Dobór rurociągów CO2
Dane systemowe
Zaawansowane – marginesy i materiał rur
Parowniki
| Nazwa | Obieg | kW |
|---|
Projekt
Plik jest plikiem łącza: kliknij go dwukrotnie, aby otworzyć projekt w przeglądarce, lub wybierz go za pomocą opcji Otwórz. Starsze pliki .json nadal można otwierać. Podobnie jak plik projektu, zawiera on wszystkie dane projektu – udostępniaj go tylko osobom, które mogą je zobaczyć.
Opcje · Jednostki
Schemat przepływu
Zestawienie materiałów
Zestawienie izolacji
Połączenia poszczególnych parowników
Magistrale główne
Pokaż obliczenia
Obliczenia dla rurociągu
| Rurociąg | Strumień masy [kg/s] | Gęstość [kg/m³] | Średnica wewnętrzna [mm] | Prędkość [m/s] | Re | f | Długość (+ dodatek) [m] | Δp [kPa] | Δp na metr [Pa/m] | Typ rurociągu, PS |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| #1 1/2" · Ciecz: Agregat chłodniczy → Chłodnia 1 | 0,1043 | 972,4 | 11,2 | 1,09 | 103 000 | 0,0185 | 6 (+1,8) | 7,44 | 954 | K65 · PS 60 bar |
| #2 1/2" · Ciecz: Chłodnia 1 → Zamrażarka 1 | 0,07272 | 972,4 | 11,2 | 0,759 | 71 900 | 0,0198 | 6 (+1,8) | 3,87 | 496 | K65 · PS 60 bar |
| #3 3/8" · Ciecz: Zamrażarka 1 → Chłodnia 2 | 0,05316 | 972,4 | 8,4 | 0,986 | 70 100 | 0,0201 | 6 (+1,8) | 8,84 | 1130 | K65 · PS 60 bar |
| #4 3/8" · Ciecz: Chłodnia 2 → Zamrażarka 2 | 0,02948 | 972,4 | 8,4 | 0,547 | 38 900 | 0,0226 | 6 (+1,8) | 3,06 | 392 | K65 · PS 60 bar |
| #5 3/8" · Ciecz: Zamrażarka 2 → Regał chłodniczy MT | 0,01579 | 972,4 | 8,4 | 0,293 | 20 800 | 0,026 | 6 (+1,8) | 1,01 | 129 | K65 · PS 60 bar |
| #6 1/2" · Ssanie MT: Agregat chłodniczy → Chłodnia 1 | 0,07103 | 70,26 | 11,2 | 10,3 | 584 000 | 0,0146 | 6 (+1,8) | 37,7 | 4830 | K65 · PS 52 bar |
| #7 3/8" · Ssanie MT: Chłodnia 1 → Chłodnia 2 | 0,03946 | 70,26 | 8,4 | 10,1 | 433 000 | 0,0155 | 6 (+1,8) | 52 | 6670 | K65 · PS 52 bar |
| #8 3/8" · Ssanie MT: Chłodnia 2 → Regał chłodniczy MT | 0,01579 | 70,26 | 8,4 | 4,05 | 173 000 | 0,0173 | 6 (+1,8) | 9,29 | 1190 | K65 · PS 52 bar |
| #9 1/2" · Ssanie LT: Agregat chłodniczy → Zamrażarka 1 | 0,03326 | 32,8 | 11,2 | 10,3 | 310 000 | 0,0157 | 6 (+1,8) | 19 | 2430 | K65 · PS 30 bar |
| #10 3/8" · Ssanie LT: Zamrażarka 1 → Zamrażarka 2 | 0,01369 | 32,8 | 8,4 | 7,53 | 170 000 | 0,0174 | 6 (+1,8) | 15 | 1920 | K65 · PS 30 bar |
| #11 3/8" · Przewód do Chłodnia 1 · Ciecz | 0,03157 | 972,4 | 8,4 | 0,586 | 41 600 | 0,0223 | 5 (+1,5) | 2,88 | 443 | K65 · PS 60 bar |
| #12 3/8" · Przewód do Chłodnia 1 · Ssanie MT | 0,03157 | 70,26 | 8,4 | 8,11 | 346 000 | 0,0159 | 5 (+1,5) | 28,4 | 4370 | K65 · PS 52 bar |
| #13 3/8" · Przewód do Chłodnia 2 · Ciecz | 0,02368 | 972,4 | 8,4 | 0,439 | 31 200 | 0,0237 | 5 (+1,5) | 1,72 | 265 | K65 · PS 60 bar |
| #14 3/8" · Przewód do Chłodnia 2 · Ssanie MT | 0,02368 | 70,26 | 8,4 | 6,08 | 260 000 | 0,0164 | 5 (+1,5) | 16,5 | 2540 | K65 · PS 52 bar |
| #15 3/8" · Przewód do Regał chłodniczy MT · Ciecz | 0,01579 | 972,4 | 8,4 | 0,293 | 20 800 | 0,026 | 5 (+1,5) | 0,84 | 129 | K65 · PS 60 bar |
| #16 3/8" · Przewód do Regał chłodniczy MT · Ssanie MT | 0,01579 | 70,26 | 8,4 | 4,05 | 173 000 | 0,0173 | 5 (+1,5) | 7,74 | 1190 | K65 · PS 52 bar |
| #17 3/8" · Przewód do Zamrażarka 1 · Ciecz | 0,01956 | 972,4 | 8,4 | 0,363 | 25 800 | 0,0247 | 5 (+1,5) | 1,23 | 189 | K65 · PS 60 bar |
| #18 3/8" · Przewód do Zamrażarka 1 · Ssanie LT | 0,01956 | 32,8 | 8,4 | 10,8 | 243 000 | 0,0165 | 5 (+1,5) | 24,3 | 3740 | K65 · PS 30 bar |
| #19 3/8" · Przewód do Zamrażarka 2 · Ciecz | 0,01369 | 972,4 | 8,4 | 0,254 | 18 100 | 0,0269 | 5 (+1,5) | 0,654 | 101 | K65 · PS 60 bar |
| #20 3/8" · Przewód do Zamrażarka 2 · Ssanie LT | 0,01369 | 32,8 | 8,4 | 7,53 | 170 000 | 0,0174 | 5 (+1,5) | 12,5 | 1920 | K65 · PS 30 bar |
Podstawa obliczeń
- Metoda
- Każdy rurociąg jest dobierany na najmniejszą średnicę, która utrzymuje prędkość na poziomie docelowym lub poniżej niego oraz posiada odpowiednią klasę PS; spadek ciśnienia oblicza się wzorem Darcy'ego–Weisbacha.
- Równania
ṁ = Q / (h″(t₀) − h′(t_liq))v = ṁ / (ρ · π·d²/4)Re = ρ·v·d / μf = 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 %)
- Współczynnik tarcia
- Swamee–Jain (explicit form of Colebrook–White)
- Dane czynnika
- CoolProp, Span–Wagner EOS (R744) 8.0.0
- Normy
- 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)
- Uwagi
- Strumień masy wynika z wydajności chłodniczej oraz różnicy entalpii pomiędzy parą nasyconą w temperaturze parowania a cieczą w temperaturze cieczy; linie ssące z zadanym przegrzaniem.
- Różnice wysokości statycznej oraz spadek ciśnienia na zaworach i kształtkach ponad uwzględniony dodatek nie są wliczone.
Ciśnienie dopuszczalne według średnicy
| Średnica | Miedź standardowa (Cu-DHP) | Miedź wzmocniona (Cu-DHP) | Miedź K65 (CuFe2P) wybrany typ rury |
|---|---|---|---|
| 1/4" 6,4 mm | 98 bar 0,76 mm | 123 bar 0,95 mm | – |
| 3/8" 9,5 mm | 70 bar 0,81 mm | 88 bar 1,02 mm | 120 bar 0,56 mm |
| 1/2" 12,7 mm | 53 bar MT, LT 0,81 mm | 66 bar 1,02 mm | 120 bar 0,75 mm |
| 5/8" 15,9 mm | 46 bar LT 0,89 mm | 57 bar MT, LT 1,11 mm | 120 bar 0,93 mm |
| 3/4" 19,0 mm | 38 bar LT 0,89 mm | 48 bar LT 1,11 mm | 120 bar 1,19 mm |
| 7/8" 22,2 mm | 42 bar LT 1,14 mm | 53 bar MT, LT 1,43 mm | 120 bar 1,38 mm |
| 1-1/8" 28,6 mm | 36 bar LT 1,27 mm | 46 bar LT 1,59 mm | 120 bar 1,78 mm |
| 1-3/8" 34,9 mm | 33 bar LT 1,40 mm | 41 bar LT 1,75 mm | 120 bar 2,17 mm |
| 1-5/8" 41,3 mm | 30 bar LT 1,52 mm | 38 bar LT 1,91 mm | 120 bar 2,56 mm |
| 2-1/8" 54,0 mm | 27 bar ⛔ 1,78 mm | 34 bar LT 2,22 mm | 120 bar 3,35 mm |
| 2-5/8" 66,7 mm | 25 bar ⛔ 2,03 mm | 31 bar LT 2,54 mm | – |
| 3-1/8" 79,4 mm | 24 bar ⛔ 2,29 mm | 30 bar ⛔ 2,86 mm | – |
| 3-5/8" 92,1 mm | 23 bar ⛔ 2,54 mm | 28 bar ⛔ 3,18 mm | – |
| 4-1/8" 104,8 mm | 22 bar ⛔ 2,79 mm | 27 bar ⛔ 3,49 mm | – |
| 5-1/8" 130,2 mm | 20 bar ⛔ 3,18 mm | 25 bar ⛔ 3,97 mm | – |
| 6-1/8" 155,6 mm | 19 bar ⛔ 3,56 mm | 23 bar ⛔ 4,45 mm | – |
Miedź standardowa (Cu-DHP): Typowa rura chłodnicza (ACR). Tylko najmniejsze średnice wytrzymują ciśnienie CO2 — zobacz oznaczenie ⛔ względem Twojego ciśnienia projektowego.
Miedź wzmocniona (Cu-DHP): Ten sam materiał, ale ściana grubsza o ok. 25%, dla wyższego dopuszczalnego ciśnienia niż standardowa miedź.
Miedź K65 (CuFe2P): Wysokowytrzymały stop miedzi do CO2, 120 bar. Standardowy wybór dla układów podkrytycznych i transkrytycznych. Produkowany tylko od 3/8″ do 2-1/8″ — większe średnice wymagają innego materiału rury.
Źródło i metoda: miedź standardowa i wzmocniona według wzoru cienkościennego P = 2·S·t/D przy S = 41 MPa (6000 psi), naprężeniu dopuszczalnym dla wyżarzonej rury miedzianej do 38 °C. Lutowanie twarde wyżarza rurę przy każdym połączeniu, więc instalację lutowaną liczy się z wartością dla miedzi wyżarzonej (Copper Tube Handbook, ASME B31.5); wartość dla rury twardej, ok. 69 MPa, dotyczy tylko połączeń kielichowanych lub zaciskowych. K65: podane przez producenta (Wieland) 120 bar dla stopu CuFe2P wg EN 14276, 3/8″–2-1/8″. Przed montażem zawsze sprawdź dane dostawcy.
Inne kraje
Powyższe klasy ciśnienia są zgodne z praktyką europejską (EN 378, EN 14276, EN 13480-3; ścianki miedziane wg ASTM B280/B88). Na innych rynkach rurociągi czynnika chłodniczego są projektowane i zatwierdzane zgodnie z tymi normami. Ten kalkulator nie został zweryfikowany pod ich kątem – należy stosować normę obowiązującą w miejscu instalacji systemu.
USA
- ASME B31.5 – Refrigeration Piping and Heat Transfer Components: projektowanie rurociągów, ciśnienie obliczeniowe i ciśnienie próbne
- ANSI/ASHRAE Standard 15 – Safety Standard for Refrigeration Systems: wymagania bezpieczeństwa dla układów chłodniczych
- ASTM B280 – Seamless Copper Tube for Air Conditioning and Refrigeration Field Service: rura miedziana
Kanada
- CSA B52:23 – Mechanical refrigeration code: norma chłodnicza; odnosi się do ASME B31.5 dla rurociągów
Australia i Nowa Zelandia
- AS/NZS 5149 – Refrigerating systems and heat pumps — Safety and environmental requirements: wymagania bezpieczeństwa dla układów chłodniczych
- AS 4041 – Pressure piping: projektowanie rurociągów, ciśnienie obliczeniowe i ciśnienie próbne
- AS/NZS 1571 – Copper — Seamless tubes for air-conditioning and refrigeration: rura miedziana
Dobór rurociągów CO2 – najczęstsze pytania
Jak dobrać średnicę rurociągów dla CO2 (R744)?
Kalkulator wyznacza strumień masy z wydajności chłodniczej każdego parownika i właściwości CO2 w temperaturze parowania i cieczy, a następnie wybiera najmniejszą średnicę, przy której prędkość nie przekracza wartości docelowej. Spadek ciśnienia liczony jest metodą Darcy'ego–Weisbacha i pokazywany także jako równoważny spadek temperatury (K).
Oblicz w narzędziu powyżej ↑CO2 (R744): dobór średnic rur stalowych →
Jaką prędkość przyjąć w przewodzie ssawnym i cieczowym dla CO2?
Domyślnie 12 m/s w ssaniu MT i LT oraz 1,2 m/s w przewodzie cieczowym. Wyższa prędkość daje mniejsze rury, ale większy spadek ciśnienia, a pionowe odcinki ssawne potrzebują prędkości wystarczającej do powrotu oleju do sprężarek. Wszystkie wartości można zmienić.
Dlaczego rury miedziane K65 do CO2?
Instalacje CO2 pracują przy znacznie wyższych ciśnieniach niż instalacje HFC. K65 (stop CuFe2P, EN 14276) jest przeznaczony na 120 bar w średnicach od 3/8" do 2-1/8" i jest tu wybrany domyślnie. Zwykła miedź ACR ma w większych średnicach znacznie niższe ciśnienie dopuszczalne; średnica, która nie wytrzymuje podanego ciśnienia obliczeniowego, jest oznaczona ⛔ i nigdy nie jest wybierana automatycznie.
Oblicz w narzędziu powyżej ↑CO2 (R744): dobór średnic rur stalowych →
Jakie maksymalne ciśnienie dopuszczalne (PS) podać?
Wartości domyślne – 52 bar ssanie MT, 30 bar ssanie LT i 60 bar ciecz – to typowe wartości wyjściowe dla transkrytycznego układu booster CO2 według EN 378-2. Zawsze stosuj PS własnej instalacji zgodnie z EN 378 i dyrektywą PED.
Oblicz w narzędziu powyżej ↑Zawór bezpieczeństwa i przewód wydmuchowy (EN 13136 / EN ISO 24664) →
Czy kalkulator nadaje się do transkrytycznych układów booster?
Tak. Po stronie niskiego ciśnienia dobiera ssanie MT, ssanie LT i przewód cieczowy od zbiornika do parowników, gdzie CO2 jest podkrytyczny (od −50 do +10 °C). Zaznacz „Przewód do chłodnicy gazu”, aby dobrać także stronę wysokiego ciśnienia: przewód tłoczny do chłodnicy gazu i przewód powrotny (75–140 bar, dane CO2 z CoolProp). Ciśnienia dopuszczalne liczone są dla temperatury pokojowej, więc sprawdź ciśnienie dopuszczalne przewodu tłocznego w jego rzeczywistej temperaturze.
Czy kalkulator jest darmowy i co otrzymuję?
Jest darmowy i nie wymaga logowania. Otrzymujesz średnicę, prędkość i spadek ciśnienia dla każdego odcinka, zestawienie materiałów według średnic, izolację oraz schemat instalacji, który drukuje się na A4–A1 i można go zapisać jako plik projektu.