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CO2配管サイジング

3本の主管 — MT吸込み、LT吸込み、液。蒸発器をドラッグして配置し、配管同士を接続し、任意の配管をクリックして長さを設定できます。
R744 · MT -8.0 °C · LT -32.0 °C · 26.50 kW

システムデータ

各系統の蒸発温度と受液器の温度。 液温度はフラッシュガスの割合、ひいては質量流量も左右します。
蒸発器出口での有効過熱度。実際の蒸気は飽和蒸気より密度が低いため、吸込み配管はより低い密度に基づいてサイジングされます。
接続された蒸発器負荷と比較するための設置済み圧縮機容量。総排熱量を得るには圧縮機動力を入力してください。
配管サイズを直接制御します — 流速が高いほど配管は細くなります。
この圧力を満たさない配管には⛔が表示され、自動選定では選ばれません。既定値は遷臨界ブースターシステムでよく使われるEN 378の参考値（周囲温度32°C）に基づいています。CO2は稼働温度よりも停止時圧力の方が支配的になることが多いため、実際のシステムに合わせて調整してください。
詳細設定 – 余裕率・配管材質
圧力損失計算に使用する長さを増やします。下にある「主管」/「蒸発器分岐接続」の表のΔp列に反映されます。配管サイズや上部のカードには反映されません。
資材リストと断熱リストの発注数量だけに余裕を加えます（端材・ミス対策）。上の「継手用追加長さ」とは別のもので、配管サイズやΔpには影響しません。
CO2向けの高強度銅合金管、120 bar。亜臨界・遷臨界システムの標準的な選択です。3/8″～2-1/8″のみの製造で、それより大きいサイズには別の配管材が必要です。
各サイズの耐圧：ページ下部の表を参照 ↓
このしきい値より小さい配管は自動選択されません。
資材リスト用に、主管ごとの断熱仕様（厚さ／色）を選択します。

蒸発器

名前 系統 kW
分岐管には1系統（液、MT、またはLT）のみがあります。MT/LT分岐管にkW負荷を割り当てることで、蒸発器に変換できます。
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プロジェクト

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オプション・単位

値の表示方法と入力方法のみが変わります — すべての計算はこれまでどおりバックグラウンドで実行されます。

フロー図

MT吸込み 液 LT吸込み 他の配管から分岐
100% 100%
蒸発器を自由にドラッグして配置します。配管セグメントをクリックすると、長さを設定したり、サイズを手動で変更したりできます。
ここをクリックしてから配管をクリックすると、電力メーターを配置できます。
— m サイズ：
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資材リスト

長さには上記の余裕率を含みますが、Δpにのみ影響する継手代は含みません。

断熱一覧

主管ごとの断熱タイプは、システムデータの「詳細設定」で選択します。

蒸発器ごとの接続

「自己負荷」は蒸発器自身のkW値です。「配管内負荷」はその配管を流れる累積流量で、他の蒸発器／配管が接続されているほど大きくなります。合計を求める際に「配管内負荷」列を合算しないでください。代わりに「自己負荷」を使用してください。

主管

計算を表示

配管ごとの計算

配管質量流量 [kg/s]密度 [kg/m³]内径 [mm]流速 [m/s]Ref長さ（余裕分含む） [m]Δp [kPa]1メートルあたりのΔp [Pa/m]配管タイプ、PS
#1 1/2" · 液: 冷凍機 → 冷蔵室10.1043972.411.21.09103,0000.01856 (+1.8)7.44954K65 · PS 60 bar
#2 1/2" · 液: 冷蔵室1 → 冷凍庫10.07272972.411.20.75971,9000.01986 (+1.8)3.87496K65 · PS 60 bar
#3 3/8" · 液: 冷凍庫1 → 冷蔵室20.05316972.48.40.98670,1000.02016 (+1.8)8.841,130K65 · PS 60 bar
#4 3/8" · 液: 冷蔵室2 → 冷凍庫20.02948972.48.40.54738,9000.02266 (+1.8)3.06392K65 · PS 60 bar
#5 3/8" · 液: 冷凍庫2 → MTショーケース0.01579972.48.40.29320,8000.0266 (+1.8)1.01129K65 · PS 60 bar
#6 1/2" · MT吸込み: 冷凍機 → 冷蔵室10.0710370.2611.210.3584,0000.01466 (+1.8)37.74,830K65 · PS 52 bar
#7 3/8" · MT吸込み: 冷蔵室1 → 冷蔵室20.0394670.268.410.1433,0000.01556 (+1.8)526,670K65 · PS 52 bar
#8 3/8" · MT吸込み: 冷蔵室2 → MTショーケース0.0157970.268.44.05173,0000.01736 (+1.8)9.291,190K65 · PS 52 bar
#9 1/2" · LT吸込み: 冷凍機 → 冷凍庫10.0332632.811.210.3310,0000.01576 (+1.8)192,430K65 · PS 30 bar
#10 3/8" · LT吸込み: 冷凍庫1 → 冷凍庫20.0136932.88.47.53170,0000.01746 (+1.8)151,920K65 · PS 30 bar
#11 3/8" · 配管先： 冷蔵室1 · 液0.03157972.48.40.58641,6000.02235 (+1.5)2.88443K65 · PS 60 bar
#12 3/8" · 配管先： 冷蔵室1 · MT吸込み0.0315770.268.48.11346,0000.01595 (+1.5)28.44,370K65 · PS 52 bar
#13 3/8" · 配管先： 冷蔵室2 · 液0.02368972.48.40.43931,2000.02375 (+1.5)1.72265K65 · PS 60 bar
#14 3/8" · 配管先： 冷蔵室2 · MT吸込み0.0236870.268.46.08260,0000.01645 (+1.5)16.52,540K65 · PS 52 bar
#15 3/8" · 配管先： MTショーケース · 液0.01579972.48.40.29320,8000.0265 (+1.5)0.84129K65 · PS 60 bar
#16 3/8" · 配管先： MTショーケース · MT吸込み0.0157970.268.44.05173,0000.01735 (+1.5)7.741,190K65 · PS 52 bar
#17 3/8" · 配管先： 冷凍庫1 · 液0.01956972.48.40.36325,8000.02475 (+1.5)1.23189K65 · PS 60 bar
#18 3/8" · 配管先： 冷凍庫1 · LT吸込み0.0195632.88.410.8243,0000.01655 (+1.5)24.33,740K65 · PS 30 bar
#19 3/8" · 配管先： 冷凍庫2 · 液0.01369972.48.40.25418,1000.02695 (+1.5)0.654101K65 · PS 60 bar
#20 3/8" · 配管先： 冷凍庫2 · LT吸込み0.0136932.88.47.53170,0000.01745 (+1.5)12.51,920K65 · PS 30 bar

計算根拠

方法
各配管は、流速を目標値以下に維持し、かつPS（許容圧力）の定格を満たす最小のサイズで選定されます。圧力降下はダルシー・ワイスバッハの式により計算されます。
数式
  • 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 %)
摩擦係数
Swamee–Jain (explicit form of Colebrook–White)
流体データ
CoolProp, Span–Wagner EOS (R744) 8.0.0
規格
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)
備考
  • 質量流量は、冷凍能力と、蒸発温度における飽和蒸気および液温における液体のエンタルピー差から算出されます。吸入管については指定された過熱度を使用します。
  • 高低差による静水頭および、余裕分に含まれないバルブや継手の圧力降下は考慮されていません。

サイズ別の耐圧

各サイズ・各管種の許容圧力（bar）と肉厚です。緑：3本の主管すべての設計圧力を満たす（MT吸込み 52、LT吸込み 30、液 60 bar）。黄：セルに記載した主管のみ満たす。赤 ⛔：どれも満たさない。–：その管種はこのサイズでは製造されていません。
サイズ標準銅管（Cu-DHP） 強化銅管（Cu-DHP） K65銅管（CuFe2P）
選択中の管種
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		–

標準銅管（Cu-DHP）: 一般的な冷媒用銅管（ACR）。CO2の圧力に耐えられるのは最小径のみです。設計圧力に対する⛔マークを確認してください。

強化銅管（Cu-DHP）: 材質は同じですが肉厚が約25%厚く、標準銅管より高い許容圧力になります。

K65銅管（CuFe2P）: CO2向けの高強度銅合金管、120 bar。亜臨界・遷臨界システムの標準的な選択です。3/8″～2-1/8″のみの製造で、それより大きいサイズには別の配管材が必要です。

出典と方法：標準銅管・強化銅管は薄肉円筒式 P = 2·S·t/D、S = 41 MPa（6,000 psi、38 °C までの焼なまし銅管の許容応力）で算出。ろう付けで各継手の管は焼なまされるため、ろう付け配管は焼なまし材の値で計算します（Copper Tube Handbook、ASME B31.5）。硬質引抜管の約 69 MPa はフレア・圧縮継手にのみ適用されます。K65：メーカー（Wieland）が EN 14276 に基づき CuFe2P 合金に示す 120 bar、3/8″～2-1/8″。施工前に必ず供給元のデータで確認してください。

その他の国

上の耐圧は欧州の慣行に従っています（EN 378、EN 14276、EN 13480-3。銅管の肉厚はASTM B280/B88）。他の市場では、冷媒配管は下記の規格で設計・承認されます。この計算ツールはそれらの規格で検証していません – 設備を設置する地域で適用される規格を使用してください。

米国

  • ASME B31.5 – Refrigeration Piping and Heat Transfer Components: 配管設計、設計圧力および試験圧力
  • ANSI/ASHRAE Standard 15 – Safety Standard for Refrigeration Systems: 冷凍設備の安全要件
  • ASTM B280 – Seamless Copper Tube for Air Conditioning and Refrigeration Field Service: 銅管

カナダ

  • CSA B52:23 – Mechanical refrigeration code: 冷凍規格；配管については ASME B31.5 を参照

オーストラリア・ニュージーランド

  • AS/NZS 5149 – Refrigerating systems and heat pumps — Safety and environmental requirements: 冷凍設備の安全要件
  • AS 4041 – Pressure piping: 配管設計、設計圧力および試験圧力
  • AS/NZS 1571 – Copper — Seamless tubes for air-conditioning and refrigeration: 銅管

CO2配管サイズ計算 – よくある質問

CO2（R744）冷凍配管の配管径はどう決めますか？

各蒸発器の冷凍能力と、蒸発温度・液温度におけるCO2の物性から質量流量を求め、流速が目標値を超えない最小の管サイズを選びます。圧力損失はダルシー・ワイスバッハ式で計算し、相当する温度降下（K）も表示します。

上のツールで計算する ↑CO2 (R744) 配管サイズ選定 – 鋼管 →

CO2の吸込み配管と液配管の流速はいくつにすべきですか？

初期値はMT・LT吸込み配管で12 m/s、液配管で1.2 m/sです。流速を上げると管径は細くなりますが圧力損失は増え、立ち上がり吸込み配管では油を圧縮機に戻すのに十分な流速が必要です。すべての値は変更できます。

上のツールで計算する ↑

CO2になぜK65銅管を使うのですか？

CO2設備はHFC設備よりはるかに高い圧力で運転されます。K65（CuFe2P合金、EN 14276）は3/8"～2-1/8"で120 barの定格があり、ここでは初期選択です。通常のACR銅管は太いサイズで許容圧力がずっと低く、入力した設計圧力に耐えられないサイズは⛔で示され、自動で選ばれることはありません。

上のツールで計算する ↑CO2 (R744) 配管サイズ選定 – 鋼管 →

設計圧力（PS）はいくつを入力すればよいですか？

初期値のMT吸込み52 bar、LT吸込み30 bar、液60 barは、EN 378-2に基づく遷臨界CO2ブースターシステムの一般的な出発値です。必ずEN 378とPEDに従い、ご自身の設備のPSを使用してください。

上のツールで計算する ↑安全弁および放出管 (EN 13136 / EN ISO 24664) →

遷臨界CO2ブースターシステムに使えますか？

使えます。低圧側では、MT吸込み、LT吸込み、受液器から蒸発器までの液配管を選定します（CO2は亜臨界、−50～+10 °C）。「ガスクーラーへの配管」にチェックを入れると、高圧側も選定します：ガスクーラーへの吐出配管とガスクーラーからの戻り配管（75～140 bar、CO2物性はCoolProp）。耐圧は室温での値なので、吐出配管の耐圧は実際の温度で確認してください。

上のツールで計算する ↑

計算ツールは無料ですか？何が得られますか？

無料で、ログインも不要です。各配管区間の管径・流速・圧力損失、サイズ別の資材リスト、断熱、そしてA4～A1で印刷でき、プロジェクトファイルとして保存できるフロー図が得られます。

上のツールで計算する ↑

前提条件： 液配管は飽和液、亜臨界CO2（R744）は−50〜+10°Cの範囲。配管サイズはACRインチ呼び寸法です。施工前に肉厚と設計圧力をEN 378/PEDに照らして確認してください。 質量流量は正味冷凍効果（蒸発温度での h_g から液温度での h_f を引いた値）に基づくため、膨張で生じるフラッシュガスが含まれます。過熱のエンタルピーとポンプ過剰供給は含まれません。

免責事項： 本ツールは結果の正確性を保証しません。施工前に配管の肉厚、圧力区分、その他の数値を必ず手動で確認してください。

ヘルプ – 計算ツールの使い方

この計算ツールは、CO2冷凍システム（R744）の配管をサイジングします：MT吸込み、LT吸込み、液配管。システムデータを入力し、フロー図で設備を組み立てると、配管サイズ、圧力損失、資材リストが確認できます。各蒸発器の負荷から各配管区間の流量が決まり、流速が目標流速を超えないように配管が選ばれます。

1. システムデータ

  • MTとLTの蒸発温度、液配管の温度、MTとLTの過熱度を入力します（過熱度は吸込み配管のサイジングに影響します）。
  • MT吸込み、LT吸込み、液のそれぞれに目標流速を設定します。目標流速が高いほど配管は細く、低いほど配管は太く、圧力損失は小さくなります。
  • ラックの設置容量と圧縮機動力は任意です。蒸発器の負荷との比較や総排熱量の表示に使われます。
  • 「詳細設定 – 余裕率・配管材質」では、継手用追加長さ（圧力損失のみに影響し、配管サイズには影響しません）、配管タイプ、最小許容配管サイズ、主管ごとの断熱（資材リストで使用）を設定します。
  • 配管の種類と設計圧力の組み合わせで使用できるサイズが決まります。表内の⛔は、そのサイズが入力した圧力に耐えられないことを示します。
  • 「ガスクーラーへの配管」にチェックを入れると吐出配管も選定できます：高圧、吐出ガス温度、ガスクーラー出口温度、目標流速、高圧側の PS を入力します。配管は冷凍機の上に描かれます。

2. 蒸発器と分岐管

  • 「+ 蒸発器を追加」で蒸発器を追加し、名前、系統（MT/LT）、負荷を入力します。▲ ▼ で順序を変更し、× で行を削除します。
  • 分岐管は他の蒸発器を接続できる1本の配管（液、MT、またはLT）です。MT/LT分岐管を蒸発器にする場合は負荷を設定します。

3. フロー図

  • 蒸発器をドラッグして移動します。名前をクリックすると名前を変更でき、負荷の値をクリックすると変更できます。[MT]/[LT] をクリックすると系統を切り替えられます（蒸発器の吸込み配管が主管に直接つながっている場合のみ）。
  • 配管をクリックすると、長さの設定、長さのロック、配管サイズの手動選択ができます。表の ✎ は手動で選択したサイズを示します。
  • 同じ欄で、その配管だけの管種を選べます（例：細い配管は標準銅管、その他はK65）。各サイズにはその管種での耐圧（bar）が表示され、⛔ は主管の設計圧力（PS）に耐えられないことを示します。
  • 配管を右クリックすると、その位置に蒸発器または分岐管を追加できます。
  • 蒸発器の配管にある丸いハンドルを、別の蒸発器の同じ種類の配管にドラッグ＆ドロップするとそこに接続でき、何もない場所にドロップすると主管に直接接続できます。小さな四角は、蒸発器の縁に沿ってドラッグし、配管が入る位置を変更するために使います。
  • 蒸発器または配管を選択して Delete を押すと削除できます。元に戻すには「元に戻す」または Ctrl/Cmd+Z を使います。

4. 図面内の移動

  • 背景をドラッグすると表示を移動できます。ボタン、Ctrl/Cmd＋マウスホイール、またはトラックパッドのピンチで拡大縮小できます。A− と A+ は図面内の文字サイズを変更します。
  • 「図面を印刷」をクリックすると、フロー図とサマリーが印刷されます。
  • 「90度の曲がりを強制」にチェックを入れるとすべての配管が直角で描かれます。チェックを外すと配管を自由に接続・移動できます。
  • 「平行配管を強制」にチェックを入れると、主管から直接出る配管は蒸発器の接続口の真上（真下）で分岐し、曲がりのない一本の直線になります。蒸発器やその接続口を動かすと、主管上の分岐点も一緒に移動します。

5. 電力メーター

  • 「電力メーターを追加」をクリックし、続けて配管をクリックします。メーターは点の両側に流れるkWを表示します。
  • 点をドラッグすると別の場所で測定でき、枠をドラッグすると表示位置を移動でき、× をクリックするとメーターを削除できます。

6. 結果の見方

  • 上部のカードには、総冷凍能力、総質量流量、3本の主管の配管サイズが表示されます。
  • 表には、各蒸発器と各配管区間の負荷、選択された配管サイズ、流速、圧力損失（Δp）が表示されます。目標流速を満たす最小の配管サイズが選ばれます。
  • ⚠ は、流量に対して表中の最大サイズより太い配管が必要なことを示します。🚩 は、2本の配管または蒸発器が同じ名前であることを示します。
  • 資材リストと断熱リストは、継手代を含めずにサイズ別の配管長を合計します。発注の基礎資料として使ってください。

7. 保存と開く

  • 「保存」と「名前を付けて保存…」は設備全体をファイルとして保存し、「プロジェクトを開く」で再び読み込みます。
  • Chrome と Edge では、「保存」と自動保存は「名前を付けて保存」または「開く」で選んだファイルに書き込みます。その他のブラウザでは「保存」で新しいファイルがダウンロードされ、自動保存はプロジェクトをブラウザ内に保存します。

8. 単位

  • 「オプション・単位」で、温度、過熱度、圧力、流速、長さ、動力、質量流量の単位をそれぞれ選べます。値の表示と入力方法だけが変わり、計算には影響しません。
免責事項： 本ツールは結果の正確性を保証しません。施工前に配管の肉厚、圧力区分、その他の数値を必ず手動で確認してください。