单级制冷系统设计

在文件菜单或工具条快捷按钮上选择"打开"，在弹出的打开对话框中选择软件安装目录，在samples子目录中选择文件"Ref1_5.SSModel"后打开如图。

在该系统中，冷凝器进风参数在其元件中输入，风扇出口的AirOutlet元件计算风扇的排风损失，在风扇冷却通道压力平衡后，风扇两侧的压力差就是实际的风扇压头；风扇元件FanDesign是设计状态元件，用于风扇选型；根据风扇的空气流量和压头即可计算出风扇选型的性能要求。

通风风机元件FanDesign（同时也是风扇元件）是设计状态元件，用于风机选型。其压力平衡计算方法与风扇通道相同。

蒸发器元件将计算空气降温后的凝水量，WaterSeparator 元件用于估算排除凝水后的空气参数。

CondenserDesign 和 EvaporatorDesign 是设计元件，两者工作压力或相变温度在其元件中输入，因此制冷剂回路各点压力已知，两元件在系统迭代平衡后其输出尺寸结果即可用于生产制造。而压缩机元件CompressorDesign 是设计状态元件，其计算结果用于压缩机选型的性能要求。

作为系统设计，应当对计算结果进行检查。若元件尺寸不适合加工或安装时应修改元件设计输入进行调整。

该系统网络元件较多，各元件输入数据已包含在计算结果里，可在后面文件中打开查询。

选择菜单"项目"|"稳态计算"，或工具条上选择快捷"静态系统迭代"按钮，计算结束后结果窗口如下图。

计算结果中包括元件输入数据和各元件端口数据。点击这里打开。

单级制冷系统优化

在上一单级制冷系统中，假定计算热负荷后，确定冷却空气流量1200kg/h，供风温度15℃，供风压力3kPa。

按此要求，需要确定制冷剂流量，选择冷凝温度和蒸发温度，冷凝器和蒸发器尺寸，冷凝风扇和通风风机的流量和压头等。

制冷剂流量、冷凝温度和蒸发温度可作为优化数据输入，风机流量和压头等参数由优化结果确定。

供风流量和压头可作为边界条件数据输入元件，供风温度则作为设计约束调节计算过程。

根据以上分析设定优化选项见下图：

注意迭代精度值缺省为0.0001，此处应改为0.000001，因为制冷剂和空气压力绝对值较大，最大约20bar，空气侧计算时需要精确到1Pa，因此精度应为1/2000000≈0.000001。精度越高计算中的迭代越多，计算时间也会变长。

设置完毕点击"确定"，开始优化过程。优化过程监测窗口见下图：

所示惩罚项为未满足约束要求而额外增加的重量，用以迫使优化过程调节优化数据减小总重，从而控制约束在要求的范围内。针对各数据不同的重要性，可分别设置惩罚因子以控制偏差的范围。此例中优化数据的惩罚因子相同。

注意：每一次优化结果都应视为局部最优值，可点击"再次运行"按钮多次重复优化过程，并检查数据输入和优化结果，必要时调节数据重新开始优化，直至确认优化已经使系统匹配达到最优。软件使用者应在此过程中练习判断达到熟练程度。

检查结果，认为冷凝器尺寸较好，蒸发器过于窄高，调节后重新优化结果见附录1。两器尺寸可根据实际需要自行调整。

此优化结果即为系统在设计点上的工作状态。

因为所设定优化目标为价格，所以系统总重就是系统总价格或总成本，但应注意系统优化时并未计算其它与热设计无关的附件以及控制系统等的成本。另外在实际生产时，系统各参数会有不同程度调整，系统实际成本与计算成本亦会有相应偏差。