2017年中冷联盟发布的《中国冷库产业发展现状及趋势报告》表明我国冷库每年耗电量约为150亿k W·h,冷库能耗普遍偏高。同时冷库总量在逐年上升,耗电量也逐年上升,使冷库制冷系统更节能变得尤为重要,对冷库制冷系统进行优化就是实现节能的方法之一。使制冷系统运行在最佳的工况下以及配置更高效的制冷设备都可以达到优化制冷系统的目的。但是要找到最佳的工况并不容易,因为影响制冷系统性能的因素太多,这就造成了从理论上分析比较困难,而通过实验确定成本太高。开发高效制冷设备的常规方法也需要经过大量的实验。通过仿真技术恰恰可以模拟得到多因素变化的影响结果,并且也可以对制冷设备和制冷系统的性能进行预测。本研究的目的是期望通过仿真技术建立冷库制冷系统的模型,并利用该模型对冷库制冷系统进行优化。首先,建立了活塞压缩机、卧式水冷冷凝器以及热力膨胀阀等制冷设备的数学模型。为了使模型更接近实际,通过实验得到以上制冷设备的运行数据,并对它们的部分数学模型进行了拟合。其次基于EES(工程方程求解器Engineering Equation Solver)软件编程开发了制冷设备和制冷系统的仿真算法。并以此对制冷设备和制冷系统的性能进行了研究,得到了吸气压力和排气压力对压缩机的等熵效率和制冷剂质量流量的影响规律,以及水的参数和制冷剂的参数对卧式水冷冷凝器换热性能影响的规律。最后基于仿真的方法从卧式水冷冷凝器结构和系统运行工况两个方面对制冷系统进行了优化研究。研究结论为:方案1的冷凝器结构最佳;在蒸发压力不变,冷却水进口温度不变的情况下,如果需要增大制冷量,可增大水流速并适当降低吸气温度。虽然建立的模型只适用于有限的范围内,但是仿真的算法和研究的方法可以为冷库制冷系统的性能研究、优化以及校核试验提供一定的帮助。