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CO2 管道尺寸计算

三条主干管路 — MT吸气、LT吸气和液体。拖动蒸发器进行定位，将一条管路连接到另一条，点击任意管路即可设置其长度。
R744 · MT -8.0 °C · LT -32.0 °C · 26.50 kW

系统数据

各回路的蒸发温度以及储液器的温度。 液体温度还决定闪发气体的比例，从而影响质量流量。
蒸发器出口处的有效过热度。实际蒸汽密度低于饱和蒸汽 — 吸气管路需按较低密度进行尺寸设计。
已安装的压缩机容量，用于与所连接的蒸发器负荷进行比较。输入压缩机功率以获得总排热量。
直接控制管道尺寸 — 流速越高，管径越细。
达不到该压力的管道会标记 ⛔，系统绝不会自动选用。默认值参照跨临界增压系统常用的 EN 378 参考值（环境温度 32°C）——CO2 的停机压力往往比运行温度更决定设计压力。请根据你自己的系统调整。
高级设置 – 裕量与管材
增加压降计算中使用的长度——体现在下方“主干管路”/“蒸发器支路连接”表格的 Δp 列中，不会体现在管径或上方的卡片里。
仅为材料清单和保温清单的订购数量增加余量（下脚料、失误）——与上面的“管件附加长度”是两回事，不影响管径或 Δp。
为 CO2 研制的高强度铜合金管，120 bar。亚临界和跨临界系统的标准选择。仅生产 3/8″ 至 2-1/8″ 规格——更大规格需使用其他管材。
各规格能承受多大压力：见页面底部的表格 ↓
系统永远不会自动选择小于此阈值的管道。
为材料清单选择各主干管路的保温规格（厚度/颜色）。

蒸发器

名称 回路 kW
支管只有一条管路（液体、MT或LT）。通过为MT/LT支管指定kW负荷，可将其转换为蒸发器。
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项目

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选项 · 单位

仅更改数值的显示和输入方式 — 所有计算仍在后台照常运行。

流程图

MT吸气 液体 LT吸气 从其他管路接出
100% 100%
自由拖动蒸发器进行定位。点击任意管段可设置其长度或手动更改管径。
先点击此处，再点击管路即可放置功率计。
— m 管径：
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材料清单

长度已计入上方的损耗余量，但不含管件附加量（后者只影响 Δp）。

保温清单

各主干管路的保温类型可在系统数据的“高级设置”中选择。

各蒸发器支路连接

“自身负荷”是该蒸发器自身的kW值。“管内负荷”是流经该特定管路的累计流量——如果有其他蒸发器/管路接入其中，该值会更大。切勿将“管内负荷”列相加得出总计；请使用“自身负荷”。

主干管路

显示计算过程

按管道计算

管道质量流量 [kg/s]密度 [kg/m³]内径 [mm]流速 [m/s]Ref长度（含附加长度） [m]Δp [kPa]每米 Δp [Pa/m]管型，PS
#1 1/2" · 液体: 制冷机组 → 冷藏间10.1043972.411.21.09103,0000.01856 (+1.8)7.44954K65 · PS 60 bar
#2 1/2" · 液体: 冷藏间1 → 冷冻柜10.07272972.411.20.75971,9000.01986 (+1.8)3.87496K65 · PS 60 bar
#3 3/8" · 液体: 冷冻柜1 → 冷藏间20.05316972.48.40.98670,1000.02016 (+1.8)8.841,130K65 · PS 60 bar
#4 3/8" · 液体: 冷藏间2 → 冷冻柜20.02948972.48.40.54738,9000.02266 (+1.8)3.06392K65 · PS 60 bar
#5 3/8" · 液体: 冷冻柜2 → MT展示柜0.01579972.48.40.29320,8000.0266 (+1.8)1.01129K65 · PS 60 bar
#6 1/2" · MT吸气: 制冷机组 → 冷藏间10.0710370.2611.210.3584,0000.01466 (+1.8)37.74,830K65 · PS 52 bar
#7 3/8" · MT吸气: 冷藏间1 → 冷藏间20.0394670.268.410.1433,0000.01556 (+1.8)526,670K65 · PS 52 bar
#8 3/8" · MT吸气: 冷藏间2 → MT展示柜0.0157970.268.44.05173,0000.01736 (+1.8)9.291,190K65 · PS 52 bar
#9 1/2" · LT吸气: 制冷机组 → 冷冻柜10.0332632.811.210.3310,0000.01576 (+1.8)192,430K65 · PS 30 bar
#10 3/8" · LT吸气: 冷冻柜1 → 冷冻柜20.0136932.88.47.53170,0000.01746 (+1.8)151,920K65 · PS 30 bar
#11 3/8" · 至 冷藏间1 · 液体0.03157972.48.40.58641,6000.02235 (+1.5)2.88443K65 · PS 60 bar
#12 3/8" · 至 冷藏间1 · MT吸气0.0315770.268.48.11346,0000.01595 (+1.5)28.44,370K65 · PS 52 bar
#13 3/8" · 至 冷藏间2 · 液体0.02368972.48.40.43931,2000.02375 (+1.5)1.72265K65 · PS 60 bar
#14 3/8" · 至 冷藏间2 · MT吸气0.0236870.268.46.08260,0000.01645 (+1.5)16.52,540K65 · PS 52 bar
#15 3/8" · 至 MT展示柜 · 液体0.01579972.48.40.29320,8000.0265 (+1.5)0.84129K65 · PS 60 bar
#16 3/8" · 至 MT展示柜 · MT吸气0.0157970.268.44.05173,0000.01735 (+1.5)7.741,190K65 · PS 52 bar
#17 3/8" · 至 冷冻柜1 · 液体0.01956972.48.40.36325,8000.02475 (+1.5)1.23189K65 · PS 60 bar
#18 3/8" · 至 冷冻柜1 · LT吸气0.0195632.88.410.8243,0000.01655 (+1.5)24.33,740K65 · PS 30 bar
#19 3/8" · 至 冷冻柜2 · 液体0.01369972.48.40.25418,1000.02695 (+1.5)0.654101K65 · PS 60 bar
#20 3/8" · 至 冷冻柜2 · LT吸气0.0136932.88.47.53170,0000.01745 (+1.5)12.51,920K65 · PS 30 bar

计算基础

方法
每根管道均按能使流速保持在目标值或以下且符合 PS 要求的最小管径进行尺寸设计；压降采用 Darcy–Weisbach 公式计算。
方程式
  • 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 %)
摩擦系数
Swamee–Jain (explicit form of Colebrook–White)
流体数据
CoolProp, Span–Wagner EOS (R744) 8.0.0
标准
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)
备注
  • 质量流量根据制冷量以及蒸发温度下的饱和蒸气与液体温度下的液体之间的焓差计算；吸气管按给定过热度计算。
  • 不包含静态高度差以及超出附加长度的阀门和管件的压降。

各规格额定压力

每种规格和管材的许用压力（bar）及壁厚。绿色：满足全部三条主管的设计压力（MT吸气 52、LT吸气 30、液管 60 bar）。黄色：只满足格中列出的主管。红色 ⛔：都不满足。–：该管材不生产此规格。
管径标准铜管 (Cu-DHP) 加强型铜管 (Cu-DHP) K65铜管 (CuFe2P)
所选管材
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		–

标准铜管 (Cu-DHP): 常见制冷铜管（ACR）。只有最小的几种规格能承受 CO2 的压力——请对照你输入的设计压力查看 ⛔ 标记。

加强型铜管 (Cu-DHP): 材质相同，但壁厚约厚 25%，比标准铜管可承受更高压力。

K65铜管 (CuFe2P): 为 CO2 研制的高强度铜合金管，120 bar。亚临界和跨临界系统的标准选择。仅生产 3/8″ 至 2-1/8″ 规格——更大规格需使用其他管材。

来源和方法：标准铜管和加强型铜管按薄壁公式 P = 2·S·t/D 计算，S = 41 MPa（6000 psi），为退火铜管在 38 °C 以下的许用应力。钎焊会使每个接头处的铜管退火，因此钎焊系统按退火值计算（Copper Tube Handbook、ASME B31.5）；硬拉铜管的约 69 MPa 只适用于扩口或卡套连接。K65：制造商（Wieland）按 EN 14276 给出的 CuFe2P 合金 120 bar，3/8″–2-1/8″。安装前请务必核对供应商数据。

其他国家

上述额定压力遵循欧洲做法（EN 378、EN 14276、EN 13480-3；铜管壁厚按ASTM B280/B88）。在其他市场，制冷剂管道按下列标准设计和认可。本计算器未按这些标准核对 – 请使用系统安装地适用的标准。

美国

  • ASME B31.5 – Refrigeration Piping and Heat Transfer Components: 管道设计、设计压力和试验压力
  • ANSI/ASHRAE Standard 15 – Safety Standard for Refrigeration Systems: 制冷系统安全要求
  • ASTM B280 – Seamless Copper Tube for Air Conditioning and Refrigeration Field Service: 铜管

加拿大

  • CSA B52:23 – Mechanical refrigeration code: 制冷规范；管道参考 ASME B31.5

澳大利亚和新西兰

  • AS/NZS 5149 – Refrigerating systems and heat pumps — Safety and environmental requirements: 制冷系统安全要求
  • AS 4041 – Pressure piping: 管道设计、设计压力和试验压力
  • AS/NZS 1571 – Copper — Seamless tubes for air-conditioning and refrigeration: 铜管

CO2管道尺寸计算 – 常见问题

如何计算CO2（R744）制冷管道的管径？

计算器根据每台蒸发器的制冷量以及CO2在蒸发温度和液体温度下的物性求出质量流量，然后选出使流速低于目标值的最小管径。压降按Darcy–Weisbach公式计算，并同时显示为相应的温降（K）。

在上方工具中计算 ↑CO2 (R744) 管径计算 – 钢管 →

CO2吸气管和液管应取多大流速？

默认值为MT和LT吸气管12 m/s、液管1.2 m/s。流速越高管径越小，但压降越大；上升吸气立管需要足够流速才能把润滑油带回压缩机。所有数值均可修改。

在上方工具中计算 ↑

CO2系统为什么用K65铜管？

CO2系统的工作压力远高于HFC系统。K65（CuFe2P合金，EN 14276）在3/8"至2-1/8"规格下额定压力为120 bar，本工具默认采用。普通ACR铜管在大规格下的许用压力低得多；无法承受所输入设计压力的规格会标记⛔，且绝不会被自动选用。

在上方工具中计算 ↑CO2 (R744) 管径计算 – 钢管 →

应输入多大的设计压力（PS）？

默认值为MT吸气52 bar、LT吸气30 bar、液管60 bar，是依据EN 378-2的跨临界CO2增压系统常用初始值。请始终按EN 378和PED使用您自己系统的PS。

在上方工具中计算 ↑安全阀与排气管 (EN 13136 / EN ISO 24664) →

适用于跨临界CO2增压系统吗？

适用。低压侧计算MT吸气、LT吸气以及从储液器到蒸发器的液管，这些部位CO2处于亚临界状态（−50至+10 °C）。勾选“到气体冷却器的管路”后，还会计算高压侧：至气体冷却器的排气管和从气体冷却器返回的回流管（75–140 bar，CO2物性取自CoolProp）。额定压力按室温计算，请按排气管的实际温度核对其额定压力。

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计算器免费吗？能得到什么？

完全免费，无需登录。您将得到每段管道的管径、流速和压降、按规格汇总的材料清单、保温，以及可在A4至A1纸上打印并可保存为项目文件的系统流程图。

在上方工具中计算 ↑

前提条件： 液体管路中为饱和液体，亚临界CO2 (R744)温度范围为−50至+10°C。管径为ACR英寸标称尺寸。安装前请根据EN 378/PED核实壁厚和设计压力。 质量流量基于净制冷效应：蒸发温度下的 h_g 减去液体温度下的 h_f，因此已包含膨胀产生的闪发气体。过热焓和泵供液过量不计入。

免责声明： 本工具不保证结果正确。安装前请始终手动核实管壁厚度、压力等级及其他数值。

帮助 – 如何使用计算器

本计算器用于计算CO2制冷系统(R744)的管道尺寸：MT吸气、LT吸气和液体管路。填写系统数据，在流程图中搭建系统，即可查看管径、压降和材料清单。每台蒸发器的负荷决定各管段的流量，程序选取的管径会使流速不超过目标流速。

1. 系统数据

  • 输入MT和LT的蒸发温度、液体管路温度，以及MT和LT的过热度（过热度会影响吸气管路的尺寸设计）。
  • 为MT吸气、LT吸气和液体分别设置目标流速。目标流速越高，管径越细；越低则管径越粗、压降越小。
  • 机组安装功率和压缩机功率为选填项，用于与蒸发器负荷对比并显示总排热量。
  • 在“高级设置 – 裕量与管材”中：管件附加长度（只影响压降，不影响管径）、管材类型、最小允许管径，以及各主干管路的保温（用于材料清单）。
  • 管材类型与设计压力共同决定允许使用哪些规格——表格中的 ⛔ 表示该规格无法承受你输入的压力。
  • 勾选“到气体冷却器的管路”即可同时计算排气管：填写高压、排气温度、气体冷却器出口温度、目标流速和高压侧 PS。该管画在制冷机组上方。

2. 蒸发器与支管

  • 点击“+ 添加蒸发器”添加蒸发器，并输入名称、回路(MT/LT)和负荷。▲ ▼ 用于调整顺序，× 用于删除一行。
  • 支管是单独的一条管路（液体、MT或LT），其他蒸发器可以接入其上。如果要让MT/LT支管成为蒸发器，请为其指定负荷。

3. 流程图

  • 拖动蒸发器可移动它。点击名称可重命名，点击负荷数值可修改。点击[MT]/[LT]可切换回路（仅当蒸发器的吸气管路直接接到主干管时才可切换）。
  • 点击管路可设置长度、锁定长度或手动选择管径。表格中的 ✎ 表示该管径为手动选择。
  • 在同一框中可只为这段管路选择管材类型，例如小管用普通铜管，其余用K65。每个管径都会显示该管材类型下的额定压力（bar），⛔ 表示其承受不了该主管的设计压力（PS）。
  • 在管路上点击右键，可在该位置添加蒸发器或支管。
  • 蒸发器管路上的圆形把手可以拖放到另一台蒸发器的同类管路上以接入其中，或拖放到空白处直接接到主干管。小方块沿蒸发器边缘拖动，可改变管路进入蒸发器的位置。
  • 选中蒸发器或管路后按 Delete 可将其删除。可用“撤销”或 Ctrl/Cmd+Z 撤销。

4. 在图纸中导航

  • 拖动背景可平移视图。可用按钮缩放，也可用 Ctrl/Cmd + 鼠标滚轮，或在触控板上双指捏合。A− 和 A+ 用于调整图中文字大小。
  • “打印图纸” 打印流程图及摘要。
  • 勾选“强制90°弯头”可让所有管道以直角走线；取消勾选后可自由连接和拖动管道。
  • 勾选“强制平行管线”后，直接从主管引出的管道会在正对蒸发器接口的位置接入，成为一条无弯头的直线。移动蒸发器或其接口时，主管上的接入点会随之移动。

5. 功率计

  • 点击“添加功率计”，再点击一条管路。功率计显示该点两侧各流过多少kW。
  • 拖动圆点可在其他位置测量，拖动方框可移动读数，点击 × 可删除功率计。

6. 查看结果

  • 顶部卡片显示总制冷量、总质量流量和三条主干管路的管径。
  • 表格列出每台蒸发器和每个管段的负荷、所选管径、流速和压降(Δp)。程序会选取满足目标流速的最小管径。
  • ⚠ 表示该流量所需管道大于表中最大的管径。🚩 表示有两条管路或两台蒸发器重名。
  • 材料清单和保温清单按管径汇总管长，不含管件附加量。请以此作为订购依据。

7. 保存与打开

  • “保存”和“另存为…”会将整个系统保存为文件，“打开项目”可重新载入。
  • 在 Chrome 和 Edge 中，“保存”和自动保存会写入您通过“另存为”或“打开”选择的文件。其他浏览器使用“保存”会下载一个新文件，自动保存则改为把项目保存在浏览器中。

8. 单位

  • 在“选项 · 单位”中，可分别为温度、过热度、压力、流速、长度、功率和质量流量选择单位。这只改变数值的显示和输入方式，不影响计算。
免责声明： 本工具不保证结果正确。安装前请始终手动核实管壁厚度、压力等级及其他数值。