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摘要：空调制冷系统在当今各个领域都应用普遍，人们的日常生活更是离不开，对空调制冷系统进行设计方面的改进有助于提高其应用水平，具有重大意义。基于此，本文就中央空调制冷系统设计方法进行简要探讨。
关键词：中央空调;制冷系统;设计
1中央空调制冷系统设计内容
对中央空调进行控制之前需要通过变频器和泵来实现对中央空调主机的调节，冷却塔部分则是负责对气体温度进行调整，最终传输到中央空调主机部分进行制冷。在诸多的空调系统结构设计中，风机是最为基础的结构设计，决定着空调制冷系统的排放量，如果风机设计不合理，会导致风机进行大量做工，但有效功较少，运行有效功率较低，且高功率运行会导致排风量较大，对于一些没有进行处理的气体进行排放，不仅严重影响制冷系统制冷效果，而且能源消耗巨大，还会产生噪音污染等各种污染。空调制冷系统的设计除了风机设计会对空调的一些运行效果产生影响外，交换器也是较为重要的设计内容。交换器的质量直接影响到空调内部温度交换效果，在进行交换器设计时，主要设计内容是其内部蒸汽压力控制水平，使冷凝工作进行地更加顺利。关于压缩机方面，则需要对其变频水平进行更加精细的设计，对于大部分用户而言，并非需要空调全时间段进行高效运行，而是在适当的情况下应当进行自动变频，对频率进行限制。在进行压缩机设计时，主要有两种设计方案，分别是数码漩涡式压缩机和直流涡变式压缩机，这两种压缩机设计专注点不同，前者具有更高的控制精度，后者则主要是能够降低噪音干扰，具有更长的使用寿命。
2制冷部件选型
2.1压缩机选型
根据经验，一般风冷冷水中央空调压缩机在额定制冷工况下的四个运行参数分别为：蒸发温度2.5℃、冷凝温度50℃、过冷度5℃、过热度5℃。上述参数可以满足一般空调制冷系统中压缩机的选型需求。针对一些特殊的制冷系统，可以通过适当的调整上述参数实现，例如，如果想要设计高能效制冷系统，可以适当地把蒸发温度提高0.5～1.0℃、冷凝温度降低1.0～2.0℃，但同时也要考虑提高制冷系统中蒸发器和冷凝器的换热能力，使实际的蒸发温度和冷凝温度可以真正地提高和降低。
2.2翅片换热器
选型翅片式换热器是制冷系统四大部件中最复杂的部件，不同的翅片型式、铜管型式、风量大小、流路分布、顺流逆流等都会导致不同的选型结果。为方便说明，本文仅介绍常用的内螺纹铜管、亲水开窗翅片、相对空气逆流作为冷凝器的翅片式换热器。根据经验，换热器的换热量为0.4～0.45kW/m2，其中面积为翅片换热器上的翅片和铜管外表面与空气的接触面积。当压缩机的冷凝温度选为50℃时，考虑管路压降，翅片式换热器的冷凝温度一般比压缩机冷凝温度低0.5～1.0℃。
2.3板式换热器选型
对于不同品牌的选型软件，都是只需确定：①进水温度;②出水温度;③蒸发温度;④过热度;⑤水侧压降，即可选出合适的板式换热器型号。根据经验，一般进水温度为12℃、出水温度为7℃、蒸发温度为3℃、过热度为3℃、水侧压降为30～50k Pa。如果想要设计高能效的制冷系统，一般会把蒸发温度增大0.5～1.0℃。另外，虽然不同品牌的板式换热器内部结构差异很大，但不同板式换热器单位面积换热量基本都是12.5～15.5kW/m2，此经验值也可用于复核软件选型结果是否准确。
2.4节流膨胀阀选型
2.4.1选型参数
膨胀阀选型过程中所需的设计参数如下：①所使用的制冷剂类型：R410A;②冷凝温度Tc（℃）：压缩机排气口的饱和冷凝温度，一般为50℃;③蒸发温度Te（℃）：压缩机吸气口的饱和蒸发温度，一般为2.5℃;④额定制冷量Cap（k W）：额定制冷工况下机组的换热量;⑤压降ΔPH（bar）：压缩机排气口到膨胀阀进口之间管路的压降，一般取0.6bar;⑥压降ΔPL（bar）：膨胀阀出口到压缩机吸气口之间管路的压降，一般取0.8bar;⑦压降ΔH（m）：冷凝器高度减去膨胀阀高度（对于本文所描述系统，蒸发器与膨胀阀的高度差比较小，忽略不计），一般压降取0.1bar/m;⑧阀前温度Tl（℃）：膨胀阀入口的制冷剂温度，该温度等于翅片冷凝器的冷凝温度减去过冷度，一般为44～44.5℃。
2.4.2选型方法
膨胀阀选型方法如下：①根据蒸发温度Te和冷凝温度Tc，在样本上查出压缩机吸排气口的压头ΔPC（bar）。②根据如下公式，计算出膨胀阀前后的压降ΔPV（bar）：ΔPV=ΔPC-ΔPH-ΔPL+0.1×ΔH。③根据阀前温度Tl，在样本上查出机组额定制冷量的修正系数Cf（额定制冷工況下，Cf一般等于0.9），计算出膨胀阀的等效制冷量C（kW）=1.25×Cf×Cap（kW）。
3系统管径设计
3.1压缩机排气管
压缩机排气管是指图1中的a管路，此段管路管径的大小，主要是由压缩机排出的气态制冷剂流速确定的。根据经验，排气管中气体制冷剂流速一般设计为10～12m/s。如果气态制冷剂流速太高，会导致管路阻力增大，输送气体损耗的功率也会增大，从而导致系统的性能降低;如果气态制冷剂流速太低，会导致制冷剂流动的动能不足，无法完成稳定的制冷系统循环。在压缩机选型过程中，软件中会计算出制冷剂的质量流量，当制冷剂流速确定后，可以利用质量流量与制冷剂密度和速度关系，计算出管径;也可以使用Danfoss的选型软件Coolselector，输入机组运行参数后，软件会显示不同管径下的制冷剂流速，选择制冷剂流速接近10～12m/s的管径即可。
3.2压缩机吸气管
压缩机排气管是指图1中的d管路。根据经验，吸气管中气体制冷剂流速一般设计为12～15m/s。如果气态制冷剂流速太高，会使系统管路中阻力增大，导致系统的性能降低;如果气态制冷剂流速太低，会导致系统中的油无法被带回压缩机。其中，管径计算方法与上述压缩机排气管中介绍的方法相同。
3.3膨胀阀前液管膨胀阀前液管是指图1中的b管路。
3.4膨胀阀后液管
膨胀阀后液管是指图1中的c管路。根据经验，如果制冷系统为单制冷系统，阀后液管管径比阀前液管管径大一档，因为制冷剂节流时会闪发出部分气体，导致阀后气液混合制冷剂体积增大，所以管径同步增大一档;但如果制冷系统为热泵系统，即既可以制冷也可以制热系统，阀后液管管径一般设计成与阀前相同。
结束语
本文主要介绍了轻商型涡旋式风冷冷水中央空调R410A 制冷系统的设计方法，但对于同类型的其他形式的中央空调制冷系统，比如压缩机为螺杆压缩机、制冷剂为 R134a、换热器为壳管式换热器等，制冷系统四大部件的选型方法可能会有区别，但机组在各部件中的运行参数基本都是相同的。在实际应用中，为实现不同功能，各管路中可能会增加一些其他零部件，但是主体管路中制冷剂流速不变，管径的设计方法也不变。
参考文献
[1]张建雪，张慧玲，马婧.云计算数据中心空调制冷系统浅析[J].信息通信，2018（08）：128-130.
江苏博顿机电工程有限公司 江苏 徐州 221000
关键词：中央空调;制冷系统;设计
1中央空调制冷系统设计内容
对中央空调进行控制之前需要通过变频器和泵来实现对中央空调主机的调节，冷却塔部分则是负责对气体温度进行调整，最终传输到中央空调主机部分进行制冷。在诸多的空调系统结构设计中，风机是最为基础的结构设计，决定着空调制冷系统的排放量，如果风机设计不合理，会导致风机进行大量做工，但有效功较少，运行有效功率较低，且高功率运行会导致排风量较大，对于一些没有进行处理的气体进行排放，不仅严重影响制冷系统制冷效果，而且能源消耗巨大，还会产生噪音污染等各种污染。空调制冷系统的设计除了风机设计会对空调的一些运行效果产生影响外，交换器也是较为重要的设计内容。交换器的质量直接影响到空调内部温度交换效果，在进行交换器设计时，主要设计内容是其内部蒸汽压力控制水平，使冷凝工作进行地更加顺利。关于压缩机方面，则需要对其变频水平进行更加精细的设计，对于大部分用户而言，并非需要空调全时间段进行高效运行，而是在适当的情况下应当进行自动变频，对频率进行限制。在进行压缩机设计时，主要有两种设计方案，分别是数码漩涡式压缩机和直流涡变式压缩机，这两种压缩机设计专注点不同，前者具有更高的控制精度，后者则主要是能够降低噪音干扰，具有更长的使用寿命。
2制冷部件选型
2.1压缩机选型
根据经验，一般风冷冷水中央空调压缩机在额定制冷工况下的四个运行参数分别为：蒸发温度2.5℃、冷凝温度50℃、过冷度5℃、过热度5℃。上述参数可以满足一般空调制冷系统中压缩机的选型需求。针对一些特殊的制冷系统，可以通过适当的调整上述参数实现，例如，如果想要设计高能效制冷系统，可以适当地把蒸发温度提高0.5～1.0℃、冷凝温度降低1.0～2.0℃，但同时也要考虑提高制冷系统中蒸发器和冷凝器的换热能力，使实际的蒸发温度和冷凝温度可以真正地提高和降低。
2.2翅片换热器
选型翅片式换热器是制冷系统四大部件中最复杂的部件，不同的翅片型式、铜管型式、风量大小、流路分布、顺流逆流等都会导致不同的选型结果。为方便说明，本文仅介绍常用的内螺纹铜管、亲水开窗翅片、相对空气逆流作为冷凝器的翅片式换热器。根据经验，换热器的换热量为0.4～0.45kW/m2，其中面积为翅片换热器上的翅片和铜管外表面与空气的接触面积。当压缩机的冷凝温度选为50℃时，考虑管路压降，翅片式换热器的冷凝温度一般比压缩机冷凝温度低0.5～1.0℃。
2.3板式换热器选型
对于不同品牌的选型软件，都是只需确定：①进水温度;②出水温度;③蒸发温度;④过热度;⑤水侧压降，即可选出合适的板式换热器型号。根据经验，一般进水温度为12℃、出水温度为7℃、蒸发温度为3℃、过热度为3℃、水侧压降为30～50k Pa。如果想要设计高能效的制冷系统，一般会把蒸发温度增大0.5～1.0℃。另外，虽然不同品牌的板式换热器内部结构差异很大，但不同板式换热器单位面积换热量基本都是12.5～15.5kW/m2，此经验值也可用于复核软件选型结果是否准确。
2.4节流膨胀阀选型
2.4.1选型参数
膨胀阀选型过程中所需的设计参数如下：①所使用的制冷剂类型：R410A;②冷凝温度Tc（℃）：压缩机排气口的饱和冷凝温度，一般为50℃;③蒸发温度Te（℃）：压缩机吸气口的饱和蒸发温度，一般为2.5℃;④额定制冷量Cap（k W）：额定制冷工况下机组的换热量;⑤压降ΔPH（bar）：压缩机排气口到膨胀阀进口之间管路的压降，一般取0.6bar;⑥压降ΔPL（bar）：膨胀阀出口到压缩机吸气口之间管路的压降，一般取0.8bar;⑦压降ΔH（m）：冷凝器高度减去膨胀阀高度（对于本文所描述系统，蒸发器与膨胀阀的高度差比较小，忽略不计），一般压降取0.1bar/m;⑧阀前温度Tl（℃）：膨胀阀入口的制冷剂温度，该温度等于翅片冷凝器的冷凝温度减去过冷度，一般为44～44.5℃。
2.4.2选型方法
膨胀阀选型方法如下：①根据蒸发温度Te和冷凝温度Tc，在样本上查出压缩机吸排气口的压头ΔPC（bar）。②根据如下公式，计算出膨胀阀前后的压降ΔPV（bar）：ΔPV=ΔPC-ΔPH-ΔPL+0.1×ΔH。③根据阀前温度Tl，在样本上查出机组额定制冷量的修正系数Cf（额定制冷工況下，Cf一般等于0.9），计算出膨胀阀的等效制冷量C（kW）=1.25×Cf×Cap（kW）。
3系统管径设计
3.1压缩机排气管
压缩机排气管是指图1中的a管路，此段管路管径的大小，主要是由压缩机排出的气态制冷剂流速确定的。根据经验，排气管中气体制冷剂流速一般设计为10～12m/s。如果气态制冷剂流速太高，会导致管路阻力增大，输送气体损耗的功率也会增大，从而导致系统的性能降低;如果气态制冷剂流速太低，会导致制冷剂流动的动能不足，无法完成稳定的制冷系统循环。在压缩机选型过程中，软件中会计算出制冷剂的质量流量，当制冷剂流速确定后，可以利用质量流量与制冷剂密度和速度关系，计算出管径;也可以使用Danfoss的选型软件Coolselector，输入机组运行参数后，软件会显示不同管径下的制冷剂流速，选择制冷剂流速接近10～12m/s的管径即可。
3.2压缩机吸气管
压缩机排气管是指图1中的d管路。根据经验，吸气管中气体制冷剂流速一般设计为12～15m/s。如果气态制冷剂流速太高，会使系统管路中阻力增大，导致系统的性能降低;如果气态制冷剂流速太低，会导致系统中的油无法被带回压缩机。其中，管径计算方法与上述压缩机排气管中介绍的方法相同。
3.3膨胀阀前液管膨胀阀前液管是指图1中的b管路。
3.4膨胀阀后液管
膨胀阀后液管是指图1中的c管路。根据经验，如果制冷系统为单制冷系统，阀后液管管径比阀前液管管径大一档，因为制冷剂节流时会闪发出部分气体，导致阀后气液混合制冷剂体积增大，所以管径同步增大一档;但如果制冷系统为热泵系统，即既可以制冷也可以制热系统，阀后液管管径一般设计成与阀前相同。
结束语
本文主要介绍了轻商型涡旋式风冷冷水中央空调R410A 制冷系统的设计方法，但对于同类型的其他形式的中央空调制冷系统，比如压缩机为螺杆压缩机、制冷剂为 R134a、换热器为壳管式换热器等，制冷系统四大部件的选型方法可能会有区别，但机组在各部件中的运行参数基本都是相同的。在实际应用中，为实现不同功能，各管路中可能会增加一些其他零部件，但是主体管路中制冷剂流速不变，管径的设计方法也不变。
参考文献
[1]张建雪，张慧玲，马婧.云计算数据中心空调制冷系统浅析[J].信息通信，2018（08）：128-130.
江苏博顿机电工程有限公司 江苏 徐州 221000