陈家星， 余 敏， 姚俊豪

（1.上海理工大学能源与动力工程学院，上海 200093；2.上海法维莱交通车辆设备有限公司，上海 201906）

冷凝器作为列车空调系统的重要组成部分，占据了系统很大的重量和体积，翅片管式冷凝器具有结构紧凑、效率高等优点，在列车空调系统中得到广泛的应用.随着列车运行速度的提升，对空调系统性能的要求也不断提高.在满足基本换热性能和阻力要求的同时，通过优化设计进一步减小冷凝器的重量（或体积），可以减少原材料的消耗，降低牵引功率，有利于提高列车运行速度，达到节能和环保的要求［1］.

遗传算法（genetic algorithm，GA）是一种通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法.由于该算法对所要求解的优化问题没有过多的限制，且具有高度并行、随机、全局搜索以及自适应的特点，使其在函数优化领域得到越来越广泛的应用.

本文综合分析列车空调冷凝器的热力参数、几何参数以及制冷系统中有关量之间的制约关系，以冷凝器的重量（或体积）为目标函数，引入MATLAB遗传算法工具箱进行优化设计，有效地减少了冷凝器的重量（或体积），为其他类型换热器的优化设计提供了参考.

1 模型建立

在列车空调系统中，受应用条件的限制，一般采用风冷式冷凝器，该冷凝器通常采用几根并联的外套翅片的蛇形管形成长方体管箱.风冷式冷凝器工作时，制冷剂蒸汽在管内冷凝，在轴流式风机作用下，空气在蛇管外横向流动，从而将热量带走.翅……