106年 - 106 專技高考_冷凍空調工程技師：冷凍工程與設計#66556

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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） phpd2UZsd phpYivADK

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 v_i為多少。（25 分）

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/m2 ℃，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/m2 ℃，內壁空氣熱對流係數：10 W/m2 ℃。（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）