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摘要：近年来，我国的城市化进程有了很大进展，城市建筑工程建设越来越多，对空调的需求也在不断增加。随着空调技术的不断发展，市场上空调的种类越来越多。但由于空调制冷系统的原理是相同的，这就导致空调制冷系统的设计也基本相同，这种现象在中央空调制冷系统中更为明显，中央空调外形体积较大，不像家用空调结构小巧灵活，同一类型的中央空调外形基本一致，其主要制冷部件的安装位置基本一致，最终使得制冷系统基本一致。由于中央空调制冷系统的这种“单一性”，导致初入这个行业的从业者，很少有机会参与全新空调制冷系统的设计，基本上都是在现有空调系统的基础上，做一些简单的部件变更或优化升级，不利于提升其整机空调系统设计的能力。文章主要根据工作中空调制冷系统设计经验，简单介绍下风冷冷水中央空调的系统设计方法，包含制冷部件选型方法、系统管径设计方法等。
关键词：中央空调；制冷系统设计；制冷部件选型；系统管径设计
引言
中央空调为人们带来了更好的室内舒适度的同时，也会消耗大量的电力。不仅企业需要交付昂贵的电费，也有悖于节能环保的发展理念。因此，如何对中央空调系统进行节能改造设计就显得尤为重要。现阶段，大部分中央空调系统都是以最大冷热负荷为计算依据设计而成的，因此存在着一定的裕量。在实际使用过程中，中央空调系统只有很少的时间会处于最大负荷状态，因此会造成极大的能源浪费。此外，系统的运行情况还会受到季节气候、室内人员数量等外在因素的影响，具有一定的波动性。若系统无法依据负荷的实际变化情况进行动态调节，会出现能源浪费的情况，也会影响风机、水泵等设备的使用寿命。
1制冷系统概述
制冷系统是操纵外界能量使热量从温度较高的物资转移到温度较低的物资体系叫制冷系统。制冷系统可分为蒸汽制冷系统、空气制冷系统和热电制冷系统。空调使用蒸汽压缩式制冷系统。制冷原理是使用压缩机把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽，使蒸汽的体积减小，压力升高。压缩机吸入来自蒸发器蒸发出来的较低压力的蒸汽，在压缩机对蒸汽进行压缩后，形成压力较高的蒸汽后送入冷凝器，在冷凝器中通过气体液化原理将压缩机送出的压力较高的蒸汽冷凝成压力较高的液体，压力较高的液体经过节流阀，在节流阀的工作下转变为低压的液体后，重新送入蒸发器，在蒸发器高温吸热的作用下液体汽化成压力较低的蒸汽，然后再将低压蒸汽送入压缩机，重复以上的工作顺序完成制冷系统的循环。
2空调制冷系统设计原理
所有空调制冷系统原理基本相同，主要组成基本相同，都包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和空调蒸发器等。空调压缩机需要与空调蒸发器形成系统的应用体系，系统蒸发机负责产生蒸汽来进行机内的温度调节，产生的蒸汽则需要压缩机来进行处理，压缩机通过压缩，将温度较高的蒸汽抽出运送到冷凝器中，冷凝器则对蒸汽进行冷凝使其成为液态，释放出相应的热量，由空调冷却系统的冷却用物质进行吸收热量，实现对热量的吸收排放。在进行设计时，需要根据不同结构具体的功能来对空调制冷系统的各个结构进行合理的位置规划，使空调内部的温度变化不会对空调造成损伤。空调的压缩机不仅可以来对蒸汽进行物理形态的变化，而且可以对冷凝机提供一定的处理，进行压缩之后，能够迅速使蒸汽成为低压蒸汽。在进行当前大部分空调制冷系统改进时，主要需要对冷凝器进行改进，冷凝器是节能系统的主要部分，通过冷凝器改进可以实现节能。以中央空调为例，其中终端部分是负责信号的传输，对中央空调进行控制之间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。
3空调制冷系统设计的方法
3.1压缩机排气管
压缩机排气管管路管径的大小，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改进空调空气过滤和处理能力
改进空调空气过滤能力和处理能力对于部分行业而言，具有重大的意义，同时非常有市场前景。在对空调制冷系统进行设计时，可以设置相应的旁通清洗回路，旁通清洗回路的设置可以在正常冷却水和冷热水难以到达的区域，这些区域没有空调运行过程中产生的水分进行清洗，更加容易产生污垢。除此之外，也可以设置相应的处理结构，在空调入风口处，设置相应的结构，用于存放相应的物质，对空气进行处理，可以根据相应的应用环境，存放能够吸收所处环境有害物质的化学物品，对于正常环境下的应用，也可以放置一些活性炭等来对灰尘进行吸附，减少进入空调制冷系统内部的污染物。
3.3空调机组优化控制
以往的空调系统为了降低能源损耗，在设计时会将其风量设定成最小值。但若是在过渡季节使用就存在一定的弊端，假设以夏季工况为设计参数，那么选用的设备容量较大，即使系统在小负荷下运行，依然会产生较大的能源损耗。若是应用变风量空调技术，在送风湿度、温度上又不好进行控制。本文在对空调机组进行优化时，增设了5EISM能效控制柜、电动风阀等设备，在增设新设备后，系统可以根据进、回风的温湿度，来调节电动风阀的开合角度。通过解耦控制送风范围的温湿度实现优化匹配控制，以此来减少系统运行时消耗的能量。
3.4膨胀阀前液管
根据经验，膨胀阀前液管中液态制冷剂流速一般设计为1.2～1.5m/s。同样地，如果液态制冷剂流速太高，会使系统管路中阻力增大，导致系统的性能降低；如果制冷剂流速太低，也会导致油附着在管路内壁，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。
3.5根据不同需求进行针对性系统设计
在进行空调制冷系统设计时，对于一些特殊环境下空调系统进行明确需求后再进行针对性设计，对于电力系统空调需求而言，需要明确空调运行电压需求，设计时添加相应的变电器来提高空调适应性。对于一些服务器冷却用的空调而言，在进行设计时则需要考虑制冷效率，可以适当提高功耗保障服务器正常运行。
结语
综上所述，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。为实现不同功能，各管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。
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