CO2piping.com
Temă luminoasă
co2piping.com
Conducte din oțel → ← Acasă / Info

Dimensionarea conductelor CO2

Trei coloane principale — aspirație MT, aspirație LT și lichid. Trageți vaporizatoarele pentru a le poziționa, conectați o linie la alta și faceți clic pe orice linie pentru a-i seta lungimea.
R744 · MT -8,0 °C · LT -32,0 °C · 26,50 kW

Date de sistem

Temperatura de vaporizare pentru fiecare circuit și temperatura recipientului de lichid. Temperatura lichidului stabilește și ponderea gazului flash și, prin aceasta, debitul masic.
Supraîncălzirea utilă la ieșirea din vaporizator. Vaporii reali sunt mai puțin denși decât vaporii saturați — liniile de aspirație se dimensionează în funcție de densitatea mai mică.
Capacitatea de compresie instalată, pentru comparație cu sarcina vaporizatoarelor conectate. Introduceți puterea compresorului pentru a obține puterea termică totală.
Controlează direct dimensionarea conductei — o viteză mai mare produce conducte mai subțiri.
Conductele care nu rezistă la această presiune sunt marcate cu ⛔ și nu sunt niciodată alese automat. Valorile implicite urmează valorile de referință EN 378 uzuale (ambient 32 °C) pentru un sistem booster transcritic — presiunea de repaus a CO2 este adesea mai determinantă decât temperatura de funcționare. Ajustați-le pentru propriul sistem.
Avansat – marje și material conductă
Crește lungimea în calculul căderii de presiune — apare în coloana Δp din tabelele „Coloane principale”/„Conexiuni vaporizatoare” de mai jos, nu în dimensiunea conductei sau în cardurile de sus.
Adaugă o marjă de comandă doar la lista de materiale și planul de izolație (resturi, greșeli) — altceva decât „Lungime suplimentară pentru fitinguri” de mai sus, fără efect asupra dimensiunii conductei sau Δp.
Aliaj de cupru de mare rezistență pentru CO2, 120 bar. Alegere standard pentru sisteme subcritice și transcritice. Fabricat doar de la 3/8″ la 2-1/8″ — dimensiunile mai mari necesită alt material.
Ce presiune suportă fiecare diametru: vedeți tabelul de la sfârșitul paginii ↓
Conductele mai mici decât acest prag nu vor fi niciodată selectate automat.
Selectați specificația de izolație (grosime/culoare) pe coloană pentru lista de materiale.

Vaporizatoare

Nume Circuit kW
Un branșament are o singură linie (lichid, MT sau LT). Un branșament MT/LT poate fi transformat într-un vaporizator prin atribuirea unei sarcini în kW.
[ Annonsering / Advertisement ]

Proiect

.html
Fișier
Partajează și printează
Încă nesalvat.

Fișierul este un fișier link: faceți dublu clic pe el pentru a deschide proiectul în browser sau selectați-l cu Deschidere. Fișierele .json mai vechi pot fi deschise în continuare. La fel ca fișierul de proiect, acesta conține toate datele proiectului – partajați-l numai cu persoanele care au permisiunea să le vadă.

Opțiuni · Unități

Modifică doar modul în care valorile sunt afișate și introduse — toate calculele continuă să ruleze la fel ca înainte.

Schema de flux

Aspirație MT Lichid Aspirație LT Racordat la o altă conductă
100% 100%
Trageți liber un vaporizator pentru a-l poziționa. Faceți clic pe orice segment de conductă pentru a-i seta lungimea sau a modifica manual dimensiunea.
Faceți clic aici, apoi pe un tronson de conductă, pentru a plasa un contor de putere.
— m Dim.:
[ Annonsering / Advertisement ]

Lista de materiale

Lungimile includ marja de deșeu de mai sus, dar nu adaosul pentru fitinguri (care afectează doar Δp).

Plan de izolație

Tipul de izolație pe coloană se alege în secțiunea „Avansat” din Date de sistem.

Conexiuni pe vaporizator

„Putere proprie” este valoarea proprie în kW a vaporizatorului. „Putere în conductă” este debitul cumulat prin acea conductă specifică — mai mare dacă alte vaporizatoare/conducte sunt racordate la ea. Nu însumați niciodată coloanele „Putere în conductă” pentru un total general; folosiți „Putere proprie”.

Coloane principale

Afișare calcul

Calcul per conductă

ConductăDebit masic [kg/s]Densitate [kg/m³]Diametru interior [mm]Viteză [m/s]RefLungime (inclusiv adaos) [m]Δp [kPa]Δp pe metru [Pa/m]Tip conductă, PS
#1 1/2" · Lichid: Agregat frigorific → Cameră frigorifică 10,1043972,411,21,09103.0000,01856 (+1,8)7,44954K65 · PS 60 bar
#2 1/2" · Lichid: Cameră frigorifică 1 → Congelator 10,07272972,411,20,75971.9000,01986 (+1,8)3,87496K65 · PS 60 bar
#3 3/8" · Lichid: Congelator 1 → Cameră frigorifică 20,05316972,48,40,98670.1000,02016 (+1,8)8,841.130K65 · PS 60 bar
#4 3/8" · Lichid: Cameră frigorifică 2 → Congelator 20,02948972,48,40,54738.9000,02266 (+1,8)3,06392K65 · PS 60 bar
#5 3/8" · Lichid: Congelator 2 → Vitrină MT0,01579972,48,40,29320.8000,0266 (+1,8)1,01129K65 · PS 60 bar
#6 1/2" · Aspirație MT: Agregat frigorific → Cameră frigorifică 10,0710370,2611,210,3584.0000,01466 (+1,8)37,74.830K65 · PS 52 bar
#7 3/8" · Aspirație MT: Cameră frigorifică 1 → Cameră frigorifică 20,0394670,268,410,1433.0000,01556 (+1,8)526.670K65 · PS 52 bar
#8 3/8" · Aspirație MT: Cameră frigorifică 2 → Vitrină MT0,0157970,268,44,05173.0000,01736 (+1,8)9,291.190K65 · PS 52 bar
#9 1/2" · Aspirație LT: Agregat frigorific → Congelator 10,0332632,811,210,3310.0000,01576 (+1,8)192.430K65 · PS 30 bar
#10 3/8" · Aspirație LT: Congelator 1 → Congelator 20,0136932,88,47,53170.0000,01746 (+1,8)151.920K65 · PS 30 bar
#11 3/8" · Linie către Cameră frigorifică 1 · Lichid0,03157972,48,40,58641.6000,02235 (+1,5)2,88443K65 · PS 60 bar
#12 3/8" · Linie către Cameră frigorifică 1 · Aspirație MT0,0315770,268,48,11346.0000,01595 (+1,5)28,44.370K65 · PS 52 bar
#13 3/8" · Linie către Cameră frigorifică 2 · Lichid0,02368972,48,40,43931.2000,02375 (+1,5)1,72265K65 · PS 60 bar
#14 3/8" · Linie către Cameră frigorifică 2 · Aspirație MT0,0236870,268,46,08260.0000,01645 (+1,5)16,52.540K65 · PS 52 bar
#15 3/8" · Linie către Vitrină MT · Lichid0,01579972,48,40,29320.8000,0265 (+1,5)0,84129K65 · PS 60 bar
#16 3/8" · Linie către Vitrină MT · Aspirație MT0,0157970,268,44,05173.0000,01735 (+1,5)7,741.190K65 · PS 52 bar
#17 3/8" · Linie către Congelator 1 · Lichid0,01956972,48,40,36325.8000,02475 (+1,5)1,23189K65 · PS 60 bar
#18 3/8" · Linie către Congelator 1 · Aspirație LT0,0195632,88,410,8243.0000,01655 (+1,5)24,33.740K65 · PS 30 bar
#19 3/8" · Linie către Congelator 2 · Lichid0,01369972,48,40,25418.1000,02695 (+1,5)0,654101K65 · PS 60 bar
#20 3/8" · Linie către Congelator 2 · Aspirație LT0,0136932,88,47,53170.0000,01745 (+1,5)12,51.920K65 · PS 30 bar

Baza de calcul

Metodă
Fiecare conductă este dimensionată pentru cea mai mică dimensiune care menține viteza la sau sub valoarea țintă și este certificată pentru PS-ul său; căderea de presiune este calculată cu ecuația Darcy–Weisbach.
Ecuații
  • 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 %)
Factor de frecare
Swamee–Jain (explicit form of Colebrook–White)
Date despre fluid
CoolProp, Span–Wagner EOS (R744) 8.0.0
Standarde
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)
Observații
  • Debit masic calculat pe baza capacității frigorifice și a diferenței de entalpie dintre vaporii saturați la temperatura de evaporare și lichid la temperatura lichidului; linii de aspirație cu supraîncălzirea specificată.
  • Diferențele de înălțime statică și căderea de presiune a supapelor și fitingurilor dincolo de adaos nu sunt incluse.

Presiune admisibilă pe diametru

Presiunea admisibilă (bar) pentru fiecare diametru și tip de țeavă, cu grosimea peretelui. Verde: ajunge pentru presiunea de proiectare a tuturor celor trei colectoare (aspirație MT 52, aspirație LT 30, lichid 60 bar). Galben: ajunge doar pentru colectoarele din celulă. Roșu ⛔: nu ajunge pentru niciunul. –: tipul de țeavă nu se fabrică în acel diametru.
DimensiuneCupru standard (Cu-DHP) Cupru ranforsat (Cu-DHP) Cupru K65 (CuFe2P)
tipul de țeavă ales
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		–

Cupru standard (Cu-DHP): Țeavă frigorifică obișnuită (ACR). Doar cele mai mici dimensiuni rezistă presiunii CO2 — vezi marcajul ⛔ față de presiunea de proiectare.

Cupru ranforsat (Cu-DHP): Același material, dar cu perete cu circa 25% mai gros, pentru o presiune admisibilă mai mare decât cuprul standard.

Cupru K65 (CuFe2P): Aliaj de cupru de mare rezistență pentru CO2, 120 bar. Alegere standard pentru sisteme subcritice și transcritice. Fabricat doar de la 3/8″ la 2-1/8″ — dimensiunile mai mari necesită alt material.

Sursă și metodă: cupru standard și ranforsat după formula pereților subțiri P = 2·S·t/D cu S = 41 MPa (6.000 psi), tensiunea admisibilă a țevii de cupru recoapte până la 38 °C. Lipirea tare recoace țeava la fiecare îmbinare, deci o instalație lipită se calculează cu valoarea pentru cupru recopt (Copper Tube Handbook, ASME B31.5); valoarea țevii trase dur, circa 69 MPa, este valabilă doar pentru îmbinări cu mandrinare sau cu compresiune. K65: 120 bar indicați de producător (Wieland) pentru aliajul CuFe2P conform EN 14276, 3/8″–2-1/8″. Verificați întotdeauna cu datele furnizorului înainte de montaj.

Alte țări

Presiunile admisibile de mai sus urmează practica europeană (EN 378, EN 14276, EN 13480-3; pereții țevilor de cupru conform ASTM B280/B88). Pe alte piețe, conductele de agent frigorific se dimensionează și se aprobă după standardele de mai jos. Acest calculator nu a fost verificat față de ele – folosiți standardul aplicabil acolo unde se montează instalația.

SUA

  • ASME B31.5 – Refrigeration Piping and Heat Transfer Components: proiectarea conductelor, presiunea de proiectare și presiunea de încercare
  • ANSI/ASHRAE Standard 15 – Safety Standard for Refrigeration Systems: cerințe de securitate pentru instalații frigorifice
  • ASTM B280 – Seamless Copper Tube for Air Conditioning and Refrigeration Field Service: țeavă de cupru

Canada

  • CSA B52:23 – Mechanical refrigeration code: standard pentru instalații frigorifice; face referire la ASME B31.5 pentru conducte

Australia și Noua Zeelandă

  • AS/NZS 5149 – Refrigerating systems and heat pumps — Safety and environmental requirements: cerințe de securitate pentru instalații frigorifice
  • AS 4041 – Pressure piping: proiectarea conductelor, presiunea de proiectare și presiunea de încercare
  • AS/NZS 1571 – Copper — Seamless tubes for air-conditioning and refrigeration: țeavă de cupru

Dimensionarea conductelor de CO2 – întrebări frecvente

Cum se dimensionează conductele de CO2 (R744)?

Calculatorul determină debitul masic din puterea frigorifică a fiecărui vaporizator și din proprietățile CO2 la temperatura de vaporizare și de lichid, apoi alege cel mai mic diametru la care viteza rămâne sub valoarea țintă. Căderea de presiune se calculează cu Darcy–Weisbach și se afișează și ca scădere echivalentă de temperatură (K).

Calculați cu instrumentul de mai sus ↑CO2 (R744): dimensionarea țevilor de oțel →

Ce viteză se folosește în conducta de aspirație și de lichid pentru CO2?

Valorile implicite sunt 12 m/s în aspirația MT și LT și 1,2 m/s în conducta de lichid. O viteză mai mare dă țevi mai mici, dar cădere de presiune mai mare, iar coloanele ascendente de aspirație au nevoie de viteză suficientă pentru returul uleiului la compresoare. Toate valorile pot fi modificate.

Calculați cu instrumentul de mai sus ↑

De ce țeavă de cupru K65 pentru CO2?

Instalațiile cu CO2 lucrează la presiuni mult mai mari decât cele cu HFC. K65 (aliaj CuFe2P, EN 14276) este dat pentru 120 bar între 3/8" și 2-1/8" și este ales implicit. Cuprul ACR obișnuit are o presiune admisibilă mult mai mică la diametrele mari; un diametru care nu rezistă la presiunea de proiectare introdusă este marcat ⛔ și nu este ales niciodată automat.

Calculați cu instrumentul de mai sus ↑CO2 (R744): dimensionarea țevilor de oțel →

Ce presiune maximă admisibilă (PS) trebuie introdusă?

Valorile implicite – 52 bar aspirație MT, 30 bar aspirație LT și 60 bar lichid – sunt valori de pornire uzuale pentru un sistem booster transcritic cu CO2 conform EN 378-2. Folosiți întotdeauna PS-ul propriei instalații conform EN 378 și Directivei PED.

Calculați cu instrumentul de mai sus ↑Supapă de siguranță și conductă de descărcare (EN 13136 / EN ISO 24664) →

Funcționează pentru sisteme booster transcritice cu CO2?

Da. Pe partea de joasă presiune dimensionează aspirația MT, aspirația LT și conducta de lichid de la recipient la vaporizatoare, unde CO2 este subcritic (−50 până la +10 °C). Bifați „Conductă la răcitorul de gaz” pentru a dimensiona și partea de înaltă presiune: refularea la răcitorul de gaz și conducta de retur de la acesta (75–140 bar, date CO2 din CoolProp). Presiunile admisibile sunt calculate la temperatura camerei, așa că verificați presiunea admisibilă a refulării la temperatura ei reală.

Calculați cu instrumentul de mai sus ↑

Calculatorul este gratuit și ce obțin?

Este gratuit și nu necesită cont. Obțineți diametrul, viteza și căderea de presiune pentru fiecare tronson, lista de materiale pe diametre, izolația și o schemă a instalației care se tipărește pe A4–A1 și se salvează ca fișier de proiect.

Calculați cu instrumentul de mai sus ↑

Ipoteze: Lichid saturat pe linia de lichid, CO2 subcritic (R744) între −50 și +10 °C. Dimensiunile conductelor sunt dimensiuni nominale ACR în țoli. Verificați grosimea peretelui și presiunea de proiectare conform EN 378/PED înainte de montaj. Debitul masic se bazează pe efectul frigorific net, h_g la temperatura de vaporizare minus h_f la temperatura lichidului, deci gazul flash din destindere este inclus. Entalpia supraîncălzirii și supraalimentarea cu pompă nu sunt luate în calcul.

Declinarea răspunderii: Acest instrument nu garantează rezultate corecte. Verificați întotdeauna manual grosimea peretelui, clasa de presiune și alte valori înainte de montaj.

Ajutor – cum folosiți calculatorul

Calculatorul dimensionează conductele unui sistem frigorific cu CO2 (R744): aspirație MT, aspirație LT și lichid. Introduceți datele de sistem, construiți instalația în schema de flux și citiți dimensiunile conductelor, căderile de presiune și lista de materiale. Puterea fiecărui vaporizator determină debitul în fiecare tronson, iar conductele sunt alese astfel încât viteza să nu depășească viteza țintă.

1. Date de sistem

  • Introduceți temperatura de vaporizare pentru MT și LT, temperatura liniei de lichid și supraîncălzirea pentru MT și LT (supraîncălzirea influențează dimensionarea liniilor de aspirație).
  • Setați o viteză țintă separată pentru aspirația MT, aspirația LT și lichid. O viteză țintă mai mare dă conducte mai subțiri; una mai mică dă conducte mai groase și o cădere de presiune mai mică.
  • Puterea instalată a agregatului și puterea compresorului sunt opționale. Servesc la comparația cu sarcina vaporizatoarelor și la afișarea puterii termice totale.
  • La „Avansat – marje și material conductă”: lungime suplimentară pentru fitinguri (influențează doar căderea de presiune, nu dimensiunea conductei), tipul conductei, dimensiunea minimă permisă și izolația pe coloană (folosită în lista de materiale).
  • Tipul de conductă și presiunea de proiectare stabilesc împreună ce dimensiuni sunt permise — ⛔ în tabele înseamnă că acea dimensiune nu rezistă la presiunea introdusă.
  • Bifați „Conductă la răcitorul de gaz” pentru a dimensiona și refularea: introduceți înalta presiune, temperatura de refulare, temperatura la ieșirea răcitorului, viteza țintă și PS-ul părții de înaltă presiune. Conducta este desenată deasupra agregatului frigorific.

2. Vaporizatoare și branșamente

  • Adăugați un vaporizator cu „+ Adaugă vaporizator” și introduceți numele, circuitul (MT/LT) și puterea. Cu ▲ ▼ schimbați ordinea, iar × elimină un rând.
  • Un branșament este o singură linie (lichid, MT sau LT) la care pot fi racordate alte vaporizatoare. Dați o putere unui branșament MT/LT dacă trebuie să devină vaporizator.

3. Schema de flux

  • Trageți un vaporizator pentru a-l muta. Faceți clic pe nume pentru a-l redenumi și pe putere pentru a o modifica. Faceți clic pe [MT]/[LT] pentru a schimba circuitul (posibil doar dacă linia de aspirație a vaporizatorului ajunge direct la coloană).
  • Faceți clic pe o conductă pentru a seta lungimea, a bloca lungimea sau a alege manual dimensiunea. Simbolul ✎ din tabele arată că dimensiunea a fost aleasă manual.
  • În aceeași casetă alegeți tipul de țeavă doar pentru acea conductă, de ex. cupru standard la țevile mici și K65 în rest. Fiecare diametru arată presiunea admisibilă (bar) în acel tip de țeavă; ⛔ înseamnă că nu rezistă la presiunea de proiectare (PS) a colectorului.
  • Faceți clic dreapta pe o conductă pentru a adăuga în acel loc un vaporizator sau un branșament.
  • Mânerul rotund de la linia unui vaporizator poate fi tras și lăsat pe linia de același fel a altui vaporizator pentru a vă racorda acolo, sau pe un spațiu liber pentru a vă racorda direct la coloană. Pătratele mici se trag de-a lungul marginii vaporizatorului pentru a schimba locul pe unde intră linia.
  • Selectați un vaporizator sau o conductă și apăsați Delete pentru a-l elimina. Anulați cu „Anulează” sau Ctrl/Cmd+Z.

4. Navigarea în desen

  • Trageți fundalul pentru a deplasa vederea. Măriți cu butoanele, cu Ctrl/Cmd + rotița mouse-ului sau prin ciupire pe touchpad. A− și A+ schimbă dimensiunea textului din desen.
  • ”Tipărește schema” tipărește diagrama fluxului împreună cu un rezumat.
  • Bifați „Forțează coturi la 90°” pentru ca toate conductele să fie trasate în unghi drept; debifați pentru a le conecta și muta liber.
  • Bifați „Forțează linii paralele” pentru ca țevile care pleacă direct dintr-o conductă principală să se ramifice în dreptul racordului vaporizatorului și să formeze o linie dreaptă, fără cot. Derivația se mută odată cu vaporizatorul sau cu racordul acestuia.

5. Contor de putere

  • Faceți clic pe „Adaugă contor de putere” și apoi pe o conductă. Contorul arată câți kW circulă de fiecare parte a punctului.
  • Trageți punctul pentru a măsura în alt loc, trageți caseta pentru a muta citirea și faceți clic pe × pentru a elimina contorul.

6. Citirea rezultatelor

  • Cardurile de sus arată puterea frigorifică totală, debitul masic total și dimensiunea celor trei coloane principale.
  • Tabelele arată pentru fiecare vaporizator și tronson puterea, dimensiunea aleasă, viteza și căderea de presiune (Δp). Programul alege cea mai mică dimensiune care respectă viteza țintă.
  • ⚠ înseamnă că debitul necesită o conductă mai mare decât cea mai mare dimensiune din tabel. 🚩 înseamnă că două conducte sau vaporizatoare au același nume.
  • Lista de materiale și lista de izolație adună lungimile conductelor pe dimensiuni, fără adaos pentru fitinguri. Folosiți-le ca bază pentru comandă.

7. Salvare și deschidere

  • „Salvează” și „Salvează ca…” salvează întreaga instalație într-un fișier, iar „Deschide proiect” îl încarcă din nou.
  • În Chrome și Edge, „Salvează” și salvarea automată scriu în fișierul ales cu Salvează ca sau Deschide. Alte browsere descarcă un fișier nou cu „Salvează”, iar salvarea automată păstrează proiectul în browser.

8. Unități

  • La „Opțiuni · Unități” alegeți separat unitatea pentru temperatură, supraîncălzire, presiune, viteză, lungime, putere și debit masic. Aceasta schimbă doar modul în care valorile sunt afișate și introduse, nu calculele.
Declinarea răspunderii: Acest instrument nu garantează rezultate corecte. Verificați întotdeauna manual grosimea peretelui, clasa de presiune și alte valori înainte de montaj.