制冷系统的设计方法 本发明涉及一种制冷系统的设计方法，尤其涉及一种为了最优化设计装置(例如：压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器等等)构造和布置的制冷系统设计方法，该方法包括：根据制冷系统的制冷负荷和制冷量等的制冷循环。
通常，制冷系统用于通过高温热源和低温热源之间的热交换从高温热源中排出热量，由此在一预定空间内形成温度以达到预定的冷藏或冷冻温度。
如上描述的制冷系统的运行过程包括的步骤为：根据压缩机的压缩作用，将制冷剂压缩为高温高压气体；将高温高压气体灌入冷凝器，该气体与外界空气进行热交换，冷却成为常温高压制冷剂，由此使该气体液体，从冷凝器流出的液化常温高压制冷剂流经毛细管，变为可蒸发的低温低压无霜制冷剂，使得该物质被注入蒸发器，并且在蒸发器内使得低温低压制冷剂蒸发气化，使得高温热源与该物质再与冷空气进行热交换而排出热量。
接下来，气化的低温低压制冷剂再被注入到压缩机内，重复上述地运行过程，实现将一定空间的温度保持在预定温度上。
同时，在如上描述的制冷系统中，预定空间内的温度决定于其使用目的(冷藏货物或冷冻货物)，并且用于制冷系统的每个装置(压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器)的功率，尺寸、长度等等被设计为保持该温度，制冷剂的量也据此设定。
上面描述的制冷系统的总效率不仅取决于每个装置(压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器)的性能，而且取决于它们之间的相互关系，也就是，该相互关系与组成制冷系统的每个装置的运行参数和几何尺寸以及制冷剂的量有密切的联系。
然而，在上面描述的新近设计的制冷系统中存在的问题是难以预测根据制冷剂量变化的各种变量，例如每个装置的尺寸，长度等以及制冷循环的性能，这样需要很长的时间来开发一种新的制冷系统，并且其开发费用也增多。
因此，本发明公开一种方法以解决前面提到的问题，本发明的一个目的是提供一种制冷系统的设计方法，该方法可以根据制冷系统的设计目的自动的建立各种变量，例如每个装置的尺寸、功率、长度以及制冷剂的量，由此预测制冷循环的性能，缩短新制冷系统的开发时间并且节约其开发费用。
根据本发明的这一目的，提供一种制冷系统的设计方法，该方法包括步骤：
根据通过输入单元输入的需要的制冷系统负荷，计算总制冷负荷；
通过应用由输入单元输入的压缩机设计明细，对照预先贮存的压缩机设计规范，选择与制冷负荷计算步骤中计算出的制冷负荷数据相适应的压缩机；
通过应用由输入单元输入的蒸发器设计明细，计算出与制冷负荷计算步骤中计算出的制冷负荷相适应的蒸发器设计规范；
通过应用由输入单元输入的冷凝器设计明细，计算出与制冷负荷计算步骤中计算出的制冷负荷相适应的冷凝器设计规范；
通过应用由输入单元输入的内径，计算出与制冷负荷计算步骤中计算出的制冷负荷相适应的毛细管的长度；以及
计算出与制冷负荷计算步骤中计算出的制冷负荷相适应的制冷剂的量。
为了更全面地理解本发明的本质和目的，可以参照下面详细的描述及其附图，其中：
图1是一张示意的方框图，用以说明一种硬件，根据本发明进行制冷系统的设计方法；以及
图2是一张示意图，用以说明根据本发明的一个优选实施例，设计制冷系统的操作过程。
参照附图，将在此详细描述本发明的优选实施例。
图1是一张示意的方框图，用以说明一种硬件，该硬件用于根据本发明完成制冷系统的设计方法，其中硬件包括输入单元110，控制单元120和显示单元130。
在图1中，输入单元110用于输入各个逐条数据，用以设计将被设计的制冷系统的各个装置，并且控制单元120被布置为根据由输入单元110输入的逐条数据，优化地设计制冷系统各个装置(压缩机、冷凝器、毛细管及蒸发器)的设计规范，并且产生控制信号以显示其结果。
显示单元130通过由控制单元120产生的控制信号，显示制冷系统各个装置的优化设计规范。
现在，将参照图1和2解释利用上面描述的硬件，根据本发明的制冷系统设计方法的运行过程，其中参照符号S表示步骤。
首先，为了计算所需的制冷系统的制冷负荷，通过输入单元110输入制冷系统的各个负荷(优选、壁体负荷、密封负荷、门负荷、加热装置负荷、物品的有效负荷)
更具体地说，为了计算由制冷系统壁体传递的负荷，输入所需制冷系统的壁体负荷，即，通过输入单元110输入的用来计算壁体负荷的逐条条目(例如，填充物、内外表面的材料、以及墙壁的厚度，等等)，按照通过输入单元110输入的壁体负荷的计算条目，对照通过壁体的热透度，控制单元120计算负荷量，这是步骤S210。
此时，表1所示的是每种材料的热传导性，其中由公式1计算出通过壁体热穿透的负荷量(Q)，并且在表2中示出计算出的热穿透(heat penetration)负荷量。表1：材料的热传导性 材料 热传导性(Kcal/m2h℃) SECC-P 37 P/U 0.015 SCP-1 37
公式1
Q1=Ahi(T1-Tin)
Q2=A(T4-T1)Rh
Q3=Ahc(Tout-T4)Rh
Q=UAΔT
其中，Q是热量的侵入量(Kcal/h),Q1是从墙壁转来的传热量(Kcal/h),Q2是从复合壁传递的热量(Kcal/h),Q3是传入贮藏室内的传热量(Kcal/h),Rh是克服复合壁的热阻(m2h℃/Kcal),U是总传热系数(Kcal/m2h℃),hc是墙壁面的传热率(Kcal/m2h℃),hi是贮藏室内传热率(Kcal/m2h℃)，以及ΔT是房内空气和贮藏室内空气间的温差。
表2：通过壁体的热穿透负荷量ARh1/hi1/hcU△TQ上板0.39832.78670.16670.10.3275455.8699壁面左板l.09632.920.16670.10.31384515.4809右板1.01080.08552.921.920.16670.16670.10.10.31380.4573454514.27351.7594后板0.87862.880.16670.10.31784512.5648底板0.39834.71330.16670.10.2008554.3988前上表面0.12321.81430.16670.10.4805452.6638 玻璃0.73370.50772251.04774534.59
此外，当设计者输入所需制冷系统的密封负荷，即，为了计算从含在制冷系统门内的密封圈穿透进入贮藏室的热量，通过输入单元110输入密封负荷的计算条目(例如，密封圈的厚度和宽度等)，控制单元120利用由输入单元110输入的密封负荷的计算条目，计算对照通过密封圈穿透的热量的负荷量，这是步骤S212。
此时，由公式2可以计算出，对照通过密封圈穿透热量的负荷量，例如，表3所示的制冷情况下对照穿透热量的负荷量。公式2 Q=UA△T(Kcal/h)
其中，U=1/(1/hi+δ/k+l/hc)，其中，hi是贮藏室内表面的传热率，δ是密封圈的厚度，k是密封圈的传热率，hc是表面和外界空气的传热率，A是密封圈的截面积，△T是外界空气和贮藏室内空气的温差。
表3：对照通过密封圈穿透热量的负荷量UA△TQ制冷2.81740.0204452.5864
此外，当用户输入所需制冷系统的门负荷，换句话说，当通过输入单元110输入门负荷的计算条目(例如：在建立的预定时间期间内，即24小时，门开/关频率)时，控制单元120利用由输入单元110输入的门负荷计算条目，计算对照穿透热量的负荷量，这是步骤S214。此时，如公式3可以得到对照通过门传递热量的负荷量。公式3
Q=EVn1/24(Kcal/h)，其中E是外界空气和贮藏室内空气间的焓，V是贮藏室内体积，以及h是门开/关的频率。
此外，当用户输入所需制冷系统的电加热器的负荷，换句话说，当通过输入单元110输入电加热器的负荷计算条目(在使用蒸发器风扇电机、加热器，以及额定功率的贮藏室灯的情况下)，去计算由安装在制冷系统中的电加热器产生的负荷(例如，除霜加热器，冷凝器风扇电机以及贮藏室灯)，控制单元120利用电加热器负荷的计算条目去计算对照通过电加热器穿透热量的负荷量，这是步骤S216。
此时，由公式4可以计算出对照于通过电加热器穿透热量的负荷量，并且表4中示出由贮藏室内电加热器产生的负荷量。公式4
Q=灯的个数×瓦特×加热量×运行时间
表4：由电加热器产生的负荷量额定功率(W)运行时间(Hr/day)Q(Kcal/h)冷凝器风扇电机2241.72上面小室的加热器101.240.444小室的前加热器281212.04贮藏室内灯的数量402434.4合计 48.6
此外，为了计算由设计者想要的制冷系统中贮存物质的额定负荷，当通过输入单元110输入额定负荷的条目时(例如，贮存在制冷系统中物质的比热和重量)，控制单元120利用由输入单元110输入的物质实际负荷的计算条目，计算对照根据实际负荷的热传递负荷量，这是步骤S218。
此时，通过输入单元110输入制冷系统中贮存物质的实际负荷，并且对应于计算制冷系统的准确制冷负荷计算该制冷系统的总制冷负荷。
同时，设计者输入设计的制冷系统贮藏室温度，以及制冷系统安装空间的室内温度，这是步骤S220。
下面，控制单元120将由每个步骤S210到S220计算出的各个负荷加在一起，计算总制冷负荷，这是步骤S222，并且将由输入单元110输入的每个条目贮存起来，产生一个控制信号以显示其结果。
来自于控制单元120的控制信号，通过显示单元130显示在步骤S222中计算出来的制冷负荷的负荷总量，这是步骤S224。
依次下来，为了设计压缩机，用以满足步骤S222中计算出来的制冷总负荷，设计者通过输入单元110输入压缩机的设计条目(优选，制冷系统的蒸发温度、运行允许速率、制冷剂种类以及额定频率)，控制单元120对应于由输入单元110输入的压缩机设计条目，从预先贮存的压缩机设计规范的数据中选择出一台压缩机，并且产生一个控制信号以显示其结果，这是步骤S226，其中在显示单元130上显示出，根据控制单元120产生的控制信号选择的压缩机设计规范(例如，压缩机型号，制冷能力，每个时间段的排气量，尺寸，重量等等)，这是步骤S228。
此时，应输入比制冷系统贮藏室温度更高的蒸发温度，并且考虑到制冷系统的可靠性，运行允许速率由0％转为100％，这时输入提供给所需制冷系统的制冷剂种类(例如R-12或R-134a)，并且再输入用于所需制冷系统的额定频率(例如50Hz或60Hz)。
接下来，为了设计一个满足步骤S222中计算出来的总制冷负荷的蒸发器，设计者通过输入单元110输入蒸发器的设计条目(优选，对流传热系数、通道尺寸、翅片厚度、翅片数、翅片高度、管内径、管厚、干度、排数、层数等等)，控制单元120利用由输入单元110输入的蒸发器设计条目，设计表面积，立方体积，管长及风扇的风量，并且产生一个控制信号以显示其结果。根据由控制单元120发出的控制信号，显示单元130随之显示出设计好的蒸发器设计规范，这是步骤S230。
此时，干度定义为管内流动的制冷剂中湿蒸气的速度值，其中基于1(在液态状况下)和0(在气态状况下)恰当地输入设计状态，并且通常输入蒸发器的干度为0.3％。排数表示管排数，以及层数表示管层数。
此外，为了设计一个满足步骤S222中计算出来的总制冷负荷的冷凝器，设计者通过输入单元110输入冷凝器的设计条目(与蒸发器相同)，控制单元120利用输入单元110输入的冷凝器设计条目，设计冷凝器的表面积，立方体积，管长及风扇的风量，并且产生一个控制信号以显示其结果。其中根据由控制单元120发出的控制信号，显示单元130显示出设计好的冷凝器设计规范，这是步骤S232。
为了设计一个满足步骤S222中计算出来的总制冷负荷的毛细管，设计者通过输入单元110输入毛细管的内径，控制单元120根据由输入单元110输入的毛细管内径，计算出毛细管的长度，并且产生一个控制信号以显示其结果，其中根据源自于控制单元120的控制信号，显示单元130显示出计算好的毛细管的长度，这是步骤S234。
此外，控制单元120计算满足于步骤S222计算出的总制冷负荷的制冷剂量，由此产生一个控制信号以显示其结果，并且通过显示单元130，根据控制单元120的控制信号显示计算出的制冷剂量，这是步骤S236。
同时，通过输入单元110输入的条目贮存在控制单元120的内存贮器中，当将来要设计新的制冷系统时，可以利用存贮的数据。
由前文可以看到，根据本发明的制冷系统设计方法的优点在于，可以通过显示单元显示满足于所需制冷系统制冷负荷的各个设计规范及制冷剂量，由此缩短设计新制冷系统的时间，并且也减少开发费用。