102年 專技高考 冷凍空調工程技師｜歷屆考題全文（機器抽取）
102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，含流體力學與流體機械、熱力學與熱傳學、電工學（包括電機機械）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），102 年。
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流體力學與流體機械
下載：題目
官方不公布申論答案
102 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。
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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一、一直徑 D0 高度 H 之圓柱形水箱頂部無蓋，底部有一個直徑為 D 的排水孔可通到大 氣中。最初水箱內部裝滿水（即水高度 H ）後，打開底部排水孔蓋洩水，假設不計 水通過排水孔之能源損失，試問排放：
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全桶水（ 10 分）和
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半桶水（ 10 分）
各所需之時間 t 為多少？請以 D0 、 D 、 H 、 g （重力加速度）表示之。
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二、一理想流體以流量（每單位長度） 11.3 m 3 /s ． m 通過一潛置半圓柱體，如圖一所示， 流體在半圓柱體表面的速度近似於 v = 6sin θ ，若理想流體與水有相同密度 （ ρ =1000 kg/m 3 ），試導出：
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作用於半圓柱體上二維壓力分布的表示式。（ 10 分）
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作用於半圓柱體上每單位長度的水平和垂直壓力。（ 10 分）
圖一
A
A
3.6 m
θ
0.9 m
R
v
- 三、一方形水槽 12 m 長、 10 m 寬、水位高度 13 m ，被分為兩部分，如圖二所示，中間 有 0.167 m 直徑的光滑圓孔相通，若起始狀態如圖所示，求需要多少時間始可使兩 個部分的水面等高。（ 20 分）
圖二
代號 ： 00940 全一張 （正面）
座號：
102 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
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四、兩種幾何相似之空氣壓縮機，在相同的實驗室中操作，一壓縮機為另一個壓縮機之 三倍大，較小的壓縮機以三倍於較大壓縮機的角速度運轉，不計摩擦效應，若兩壓 縮機機械操作效率相同，試計算下列諸比：
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它們的質量流率比。（ 6 分）
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它們的流動壓力比。（ 7 分）
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它們所需輸入的功率比。（ 7 分）
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五、水（在 0 ℃ 時，其黏度 3 10 1.781 -× = w μ Pa ． s ，密度 998.8 = w ρ kg/m 3 ）以一平均速 度 3 m/s 流動於直徑 75 mm 的水平管線中。於此管 10 m 長的壓力降落為 14 kPa 。 今以汽油（在 0 ℃ 時，其黏度 4 10 2.9 -× = o μ Pa ． s ，密度 680.3 = o ρ kg/m 3 ）流動於 幾何相似的直徑 25 mm 管線中，則流場為動力相似所必須之速度為何？而於此 25 mm 管線之長度為 10/3 m 中壓力降落為何？（ 20 分）
代號 ： 00940 全一張 （背面）
熱力學與熱傳學
下載：題目
官方不公布申論答案
102 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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一、考慮一理想氣體經過一可逆多變過程（ reversible polytropic process ），且此一過程 為穩態穩流過程（ steady-state steady-flow process ），若省略動能及位能的變化，請 推導其功的表示式。再進一步考慮初始狀態相同的等熵壓縮過程和等溫壓縮過程， 為達到相同的最終壓力，試問那一個壓縮過程需要輸入較大的功，利用 P -v 圖繪出 此二過程（初始狀態相同，最終壓力相同）並標明其作功面積。（ 25 分）
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二、利用乾濕球溫度計（ Psychrometer ）求得空氣濕度比（ humidity ratio ）的基本原理可 用一絕熱飽和過程（ adiabatic saturation process ）來描述。請說明其原理及基本假設， 列出質量平衡關係和能量平衡關係，並推導濕度比計算式，討論欲求得濕度比所需 知道的熱力性質。（ 25 分）
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三、一半徑 r i 的薄壁銅管，用來輸送溫度為 Ti 的低溫冷媒。周圍大氣溫度為 Tout 且 Tout ＞ Ti ，試問此薄壁銅管是否有存在一最佳絕熱厚度（熱傳率最小），其理由為 何？（ 25 分）
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四、一商用立方體冰櫃，邊長 3 m ；牆壁由外層 6.35 mm 厚碳鋼（熱傳導係數 64 W/m-K ）、 中間 100 mm 厚絕熱材料（熱傳導係數 0.039 W/m-K ）和內層 6.35 mm 厚鋁合金 板（熱傳導係數 173 W/m-K ）所組成，三層材料間由黏膠相結合，兩層黏膠的熱阻 各為 2.5 × 10 -4 m 2 K/W 。如果冰櫃內外表面溫度分別保持在 -6 ℃ 和 30 ℃ ，則冰櫃的穩 態制冷功率為多少？（ 25 分）
代號 ：
00950 全一頁
座號：
電工學（包括電機機械）
下載：題目
官方不公布申論答案
102 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。
- 一、如圖一之電路，請計算 AB 間之等效電阻值。當 AB 間外加 22 伏特之直流電壓時， 請計算流經 R 之電流與功率，也請計算 24 小時在 R 消耗之電能。（ 20 分）
圖一
- 二、如圖二之 RLC 交流電路，已知 R = 500 Ω ， L = 0.0106 H ， C = 0.00265 mF 。當輸入 電壓 V 之均方根值為 60 伏特，頻率為 60 Hz 時，請計算輸入實功率。當輸入電壓 均方根值不變，但頻率為此電路之諧振頻率時，請計算該諧振頻率與此時之輸入實 功率。（ 20 分）
圖二
V
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三、請針對直流電動機分別畫出串激、並激、差複激、積複激的接線法，並說明對轉矩 及轉速控制的影響。（ 20 分）
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四、請說明應用變頻器控制在壓縮機或風機使用之電動機的方法、所用元件與技術、好 處。（ 20 分）
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五、有一台 150-kVA 、 2400/240-V 之單相變壓器，一次側參數為 Ω = 0.2 1 R 、 Ω = 0.45 1 X ， 二次側參數為 Ω = 0.002 2 R 、 Ω = 0.0045 2 X ，忽略鐵心之激磁電流與損失。當這台 變壓器輸出額定電壓、額定視在功率、 0.8 落後功率因數時，請計算一次側電壓、 電壓調整率、效率。（ 20 分）
代號 ：
00960 全一頁
座號：
冷凍工程與設計
下載：題目
官方不公布申論答案
102 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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一、卡諾冷凍循環具有理論上最高能源效率，請回答以下問題：
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描繪卡諾冷凍循環之 T-S 圖，並以圖分析為何卡諾冷凍循環具有最高能源效率。 （ 10 分）
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比較卡諾冷凍循環與理想逆朗肯（ ）冷凍循環，可用 圖比較說
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reverse Rankine T-S 明。（ 10 分）
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實務上卡諾冷凍循環可否實現？請說明之。（ 5 分）
二、有關冷媒的選用，請回答以下問題：
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冷凍系統冷媒的理想性質為何？舉出三項，並說明其重要性。（ 10
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分）
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新的冰箱已採用異丁烷（ isobutane ）作為冷媒，提出異丁烷取代 R134a 冷媒的原 因。（ 10 分）
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說明 A1 級冷媒與 A2 級冷媒之主要差異。（ 5 分）
三、有關冷凍庫的顯熱負荷，請回答以下問題：
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冷凍庫某一面外牆的穩態熱傳（ W ）之計算為 Q=UA △ T ， △ T 是冷凍庫內外溫 差，外牆面積為 A ，假設外牆是單一保溫材料，其厚度為 L ，熱傳導係數為 k ， 內外熱對流係數分別為 hi 及 ho ，推導 U 之計算公式。（ 10 分）
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如冷凍庫的內外溫差 40 ℃ ， k 值為 0.04 W/(m ℃ ) ， hi 及 ho 分別為 1.0 W/(m 2 ℃ ) 及 6.0 W/(m 2 ℃ ) ，如要將外牆顯熱負荷降至 2.0 W/m 2 ，計算應有的保溫厚度。（ 10 分）
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建議降低保溫厚度的方法。（ 5 分）
代號 ： 00910 全一張 （正面）
座號：
102 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
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四、下圖為 R-717 （ ammonia ）冷媒的 Mollier 圖，請參考並回答以下問題：
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當冷凝溫度 40 ℃ 蒸發溫度 -20 ℃ ，計算冷凍系統的性能係數（ COP ），假設理想 冷凍循環及等熵壓縮。（ 10 分）
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如 所述，但壓縮機的等熵效率為 0.8 ，計算冷凍系統的性能係數（ COP ）。 （ 10 分）
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說明使用 R-717 在管路系統設計與一般烷類冷媒的差異。（ 5 分）
代號 ： 00910 全一張 （背面）
空調工程與設計
下載：題目
官方不公布申論答案
102 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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一、冷卻塔是一種使水噴霧通過一空氣流而達到的冷卻裝置。若有乾球溫度為 35 ℃ 而濕 球溫度 24 ℃ 且大氣壓力為 101 kPa 的空氣以 15 m 3 /s 的流量流過冷卻塔，並以 31 ℃ 飽和狀態離開，參考背面附圖試計算：
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此空氣流可以使以 40 ℃ 流入而流率為 10 kg/s 的水噴霧冷卻到何溫度？（ 10 分）
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為了彌補水的蒸發，每秒必須補充多少公斤的水？（ 10 分）
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二、某一空調空間的總熱得已知為 40 kW ，其中 28 kW 為顯熱得。此空調空間欲維持 25 ℃ 乾球溫度與 20 ℃ 濕球溫度，考慮空間的使用人數與發熱量，需引入狀態乾球溫 度為 30 ℃ 相對濕度為 80% ，風量為 1.4 m 3 /s 的外氣。外氣與空調空間的回風混合後 經過一冷卻與除濕盤管後送入空調空間，進入此空調空間空氣的乾球溫度為 18 ℃ ， 參考背面附圖試計算：
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送入空調空間空氣的乾球溫度與濕球溫度各是多少？（ 10 分）
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冷卻與除濕盤管的顯熱負載與潛熱負載各是多少？（ 10 分）
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三、某風扇導管系統的設計使空氣溫度為 20 ℃ ，而質量流率為 5.2 kg/s ，風扇轉速為 18 r/s 時，風扇功率為 4.1 kW 。此時有一新的要求加在此系統上，使操作空氣溫度改變為 50 ℃ ，此時將風扇轉速增加，而空氣質量流率保持不變，試計算：
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修正後的風扇轉速為多少？（ 10 分）
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修正後的風扇功率為多少？（ 10 分）
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四、某空調空間使用一單區空氣調節器，其顯熱與潛熱增量分別為 65 kW 與 8 kW ，此 空間欲保持在 24 ℃ 與 50% 相對濕度，而室外空氣的設計條件為 35 ℃乾球溫度與 25 ℃ 濕球溫度。為了通風，室外空氣以 1 ： 4 比例和再循環空氣混合，所形成的混 合空氣即進入冷卻盤管，其出口空氣狀態為供應到盤管的冷水溫度之函數，如下表 所示。空氣混合物的比熱 = 1.02 kJ/kg ． K 。參考背面附圖試計算：
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空氣進入盤管時之乾球溫度與濕球溫度各是多少？（ 5 分）
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盤管供應冷水的溫度？（ 10 分）
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盤管的冷卻容量為多少 kW ？（ 5 分）
代號 ： 00920 全一張 （正面）
座號：
102 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
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五、請說明以下各名詞所代表意義及其應用：（每小題 5 分，共 20 分）
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太陽熱獲得因子（ Solar Heat Gain Factor ）
-
慕迪圖（ Moody Chart ）
-
柏達卡諾方程式（ Borda-Carnot Equation ）
-
頻度法（ Bin Method ）
Δ
HS
Δ
HT
SENSIBLE HEAT
T
OTAL
H
EAT
=
T
H
Δ
H
Δ
S
=
TOTAL HEAT
SENSIBLE HEAT
代號 ： 00920 全一張 （背面）
| 冷水供應溫度 | 空氣離開時之乾球溫度 | 空氣離開時之濕球溫度 |
|---|---|---|
| 4.0 ℃ | 10.7 ℃ | 10.5 ℃ |
| 5.0 ℃ | 11.6 ℃ | 11.5 ℃ |
| 6.0 ℃ | 12.5 ℃ | 12.4 ℃ |
| 7.0 ℃ | 13.3 ℃ | 13.2 ℃ |
冷凍空調自動控制
下載：題目
官方不公布申論答案
102 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。
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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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一、請繪圖說明自動控制的流程，並詳述各組成要件的功能；又說明自動控制的必備要 素。（ 20 分）
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二、 請繪圖說明 PID （ Proportional-Integral-Derivative ）控制器之轉移函數，若採用步 級（ Unit Step ）訊號輸入時，並說明增加不同的增益時對控制器之超越百分比 （ Percent Overshoot ）、穩定時間（ Settling Time ）與穩態誤差（ Steady-state Error ） 之影響。（ 10 分）
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為決定 PID 控制器可接受的增益值，需進行 PID 調適（ Tuning ），請說明手動 （ Manual ） PID 調適法之內容。（ 10 分）
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三、請說明熱泵（ Heat pump ）系統的主要組成構件；並描述此系統之電動機控制器的特 性與控制要求。（ 20 分）
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四、請說明通風系統於正壓（ positive pressure ）與負壓（ negative pressure ）狀態下之操 作特性；並說明風閥（ damper ）的種類與控制功能。（ 20 分）
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五、請說明用於控制之水閥（ Water Valve ）之種類、基本結構、操作特性與功能等。 （ 20 分）
代號 ：
00930 全一頁
座號：