[공조냉동기계기능사 필기] 2017년 1회 기출복원 모의고사 기출문제 정답·해설 페이지

유인유닛은 유닛에 별도의 동력(전기) 배선이 필요 없다.
실내 유닛 자체에 팬 등 회전기기가 없이 1차 공기의 유인작용으로 실내공기를 순환시키기 때문이다.

사전 점검 사항에 해당되지 않는 것은 와이어로프 등의 이상 유무이다.
와이어로프의 이상 유무는 권상장치를 사용하는 크레인 등의 점검항목이다.
구내 운반차 사용 전에는 다음 사항을 점검한다.
제동장치·조종장치의 기능 이상 유무
바퀴의 이상 유무
충전장치를 포함한 홀더 등의 결합상태 이상 유무

드릴 작업에서 드릴의 장착·분리는 회전이 완전히 멈춘 후에 실시해야 손이나 옷이 말려드는 사고를 막을 수 있다.
옷소매가 긴 작업복이나 장갑 착용, 회전 중 손으로 칩 제거, 보안경 미착용은 모두 회전체에 말려들거나 비산 칩·파편에 노출될 위험을 높이는 잘못된 행동이다.

연삭작업 시에는 숫돌이 파괴될 경우 파편이 튈 위험이 있으므로 숫돌의 정면을 피해 측면에 서서 작업해야 하며, 정면에 서서 작업한다는 설명은 틀렸다.
진동·파열이 심하면 즉시 작업을 중지하고, 편심이나 원주면의 메짐이 심하면 드레싱을 하며, 축과 구멍 사이에 틈새가 없도록 하는 것은 모두 옳은 안전수칙이다.

냉동설비 사업소의 경계표지는 외부 사람이 명확하게 식별할 수 있는 크기로 설치해야 한다.
출입구를 포함한 부지 경계 전체에 게시하며, 이동식 설비도 표시를 생략할 수 없고 접근 가능한 장소가 여러 방향일 때는 각 장소마다 게시하는 것이 원칙이다.

가스보일러 점화 시 점화는 3~4회로 착화되도록 한다는 식으로 반복 점화를 전제한 설명은 안전상 옳지 않다.
가스가 미연소 상태로 남은 채 점화를 여러 번 반복하면 노 내에 가스가 축적되어 폭발 위험이 커진다.
착화에 실패하면 즉시 연료를 차단하고 충분히 환기한 뒤 원인을 조사해야 한다.
연소실 환기 — 연소실 용적의 4배 이상 공기로 환기하는 것은 올바른 점화 시 주의사항이다.
연료 공급 중단 — 착화 실패 시 연료 공급을 중단하는 것은 올바른 점화 시 주의사항이다.
점화버너 확인 — 점화버너 스파크 상태를 확인하는 것은 올바른 점화 시 주의사항이다.

작업에 맞는 전용 공구가 없다고 해서 유사한 공구로 대용하면 힘의 방향이나 크기가 맞지 않아 오히려 재해 위험이 커지므로 옳지 않다.
사용 전 점검, 보호구 착용, 사용법 숙지는 수공구 안전관리의 기본 원칙에 해당한다.

연천인율은 근로자 1,000명당 1년간 발생한 재해자 수를 나타내는 지표이다.
$\text{연천인율} = \dfrac{\text{연간 재해자수}}{\text{연평균 근로자수}} \times 1000$
재해발생건수를 근로총시간수로 나누는 형태는 도수율(빈도율)의 계산 구조인데, 도수율은 근로시간 100만 시간당 재해건수로 나타내므로 연천인율과는 기준이 다른 별개의 지표이다.

보호구와 관계없는 것은 용접용 홀더이다.
홀더는 용접봉(전극)을 잡아 전류를 공급하는 작업용 공구로서 보호구가 아니라 용접 작업을 위한 기구이다.
아크용접작업에서 보호구는 용접 시 발생하는 고온 스패터, 자외선, 아크광 등으로부터 작업자의 신체를 보호하는 장비이다.
용접용 보안면 — 아크광과 스패터로부터 눈과 얼굴을 보호한다.
용접용 앞치마 — 고온 스패터로부터 몸통을 보호한다.
용접용 장갑 — 손과 팔을 보호하는 개인보호구다.

방진마스크는 안면에 밀착성이 좋아야 분진의 유입을 효과적으로 차단할 수 있다.
밀착이 불량하면 마스크 가장자리 틈으로 여과되지 않은 공기가 그대로 유입되어 방진 효과가 떨어진다.
여과효율 — 우수해야 하므로 여과효율이 불량해야 한다는 것은 틀린 조건이다.
흡기·배기 저항 — 작아야 착용감과 호흡이 편하므로 저항이 커야 한다는 것도 잘못된 조건이다.
시야 — 넓을수록 좋으므로 시야가 좁아야 한다는 것 역시 옳지 않은 조건이다.

전공기방식이 아닌 것은 팬코일유닛 방식이다.
팬코일유닛 방식은 실내에 냉·온수를 공급하는 수방식이다. 정풍량·변풍량 단일덕트와 이중덕트 방식은 공기만 공급하는 전공기방식이다.

재해예방 4원칙에 해당하지 않는 것은 재해통계의 원칙이다.
재해예방 4원칙은 손실우연의 원칙, 원인계기(원인연계)의 원칙, 예방가능의 원칙, 대책선정의 원칙이다.

감전사고 발생 시 위험도와 관계없는 것은 사용기기의 크기와 모양이다.
감전 위험도는 통전전류의 크기, 통전시간과 전격의 위상, 전원의 종류(직류/교류) 등 전기적 요인에 따라 달라진다.

연소의 3요소는 가연물, 산소 공급원, 점화원이며, 이 세 가지가 동시에 갖추어져야 연소가 일어난다.
인화점은 가연물이 점화원에 의해 불이 붙을 수 있는 최저 온도를 나타내는 물성값일 뿐, 연소를 성립시키는 3요소 자체는 아니다.

정전기는 습도가 높을수록 발생이 억제되므로 공기를 건조하게 유지하는 것은 억제 조치가 아니다.
정전기 대책은 접지, 도전성 재료 사용, 가습, 제전장치 사용이다(산업안전보건기준에 관한 규칙 제325조 제1항). 공기가 건조하면 전하가 방전되지 못하고 축적되어 정전기 재해 위험이 커진다.

축열장치는 냉동기·열원설비를 저부하 시간대에 저속 연속운전시켜 얼음이나 냉수·온수 형태로 열을 저장했다가 필요할 때 꺼내 쓰는 설비이므로, 축열조의 수질관리와 펌프 운전에 따른 소음관리가 오히려 추가로 필요하다.
고효율 정격운전, 열원설비 용량 감소, 열회수 시스템 적용은 축열장치의 실제 장점에 해당한다.

리턴 밴드는 지름이 다른 관을 잇는 이음쇠가 아니다.
관의 방향을 180도로 바꾸는 이음쇠로, 지름이 같은 관을 연결할 때 사용한다.
부싱 — 큰 관에 작은 관을 나사 결합할 때 쓰는 이경 이음쇠이다.
리듀서 — 지름이 다른 관을 직선으로 연결하는 이경 이음쇠이다.
편심 이경 소켓 — 지름이 다른 관을 연결하는 이음쇠이다.

증발기의 전열면적은 약 13.3m²이다.
전열면적은 열통과율과 대수평균 온도차의 곱으로 냉각능력을 나눠 구한다.
냉각능력 $15\,\mathrm{RT} = 15 \times 3320 = 49800\,\mathrm{kcal/h}$
$A = \dfrac{Q}{K \times \Delta t_m} = \dfrac{49800}{500 \times 7.5} = 13.3\,\mathrm{m^2}$

수분 침입 시 에멀젼 현상이 일어나는 냉매는 암모니아(NH₃)이다.
에멀젼 현상은 냉매와 냉동유가 섞여 있는 상태에서 수분이 침입했을 때 냉매·유·수분이 유화(emulsion)되어 분리되지 않는 현상이다.
이는 특히 암모니아(NH₃) 냉매에서 두드러지는데, NH₃는 물과 완전 혼화성을 가지므로 수분 침입 시 냉동유와 함께 에멀젼을 형성한다.
R-12, R-22 등 할로겐화 냉매 — 냉동유와의 용해도가 제한적이어서 수분 침입 시에도 층분리 경향이 강하다.
황산은 — 냉매가 아니다.

T.C(Thermostat, 온도조절기)는 냉동장치에서 온도를 검출해 제어하는 온도제어 장치이다.
나머지는 모두 압력을 기준으로 동작하는 제어장치이다.
L.P.S — 저압스위치이다.
E.P.R — 증발압력조정밸브이다.
O.P.S — 유압보호스위치이다.

2단압축 2단팽창 냉동사이클에서 사용하는 중간냉각기는 플래시형으로, 응축기에서 나온 냉매액 일부를 중간압력까지 감압시켜 그 증발잠열로 나머지 액을 과냉각시키는 방식이다.
액냉각형(직접팽창식)은 주로 2단압축 1단팽창 방식에서 사용되는 중간냉각기 형식으로, 2단팽창 방식과는 구분된다.

공정점이 약 $-55^\circ\mathrm{C}$로 매우 낮아 저온용 브라인으로 널리 쓰이는 것은 염화칼슘 브라인이다.
염화칼슘 브라인은 제빙, 냉장, 공업용 냉각 등 다양한 저온 냉각 용도에 사용된다.

3상 유도전동기의 회전방향을 바꾸려면 전원 3선 중 임의의 2선의 접속을 서로 바꾸면 된다.
회전방향을 바꾸려면 회전자계의 방향을 반대로 해야 하기 때문이다.

관 속 유체가 가스일 때는 배관선 위에 G를 적어 나타낸다.
KS 배관 도시기호에서는 유체의 종류를 영문 머리글자로 배관선에 표기한다.
A — 공기(Air)
G — 가스(Gas)
O — 유·기름(Oil)
S — 증기(Steam)
W — 물(Water)
보기의 네 기호는 배관선과 말단 표시가 모두 같고 글자만 O, G, S, A로 다르므로, 가스를 뜻하는 G가 붙은 것을 고르면 된다.

결빙에는 약 49시간이 소요된다.
결빙 소요시간은 얼음 두께의 제곱에 비례하고 브라인 온도(절대값)에 반비례하는 관계식으로 구한다.
$t = \dfrac{0.56 \times d^{2}}{|\theta|}$
여기서 d는 얼음두께(cm), θ는 브라인 온도(℃)이다. 얼음두께 280mm = 28cm, 브라인온도 -9℃를 대입하면
$t = \dfrac{0.56 \times 28^{2}}{9} \approx 48.8$
따라서 결빙에는 약 49시간이 소요된다.

플래시 가스 방지대책으로 틀린 것은 과냉도를 줄이는 것이다.
플래시 가스는 액관에서 냉매액의 압력이 그 온도에 해당하는 포화압력 아래로 떨어질 때 발생하므로, 과냉각도를 충분히 크게 확보해야 방지된다. 과냉도를 줄이면 오히려 발생하기 쉬워지므로 옳지 않다.
액관 관경 확보 — 올바른 대책이다.
증발기의 과도한 입상 설치 회피 — 올바른 대책이다.
여과기 청소 — 올바른 대책이다.

1대의 압축기가 2대의 압축기 역할을 하는 압축기는 콤파운드 압축기이다.
2단압축 냉동장치에서 1대의 압축기가 저단과 고단 압축을 동시에 수행할 수 있도록 만든 압축기를 콤파운드 압축기라 한다.
부스터 압축기 — 저단측 전용 압축기이다.
캐스케이드 압축기 — 두 개의 독립된 냉동사이클을 열교환기로 연결하는 방식이므로 하나의 압축기로 2단 역할을 하는 구조와는 다르다.

브라인의 구비조건으로 점도가 커야 한다는 설명은 틀린 내용이며, 점도는 작아야 한다.
점도가 작아야 순환 시 마찰저항과 펌프 동력 손실이 적다.
브라인은 냉매가 직접 냉각시키지 못하는 계통에서 열을 운반하는 2차 냉매이다.
브라인은 용액의 농도에 따라 동결온도가 달라진다.
무기질 브라인(염화칼슘, 염화나트륨 등)은 유기질 브라인보다 부식성이 크다.

빅토릭 이음은 특수한 모양으로 만든 주철관을 고무링과 금속제 칼라(하우징)로 죄어 접합하는 방식으로, 주철관 이음법에 속하며 동관의 이음방식이 아니다.
플레어 이음, 납땜(용접) 이음, 플랜지 이음은 모두 동관 배관에서 실제로 사용되는 이음방식이다.

가스배관을 은폐하거나 매설하는 것은 옳지 않다.
가스배관은 누설을 즉시 발견하고 점검·보수할 수 있도록 노출 배관을 원칙으로 한다.
최단거리로 하고 굴곡과 오르내림을 적게 하며 가능한 한 옥외에 설치하는 것은 올바른 시공 원칙이다.

1냉동톤당 응축기 전열면적은 약 0.67m²이다.
1RT를 $3320\ \mathrm{kcal/h}$로 보면 방열계수를 곱한 응축부하는 $Q_c=3320\times1.3=4316\ \mathrm{kcal/h}$이다.
$A=\dfrac{Q_c}{K\times\Delta t}=\dfrac{4316}{800\times8}\approx0.67\ \mathrm{m^2}$

열용량은 어떤 물질(전체)의 온도를 1℃ 올리는 데 필요한 열량을 의미하며, 단위는 $\mathrm{kcal/^{\circ}C}$이다.
이는 단위 질량(1kg)당 온도를 1℃ 올리는 데 필요한 열량인 '비열'과는 구분되는 개념이다.

밸브의 일반적인 기능으로 가장 거리가 먼 것은 유체의 온도를 직접 조절하는 기능이다.
밸브는 유량 조절, 유동 방향 전환, 개폐 기능을 담당하는 기기이다.

동관을 용접 이음할 때 가장 적당한 방법은 가스 용접이다.
동관은 용융점이 비교적 낮고 산화되기 쉬워 가스 용접(토치용접)으로 이음하는 것이 일반적이다.
스폿 용접·테르밋 용접·플라즈마 용접은 주로 철강재나 대형 구조물 접합에 쓰여 동관 이음에는 적합하지 않다.

탱크형 증발기는 브라인 냉각조 내에 냉매관을 담근 만액식 증발기로, 브라인의 유동속도가 느려지면 관 표면과 브라인 사이의 열전달이 나빠져 냉각능력이 저하된다.
주로 암모니아를 냉매로 하는 제빙용 브라인 냉각에 사용되며, 증발기 상부에는 가스헤드, 하부에는 액헤드가 존재한다는 설명은 옳다.

작동 전에는 열려 있다가 조작 시 닫히는 접점을 메이크(make) 접점이라 하며, 이는 a접점에 해당한다.
반대로 작동 전 닫혀 있다가 조작 시 열리는 접점은 브레이크(b) 접점이다.

마찰손실이 많다는 설명은 옳지 않다.
용접접합은 나사접합에 비해 관 내부에 돌출부가 없어 유체의 마찰손실이 적다는 것이 특징이다.
누수·보수비 — 누수가 적고 보수비용이 절약되는 것은 맞는 설명이다.
공간효율 — 배관상 공간효율이 좋은 것도 맞는 설명이다.
접합부 강도 — 접합부의 강도가 큰 것도 맞는 설명이다.

R-717은 암모니아(NH3)로, 탄소를 포함하지 않는 무기화합물 냉매이므로 할로겐화 탄화수소에 해당하지 않는다.
R-114, R-115, R-134a는 모두 탄화수소에 불소·염소 등 할로겐 원소가 치환된 할로겐화 탄화수소(프레온계) 냉매이다.

기계효율은 지시동력을 축동력으로 나눈 값이다.
왕복동 압축기의 기계효율은 $\eta_m = \dfrac{\text{지시동력}}{\text{축동력}}$으로 정의된다.
지시동력은 실린더 내부에서 냉매에 실제로 전달된 동력이고, 축동력은 원동기에서 압축기 축에 공급되는 동력이다.
기계효율은 마찰 등으로 인한 손실을 제외하고 실제로 냉매에 전달된 동력의 비율을 나타낸다.

B점은 압축기 출구(고온고압의 압축가스 상태)이므로 온도가 가장 높다.
압축 과정에서 등엔트로피 압축으로 온도가 최대로 상승하므로 B에서 온도가 가장 높다.
A — 증발기 출구(저온저압 증기)로 B보다 온도가 낮다.
C — 응축기 출구(고온고압이지만 응축이 끝난 포화액)로 B보다 온도가 낮다.
D — 팽창밸브 통과 후(저온저압) 상태로 B보다 온도가 낮다.

배관을 분해·조립할 필요가 있는 부분에는 플랜지나 유니온을 사용한다.
이들은 볼트나 나사를 풀어 쉽게 분리할 수 있는 구조여서 점검·수리가 잦은 부위에 적합하다.
관경 변화나 분기에 쓰이는 부속은 분해조립을 목적으로 하지 않는다.
배관 끝을 막는 부속 역시 분해조립과는 다른 용도이다.
직관 연결이나 방향 전환에 쓰이는 고정식 부속들도 분해조립 목적이 아니다.

수위제어시스템은 급수량, 수위검출, 증기량검출 신호를 조합해 급수 밸브나 펌프를 제어하지만, 급수 자체의 온도는 제어 대상이 아니라 급수설비(급수예열기 등)에서 결정되는 조건값일 뿐이다.
급수온도는 수위제어시스템이 직접 조절할 수 있는 변수가 아니므로 답이 된다.

셸 앤드 튜브식 응축기는 냉각수가 관(튜브) 내부를, 냉매가 셸 측을 흐른다.
압축기 토출가스는 동체 상부로 들어와 냉각관 외면에서 응축되어 하부에 모이고, 냉각수는 수실(워터박스)을 거쳐 관 내부를 통과하며 열을 받아 나간다. 관 내부를 흐르게 하면 스케일 청소가 쉽다.

할라이드 토치는 프레온계(할로겐화) 냉매 전용 검지기로, 암모니아에는 사용하지 않는다.
할라이드 토치는 누설된 할로겐화 냉매가 가열된 구리판에 닿아 불꽃 색이 녹색·자색으로 변하는 것을 본다. 암모니아는 유황초(백연)·리트머스 시험지(청변)·페놀프탈레인(적변)으로 검지하고, 비눗물 기포법은 모든 가스에 공통으로 쓴다.

흡수식 냉동기는 압축기가 없고 증발기·흡수기·재생기(발생기)·응축기로 구성된다.
증발기에서 증발한 냉매(물) 증기를 흡수기의 LiBr 농용액이 흡수하고, 희용액을 재생기에서 가열해 냉매 증기를 분리한 뒤 응축기에서 액화시킨다. 압축기 대신 흡수기·재생기·용액펌프가 압축 역할을 한다.

동일 용량 대비 전열면적이 크고 기동시간이 짧으며 고압증기를 얻기 쉬워 대용량 설비에 적합한 것은 수관보일러이다.
주철제·입형·노통보일러는 상대적으로 소용량·저압 위주로 사용되며, 수관식은 다수의 세관에 물을 흐르게 해 전열면적을 크게 확보할 수 있어 대용량·고압 증기 발생에 유리하다.

증발률은 시간당 증발량을 전열면적으로 나눈 값이다.
$\dfrac{20{,}000\ \mathrm{kg/h}}{400\ \mathrm{m^2}} = 50\ \mathrm{kg/m^2h}$
따라서 이 보일러의 증발률은 50kg/m²h이다.

카르노 사이클은 등온팽창 → 단열팽창 → 등온압축 → 단열압축 순서이다.
고온 열원에서 등온팽창으로 열을 받고, 단열팽창으로 저온이 된다.
저온 열원에 등온압축으로 열을 방출한 뒤 단열압축으로 원래 상태로 돌아오는 가역 사이클이다.

필요한 열량은 539kcal/kg이다.
표준 대기압에서 100℃의 포화수 1kg을 같은 온도의 건포화증기로 바꾸는 데 필요한 열량은 물의 증발잠열이다.
표준 대기압 하 물의 증발잠열은 약 $539\ \mathrm{kcal/kg}$으로 알려져 있다.
따라서 필요한 열량은 539kcal/kg이다.

콜드 드래프트의 원인으로 볼 수 없는 것은 기류속도가 느린 것이다.
콜드 드래프트는 인체 주위의 기류속도가 빠를 때 심해지는 현상이다.
인체 주위 온도가 낮을 때 — 콜드 드래프트를 유발하는 대표적 원인이다.
주위 벽면(창면) 온도가 낮을 때 — 콜드 드래프트를 유발하는 대표적 원인이다.
창문 틈새로 냉기가 유입될 때 — 콜드 드래프트를 유발하는 대표적 원인이다.

덕트 내 동압은 약 6mmAq이다.
덕트 내 동압은 다음 식으로 계산한다.
$P_v=\dfrac{\gamma v^2}{2g}$
비중량 $\gamma=1.2\ \mathrm{kgf/m^3}$, 유속 $v=10\ \mathrm{m/s}$, 중력가속도 $g=9.8\ \mathrm{m/s^2}$를 대입하면
$P_v=\dfrac{1.2\times10^2}{2\times9.8}\approx 6.12\ \mathrm{mmAq}$이다.
따라서 동압은 약 6mmAq이다.

송풍기로 급기하고 자연 배기하는 방식은 제2종 환기이다.
실내가 양압이 되어 외부 오염공기의 유입을 막는다.
제1종 환기는 급기와 배기를 모두 기계로 한다.
제3종 환기는 자연 급기에 기계 배기이다.
제4종 환기는 급기와 배기를 모두 자연으로 한다.

온수난방에 대한 틀린 설명은 예열시간 및 냉각시간이 짧다는 것이다.
온수는 열용량이 커서 예열·냉각에 시간이 오래 걸린다.
온도조절이 쉽고 표면온도가 낮아 화상 위험이 적지만, 방열면적은 증기난방보다 많이 필요하다.

쾌적한 상태를 제공하는 4가지 주요 요소에 해당하지 않는 것은 음향이다.
보건용 공기조화에서 쾌적감을 좌우하는 4가지 주요 요소는 온도, 습도, 기류, 청정도이다.

배관의 열응력 요인이 아닌 것은 안전밸브의 분출에 의한 응력이다.
열응력은 온도 변화나 가열·용접 등 열적 원인으로 생기는 응력이다. 안전밸브 분출은 반동력에 의한 기계적 응력이다.

방열체의 열용량이 적어 방열량 조절이 쉽다는 설명이 틀리다.
복사난방은 바닥 슬래브 등 방열체의 열용량이 커서 예열·냉각에 시간이 오래 걸리므로, 외기온도 변화에 따라 방열량을 빠르게 조절하기 어렵다.
장점 — 바닥면을 그대로 이용해 별도 방열기가 필요 없어 이용도가 높고 열손실이 적은 것은 맞는 설명이다.
단점 — 단열층 시공비가 많이 들고 매설 배관은 고장 발견이 어려운 것, 대류난방보다 설비비가 많이 드는 것도 실제 단점이다.

공기를 가습하는 방법으로 부적당한 것은 직접팽창 코일이다.
냉매가 직접 흐르며 공기를 냉각·감습시키는 장치이므로 가습 방법으로는 적당하지 않다.
공기세정기 — 물을 분무해 공기를 세정하면서 가습 효과도 얻는 장치이다.
증기 직접 분무 — 대표적인 가습 방법이다.
온수 직접 분무 — 가습에 사용된다.

실제 대기 중의 공기는 수증기를 포함한 습공기이며, 공기조화에서 다루는 공기도 습공기이다.
나머지 설명은 모두 옳은 정의이다.
절대습도 — 수증기량÷건공기량이다.
습구온도 — 젖은 감열부의 온도이다.
노점온도 — 수증기가 응축을 시작하는 온도이다.

송풍기 축동력은 회전수의 3제곱에 비례하므로 23 = 8배가 된다.
상사법칙(지름 일정): 풍량 ∝ N, 압력 ∝ N², 동력 ∝ N³.
회전수 2배 → 풍량 2배, 압력 4배, 동력 8배.

송풍량은 2,500m³/h 이다.
$Q=\dfrac{q_s}{\gamma\,C_p\,\Delta t}=\dfrac{7{,}200}{1.2\times0.24\times(26-16)}=\dfrac{7{,}200}{2.88}=2{,}500\ \text{m}^3/\text{h}$
검산: 2,500 × 1.2 × 0.24 × 10 = 7,200kcal/h.