CO2-putkiston mitoitus
Järjestelmätiedot
Lisäasetukset – marginaalit ja putkimateriaali
Höyrystimet
| Nimi | Piiri | kW |
|---|
Projekti
Tiedosto on linkkitiedosto: kaksoisnapsauta sitä avataksesi projektin selaimessasi tai valitse se Avaa-toiminnolla. Vanhemmat .json-tiedostot voidaan edelleen avata. Projektitiedoston tavoin se sisältää kaikki projektitiedot – jaa se vain henkilöille, joilla on oikeus nähdä ne.
Asetukset · Yksiköt
Virtauskaavio
Materiaaliluettelo
Eristysluettelo
Höyrystinkohtaiset liitännät
Pääjohdot
Näytä laskenta
Laskenta putkikohtaisesti
| Putki | Massavirta [kg/s] | Tiheys [kg/m³] | Sisähalkaisija [mm] | Nopeus [m/s] | Re | f | Pituus (+ lisävara) [m] | Δp [kPa] | Δp per metri [Pa/m] | Putkityyppi, PS |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| #1 1/2" · Neste: Kylmäkone → Kylmähuone 1 | 0,1043 | 972,4 | 11,2 | 1,09 | 103 000 | 0,0185 | 6 (+1,8) | 7,44 | 954 | K65 · PS 60 bar |
| #2 1/2" · Neste: Kylmähuone 1 → Pakastin 1 | 0,07272 | 972,4 | 11,2 | 0,759 | 71 900 | 0,0198 | 6 (+1,8) | 3,87 | 496 | K65 · PS 60 bar |
| #3 3/8" · Neste: Pakastin 1 → Kylmähuone 2 | 0,05316 | 972,4 | 8,4 | 0,986 | 70 100 | 0,0201 | 6 (+1,8) | 8,84 | 1 130 | K65 · PS 60 bar |
| #4 3/8" · Neste: Kylmähuone 2 → Pakastin 2 | 0,02948 | 972,4 | 8,4 | 0,547 | 38 900 | 0,0226 | 6 (+1,8) | 3,06 | 392 | K65 · PS 60 bar |
| #5 3/8" · Neste: Pakastin 2 → MT-kylmäkaluste | 0,01579 | 972,4 | 8,4 | 0,293 | 20 800 | 0,026 | 6 (+1,8) | 1,01 | 129 | K65 · PS 60 bar |
| #6 1/2" · MT-imu: Kylmäkone → Kylmähuone 1 | 0,07103 | 70,26 | 11,2 | 10,3 | 584 000 | 0,0146 | 6 (+1,8) | 37,7 | 4 830 | K65 · PS 52 bar |
| #7 3/8" · MT-imu: Kylmähuone 1 → Kylmähuone 2 | 0,03946 | 70,26 | 8,4 | 10,1 | 433 000 | 0,0155 | 6 (+1,8) | 52 | 6 670 | K65 · PS 52 bar |
| #8 3/8" · MT-imu: Kylmähuone 2 → MT-kylmäkaluste | 0,01579 | 70,26 | 8,4 | 4,05 | 173 000 | 0,0173 | 6 (+1,8) | 9,29 | 1 190 | K65 · PS 52 bar |
| #9 1/2" · LT-imu: Kylmäkone → Pakastin 1 | 0,03326 | 32,8 | 11,2 | 10,3 | 310 000 | 0,0157 | 6 (+1,8) | 19 | 2 430 | K65 · PS 30 bar |
| #10 3/8" · LT-imu: Pakastin 1 → Pakastin 2 | 0,01369 | 32,8 | 8,4 | 7,53 | 170 000 | 0,0174 | 6 (+1,8) | 15 | 1 920 | K65 · PS 30 bar |
| #11 3/8" · Linja kohteeseen Kylmähuone 1 · Neste | 0,03157 | 972,4 | 8,4 | 0,586 | 41 600 | 0,0223 | 5 (+1,5) | 2,88 | 443 | K65 · PS 60 bar |
| #12 3/8" · Linja kohteeseen Kylmähuone 1 · MT-imu | 0,03157 | 70,26 | 8,4 | 8,11 | 346 000 | 0,0159 | 5 (+1,5) | 28,4 | 4 370 | K65 · PS 52 bar |
| #13 3/8" · Linja kohteeseen Kylmähuone 2 · Neste | 0,02368 | 972,4 | 8,4 | 0,439 | 31 200 | 0,0237 | 5 (+1,5) | 1,72 | 265 | K65 · PS 60 bar |
| #14 3/8" · Linja kohteeseen Kylmähuone 2 · MT-imu | 0,02368 | 70,26 | 8,4 | 6,08 | 260 000 | 0,0164 | 5 (+1,5) | 16,5 | 2 540 | K65 · PS 52 bar |
| #15 3/8" · Linja kohteeseen MT-kylmäkaluste · Neste | 0,01579 | 972,4 | 8,4 | 0,293 | 20 800 | 0,026 | 5 (+1,5) | 0,84 | 129 | K65 · PS 60 bar |
| #16 3/8" · Linja kohteeseen MT-kylmäkaluste · MT-imu | 0,01579 | 70,26 | 8,4 | 4,05 | 173 000 | 0,0173 | 5 (+1,5) | 7,74 | 1 190 | K65 · PS 52 bar |
| #17 3/8" · Linja kohteeseen Pakastin 1 · Neste | 0,01956 | 972,4 | 8,4 | 0,363 | 25 800 | 0,0247 | 5 (+1,5) | 1,23 | 189 | K65 · PS 60 bar |
| #18 3/8" · Linja kohteeseen Pakastin 1 · LT-imu | 0,01956 | 32,8 | 8,4 | 10,8 | 243 000 | 0,0165 | 5 (+1,5) | 24,3 | 3 740 | K65 · PS 30 bar |
| #19 3/8" · Linja kohteeseen Pakastin 2 · Neste | 0,01369 | 972,4 | 8,4 | 0,254 | 18 100 | 0,0269 | 5 (+1,5) | 0,654 | 101 | K65 · PS 60 bar |
| #20 3/8" · Linja kohteeseen Pakastin 2 · LT-imu | 0,01369 | 32,8 | 8,4 | 7,53 | 170 000 | 0,0174 | 5 (+1,5) | 12,5 | 1 920 | K65 · PS 30 bar |
Laskennan perusta
- Menetelmä
- Jokainen putki mitoitetaan pienimmälle koolle, joka pitää nopeuden tavoitetasolla tai sen alapuolella ja kestää kyseisen PS:n; painehäviö lasketaan Darcy–Weisbachin kaavalla.
- Yhtälöt
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 %)
- Kitkakerroin
- Swamee–Jain (explicit form of Colebrook–White)
- Kylmäainetiedot
- CoolProp, Span–Wagner EOS (R744) 8.0.0
- Standardit
- EN 378-2 (PS) · ASTM B280 / EN 12735-1 (outside diameters, walls) · ASME B31.5 (P = 2·S·t/D, S = 41 MPa annealed) · EN 14276 (K65, manufacturer 120 bar)
- Huomautukset
- Massavirta jäähdytyskapasiteetista ja entalpian erotuksesta höyrystymislämpötilan kylläisen höyryn ja nestelämpötilan nesteen välillä; imulinjat annetulla tulistuksella.
- Staattisia korkeuseroja sekä venttiilien ja liitosten painehäviöitä lisävaran ulkopuolella ei ole huomioitu.
Painekesto koon mukaan
| Koko | Vakiokupari (Cu-DHP) | Vahvistettu kupari (Cu-DHP) | K65-kupari (CuFe2P) valittu putkityyppi |
|---|---|---|---|
| 1/4" 6,4 mm | 98 bar 0,76 mm | 123 bar 0,95 mm | – |
| 3/8" 9,5 mm | 70 bar 0,81 mm | 88 bar 1,02 mm | 120 bar 0,56 mm |
| 1/2" 12,7 mm | 53 bar MT, LT 0,81 mm | 66 bar 1,02 mm | 120 bar 0,75 mm |
| 5/8" 15,9 mm | 46 bar LT 0,89 mm | 57 bar MT, LT 1,11 mm | 120 bar 0,93 mm |
| 3/4" 19,0 mm | 38 bar LT 0,89 mm | 48 bar LT 1,11 mm | 120 bar 1,19 mm |
| 7/8" 22,2 mm | 42 bar LT 1,14 mm | 53 bar MT, LT 1,43 mm | 120 bar 1,38 mm |
| 1-1/8" 28,6 mm | 36 bar LT 1,27 mm | 46 bar LT 1,59 mm | 120 bar 1,78 mm |
| 1-3/8" 34,9 mm | 33 bar LT 1,40 mm | 41 bar LT 1,75 mm | 120 bar 2,17 mm |
| 1-5/8" 41,3 mm | 30 bar LT 1,52 mm | 38 bar LT 1,91 mm | 120 bar 2,56 mm |
| 2-1/8" 54,0 mm | 27 bar ⛔ 1,78 mm | 34 bar LT 2,22 mm | 120 bar 3,35 mm |
| 2-5/8" 66,7 mm | 25 bar ⛔ 2,03 mm | 31 bar LT 2,54 mm | – |
| 3-1/8" 79,4 mm | 24 bar ⛔ 2,29 mm | 30 bar ⛔ 2,86 mm | – |
| 3-5/8" 92,1 mm | 23 bar ⛔ 2,54 mm | 28 bar ⛔ 3,18 mm | – |
| 4-1/8" 104,8 mm | 22 bar ⛔ 2,79 mm | 27 bar ⛔ 3,49 mm | – |
| 5-1/8" 130,2 mm | 20 bar ⛔ 3,18 mm | 25 bar ⛔ 3,97 mm | – |
| 6-1/8" 155,6 mm | 19 bar ⛔ 3,56 mm | 23 bar ⛔ 4,45 mm | – |
Vakiokupari (Cu-DHP): Tavallinen kylmäaineputki (ACR). Vain pienimmät koot kestävät CO2:n paineen — katso ⛔-merkintä suhteessa mitoituspaineeseesi.
Vahvistettu kupari (Cu-DHP): Sama materiaali mutta noin 25 % paksumpi seinämä, korkeampaan sallittuun paineeseen kuin vakiokupari.
K65-kupari (CuFe2P): Korkealujuuksinen kupariseos CO2:lle, 120 bar. Vakiovalinta subkriittisille ja transkriittisille järjestelmille. Valmistetaan vain kokoina 3/8″–2-1/8″ — suuremmat koot vaativat muun putkimateriaalin.
Lähde ja menetelmä: vakio- ja vahvistettu kupari ohutseinäkaavalla P = 2·S·t/D, S = 41 MPa (6 000 psi) eli hehkutetun kupariputken sallittu jännitys 38 °C:seen asti. Kovajuottaminen hehkuttaa putken jokaisen liitoksen kohdalta, joten kovajuotettu järjestelmä lasketaan hehkutetun putken arvolla (Copper Tube Handbook, ASME B31.5); kovan vedetyn putken arvo, noin 69 MPa, koskee vain laippa- ja puristusliitoksia. K65: valmistajan (Wieland) ilmoittama 120 bar CuFe2P-seokselle standardin EN 14276 mukaan, 3/8″–2-1/8″. Tarkista aina toimittajan tiedoista ennen asennusta.
Muut maat
Yllä olevat paineluokat noudattavat eurooppalaista käytäntöä (EN 378, EN 14276, EN 13480-3; kupariseinämät standardin ASTM B280/B88 mukaisesti). Muilla markkinoilla kylmäaineputkistot suunnitellaan ja hyväksytään sen sijaan näiden normien mukaisesti. Tätä laskuria ei ole tarkistettu niiden osalta – käytä sitä normia, joka on voimassa järjestelmän asennuspaikalla.
Yhdysvallat
- ASME B31.5 – Refrigeration Piping and Heat Transfer Components: putkiston suunnittelu, mitoituspaine ja koepaine
- ANSI/ASHRAE Standard 15 – Safety Standard for Refrigeration Systems: kylmälaitteiden turvallisuusvaatimukset
- ASTM B280 – Seamless Copper Tube for Air Conditioning and Refrigeration Field Service: kupariputki
Kanada
- CSA B52:23 – Mechanical refrigeration code: kylmäainestandardi; viittaa putkiston osalta ASME B31.5 -standardiin
Australia ja Uusi-Seelanti
- AS/NZS 5149 – Refrigerating systems and heat pumps — Safety and environmental requirements: kylmälaitteiden turvallisuusvaatimukset
- AS 4041 – Pressure piping: putkiston suunnittelu, mitoituspaine ja koepaine
- AS/NZS 1571 – Copper — Seamless tubes for air-conditioning and refrigeration: kupariputki
CO2-putkiston mitoitus – usein kysyttyä
Miten CO2-putket (R744) mitoitetaan?
Laskuri laskee massavirran kunkin höyrystimen kylmätehosta ja CO2:n ominaisuuksista höyrystymis- ja nestelämpötilassa ja valitsee pienimmän putkikoon, jolla nopeus pysyy tavoitearvon alla. Painehäviö lasketaan Darcy–Weisbachin yhtälöllä, ja se näytetään myös vastaavana lämpötilan laskuna (K).
Laske yllä olevalla työkalulla ↑CO2 (R744) putkimitoitus – teräs →
Mitä virtausnopeutta CO2:n imulinjassa ja nestelinjassa käytetään?
Oletukset ovat 12 m/s MT- ja LT-imulinjassa ja 1,2 m/s nestelinjassa. Suurempi nopeus antaa pienemmät putket mutta suuremman painehäviön, ja nousevissa imulinjoissa nopeuden on riitettävä öljyn palauttamiseen kompressoreille. Kaikkia arvoja voi muuttaa.
Laske yllä olevalla työkalulla ↑
Miksi K65-kupariputki CO2-kylmälaitokseen?
CO2-järjestelmät toimivat paljon suuremmilla paineilla kuin HFC-järjestelmät. K65 (CuFe2P-seos, EN 14276) kestää 120 bar koissa 3/8"–2-1/8" ja on tässä oletusvalinta. Tavallisen ACR-kuparin painekesto on suurissa koissa paljon pienempi; koko, joka ei kestä annettua mitoituspainetta, merkitään ⛔ eikä sitä koskaan valita automaattisesti.
Laske yllä olevalla työkalulla ↑CO2 (R744) putkimitoitus – teräs →
Mikä suurin sallittu paine (PS) annetaan?
Oletusarvot – 52 bar MT-imu, 30 bar LT-imu ja 60 bar neste – ovat tavallisia lähtöarvoja transkriittiselle CO2-booster-järjestelmälle standardin EN 378-2 mukaan. Käytä aina oman laitoksesi PS-arvoa standardin EN 378 ja painelaitedirektiivin mukaan.
Laske yllä olevalla työkalulla ↑Purkuventtiili & purkuputki (EN 13136 / EN ISO 24664) →
Toimiiko laskuri transkriittisille booster-järjestelmille?
Kyllä. Matalapainepuolella se mitoittaa MT-imun, LT-imun ja nestelinjan säiliöltä höyrystimille, joissa CO2 on alikriittistä (−50…+10 °C). Valitse ”Linja kaasunjäähdyttimelle”, niin myös korkeapainepuoli mitoitetaan: kuumakaasulinja kaasunjäähdyttimelle ja paluulinja sieltä (75–140 bar, CO2:n ominaisuudet CoolPropista). Painekestot on laskettu huoneenlämmössä, joten tarkista kuumakaasulinjan painekesto sen todellisessa lämpötilassa.
Laske yllä olevalla työkalulla ↑
Onko laskuri ilmainen, ja mitä saan?
Se on ilmainen eikä vaadi kirjautumista. Saat putkikoon, nopeuden ja painehäviön jokaiselle putkiosuudelle, materiaaliluettelon koittain, eristyksen sekä virtauskaavion, joka tulostuu A4–A1-kokoon ja tallentuu projektitiedostoksi.