[공조냉동기계기능사 필기] 2019년 1회 기출복원 모의고사 기출문제 정답·해설 페이지

크레인에서 권과 방지 장치는 훅 등 권상용 와이어로프가 지정된 거리(최상단·최하단) 이상 감기거나 풀리지 않도록 자동으로 권상·권하를 정지시키는 방호장치이다.
과부하방지장치는 정격하중 초과를 막고, 비상정지장치는 이상 발생 시 전체 동작을 즉시 멈추며, 해지장치는 훅에서 하물이 이탈하지 않도록 하는 장치로 기능이 다르다.

스패너 길이가 짧다고 파이프 등을 끼워 연장해서 사용하는 것은 금지되므로, 이를 권장하는 설명은 틀리다.
파이프를 끼우면 과도한 힘이 가해져 볼트·너트나 스패너가 파손되거나 미끄러져 손을 다치는 사고로 이어지기 쉽다.
나머지는 모두 올바른 사용 수칙이다.
미끄러짐 주의 — 스패너가 벗겨지거나 미끄러지는 것에 주의한다.
입과 너트 폭 — 입이 너트 폭에 맞는 것을 쓴다.
무리한 힘 금지 — 무리한 힘을 주지 않고 조심스럽게 쓴다.

물을 소화제로 사용하는 주된 이유는 증발잠열이 커서 냉각 효과가 뛰어나기 때문이다.
연소물의 열을 크게 빼앗아 온도를 낮춘다.

고열에 의한 화상 위험이 있는 작업에는 방열복 등 내열용 보호구를 착용해야 한다.
안전대는 추락 위험이 있는 고소작업에서 사용하는 보호구이므로 이 연결은 틀렸다.
추락 위험 — 안전모를 착용하는 것이 맞는 연결이다.
물체가 흩날릴 위험 — 보안경을 착용하는 것이 맞는 연결이다.
감전 위험 — 절연용 보호구를 착용하는 것이 맞는 연결이다.

방폭 구조 분류에 해당되지 않는 것은 자체 방폭구조이다.
방폭 전기기기의 구조는 내압 방폭구조, 유입 방폭구조, 압력 방폭구조, 안전증 방폭구조, 본질안전 방폭구조 등으로 분류되며, '자체 방폭구조'라는 명칭의 분류는 존재하지 않는다.

액압축이 일어나면 증발하지 못한 액냉매가 실린더로 들어가면서 열을 빼앗아 실린더에 서리가 낀다.
나머지 설명은 모두 틀렸다.
토출배관 — 토출가스 온도가 낮아지므로 따뜻해진다는 설명은 틀렸다.
실린더 과열 — 액냉매의 흡열로 실린더는 과열이 아니라 냉각되므로 과열된다는 설명도 틀렸다.
축수 하중 — 액압축은 압축기에 무리를 주어 축수(베어링) 하중을 오히려 증가시키므로 감소한다는 설명도 틀렸다.

보호가스를 용기 내부에 압입하여 내부압력을 유지함으로써 가연성 가스의 유입을 막는 방폭구조는 압력방폭구조이다.
보호가스를 용기 내부에 압입하여 내부압력을 외부 대기압보다 높게 유지한다.
내압방폭구조는 내부에서 폭발이 일어나도 용기가 이를 견디고 화염이 외부로 전파되지 않도록 한 구조이다.
유입방폭구조는 불꽃·아크가 발생하는 부분을 기름 속에 넣어 외부 가스에 인화되지 않도록 한 구조이다.
안전증방폭구조는 정상 운전 시 불꽃이나 고온부가 생기지 않도록 안전도를 증가시킨 구조이다.

연소속도는 온도가 높을수록, 입자가 작을수록, 촉매가 작용할수록 빨라진다.
반대로 산화되기 쉬운(반응성이 큰) 물질일수록 연소속도가 빨라지므로, 산화되기 어려운 물질일수록 연소속도가 빨라진다는 설명은 잘못되었다.

도시가스 중압은 0.1 MPa 이상 1 MPa 미만이다.
도시가스 압력은 저압(0.1 MPa 미만), 중압(0.1 MPa 이상 1 MPa 미만), 고압(1 MPa 이상)으로 구분한다.
중압은 다시 중압A와 중압B로 나누기도 한다.

물체의 낙하·비래 위험과 감전·추락 위험이 있는 작업에서는 머리를 보호하는 안전모를 착용해야 한다.
안전벨트는 추락 방지에, 방열복은 고열 작업에, 보안면은 용접·연삭 등에서 얼굴을 보호하는 데 특화된 보호구로, 낙하·감전·추락 위험을 함께 방어하는 용도와는 다르다.

교육내용에 해당되지 않는 것은 압력방출장치가 개방된 상태를 확인하는 항목이다.
보일러 안전 운전 교육에는 압력방출장치·압력제한스위치·화염검출기의 설치 및 정상작동 여부 점검, 고저수위조절장치와 급수펌프의 상호기능 점검, 가동 중 정위치 이탈 금지 등이 포함된다.

안전표시를 하는 목적이 아닌 것은 사업장의 경계 구분이다.
안전표지는 작업환경을 통제해 재해를 예방하고, 시각적 자극으로 주의를 환기시키며, 불안전한 행동을 배제해 재해를 막기 위한 목적으로 설치된다.
경계 구분은 안전표지가 아니라 담장·펜스 등 별도의 시설이 담당하는 기능이다.

관계있는 것은 혼촉이다.
고압선과 저압선이 병가된 상태에서 접촉하거나 변압기 1차·2차 코일의 절연이 파괴되어 고압 회로와 저압 회로가 서로 섞이는 현상을 혼촉이라 한다.
나머지 현상은 다음과 같이 구분된다.
단락 — 회로 내 두 도체가 직접 접촉해 저항이 거의 없는 상태로 큰 전류가 흐르는 현상이다.
지락 — 전로가 대지와 접촉하는 현상이다.
누전 — 절연 불량으로 전류가 정상 경로 밖으로 새어나가는 현상이다.

가스용접은 응용범위가 넓고 설비비가 저렴하며, 아크용접에 비해 유해광선의 발생이 적다는 장점이 있다.
다만 화염의 가열범위가 넓어 국부적인 정밀 가열이 어렵고 열영향부가 넓어 변형이 크다는 점은 장점이 아니라 단점에 해당한다.

교류아크용접기의 무부하 감전 예방 장치는 자동전격방지기이다.
도전체에 둘러싸인 장소, 추락 위험이 있는 2m 이상 장소로 도전성 물체 접촉 우려가 있는 곳, 물·땀으로 습윤한 장소에서 교류아크용접기(자동 작동 제외)를 쓰면 설치해야 한다(산업안전보건기준에 관한 규칙 제306조 제2항).

NH3를 냉매로, 물을 흡수제로 쓰는 흡수식 냉동기의 열교환기는 흡수기에서 발생기로 보내지는 진한(농) NH3 수용액과 발생기에서 흡수기로 돌아가는 묽은(희) NH3 수용액 사이에서 열을 주고받는 역할을 한다.
이를 통해 발생기로 들어가는 진한 용액은 예열되고, 흡수기로 돌아가는 묽은 용액은 미리 냉각되어 장치의 열효율이 높아진다.

NH₃ 냉매 장치에 열교환기를 설치하지 않는 이유는 NH₃의 비열비 값이 크기 때문이다.
NH₃는 비열비 값이 커서 압축 후 토출가스 온도가 이미 높다.
흡입가스를 액냉매로 추가 가열(과열)시키는 열교환기를 설치하면 토출가스 온도가 더욱 상승해 압축기에 무리를 줄 수 있어 일반적으로 설치하지 않는다.
응축압력이나 증발압력이 낮아서, 또는 임계점이 높아서라는 설명은 열교환기 미설치 이유와 직접 관련이 없다.

1냉동톤(RT)은 0℃의 물 1ton을 24시간 동안 0℃의 얼음으로 만드는 데 필요한 열량을 냉동능력의 기준 단위로 정의한 것이다.
시간 단위를 1시간으로 바꾸거나 물의 양을 1kg으로 바꾼 정의는 냉동톤의 표준 정의와 다르다.

동관을 납땜으로 이음할 때 이음쇠와 관 사이의 틈새는 모세관현상으로 용가재가 잘 스며들도록 0.04~0.2mm 정도로 매우 좁게 두는 것이 적당하다.
틈새가 이보다 크게 벌어지면 모세관현상이 약해져 용가재가 틈 전체를 채우지 못하고, 접합부의 강도와 기밀성이 떨어진다.

압축기 성능계수(COP) 비교는 반대로 서술되어 있다. 밀폐형 압축기는 전동기가 냉매 계통 내부에 있어 성능계수에 전동기 효율까지 포함되며, 개방형 압축기는 전동기가 외부에 별도로 있어 전동기 효율이 포함되지 않는다.
압축실 체적을 줄여 냉매 압력을 높이는 것, 냉동능력·소비동력·소음·진동·수명 등을 종합적으로 평가하는 것, 성능계수와 단위 냉동능력당 소비동력으로 성능을 측정하는 것은 옳은 설명이다.

제상 방법이 아닌 것은 산을 살포하는 방식이다.
증발기 제상 방법에는 전열제상, 핫가스제상, 부동액(브라인) 살포제상, 살수제상, 공기제상 등이 있다.
산을 살포하는 방식은 금속 부식을 일으켜 냉동장치의 제상 방법으로 사용되지 않는다.

세탁기나 자동판매기처럼 미리 정해진 순서에 따라 각 단계가 차례로 진행되며 제어 목표를 달성하는 방식은 시퀀스 제어이다.
on-off 제어나 서보 제어는 목표값과 현재값을 비교해 되먹임(피드백)하는 제어 방식이고, 공정 제어는 산업 공정의 상태량을 제어하는 방식이어서 정해진 순서대로 진행되는 시퀀스 제어와는 원리가 다르다.

옴의 법칙에 따르면 전류는 전압에 비례하고 저항에는 반비례한다.
옴의 법칙은 $I=\dfrac{V}{R}$ 관계이다.
따라서 전류가 저항에 비례하거나 전압·저항의 제곱에 비례한다는 설명은 모두 틀렸다.

팽창밸브를 너무 닫았을 때 일어나는 현상이 아닌 것은 증발압력·온도가 상승한다는 것이다.
팽창밸브를 너무 닫으면 냉매 유량이 줄어 증발압력과 증발온도는 오히려 낮아지고, 흡입가스는 과열되며 압축기 토출가스 온도와 소요동력은 증가한다.

옳은 설명은 압축기의 토출가스 온도가 흡입가스의 과열도가 클수록 높아진다는 것이다.
압축 전 흡입가스의 온도가 높을수록 토출가스 온도도 함께 높아진다.
워터자켓은 토출온도가 높은 암모니아 압축기에 주로 부착하며, 프레온12는 토출온도가 낮아 워터자켓이 필요하지 않으므로 해당 설명은 맞지 않다.
톱 클리어런스가 커지면 재팽창 가스량이 늘어 체적효율은 오히려 떨어진다.
토출가스 온도가 상승하는 조건에서는 체적효율도 낮아지므로 변하지 않는다는 설명은 맞지 않다.

냉매가 부족하면 순환량이 줄어 냉동능력이 감소하고 흡입가스가 과열되며, 증발기로 유입되는 냉매가 적어 흡입관에 서리(상)가 잘 붙지 않는다.
반면 냉매량 자체가 줄어들면 응축기로 보내지는 냉매도 적어지므로 고압측 압력은 오히려 낮아지며, 상승한다는 설명은 실제 현상과 반대다.

리듀서(reducer)는 지름이 서로 다른 두 관을 연결할 때 사용하는 강관 이음쇠이다.
캡, 유니언, 플러그는 각각 관 끝을 막을 때, 같은 지름의 관을 분해·조립이 쉽게 연결할 때, 이음쇠의 구멍을 막을 때 사용하며 모두 지름이 다른 관의 연결과는 관계가 없다.

브라인은 냉동 사이클 내에서 상변화 없이 현열로 열을 운반하는 2차 냉매이므로, 잠열을 이용해 열을 운반하는 냉매로 보기 어렵다.
1차 냉매인 암모니아나 프레온은 증발·응축 과정에서 잠열을 이용해 열을 운반한다.

제빙관에서 얼려진 얼음을 떼어낼 때 관 내부 표면의 얼음을 살짝 녹여주는 장치를 용빙조라 한다.
주수조는 제빙관에 물을 채우는 설비, 양빙기는 얼음을 끌어올리는 기기, 저빙고는 완성된 얼음을 보관하는 설비이다.

2단 압축장치는 하나의 냉매로 저단·고단 압축기를 직렬로 두고 그 사이에 중간냉각기를 배치하며, 증발기와 팽창밸브를 갖춘 구성이다.
캐스케이드 응축기는 서로 다른 두 냉매 사이클을 열교환으로 연결하는 2원 냉동장치의 구성기기이므로 2단 압축장치의 구성 기기가 아니다.

냉동능력의 단위는 kcal/h이다.
냉동능력은 단위시간당 흡수하는 열량으로 나타낸다.
나머지는 냉동능력의 단위가 될 수 없다.
kcal/kg·m² — 냉동능력과 무관한 단위 조합이다.
m³/h — 체적유량의 단위이다.
kcal/kg·℃ — 비열의 단위이다.

고체가 액체를 거치지 않고 바로 기체로 변할 때 필요한 열은 승화열이라 한다.
고체→액체는 융해열, 액체→기체는 기화열(증발열)이며, 승화는 고체와 기체 사이의 상변화이므로 이들과 구분된다.

곡관부의 길이는 약 78.5 mm이다.
곡관부의 길이는 굽힘 반지름과 굽힘 각도로 구한 원호의 길이이다.
$L = 2\pi R \times \dfrac{\theta}{360} = 2\pi \times 100\ \mathrm{mm} \times \dfrac{45}{360} \approx 78.5\ \mathrm{mm}$

입형 셸 앤 튜브식 응축기는 관 내부를 냉각수가 흐르는 구조상 액냉매의 과냉각을 얻기 어려운 편이며, 오히려 이 점이 단점으로 꼽힌다.
옥외 설치가 가능하고 과부하에 잘 견디며, 운전을 멈추지 않고도 냉각관 청소가 가능하다는 점이 이 형식의 특징이다.

액순환식(액펌프식) 증발기는 액펌프로 다량의 냉매액을 강제 순환시키는 방식으로, 증발기 출구에서도 액이 약 80%, 증발된 기체가 약 20% 정도를 차지할 만큼 액량이 풍부하게 흐른다.
이 때문에 전열이 양호하고 오일 체류가 적어 제상 자동화에도 유리한 편이다.

스윙형 체크밸브는 밸브 디스크가 핀을 축으로 회전하며 개폐하는 구조로, 수평배관뿐 아니라 수직배관에도 사용할 수 있어 수평배관 전용이라는 설명은 틀렸다.
호칭치수가 큰 관에 사용되고 리프트형보다 유체 저항이 적다는 설명은 옳다.

가용전에는 구리가 사용되지 않는다.
가용전(fusible plug)은 일반적으로 주석·비스무트·카드뮴·납 등을 배합한 저융점 합금으로 만들어진다.
구리는 녹는점이 매우 높아 저융점 합금의 재료로 적합하지 않다.
나머지 설명은 맞다.
이상 고온 시 용융 — 화재 등 이상 고온 시 일정 온도에서 녹아 냉동장치의 파손을 방지한다.
용융점 — 68~75℃ 이하로 한다.
설치 위치 — 토출가스의 영향을 직접 받지 않는 곳에 설치한다.

흡수식 냉동사이클의 열교환기는 흡수기에서 발생기로 보내지는 농용액을 예열(가열)하고, 발생기에서 흡수기로 돌아가는 희박용액은 냉각시켜 열을 회수하는 장치이다.
따라서 발생기에서 흡수기로 가는 희박용액이 열교환기에서 가열된다는 설명은 방향이 반대로 되어 옳지 않다.
흡수기에서 암모니아 증기를 흡수해 농용액이 되는 것은 정상적인 특징이다.
발생기에서 냉매를 분리하고 남은 희박용액을 흡수기로 돌려보내는 것도 정상적인 특징이다.
발생기 내에서 물의 일부도 함께 증발하는 것도 정상적인 특징이다.

압축기의 상부간격(top clearance)이 크면 압축 말기에 미처 토출되지 못한 냉매가스가 남아 재팽창하는 양이 늘어난다.
이 재팽창가스 때문에 실제로 흡입되는 냉매량이 줄어 체적효율과 냉동능력은 낮아지고, 압축일이 늘어나 토출가스 온도는 오히려 상승한다.
토출가스 온도가 높아지면 윤활유가 고온에 노출되는 시간이 길어져 윤활유가 열화되기 쉬운 상태가 된다.

증발식 응축기의 응축온도는 외기의 건구온도보다 습구온도의 영향을 더 크게 받는다.
살수된 냉각수가 증발하면서 냉매가스의 열을 빼앗는 방식이므로, 증발량을 좌우하는 습구온도가 응축성능에 더 직접적으로 작용하기 때문이다.
냉각수의 현열이 아니라 증발잠열을 이용해 냉매를 응축시키며, 냉각관을 통과한 공기는 수분을 흡수해 엔탈피가 오히려 증가한다. 또 냉각관이 길어 냉매측 압력강하는 큰 편이다.

진동 및 충격을 완화시키기 위해 설치하는 기기는 브레이스이다.
브레이스는 배관의 진동이나 지진·수격 등에 의한 충격을 완화한다.
행거 — 배관을 위에서 매달아 지지하는 장치이다.
서포트 — 배관을 아래에서 받쳐 지지하는 장치이다.
레스트레인트 — 열팽창·수축에 의한 배관의 이동을 구속·제한하는 장치이다.

해당하는 증발기는 캐스케이드식 증발기이다.
여러 개의 관을 겹쳐 냉매액이 위에서 아래로 흘러내리며 증발하는 형식으로, 동결실 벽이나 천장의 코일, 선반형 냉각 코일 등 공기 냉각용으로 주로 사용된다.
만액식 쉘 앤 튜브식 — 주로 물이나 브라인 같은 액체를 냉각하는 데 쓰인다.
보데로 증발기 — 상부에서 흘러내리는 물을 냉각하는 액체 냉각용 증발기이다.
탱크식 증발기 — 브라인 탱크에 담가 브라인을 냉각하는 제빙용 증발기이다.

AND 출력을 부정(NOT)한 게이트가 NAND이다.
두 입력이 모두 1일 때만 출력이 0이고 그 외에는 1이다.
NOR는 OR의 부정(모두 0일 때만 1), XOR는 두 입력이 다를 때만 1이다.

강제급유식 오일펌프는 기어펌프를 주로 쓴다.
용적식이라 저속에서도 일정한 압력과 유량을 내고 구조가 간단하다.
벌류트·터빈·축류펌프는 원심(터보)식으로 저속에서 압력이 크게 떨어진다.

중간압력은 증발·응축 절대압력의 기하평균으로 약 6.2 kgf/cm²·a이다.
절대압력: $P_e=1.5+1=2.5,\ P_c=14.5+1=15.5$
$P_m=\sqrt{P_e P_c}=\sqrt{2.5\times15.5}=\sqrt{38.75}\approx6.2\ \mathrm{kgf/cm^2\cdot a}$
압축비가 크면 토출가스 온도 상승·체적효율 저하가 심해지므로 2단으로 나누어 압축한다.
게이지압으로 계산하거나 산술평균을 쓰면 틀린다.

공기조화기에 속하지 않는 것은 덕트이다.
공기조화기(에어핸들링유닛)는 공기를 가열·냉각·여과·가습하는 기능을 갖춘 장치로, 공기가열기·공기냉각기·공기여과기(에어필터) 등이 그 구성요소에 해당한다.
덕트는 조화된 공기를 실내로 반송하는 별도의 배관설비로 공기조화기 자체의 구성요소가 아니다.

염화칼슘 브라인의 공정점은 -55℃이다.
농도 약 29.9%에서 공정점에 이르며, 이보다 진해지면 오히려 동결온도가 올라간다.

절대습도의 변화 없이 습공기를 가열하거나 냉각하는 과정은 잠열의 출입 없이 현열만 변화하는 과정이므로 현열비(SHF)는 1이 된다.
따라서 습공기선도 상에서 이 변화는 SHF=1 선상을 따라 수평으로 이동하는 것으로 나타난다.

패키지 유닛 방식은 압축기·응축기·증발기 등을 하나의 유닛에 담아 실별로 독립 설치하는 개별식 공조방식이다.
팬코일 유닛(덕트병용), 유인유닛, 단일덕트 방식은 모두 중앙기계실에서 냉온수나 공기를 공급받는 중앙식 방식에 속한다는 점에서 개별식과 구분된다.

습공기 선도의 종류에 속하지 않는 것은 p-h 선도이다.
p-h 선도는 냉매의 압력과 엔탈피를 축으로 하는 냉동사이클용 선도(몰리에르 선도)이며, 냉매의 상태변화와 냉동사이클을 해석하는 데 사용한다.
습공기 선도는 건구온도(t), 절대습도(x), 엔탈피(h), 수증기 분압(p) 등 습공기의 상태량을 두 축으로 잡아 구성한다.
이 조합으로 만들어진 h-x 선도, t-x 선도, t-h 선도 등이 공기조화 계산에 쓰인다.

공조용 급기 덕트에서 취출된 공기가 일정 거리를 진행할 때 기류 중심선과 취출구 중심 사이의 거리를 강하거리라 한다.
강하거리는 취출 기류가 주변 공기를 유입(유도)시키며 확산되는 과정에서 기류의 중심이 처음 방향에서 벗어나 하강하거나 편향되는 정도를 나타내는 지표로, 공조 설계 시 급기구 위치와 공간 배치를 결정하는 중요한 요소이다.
도달거리: 기류가 도달하는 최대 거리로 강하거리와 구분된다.
1차·2차 공기거리: 유도되는 공기의 단계별 양을 나타내는 개념으로 강하거리와 구분된다.

에어필터의 제진효율 식은 $\eta = \left(1-\dfrac{C_2}{C_1}\right)\times 100$이다.
제진효율은 입구측 먼지농도 대비 제거된 먼지의 비율로 나타낸다.
출구측 먼지농도 $C_2$가 입구측 먼지농도 $C_1$에 비해 작을수록 $C_2/C_1$ 값이 작아지고 제진효율은 높아진다.

원통형 보일러에 해당하지 않는 것은 관류 보일러이다.
원통형 보일러는 입형·노통·연관·노통연관 보일러 등을 포함하며, 관류 보일러는 수관식 보일러의 한 종류이다.

역류 방지용으로 가장 적당한 밸브는 체크밸브이다.
체크밸브는 유체를 한 방향으로만 흐르게 하여 역류를 방지하는 전용 밸브다.

조명부하를 쉽게 처리할 수 있는 취출구는 라이트 트로퍼형 취출구이다.
라이트 트로퍼형 취출구는 조명기구와 취출구를 일체화한 구조로, 조명에서 발생하는 열을 기구 내부에서 곧바로 흡수·배출할 수 있다.
따라서 다른 취출구 형식보다 조명부하 처리에 효과적이다.

틈새바람(극간풍)에 의한 부하는 창이나 문의 틈새를 통해 들어오는 외기량을 기준으로 계산하며, 대표적으로 창 면적법, 크랙(crack)법, 환기횟수법이 사용된다.
바닥 면적법은 틈새바람량 산정에 쓰이는 방법이 아니다.

벽체의 단위면적당 이동하는 열량은 67.5 kcal/m²·h이다.
일사를 받는 벽체의 열량은 실내외 온도차 대신 상당온도차를 써서 구한다.
$q = K \times \Delta t_e = 3 \times 22.5 = 67.5$ kcal/m²·h

제2종 환기법으로 송풍기만 설치하여 강제 급기하는 방식은 압입식이다.
제2종 환기법은 송풍기로 급기만 강제로 하고 배기는 자연 배출시키는 방식이다.
병용식 — 급기와 배기 모두 기계식 송풍기를 사용하는 제1종 환기법이다.
흡출식 — 배기만 기계식으로 하는 제3종 환기법이다.
자연식 — 기계 장치 없이 자연적인 압력차로 환기하는 방식이다.

핀은 열전달률이 작은(전열이 나쁜) 유체 쪽에 붙인다.
열통과율은 열전달률이 작은 쪽이 지배하므로 그쪽 전열면적을 늘려야 전체 전열량이 늘어난다.
공기-냉매 코일에서는 공기 측에 핀을 둔다.

고성능 필터의 효율 시험은 계수법(DOP법)으로 한다(에어필터 포집효율 시험법 분류).
시험 입자의 상류·하류 개수를 세어 효율을 구한다.
중량법 — 조진용(저성능) 필터에 쓴다.
비색법 — 중성능 필터에 쓴다.
침강법 — 필터 효율 시험법이 아니다.