용한다. 엘보는 방향 전환, 티는 분기, 플랜지는 같은 지름 관의 분해 가능한 접합에 쓰인다.

스윙식 체크밸브는 힌지로 매달린 디스크가 유체 흐름에 따라 열리고 역류 시 닫히는 구조여서 수평 배관과 수직 배관 어디에나 설치할 수 있다. 리프트식은 디스크가 중력으로 수직 상하 이동하므로 수평 배관에만 쓸 수 있고, 안전밸브와 코크밸브는 역류 방지용이 아니다.

트랩은 봉수를 확실히 유지하면서도 청소와 점검이 쉬워야 하므로 구조는 오히려 간단해야 한다. 구조가 복잡하면 오물이 쌓여 막히기 쉽고 보수가 어려워지므로 구비조건이 될 수 없다. 내식성이 좋을 것, 봉수가 쉽게 유실되지 않는 구조일 것, 자기 세정작용이 있을 것은 옳은 조건이다.

프레온 냉매배관에서 2중 입상관을 쓰는 이유는 부분부하로 냉매 유량이 줄어도 오일을 끌고 올라갈 최소 유속을 확보하기 위해서다. 이때 두 입상관 하부의 트랩은 고인 오일량을 최소로 하기 위해 되도록 작게 만들어야 하므로 트랩을 크게 한다는 서술이 옳지 않다. 과대한 압력강하 방지, 정지 중 압축기로의 액냉매 유입(리퀴드 백) 방지, 토출된 윤활유의 지속적 회수는 모두 지켜야 할 원칙이다.

배수 횡지관에서 통기관을 빼낼 때는 배수관 상부에서 수직으로, 또는 수직선과 이루는 각이 45도 이내가 되도록 이어내야 한다. 각도가 이보다 눕게 되면 배수나 오물이 통기관으로 흘러들어 관을 막고 통기 기능을 잃게 된다.

배관 지지장치는 관과 유체, 보온재를 포함한 전체 하중을 견디고, 온도변화에 따른 신축을 흡수하며, 수격이나 외부 진동에도 견고해야 한다. 다만 배관계의 소음과 진동은 방진 행거나 방진 패드로 차단해 외부 구조체에 전달되지 않도록 해야 하므로, 외부에 전달해야 한다는 서술은 틀렸다.

송풍기 상사법칙에서 회전속도가 일정할 때 풍량은 임펠러 지름의 세제곱에 비례하므로, 지름의 제곱에 비례한다는 서술이 틀렸다. 정리하면 $Q\propto N D^{3}$, $P_s\propto N^{2}D^{2}$, $L\propto N^{3}D^{5}$이므로 크기가 일정할 때 풍량은 회전속도에, 정압은 회전속도의 제곱에 비례하고 회전속도가 일정할 때 정압은 지름의 제곱에 비례한다.

신정통기관은 배수수직관의 최상부를 관지름을 줄이지 않고 그대로 위로 연장하여 지붕 위 대기 중에 개구한 것이다. 배수수직관의 최하부에서 분기하여 별도로 개구한다는 설명이 틀리다. 각개통기 방식이 기구마다 통기관을 설치해 봉수 보호가 가장 확실하다는 설명, 루프통기관이 최상류 기구의 배수관 접속점 바로 아래에서 분기하며 통상 8개 이내의 기구를 담당한다는 설명, 결합통기관이 고층 건물에서 배수수직관과 통기수직관을 중간층에서 연결한다는 설명은 모두 옳다.
[근거] 배수·통기 설비 일반 — 신정통기(배수수직관 상부 연장), 각개·루프·결합 통기의 정의

현행 하수도법 시행규칙의 개인하수처리시설 방류수수질기준: 오수처리시설은 1일 처리용량 50m³ 미만일 때 수변구역 BOD 10mg/L 이하(SS 10 이하), 특정지역·기타지역 BOD 20mg/L 이하(SS 20 이하)이고, 50m³ 이상이면 모든 지역 BOD 10mg/L 이하이다. 정화조(11인용 이상)의 BOD 제거율은 수변구역·특정지역 65% 이상, 기타지역 50% 이상이다. 따라서 정화조(11인용 이상)의 BOD 제거율 기준을 기타지역에서 65% 이상이라고 한 설명이 틀리다(50% 이상이 맞음).
[근거] 하수도법 제7조 및 같은 법 시행규칙 제3조 관련 별표(개인하수처리시설의 방류수수질기준) — 2026년 현행 기준 확인