공조냉동기계/기사/필기/기출[4/5]

[PART 3] 공조냉동기계기사 (2025년 제3회 기출)

[제1단원: 에너지관리] 641~660번

Q641. 액체 연료의 연소 장치 중 '회전식(Rotary) 버너'의 특징으로 틀린 것은?

① 분무 컵의 회전력을 이용하여 연료를 비산시킨다.
② 점도가 높은 중유도 가열 없이 쉽게 분무할 수 있다.
③ 유량 조절 범위(Turn-down ratio)가 비교적 넓다.
④ 대용량 보일러보다는 중소형 보일러에 많이 쓰인다.

• 정답: ②
• 해설: 회전식 버너는 원심력을 이용해 분무하므로 고압 분무식보다는 점도 영향이 적지만, 점도가 아주 높은 중유는 원활한 분무를 위해 반드시 적정 온도로 가열해야 합니다.
• 오답 분석:
  • ①: 고속 회전하는 컵의 끝에서 원심력으로 기름을 안개처럼 뿌리는 방식입니다.
  • ③: 회전수와 송풍량을 조절하여 연소량 변화에 유연하게 대응할 수 있습니다.
  • ④: 구조적 특성상 대형 발전소용보다는 일반 산업용 중소형 보일러에 적합합니다.

Q642. 보일러 급수 장치 중 '인젝터(Injector)'에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 전기 모터의 힘으로 급수를 압축하여 보낸다.
② 증기의 분사력을 이용하여 물을 끌어올리고 급수한다.
③ 고압 보일러의 주 급수 장치로 널리 쓰인다.
④ 효율이 매우 높고 급수량이 일정하다.

• 정답: ②
• 해설: 인젝터는 보일러 자체 증기를 노즐로 분사할 때 발생하는 진공(진공 흡입)을 이용해 물을 공급하는 장치입니다.
• 오답 분석:
  • ①: 전동 펌프에 대한 설명입니다.
  • ③: 인젝터는 급수량이 불안정하고 신뢰성이 낮아 보조용이나 소형 보일러에만 쓰입니다.
  • ④: 열효율은 좋으나 기계적 효율은 낮으며 수온이 높으면 작동이 안 되는 단점이 있습니다.

Q643. 연료의 연소 시 '매연'이 발생하는 주된 원인으로 거리가 먼 것은?

① 연소실 내 산소가 부족할 때
② 연소실의 온도가 너무 높을 때
③ 연료의 무화(분무) 상태가 불량할 때
④ 화염이 전열면에 직접 닿아 온도가 급강하할 때

• 정답: ②
• 해설: 연소실 온도가 높으면 오히려 연소 반응이 촉진되어 매연이 감소합니다. 매연은 주로 저온 연소나 불완전 연소 시 발생합니다.
• 오답 분석:
  • ①: 산소가 부족하면 탄소가 이산화탄소로 변하지 못하고 그을음(매연)이 됩니다.
  • ③: 기름 방울이 크면 속까지 타지 못해 탄소 덩어리가 남습니다.
  • ④: 화염이 찬 벽에 닿으면 냉각되어 연소가 중단되면서 매연이 발생합니다.

Q644. 보일러의 수위 제어 방식 중 '3요소식'이 감지하는 항목이 아닌 것은?

① 수위
② 증기 유량
③ 급수 유량
④ 연료 소비량

• 정답: ④
• 해설: 3요소식 수위 제어는 수위, 증기량, 급수량을 모두 감지하여 부하 변동에 가장 정밀하게 대응하는 방식입니다.
• 오답 분석:
  • ①: 1요소식의 기본 감지 항목입니다.
  • ①+② 또는 ①+③: 2요소식의 감지 항목입니다.

Q645. 다음 중 '불활성 가스'에 해당하며 연소 반응에는 직접 참여하지 않으나 배기가스 열손실의 원인이 되는 것은?

① 산소(O2)
② 질소(N2)
③ 일산화탄소(CO)
④ 수소(H2)

• 정답: ②
• 해설: 공기의 약 79%를 차지하는 질소는 연소 시 화염 온도를 낮추고 뜨거워진 상태로 배출되어 열을 밖으로 빼앗아가는 역할을 합니다.
• 오답 분석:
  • ①: 연소를 돕는 조연성 가스입니다.
  • ③, ④: 불이 붙는 가연성 성분입니다.

Q646. 수관 보일러(Water-tube Boiler)의 일반적인 특징으로 틀린 것은?

① 드럼이 작아 고압에 견디기 쉽다.
② 전열 면적이 넓어 증발 속도가 빠르다.
③ 보유 수량이 많아 부하 변동 시 압력 변화가 적다.
④ 고도의 수처리가 요구된다.

• 정답: ③
• 해설: 수관 보일러는 가는 관 속에 물이 들어있어 보유 수량이 적습니다. 따라서 부하가 조금만 변해도 압력과 수위가 민감하게 변합니다.
• 오답 분석:
  • ①: 두꺼운 대형 드럼 대신 작은 관을 쓰므로 고압 설계에 유리합니다.
  • ②: 많은 수의 관을 배치할 수 있어 열교환 효율이 좋습니다.
  • ④: 관 내부가 좁아 스케일이 끼면 과열로 터지기 쉬우므로 수질 관리가 매우 중요합니다.

Q647. 보일러 연도에 설치하여 배기가스와 연소용 공기를 열교환시켜 효율을 높이는 장치는?

① 절탄기
② 과열기
③ 공기 예열기
④ 증기 축열기

• 정답: ③
• 해설: 공기 예열기는 연소로 들어가는 찬 공기를 미리 데워 연소 효율을 높이고 배기 손실을 줄입니다.
• 오답 분석:
  • ①: 공기가 아닌 '급수'를 데우는 장치입니다.
  • ②: 포화 증기를 과열 증기로 만드는 장치입니다.
  • ④: 남는 증기를 모았다가 필요할 때 공급하는 장치입니다.

Q648. 실제 연소 시 필요한 공기량(A)과 이론 공기량(Ao)의 비를 나타내는 '공기비(m)'의 수식은?

① m = Ao / A
② m = A / Ao
③ m = A - Ao
④ m = A + Ao

• 정답: ②
• 해설: 공기비는 이론적으로 필요한 양 대비 실제 얼마나 더 넣었는지를 나타내는 비율(A/Ao)입니다.
• 오답 분석:
  • ③: 과잉 공기량을 의미합니다.

Q649. 보일러 외벽의 열방산을 방지하기 위해 사용하는 단열재 중 1,000도 이상의 고온에 견디는 내화 단열재의 주성분은?

① 유리섬유(Glass Wool)
② 암면(Rock Wool)
③ 규조토
④ 세라믹 파이버

• 정답: ④
• 해설: 세라믹 파이버는 초고온 견딤성이 우수하여 용융로나 고온 보일러 내부 단열에 쓰입니다.
• 오답 분석:
  • ①, ②: 비교적 낮은 온도의 배관이나 일반 건물 보온용입니다.
  • ③: 약 800도 정도의 내열성을 가집니다.

Q650. 증기 보일러에서 '안전밸브'를 2개 이상 설치해야 하는 기준 출력(전열 면적)은?

① 20 m2 초과
② 30 m2 초과
③ 50 m2 초과
④ 100 m2 초과

• 정답: ②
• 해설: 전열 면적이 50m2를 초과(법규 개정 확인 필요, 통상 30~50m2 기준 문제 출제)하는 경우 안전을 위해 2개 이상의 안전밸브를 설치해야 합니다. (기사 시험 표준 기출 기준은 50m2 혹은 관류 보일러 제외 등의 조건이 붙음)

Q651. 보일러 점화 시 '프리퍼지(Pre-purge)'를 실시하는 주된 이유는?

① 연소실 내의 온도를 높이기 위해
② 연소실 내에 남아있는 가연성 가스를 배출하여 폭발을 방지하기 위해
③ 연료 배관의 압력을 점검하기 위해
④ 노내의 압력을 낮추기 위해

• 정답: ②
• 해설: 점화 전 노내에 고여있을 수 있는 미연 가스를 송풍기로 불어내어 '역화'나 '노내 폭발'을 막는 필수 과정입니다.

Q652. 연료의 연소 분석에서 'CO2(이산화탄소) 최대량'은 어떤 때 발생하는가?

① 공기비가 1보다 클 때
② 완전 연소이며 공기비가 1(이론 공기량)일 때
③ 불완전 연소일 때
④ 공기비가 0일 때

• 정답: ②
• 해설: 공기비가 딱 1이면서 완전 연소될 때, 배기가스 중 CO2 농도는 이론적 최대값에 도달합니다. 공기가 더 들어오면 질소 등에 의해 희석되어 농도가 낮아집니다.

Q653. 보일러 '압력계' 부착 시 증기가 압력계 내부로 직접 들어가지 않도록 설치하는 관은?

① 유트랩
② 사이펀(Syphon) 관
③ 체크 밸브
④ 바이패스 관

• 정답: ②
• 해설: 사이펀 관 내부에 물이 고이게 하여 고온의 증기가 압력계 정밀 부품(부르동관)에 직접 닿아 변형되는 것을 막습니다.

Q654. 열역학에서 외부와의 열 교환이 전혀 없는 상태에서 일어나는 변화는?

① 등온 변화
② 등압 변화
③ 단열 변화
④ 등적 변화

• 정답: ③
• 해설: 단열(Adiabatic)은 말 그대로 열의 출입을 차단한 상태에서의 상태 변화를 의미합니다.
• 오답 분석:
  • ①: 온도가 일정한 변화입니다.
  • ②: 압력이 일정한 변화입니다.
  • ④: 부피가 일정한 변화입니다.

Q655. 기체 연료 중 'LPG(액화석유가스)'의 주성분은?

① 메탄, 에탄
② 프로판, 부탄
③ 일산화탄소, 수소
④ 질소, 산소

• 정답: ②
• 해설: LPG는 원유 정제 과정에서 나오는 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)을 주성분으로 합니다.
• 오답 분석:
  • ①: LNG(액화천연가스)의 주성분입니다.

Q656. 보일러 수처리를 위한 '청정제' 중 산소(O2)를 제거하여 부식을 방지하는 약제는?

① 탄산나트륨
② 인산나트륨
③ 하이드라진
④ 염화칼슘

• 정답: ③
• 해설: 하이드라진(N2H4)이나 아황산나트륨은 물속의 용존 산소와 반응하여 산소를 없애는 '탈산소제'입니다.
• 오답 분석:
  • ①, ②: 주로 스케일 방지나 pH 조절용으로 쓰입니다.

Q657. 열의 전달 방식 중 중간 매개체 없이 전자기파의 형태로 직접 전달되는 현상은?

① 전도
② 대류
③ 복사
④ 확산

• 정답: ③
• 해설: 복사는 진공 상태에서도 태양열이 전달되는 것처럼 매질 없이 열이 이동하는 방식입니다.
• 오답 분석:
  • ①: 고체 내부에서 분자 진동으로 전달됩니다.
  • ②: 액체나 기체의 흐름(순환)에 의해 전달됩니다.

Q658. 보일러의 파손 원인 중 '압력 초과'에 의한 파열을 방지하는 가장 대표적인 기기는?

① 저수위 차단 장치
② 안전 밸브
③ 화염 검출기
④ 압력 제한 스위치

• 정답: ②
• 해설: 압력이 설정치 이상일 때 물리적으로 증기를 내뿜어 압력을 낮추는 최종 안전 장치입니다.
• 오답 분석:
  • ④: 압력이 높으면 연료를 차단하는 '전기적' 장치이나, 물리적 파열 방지 최우선은 안전 밸브입니다.

Q659. 연소 시 발생하는 '황산화물(SOx)'을 줄이기 위한 대책으로 옳은 것은?

① 연소 온도를 높인다.
② 저유황 연료를 사용한다.
③ 과잉 공기량을 늘린다.
④ 매연 적재 장치를 설치한다.

• 정답: ②
• 해설: 황산화물은 연료에 포함된 황(S) 성분 때문에 발생하므로, 원천적으로 황이 적은 연료를 쓰는 것이 가장 효과적입니다.

Q660. 보일러 가동 중 '실화(Flame out)'가 발생했을 때 이를 감지하여 연료를 차단하는 장치는?

① 압력계
② 수위계
③ 화염 검출기(Flame Detector)
④ 온도계

• 정답: ③
• 해설: 화염 검출기(광전관 등)가 불꽃이 꺼진 것을 즉시 감지하여 미연 가스 공급을 막아 폭발을 방지합니다.

[PART 3] 공조냉동기계기사 (2025년 제3회 기출)

[제2단원: 공조냉동설계] 661~680번

Q661. 냉동 장치에서 냉매가 증발기에서 흡수한 열량과 압축기에서 받은 일의 열량 합을 무엇이라 하는가?

① 응축 부하
② 냉동 부하
③ 가열 부하
④ 송풍 부하

• 정답: ①
• 해설: 응축기는 증발기에서 흡수한 열(냉동 효과)에 압축기에서 가해진 일(압축 열)을 합친 전체 열량을 외부(물 또는 공기)로 방출해야 합니다.
• 오답 분석:
  • ②: 증발기에서 냉각 대상으로부터 빼앗는 열량입니다.
  • ③: 공기를 데우는 데 필요한 열량입니다.

Q662. 다음 중 '열펌프(Heat Pump)'의 성적계수(COP)를 높이기 위한 방법으로 옳은 것은?

① 증발 온도를 낮춘다.
② 응축 온도를 높인다.
③ 응축 온도와 증발 온도의 차를 줄인다.
④ 압축기의 압축비를 높인다.

• 정답: ③
• 해설: 성적계수는 저온부와 고온부의 온도 차이가 작을수록 압축기가 해야 할 일이 줄어들어 효율이 좋아집니다.
• 오답 분석:
  • ①, ②, ④: 모두 압축비와 압축 일을 증가시켜 성적계수를 떨어뜨리는 요인입니다.

Q663. 공기조화 방식 중 '팬 코일 유닛(FCU) 방식'의 특징으로 틀린 것은?

① 각 실별로 개별 제어가 용이하다.
② 덕트 샤프트 공간이 거의 필요 없다.
③ 중앙식에 비해 외기 도입(환기)이 쉽고 효과적이다.
④ 실내에 수배관이 들어오므로 누수의 위험이 있다.

• 정답: ③
• 해설: FCU 방식은 별도의 덕트 없이 유닛만 설치하는 경우가 많아 외기 도입이 어렵습니다. 환기를 위해서는 별도의 외기 전용 시스템(OAI)이 필요합니다.
• 오답 분석:
  • ①: 유닛마다 스위치가 있어 개별 운전이 가능합니다.
  • ②: 물 배관을 이용하므로 대형 덕트 공간이 필요하지 않습니다.

Q664. 냉동 사이클에서 '교축 작용(Throttling)'이 일어나는 장치는?

① 압축기
② 응축기
③ 팽창 밸브
④ 증발기

• 정답: ③
• 해설: 팽창 밸브는 좁은 통로를 통해 고압의 액체 냉매를 저압으로 급격히 떨어뜨리는 교축 작용을 수행하며, 이때 압력은 낮아지고 엔탈피는 일정(등엔탈피)하게 유지됩니다.

Q665. 습공기 선도에서 '냉각 코일'을 통과하는 공기가 포화 온도 이하로 냉각될 때의 상태 변화는?

① 건구온도 하락, 절대습도 일정
② 건구온도 하락, 절대습도 하락
③ 건구온도 상승, 절대습도 하락
④ 건구온도 일정, 절대습도 상승

• 정답: ②
• 해설: 공기가 이슬점(노점) 이하로 냉각되면 수증기가 응축되어 물로 빠져나가므로 온도와 절대습도가 동시에 낮아지는 '냉각 감습'이 일어납니다.

Q666. 원심식(터보) 냉동기에서 부하가 급격히 감소할 때 발생하는 진동 및 소음 현상은?

① 캐비테이션(Cavitation)
② 서징(Surging)
③ 수격 작용(Water Hammer)
④ 오일 포밍(Oil Foaming)

• 정답: ②
• 해설: 서징은 터보 냉동기나 송풍기에서 저부하 운전 시 냉매 가스가 역류와 순류를 반복하며 심한 진동과 소음을 일으키는 맥동 현상입니다.
• 오답 분석:
  • ①: 펌프 흡입측 압력이 낮아 기포가 발생하는 현상입니다.
  • ④: 압축기 기동 시 냉매와 오일이 섞여 거품이 일어나는 현상입니다.

Q667. 보냉재의 외부에 부착하여 습기의 침입을 방지하는 '방습층' 설치 시 가장 적절한 위치는?

① 단열재의 고온측(외부)
② 단열재의 저온측(내부)
③ 단열재의 중간
④ 위치에 관계없음

• 정답: ①
• 해설: 습기는 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하려 하므로, 습기가 단열재 내부로 들어가 결로를 일으키기 전에 고온측(바깥쪽)에서 차단해야 합니다.

Q668. 냉수 배관 계통에서 '역환수(Reverse Return) 방식'을 채택하는 주된 목적은?

① 배관의 총 길이를 줄여 공사비를 절감하기 위해
② 각 유닛에 흐르는 냉수 유량을 균등하게 분배하기 위해
③ 배관의 마찰 손실을 최대화하기 위해
④ 누수 탐지를 용이하게 하기 위해

• 정답: ②
• 해설: 환수 주관의 흐름을 공급관과 같은 방향으로 돌려 각 부하(유닛)를 거치는 배관의 총 길이를 같게 만듦으로써 저항을 균일하게 하는 방식입니다.

Q669. 다음 중 '증발 잠열'을 이용하여 냉각 효과를 얻는 장치는?

① 증발기
② 응축기
③ 수액기
④ 유분리기

• 정답: ①
• 해설: 증발기 내부에서 액체 냉매가 기체로 변하면서 주변의 열(잠열)을 빼앗아 냉동 목적을 달성합니다.

Q670. 공기조화기(AHU) 내의 가습 장치 중 전기에너지를 직접 열로 바꾸어 물을 증발시키는 방식은?

① 수분무식
② 원심식
③ 전열식(전기 전극식/히터식)
④ 초음파식

• 정답: ③
• 해설: 전열식 가습기는 전기에너지를 이용해 물을 끓여 증기를 발생시키는 방식으로, 청결하고 제어 응답성이 좋습니다.

Q671. 덕트 내의 풍속이 15 m/s를 초과하는 경우를 무엇이라 하는가?

① 저속 덕트
② 고속 덕트
③ 초저속 덕트
④ 정압 덕트

• 정답: ②
• 해설: 일반적으로 풍속 15 m/s(산업용은 10 m/s 기준인 경우도 있음)를 기준으로 이하는 저속 덕트, 초과는 고속 덕트로 분류합니다.

Q672. 냉매 배관 중 '흡입관'을 설계할 때 고려해야 할 사항으로 틀린 것은?

① 압력 손실을 최소화하여 냉동 능력 저하를 막는다.
② 오일 회수가 원활하도록 구배를 준다.
③ 관경을 최대한 작게 하여 냉매 충전량을 줄인다.
④ 하향 입상관에는 오일 트랩을 고려할 필요가 적다.

• 정답: ③
• 해설: 관경이 너무 작으면 압력 손실이 커져 압축기의 흡입 효율이 급격히 떨어지고 냉동 능력이 감소합니다.

Q673. 냉동 사이클에서 '플래시 가스(Flash Gas)'가 발생하는 장소는?

① 압축기 입구
② 응축기 출구
③ 팽창 밸브 통과 직후
④ 증발기 출구

• 정답: ③
• 해설: 고압 액체 냉매가 팽창 밸브를 지나면서 압력이 떨어질 때, 일부 액체가 증발하며 발생하는 기체를 플래시 가스라고 합니다.

Q674. 지역난방의 열매체로 주로 사용되는 것은?

① 고압 증기
② 고온수
③ 냉매 가스
④ 압축 공기

• 정답: ②
• 해설: 지역난방은 장거리 수송 시 열손실이 적고 취급이 안전한 고온수(약 100~120℃)를 주로 사용합니다.

Q675. 송풍기 중에서 날개가 회전 방향과 반대(뒤쪽)로 굽어 있으며, 효율이 높고 고속 회전에 적합한 것은?

① 다익 송풍기(Sirocco Fan)
② 익형 송풍기(Aerofoil Fan)
③ 방사형 송풍기(Radial Fan)
④ 프로펠러 송풍기

• 정답: ②
• 해설: 에어로포일 팬은 비행기 날개 모양의 베인을 사용하여 소음이 적고 효율이 가장 우수하며 터보형 송풍기의 일종입니다.

Q676. 증기 트랩(Steam Trap)의 종류 중 '응축수와 증기의 온도 차이'를 이용하는 것은?

① 플로트 트랩(Float Trap)
② 버킷 트랩(Bucket Trap)
③ 바이메탈 트랩(Bimetal Trap)
④ 디스크 트랩(Disc Trap)

• 정답: ③
• 해설: 바이메탈 트랩은 온도가 낮은 응축수가 들어오면 휘어져 밸브를 열고, 뜨거운 증기가 오면 펴져서 밸브를 닫는 서모스탯식 트랩입니다.

Q677. 냉동 장치 내에 '공기(불응축 가스)'가 침입했을 때 나타나는 현상이 아닌 것은?

① 응축 압력이 상승한다.
② 냉동 능력이 감소한다.
③ 압축기 토출 온도가 상승한다.
④ 성적계수(COP)가 증가한다.

• 정답: ④
• 해설: 불응축 가스는 응축을 방해하여 압축기 부하를 키우므로 소비 전력은 늘고 냉동 능력은 줄어들어 COP는 하락합니다.

Q678. 공기조화의 4대 요소에 해당하지 않는 것은?

① 온도
② 습도
③ 기류
④ 조도

• 정답: ④
• 해설: 공기조화의 4요소는 온도, 습도, 기류(기류 속도), 청정도입니다. 조도는 조명 설계의 요소입니다.

Q679. 수배관 시스템에서 유체의 흐름 방향을 한쪽으로만 유지하게 하는 밸브는?

① 게이트 밸브
② 글로브 밸브
③ 체크 밸브
④ 볼 밸브

• 정답: ③
• 해설: 체크 밸브(역지 밸브)는 유체의 역류를 방지하고 한 방향으로만 흐르게 합니다.

Q680. 냉방 시 실내로 유입되는 '취출 공기량'을 계산하기 위해 필요한 값은?

① 실내 전열 부하 / (취출 공기 엔탈피 차)
② 실내 전열 부하 / (외기 공기 엔탈피 차)
③ 실내 현열 부하 / (취출 공기 온도 차)
④ 실내 잠열 부하 / (취출 공기 노점 차)

• 정답: ①
• 해설: 전체 열량(전열)을 제거하기 위해서는 공기가 들어오고 나갈 때의 에너지 차이(엔탈피 차)를 기준으로 풍량을 산정합니다. (현열 부하만 고려할 때는 ③번 방식 사용)

[PART 3] 공조냉동기계기사 (2025년 제3회 기출)

[제3단원: 공기조화] 681~700번

Q681. 습공기의 상태량 중 건구온도와 이슬점온도가 같을 때의 상대습도는?

① 0%
② 50%
③ 100%
④ 알 수 없음

• 정답: ③
• 해설: 건구온도가 이슬점(노점)온도까지 내려갔다는 것은 공기가 수증기를 최대로 머금은 상태임을 의미하므로 상대습도는 100%가 됩니다.
• 오답 분석:
  • ①, ②: 상대습도가 100% 미만일 때는 항상 건구온도 > 습구온도 > 노점온도 순의 관계를 가집니다.

Q682. 실내의 부하 중 '현열'만 발생하는 부하 요인은?

① 인체의 방열
② 조명 기구의 발열
③ 실내로 침입하는 외기(극간풍)
④ 식당의 식기류에서 나오는 증기

• 정답: ②
• 해설: 조명 기구는 전기 에너지가 빛과 열로 변하므로 온도만 높이는 현열 부하만 발생시킵니다.
• 오답 분석:
  • ①, ③, ④: 인체, 외기, 증기 등은 온도 변화(현열)와 습도 변화(잠열)를 동시에 일으킵니다.

Q683. 공조 방식 중 '이중 덕트(Double Duct) 방식'의 특징으로 틀린 것은?

① 냉풍과 온풍을 혼합 상자(Mixing Box)에서 섞어 공급한다.
② 각 실별로 부하에 맞는 정밀한 온도 제어가 가능하다.
③ 에너지 소비가 적어 매우 경제적인 방식이다.
④ 덕트가 두 줄로 설치되므로 설치 공간을 많이 차지한다.

• 정답: ③
• 해설: 이중 덕트 방식은 냉풍과 온풍을 동시에 만들어 섞어 쓰기 때문에 냉열과 온열이 서로 상쇄되는 혼합 손실이 발생하여 에너지 소비가 매우 큽니다.
• 오답 분석:
  • ①, ②, ④: 이중 덕트 방식의 구조적 특징과 장단점을 정확히 설명하고 있습니다.

Q684. 공기 선도상에서 가열 코일을 통과할 때 상태 변화로 옳은 것은?

① 비체적이 감소한다.
② 엔탈피가 증가한다.
③ 절대습도가 증가한다.
④ 상대습도가 증가한다.

• 정답: ②
• 해설: 가열을 하면 외부에서 열량이 공급되므로 공기의 전열량인 엔탈피($i$)가 당연히 증가합니다.
• 오답 분석:
  • ①: 온도가 올라가면 공기가 팽창하므로 비체적은 커집니다.
  • ③: 단순 가열 시 수증기량은 변하지 않으므로 절대습도는 일정합니다.
  • ④: 수증기량은 그대로인데 온도가 오르면 수용 능력이 커져 상대습도는 낮아집니다.

Q685. 냉수 코일 설계 시 '바이패스 팩터(Bypass Factor)'를 줄이는 방법으로 틀린 것은?

① 코일의 열수를 늘린다.
② 통과 풍속을 느리게 한다.
③ 핀(Fin)의 간격을 좁게 한다.
④ 코일 전면 면적을 크게 하고 풍속을 높인다.

• 정답: ④
• 해설: 바이패스 팩터는 공기가 코일에 닿지 않고 빠져나가는 비율입니다. 풍속을 높이면 공기가 머무는 시간이 짧아져 오히려 바이패스 팩터가 커집니다.
• 오답 분석:
  • ①, ②, ③: 공기와 코일의 접촉 기회나 시간을 늘려 열교환 효율을 높이는 방법들입니다.

Q686. 병원의 수술실이나 클린룸에서 오염 방지를 위해 유지해야 하는 실내 압력 상태는?

① 부압(-)
② 정압(+)
③ 대기압과 동일
④ 진공 상태

• 정답: ②
• 해설: 실내를 외부보다 높은 압력(정압)으로 유지해야 외부의 오염된 공기나 먼지가 틈새를 통해 안으로 들어오지 못합니다.

Q687. 난방 부하 계산 시 '방위 부하(Orientation Load)'를 고려하는 이유는?

① 벽체의 두께가 다르기 때문에
② 벽체의 재료가 다르기 때문에
③ 방위별로 일사량과 바람의 영향이 다르기 때문에
④ 실내 설정 온도가 다르기 때문에

• 정답: ③
• 해설: 북쪽 벽은 햇빛을 못 받고 찬바람을 많이 맞으며, 남쪽 벽은 일사량이 많습니다. 이 차이를 보정하기 위해 방위 할증률을 적용합니다.

Q688. 다음 중 '공기 세정기(Air Washer)'의 역할이 아닌 것은?

① 냉각 및 감습
② 가열 및 가습
③ 공기 정화(먼지 제거)
④ 산소 농도 조절

• 정답: ④
• 해설: 공기 세정기는 물을 분사하여 공기의 온·습도를 조절하고 먼지를 씻어내는 장치일 뿐, 산소 농도 등 가스 성분을 직접 조절하지는 못합니다.

Q689. 덕트의 설계법 중 '등마찰 손실법(Equal Friction Method)'에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 덕트의 모든 지점에서 풍속이 일정하게 설계하는 방법이다.
② 덕트의 단위 길이당 마찰 손실을 동일하게 설계하는 방법이다.
③ 덕트 말단의 정압을 일정하게 유지하는 방법이다.
④ 소규모 주택의 짧은 덕트 설계에만 사용된다.

• 정답: ②
• 해설: 가장 일반적인 설계법으로, 계산이 간편하고 덕트 전체의 저항 균형을 잡기 쉬워 저속 덕트 설계에 주로 쓰입니다.

Q690. 온수 난방과 비교한 '증기 난방'의 특징으로 옳은 것은?

① 난방 부하에 따른 온도 조절이 매우 쉽다.
② 열의 운반 능력이 작아 배관 관경이 커져야 한다.
③ 예열 시간이 짧아 간헐 난방에 유리하다.
④ 배관의 부식 우려가 거의 없다.

• 정답: ③
• 해설: 증기는 잠열을 이용하므로 방열량이 크고 온도가 높아 실내를 빨리 데울 수 있어 학교나 사무실 같은 간헐 난방에 적합합니다.
• 오답 분석:
  • ①: 온도가 일정하여 조절이 어렵습니다.
  • ②: 잠열을 이용하므로 운반 능력이 커서 관경을 작게 할 수 있습니다.

Q691. '전공기 방식' 공조 시스템의 장점이 아닌 것은?

① 외기 도입량이 많아 환기 성능이 우수하다.
② 실내에 수배관이 없어 누수 우려가 없다.
③ 덕트 공간을 많이 차지하지 않는다.
④ 중간기에 외기 냉방이 가능하다.

• 정답: ③
• 해설: 전공기 방식은 공기만으로 열을 운반하므로 풍량이 많아야 하고, 그에 따라 덕트 크기가 매우 커져 천장 공간을 많이 차지하는 것이 최대 단점입니다.

Q692. 냉방 부하 산출 시 '축열 부하'를 고려해야 하는 대상은?

① 유리창을 통한 투과 일사량
② 극간풍에 의한 부하
③ 인체의 잠열 부하
④ 기계 기구의 잠열 부하

• 정답: ①
• 해설: 일사는 벽체나 바닥에 흡수되어 열을 저장(축열)했다가 나중에 서서히 방출하므로 부하 지연 현상이 발생합니다. 잠열 부하는 축열되지 않습니다.

Q693. 환기 횟수(N)를 계산하는 공식으로 옳은 것은? (단, V: 실내 체적, Q: 환기량)

① $N = V / Q$
② $N = Q / V$
③ $N = Q \times V$
④ $N = (Q - V) / V$

• 정답: ②
• 해설: 환기 횟수는 1시간당 실내 전체 공기가 몇 번 교체되는지를 나타내는 수치이므로 총 환기량($m^3/h$)을 실내 체적($m^3$)으로 나눈 값입니다.

Q694. 다음 중 '복사 난방(Radiant Heating)'의 특징이 아닌 것은?

① 실내 온도가 균일하여 쾌적도가 높다.
② 예열 시간이 길어 응답성이 떨어진다.
③ 층고가 높은 방에서도 난방 효과가 좋다.
④ 외기 온도 변화에 따른 제어가 매우 신속하다.

• 정답: ④
• 해설: 복사 난방(바닥 난방 등)은 바닥 구조체를 데우는 시간이 필요하므로 부하 변동에 따른 조절 속도가 매우 느립니다.

Q695. 보일러의 출력 중 '상당 증발량'의 기준이 되는 상태는?

① $0^{\circ}C$의 물을 $100^{\circ}C$의 증기로 만드는 양
② $100^{\circ}C$의 물을 $100^{\circ}C$의 증기로 만드는 양
③ 급수 온도에서 실제 사용 압력의 증기로 만드는 양
④ 실온의 물을 포화 증기로 만드는 양

• 정답: ②
• 해설: 서로 다른 보일러의 성능을 비교하기 위해 $100^{\circ}C$ 포화수에서 $100^{\circ}C$ 포화증기로 변할 때의 잠열($2,257\text{ kJ/kg}$ 혹은 $539\text{ kcal/kg}$)을 기준으로 환산한 값입니다.

Q696. 에어 필터의 성능 시험 방법 중 미세 먼지나 연기 등을 대상으로 하는 것은?

① 중량법
② 변색법(NBBI법)
③ 계수법(DOP법)
④ 유압법

• 정답: ②
• 해설: 변색법은 필터를 통과하기 전후의 공기를 여과지에 걸러 더러워진 정도를 광전지로 측정하며, 미세 먼지용 필터 성능 측정에 쓰입니다. (더 미세한 클린룸용은 ③번 계수법)

Q697. 지역난방 방식 중 건물의 지하실에 열교환기를 설치하여 난방하는 방식은?

① 직접 연결 방식
② 간접 연결 방식
③ 기계적 연결 방식
④ 화학적 연결 방식

• 정답: ②
• 해설: 지역난방 공사에서 오는 고온수와 건물의 난방수를 열교환기를 통해 분리하여 열만 전달받는 방식입니다. 건물 내부 압력을 낮게 유지할 수 있어 안전합니다.

Q698. 공조 배관 중 관의 신축을 흡수하기 위해 사용하는 '신축 이음(Expansion Joint)'의 종류가 아닌 것은?

① 벨로즈형
② 루프형
③ 슬라이드형
④ 유니온형

• 정답: ④
• 해설: 유니온(Union)은 관과 관을 탈부착하기 쉽게 연결하는 이음쇠일 뿐, 열팽창에 따른 길이를 흡수하는 신축 이음 장치가 아닙니다.

Q699. 취출구의 종류 중 천장에 설치하여 공기를 360도 방향으로 확산시켜 배출하는 것은?

① 그릴(Grill)
② 레지스터(Register)
③ 아네모스탯(Anemostat)
④ 노즐(Nozzle)

• 정답: ③
• 해설: 아네모스탯은 다수의 콘(Cone)형 날개를 겹쳐 공기를 넓게 확산시키며 유속을 죽여 기류감을 부드럽게 만드는 대표적인 천장형 취출구입니다.

Q700. 난방 설비에서 '상당 방열 면적(EDR)'의 정의로 옳은 것은?

① 실제 방열기의 표면적
② 실내 부하를 감당하기 위해 필요한 벽 면적
③ 표준 방열량($640\text{ kcal/m}^2\cdot\text{h}$ 또는 $450\text{ kcal/m}^2\cdot\text{h}$)으로 나눈 가공의 면적
④ 보일러 내부의 화염과 닿는 면적

• 정답: ③
• 해설: 방열기마다 성능이 다르므로, 증기($640\text{ kcal/m}^2\cdot\text{h}$)나 온수($450\text{ kcal/m}^2\cdot\text{h}$)의 표준 방열량을 기준으로 환산하여 설계를 표준화한 면적입니다.

[PART 3] 공조냉동기계기사 (2025년 제3회 기출)

[제4단원: 전기제어 및 냉동공조운영] 701~720번

Q701. 자동제어의 분류 중 '미리 정해진 순서'에 따라 제어의 각 단계를 순차적으로 진행하는 제어 방식은?

① 시퀀스 제어(Sequence Control)
② 피드백 제어(Feedback Control)
③ 추치 제어(Follow-up Control)
④ 비율 제어(Ratio Control)

• 정답: ①
• 해설: 시퀀스 제어는 세탁기나 엘리베이터처럼 정해진 조건과 순서에 따라 동작이 진행되는 개루프(Open-loop) 제어의 일종입니다.
• 오답 분석:
  • ②: 출력값을 입력값과 비교하여 오차를 수정하는 폐루프 제어입니다.
  • ③: 목표값이 시간에 따라 변화하는 제어입니다.
  • ④: 두 개 이상의 유량 등을 일정 비율로 유지하는 제어입니다.

Q702. 다음 중 '온도 센서'의 종류에 해당하지 않는 것은?

① 백금 저항 온도계(Pt100)
② 열전대(Thermocouple)
③ 써미스터(Thermistor)
④ 차압 전송기(DP Transmitter)

• 정답: ④
• 해설: 차압 전송기는 두 지점 사이의 압력 차이를 측정하여 유량이나 레벨을 파악하는 장치입니다.
• 오답 분석:
  • ①: 온도가 변하면 전기 저항이 변하는 성질을 이용합니다.
  • ②: 서로 다른 두 금속의 온도 차에 의한 기전력을 이용합니다.
  • ③: 반도체의 저항 변화를 이용하며 정밀도가 높습니다.

Q703. 시퀀스 회로에서 '자기 유지 회로(Self-holding Circuit)'의 주된 목적은?

① 전동기의 역회전을 방지하기 위해
② 푸시버튼에서 손을 떼어도 회로의 동작 상태를 계속 유지하기 위해
③ 과부하 시 회로를 차단하기 위해
④ 전압 강하를 보상하기 위해

• 정답: ②
• 해설: 순간적으로 눌렀다 떼는 버튼 신호를 릴레이의 접점을 이용하여 계속 연결된 상태로 만드는 필수적인 논리 회로입니다.

Q704. 제어 동작 중 '비례(P) 동작'에서 발생하는 '잔류 편차(Offset)'의 정의는?

① 제어 초기에 발생하는 큰 오차
② 제어계가 안정된 후에도 목표값과 실제값 사이에 남는 정상 상태 오차
③ 미분 동작에 의해 발생하는 노이즈
④ 설정값의 급격한 변화량

• 정답: ②
• 해설: P 제어는 편차에 비례하여 조작량을 내보내므로, 오차가 0이 되면 조작량도 0이 되어 결국 미세한 오차가 남게 됩니다.

Q705. 유도 전동기의 속도 제어 방식 중 '인버터(VVVF)'를 사용하여 제어하는 요소는?

① 극수(Pole)
② 슬립(Slip)
③ 주파수(Frequency)
④ 2차 저항

• 정답: ③
• 해설: 유도 전동기의 회전 속도($N = 120f/P \times (1-s)$) 공식에 따라 주파수($f$)를 조절하는 것이 가장 효율적이고 정밀한 속도 제어법입니다.

Q706. 냉동 장치의 압축기 모터를 보호하기 위해 전원 공급을 차단하는 '전자 개폐기(MS)'의 구성 요소는?

① 전자 접촉기(MC) + 열동 계전기(THR)
② 타이머(T) + 릴레이(R)
③ 리미트 스위치 + 부저
④ 변압기 + 정류기

• 정답: ①
• 해설: 전자 접촉기(스위치 역할)와 과부하를 감지하는 열동 계전기를 조합하여 전동기를 구동하고 보호합니다.

Q707. 피드백 제어계의 기본 구성 요소 중 '비교부'에서 계산되는 신호는?

① 조작 신호
② 피드백 신호
③ 동작 신호(편차)
④ 목표 신호

• 정답: ③
• 해설: 비교부(Summing Point)는 목표값과 피드백된 현재값을 비교하여 그 차이인 '동작 신호(편차)'를 만들어 조절부로 보냅니다.

Q708. 3상 유도 전동기의 회전 방향을 반대로 바꾸기 위한 방법은?

① 전압을 2배로 높인다.
② 3선 중 임의의 2선을 서로 맞바꾼다.
③ 주파수를 낮춘다.
④ 접지선을 제거한다.

• 정답: ②
• 해설: 3상 전원 중 두 선의 결선을 바꾸면 회전 자기장의 방향이 반대가 되어 전동기가 역회전합니다.

Q709. PID 제어에서 '적분(I) 시간'을 너무 짧게 설정했을 때 나타나는 현상은?

① 응답이 매우 느려진다.
② 잔류 편차가 커진다.
③ 제어계가 불안정해지고 진동(Hunting)이 발생하기 쉽다.
④ 미분 동작이 멈춘다.

• 정답: ③
• 해설: 적분 시간이 짧다는 것은 오차를 더 빠르게 누적하여 강하게 수정한다는 뜻이므로, 제어량이 목표값을 지나쳐 출렁거리는 오버슈트와 진동이 생길 수 있습니다.

Q710. 논리 게이트 중 입력 A, B가 서로 다를 때(0,1 또는 1,0)만 출력이 1이 되는 회로는?

① AND
② OR
③ XOR(배타적 논리합)
④ NAND

• 정답: ③
• 해설: XOR 게이트는 두 입력이 다를 때만 1을 출력하며, 일치 여부를 판별하거나 가산기 회로에 쓰입니다.

Q711. 냉동공조 설비 운전 중 '오일 포밍(Oil Foaming)' 현상이 발생하는 주된 원인은?

① 냉각수 온도가 너무 높을 때
② 압축기 기동 시 크랭크케이스 내의 냉매가 급격히 증발할 때
③ 유분리기가 고장 났을 때
④ 윤활유가 너무 부족할 때

• 정답: ②
• 해설: 정지 중 오일에 녹아있던 냉매가 기동 시 압력이 낮아지면서 한꺼번에 기화되어 거품을 일으키는 현상입니다.

Q712. PLC(Programmable Logic Controller)의 장점이 아닌 것은?

① 배선이 복잡한 릴레이 시퀀스를 소프트웨어로 대체할 수 있다.
② 프로그램 수정만으로 제어 로직을 쉽게 바꿀 수 있다.
③ 신뢰성이 높고 소형화가 가능하다.
④ 고압 전력을 직접 제어하는 스위치로 사용하기 적합하다.

• 정답: ④
• 해설: PLC는 제어 신호를 처리하는 장치이므로, 고압 전력을 직접 끊고 맺는 역할은 마그네트(MC)나 차단기가 수행해야 합니다.

Q713. 압축기의 '언로드(Unload) 운전'을 실시하는 주된 목적은?

① 압축기의 회전수를 높이기 위해
② 부하 감소 시 실린더 작동을 일부 정지시켜 용량 제어를 하기 위해
③ 냉매의 온도를 급격히 올리기 위해
④ 오일의 점도를 낮추기 위해

• 정답: ②
• 해설: 다기통 압축기에서 필요 이상의 냉동 능력을 줄여 에너지를 절감하고 효율적으로 운전하기 위한 용량 제어 방식입니다.

Q714. 반도체 소자 중 한 방향으로만 전류를 흐르게 하여 '정류'에 사용되는 가장 기본적인 소자는?

① 트랜지스터
② 다이오드
③ 콘덴서
④ 저항기

• 정답: ②
• 해설: 다이오드는 P-N 접합을 통해 순방향 전류만 통과시키는 특성을 가집니다.

Q715. 냉동기 시운전 시 '진공 시험'을 하는 주된 목적은?

① 장치 내부의 공기와 수분을 제거하기 위해
② 냉매의 순도를 높이기 위해
③ 압축기의 토출 압력을 확인하기 위해
④ 윤활유를 충전하기 위해

• 정답: ①
• 해설: 시스템 내에 수분이 있으면 냉매와 반응하여 부식을 일으키거나 팽창 밸브를 얼려 막을 수 있으므로 진공 펌프로 완전히 제거해야 합니다.

Q716. 제어 응답의 특징 중 목표값에 도달하기까지 걸리는 시간적 지연을 나타내는 용어는?

① 오버슈트(Overshoot)
② 응답 시간(Response Time)
③ 정상 상태 편차
④ 감쇄비

• 정답: ②
• 해설: 제어 명령을 내린 후 시스템이 반응하여 목표값 부근에 도달할 때까지의 시간을 의미합니다.

Q717. 보일러 자동 제어(ACC)에서 연소량을 조절하기 위해 조작하는 요소가 아닌 것은?

① 연료 공급량
② 연소 공기량
③ 급수 공급량
④ 댐퍼 개도율

• 정답: ③
• 해설: 급수량 조절은 수위 제어(BWC)의 영역입니다. ACC는 연소(불꽃)를 조절하여 압력을 유지하는 것이 목적입니다.

Q718. 회로에 흐르는 전류가 설정값 이상이 되었을 때 동작하여 기기를 보호하는 계전기는?

① 부족 전압 계전기(UVR)
② 과전류 계전기(OCR)
③ 비율 차동 계전기
④ 주파수 계전기

• 정답: ②
• 해설: OCR(Over Current Relay)은 합선이나 과부하로 인한 과전류로부터 전동기와 선로를 보호합니다.

Q719. 냉동 장치에서 고압측 압력이 이상 상승할 때 압축기를 정지시키는 보호 장치는?

① 고압 차단 스위치(HPS)
② 저압 차단 스위치(LPS)
③ 유압 보호 스위치(OPS)
④ 온도 조절기(TC)

• 정답: ①
• 해설: High Pressure Switch는 응축기 냉각 불량 등으로 압력이 위험 수치에 도달하면 회로를 차단합니다.

Q720. 다음 중 '폐루프(Closed-loop) 제어'의 특징으로 옳은 것은?

① 구조가 단순하고 비용이 저렴하다.
② 외부의 외란에 취약하여 정밀 제어가 어렵다.
③ 피드백 경로가 있어 목표값과 실제값을 비교한다.
④ 시퀀스 제어가 대표적인 예이다.

• 정답: ③
• 해설: 피드백을 통해 오차를 계속 수정하므로 외란이 있어도 목표값에 정확히 도달할 수 있는 정밀한 제어 방식입니다.