Dimenzování potrubí CO2 – ocel
Systémová data
Pokročilé – rezervy a materiál potrubí
Výparníky
| Název | Okruh | kW |
|---|
Projekt
Soubor je soubor odkazu: dvojitým kliknutím jej otevřete v prohlížeči nebo jej vyberte pomocí Otevřít. Starší soubory .json lze stále otevřít. Stejně jako soubor projektu obsahuje všechna data projektu – sdílejte jej pouze s lidmi, kteří jej mohou vidět.
Možnosti · Jednotky
Schéma toku
Soupis materiálu
Přehled izolace
Připojení jednotlivých výparníků
Hlavní větve
Zobrazit výpočet
Pro každé potrubí
| Potrubí | Hmotnostní průtok [kg/s] | Hustota [kg/m³] | Vnitřní průměr [mm] | Rychlost [m/s] | Re | f | Délka (+ přídavek) [m] | Δp [kPa] | Δp na metr [Pa/m] | Typ potrubí, PS |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| #1 DN15 · Kapalina: Chladicí agregát → Chladicí místnost 1 | 0,1043 | 972,4 | 16,1 | 0,527 | 71 700 | 0,0278 | 6 (+1,8) | 1,82 | 233 | P265NL · PS 60 bar |
| #2 DN15 · Kapalina: Chladicí místnost 1 → Mraznička 1 | 0,07272 | 972,4 | 16,1 | 0,367 | 50 000 | 0,0285 | 6 (+1,8) | 0,906 | 116 | P265NL · PS 60 bar |
| #3 DN15 · Kapalina: Mraznička 1 → Chladicí místnost 2 | 0,05316 | 972,4 | 16,1 | 0,269 | 36 600 | 0,0293 | 6 (+1,8) | 0,498 | 63,9 | P265NL · PS 60 bar |
| #4 DN15 · Kapalina: Chladicí místnost 2 → Mraznička 2 | 0,02948 | 972,4 | 16,1 | 0,149 | 20 300 | 0,0315 | 6 (+1,8) | 0,164 | 21,1 | P265NL · PS 60 bar |
| #5 DN15 · Kapalina: Mraznička 2 → Chladicí vitrína MT | 0,01579 | 972,4 | 16,1 | 0,0797 | 10 900 | 0,0348 | 6 (+1,8) | 0,0522 | 6,69 | P265NL · PS 60 bar |
| #6 DN15 · Sání MT: Chladicí agregát → Chladicí místnost 1 | 0,07103 | 70,26 | 16,1 | 4,97 | 406 000 | 0,0261 | 6 (+1,8) | 11 | 1 410 | P265NL · PS 52 bar |
| #7 DN15 · Sání MT: Chladicí místnost 1 → Chladicí místnost 2 | 0,03946 | 70,26 | 16,1 | 2,76 | 226 000 | 0,0265 | 6 (+1,8) | 3,43 | 439 | P265NL · PS 52 bar |
| #8 DN15 · Sání MT: Chladicí místnost 2 → Chladicí vitrína MT | 0,01579 | 70,26 | 16,1 | 1,1 | 90 300 | 0,0274 | 6 (+1,8) | 0,568 | 72,8 | P265NL · PS 52 bar |
| #9 DN15 · Sání LT: Chladicí agregát → Mraznička 1 | 0,03326 | 32,8 | 16,1 | 4,98 | 216 000 | 0,0265 | 6 (+1,8) | 5,22 | 669 | P265NL · PS 30 bar |
| #10 DN15 · Sání LT: Mraznička 1 → Mraznička 2 | 0,01369 | 32,8 | 16,1 | 2,05 | 88 800 | 0,0274 | 6 (+1,8) | 0,917 | 118 | P265NL · PS 30 bar |
| #11 DN15 · Vedení k Chladicí místnost 1 · Kapalina | 0,03157 | 972,4 | 16,1 | 0,159 | 21 700 | 0,0312 | 5 (+1,5) | 0,156 | 23,9 | P265NL · PS 60 bar |
| #12 DN15 · Vedení k Chladicí místnost 1 · Sání MT | 0,03157 | 70,26 | 16,1 | 2,21 | 181 000 | 0,0266 | 5 (+1,5) | 1,84 | 283 | P265NL · PS 52 bar |
| #13 DN15 · Vedení k Chladicí místnost 2 · Kapalina | 0,02368 | 972,4 | 16,1 | 0,12 | 16 300 | 0,0325 | 5 (+1,5) | 0,0913 | 14 | P265NL · PS 60 bar |
| #14 DN15 · Vedení k Chladicí místnost 2 · Sání MT | 0,02368 | 70,26 | 16,1 | 1,66 | 135 000 | 0,0269 | 5 (+1,5) | 1,05 | 161 | P265NL · PS 52 bar |
| #15 DN15 · Vedení k Chladicí vitrína MT · Kapalina | 0,01579 | 972,4 | 16,1 | 0,0797 | 10 900 | 0,0348 | 5 (+1,5) | 0,0435 | 6,69 | P265NL · PS 60 bar |
| #16 DN15 · Vedení k Chladicí vitrína MT · Sání MT | 0,01579 | 70,26 | 16,1 | 1,1 | 90 300 | 0,0274 | 5 (+1,5) | 0,473 | 72,8 | P265NL · PS 52 bar |
| #17 DN15 · Vedení k Mraznička 1 · Kapalina | 0,01956 | 972,4 | 16,1 | 0,0988 | 13 500 | 0,0335 | 5 (+1,5) | 0,0643 | 9,89 | P265NL · PS 60 bar |
| #18 DN15 · Vedení k Mraznička 1 · Sání LT | 0,01956 | 32,8 | 16,1 | 2,93 | 127 000 | 0,027 | 5 (+1,5) | 1,53 | 236 | P265NL · PS 30 bar |
| #19 DN15 · Vedení k Mraznička 2 · Kapalina | 0,01369 | 972,4 | 16,1 | 0,0692 | 9 420 | 0,0358 | 5 (+1,5) | 0,0336 | 5,17 | P265NL · PS 60 bar |
| #20 DN15 · Vedení k Mraznička 2 · Sání LT | 0,01369 | 32,8 | 16,1 | 2,05 | 88 800 | 0,0274 | 5 (+1,5) | 0,764 | 118 | P265NL · PS 30 bar |
Základ výpočtu
- Metoda
- Každé potrubí je dimenzováno na nejmenší rozměr, který udržuje rychlost na cílové hodnotě nebo pod ní a je dimenzováno pro svůj PS; tlaková ztráta se počítá pomocí Darcy–Weisbachovy rovnice.
- Rovnice
ṁ = Q / (h″(t₀) − h′(t_liq))v = ṁ / (ρ · π·d²/4)Re = ρ·v·d / μf = 0.25 / [log₁₀(ε/(3.7·d) + 5.74/Re^0.9)]² (Re ≥ 2300); f = 64/Re (Re < 2300)Δp = f · (L/d) · ρ·v²/2, L = length × (1 + allowance %)
- Faktor tření
- Swamee–Jain (explicit form of Colebrook–White)
- Data chladiva
- CoolProp, Span–Wagner EOS (R744) 8.0.0
- Normy
- EN 378-2 (PS) · EN 10220 (outside diameters) · EN 13480-3 (p = 2·f·z·e / (D − e)) · EN 10216-4 (P265NL, f = 170 MPa) · EN 10216-5 / EN 10217-7 (1.4404, f = Rp1.0/1.5 = 150 MPa)
- Poznámky
- Hmotnostní průtok z chladicího výkonu a entalpického rozdílu mezi sytými parami při odpařovací teplotě a kapalinou při teplotě kapaliny; sací vedení s daným přehřátím.
- Statické výškové rozdíly a tlaková ztráta ventilů a tvarovek nad rámec přídavku nejsou zahrnuty.
Dovolený tlak podle rozměru
| Dimenze | P265NL – uhlíková ocel, bezešvá (EN 10216-4) zvolený typ trubky | 316L (1.4404) – nerez, bezešvá (EN 10216-5) | 316L (1.4404) – nerez, svařovaná tenkostěnná (EN 10217-7) |
|---|---|---|---|
| DN10 17,2 mm | 451 bar 2,30 mm | 340 bar 2,00 mm | 233 bar 1,60 mm |
| DN15 21,3 mm | 407 bar 2,60 mm | 269 bar 2,00 mm | 185 bar 1,60 mm |
| DN20 26,9 mm | 314 bar 2,60 mm | 243 bar 2,30 mm | 144 bar 1,60 mm |
| DN25 33,7 mm | 308 bar 3,20 mm | 217 bar 2,60 mm | 144 bar 2,00 mm |
| DN32 42,4 mm | 273 bar 3,60 mm | 170 bar 2,60 mm | 113 bar 2,00 mm |
| DN40 48,3 mm | 237 bar 3,60 mm | 148 bar 2,60 mm | 99 bar 2,00 mm |
| DN50 60,3 mm | 204 bar 3,90 mm | 132 bar 2,90 mm | 79 bar 2,00 mm |
| DN65 76,1 mm | 207 bar 5,00 mm | 104 bar 2,90 mm | 62 bar 2,00 mm |
| DN80 88,9 mm | 198 bar 5,60 mm | 98 bar 3,20 mm | 53 bar MT, LT 2,00 mm |
| DN100 114,3 mm | 172 bar 6,30 mm | 85 bar 3,60 mm | 41 bar LT 2,00 mm |
| DN125 139,7 mm | 140 bar 6,30 mm | 77 bar 4,00 mm | 33 bar LT 2,00 mm |
| DN150 168,3 mm | 130 bar 7,10 mm | 72 bar 4,50 mm | 36 bar LT 2,60 mm |
| DN200 219,1 mm | 112 bar 8,00 mm | 77 bar 6,30 mm | 28 bar ⛔ 2,60 mm |
| DN250 273,0 mm | 99 bar 8,80 mm | 62 bar 6,30 mm | 26 bar ⛔ 3,00 mm |
| DN300 323,9 mm | 94 bar 10,00 mm | 59 bar MT, LT 7,10 mm | 21 bar ⛔ 3,00 mm |
P265NL – uhlíková ocel, bezešvá (EN 10216-4): Nízkoteplotní ocel pro CO2 — běžná uhlíková ocel (P235/P265GH) není při teplotách LT houževnatá. Zkoušeno na vrubovou houževnatost do −40 °C (EN 10216-4); pod tím ověřte EN 13480-2 přílohu B nebo použijte nerez. Silná stěna a vysoká tlaková třída. Vyžaduje vnější protikorozní ochranu.
316L (1.4404) – nerez, bezešvá (EN 10216-5): Kyselinovzdorná nerezová ocel se střední tloušťkou stěny. Nevyžaduje vnější protikorozní ochranu a je houževnatá při nízkých teplotách.
316L (1.4404) – nerez, svařovaná tenkostěnná (EN 10217-7): Lehké tenkostěnné trubky, vypočtené se součinitelem svaru 0,85. Tlak CO2 vydrží jen menší dimenze — viz značku ⛔ vůči vašemu návrhovému tlaku.
Zdroj a metoda: EN 13480-3, p = 2·f·z·e / (D − e), kde e je minimální tloušťka stěny (jmenovitá mínus tolerance: −12,5 % bezešvé, −10 % svařované), f přípustné napětí (P265NL 170 MPa, 1.4404 150 MPa, Rp1.0/1.5 na bezpečné straně) a z součinitel svarového spoje (0,85 pro svařované). Tloušťky stěn jsou běžné skladové rozměry – před objednáním ověřte u svého dodavatele.
Ostatní země
Tlakové třídy výše se řídí evropskou praxí (EN 378, EN 13480-3). Na jiných trzích se potrubí chladiv navrhuje a schvaluje podle těchto norem. Tato kalkulačka nebyla s těmito normami ověřena – použijte normu platnou v místě instalace zařízení.
USA
- ASME B31.5 – Refrigeration Piping and Heat Transfer Components: dimenzování potrubí, návrhový tlak a zkušební tlak
- ANSI/ASHRAE Standard 15 – Safety Standard for Refrigeration Systems: bezpečnostní požadavky na chladicí zařízení
Kanada
- CSA B52:23 – Mechanical refrigeration code: norma pro chlazení; pro potrubí odkazuje na ASME B31.5
Austrálie a Nový Zéland
- AS/NZS 5149 – Refrigerating systems and heat pumps — Safety and environmental requirements: bezpečnostní požadavky na chladicí zařízení
- AS 4041 – Pressure piping: dimenzování potrubí, návrhový tlak a zkušební tlak
Časté dotazy k ocelovému potrubí pro CO2
Jak dimenzovat ocelové potrubí pro CO2 (R744)?
Každé potrubí se dimenzuje podle hmotnostního průtoku a dovolené rychlosti: sání MT, sání LT a kapalinové potrubí. Kalkulačka určí hmotnostní průtok z chladicího výkonu, vypařovací teploty a přehřátí, zvolí nejmenší DN, které splní cílovou rychlost, a ukáže tlakovou ztrátu po úsecích.
Vypočítat v nástroji výše ↑CO2 (R744): dimenzování měděného potrubí →
Jaký dovolený tlak mají ocelové trubky?
Dovolený tlak se počítá podle EN 13480-3 (p = 2·f·z·e / (D − e)) s minimální tloušťkou stěny po výrobní toleranci: −12,5 % u bezešvých a −10 % u svařovaných trubek. Kalkulačka ukáže dovolený tlak každého rozměru a varuje ⛔, když trubka nevydrží zadaný návrhový tlak.
P265NL, nebo nerez 316L?
P265NL (EN 10216-4) je bezešvá uhlíková ocel rázově zkoušená pro nízké teploty a obvyklá volba pro zařízení na CO2; obyčejná P235GH/P265GH není určena pro nízké teploty (LT). Nerezová ocel 1.4404 (316L) se dodává bezešvá (EN 10216-5) a podélně svařovaná (EN 10217-7). Nevyžaduje nátěr, ale svařovaná trubka má tenčí stěnu a nižší jmenovitý tlak. P265NL je rázově zkoušena do −40 °C (EN 10216-4); pod tuto teplotu zkontrolujte EN 13480-2 přílohu B nebo použijte nerezovou ocel.
Jaké rozměry kalkulačka obsahuje?
DN10 až DN300 s vnějšími průměry dle EN 10220, od 17,2 do 323,9 mm. Tloušťka stěny odpovídá zvolenému typu trubky a soupis materiálu uvádí objednací označení, např. „DN25 · 33,7 × 3,2“. Před objednáním ověřte tloušťku stěny u dodavatele.
Kdy zvolit ocel místo mědi?
Měděné trubky K65 se vyrábějí do 2-1/8″ (54 mm). Větší potrubí, průmyslové chlazení CO2 a části s vysokým návrhovým tlakem se proto obvykle dělají z oceli. Pro menší zařízení je kalkulačka pro měděné trubky a soubor projektu se otevře v obou i s výkresem.
Vypočítat v nástroji výše ↑CO2 (R744): dimenzování měděného potrubí →