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Valvola di sicurezza e linea di scarico

Dimensiona la valvola di sicurezza e le sue linee di ingresso e di scarico secondo EN 13136 per CO2 e altri refrigeranti: portata richiesta, sezione della valvola, contropressione, perdita di carico in ingresso, rischio di ghiaccio secco e rumore allo sbocco.
R744 · 60,0 bar · DN15

Refrigerante e impianto

Tutte insieme: caso di progetto in caso di incendio, quando tutte le valvole possono scaricare. Una alla volta: quando le valvole proteggono parti che non possono scaricare insieme. La contropressione di ogni valvola è verificata rispetto al proprio limite.
Il rame per refrigerazione (EN 12735-1) e l'acciaio sono i più comuni per le linee di scarico. Il rame idrosanitario e i sistemi a pressare vanno bene se tubo e raccordi reggono la contropressione e sono approvati per il refrigerante: i raccordi a pressare per acqua hanno spesso guarnizioni EPDM che non resistono a refrigeranti e olio. Il rame non va usato con l'ammoniaca.

Valvole di sicurezza

Incolla la scheda tecnica della valvola
Una riga per posizione, come nella scheda valvole. Le linee sono dimensionate per la capacità Qm × quantità (a favore di sicurezza); Qmd viene verificata rispetto ad essa. Per calcolare come il costruttore, inserite la capacità corretta Qmd' al posto di Qm. La temperatura del gas serve solo quando la pressione supera quella critica (CO2: 73,8 bar), es. lato alta pressione. Temperatura sconosciuta? Usate quella del gas caldo: una temperatura più alta dà una linea più grande (a favore di sicurezza).

Collettore di scarico comune: ultimo T → sbocco

0 per uno sbocco in atmosfera; indicare la pressione se la linea scarica in un sistema in pressione. Diametro Auto = il più piccolo che rispetta la contropressione di tutte le valvole (e il requisito di rumore). Nessuna linea deve essere più piccola dell'uscita della valvola.

Rumore allo sbocco

Stima secondo API 521 / ISO 23251 del getto allo sbocco. Con un requisito di rumore si sceglie il diametro più piccolo che rispetta sia la contropressione sia il requisito di rumore. Edifici, riflessioni e silenziatori modificano il livello reale.

Progetto

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Unità

Schema di flusso

Lo schema è disegnato dai dati a sinistra. Fare clic su una valvola per modificarla, o su un tubo per cambiarne diametro e lunghezza; linea rossa = limite superato.
V1DN1060,0 bar500 kg/hDN10 · 0,3 m9,6 %sbocco91 dB(A) @ 10 mDN15 · 10,0 m · 4 curve500 kg/h · 5,50 bar

Valvole – contropressione

ValvolaPressione di taratura (bar)Portata (kg/h) CollegamentoPressione al T (bar)Contropressione (bar)% della taratura Tratto dopo il TKbIngressoStato
V160,00 500,0DN10 5,505,76 9,6 %DN151,000 0,02 %OK

Collettore di scarico comune – tutti i diametri

L'ultimo tratto (ultimo T → sbocco) in ogni diametro; i tratti precedenti sono scelti automaticamente per ogni riga. Pressione al T = pressione all'ultimo T; % peggiore = la contropressione più alta in percentuale della pressione di taratura tra le valvole. * = flusso critico allo sbocco.

Base di calcolo

Mostra calcolo

Per tubo

TuboPortata massica [kg/s]Densità [kg/m³]Ø interno [mm]Velocità [m/s]RefLunghezza (+ equivalente) [m]Δp [bar]Δp/m [Pa/m]Nota
Ingresso V10,1389269,313,63,55623.0000,02710,1 (+0,251)0,011911.9000,02 % / 3,0 %
Collegamento V10,138911,4913,683,2623.0000,02710,30,26488.1009,6 % / 10 %
Collettore V1 → sbocco0,13892,48217,3238490.0000,025510 (+1,8)5,555.000critico · 5,50 bar

Base di calcolo

Metodo
EN 13136 (richiamata dalla norma EN 378-2): capacità richiesta e capacità della valvola alla pressione di taratura maggiorata della sovrapressione; linee di scarico calcolate come flusso comprimibile isotermo con strozzamento, risolto dall'uscita a ritroso verso ciascuna valvola alla temperatura del gas nello stato di scarico; linea d'ingresso calcolata come flusso incomprimibile alla densità di scarico.
Equazioni
  • 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
Attrito
Darcy–Weisbach · Colebrook–White (64/Re < 2300)
Dati del fluido
CoolProp 8.0.0
Norme
EN 13136:2013+A1:2018 · EN 378-2 · EN ISO 4126-1 · API 521 / ISO 23251 · Crane TP-410
Annotazioni
  • Linee gas: densità e velocità all'estremità a valle del tubo; il Δp include la caduta in corrispondenza di un'estremità strozzata. La nota indica la caduta all'ingresso e la contropressione in percentuale della pressione di taratura rispetto al limite. La sezione di uscita mostra la pressione al suo inizio (pressione relativa).

Domande frequenti su valvole di sicurezza e linee di scarico

Come si dimensiona una valvola di sicurezza secondo la EN 13136?

Prima la capacità di scarico richiesta: in caso di incendio 10 kW/m² per la superficie esterna del recipiente diviso il calore latente, altrimenti la portata del compressore o la potenza della sorgente di calore. Poi la EN 13136 dà l'area della valvola con Qm = 0,2883·C·Kb·A·Kdr·√(p0/v0) alla pressione di taratura più il 10 %.

Calcolalo con lo strumento qui sopra

Quanta contropressione può avere una valvola di sicurezza?

Le valvole convenzionali ammettono di solito al massimo il 10 % della pressione di taratura; quelle bilanciate di più, secondo il costruttore. La perdita di carico in ingresso non deve superare il 3 %. Il calcolatore ricava la contropressione della linea di scarico con flusso comprimibile e critico.

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Come si dimensiona un collettore di scarico comune per più valvole di sicurezza?

La contropressione di ogni valvola si verifica con tutte le valvole insieme (incendio) o una alla volta. I tratti fra i T portano la portata delle valvole a monte e possono avere diametri diversi; come regola pratica la sezione del collettore deve essere almeno la somma dei collegamenti.

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Cosa hanno di particolare le valvole di sicurezza per CO2 (R744)?

Le pressioni sono alte e sul lato di alta la CO2 è spesso supercritica, quindi la valvola si dimensiona per gas a una temperatura. Sotto 5,2 bar la CO2 forma ghiaccio secco: la linea di scarico deve essere corta e autodrenante, senza punti bassi.

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Si può usare il tubo di rame per la linea di scarico?

Sì con HFC/HFO e CO2 se il tubo regge la contropressione: rame per refrigerazione EN 12735-1, oppure rame idrosanitario EN 1057 e sistemi a pressare con raccordi approvati per il refrigerante. Con l'ammoniaca il rame è vietato: usare acciaio o inox.

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Quanto rumore fa una valvola di sicurezza quando scarica?

Spesso oltre 100 dB(A) vicino allo sbocco. Il calcolatore stima il rumore secondo API 521 e sceglie una linea più grande se si imposta un requisito; se non basta, spostare lo sbocco o montare un silenziatore.

Calcolalo con lo strumento qui sopra

Ipotesi: Capacità di scarico e flusso della valvola conformi a EN 13136:2013+A1, come richiamato da EN 378-2 (EN ISO 24664:2024 non ancora verificata) (Qm = 0,2883·C·Kb·A·Kdr·√(p0/v0)); linea di scarico con flusso comprimibile isotermo e strozzamento, temperatura del gas = temperatura di scarico (lato conservativo); linea di ingresso come flusso incomprimibile. Dati del refrigerante da equazioni di riferimento CoolProp. Rumorosità stimata secondo API 521 / ISO 23251.

Esclusione di responsabilità: Questo strumento non garantisce risultati corretti. I dispositivi di sicurezza devono essere scelti e approvati da una persona competente; verifica sempre secondo EN 378, EN 13136, i dati del produttore e le norme locali.

Aiuto – valvola di sicurezza e linea di scarico

Il calcolatore segue la EN 13136: prima la portata di scarico richiesta, poi la sezione o la portata della valvola, quindi la perdita di carico della linea di ingresso e la contropressione della linea di scarico.

1. Refrigerante e pressione

  • Scegli il refrigerante e la pressione di taratura (relativa). La valvola scarica alla taratura più la sovrapressione (di norma 10 %).
  • Nella maggior parte dei casi si scarica vapore saturo. Sopra la pressione critica (p. es. CO2 sul lato di alta, oltre 73,8 bar) o per gas surriscaldato, p. es. sulla linea del gas caldo, scegliere gas a una temperatura. Vale per tutti i refrigeranti dell'elenco.
  • I refrigeranti non in elenco si calcolano con «Altro refrigerante» e i dati del produttore.

2. Portata richiesta

  • Incendio: la EN 13136 considera un flusso termico di 10 kW/m² sulla superficie esterna del recipiente; la portata è questo calore diviso per il calore latente.
  • Compressore: volume spostato × densità in aspirazione × rendimento volumetrico. Sorgente di calore: potenza termica divisa per il calore latente.

3. Valvola

  • Con Kdr e la sezione della scheda tecnica, la portata della valvola è confrontata con quella richiesta. Con sezione 0 viene indicata la sezione necessaria.
  • La linea di scarico è dimensionata per ciò che la valvola può scaricare, non solo per quanto richiesto.
  • Scegliere come sono forniti i dati della valvola: area e Kdr, orifizio API 526, capacità alle vostre condizioni o capacità alle condizioni della scheda (convertita). Si usa un solo modo alla volta; gli altri campi sono nascosti. La capacità può essere data in kg/h, kg/s, lb/h o Nm³/h.

4. Linee

  • La linea di ingresso può perdere al massimo il 3 % della taratura. La linea di scarico è verificata per ogni diametro; si sceglie il più piccolo che mantiene la contropressione entro il limite.
  • Con l’ammoniaca il rame non è ammesso. Con la CO2 fai attenzione all’avviso ghiaccio secco.
  • Più valvole: aggiungere valvole nel pannello Valvole. Ogni valvola ha capacità, linea di ingresso e linea di collegamento al collettore comune proprie. Lo schema mostra tutto l'impianto; fare clic su una valvola per modificarla.
  • Il collettore è diviso a ogni T: ogni tratto porta la portata delle valvole a monte e ha un proprio diametro. I diametri mantengono la contropressione di ogni valvola entro il suo limite, con tutte le valvole insieme o una alla volta, e si possono anche scegliere a mano.

5. Rumore, salvare e stampare

  • Inserisci la distanza dal ricettore più vicino e un requisito acustico per essere avvisato se la stima lo supera.
  • Con un requisito di rumore si sceglie il diametro più piccolo che rispetta contropressione e rumore. Una linea più grande dà una velocità di uscita minore e quindi meno rumore. Se nessun diametro lo rispetta, viene indicata la distanza a cui è rispettato.
  • Il silenziatore è opzionale: scegliere un tipo per valori tipici o inserire attenuazione e coefficiente di perdita del costruttore. La perdita di carico del silenziatore è inclusa nella contropressione.
  • «Salva» scarica il progetto come file, «Apri» lo riapre, «Stampa» stampa i risultati.