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CO2 배관 선정 – 강관

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 저온 강재 — 일반 탄소강(P235/P265GH)은 LT 온도에서 충격 인성이 부족합니다. 충격 시험은 −40 °C까지(EN 10216-4)입니다. 그보다 낮으면 EN 13480-2 부속서 B를 확인하거나 스테인리스를 사용하십시오. 두꺼운 두께와 높은 압력 등급. 외부 방식 처리가 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 DN15 · 액: 냉동기 → 냉장실 10.1043972.416.10.52771,7000.02786 (+1.8)1.82233P265NL · PS 60 bar
#2 DN15 · 액: 냉장실 1 → 냉동고 10.07272972.416.10.36750,0000.02856 (+1.8)0.906116P265NL · PS 60 bar
#3 DN15 · 액: 냉동고 1 → 냉장실 20.05316972.416.10.26936,6000.02936 (+1.8)0.49863.9P265NL · PS 60 bar
#4 DN15 · 액: 냉장실 2 → 냉동고 20.02948972.416.10.14920,3000.03156 (+1.8)0.16421.1P265NL · PS 60 bar
#5 DN15 · 액: 냉동고 2 → MT 진열장0.01579972.416.10.079710,9000.03486 (+1.8)0.05226.69P265NL · PS 60 bar
#6 DN15 · MT 흡입: 냉동기 → 냉장실 10.0710370.2616.14.97406,0000.02616 (+1.8)111,410P265NL · PS 52 bar
#7 DN15 · MT 흡입: 냉장실 1 → 냉장실 20.0394670.2616.12.76226,0000.02656 (+1.8)3.43439P265NL · PS 52 bar
#8 DN15 · MT 흡입: 냉장실 2 → MT 진열장0.0157970.2616.11.190,3000.02746 (+1.8)0.56872.8P265NL · PS 52 bar
#9 DN15 · LT 흡입: 냉동기 → 냉동고 10.0332632.816.14.98216,0000.02656 (+1.8)5.22669P265NL · PS 30 bar
#10 DN15 · LT 흡입: 냉동고 1 → 냉동고 20.0136932.816.12.0588,8000.02746 (+1.8)0.917118P265NL · PS 30 bar
#11 DN15 · 연결 대상: 냉장실 1 · 액0.03157972.416.10.15921,7000.03125 (+1.5)0.15623.9P265NL · PS 60 bar
#12 DN15 · 연결 대상: 냉장실 1 · MT 흡입0.0315770.2616.12.21181,0000.02665 (+1.5)1.84283P265NL · PS 52 bar
#13 DN15 · 연결 대상: 냉장실 2 · 액0.02368972.416.10.1216,3000.03255 (+1.5)0.091314P265NL · PS 60 bar
#14 DN15 · 연결 대상: 냉장실 2 · MT 흡입0.0236870.2616.11.66135,0000.02695 (+1.5)1.05161P265NL · PS 52 bar
#15 DN15 · 연결 대상: MT 진열장 · 액0.01579972.416.10.079710,9000.03485 (+1.5)0.04356.69P265NL · PS 60 bar
#16 DN15 · 연결 대상: MT 진열장 · MT 흡입0.0157970.2616.11.190,3000.02745 (+1.5)0.47372.8P265NL · PS 52 bar
#17 DN15 · 연결 대상: 냉동고 1 · 액0.01956972.416.10.098813,5000.03355 (+1.5)0.06439.89P265NL · PS 60 bar
#18 DN15 · 연결 대상: 냉동고 1 · LT 흡입0.0195632.816.12.93127,0000.0275 (+1.5)1.53236P265NL · PS 30 bar
#19 DN15 · 연결 대상: 냉동고 2 · 액0.01369972.416.10.06929,4200.03585 (+1.5)0.03365.17P265NL · PS 60 bar
#20 DN15 · 연결 대상: 냉동고 2 · LT 흡입0.0136932.816.12.0588,8000.02745 (+1.5)0.764118P265NL · 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) · EN 10220 (outside diameters) · EN 13480-3 (p = 2·f·z·e / (D − e)) · EN 10216-4 (P265NL, f = 170 MPa) · EN 10216-5 / EN 10217-7 (1.4404, f = Rp1.0/1.5 = 150 MPa)
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.
크기P265NL – 탄소강, 무계목 (EN 10216-4)
선택한 관 종류		316L (1.4404) – 스테인리스, 무계목 (EN 10216-5) 316L (1.4404) – 스테인리스, 용접 박육 (EN 10217-7)
DN10 17.2 mm451 bar
2.30 mm		340 bar
2.00 mm		233 bar
1.60 mm
DN15 21.3 mm407 bar
2.60 mm		269 bar
2.00 mm		185 bar
1.60 mm
DN20 26.9 mm314 bar
2.60 mm		243 bar
2.30 mm		144 bar
1.60 mm
DN25 33.7 mm308 bar
3.20 mm		217 bar
2.60 mm		144 bar
2.00 mm
DN32 42.4 mm273 bar
3.60 mm		170 bar
2.60 mm		113 bar
2.00 mm
DN40 48.3 mm237 bar
3.60 mm		148 bar
2.60 mm		99 bar
2.00 mm
DN50 60.3 mm204 bar
3.90 mm		132 bar
2.90 mm		79 bar
2.00 mm
DN65 76.1 mm207 bar
5.00 mm		104 bar
2.90 mm		62 bar
2.00 mm
DN80 88.9 mm198 bar
5.60 mm		98 bar
3.20 mm		53 bar MT, LT
2.00 mm
DN100 114.3 mm172 bar
6.30 mm		85 bar
3.60 mm		41 bar LT
2.00 mm
DN125 139.7 mm140 bar
6.30 mm		77 bar
4.00 mm		33 bar LT
2.00 mm
DN150 168.3 mm130 bar
7.10 mm		72 bar
4.50 mm		36 bar LT
2.60 mm
DN200 219.1 mm112 bar
8.00 mm		77 bar
6.30 mm		28 bar ⛔
2.60 mm
DN250 273.0 mm99 bar
8.80 mm		62 bar
6.30 mm		26 bar ⛔
3.00 mm
DN300 323.9 mm94 bar
10.00 mm		59 bar MT, LT
7.10 mm		21 bar ⛔
3.00 mm

P265NL – 탄소강, 무계목 (EN 10216-4): CO2용 저온 강재 — 일반 탄소강(P235/P265GH)은 LT 온도에서 충격 인성이 부족합니다. 충격 시험은 −40 °C까지(EN 10216-4)입니다. 그보다 낮으면 EN 13480-2 부속서 B를 확인하거나 스테인리스를 사용하십시오. 두꺼운 두께와 높은 압력 등급. 외부 방식 처리가 필요합니다.

316L (1.4404) – 스테인리스, 무계목 (EN 10216-5): 중간 두께의 내산 스테인리스강. 외부 방식이 필요 없고 저온에서도 인성이 좋습니다.

316L (1.4404) – 스테인리스, 용접 박육 (EN 10217-7): 가벼운 박육 배관으로 용접 이음 효율 0.85로 계산했습니다. CO2 압력은 작은 규격만 견딥니다 — 설계 압력 대비 ⛔ 표시를 확인하십시오.

출처 및 방법: EN 13480-3, p = 2·f·z·e / (D − e). 여기서 e는 최소 두께(공칭 두께에서 허용공차 차감: 심리스 −12.5 %, 용접관 −10 %), f는 허용 응력(P265NL 170 MPa, 1.4404 150 MPa, 안전측 Rp1.0/1.5), z는 용접 이음 계수(용접관의 경우 0.85)입니다. 두께는 일반적인 상용 규격이므로 주문 전에 공급업체와 확인하십시오.

기타 국가

위 허용 압력은 유럽 관행을 따릅니다(EN 378, EN 13480-3). 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

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

CO2 강관에 관한 자주 묻는 질문

CO2 (R744) 강관은 어떻게 선정하나요?

각 배관은 질량 유량과 허용 유속으로 선정합니다: MT 흡입, LT 흡입, 액관. 계산기는 냉동 능력, 증발 온도, 과열도로부터 질량 유량을 구하고, 목표 유속을 만족하는 가장 작은 DN 규격을 고른 뒤 구간별 압력 손실를 보여 줍니다.

위 도구에서 계산하기 ↑CO2 (R744) 배관 사이징 – 동관 →

강관의 허용 압력은 얼마인가요?

허용 압력은 EN 13480-3(p = 2·f·z·e / (D − e))에 따라 제조 공차를 뺀 최소 두께로 계산합니다: 무계목관 −12.5 %, 용접관 −10 %. 계산기는 규격마다 압력 등급을 표시하고, 입력한 설계 압력을 견디지 못하면 ⛔로 경고합니다.

위 도구에서 계산하기 ↑

P265NL과 316L 스테인리스 중 무엇을 고르나요?

P265NL(EN 10216-4)은 저온용 충격 시험을 거친 심리스 탄소강으로, CO2 플랜트의 표준 선택입니다. 일반 P235GH/P265GH는 LT 온도용이 아닙니다. 스테인리스 1.4404(316L)는 심리스(EN 10216-5) 및 종방향 용접(EN 10217-7)으로 제공됩니다. 도색이 필요 없으나 용접 배관은 두께가 얇고 압력 정격이 낮습니다. P265NL은 −40 °C까지 충격 시험을 거쳤으며(EN 10216-4), 그 이하의 온도에서는 EN 13480-2 부속서 B를 확인하거나 스테인리스강을 사용하십시오.

위 도구에서 계산하기 ↑

계산기에는 어떤 관경이 있나요?

DN10부터 DN300까지, EN 10220에 따른 외경 17.2–323.9 mm입니다. 두께는 선택한 관 종류에 따르며, 자재 목록에 "DN25 · 33.7 × 3.2" 같은 발주 규격이 표시됩니다. 발주 전에 두께를 공급업체와 확인하세요.

위 도구에서 계산하기 ↑

동관 대신 강관을 쓰는 경우는 언제인가요?

K65 동관은 2-1/8″(54 mm)까지 있습니다. 그래서 큰 배관, 산업용 CO2 냉동, 설계 압력이 높은 부분은 보통 강관으로 시공합니다. 소규모 설비에는 동관 계산기가 있으며, 프로젝트 파일은 두 계산기 모두에서 도면과 함께 열립니다.

위 도구에서 계산하기 ↑CO2 (R744) 배관 사이징 – 동관 →

가정 사항: 액관 내 포화액, −50~+10 °C의 아임계 CO2(R744). 규격은 DN, 외경은 EN 10220 기준이며 두께는 일반 재고 규격입니다. 압력 등급은 EN 13480-3에 따라 최소 두께로 계산했습니다. 시공 전에 두께, 재질, 설계 압력을 EN 378/PED 및 공급업체 자료로 확인하십시오. 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 316L 스테인리스 강관, 나머지는 P265NL). 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.