代號：

00930

頁次：

2 － 1

113 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 32 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

等

別：高等考試

類

科：冷凍空調工程技師

科

目：電工學（包括電機機械）

考試時間：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

• 

• 

不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。 本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 一、交流穩態電路如下圖所示，電源電壓相量式 ˆ 200 0 V S E    （有效值） ， 負載電阻 20 L R   。計算負載端電壓 ˆ L V 、負載電流 ˆ L I 及負載電阻 L R 消耗 功率。 （ 20 分）

～

ˆ

L

V

10

j





L

R

2



2

j



ˆ

S

E

ˆ

L

I

• 二、直流電路如下圖，直流電壓 12V S V  、電感 200mH S L  。當開關 1 S 閉 合前電感 S L 電流為零。當時間為零（ 0 t  ）開關 1 S 閉合，即 a 、 b 兩點 短路，計算時間 0 t  的電流時間函數 ( ) L i t 、電壓時間函數 2 ( ) v t 及電路穩 態時電感 S L 儲存能量。 （ 20 分）

S

V

1

S

a

b

2



6



0.5



(

)

L

i

t

2

(

)

v

t

S

L

座號：

• 三、某三相平衡系統的電源、負載及傳輸線等效電感抗組成系統如下圖，負 載端線電壓為 440 V （有效值） ，三相負載 A 的總實功率為 200 kW 、功 率因數為 0.8 落後，三相負載 B 的總視在功率為 120 kVA 、功率因數為 0.9 領前。計算電源側線電壓、電源側功率因數。 （ 20 分）

0.1

j



0.1

j



0.1

j



三相電源

三相負載

A

三相負載

B

電源側

傳輸線等

效電感抗

• 四、某台他激式直流電動機的電樞電阻為 1.2  ，其激磁場電流可調整。當 激磁埸電流為 10 A ，轉速為 900 轉 / 分，量測其反電動勢為 100 V 。忽略 碳刷壓降及鐵心磁飽和，計算下列問題： （每小題 10 分，共 20 分）

•  當激磁埸電流為 8 A ，外加電樞端電壓為 52 V ，轉速為 450 轉 / 分，計 算其電樞電流及電磁轉矩。

•  當激磁埸電流為 6 A 、外加電樞端電壓為 120 V 、電樞電流為 8 A ，計 算轉速及電磁功率。

• 五、某台三相、 Y 接、 6 極、線電壓為 380 V （有效值） 、 60 Hz 的鼠籠式感應 電動機，每相等效至定子的近似等效電路如下圖， 2 0.2 R   、每相等效 磁化電抗 20 m jX j   、每相等效鐵損電阻 200 C R   ， s 為滑差率。此 電動機操作於額定電壓、頻率，其轉子導體的電流頻率為 2 Hz ，計算電 動機的轉速、電磁轉矩、輸入總實功率及總虛功率。 （ 20 分）





2

R

s

m

jX

C

R

0.45

j



0.45

j



0.25



1

ˆ

V

1

ˆ

I

代號：

00950

頁次：

2 － 1

113 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 32 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

等

別：高等考試

類

科：冷凍空調工程技師

科

目：熱力學與熱傳學

考試時間：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

•  不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

•  本科目得以本國文字或英文作答。

• 一、考慮一個活塞 -汽缸系統，一開始內部氣體的體積為 0.04 m 3 ，壓力為 180 kPa 。活塞連接一個彈簧，會隨著活塞的位置而被壓縮或伸長。假設 其彈簧係數為 130 kN/m 。如果開始在汽缸壁加熱，則氣體會膨脹，但內 部壓力保持一定值。假設膨脹至比原來體積大一倍。請問 ⑴ 活塞移動距 離。 ⑵ 彈簧受力大小。 ⑶ 最後的壓力大小。 ⑷ 最後總共有多少功由氣體 完成？（活塞的截面積為 0.27 m 2 ） （ 20 分）

• 二、考慮一個蒸汽渦輪機，其功率輸出為 6 MW ，其入口條件為壓力 2 MPa ， 溫度為 410 ℃，焓值為 3250 kJ/kg ，蒸汽速度為 55 m/s ，高度為 8 m 。其 出口的條件為壓力 18 kPa ，焓值為 2370 kJ/kg ，蒸汽速度為 190 m/s ，高 度為 4 m 。請問出入口的 ⑴ 動能的差異。 ⑵ 位能的差異。 ⑶ 每單位質量 蒸汽所做的功。 ⑷ 蒸汽質量流率。 （ 20 分）

• 三、考慮一個加熱爐，可以在 1200 K 時，傳入熱 3200 kW 。請問這些熱在環 境溫度為 25 ℃時，藉由一個可逆熱引擎的運作，可輸出 2000 kW ， ⑴ 其 熱力效率（ thermal efficiency ）為何？ ⑵ 能產生最大的功為多少？ ⑶ 其不 可逆率為多少？ ⑷ 熵的變化為多少？（ 20 分）

• 四、考慮一圓桿，長 4 m ，半徑為 15 cm 。周圍為絕熱，內部無熱源，兩端有 溫差，分別為 700 ℃和 25 ℃，圓桿的熱傳導係數 k 為 236 W/mK 。 ⑴ 請 列出這個圓桿的熱傳導方程式。 ⑵ 請解出溫度分布的解析解。 ⑶ 請問靠 近 700 ℃那端 30 cm 的那個點之溫度是多少？ ⑷ 請問這個圓桿的截面熱 通量是多少？（ 20 分）

座號：

• 五、考慮一玻璃帷幕大樓，在某一層的玻璃其厚度為 6 mm ，玻璃的傳導係 數為 1.0 W/mK ，玻璃在戶外的表面溫度為 10 ℃，戶外的熱對流係數為 210 W/m 2 K ，戶外環境溫度為 0 ℃，玻璃的室內表面溫度則為 25 ℃。請 問  玻璃在戶外每單位面積被帶走的熱量為多少？（ 5 分）  經過玻璃 內部的傳導熱通量為多少？（ 5 分）  室內的對流係數為多少？（ 10 分）

代號：

00960

頁次：

3 － 1

113 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 32 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

等

別：高等考試

類

科：冷凍空調工程技師

科

目：流體力學與流體機械

考試時間：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

•  不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

•  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 具有黏度 和密度 的油液沿著一個寬為 b 的垂直平板的側面穩定地流 下，如圖所示。油膜已完全發展，其厚度 和速度分布 ( ) 與沿著平板的 距離 無關。假設大氣對油膜表面沒有剪切阻力。

•  請畫出速度分布示意圖及 ( ) 的大致形狀，並列出速度 ( ) 之邊界 條件。 （ 15 分）

•  假設油膜厚度 及壁面處的速度梯度分布 ( / ) 已知，請找出 與 、 、 ( / ) 、 之函數表達式。 （請注意 及 ( / ) 均應為負值） （ 10 分）

(

側視圖

)

(

正視圖

)

b

(

)

(

)

X

座號：

• 已知某管路系統包含一個泵、閥門、管道及接頭，且該系統的流量為 0.02 m 3 /s 、管徑為 0.2 m 、管路入口能量損失係數為 0.6 、出口能量損 失係數為 0.05 、閥門能量損失係數為 0.75 、管路能量損失係數為 0.02 ， 以及 90 °接頭的能量損失係數為 0.8 ，請計算泵所需提供的能量水頭 （以 公尺為單位） 。 （ 25 分）

• 如下圖兩個相同 U 型管壓力計，左側壓力計中含有 80 ℃的水，右側壓力 計中含有 20 ℃的水，兩者受壓力如圖所示。

•  請計算兩個壓力計讀數差異的百分比。 （以含 20 ℃水之壓力計讀數為 基準） （ 15 分）

•  兩個壓力計量得之壓力差異是否隨著 的變化而改變？（ 10 分） （假設水於 20 ℃及 80 ℃密度分別是  20 W =998 kg/m 3 ，  80 W =972 kg/m 3 ）

h

20

Patm

Patm

h

80

• 如圖所示的泵使用輕原油為工作流體，其密度為 850 kg/m 3 ，泵之入口壓 力為 14  kPa ，出口壓力為 70 kPa ，入口管徑 10 cm ，出口管徑 4 cm ，流 量為 0.9 m 3 /min 。請計算：

•  泵所產生的揚程。 （ 15 分）

•  在 85% 效率下的輸入功率（單位以 W 表示） 。 （ 10 分）

代號：

00910

頁次：

4 － 1

113 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 32 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

等

別：高等考試

類

科：冷凍空調工程技師

科

目：冷凍工程與設計

考試時間：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

•  不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

•  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 一、  在食品凍結過程中，請由食品中溶質濃度的改變，說明凍結點 （ freezing point ）隨凍結時間不斷下降的原因。 （ 5 分）

•  凍結過程中，共晶點（ eutectic point ）與最大冰晶生成帶（ zone of maximum ice crystal formation ）分別為何？最大冰晶生成帶的生成速 度對冰晶的生成有何影響？（ 10 分）

•  某食品的凍結點為 -1 ℃ ，當食品被凍結至 -10 ℃ 時，其凍結率（ freezing ratio ）為多少百分比？（ 5 分）

• 二、採用空氣源熱泵控制建築物室內的送風溫度。在夏天時室內送風溫度保 持在 15 ℃，且冬天時送風溫度保持在 20 ℃。若冷媒於熱泵中進行蒸發與 冷凝時，盤管內冷媒與接觸空氣間的熱傳溫差 10 ℃。若建築物室內與室 外的熱損失，與室內送風溫度及室外的溫差成正比，且每單位溫度差的 熱損失為 2500 kJ/h 。試求：

•  若冬天室外溫度為 0 ℃，此熱泵所需之最小輸入功率為多少（ kW ）？ （ 15 分）

•  夏天時，若以前項所計算之功率驅動此熱泵。以最理想效率運轉時， 則熱泵的冷凝溫度為多少℃？（ 15 分）

座號：

• 三、為了增進冷凍循環的過冷度與運轉性能，於 R134a 冷媒的單段蒸氣壓縮 冷凍機，增設一個過冷器與輔助壓縮機迴路，如圖所示。冷凝器的冷凝 壓力為 1200 kPa ，蒸發器的蒸發溫度為 -10 ℃ 。假設兩個壓縮機蒸氣吸 入口處，冷媒均為乾飽和狀態。冷凝器出口處，冷媒為飽和液體狀態， 且兩個膨脹過程均為等焓過程。

主壓縮機入口焓值 ℎ = 392.66 kJ kg / 。

主壓縮機出口焓值 ℎ = 430.06 kJ kg / 。

輔助壓縮機入口焓值 ℎ = 404.32 kJ kg / 。

輔助壓縮機出口焓值 ℎ = 426.35 kJ kg / 。

冷凝器出口焓值 ℎ = 265.91 kJ kg / 。

膨脹閥入口焓值 ℎ = 241.72 kJ kg / 。

•  請於壓力 -焓圖上標示出各元件入口與出口處的狀態點相對位置。 （ 5 分）

•  若忽略熱損失，由過冷器的能量守恆，求流經輔助迴路的冷媒質量流 率（ ）占流經冷凝器冷媒質量流率（ ）的百分比。 （ 10 分）

̇

̇

•  若冷凍機的冷凍能力為 107.13 kW ，分別求流經蒸發器與冷凝器的冷 媒質量流率 kg/s 。 （ 10 分）

 求冷凍系統的性能係數（ coefficient of performance, COP ） 。 （ 5 分）

• 四、於 R-22 冷媒的蒸汽壓縮冷凍系統中，裝置一個熱交換器，使得蒸發器出 口處之飽和蒸汽與冷凝器出口處之飽和液體進行熱交換。各元件入口與 出口的狀態點，如圖所示。假設壓縮過程為等熵過程，且蒸發器、冷凝 器與熱交換器內的壓力損失均可忽略不計。若進入熱交換器的飽和蒸汽 溫度為 -20 ℃ ，出口處蒸汽溫度為 -10 ℃ ；進入熱交換器之飽和液體溫度 為 40℃ 。由飽和液 -汽表與過熱蒸汽表，試求：

•  壓縮機出口的冷媒焓值 ℎ (kJ kg / ) 、熱交換器出口且進入膨脹閥前的 冷媒焓值 ℎ (kJ kg / ) 與冷凍系統之性能係數。 （ 10 分）

•  若在壓縮機吸入端量測得冷媒蒸汽體積流率為 800 L/min ，試求裝置此 熱交換器情況下，冷凍系統之冷凍負載（ kW ） 。 （ 10 分）

00920

頁次：

2

－

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113 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 32 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

等

別：高等考試

類

科：冷凍空調工程技師

科

目：空調工程與設計

考試時間：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

•  不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

•  本科目得以本國文字或英文作答。

• 一、 AI 數據時代讓資料中心（ Data Center ）變得相對重要，機房空調在資料中 心內也扮演著不可或缺的角色。因機房空調常為全日運轉，減少耗能也是 考量重點。試繪圖說明資料中心之空調規劃設計有那些型式？（ 15 分）何 謂機房 PUE （ Power Usage Effectiveness ）？（ 10 分）

• 二、有一離心風機送風量為 0.8 m 3 / s ，風機出風靜壓 250Pa 及軸功率 0.52 kW 。 假設風機出口面積是 0.07 m 2 ，計算風機的  靜壓功率（ kW ）、靜壓效 率、總壓效率。 （ 15 分）  如風機轉速原為 1350 rpm 降至 1200 rpm ，計 算降速後，風機之風量（ m 3 /s ）、總壓（ Pa ）及軸功率（ kW ）。（ 10 分） （假設空氣密度為 1.2 kg /m 3 ）

• 三、  有一長 40m ，內徑 50mm 之冰水鐵管，內有 10 ℃之冰水且流量為 3 （ L/s ） 。若水在 10 ℃密度為 999.7kg/m 3 ，且摩擦因子 f=0.021 ，求冰水 於此管路之壓降（ kPa ） 。 （ 15 分）  續前  小題，欲選一水泵，假設水 泵之效率為 0.7 ，其所需動力為何（ W ）？（ 10 分）

• 四、體積 100 m 3 之濕空氣，在壓力 0.1MPa ，乾球溫度 35 ℃，相對濕度 70%RH 的條件下，求濕空氣的溼度比、乾空氣質量（ kg ）及水蒸汽質量（ kg ） 。 （ 15 分）若在等壓下將濕空氣冷卻至 5 ℃，試求水蒸汽凝結之質量（ kg ） 。 （ 10 分）

座號：

代號： 00920 頁次： 2 － 2

代號：

00940

頁次：

3 － 1

113 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 32 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

等

別：高等考試

類

科：冷凍空調工程技師

科

目：冷凍空調自動控制

考試時間：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

•  不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

•  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 某乾燥氣候地區，其水冷式箱型機適合採「水側節能（ water-side economizer ） 」技術以節約用電，如下圖所示。該系統操作條件為：

• 直膨盤管冷媒溫度為 7℃ 且冷卻水塔趨近溫度為 3℃ 。

• 入口外氣與回風混合，混風溫度 Tm 為 25℃ 。

• 溫度 Tm 和該預冷盤管入口水溫溫差 Tw 至少 2℃ 。

請回答下列問題：

•  列舉本水側節能設計需要何種感測器？並需說明分別裝設於何位置。 （ 5 分）

•  說明如何操作各閥件 V1 ～ V3 以能使本系統從正常冰水空調模式，切換 為水側節能模式。請依照圖上虛線說明元件控制方式。 （ 10 分）

•  計算該水側節能設計在何種外氣條件下方能開始發揮節能效益。 （ 5 分）

•  若該場域可能經歷低溫外氣狀況，請說明本技術如何控制冷卻水溫度 （需 列舉計算式） 、水閥件等控制措施，以免造成盤管凍結之問題。 （ 10 分）

座號：

• 一變風量雙風管空調系統（ VAVdual-duct system ）如下圖所示。室內區域 空間欲維持在乾球溫度 21 ℃～ 25 ℃之間，採混風箱內風門分別控制暖空 氣與冷空氣送風之流量。當區域空間溫度為 21 ℃時，採全暖氣負載運轉， 所需要的暖空氣流率為 0.8 kg/s ；而當區域空間溫度為 25 ℃時，採全冷氣 負載運轉，所需之冷空氣為 1.1 kg/s 。為設計方便選擇暖空氣和冷空氣之 流量對空間溫度具有相同斜率（二者正負相反）之控制方式。

請回答下列問題：

•  以「空間溫度」為 X 軸、冷空氣與暖空氣流率分別為 Y 軸（如下示意 圖） ，畫出暖空氣流率、冷空氣流率和混風流率之控制特性線。 （ 10 分）

•  若混風箱最低送風流率為 0.3 kg/s ，則當暖空氣流率或冷空氣流率降至 為零時，當下區域空間溫度分別為何？（ 15 分）

一溫度控制系統如下圖：

KP

Kc

KN

Km

Ka

Tc

Td

TR

請回答下列問題：

•  若欲完全消除 Td 對輸出 Tc 之影響，則 Km 值應為何？（ 10 分）

•  Km 值的變化對 Tc/Td 的靈敏度為何？而當此靈敏度達最低時， Km 值 應為何？（ 10 分）

• 考慮如下圖所示之控制系統，請設計 PID 控制器之 KP 、 KI 和 KD 的增益 值，使系統特徵方程式的根滿足下列條件： ⑴ 有一實根為 -10 、 ⑵ 阻尼比 為 ξ=0.8 ，自然頻率為 ω n=2 。 （ 25 分）