106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨 普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 00940 全一張 （正面）

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。

•  本科目得以本國文字或英文作答。

※計算題目均以無單位計算，重力加速度 g 設定為 10 。

• 一、有一穩態管流（管直徑 D = 2 ）之流速分布 u(r) = -r 2 + a ，其中與截面圓心之徑向距離 為 r ；試求： （每小題 10 分，共 30 分）

•  a = ﹖

•  管流穩態體積流率 Q = ﹖

•  畫出管流截面剪應力 τ -r 分布圖。 （液體黏著度 μ =2 ，管流與管壁遵守 no-slip 條件）

• 二、流體（密度 ρ 1 =1 ）流經一漸縮管（如圖） ，其下方液壓管內置密度 ρ 2 = 2 之液體；當均勻 流速 V 1 = 4 流入大管（直徑 D = 2 ） ，且系統穩定後，試計算： （每小題 10 分，共 20 分）  流出小管（直徑 d =1 ）之流速 V 2 = ﹖

•  左右液柱之高度差 h = ﹖

• 三、送風機裝置入口節流裝置，其節流性能如下：提供之靜壓 Ps =8 - Q 2 /( α +1) ，系統阻 力 R= Q 2 /2 。 （ Q ：風機每秒送風量， α ：節流開口度全開時 α =1 而半開時 α =1/2 ） （每小題 10 分，共 20 分）

•  試畫出出口閥性能曲線圖。 （即 α =1 及 α =1/2 時靜壓，阻力與流量關係圖）

•  試求節流裝置由全開至半開時，其節流之損失 ∆ Ps = ？

座號：

106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨 普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 00940 全一張 （背面）

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

• 四、泵浦系統構造及其對應之排水揚程 H －流量 Q 關係（如右圖） ，若將原先運作於 a 點 之系統閥門（位於空氣室後方）開口度關閉一半，試詳述泵浦產生顫動（ surging ） 現象之原因。 （ 10 分）

閥門

空氣室

泵浦

水面

Q

H

H0

Qa

a

• 五、單段壓縮機以多變壓縮（ polytropic compression ）方式將溫度 25 ℃，壓力 1.4 之空氣 壓縮至 56 ，試求： （每小題 10 分，共 20 分）

•  壓縮比 = ﹖

•  多變效率（ polytropic efficiency ） = ﹖（多變指數 n = 1.45 ，空氣比熱比 k = 1.4 ， 此題壓力均為絕對壓力）

106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨 普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 00950 全一張 （正面）

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。  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 一、如圖一所示，一隔熱且體積固定的密閉盒子內放置一矽晶圓，其體積為 0.0001 m 3 ， 起始溫度為 250 o C ，矽晶圓的密度及比熱分別為 2,300 kg/m 3 與 0.7 kJ/kg ． K 。矽晶圓 周圍被起始溫度及壓力分別為 20 o C 與 101 kPa 的空氣所包圍，空氣的體積為 0.2 m 3 ， 其比熱為 0.717 kJ/kg ． K 。請問當盒子內矽晶圓與空氣達到熱平衡時的平衡溫度為多 少？此時空氣的壓力為多少？（ 25 分）

隔熱盒子

空氣

矽晶圓

• 二、如圖二所示，空氣在一絕熱的圓柱活塞系統內，其起始的壓力與溫度條件為 200 kPa ， 360 K ，體積為 0.1 m 3 。現在活塞上方施加一固定力量 F ，讓空氣由底部的噴嘴離開 圓柱活塞系統，現已知噴嘴出口的溫度為 300 K 。假設系統內的空氣在定壓及定溫條 件下，當活塞下降到系統內的體積為 0.01 m 3 時，請問噴嘴出口處的空氣速度為多少？ （假設空氣的定容比熱為定值 = 0.717 kJ/kg ． K ） （ 25 分）

圖二

空氣

F

噴嘴

座號：

106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨 代號： 00950 全一張 （背面）

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

• 三、空氣在 20 o C 時以 15 m/s 的速度流經一 110 o C 的等溫平板，平板的長度及寬度都是 0.5 m 。 已知空氣的普郎特數（ Prandtl number ） = 0.707 ，運動黏度（ kinematic viscosity ） = 0.0000194 m 2 /s ，密度 =1.05 kg/m 3 。流體流經等溫平板的平均紐賽數（ Nusselt number ） 之關聯式如下所示：

• (i) 層流： 0.6 Pr , Pr 0.664Re 1/3 1/ 2 ≥ = L L Nu

• (ii) 紊流： 60 Pr 0.6 , Pr 0.037Re 1/3 4/5 < < = L L Nu

• (iii) 包含層流與紊流的混合狀況： 8 5 1/ 3 0.8 10 Re 10 5 60 Pr 0.6 871)Pr (0.037Re ≤ < × < < -= L L L Nu

請利用修正雷諾類比性（ modified Reynolds analogy ）或稱為奇爾頓 -庫爾本類比性 （ Chilton-Colburn analogy ）計算空氣流經平板時施加多少拖曳力（ drag force ）在平

• 四、一 20 o C 的空氣以 20 m/s 的速度交錯流（ cross flow ）經一有厚度的圓柱鋼管（導熱性 = 60 W/m ． K ） ，管內是平均溫度 80 o C 的熱水流經其內，其狀態是完全發展紊流， 雷諾數為 20,000 ，鋼管的內直徑為 20 mm ，管壁厚度等於 2.5 mm 。已知水的導熱性 = 0.670 W/m ． K ，普郎特數 Pr = 2.20 ；空氣的普郎特數 Pr = 0.707 ，導熱性 = 0.0263 W/m ． K ，運動黏度 = 15.89 × 10 -6 m 2 /s 。

另外，管內及管外的紐賽數可由下列關聯式計算得之：

• (i) 管內流： 1/3 0.8 Pr 0.023Re D D Nu =

• (ii) 管外流： 0.37 0.6 Pr 0.26Re D D Nu =

請問穩態時管內熱水傳到管外空氣每單位長度的熱傳率為多少？（ 25 分）

106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨 普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 00960 全一張 （正面）

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、假設下圖的電路已經是在穩定狀態，若在此時（設時間為 0 = t ）將開關 SW 接通。 試計算：

•  在開關 SW 接通後（設時間為 0 ≥ t ）之 ( ) t i 值。 （ 15 分）

•  在開關 SW 未接通時瞬間（設時間為 -= 0 t ）之 ( ) t i 值。 （ 5 分）

H

L

0.25

=

Ω

10

V

7.5

0

=

t

(

)

i t

Ω

15

Ω

3

SW

• 二、依下圖的變壓器電路，試計算 i 1 、 i 2 、 V 1 及 V 2 之值各為何。 （ 20 分）

H

L

0.1

=

Ω

10

1

V

1

i

Ω

2

Ω

1

F

C

0.1

=

2

V

2

i

理想變壓器

1

n

2

n

12sin(10 )

t

VS

=

S

V

3

i

2:1

:

2

1

=

n

n

座號：

三、於下圖之電路中，試求：

•  為使得負載本身可得到最大的平均功率（單位為瓦特 W ） ，應選用的負載 L Z 值為何？ （ 10 分）

•  組合於  所求之負載所使用的相關元件值（例如：電阻器的電阻值、電感器的電 感值、電容器的電容值）為何？（ 5 分）

•  於  所求之負載 L Z 本身接收的平均功率（單位為瓦特 W ）為何？（ 5 分）

H

L

0.5

=

Ω

10

i L

Ω

20

Ω

20

F

C

0.01

=

s

V

100sin(10 )

t

Vs

=

Ω

20

Z L

106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨 普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 00960 全一張 （背面）

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）

• 四、於下圖的電路中，三相交流發電機輸出 60 Hz 之三相交流電壓源至 Y 型接線平衡負 載之三相交流感應馬達的定子，在感應馬達負載的輸出機械轉距為 15 N-m （牛頓 -公尺）時，其反應至感應馬達定子之各相的負載為 ( Ω) + = 10 10 j Z L 。

•  試計算 C B A i i i , , 及整體平均總功率（單位為瓦特 W ） 。 （ 15 分）

•  若發電機與馬達均為三相六極結構，當感應馬達之機械負載輸出轉距為 15 N-m （牛頓 -公尺）時，其轉子感應的電動勢頻率為 4 Hz 。設機械損失為 100 W （瓦特） ， 試計算轉子輸出電功率（單位為瓦特 W ） 。 （ 5 分）

A

i

(

) (

)

V

t

V AB

2 sin 377

200

=

三相交

流發電

機

三相

交流

感應

馬達

B

i

C

i

A

B

C

(

) (

)

V

t

V BC

°

=

120

2 sin 377

200

a

b

c

輸入轉速

1200 rpm

(

) (

)

V

t

V CA

°

=

240

2 sin 377

200

• 五、如下圖之直流串聯馬達，其輸入電壓 V VS 220 = ，串聯場電阻 Ω = 1 F R ，串聯電樞電 阻 Ω = 0.5 A R 。對某一機械負載，馬達轉速 rpm NT 1200 = ，此時電流 A I F 20 = 。

（每小題 10 分，共 20 分）

•  試計算馬達轉距 T （單位為 N-m ）。

•  給予另一個不同的機械負載，並將串聯場電阻調整為 Ω = 1.5 F R 時，其電流 F I 將變 為 30 A 。假設磁通正比於電流，試計算調整後之馬達轉速 NT （單位為 rpm ）及調 整後之馬達轉距 T （單位為 N-m ）。

I A

I F

s

V

A

R

E A

F

R

106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨 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、一氣冷式 15 kW 冷凍能力、 R134a 冷凍機，在氣冷式冷凝器與壓縮機間安裝一熱水 熱回收器，回收部分的冷凍機排熱，並調整氣冷式風扇轉速，使維持 45 ℃ 冷凝溫度， 經量測冷凝器出口冷媒過冷度為 5 ℃ ，熱回收器每小時將 183 kg ， 25 ℃ 的冷水加熱至 45 ℃ ，已知壓縮機的等熵效率為 0.9 ，忽略系統的熱損失、壓降，請繪出系統的莫里 爾線圖並標示各操作狀態，計算系統的冷凍 COP ，壓縮機的吐出溫度，以及冷媒離 開熱水熱回收器的狀態（乾度或過熱度） 。已知水的比熱為 4.19 kJ/kg ℃ 。 （ 25 分）

• 二、何謂螺旋式壓縮機的內容積比 vi （ internal volume ratio ）？試以壓力 (P)容積 (v) 圖說 明螺旋式壓縮機壓縮不足（ under-compression ） ，過度壓縮（ over-compression ）的操 作狀態，並說明這兩個操作狀態對壓縮機性能的影響。當 R134a 螺旋式壓縮機操作 在 6 ℃ （ P = 0.36198 MPa ，比熱比 k = 1.189 ）蒸發溫度與 37 ℃ （ P = 0.93724 MPa ， 比熱比 k = 1.119 ）冷凝溫度，求此螺旋機的理想內容積比 vi 為多少。 （ 25 分）

代號：

00910

全一張 （正面）

座號：

106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨 普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 00910 全一張 （背面）

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

• 三、 5500 箱蘋果，置於 2 ℃ 冷藏庫內，冷藏庫的室內尺寸 15 m （長） ×10 m （寬） ×3 m （高） ， 金屬庫板（ PU 發泡 50 mm ，內、外 0.5 mm 鍍鋅烤漆鋼板） ，今有 500 箱蘋果於 32 ℃ 送進冷藏室，預計 24 小時內到達冷藏溫度，每一箱蘋果質量為 20 kg ，蘋果比熱 3.81 kJ/kg ℃ ，呼吸熱： 0.035 W/kg ，每個木箱質量 4 kg ，木箱比熱： 1.63 kJ/kg ℃ ，假設 當地外氣溫度 35 ℃ （露點溫度為 34 ℃ ） ，忽略其他雜熱，如果蒸發器的除霜時間約 4 小時，請計算冷藏室 1 天的產品熱為多少 kJ ，呼吸熱為產品熱的百分之幾，庫壁的 總熱傳係數 W/m 2 ℃ ，所需的冷凍機能力為多少 kW ，如果將該冷藏庫改為冷凍用， 請問冷凍庫庫內最低溫度為幾度 ℃ ，外壁不至流汗。

PU 熱傳導係數： 0.025 W/m ℃ ，鍍鋅烤漆鋼板熱傳導係數： 45 W/m ℃ ，外壁空氣熱 對流係數： 20 W/m 2 ℃ ，內壁空氣熱對流係數： 10 W/m 2 ℃ 。 （ 25 分）

• 四、根據氟氯烴消費量管理辦法，國內氟氯烴消費量自中華民國 104 年 1 月 1 日起，每 年不得超過基準量（ 638.156 ODP 公噸）的 10% ，自 109 年 1 月 1 日起，每年不得超 過基準量之 0.5% ，削減率達 95% ，但國內目前仍有許多使用 R22 冷媒的商用冷凍機 組（如賣場、冷凍庫） ，考慮一般冷凍機組使用年限均在 10 年以上，屆時將面臨冷 媒短缺的問題。一般採用的策略有：繼續使用 R22 冷媒更換系統或維持原系統但換 裝冷媒。請說明選用以上策略的考慮事項，並詳細說明 R22 冷媒的換裝步驟。 （ 25 分）

106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨

普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 00920 全一張 （正面）

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。

•  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

※若計算有需要，請參照附表一。

一、有關無塵室（ cleanroom ）空調系統：

•  何謂無塵室之三種不同的操作狀態（ occupancy state ） 。並詳述比較製藥用無塵室及 工業用無塵室在等級（ class ）標準之差異。 （ 15 分）

•  繪圖說明外氣空調箱（ Make-up air unit, MAU ）系統中，使用熱回收循環節能盤管 （ run-around coil ）之原理功能及繪空氣線圖上詳加說明之。 （ 10 分）

• 二、冷卻水塔設計時，冷卻水由 45 ℃ 降至 25 ℃ ，若冷卻水量為 110,000 kg/h ，且當時空 氣狀態為乾球 20 ℃ ，相對濕度 55%RH ，離開水塔空氣狀態乾球 40 ℃ ，相對濕度 95%RH ，若假設大氣壓力為 92 kPa ，請計算：

•  所需空氣量（ kg/h ） 。 （ 15 分）

•  水因蒸發之損失量（ kg/h ） 。 （ 10 分）

• 三、飛機空調系統可視為一簡單空氣標準冷凍循環。空氣進入壓縮機之壓力為 0.1 MPa ， 溫度為 -20 ℃ ，且離開時之壓力為 0.5 MPa ，空氣進入膨脹之溫度為 15 ℃ ，空氣之定 壓比熱 Cp = 1.0035 kJ/kg-K 。

•  繪出系統之簡圖及溫 -熵圖（ T-S 圖） 。 （ 5 分）

•  此系統之性能係數 COP ？（ 10 分）

•  冷凍能力為 1kW 時，進入壓縮機之空氣流率（ kg/s ）？（ 10 分）

• 四、濕空氣在 0.1 MPa ，乾球 30 ℃ ，溼度比 0.015 時，試計算比較其在 85 kPa 及 100 kPa 之下列數值：

•  焓值。 （ 10 分）

•  露點溫度。 （ 15 分）

座號：

106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨 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

附表一

00920

代號：

全一張 （背面）

106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨 普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 00930 全一頁

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：

 禁止使用電子計算器。

•  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、請說明如何進行冰水主機之安全控制（ Safety Control ） 。 （ 20 分）

• 二、請說明控制系統時域分析的準則與程序。 （ 20 分）

• 三、請詳述直接數位控制（ Direct Digital Control, DDC ）之基本理念與組成；請比較其與 氣壓式、電氣式、電子式之異同。 （ 20 分）

• 四、請說明風量控制的方式，並說明調整空氣品質要求之二氧化碳濃度之控制方法。 （ 20 分）

• 五、請說明吸收式冷凍機之能量控制的方法，並請探討其對節電的貢獻。 （ 20 分）

（請接背面）

座號：