107年 專技高考 冷凍空調工程技師｜歷屆考題全文（機器抽取）
107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、記帳士考試冷凍空調工程技師類科歷屆試題，含電工學（包括電機機械）、熱力學與熱傳學、流體力學與流體機械等 6 科。
共 6 份考卷｜資料來源：依政府資料開放授權條款（OGDL）第 1 版利用，資料集：考選部歷屆試題（data.gov.tw dataset 170565），107 年。
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電工學（包括電機機械）
下載：題目
官方不公布申論答案
00930
107 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：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、如圖一所示，若 R=100 Ω 求出 AB 兩點間的電阻為何？（ 20 分）
圖一
二、如圖二所示，求解下面兩個問題：
-
外加交流電壓電源 Vs(t)=10 2sint(V) ，求輸出的穩態電壓 V0(t) 為何？ （ 10 分）
-
外加方波輸入電壓 Vs(t)=10(V) ≦ , 0 t ＜ 10 ，其他時間輸入電壓為 0(V) ， 求輸出的電壓 V0(t) 為何？（ 10 分）
座號：
-
三、某單相變壓器之額定電壓為 200 kVA ， 2400 V/240 V ， 60 Hz 。在額定電 壓時，鐵損為 10 kW ；在額定電流時，滿載銅損為 16 kW 。負載的功率 因數為 0.85 且落後，試求若變壓器滿載工作半天，半天半載，求全日效 率。（ 10 分）
-
四、某一個交流電路其電壓為 t) π 2sin(120 100 v(t) = (V) ，電流為 θ ) t π 2cos(120 10 i(t) + = (A) ，若消耗實功率 =500(W) ，虛功率（超前） =-500 3 (Var) 。試問： θ = ？總阻抗大小？ PF （功率因數）？若電路為串 聯 RC 電路求 R= ？ ( Ω ) ， C= ？ (F) （ 10 分）
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五、何謂直流發電機之電樞反應？（ 5 分）對主磁通及磁極會產生那些影響？ （ 5 分）改善電樞反應的方法有那些請詳述？（ 10 分）
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六、某部八極直流發電機，其電樞匝數為 600 匝，其電樞繞組採前進單分疊繞 （ Simplex forward lap winding ）電樞電阻為 0.3 Ω ，每極磁通為 0.02 韋伯 （ Wb ） ，端電壓為 220 V ，電樞電流為 60 A ，求其轉速（使用 RPM 來表 示）及電機轉矩（反轉矩） 。 （ 20 分）
熱力學與熱傳學
下載：題目
官方不公布申論答案
00950
107 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：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。
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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。
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本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
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一、 0.6 kg 的氬（ Argon ；分子量 39.94 kg/kmol ）氣被裝在下圖的氣缸 -活塞 中，起先氬氣的溫度為 25 ℃ 、壓力為 100 kPa ，活塞停在氣缸壁的檔塊 上，大氣壓力和活塞重量形成總共 400 kPa 的壓力。求為使氬氣能頂起 活塞所需熱傳給氬氣的能量。使用理想氣體模式，且假設氣缸壁和活塞 間沒有摩擦力，已知通用氣體常數為 8.314 kJ/( km R ol K) = ⋅ 。 （ 25 分）
Ar
-
二、想要用泵浦（ pump ）把水打到比水管入口高 6 m 處的出口，且出口的壓 力為 5 bar ，體積流率為每分鐘 0.7 3 m 。假設水在水管入口的壓力為 1 bar 、 比容為 3 3 1.0009 10 m /kg ν -= × ，當地的重力加速度為 9.8 2 m/s ，且泵浦穩 定的運轉，請問此泵浦的功率至少要有多少千瓦（ kilowatt ）？（ 25 分）
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三、考慮兩個很大的平行平板間的穩態熱傳，它們的間距為 0.01 m ，溫度分 別保持在 1 T = 350K 與 2 T = 300K 。假設平板表面的放射率（ emissivity ）為 1 ε = ，平行平板間充滿空氣，已知空氣的熱導傳率為 0.02816 W/(m K) k = ⋅ ，史 蒂芬 -波茲曼常數（ Stefan-Boltzmann constant ）為 8 5.67 10 σ -= × 2 4 W/(m K ) ⋅ 。 考慮熱傳導及熱輻射，分別求出平行平板間的傳導熱傳率及輻射熱傳 率，以及總熱傳率。 （ 15 分）
-
請問平板間實際的總熱傳率會比在 求出的總熱傳率大或小？說明 其原因。 （ 5 分）
座號：
-
四、膜狀冷凝（ film condensation ）與滴狀冷凝（ dropwise condensation ）的差 別為何？那一種的熱傳較有效？（ 10 分）
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五、平均溫度 80 ℃ 的水以平均流速 0.4 m/s 流經一鋼管內，鋼管外表面吹過 流速 3 m/s ，溫度 20 ℃ 的空氣，方向與水的流向垂直。鋼管內直徑為 i D = 0.038 m ，外直徑為 o D = 0.048 m ，熱導傳率為 W/( 5 K) 0 m k = ⋅ ，假 設鋼管內的水流為完全發展流，已知鋼管內的對流熱傳係數為 2 W/( 25 m ) 54 K i h = ⋅ 。鋼管外表面的紐塞數（ Nu ）可以用對流熱傳關聯 式表示為 0.5 0.667 0.4 (0.4 0.06 ) Nu Re Re Pr = + ，其中 Re 為雷諾數， Pr 為普朗 特數。空氣的運動黏滯率為 6 2 18.22 10 m /s ν -= × ，熱導傳率為 0.0281 W/(m K) k ⋅ = ， 0.703 Pr = 。以鋼管外表面為基礎，求此過程的總 包（ overall ）熱傳係數及單位管長的熱損失（ heat loss ） 。 （ 20 分）
流體力學與流體機械
下載：題目
官方不公布申論答案
107 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：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。
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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。
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本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
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一、噴嘴流量計的流量可由 Q = CQ0 計算而得，其中 C 為修正係數， Q0 為無 任何流動損失下的理想流率。
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試以柏努力方程式及質量守恆定律推導出： ] ) / ( [1 2 4 4 2 0 D d p Δ d Q -= ρ π d D 1 15
-
其中 與 如圖 所示， ρ 為密度， Δ p 為噴嘴前後壓差。 （ 分） 圖 1 ，若 d ＝ 120 mm 、 D ＝ 200 mm 、管中流動的是空氣 （ ρ ＝ 1.2 kg/m 3 ） ， 壓力計中的量錶流體為水，兩液面高度差為 100 mm 。 C ＝ 0.9975-0.012(d/D) 0.5 ，求空氣的體積流率（ CMM ） 。 （ 10 分）
圖
1
-
二、泵將水從水池吸入並加壓後流經並聯管路（如圖 2 所示） ，若泵送的水 量為 2CMM ， L1 ＝ 3 m 、 L2 ＝ 6 m 、 L3 ＝ 7 m 、 L4 ＝ 5 m 、 L5 ＝ 4 m ，管徑 皆為 65 mm ，各肘管的阻力係數 Cd 為 1.5 ， T 形接頭之 Cd 為 2.0 ，閥 1 之 Cd 為 10 ，閥 2 之 Cd 為 5.5 ，冷卻器之 Cd 為 32 ，熱交換器之 Cd 為 18 ， 進水池之 Cd 為 1 ，管路摩擦係數為 0.023 。求：
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流經冷卻器的流率為何（ CMM ）？（ 15 分）
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若泵的效率為 0.7 ，則泵的消耗功率為何（ kW ）？（ 15 分）
座號：
-
三、一大型離心式風機風量 1000 CMM ，風壓為 650 mmAq ，轉速為 1750 rpm ， 效率 85% 。將尺寸縮為原來的 1/3 ，轉速增為原來的兩倍。
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試以風機定律推算小風機的風量、風壓及消耗功率。 （ 10 分）
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小風機消耗的電功率量測值為 4820 W ，與風機定律計算有明顯不同， 請解釋原因。 （ 10 分）
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四、 請比較離心式冷媒壓縮機與螺旋式冷媒壓縮機的優缺點。 （ 10 分）
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請以莫理爾圖（ Mollier chart ）及文字敘述解釋為何兩段式（ two-stage ） 離心式冰水主機（ chiller ）的 COP 高於單段式（ single-stage ）離心式 冰水主機？（ 15 分）
冷凍工程與設計
下載：題目
官方不公布申論答案
107 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。
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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。
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本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
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一、請說明冷凍系統所使用的壓縮機之種類與特性。
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壓縮機可分為那些類型？請說明這幾類壓縮機各具有那些特性及優 缺點，各別適用冷卻能力範圍及應用領域分別為何？（ 15 分）
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說明磁浮壓縮機的原理與特性。 （ 10 分）
二、冷凍系統的理想冷媒：
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請說明冷凍系統的理想冷媒應具備之特性。 （ 15 分）
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請說明目前為避免全球暖化而開發之新冷媒發展趨勢，及目前待克服 之障礙。 （ 10 分）
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三、設計一個外部尺寸 6 m × 8 m × 4 m 高之冷藏庫，可儲存 100 公噸肉品， 庫內溫度須維持在 -10 ℃ ，每日肉品出貨量為 5 公噸。肉品進貨方式可分 兩種：可由零售商以 5 ℃ 肉品每天補貨 5 公噸進庫，或由盤商以供應 -5 ℃ 肉品每次進貨 30 公噸。除了一面牆（ 6 m × 4 m ）與溫度相同的預冷室 相鄰，其他三面均與外氣（ 35 ℃ 、 50% RH ）相隔。庫壁結構為 12 cm 空 心磚（熱傳導係數 1.5 W/mK ）及 8 cm 保溫材（熱傳導係數 0.03 W/mK ） 組成；屋頂亦與外氣接觸，結構為 12 cm 空心磚及 8 cm 保溫材組成。樓 地板為 12 cm 混凝土加 8 cm 軟木保溫，與無空調空間相鄰，假設其總熱 傳係數 U = 0.5 W/m 2 K 。假設其每日換氣次數為 6 次，單位氣體換氣焓差 係數為 120 kJ/m 3 。該肉品之結冰溫度為 -1 ℃ ，冰點以上之比熱 3.2 kJ/kgK ， 凍結熱為 230 kJ/kg ，結冰後之比熱為 1.6 kJ/kgK ，冷卻速率因子（ chilling rate factor ） 0.7 。假設庫壁外之對流熱傳係數為 20 W/m 2 K ，內部之對流 熱傳係數為 8 W/m 2 K 。請計算：
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庫壁之總熱傳係數。 （ 5 分）
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此冷藏庫之庫體熱負荷。 （ 5 分）
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假設冷凍設備每日運轉時間為 18 hr ，冷卻負荷安全係數 10% ，試求此 冷藏庫需要的冷凍設備冷卻能力。 （ 15 分）
座號：
-
四、某一個 R404A 雙蒸發器之二級壓縮冷凍系統（如圖一） ，具備中間冷卻 閃氣槽，提供 -30 ℃ 之冷凍能力 180 kW 及 10 ℃ 之冷凍能力 200 kW ，其 冷凝溫度為 40 ℃ 。 （ R404A 之 P-H 圖參圖二）
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請畫出此系統之壓力 -焓圖，並標示系統工作流體走向。 （ 5 分）
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分析此系統並分別計算出此系統兩個蒸發器之冷媒流量。 （ 10 分）
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此系統的兩個壓縮機之功率分別為何？（ 10 分）
圖二
空調工程與設計
下載：題目
官方不公布申論答案
107 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
考試時間：
2 小時
※注意：
可以使用電子計算器。
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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。
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本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
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一、設計分析橫流式冷卻塔，可如圖 1 所示區分為許多個小區域來計算分 析。若給定水及空氣的流率分別為 L 和 G ，以及整個冷卻塔之 h cA/Cpm （ h c 為對流熱傳係數、 A 為熱傳面積、 Cpm 為濕空氣之比熱）值。 （圖中 h 為空氣的焓值、 t 為水溫，下標 in 為入口、 out 為出口）
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以圖 1 第 1 區域為例，說明如何計算 t 1 及 h 1 ，請列出所有的計算式及 求解步驟。 （ 15 分）
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請說明如何計算流出冷卻塔之水溫（以圖 1 為例來說明） 。 （ 10 分）
t
out
t
in
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
t
12
t
7
t
8
t
9
t
6
t
10
t
11
h
1
h
2
h
3
h
4
h
5
h
6
h
7
h
8
h
9
h
10
h
12
h
11
h
in
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
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二、列出三種以熱能驅動之冷凍循環（有冷媒）式的空調系統，畫出示意圖 並說明工作原理（同一種類只需以單效式做說明） 。 （ 25 分）
-
三、某空調機將流量 15 m 3 /s 之空氣由壓力 105 kPa 、溫度 30 ℃ 、相對濕度 80% ，調節成為壓力 100 kPa 、溫度 15 ℃ 、相對濕度 95% 。 （空氣的等壓 比熱為 1.004 kJ/kg K ，氣體常數為 8.314 kJ/kmol K ） 。求該空調機之：
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每公斤乾空氣之空調負荷量（ kJ/kg dry air ） 。 （ 10 分）
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空調機之噸數。 （ 5 分）
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潛熱負荷（ kW ） 。 （ 10 分）
座號：
Saturated Water
-
四、空調負荷之計算包含了透過窗戶的太陽能及熱傳產生的負荷。位於北緯 32 度之某建築之朝南窗戶總面積為 40 m 2 ，其結構為間隔 6 mm 之雙層 普通平板玻璃，窗戶均配備窗簾使得窗戶遮陰係數為 0.7 。該處窗戶玻 璃最大太陽熱增量因子（ solar-heat gain factor ）列於表一，窗戶熱阻列 於表二：
-
七月中午，室內溫度 26 ℃ ，室外溫度 36 ℃ ，求窗戶對建築物造成的 總熱增量。 （ 13 分）
-
一月中午，室內溫度 22 ℃ ，室外溫度 15 ℃ ，求窗戶對建築物造成的 總熱增量。 （ 12 分）
| E NTHALPY, kJ/kg | E NTHALPY, kJ/kg | E NTHALPY, kJ/kg | ||
|---|---|---|---|---|
| Temp. ( ℃ ) | Press. (kPa) | Sat. Liquid h f | Evap. h f g | Sat. Vapor h g |
| 0.01 | 0.6113 | 0.00 | 2501.35 | 2501.35 |
| 5 | 0.8721 | 20.98 | 2489.57 | 2510.54 |
| 10 | 1.2276 | 41.99 | 2477.75 | 2519.74 |
| 15 | 1.705 | 62.98 | 2465.93 | 2528.91 |
| 20 | 2.339 | 83.94 | 2454.12 | 2538.06 |
| 25 | 3.169 | 104.87 | 2442.30 | 2547.17 |
| 30 | 4.246 | 125.77 | 2430.48 | 2556.25 |
| 35 | 5.628 | 146.66 | 2418.62 | 2565.28 |
冷凍空調自動控制
下載：題目
官方不公布申論答案
00940
107 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。
-
本科目得以本國文字或英文作答。
一、請計算下圖從輸入 U( s ) 到輸出 Y( s ) 的系統轉移函數。 （ 20 分）
)
Output Y(
s
Input U(
s
)
- 二、下圖的 DDC （ direct digital control ）控制迴路中各節點代表一個 DDC 控 制器，不同粗細的線路代表不同的網路協定，說明圖中設備 A 需使用路 由器（ router ）或是橋接器（ bridge ） ，並說明其原因。 （ 20 分）
操作員
終端機
設備
A
設備
A
-
三、請說明在空調系統感測器配置中所謂熱預測設計（ heat anticipator ）的使 用時機和操作原理。 （ 20 分）
-
四、說明冷凍空調系統中常用的四種控制法則的同異與其優劣點：開關控制 （ two-position control ） 、浮動控制（ floating control ） 、步動控制（ step control ） 、調變控制（ modulating control ） 。 （ 20 分）
座號：
- 五、請說明以絕熱程序（ adiabatic process ）進行熱焓控制（ enthalpy control ） 降溫的方式，並說明相應的設定點如何設定。 （ 20 分）