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CO2 배관 사이징

세 가지 주 배관 — MT 흡입, LT 흡입, 액. 증발기를 드래그하여 배치하고, 한 배관을 다른 배관에 연결하며, 배관을 클릭하여 길이를 설정하세요.
R744 · MT -8.0 °C · LT -32.0 °C · 26.50 kW

시스템 데이터

각 회로의 증발 온도와 수액기의 온도. 액 온도는 플래시 가스 비율과 그에 따른 질량 유량도 결정합니다.
증발기 출구에서의 유효 과열도. 실제 증기는 포화 증기보다 밀도가 낮으므로 — 흡입 배관은 더 낮은 밀도를 기준으로 산정됩니다.
연결된 증발기 부하와 비교하기 위한 설치된 압축기 용량. 총 방열량을 구하려면 압축기 동력을 입력하세요.
배관 사이징을 직접 제어합니다 — 유속이 높을수록 배관이 가늘어집니다.
이 압력을 견디지 못하는 배관은 ⛔로 표시되며 자동으로 선택되지 않습니다. 기본값은 초월임계 부스터 시스템에 흔히 쓰이는 EN 378 참고값(주변 온도 32°C)을 따릅니다 — CO2는 가동 온도보다 정지 시 압력이 더 큰 영향을 주는 경우가 많습니다. 자신의 시스템에 맞게 조정하세요.
고급 – 여유율 및 배관 재질
압력 손실 계산에 사용되는 길이를 늘립니다 — 아래 “주 배관”/“증발기 연결” 표의 Δp 열에 반영되며, 배관 크기나 상단 카드에는 반영되지 않습니다.
자재 목록과 단열재 목록의 주문 수량에만 여유분을 더합니다(자투리, 실수 대비) — 위의 “이음쇠 추가 길이”와는 다른 항목이며, 배관 크기나 Δp에는 영향을 주지 않습니다.
CO2용 고강도 구리 합금관, 120 bar. 아임계 및 초월임계 시스템의 표준 선택입니다. 3/8″~2-1/8″ 사이즈로만 생산되며, 그보다 큰 사이즈는 다른 배관 재질이 필요합니다.
각 규격이 견디는 압력: 페이지 하단의 표 참조 ↓
이 기준보다 작은 배관은 자동으로 선택되지 않습니다.
자재 목록을 위해 주 배관별 단열 사양(두께/색상)을 선택하세요.

증발기

이름 회로 kW
분기관에는 하나의 배관(액, MT 또는 LT)만 있습니다. MT/LT 분기관에 kW 부하를 지정하면 증발기로 전환할 수 있습니다.
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옵션 · 단위

값이 표시되고 입력되는 방식만 변경됩니다 — 모든 계산은 이전과 같이 백그라운드에서 계속 실행됩니다.

흐름도

MT 흡입 액 LT 흡입 다른 배관에서 분기됨
100% 100%
증발기를 자유롭게 드래그하여 배치하세요. 배관 구간을 클릭하여 길이를 설정하거나 크기를 수동으로 변경할 수 있습니다.
여기를 클릭한 다음 배관을 클릭하면 전력계가 배치됩니다.
— m 크기:
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자재 목록

길이에는 위의 손실 여유분은 포함되지만, Δp에만 영향을 주는 이음쇠 여유분은 포함되지 않습니다.

단열 목록

주 배관별 단열 유형은 시스템 데이터의 '고급'에서 선택합니다.

증발기별 연결

"자체 부하"는 증발기 자체의 kW 값입니다. "배관 내 부하"는 해당 배관을 통과하는 누적 유량으로, 다른 증발기/배관이 연결되어 있을수록 커집니다. 합계를 낼 때 "배관 내 부하" 열을 합산하지 마시고 "자체 부하"를 사용하세요.

주 배관

계산 표시

파이프별 계산

파이프질량 유량 [kg/s]밀도 [kg/m³]내경 [mm]유속 [m/s]Ref길이 (+ 여유치) [m]Δp [kPa]미터당 Δp [Pa/m]파이프 유형, PS
#1 1/2" · 액: 냉동기 → 냉장실 10.1043972.411.21.09103,0000.01856 (+1.8)7.44954K65 · PS 60 bar
#2 1/2" · 액: 냉장실 1 → 냉동고 10.07272972.411.20.75971,9000.01986 (+1.8)3.87496K65 · PS 60 bar
#3 3/8" · 액: 냉동고 1 → 냉장실 20.05316972.48.40.98670,1000.02016 (+1.8)8.841,130K65 · PS 60 bar
#4 3/8" · 액: 냉장실 2 → 냉동고 20.02948972.48.40.54738,9000.02266 (+1.8)3.06392K65 · PS 60 bar
#5 3/8" · 액: 냉동고 2 → MT 진열장0.01579972.48.40.29320,8000.0266 (+1.8)1.01129K65 · PS 60 bar
#6 1/2" · MT 흡입: 냉동기 → 냉장실 10.0710370.2611.210.3584,0000.01466 (+1.8)37.74,830K65 · PS 52 bar
#7 3/8" · MT 흡입: 냉장실 1 → 냉장실 20.0394670.268.410.1433,0000.01556 (+1.8)526,670K65 · PS 52 bar
#8 3/8" · MT 흡입: 냉장실 2 → MT 진열장0.0157970.268.44.05173,0000.01736 (+1.8)9.291,190K65 · PS 52 bar
#9 1/2" · LT 흡입: 냉동기 → 냉동고 10.0332632.811.210.3310,0000.01576 (+1.8)192,430K65 · PS 30 bar
#10 3/8" · LT 흡입: 냉동고 1 → 냉동고 20.0136932.88.47.53170,0000.01746 (+1.8)151,920K65 · PS 30 bar
#11 3/8" · 연결 대상: 냉장실 1 · 액0.03157972.48.40.58641,6000.02235 (+1.5)2.88443K65 · PS 60 bar
#12 3/8" · 연결 대상: 냉장실 1 · MT 흡입0.0315770.268.48.11346,0000.01595 (+1.5)28.44,370K65 · PS 52 bar
#13 3/8" · 연결 대상: 냉장실 2 · 액0.02368972.48.40.43931,2000.02375 (+1.5)1.72265K65 · PS 60 bar
#14 3/8" · 연결 대상: 냉장실 2 · MT 흡입0.0236870.268.46.08260,0000.01645 (+1.5)16.52,540K65 · PS 52 bar
#15 3/8" · 연결 대상: MT 진열장 · 액0.01579972.48.40.29320,8000.0265 (+1.5)0.84129K65 · PS 60 bar
#16 3/8" · 연결 대상: MT 진열장 · MT 흡입0.0157970.268.44.05173,0000.01735 (+1.5)7.741,190K65 · PS 52 bar
#17 3/8" · 연결 대상: 냉동고 1 · 액0.01956972.48.40.36325,8000.02475 (+1.5)1.23189K65 · PS 60 bar
#18 3/8" · 연결 대상: 냉동고 1 · LT 흡입0.0195632.88.410.8243,0000.01655 (+1.5)24.33,740K65 · PS 30 bar
#19 3/8" · 연결 대상: 냉동고 2 · 액0.01369972.48.40.25418,1000.02695 (+1.5)0.654101K65 · PS 60 bar
#20 3/8" · 연결 대상: 냉동고 2 · LT 흡입0.0136932.88.47.53170,0000.01745 (+1.5)12.51,920K65 · PS 30 bar

계산 기반

방법
각 파이프는 유속을 목표값 이하로 유지하고 PS에 적합한 최소 크기로 사이징되며, 압력 강하는 Darcy–Weisbach 방정식으로 계산됩니다.
방정식
  • 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 %)
마찰 계수
Swamee–Jain (explicit form of Colebrook–White)
유체 데이터
CoolProp, Span–Wagner EOS (R744) 8.0.0
표준
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)
참고
  • 질량 유량은 냉동 능력과 증발 온도에서의 포화 증기 엔탈피 및 액체 온도에서의 액체 엔탈피 차이로부터 계산되며, 흡입관은 주어진 과열도를 적용합니다.
  • 정압 높이 차이 및 여유치를 초과하는 밸브 및 피팅의 압력 강하는 포함되지 않습니다.

규격별 허용 압력

규격과 관 종류별 허용 압력(bar)과 두께입니다. 초록: 세 주관 모두의 설계 압력을 충족(MT 흡입 52, LT 흡입 30, 액 60 bar). 노랑: 칸에 적힌 주관만 충족. 빨강 ⛔: 모두 충족하지 못함. –: 해당 관 종류는 이 규격으로 생산되지 않음.
크기표준 동관 (Cu-DHP) 보강형 동관 (Cu-DHP) K65 동관 (CuFe2P)
선택한 관 종류
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		–

표준 동관 (Cu-DHP): 일반 냉매용 동관(ACR). CO2 압력을 견디는 것은 가장 작은 사이즈뿐입니다 — 입력한 설계 압력과 비교해 ⛔ 표시를 확인하세요.

보강형 동관 (Cu-DHP): 같은 재질이지만 벽 두께가 약 25% 더 두꺼워 표준 동관보다 허용 압력이 높습니다.

K65 동관 (CuFe2P): CO2용 고강도 구리 합금관, 120 bar. 아임계 및 초월임계 시스템의 표준 선택입니다. 3/8″~2-1/8″ 사이즈로만 생산되며, 그보다 큰 사이즈는 다른 배관 재질이 필요합니다.

출처와 방법: 표준 및 강화 동관은 박육 공식 P = 2·S·t/D, S = 41 MPa(6,000 psi, 38 °C까지 풀림 동관의 허용 응력)로 계산. 경납땜은 이음부마다 관을 풀림시키므로 경납땜 배관은 풀림 동관 값으로 계산합니다(Copper Tube Handbook, ASME B31.5). 경질 인발관의 약 69 MPa는 플레어·압축 이음에만 적용됩니다. K65: 제조사(Wieland)가 EN 14276에 따라 CuFe2P 합금에 제시한 120 bar, 3/8″–2-1/8″. 시공 전 반드시 공급사 자료로 확인하십시오.

기타 국가

위 허용 압력은 유럽 관행을 따릅니다(EN 378, EN 14276, EN 13480-3, 동관 두께는 ASTM B280/B88). 다른 시장에서는 냉매 배관을 아래 규격에 따라 설계하고 승인합니다. 이 계산기는 해당 규격으로 검증되지 않았습니다 – 설비를 설치하는 지역의 규격을 사용하세요.

미국

  • ASME B31.5 – Refrigeration Piping and Heat Transfer Components: 배관 설계, 설계 압력 및 시험 압력
  • ANSI/ASHRAE Standard 15 – Safety Standard for Refrigeration Systems: 냉동 설비에 대한 안전 요구사항
  • ASTM B280 – Seamless Copper Tube for Air Conditioning and Refrigeration Field Service: 동관

캐나다

  • CSA B52:23 – Mechanical refrigeration code: 냉동 규정; 배관에 대해서는 ASME B31.5 참조

호주 및 뉴질랜드

  • AS/NZS 5149 – Refrigerating systems and heat pumps — Safety and environmental requirements: 냉동 설비에 대한 안전 요구사항
  • AS 4041 – Pressure piping: 배관 설계, 설계 압력 및 시험 압력
  • AS/NZS 1571 – Copper — Seamless tubes for air-conditioning and refrigeration: 동관

CO2 배관 사이징 – 자주 묻는 질문

CO2(R744) 냉동 배관의 관경은 어떻게 정하나요?

계산기는 각 증발기의 냉동 능력과 증발 온도 및 액 온도에서의 CO2 물성으로 질량 유량을 구한 뒤, 유속이 목표값을 넘지 않는 가장 작은 관 크기를 선택합니다. 압력 손실은 Darcy–Weisbach 식으로 계산하며 해당 온도 강하(K)로도 표시합니다.

위 도구에서 계산하기 ↑CO2 (R744) 배관 사이징 – 강관 →

CO2 흡입 배관과 액 배관의 유속은 얼마로 해야 하나요?

기본값은 MT·LT 흡입 배관 12 m/s, 액 배관 1.2 m/s입니다. 유속을 높이면 관경은 작아지지만 압력 손실이 커지고, 상승 흡입 배관은 오일을 압축기로 되돌릴 만큼의 유속이 필요합니다. 모든 값은 바꿀 수 있습니다.

위 도구에서 계산하기 ↑

CO2에 왜 K65 동관을 쓰나요?

CO2 설비는 HFC 설비보다 훨씬 높은 압력에서 운전됩니다. K65(CuFe2P 합금, EN 14276)는 3/8"~2-1/8"에서 120 bar 정격이며 여기서 기본 선택입니다. 일반 ACR 동관은 큰 규격에서 허용 압력이 훨씬 낮으며, 입력한 설계 압력을 견디지 못하는 규격은 ⛔로 표시되고 자동으로 선택되지 않습니다.

위 도구에서 계산하기 ↑CO2 (R744) 배관 사이징 – 강관 →

설계 압력(PS)은 얼마를 입력해야 하나요?

기본값인 MT 흡입 52 bar, LT 흡입 30 bar, 액 60 bar는 EN 378-2에 따른 초월임계 CO2 부스터 시스템의 일반적인 출발값입니다. 항상 EN 378과 PED에 따라 실제 설비의 PS를 사용하십시오.

위 도구에서 계산하기 ↑안전밸브 및 방출관 (EN 13136 / EN ISO 24664) →

초월임계 CO2 부스터 시스템에도 쓸 수 있나요?

예. 저압 측에서는 MT 흡입, LT 흡입, 그리고 수액기에서 증발기까지의 액 배관을 선정하며, 여기서 CO2는 아임계 상태(−50 ~ +10 °C)입니다. “가스 쿨러로 가는 배관”을 선택하면 고압 측도 선정합니다: 가스 쿨러로 가는 토출관과 가스 쿨러에서 돌아오는 복귀관(75–140 bar, CO2 물성은 CoolProp). 허용 압력은 실온 기준이므로 토출관의 허용 압력은 실제 온도에서 확인하세요.

위 도구에서 계산하기 ↑

계산기는 무료인가요? 무엇을 얻을 수 있나요?

무료이며 로그인이 필요 없습니다. 각 배관 구간의 관경, 유속, 압력 손실, 규격별 자재 목록, 단열, 그리고 A4~A1로 인쇄하고 프로젝트 파일로 저장할 수 있는 흐름도를 얻을 수 있습니다.

위 도구에서 계산하기 ↑

가정 사항: 액 배관 내 포화액, 아임계 CO2(R744) −50~+10°C 범위. 배관 크기는 ACR 인치 공칭 치수입니다. 설치 전 EN 378/PED에 따라 벽 두께와 설계 압력을 확인하세요. 질량 유량은 순 냉동 효과, 즉 증발 온도에서의 h_g에서 액 온도에서의 h_f를 뺀 값을 기준으로 하므로 팽창 시 생기는 플래시 가스가 포함됩니다. 과열 엔탈피와 펌프 과잉 공급은 포함되지 않습니다.

면책 조항: 이 도구는 결과의 정확성을 보장하지 않습니다. 설치 전 배관 벽 두께, 압력 등급 및 기타 값을 항상 수동으로 확인하세요.

도움말 – 계산기 사용 방법

이 계산기는 CO2 냉동 시스템(R744)의 배관을 산정합니다: MT 흡입, LT 흡입, 액 배관. 시스템 데이터를 입력하고 흐름도에서 설비를 구성하면 배관 크기, 압력 손실, 자재 목록을 확인할 수 있습니다. 각 증발기의 부하가 각 배관 구간의 유량을 결정하며, 유속이 목표 유속을 넘지 않도록 배관이 선택됩니다.

1. 시스템 데이터

  • MT와 LT의 증발 온도, 액 배관 온도, MT와 LT의 과열도를 입력하세요(과열도는 흡입 배관 산정에 영향을 줍니다).
  • MT 흡입, LT 흡입, 액에 대해 각각 목표 유속을 설정하세요. 목표 유속이 높을수록 배관이 가늘어지고, 낮을수록 배관이 굵어지며 압력 손실이 줄어듭니다.
  • 유닛 설치 용량과 압축기 동력은 선택 사항입니다. 증발기 부하와 비교하고 총 방열량을 표시하는 데 사용됩니다.
  • “고급 – 여유율 및 배관 재질”에서: 이음쇠 추가 길이(압력 손실에만 영향을 주며 배관 크기에는 영향 없음), 배관 유형, 최소 허용 배관 크기, 주 배관별 단열(자재 목록에 사용)을 설정합니다.
  • 배관 종류와 설계 압력이 함께 허용 가능한 사이즈를 결정합니다 — 표에서 ⛔는 해당 사이즈가 입력한 압력을 견디지 못함을 의미합니다.
  • '가스 쿨러로 가는 배관'을 선택하면 토출 배관도 선정합니다: 고압, 토출 가스 온도, 가스 쿨러 출구 온도, 목표 유속, 고압측 PS를 입력하십시오. 배관은 냉동기 위에 그려집니다.

2. 증발기와 분기관

  • “+ 증발기 추가”으로 증발기를 추가하고 이름, 회로(MT/LT), 부하를 입력하세요. ▲ ▼ 로 순서를 바꾸고 × 로 행을 삭제합니다.
  • 분기관은 다른 증발기를 연결할 수 있는 하나의 배관(액, MT 또는 LT)입니다. MT/LT 분기관을 증발기로 만들려면 부하를 지정하세요.

3. 흐름도

  • 증발기를 드래그하여 이동합니다. 이름을 클릭하면 이름을 바꿀 수 있고, 부하 값을 클릭하면 수정할 수 있습니다. [MT]/[LT]를 클릭하면 회로를 전환합니다(증발기의 흡입 배관이 주 배관에 직접 연결된 경우에만 가능).
  • 배관을 클릭하면 길이를 설정하거나, 길이를 잠그거나, 배관 크기를 수동으로 선택할 수 있습니다. 표의 ✎ 는 크기를 수동으로 선택했음을 나타냅니다.
  • 같은 칸에서 해당 배관만의 관 종류를 선택할 수 있습니다(예: 가는 배관은 표준 동관, 나머지는 K65). 각 크기에는 해당 관 종류의 내압(bar)이 표시되며, ⛔ 는 주관의 설계 압력(PS)을 견디지 못함을 뜻합니다.
  • 배관을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하면 그 위치에 증발기나 분기관을 추가할 수 있습니다.
  • 증발기 배관의 둥근 핸들을 다른 증발기의 같은 종류 배관 위로 드래그해 놓으면 그곳에 연결되고, 빈 공간에 놓으면 주 배관에 직접 연결됩니다. 작은 사각형은 증발기 가장자리를 따라 드래그하여 배관이 들어가는 위치를 바꿀 때 사용합니다.
  • 증발기나 배관을 선택하고 Delete를 누르면 삭제됩니다. 실행 취소는 “실행 취소” 또는 Ctrl/Cmd+Z를 사용하세요.

4. 도면 탐색

  • 배경을 드래그하여 화면을 이동합니다. 버튼, Ctrl/Cmd + 마우스 휠 또는 트랙패드 핀치로 확대/축소할 수 있습니다. A− 와 A+ 는 도면의 글자 크기를 바꿉니다.
  • "도면 인쇄"는 흐름 다이어그램과 요약을 함께 인쇄합니다.
  • “90도 꺾임 강제”에 체크하면 모든 배관이 직각으로 그려집니다. 체크를 해제하면 배관을 자유롭게 연결하고 끌 수 있습니다.
  • “평행 배관 강제”을(를) 선택하면 주관에서 바로 나오는 배관이 증발기 접속구와 일직선이 되는 위치에서 분기되어 굽힘 없는 하나의 직선이 됩니다. 증발기나 접속구를 옮기면 주관의 분기점도 함께 움직입니다.

5. 전력계

  • “전력계 추가”를 클릭한 다음 배관을 클릭하세요. 전력계는 지점 양쪽으로 흐르는 kW을(를) 표시합니다.
  • 점을 드래그하면 다른 곳에서 측정할 수 있고, 상자를 드래그하면 표시 위치를 옮길 수 있으며, × 를 클릭하면 전력계가 삭제됩니다.

6. 결과 보기

  • 상단 카드는 총 냉동 능력, 총 질량 유량, 세 주 배관의 배관 크기를 보여줍니다.
  • 표는 각 증발기와 배관 구간의 부하, 선택된 배관 크기, 유속, 압력 손실(Δp)을 보여줍니다. 프로그램은 목표 유속을 만족하는 가장 작은 배관 크기를 선택합니다.
  • ⚠ 는 유량에 비해 표의 최대 크기보다 큰 배관이 필요하다는 뜻입니다. 🚩 는 두 배관 또는 증발기의 이름이 같다는 뜻입니다.
  • 자재 목록과 단열 목록은 이음쇠 여유분 없이 크기별 배관 길이를 합산합니다. 주문 자료로 활용하세요.

7. 저장 및 열기

  • “저장”와 “다른 이름으로 저장…”는 전체 설비를 파일로 저장하고, “프로젝트 열기”은 다시 불러옵니다.
  • Chrome과 Edge에서는 “저장”와 자동 저장이 다른 이름으로 저장 또는 열기로 선택한 파일에 기록합니다. 다른 브라우저에서는 “저장”로 새 파일을 내려받고, 자동 저장은 대신 브라우저에 프로젝트를 보관합니다.

8. 단위

  • “옵션 · 단위”에서 온도, 과열도, 압력, 유속, 길이, 동력, 질량 유량의 단위를 각각 선택할 수 있습니다. 값이 표시되고 입력되는 방식만 바뀌며 계산에는 영향을 주지 않습니다.
면책 조항: 이 도구는 결과의 정확성을 보장하지 않습니다. 설치 전 배관 벽 두께, 압력 등급 및 기타 값을 항상 수동으로 확인하세요.