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Dimensionamento tubazioni CO2

Tre collettori principali — aspirazione MT, aspirazione LT e liquido. Trascina liberamente gli evaporatori per posizionarli, collega una linea a un'altra e clicca su una linea per impostarne la lunghezza.
R744 · MT -8,0 °C · LT -32,0 °C · 26,50 kW

Dati di sistema

Temperatura di evaporazione per ciascun circuito e temperatura del ricevitore di liquido. La temperatura del liquido determina anche la quota di flash gas e quindi la portata massica.
Surriscaldamento utile all'uscita dell'evaporatore. Il vapore reale è meno denso del vapore saturo — le linee di aspirazione sono dimensionate in base alla densità inferiore.
Capacità di compressione installata, da confrontare con il carico degli evaporatori collegati. Inserire la potenza del compressore per ottenere la potenza termica totale.
Controlla direttamente il dimensionamento — una velocità maggiore produce tubi più sottili.
I tubi che non reggono questa pressione vengono contrassegnati con ⛔ e non vengono mai scelti automaticamente. I valori predefiniti seguono i comuni valori di riferimento EN 378 (ambiente 32 °C) per un sistema booster transcritico — la pressione di fermo della CO2 è spesso più determinante della temperatura di esercizio. Adattali al tuo impianto.
Avanzate – Margini e materiale tubazioni
Aumenta la lunghezza usata nel calcolo della perdita di carico — compare nella colonna Δp delle tabelle «Collettori principali»/«Collegamenti evaporatori» più sotto, non nella dimensione del tubo né nelle schede in alto.
Aggiunge un margine d'ordine solo nella distinta materiali e nella lista isolamento (sfridi, errori) — cosa diversa da «Lunghezza aggiuntiva per raccordi» sopra, senza effetto su dimensione tubo o Δp.
Lega di rame ad alta resistenza per CO2, 120 bar. Scelta standard per impianti subcritici e transcritici. Prodotto solo da 3/8″ a 2-1/8″ — dimensioni maggiori richiedono un altro materiale.
Che pressione regge ogni diametro: vedi la tabella in fondo alla pagina ↓
I tubi più piccoli di questa soglia non verranno mai selezionati automaticamente.
Seleziona la specifica di isolamento (spessore/colore) per collettore ai fini della distinta materiali.

Evaporatori

Nome Circuito kW
Una derivazione ha una sola linea (liquido, MT o LT). Una derivazione MT/LT può essere trasformata in evaporatore assegnandole un carico in kW.
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Progetto

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Opzioni · Unità

Cambia solo il modo in cui i valori vengono mostrati e inseriti — tutti i calcoli continuano a funzionare come prima.

Schema di flusso

Aspirazione MT Liquido Aspirazione LT Derivato da un altro tubo
100% 100%
Trascina liberamente un evaporatore per posizionarlo. Clicca su un tratto di tubo per impostarne la lunghezza o modificarne manualmente la dimensione.
Clicca qui, poi su un tratto di tubo, per posizionare un misuratore di potenza.
— m Dim.:
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Distinta materiali

Le lunghezze includono il margine di scarto sopra, ma non la maggiorazione per raccordi (che influisce solo su Δp).

Piano di isolamento

Il tipo di isolamento per collettore si sceglie in "Avanzate" nei Dati di sistema.

Collegamenti per evaporatore

"Potenza propria" è il valore proprio in kW dell'evaporatore. "Potenza nel tubo" è il flusso accumulato in quel tubo specifico — maggiore se altri evaporatori/tubi vi sono collegati. Non sommare mai le colonne "Potenza nel tubo" per un totale; usare "Potenza propria".

Collettori principali

Mostra calcolo

Calcolo per tubazione

TubazionePortata massica [kg/s]Densità [kg/m³]Diametro interno [mm]Velocità [m/s]RefLunghezza (+ tolleranza) [m]Δp [kPa]Δp al metro [Pa/m]Tipo di tubo, PS
#1 1/2" · Liquido: Centrale frigorifera → Cella frigo 10,1043972,411,21,09103.0000,01856 (+1,8)7,44954K65 · PS 60 bar
#2 1/2" · Liquido: Cella frigo 1 → Congelatore 10,07272972,411,20,75971.9000,01986 (+1,8)3,87496K65 · PS 60 bar
#3 3/8" · Liquido: Congelatore 1 → Cella frigo 20,05316972,48,40,98670.1000,02016 (+1,8)8,841130K65 · PS 60 bar
#4 3/8" · Liquido: Cella frigo 2 → Congelatore 20,02948972,48,40,54738.9000,02266 (+1,8)3,06392K65 · PS 60 bar
#5 3/8" · Liquido: Congelatore 2 → Vetrina MT0,01579972,48,40,29320.8000,0266 (+1,8)1,01129K65 · PS 60 bar
#6 1/2" · Aspirazione MT: Centrale frigorifera → Cella frigo 10,0710370,2611,210,3584.0000,01466 (+1,8)37,74830K65 · PS 52 bar
#7 3/8" · Aspirazione MT: Cella frigo 1 → Cella frigo 20,0394670,268,410,1433.0000,01556 (+1,8)526670K65 · PS 52 bar
#8 3/8" · Aspirazione MT: Cella frigo 2 → Vetrina MT0,0157970,268,44,05173.0000,01736 (+1,8)9,291190K65 · PS 52 bar
#9 1/2" · Aspirazione LT: Centrale frigorifera → Congelatore 10,0332632,811,210,3310.0000,01576 (+1,8)192430K65 · PS 30 bar
#10 3/8" · Aspirazione LT: Congelatore 1 → Congelatore 20,0136932,88,47,53170.0000,01746 (+1,8)151920K65 · PS 30 bar
#11 3/8" · Linea verso Cella frigo 1 · Liquido0,03157972,48,40,58641.6000,02235 (+1,5)2,88443K65 · PS 60 bar
#12 3/8" · Linea verso Cella frigo 1 · Aspirazione MT0,0315770,268,48,11346.0000,01595 (+1,5)28,44370K65 · PS 52 bar
#13 3/8" · Linea verso Cella frigo 2 · Liquido0,02368972,48,40,43931.2000,02375 (+1,5)1,72265K65 · PS 60 bar
#14 3/8" · Linea verso Cella frigo 2 · Aspirazione MT0,0236870,268,46,08260.0000,01645 (+1,5)16,52540K65 · PS 52 bar
#15 3/8" · Linea verso Vetrina MT · Liquido0,01579972,48,40,29320.8000,0265 (+1,5)0,84129K65 · PS 60 bar
#16 3/8" · Linea verso Vetrina MT · Aspirazione MT0,0157970,268,44,05173.0000,01735 (+1,5)7,741190K65 · PS 52 bar
#17 3/8" · Linea verso Congelatore 1 · Liquido0,01956972,48,40,36325.8000,02475 (+1,5)1,23189K65 · PS 60 bar
#18 3/8" · Linea verso Congelatore 1 · Aspirazione LT0,0195632,88,410,8243.0000,01655 (+1,5)24,33740K65 · PS 30 bar
#19 3/8" · Linea verso Congelatore 2 · Liquido0,01369972,48,40,25418.1000,02695 (+1,5)0,654101K65 · PS 60 bar
#20 3/8" · Linea verso Congelatore 2 · Aspirazione LT0,0136932,88,47,53170.0000,01745 (+1,5)12,51920K65 · PS 30 bar

Base di calcolo

Metodo
Ogni tubazione è dimensionata per il diametro più piccolo che mantiene la velocità pari o inferiore al valore target ed è omologata per la sua PS; la caduta di pressione viene calcolata con la formula di Darcy-Weisbach.
Equazioni
  • ṁ = Q / (h″(t₀) − h′(t_liq))
  • v = ṁ / (ρ · π·d²/4)
  • Re = ρ·v·d / μ
  • f = 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 %)
Fattore d'attrito
Swamee–Jain (explicit form of Colebrook–White)
Dati del fluido
CoolProp, Span–Wagner EOS (R744) 8.0.0
Norme
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)
Annotazioni
  • Portata massica derivata dalla resa frigorifera e dalla differenza di entalpia tra il vapore saturo alla temperatura di evaporazione e il liquido alla temperatura del liquido; linee di aspirazione con il surriscaldamento specificato.
  • Non sono incluse le differenze di altezza statica e la caduta di pressione di valvole e raccordi oltre la tolleranza.

Pressione ammissibile per diametro

Pressione ammissibile (bar) di ogni diametro e tipo di tubo, con lo spessore. Verde: basta per la pressione di progetto di tutti e tre i collettori (aspirazione MT 52, aspirazione LT 30, liquido 60 bar). Giallo: basta solo per i collettori indicati nella cella. Rosso ⛔: non basta per nessuno. –: il tipo di tubo non è prodotto in quel diametro.
DiametroRame standard (Cu-DHP) Rame rinforzato (Cu-DHP) Rame K65 (CuFe2P)
tipo di tubo scelto
1/4" 6,4 mm98 bar
0,76 mm		123 bar
0,95 mm		–
3/8" 9,5 mm70 bar
0,81 mm		88 bar
1,02 mm		120 bar
0,56 mm
1/2" 12,7 mm53 bar MT, LT
0,81 mm		66 bar
1,02 mm		120 bar
0,75 mm
5/8" 15,9 mm46 bar LT
0,89 mm		57 bar MT, LT
1,11 mm		120 bar
0,93 mm
3/4" 19,0 mm38 bar LT
0,89 mm		48 bar LT
1,11 mm		120 bar
1,19 mm
7/8" 22,2 mm42 bar LT
1,14 mm		53 bar MT, LT
1,43 mm		120 bar
1,38 mm
1-1/8" 28,6 mm36 bar LT
1,27 mm		46 bar LT
1,59 mm		120 bar
1,78 mm
1-3/8" 34,9 mm33 bar LT
1,40 mm		41 bar LT
1,75 mm		120 bar
2,17 mm
1-5/8" 41,3 mm30 bar LT
1,52 mm		38 bar LT
1,91 mm		120 bar
2,56 mm
2-1/8" 54,0 mm27 bar ⛔
1,78 mm		34 bar LT
2,22 mm		120 bar
3,35 mm
2-5/8" 66,7 mm25 bar ⛔
2,03 mm		31 bar LT
2,54 mm		–
3-1/8" 79,4 mm24 bar ⛔
2,29 mm		30 bar ⛔
2,86 mm		–
3-5/8" 92,1 mm23 bar ⛔
2,54 mm		28 bar ⛔
3,18 mm		–
4-1/8" 104,8 mm22 bar ⛔
2,79 mm		27 bar ⛔
3,49 mm		–
5-1/8" 130,2 mm20 bar ⛔
3,18 mm		25 bar ⛔
3,97 mm		–
6-1/8" 155,6 mm19 bar ⛔
3,56 mm		23 bar ⛔
4,45 mm		–

Rame standard (Cu-DHP): Tubo frigorifero comune (ACR). Solo i diametri più piccoli reggono la pressione della CO2 — vedi il simbolo ⛔ rispetto alla tua pressione di progetto.

Rame rinforzato (Cu-DHP): Stesso materiale ma parete più spessa di circa il 25 %, per una pressione ammissibile superiore al rame standard.

Rame K65 (CuFe2P): Lega di rame ad alta resistenza per CO2, 120 bar. Scelta standard per impianti subcritici e transcritici. Prodotto solo da 3/8″ a 2-1/8″ — dimensioni maggiori richiedono un altro materiale.

Fonte e metodo: rame standard e rinforzato con la formula dei tubi sottili P = 2·S·t/D con S = 41 MPa (6.000 psi), tensione ammissibile del tubo di rame ricotto fino a 38 °C. La brasatura ricuoce il tubo a ogni giunto, quindi un impianto brasato si calcola con il valore del rame ricotto (Copper Tube Handbook, ASME B31.5); il valore del tubo crudo, circa 69 MPa, vale solo per giunti a cartella o a compressione. K65: 120 bar dichiarati dal produttore (Wieland) per la lega CuFe2P secondo EN 14276, 3/8″–2-1/8″. Verificare sempre con i dati del fornitore prima del montaggio.

Altri paesi

I valori di pressione sopra riportati seguono la prassi europea (EN 378, EN 14276, EN 13480-3; spessori del rame secondo ASTM B280/B88). In altri mercati, le tubazioni per refrigerante vengono progettate e approvate in base ad altre normative. Questo calcolatore non è stato verificato rispetto ad esse – utilizzare la normativa in vigore nel luogo di installazione dell'impianto.

USA

  • ASME B31.5 – Refrigeration Piping and Heat Transfer Components: dimensionamento tubazioni, pressione di progetto e pressione di prova
  • ANSI/ASHRAE Standard 15 – Safety Standard for Refrigeration Systems: requisiti di sicurezza per impianti di refrigerazione
  • ASTM B280 – Seamless Copper Tube for Air Conditioning and Refrigeration Field Service: tubo di rame

Canada

  • CSA B52:23 – Mechanical refrigeration code: normativa per la refrigerazione; fa riferimento alla norma ASME B31.5 per le tubazioni

Australia e Nuova Zelanda

  • AS/NZS 5149 – Refrigerating systems and heat pumps — Safety and environmental requirements: requisiti di sicurezza per impianti di refrigerazione
  • AS 4041 – Pressure piping: dimensionamento tubazioni, pressione di progetto e pressione di prova
  • AS/NZS 1571 – Copper — Seamless tubes for air-conditioning and refrigeration: tubo di rame

Dimensionamento tubazioni CO2 – domande frequenti

Come si dimensionano le tubazioni per CO2 (R744)?

Il calcolatore ricava la portata massica dalla potenza frigorifera di ogni evaporatore e dalle proprietà della CO2 alle temperature di evaporazione e del liquido, poi sceglie il diametro più piccolo che mantiene la velocità sotto il valore obiettivo. La perdita di carico è calcolata con Darcy–Weisbach e mostrata anche come caduta di temperatura equivalente (K).

Calcola con lo strumento qui sopra ↑CO2 (R744): dimensionamento tubi in acciaio →

Che velocità usare nella linea di aspirazione e del liquido con la CO2?

I valori predefiniti sono 12 m/s nelle aspirazioni MT e LT e 1,2 m/s nella linea del liquido. Una velocità più alta dà tubi più piccoli ma più perdita di carico, e le risalite di aspirazione richiedono velocità sufficiente per riportare l'olio ai compressori. Tutti i valori sono modificabili.

Calcola con lo strumento qui sopra ↑

Perché il tubo di rame K65 per la CO2?

Gli impianti a CO2 lavorano a pressioni molto più alte degli impianti HFC. Il K65 (lega CuFe2P, EN 14276) è dato per 120 bar dal 3/8" al 2-1/8" ed è la scelta predefinita. Il rame ACR normale ha una pressione ammissibile molto più bassa nei diametri grandi; un diametro che non regge la pressione di progetto inserita è segnato ⛔ e non viene mai scelto automaticamente.

Calcola con lo strumento qui sopra ↑CO2 (R744): dimensionamento tubi in acciaio →

Quale pressione massima ammissibile (PS) devo inserire?

I valori predefiniti – 52 bar in aspirazione MT, 30 bar in aspirazione LT e 60 bar sul liquido – sono valori di partenza comuni per un impianto booster transcritico a CO2 secondo EN 378-2. Usate sempre la PS del vostro impianto secondo EN 378 e la Direttiva PED.

Calcola con lo strumento qui sopra ↑Valvola di sicurezza e linea di scarico (EN 13136 / EN ISO 24664) →

Funziona per gli impianti booster transcritici a CO2?

Sì. Sul lato di bassa pressione dimensiona aspirazione MT, aspirazione LT e linea del liquido dal ricevitore agli evaporatori, dove la CO2 è subcritica (da −50 a +10 °C). Spunta «Linea al gas cooler» per dimensionare anche il lato di alta pressione: la mandata al gas cooler e la linea di ritorno (75–140 bar, dati CO2 da CoolProp). Le pressioni ammissibili sono calcolate a temperatura ambiente: verificate quella della mandata alla sua temperatura reale.

Calcola con lo strumento qui sopra ↑

Il calcolatore è gratuito e cosa ottengo?

È gratuito e non richiede registrazione. Ottenete diametro, velocità e perdita di carico per ogni tratto, la distinta materiali per diametro, l'isolamento e uno schema dell'impianto stampabile da A4 ad A1, salvabile come file di progetto.

Calcola con lo strumento qui sopra ↑

Ipotesi: Liquido saturo nella linea del liquido, CO2 subcritica (R744) tra −50 e +10 °C. Le dimensioni dei tubi sono dimensioni nominali ACR in pollici. Verificare lo spessore della parete e la pressione di progetto rispetto a EN 378/PED prima del montaggio. La portata massica si basa sull'effetto frigorifero netto, h_g alla temperatura di evaporazione meno h_f alla temperatura del liquido, quindi include il flash gas dell'espansione. L'entalpia del surriscaldamento e la sovralimentazione a pompa non sono considerate.

Esclusione di responsabilità: Questo strumento non garantisce risultati corretti. Verificare sempre manualmente lo spessore della parete, la classe di pressione e gli altri valori prima del montaggio.

Guida – come usare il calcolatore

Il calcolatore dimensiona le tubazioni di un impianto frigorifero a CO2 (R744): aspirazione MT, aspirazione LT e liquido. Inserisci i dati di sistema, costruisci l'impianto nello schema di flusso e leggi dimensioni dei tubi, perdite di carico e distinta materiali. La potenza di ogni evaporatore determina la portata in ogni tratto, e i tubi sono scelti in modo che la velocità non superi la velocità obiettivo.

1. Dati di sistema

  • Inserisci la temperatura di evaporazione MT e LT, la temperatura della linea del liquido e il surriscaldamento MT e LT (il surriscaldamento influisce sul dimensionamento delle linee di aspirazione).
  • Imposta una velocità obiettivo distinta per aspirazione MT, aspirazione LT e liquido. Una velocità obiettivo più alta dà tubi più sottili; una più bassa dà tubi più grandi e minore perdita di carico.
  • La potenza installata della centrale e la potenza del compressore sono facoltative. Servono per confrontarle con il carico degli evaporatori e mostrare la potenza termica totale.
  • In «Avanzate – Margini e materiale tubazioni»: lunghezza aggiuntiva per raccordi (influisce solo sulla perdita di carico, non sulla dimensione del tubo), tipo di tubo, dimensione minima consentita e isolamento per collettore (usato nella distinta materiali).
  • Il tipo di tubo e la pressione di progetto determinano insieme quali dimensioni sono ammesse — ⛔ nelle tabelle indica che quella dimensione non regge la pressione inserita.
  • Spunta «Linea al gas cooler» per dimensionare anche la mandata: inserisci alta pressione, temperatura di mandata, temperatura di uscita dal gas cooler, velocità obiettivo e PS del lato alta pressione. La linea è disegnata sopra la centrale frigorifera.

2. Evaporatori e derivazioni

  • Aggiungi un evaporatore con «+ Aggiungi evaporatore» e inserisci nome, circuito (MT/LT) e potenza. Con ▲ ▼ cambi l'ordine e con × rimuovi una riga.
  • Una derivazione è una linea singola (liquido, MT o LT) a cui si possono collegare altri evaporatori. Assegna una potenza a una derivazione MT/LT se deve diventare un evaporatore.

3. Lo schema di flusso

  • Trascina un evaporatore per spostarlo. Clicca sul nome per rinominarlo e sulla potenza per modificarla. Clicca su [MT]/[LT] per cambiare circuito (possibile solo se la linea di aspirazione dell'evaporatore arriva direttamente al collettore).
  • Clicca su un tubo per impostarne la lunghezza, bloccarla o scegliere la dimensione manualmente. Un ✎ nelle tabelle indica che la dimensione è stata scelta manualmente.
  • Nello stesso riquadro scegli il tipo di tubo solo per quella linea, ad es. rame standard sui tubi piccoli e K65 sul resto. Ogni diametro mostra la sua pressione ammissibile (bar) in quel tipo di tubo; ⛔ significa che non regge la pressione di progetto (PS) del collettore.
  • Clic destro su un tubo per aggiungere in quel punto un evaporatore o una derivazione.
  • La maniglia rotonda sulla linea di un evaporatore si può trascinare e rilasciare sulla linea dello stesso tipo di un altro evaporatore per collegarsi, oppure su uno spazio libero per collegarsi direttamente al collettore. I quadratini si trascinano lungo il bordo dell'evaporatore per cambiare il punto in cui la linea vi entra.
  • Seleziona un evaporatore o un tubo e premi Canc (Delete) per rimuoverlo. Annulla con «Annulla» o Ctrl/Cmd+Z.

4. Muoversi nel disegno

  • Trascina lo sfondo per spostare la vista. Ingrandisci con i pulsanti, con Ctrl/Cmd + rotellina o pizzicando su un trackpad. A− e A+ cambiano la dimensione del testo nel disegno.
  • "Stampa disegno" stampa lo schema di flusso insieme a un riepilogo.
  • Seleziona «Forza gomiti a 90°» per disegnare tutti i tubi con angoli retti; deselezionala per collegarli e spostarli liberamente.
  • Spunta «Forza linee parallele» perché i tubi che partono direttamente da una linea principale si stacchino in corrispondenza dell’attacco dell’evaporatore e diventino una linea retta senza curve. Lo stacco segue l’evaporatore o il suo attacco quando li sposti.

5. Misuratore di potenza

  • Clicca su «Aggiungi misuratore di potenza» e poi su un tubo. Il misuratore mostra quanti kW scorrono su ciascun lato del punto.
  • Trascina il punto per misurare altrove, trascina il riquadro per spostare la lettura e clicca su × per rimuovere il misuratore.

6. Leggere i risultati

  • Le schede in alto mostrano potenza frigorifera totale, portata massica totale e dimensione dei tre collettori principali.
  • Le tabelle mostrano, per ogni evaporatore e tratto, potenza, dimensione scelta, velocità e perdita di carico (Δp). Il programma sceglie la dimensione più piccola che rispetta la velocità obiettivo.
  • ⚠ significa che la portata richiede un tubo più grande della dimensione massima in tabella. 🚩 significa che due tubi o evaporatori hanno lo stesso nome.
  • La distinta materiali e la lista isolamento sommano le lunghezze dei tubi per dimensione, senza maggiorazione per raccordi. Usali come base per l'ordine.

7. Salvare e aprire

  • «Salva» e «Salva con nome…» salvano l'intero impianto in un file, e «Apri progetto» lo ricarica.
  • In Chrome ed Edge, «Salva» e il salvataggio automatico scrivono nel file scelto con Salva con nome o Apri. Gli altri browser scaricano un nuovo file con «Salva», e il salvataggio automatico conserva invece il progetto nel browser.

8. Unità

  • In «Opzioni · Unità» scegli separatamente l'unità di temperatura, surriscaldamento, pressione, velocità, lunghezza, potenza e portata massica. Cambia solo come i valori vengono mostrati e inseriti, non i calcoli.
Esclusione di responsabilità: Questo strumento non garantisce risultati corretti. Verificare sempre manualmente lo spessore della parete, la classe di pressione e gli altri valori prima del montaggio.