[공조냉동기계산업기사 필기] 24년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

토탈에너지방식은 가스엔진, 디젤엔진, 가스터빈 등 열병합이 가능한 원동기로 전력과 배열을 동시에 얻는 방식이며, 전동기는 배열을 만들어내지 못하므로 구동기관에 해당하지 않는다.

공조기의 송풍량은 실내에서 발생하는 현열부하(실내취득열량)를 처리하기 위한 온도차로 결정되므로, 냉방 시 송풍량 산출과 가장 밀접한 부하는 실내취득열량이다.

자연환기는 급기구와 배기구의 위치, 높이차 등에 따라 환기량이 크게 달라지므로, 개구부 위치와 무관하다는 설명은 옳지 않다.

에어와셔의 분무 수압은 일반적으로 1.0kgf/cm²보다 높은 1.5~2kgf/cm² 정도로 하므로, 1.0kgf/cm² 이하라는 설명은 옳지 않다.

조명기구의 발열은 수분을 동반하지 않는 순수한 현열이므로 잠열량이 포함되지 않는다.

밀봉 용기와 위크 구조체로 증발부·응축부·단열부를 구성하여 작동유체의 증발·응축 잠열로 열을 이동시키는 기기는 히트 파이프이다.

개방식 팽창탱크의 팽창관에는 동결·폐쇄 사고를 막기 위해 밸브를 설치하지 않는 것이 원칙이므로, 밸브로 유량을 조절한다는 설명은 옳지 않다.

공조 부하계산은 실내외 온습도 설정, 벽체·지붕 재료 및 치수, 발열기구 사용시간 등을 근거로 하며, 냉난방을 어떤 열원방식으로 공급할지는 부하 자체의 크기와 무관하다.

고속덕트는 유속이 빠른 만큼 마찰저항과 운전비가 커지고 소음도 크게 발생하므로, 소음이 작다는 설명은 옳지 않다.

냉각수량은 $\dfrac{3900}{1\times5}=780\,\mathrm{kg/h{\cdot}RT}=13\,\mathrm{L/min{\cdot}RT}$이다.

필터 1개의 처리풍량은 $1.4\times0.30\times0.8\times60\approx20.16\,\mathrm{m^3/min}$이므로, 필요 개수는 $320\div20.16\approx16$개이다.

복사난방은 벽·바닥 표면에서 균일하게 방열되어 실내 상하 온도차가 작으므로 다른 난방방식보다 쾌감도가 좋다.

여름철 냉방에서는 실내 쾌적성과 직결되는 온도 변화가 가장 중요하게 다뤄진다.

HEPA 필터의 포집효율은 미세입자(DOP 입자)를 이용한 DOP법으로 측정하는 것이 표준이다.

전공기방식은 덕트가 크고 반송동력이 많이 들어 설비비·운전비가 높고 각 실 개별제어도 어려우므로, 저렴하고 개별제어가 쉽다는 설명은 옳지 않다.

정압재취득법은 풍속 저하에 따라 회복되는 정압으로 다음 구간의 마찰손실을 보전하도록 설계하므로, 각 취출구 직전의 정압이 대략 일정하게 유지되는 특징이 있다.

플로트트랩은 응축수의 액위 변화(부력)에 따라 플로트가 오르내리며 밸브를 개폐하는 기계식 트랩으로, 온도차를 이용한다는 설명은 온도조절식 트랩과 혼동한 것이라 옳지 않다.

그림에서 공기는 30℃로 들어가 16℃로 나가고 냉수는 7℃로 들어가 12℃로 나가는 대향류이므로, 양 끝의 온도차는 $\Delta t_1=30-12=18\,^\circ\mathrm{C}$, $\Delta t_2=16-7=9\,^\circ\mathrm{C}$이다. 대수평균온도차는 $\mathrm{LMTD}=\dfrac{\Delta t_1-\Delta t_2}{\ln(\Delta t_1/\Delta t_2)}=\dfrac{18-9}{\ln(18/9)}=\dfrac{9}{0.693}\approx12.98\,^\circ\mathrm{C}$이다.

팬코일 유닛은 유닛별로 개별 운전·정지가 가능하여 실별 개별제어에 유리한 것이 특징이다.

증기분무 가습은 물의 상변화(기화)를 이용하지 않고 이미 기화된 증기를 그대로 공급하므로, 건구온도를 크게 떨어뜨리지 않는 것이 특징이다.

냉동효과는 $\mathrm{COP}\times$압축일 $=4\times45=180\,\mathrm{kcal/kg}$이므로, 냉매순환량은 $18900\div180=105\,\mathrm{kg/h}$이다.

토양축열방식은 지중(토양) 자체의 축열성을 이용하는 방식이며, 심해 해수온도와 해양 축열성을 이용하는 것은 별도의 해양(수열)축열방식이므로 설명이 잘못되었다.

2원 냉동장치의 저온측 냉매는 비점이 매우 낮은 R-14, R-13, 프로판 등을 사용하며, 비점이 상대적으로 높은 R-22는 저온측 냉매로 적합하지 않다.

냉동능력 100RT는 $100\times3320\times24=7,968,000\,\mathrm{kcal}$의 열량을 24시간 동안 제거하며, 10℃ 물을 0℃ 얼음으로 만드는 데 필요한 열량은 $1\times10+79.68\approx89.68\,\mathrm{kcal/kg}$이므로 만들 수 있는 얼음량은 $7,968,000\div89.68\approx88.5\,\mathrm{ton}$이다.

피스톤 압출량과 체적효율이 같으므로 냉동능력 $R=\dfrac{V\eta_v q_e}{v}$는 냉동효과를 비체적으로 나눈 단위체적당 냉동량에만 비례한다. A 냉매는 $\dfrac{269.03}{0.509}\approx528.5\,\mathrm{kcal/m^3}$, B 냉매는 $\dfrac{40.34}{0.077}\approx523.9\,\mathrm{kcal/m^3}$이므로 두 능력의 비는 $\dfrac{528.5}{523.9}\approx1.0$으로 거의 같다.

표준 냉동사이클에서는 팽창밸브 직전의 냉매액을 응축온도보다 통상 5℃ 정도 낮춘 과냉각 상태로 설정하는 것이 일반적이다.

가역 단열변화는 열 출입이 없고 비가역 손실도 없으므로 엔트로피 변화가 0인 등엔트로피 과정이다.

액분리기(accumulator)는 응축기와 압축기 사이가 아니라 증발기와 압축기 사이(흡입관)에 설치되어 압축기로 액이 흡입되는 것을 막는다.

어큐뮬레이터(액분리기)는 흡입가스 중의 액냉매를 분리해 압축기로의 액흡입에 의한 소손을 방지한다.

가역 단열 과정에서는 엔탈피 변화와 내부에너지 변화가 서로 달라 공업일과 절대일이 일반적으로 같지 않으므로, 같아진다는 설명이 옳지 않다.

펌프다운은 저압측 수리, 기동 시 액해머 방지 및 경부하 기동, 오일포밍 방지를 위해 실시하는 것으로, 저장고 내 급격한 온도저하를 목적으로 하지는 않는다.

공기냉각기의 전열 성능을 높이려면 냉매와 공기의 흐름을 병행류가 아니라 대향류(향류)로 구성하는 것이 유리하다.

역카르노 사이클의 성적계수는 $\varepsilon=\dfrac{T_L}{T_H-T_L}=\dfrac{273}{373-273}=2.73$이다.

H₂O+LiBr계 흡수식 냉동기는 저압인 증발측(응축측)에서 냉매증기의 비체적이 매우 커지므로, 대용량 장치를 공랭식으로 만들기가 곤란하다.

액압축(리퀴드백)은 과열도가 클 때가 아니라 과열도가 부족해 습증기 상태로 흡입될 때 일어나기 쉬우므로 설명이 옳지 않다.

액관의 입상높이가 클수록 압력강하가 커져 플래시가스가 발생하기 쉬우므로, 입상높이가 매우 작을 때는 오히려 플래시가스 발생 원인이 되지 않는다.

지열원 열펌프는 지하수, 지표수, 지중열 등을 이용하는 방식이며, 폐수를 이용하는 열펌프는 별도의 미이용 폐열원 방식으로 지열 이용에 해당하지 않는다.

할라이드 토치는 프레온 냉매가 불꽃에 닿으면 불꽃 색이 녹색(청록색)으로 변하는 것을 이용해 누설을 탐지한다.

할라이드 토치는 프레온계 냉매의 누설 탐지에 쓰이는 방법으로 암모니아 검지에는 적절하지 않으며, 암모니아는 냄새·리트머스지·페놀프탈레인지 변색으로 확인한다.

파열판은 설정압력에서 얇은 금속판이 파괴되며 냉매를 방출하는 1회용 안전장치로, 스프링식 안전밸브처럼 압력이 내려가면 다시 닫혀 반복 사용되는 구조가 아니다.

공기 여과기는 포집원리에 따라 여과식, 정전식, 충돌점착식 등으로 분류되며, 가스식은 분진포집 방식의 분류에 해당하지 않는다.

오버플로우관은 양수관보다 한 치수 크게 하는 것이 일반적이므로 양수관 25A일 때 오버플로우관은 50A로 한다.

루프형 신축이음의 굽힘 반경은 배관에 무리한 응력이 걸리지 않도록 사용관경의 6배 이상으로 한다.

액체의 온도가 낮을수록 포화증기압이 낮아져 캐비테이션이 잘 일어나지 않으므로, 온도가 낮은 경우는 캐비테이션 발생 조건이 아니다.

스케줄 번호는 $1000\times\dfrac{P(\mathrm{kgf/cm^2})}{S(\mathrm{kgf/mm^2}\to\mathrm{kgf/cm^2}\ 환산)}=1000\times\dfrac{70}{3500}=20$으로 계산된다.

도시기호는 배관 도중이 여러 번 감긴 코일 모양으로 그려져 있는데, 이는 가늘고 긴 관을 감아 마찰로 압력을 떨어뜨리는 모세관을 나타낸다. 모세관은 소형 냉동장치에서 팽창밸브 대신 쓰이는 교축기구로, 신축이음이나 오리피스와는 기호가 다르다.

동관은 납땜, 플레어, 플랜지 이음이 일반적이며, 타이튼 이음은 주로 주철관·이형관에 쓰이는 방식이라 동관 이음으로는 적합하지 않다.

급수배관이 바닥·벽을 관통할 때 슬리브를 넣는 것은 배관의 신축을 자유롭게 하고 보수·교체를 용이하게 하기 위함이다.

버킷 트랩으로 응축수를 끌어올릴 때는 증기관과 환수관의 압력차 1kgf/cm²당 5m 이하를 기준으로 리프팅 높이를 정한다.

팽창탱크의 용량은 안전을 고려해 온수의 팽창량보다 여유 있게, 통상 팽창량의 1.5~2.5배 정도로 한다.

용접접합은 이음부가 일체화되어 기밀성·수밀성이 가장 뛰어나고 견고한 배관 접속 방법이다.

세라믹화이버 보온재는 유리섬유보다 오히려 내열성이 매우 높은 재료이므로, 내열성이 가장 낮다는 설명은 옳지 않다.

벨로즈트랩은 온도(열팽창) 변화로 작동하는 온도조절식 트랩이며, 버킷·플로트·다량 트랩과 같은 기계식(액위 이용) 트랩에 해당하지 않는다.

리스트레인트는 앵커, 스토퍼, 가이드처럼 배관의 이동을 구속·제한하는 장치이며, 배관 하중을 지지만 하는 행거는 서포트류에 속해 리스트레인트가 아니다.

암모니아는 황동(동합금)을 부식시키므로 황동관은 암모니아 냉동기 배관에 사용할 수 없다.

팽창량은 $\Delta L=L\alpha\Delta T=10000\times6\times10^{-6}\times150=9\,\mathrm{mm}$이다.

고온수 난방에서 온수 온도는 통상 100~150℃ 범위의 가압 고온수를 사용한다.

리프트피팅은 진공환수식 증기난방에서 응축수를 끌어올리기 위한 장치이며, 급탕배관과는 관련이 없다.

감압밸브 2차측 압력이 이상 상승할 때를 대비한 안전밸브는 1차측이 아니라 압력이 낮아진 2차측(출구측)에 설치해야 한다.

세정밸브식 대변기는 순간적으로 다량의 물과 높은 수압이 필요해 급수관경도 커야 하므로, 급수 사정이 나쁜 일반 주택에는 적합하지 않다.

복잡한 형상을 정밀하고 빠르게 가공하기 위해 좌표값에 따라 공구 경로를 제어하는 방식은 수치제어(NC)이다.

이 문항은 출제 당시 법령을 기준으로 한 문항입니다. 이후 관련 규정이 개정되어 현행 기준과 다를 수 있으니, 시험을 준비하실 때는 최신 법령을 함께 확인하시기 바랍니다.
PLC는 노이즈 방지를 위해 다른 기기와 접지를 공용하지 않고 독립된 전용 접지를 하는 것이 바람직하므로, 공용접지가 좋다는 설명은 옳지 않다.

AC 서보전동기의 전달함수는 적분요소와 2차 요소가 직렬로 결합된 형태로 취급한다.

실효값은 최댓값을 $\sqrt2$로 나눈 값이므로 $141.4/\sqrt2\approx100\,\mathrm{A}$이다.

절연저항은 전선이나 기기의 절연물이 전류가 새어 나가는 것을 막는 능력을 나타내므로, 값이 클수록 누설전류가 적어져 감전과 누전 화재의 위험이 줄어든다. 반면 접지저항은 고장전류를 대지로 원활히 흘려보내야 하므로 작아야 하고, 도체저항과 접촉저항은 통전 시 전압강하와 발열을 일으키므로 역시 작을수록 좋다. 따라서 값이 클수록 유리한 것은 절연저항이다.

주파수가 낮아지면 누설리액턴스($X=2\pi fL$)는 오히려 감소하므로, 누설리액턴스가 증가한다는 설명은 옳지 않다.

피드백 제어계는 계의 특성 변화가 출력에 미치는 영향(입력 대 출력비의 감도)을 줄여 정확성과 안정성을 높이는 것이 특징이다.

왼쪽 가지는 X의 b접점과 Y의 a접점이 직렬이므로 $\overline{X}Y$, 오른쪽 가지는 X의 a접점과 Y의 b접점이 직렬이므로 $X\overline{Y}$이고 두 가지가 병렬로 연결되어 있다. 따라서 논리식은 $\overline{X}Y+X\overline{Y}$이며, 두 입력이 서로 다를 때만 동작하는 배타적 논리합(XOR) 회로이다.

순시값이 $v=200\sin\left(120\pi t+\dfrac{\pi}{3}\right)\,[\mathrm{V}]$이므로 각주파수는 $\omega=120\pi\,\mathrm{rad/s}$이다. $\omega=2\pi f$이므로 주파수는 $f=\dfrac{120\pi}{2\pi}=60\,\mathrm{Hz}$이다.

제어량의 종류에 따른 분류는 서보기구, 프로세스제어, 자동조정으로 나뉘며, 추치제어는 목표값의 성질에 따른 분류이므로 여기에 해당하지 않는다.

전압, 주파수와 같이 목표값이 일정하게 유지되도록 하는 제어는 정치제어에 속한다.

전류가 만드는 자계의 방향은 앙페르의 오른나사 법칙으로 결정된다.

기준입력과 궤환신호의 차(동작신호)를 받아 제어계가 안정된 동작을 하도록 조작신호를 만들어내는 부분은 조절부이다.

미분동작을 결합한 PD동작은 편차 변화에 빠르게 반응하여 제어계의 응답 속응성을 개선하는 데 사용된다.

자기유지회로는 $Y=X+Y$로 X가 1이 되면 Y가 1로 유지되고, 이후 X가 0으로 돌아가도 자기 자신의 접점으로 Y=1이 유지되는 것이 특징이므로, X가 0이 되면 Y도 0이 된다는 설명은 옳지 않다.

2Ω과 3Ω이 직렬로 10V 전원에 연결되어 있으므로 회로에 흐르는 전류는 $I=\dfrac{10}{2+3}=2\,\mathrm{A}$이다. 직렬회로에서는 전압이 저항에 비례해 나뉘므로 $V_1=2\times2=4\,\mathrm{V}$, $V_2=2\times3=6\,\mathrm{V}$이고, 두 값의 합은 전원전압 10V가 된다.

프로그램형 제어기(PLC)의 강전 출력은 전동기, 전자접촉기 등 계전기, 솔레노이드처럼 전력을 소비하는 부하를 직접 구동하는 출력을 말한다. 프린터는 연산 결과나 데이터를 기록하는 약전측 주변기기이므로 강전 출력에 해당하지 않는다.

열선 전류계는 전류에 의한 열선의 열팽창을 이용하는 계기로 제벡효과(열전효과)가 아니라 줄열 팽창 원리를 이용하므로 나머지와 원리가 다르다.

측정량을 기준량과 평형시켜 지시계의 눈금이 0이 되도록 조정해 측정하는 방법은 영위법이다.

$Y=AB+A\bar{B}+\bar{A}B=A(B+\bar{B})+\bar{A}B=A+\bar{A}B=A+B$로 간략화된다.