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冷暖房配管サイズ選定

暖房・冷房・ブライン系統を系統図で作成:能力と ΔT から配管径を自動選定し、圧力損失、騒音制限、流量バランス、配管熱損失、ポンプの運転点まで計算します。
水 · 30…55 °C · 0.94 l/s

システム

暖房
システムの種類を選ぶと、代表的な流体、温度、制限値が入力されます。後からすべて変更できます。
水
–
凍結点 0 °C · 42.4 °C で:密度 991.3 kg/m³、cp 4.179 kJ/(kg·K)、動粘度 0.63 mm²/s

配管とサイズ選定

銅管 ASTM B88 / JIS H3300 L
0 = 制限なし。暖房・冷房では通常 100–250 Pa/m。
標準 – 事務所、学校、店舗
内径別の最大流速:≤13 mm 0.7 · ≤16 mm 0.8 · ≤20 mm 1.0 · ≤26 mm 1.2 · ≤33 mm 1.4 · ≤42 mm 1.6 · ≤53 mm 1.8 · >53 mm 2.0 m/s。これと最大流速の小さい方を適用します。
3/8"
圧力損失の計算時に、エルボ、チーズ、弁類の分として各区間の長さに加えます。

ポンプ

揚程 = 最も不利な分岐(配管・機器・弁)の圧力損失 + 余裕。電源から水への効率:小型循環ポンプ 25–40 %、大型ポンプ 55–75 %。

配管の熱損失と保温

ロックウール/グラスウール保温筒 – λ 0.035
GModG(ドイツ、旧 GEG)準拠、および結露防止
周囲条件と保温はすべての配管に適用されます。配管ごとに個別の値も設定できます(配管をクリック)。温かい配管は放熱し、冷たい配管は吸熱して結露することがあります。

プロジェクト

.html
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単位

°C
l/s
kPa
Pa/m
m/s
m
kW
W
l

系統図

100%

ポンプと揚程

分岐と流量バランス

圧力損失が最大の分岐(●)がポンプ揚程を決めます。他の分岐はその差だけ絞る必要があり、分岐のバランス弁がそれを受け持ちます。

機器

管径と配管摩擦損失

配管リスト

配管保温

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]レイノルズ数 (Re)摩擦係数長さ(+継手) [m]Δp [kPa]単位長さあたりの Δp [Pa/m]備考
主系統: P1 → 熱源 (2")0.936499150.40.47338,5000.022310 (+3)0.63749
主系統: 熱源 → 放熱器グループ 1(往) (2")0.9315985.850.40.47346,7000.021310 (+3)0.60746.7
主系統: 放熱器グループ 1(往) → 放熱器 1 (1-1/4")0.4772985.832.10.59737,5000.02245 (+1.5)0.798123
主系統: 放熱器 1 → 弁 1 (1-1/4")0.4794990.332.10.59731,9000.02335 (+1.5)0.832128
主系統: 弁 1 → 放熱器グループ 1(還) (1-1/4")0.4794990.332.10.59731,9000.02335 (+1.5)0.832128
主系統: 放熱器グループ 1(往) → 放熱器グループ 2(往) (1-1/4")0.4543985.832.10.56835,7000.02275 (+1.5)0.731112
主系統: 放熱器グループ 2(往) → 放熱器 2 (1-1/4")0.3579985.832.10.44828,1000.0245 (+1.5)0.47973.7
主系統: 放熱器 2 → 弁 2 (1-1/4")0.3596990.332.10.44823,9000.02495 (+1.5)0.577
主系統: 弁 2 → 放熱器グループ 2(還) (1-1/4")0.3596990.332.10.44823,9000.02495 (+1.5)0.577
主系統: 放熱器グループ 2(往) → 床暖房(往) (3/4")0.09634985.819.90.31312,2000.02945 (+1.5)0.46371.3
主系統: 床暖房(往) → 混合 床暖房 (3/4")0.09634985.919.90.31312,2000.02955 (+1.5)0.46471.3
主系統: 混合 床暖房 → 床暖房(還) (3/4")0.09731995.819.90.3137,7800.03315 (+1.5)0.52781
主系統: 放熱器グループ 2(還) → 放熱器グループ 1(還) (1-1/4")0.4569991.632.10.56828,6000.02395 (+1.5)0.773119
主系統: 床暖房(還) → 放熱器グループ 2(還) (3/4")0.09731995.819.90.3137,7800.03315 (+1.5)0.52781.1
主系統: 放熱器グループ 1(還) → P1 (2")0.936499150.40.47338,5000.022310 (+3)0.63749
床暖房系統: P2 → ループ 1(往) (1-1/4")0.4782994.132.10.59326,3000.024310 (+3)1.72132
床暖房系統: ループ 1(往) → 床ループ 1 (1")0.2869994.1260.54219,5000.02625 (+1.5)0.954147
床暖房系統: 床ループ 1 → 弁 3 (1-1/4")0.2874995.732.10.35614,3000.02825 (+1.5)0.3655.5
床暖房系統: 弁 3 → ループ 1(還) (1-1/4")0.2874995.832.10.35614,3000.02825 (+1.5)0.3655.5
床暖房系統: ループ 1(往) → ループ 2(往) (1")0.1913994.1260.36113,0000.02895 (+1.5)0.46972.1
床暖房系統: ループ 2(往) → 床ループ 2 (1")0.1913994.1260.36113,0000.02895 (+1.5)0.46972.1
床暖房系統: 床ループ 2 → 弁 4 (1")0.1916995.8260.36111,7000.02975 (+1.5)0.48274.1
床暖房系統: 弁 4 → ループ 2(還) (1")0.1916995.8260.36111,7000.02975 (+1.5)0.48274.1
床暖房系統: ループ 2(還) → ループ 1(還) (1")0.1916995.8260.36111,7000.02975 (+1.5)0.48274.2
床暖房系統: ループ 1(還) → P2 (1-1/4")0.479995.832.10.59323,8000.024910 (+3)1.77136

計算根拠

計算方法
各配管:熱負荷と ΔT(または指定値)から流量を算出し、流速、騒音、圧力降下の制限を満たす最小サイズを選定。圧力降下は、各配管の温度におけるダルシー・ワイスバッハ(Darcy–Weisbach)式により計算されます。最大圧力降下を持つ系統がポンプ揚程を決定し、他の系統ではバランス弁(調整弁)で差圧を調整します。
方程式
  • Q = P / (ρ · cp · ΔT)
  • v = Q / (π d² / 4)
  • Re = ρ v d / μ
  • Δp = f · (L_eq / d) · ρ v² / 2
  • L_eq = L · (1 + 30 %)
  • H = Δp_index · (1 + 10 %)
  • T_out = T_amb + (T_in − T_amb) · e^(−U′L / (ṁ cp))
摩擦係数
コールブローク・ホワイト(Colebrook–White)式(乱流、反復計算);レイノルズ数 2300 以下では 64/Re、2300 から 4000 の間は遷移領域
流体データ
IAPWS-95 (water), Melinder / IIR 2010 (secondary coolants), via CoolProp 8.0.0
規格
ASTM B88 / JIS H3300 L (k = 0.0015 mm) · EN ISO 12241 · GModG, Anlage 8
備考
  • 継手は配管長への加算(相当長)として計算されます。コンポーネント(熱交換器、バルブなど)は、コンポーネント表に個別の圧力降下として記載されます。

国別の規制と規格

計算方法はどこでも同じです。これらは建設地で確認すべき規則と規格です。「確認済み」=その日付で公式テキストを閲覧しました。「手動で確認」=ここからソースを読み込めなかった(販売されている規格、またはアクセスできないサイト)-リンクを開いてご自身で確認してください。
トピック規則または規格対象範囲ソース確認日
配管JIS H 3300 · JIS G 3448配管用の銅管およびステンレス鋼管。手動で確認
保温公共建築工事標準仕様書(機械設備工事編)公共建築工事標準仕様書(配管保温を含む)。手動で確認

冷温水配管の管径選定に関するよくある質問

暖房・冷水配管の管径はどう決めますか?

フロー図に回路を描き、各熱源・コイル・放熱器グループに能力と温度差 ΔT を入力します。流量は 能力 / (ρ·cp·ΔT) で、各配管には最大流速・騒音限界・単位長さあたり最大摩擦損失を満たす最小の管径が選ばれます。一般的な設計値は 100–250 Pa/m、0.5–1.5 m/s です。

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水やグリコール配管の摩擦損失はどう計算しますか?

Darcy–Weisbach 式と Colebrook–White の摩擦係数を使い、各配管の温度での流体の密度と粘度で計算します。グリコールなどのブラインは水より粘度が高く、特に低温では摩擦損失が大きくなり、管径を一つ上げることがよくあります。

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ポンプの揚程はどれくらい必要ですか?

揚程は最も不利な系統の圧力損失(配管、継手、コイル、熱交換器、弁)に余裕を加えた値です。ポンプ性能曲線の 2 点を入力すると運転点を表示し、ポンプが小さすぎる・大きすぎる場合は警告します。

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ブライン系統の不凍液濃度はどう決めますか?

凍結温度が系統の最低温度(屋外の低温配管を含む)より 3 K 以上低くなる濃度を選びます。エチレングリコール、プロピレングリコール、エタノールなどのブライン(Melinder/IIR)の凍結温度と、必要な原液量を表示します。

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冷温水系統の流量バランスはどう取りますか?

圧力損失が最大の系統がポンプを決め、ほかの系統は差圧分を流量調整弁で絞ります。各弁の絞り量と必要な Kv 値を表示します。リバースリターン(Tichelmann)方式では経路長がほぼ等しく、絞りが少なく済みます。

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どの配管で計算できますか?

EN 1057・ASTM B88 の銅管、架橋ポリエチレン管(PEX)、PEX-AL-PEX 多層管、PE 管、PP-R、PB、CPVC、PVC-U、鋼管、ステンレスプレス管など、各規格の内径で計算します。お住まいの国でよく使われる配管がリストの先頭に並びます。

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グリコールまたはブラインを使用する二次冷却システムにはどのような規則が適用されますか?

間接(二次)システムでは、冷媒はチラーまたは機械室内に留まり、水、グリコール、またはブラインが冷熱を用途先へと運びます。Fガス漏洩点検および証明書は、二次ループではなく冷媒回路に適用されます。EN 378 は設備全体をカバーしており、グリコールまたはブラインのループが圧力機器指令(PED)の対象となるのは、10 bar を超える圧力および特定のサイズの場合のみです。この計算ツールは、二次ループの配管、ポンプ、凍結防止、および配管材料のサイズを決定します。

間接冷却システムの規則について読む

前提条件: ダルシー・ワイスバッハ式、摩擦係数はコールブルック・ホワイト式。流体物性は CoolProp(水は IAPWS-95、グリコール類とブラインは Melinder/IIR データ)の平均温度での値。内径は各規格の一般的な肉厚系列による — 供給元に確認してください。騒音制限は目安です。プロジェクトの要件に従ってください。

免責事項: 本ツールは結果の正確さを保証しません。施工前に配管寸法、圧力等級、その他の値を必ず手作業で確認してください。

新機能 – 不具合があればお知らせください: 不具合を報告

ヘルプ – 冷暖房配管サイズ選定

系統図で作成した水・グリコール・ブライン系統の配管径を選定し、ポンプ、流量バランス、弁を求める計算機です。

1. 系統と流体

  • まず系統の種類を選びます。代表的な流体、制限値、例の系統が入力されるので、それを変更します。
  • グリコールとブラインは濃度を選びます。一覧に各濃度の凍結点が表示されます。最低温度は凍結点より 3 K 以上高く保ってください。
  • 系統ごとに流体を設定できます(ポンプをクリック)。例えば熱交換器の片側がブライン、反対側が水など。混合ユニットの先の系統は一次側と混ざるため同じ流体になります。

2. 配管と騒音

  • 配管一覧は、お住まいの国で最も使われる方式から始まり、その後に材料別の全方式が規格とともに並びます。
  • 各配管には、最大流速、その口径の騒音制限、(設定時は)単位長さあたりの最大圧力損失を満たす最小の口径が選ばれます。
  • 騒音要件は流動音が最も聞こえる細い配管の許容流速を下げます。厳しいは住宅、寝室、ホテル、病院向けです。

3. 系統図

  • 系統図は各系統をループで示します:左にポンプ、上に往き管、往きと還りの間に分岐、下に還り管。配管は温度で色分けされます。
  • 配管をクリックすると長さの入力や口径の手動選択(✎)ができます。配管を右クリックするか、選択してボタンを使うと、その位置に熱交換器・コイル・チラー・弁などを挿入できます。
  • 機器を別の配管へドラッグすると、そこへ移動します(別の系統へも可)。「↶ 元に戻す」で直前の変更を取り消し(Ctrl+Z)、Delete で選択を削除します。

4. 機器と流量

  • 機器は能力(出口温度を計算)または出口温度(能力を計算)で入力します。主系統で出口温度を指定した機器が系統の温度を決めます。そうした機器がない場合、能力が釣り合わないと警告します。
  • ポンプ流量は最大の能力と設計 ΔT から求めるか、直接入力します。分岐がある場合は各分岐流量の合計で、各分岐は自身の能力と ΔT から求めます。
  • 熱交換器は別系統の熱交換器と連結できます。同じ熱量を逆向きに移し、温度が交差すると警告します。

5. 流量バランス、弁、混合

  • 圧力損失が最大の分岐が揚程を決めます。他の分岐のバランス弁が差を受け持ち、表に絞り量と必要な Kv を示します。
  • 制御弁は Kvs で入力します。オーソリティ β は弁の圧力損失を分岐で利用できる差圧で割った値で、目標 0.5、最低 0.25 です。規格系列から Kvs を提案します。
  • 混合ユニットは独自の二次系統とポンプを持つ分岐です。一次側流量は二次流量・設定値・温度から求め、混合弁のオーソリティも表示します。
  • リバースリターン(Tichelmann)では還り管が最後の分岐まで続き、専用の管で戻るため、各分岐の経路長がほぼ等しくなり、絞りが少なくて済みます。

6. 熱損失

  • 各配管は口径・材料・保温に応じて周囲へ熱を失い(または取得し)ます。配管後の温度を計算し、系統の残りに引き継ぎます。
  • 周囲温度と保温厚さはすべての配管に適用され、屋外やピット内など配管ごとに個別の値も設定できます。損失なしで選定するには計算をオフにします。

7. ポンプと保有水量

  • 揚程 = 最も不利な分岐の圧力損失 + 余裕。ポンプ動力は水動力を効率で割った値です。
  • ポンプのカタログから 2 点を入力すると、ポンプ曲線と系統抵抗曲線が描かれ運転点が求まります。ポンプが小さすぎる、または明らかに大きすぎる場合は警告します。
  • 保有水量は配管と機器に追加容量を加えたもので、グリコールとブラインでは原液量も表示します。

8. 保存と印刷

  • 「保存」でプロジェクトをファイルとして保存、「開く」で再度開き、「印刷」で結果を印刷します(系統図は別ページ)。配管区間形式の以前のプロジェクトは、開くと系統図に変換されます。