CO2piping.com
Lyst tema
co2piping.com
Varme og køl → ← Forside / Info

Sikkerhedsventil og afblæsningsledning

Dimensionér sikkerhedsventilen og dens tilgangs- og afblæsningsledning efter EN 13136 for CO2 og andre kølemidler: krævet kapacitet, ventilareal, modtryk, tryktab i tilgangen, tøris-risiko og støj ved udløbet.
R744 · 60,0 bar · DN15

Kølemiddel og anlæg

Alle samtidig: dimensionerende ved brand, når alle ventiler kan blæse af. Én ad gangen: når ventilerne beskytter dele, der ikke kan blæse af samtidig. Hver ventils modtryk kontrolleres mod ventilens egen grænse.
Kølerør i kobber (EN 12735-1) og stålrør er mest almindelige til afblæsningsledninger. Vandrør i kobber og pressystemer kan bruges, hvis rør og fittings tåler modtrykket og er godkendt til kølemidlet – pressfittings til vand har ofte EPDM-pakninger, der ikke tåler kølemidler og olie. Kobber må ikke bruges med ammoniak.

Sikkerhedsventiler

Indsæt ventilens datablad
Én række pr. position som i ventiloversigten. Ledningerne dimensioneres efter ventilens kapacitet Qm × antal (på den sikre side); Qmd kontrolleres mod den. Vil du regne som producenten, så indtast den justerede kapacitet Qmd' i stedet for Qm. Gastemperaturen skal kun bruges, når trykket ligger over det kritiske tryk (CO2: 73,8 bar), f.eks. højtrykssiden. Ukendt temperatur? Brug varmgassens temperatur – højere temperatur giver en større ledning (den sikre side).

Fælles afblæsningsledning: sidste T → udløb

0 for udløb til atmosfæren; angiv trykket, hvis ledningen blæser ud i et system under tryk. Dimension Auto = den mindste, der holder alle ventilers modtryk (og støjkravet). Ingen ledning må være mindre end ventilens udløb.

Støj ved udløbet

Skøn efter API 521 / ISO 23251 for strålen ved udløbet. Med et støjkrav vælges den mindste dimension, der overholder både modtrykket og støjkravet. Bygninger, refleksioner og lyddæmpere ændrer det reelle niveau.

Projekt

.html
Fil
Del og udskriv

Enheder

Flowdiagram

Diagrammet tegnes ud fra oplysningerne til venstre. Klik på en ventil for at redigere den, eller på en ledning for at ændre dimension og længde; rød ledning = grænsen overskrides.
V1DN1060,0 bar500 kg/hDN10 · 0,3 m9,6 %udløb91 dB(A) @ 10 mDN15 · 10,0 m · 4 bøjninger500 kg/h · 5,50 bar

Ventiler – modtryk

VentilÅbningstryk (bar)Flow (kg/h) TilslutningTryk ved T (bar)Modtryk (bar)% af åbn. Strækning efter TKbIndløbStatus
V160,00 500,0DN10 5,505,76 9,6 %DN151,000 0,02 %OK

Fælles afblæsningsledning – alle dimensioner

Sidste strækning (sidste T → udløb) i hver dimension; strækningerne før vælges automatisk for hver række. Tryk ved T = trykket ved sidste T; værste % = højeste modtryk i procent af åbningstrykket blandt ventilerne. * = kritisk strømning ved udløbet.

Beregningsgrundlag

Vis beregning

Pr. rør

RørMassestrøm [kg/s]Densitet [kg/m³]Indvendig Ø [mm]Hastighed [m/s]RefLængde (+ ekvivalent) [m]Δp [bar]Δp/m [Pa/m]Notat
Indløb V10,1389269,313,63,55623.0000,02710,1 (+0,251)0,011911.9000,02 % / 3,0 %
Tilslutning V10,138911,4913,683,2623.0000,02710,30,26488.1009,6 % / 10 %
Fælles ledning V1 → udløb0,13892,48217,3238490.0000,025510 (+1,8)5,555.000kritisk · 5,50 bar

Beregningens grundlag

Metode
EN 13136 (som henvist til af EN 378-2): krævet kapacitet og ventilkapacitet ved indstillet tryk plus overtryk; afblæsningsledninger som isoterm kompressibel strømning med kvælning, løst fra udløbet tilbage til hver ventil ved afblæsningstilstandens gastemperatur; indløbsledning som inkompressibel strømning ved afblæsningsdensiteten.
Ligninger
  • Qm = 0.2883 · C · Kb · A · Kdr · √(p0/v0)
  • C = 3.948 · √(κ · (2/(κ+1))^((κ+1)/(κ−1)))
  • p1² − p2² = G² · R·T · (f·L/D + ΣK + 2·ln(p1/p2))
  • p* = G · √(R·T) (choked end)
  • Δp_inlet = (f·L/D + ΣK) · ρ·v²/2
  • K_bend = 21.3 · fT (Crane TP-410)
  • L_eq = ΣK · D / f
Friktion
Darcy–Weisbach · Colebrook–White (64/Re < 2300)
Mediedata
CoolProp 8.0.0
Standarder
EN 13136:2013+A1:2018 · EN 378-2 · EN ISO 4126-1 · API 521 / ISO 23251 · Crane TP-410
Notater
  • Gasledninger: densitet og hastighed i den nedstrøms ende af røret; Δp inkluderer faldet ved en kvalt ende. Notatet angiver indløbstabet og modtrykket i % af det indstillede tryk i forhold til grænsen. Udløbssektionen viser trykket ved dens start (over atmosfærisk tryk).

Ofte stillede spørgsmål om sikkerhedsventiler og afblæsningsledninger

Hvordan dimensioneres en sikkerhedsventil efter EN 13136?

Først den krævede afblæsningskapacitet: ved brand 10 kW/m² gange beholderens ydre overflade divideret med fordampningsvarmen, ellers kompressorens flow eller varmekildens effekt. Derefter giver EN 13136 ventilens areal ud fra Qm = 0,2883·C·Kb·A·Kdr·√(p0/v0) ved åbningstrykket plus 10 %.

Beregn det i værktøjet ovenfor

Hvor stort modtryk må en sikkerhedsventil have?

Konventionelle sikkerhedsventiler tåler normalt højst 10 % af åbningstrykket; balancerede ventiler mere efter producentens angivelse. Tryktabet i tilgangsledningen må højst være 3 %. Beregneren finder modtrykket i afblæsningsledningen med kompressibel og kritisk strømning.

Beregn det i værktøjet ovenfor

Hvordan dimensioneres en fælles afblæsningsledning for flere sikkerhedsventiler?

Hver ventils modtryk kontrolleres med alle ventiler samtidig (brand) eller én ad gangen. Strækningerne mellem T-stykkerne fører flowet fra ventilerne før dem og kan have forskellig dimension; som tommelfingerregel skal samleledningens areal være mindst summen af tilslutningerne.

Beregn det i værktøjet ovenfor

Hvad er særligt ved sikkerhedsventiler til CO2 (R744)?

Trykkene er høje, og på højtrykssiden er CO2 ofte superkritisk, så ventilen dimensioneres for gas ved en temperatur. Under 5,2 bar danner CO2 tøris, derfor skal afblæsningsledningen være kort og selvdrænende uden lavpunkter.

Beregn det i værktøjet ovenfor

Må afblæsningsledningen være af kobber?

Ja ved HFC/HFO og CO2, hvis røret tåler modtrykket: kølerør efter EN 12735-1 eller vandrør EN 1057 og pressystemer med fittings godkendt til kølemidlet. Ved ammoniak er kobber forbudt; brug stål eller rustfrit.

Beregn det i værktøjet ovenfor

Hvor meget støj giver en sikkerhedsventil, der blæser af?

Ofte over 100 dB(A) tæt på udløbet. Beregneren vurderer støjen efter API 521 og vælger en større ledning, når der er et støjkrav; er det ikke nok, kan udløbet flyttes eller en lyddæmper monteres.

Beregn det i værktøjet ovenfor

Forudsætninger: Afblæsningskapacitet og ventilflow iht. EN 13136:2013+A1, som henvises til af EN 378-2 (EN ISO 24664:2024 endnu ikke kontrolleret) (Qm = 0,2883·C·Kb·A·Kdr·√(p0/v0)); afblæsningsledning med isoterm kompressibel strømning og kritisk strømning (choking), gastemperatur = afblæsningstemperatur (konservativ); tilløbsledning som inkompressibel strømning. Kølemiddeldata fra CoolProp reference-ligninger. Støj estimeret iht. API 521 / ISO 23251.

Ansvarsfraskrivelse: Værktøjet garanterer ikke korrekte resultater. Sikkerhedsudstyr skal vælges og godkendes af en kompetent person; kontrollér altid mod EN 378, EN 13136, ventilproducentens data og lokale regler.

Hjælp – sikkerhedsventil og afblæsningsledning

Beregneren følger EN 13136: først den krævede afblæsningskapacitet, så ventilens areal eller kapacitet, så tryktabet i tilgangsledningen og modtrykket i afblæsningsledningen.

1. Kølemiddel og tryk

  • Vælg kølemiddel og åbningstryk (overtryk). Ventilen afblæser ved åbningstrykket plus overtrykket (normalt 10 %).
  • I de fleste tilfælde blæses mættet damp af. Over det kritiske tryk (f.eks. CO2 på højtrykssiden, over 73,8 bar) eller for overhedet gas, f.eks. på hedgasledningen, vælger du gas ved en temperatur. Det virker for alle kølemidler på listen.
  • Kølemidler, der ikke er på listen, kan beregnes med “Andet kølemiddel” og producentens data.

2. Krævet kapacitet

  • Brand: EN 13136 regner med en varmeflux på 10 kW/m² på beholderens udvendige overflade; kapaciteten er den varme divideret med fordampningsvarmen.
  • Kompressor: slagvolumen × sugegassens densitet × volumetrisk virkningsgrad. Varmekilde: varmeeffekten divideret med fordampningsvarmen.

3. Ventil

  • Med Kdr og areal fra databladet sammenlignes ventilens kapacitet med den krævede. Med arealet 0 vises det nødvendige areal.
  • Afblæsningsledningen dimensioneres til det, ventilen kan afblæse, ikke kun til det krævede.
  • Vælg hvordan ventilens data angives: strømningsareal og Kdr, API 526-dyse, kapacitet ved dine forhold eller kapacitet ved databladets forhold (omregnes). Kun én måde bruges ad gangen; de andre felter skjules. Kapaciteten kan angives i kg/h, kg/s, lb/h eller Nm³/h.

4. Ledninger

  • Tilgangsledningen må højst tabe 3 % af åbningstrykket. Afblæsningsledningen kontrolleres for hver dimension; den mindste, der holder modtrykket inden for grænsen, vælges.
  • Med ammoniak er kobber ikke tilladt. Med CO2 skal du være opmærksom på tørisadvarslen.
  • Flere ventiler: tilføj ventiler i panelet Ventiler. Hver ventil har egen kapacitet, tilgangsledning og tilslutningsledning til den fælles afblæsningsledning. Diagrammet viser hele anlægget; klik på en ventil for at redigere den.
  • Den fælles ledning deles ved hvert T: hver strækning fører flowet fra ventilerne før den og får sin egen dimension. Dimensionerne holder hver ventils modtryk inden for ventilens grænse, med alle ventiler samtidig eller én ad gangen, og kan også vælges manuelt.

5. Støj, gem og udskriv

  • Angiv afstanden til nærmeste modtager og et støjkrav for at få en advarsel, når overslaget ligger over.
  • Med et støjkrav vælges den mindste dimension, der overholder både modtryk og støj. En større ledning giver lavere hastighed ved udløbet og dermed mindre støj. Overholder ingen dimension kravet, vises afstanden, hvor det overholdes.
  • En lyddæmper er et tilvalg: vælg en type for typiske værdier eller angiv producentens dæmpning og tabskoefficient. Dæmperens tryktab regnes med i modtrykket.
  • “Gem” henter projektet som en fil, “Åbn” åbner det igen, “Udskriv” udskriver resultaterne.