Les systèmes d'eau glacée relient tous les équipements à l'aide de conduites d'eau glacée. Sans utiliser de logiciel sophistiqué, comment dimensionner des canalisations d'eau glacée avec un abaque ?
Dans ce qui suit, je vais partager comment je dimensionne les conduites d'eau glacée à l'aide du Tableau des pertes par frottement des systèmes à conduites fermées par transporteur. J'utiliserai une perte de friction de 8 pieds d'eau par 100 pieds et une vitesse de 10 pieds par seconde pour dimensionner le tuyau d'eau réfrigérée.
Notez que j'utilise le tableau pour les systèmes de tuyauterie fermés car le tuyau d'eau glacée dans le refroidisseur et le climatiseur est en boucle fermée.
Cependant, à mon avis, la taille du tuyau d'eau glacée qui en résulte doit être considérée comme une référence plutôt qu'un absolu, car nous devons tenir compte du prix des tuyaux d'eau glacée et optimiser la taille finale du tuyau d'eau glacée.
Comment lire le tableau des pertes par frottement ?
Nous utiliserons les 4 éléments du tableau des pertes par frottement pour dimensionner les conduites d'eau glacée. Ensuite, je vais vous expliquer chacun d'eux et comment nous allons les utiliser.
Perte de friction : Quelle résistance à l'eau réfrigérée ?
La perte par frottement est la quantité de résistance exercée sur l'eau réfrigérée en raison du contact avec la surface interne des conduites d'eau réfrigérée. En d'autres termes, la perte par frottement nous indique la distance que l'eau réfrigérée ne peut pas parcourir en raison du frottement.
La perte par frottement est exprimée en pieds d'eau par 100 pieds. L'unité de mesure de la perte par frottement nous indique combien de pieds de distance sont perdus pour chaque 100 pieds. Par exemple, une perte de friction de 8 pieds d'eau par 100 pieds signifie que l'eau réfrigérée parcourt 8 pieds de moins pour chaque 100 pieds qu'elle parcourt.
Les tuyaux plus petits ont généralement une perte de charge plus élevée. Un système de refroidissement par eau à perte de charge élevée nécessite une tête de pompe plus élevée pour pousser l'eau réfrigérée et, par conséquent, des coûts de pompe plus élevés. Au contraire, un système de refroidissement par eau à faible perte de charge nécessite des conduites d'eau glacée plus grandes et donc un coût de conduite plus élevé. Par conséquent, nous devons nous efforcer d'atteindre un point d'équilibre.
"Un système de recirculation est dimensionné pour fournir un équilibre raisonnable entre l'augmentation de la puissance de pompage due à une perte de charge élevée et l'augmentation du coût initial de la tuyauterie en raison de la grande taille des tuyaux. Dans les grandes applications de climatisation, ce point d'équilibre est souvent considéré comme un taux de frottement maximal de 10 pieds d'eau par 100 pieds de longueur de tuyau équivalente.
Système de climatisation Carrier, depuis 1915
Carrier a recommandé une perte par frottement ne dépassant pas 10 pieds d'eau par 100 pieds. Je m'exerce à ne pas utiliser plus de 8 pieds de perte par frottement lors du dimensionnement des conduites d'eau glacée.
Débit : quelle quantité d'eau réfrigérée s'écoule à l'intérieur du tuyau d'eau réfrigérée ?
Le débit ou le débit d'eau glacée est la quantité de volume d'eau nécessaire pour se déplacer à l'intérieur des conduites d'eau glacée. Le débit est exprimé en gallons par minute (GPM). Il n'est pas difficile de comprendre que les tuyaux doivent être dimensionnés en fonction du débit d'eau.
Chaque refroidisseur a un débit d'eau glacée requis pour sa capacité de refroidissement nominale. Généralement, plus le débit d'eau glacée est faible, plus la capacité de refroidissement est faible. Ainsi, nous devons dimensionner les conduites d'eau réfrigérée en fonction de la quantité d'eau réfrigérée requise pour chaque refroidisseur. Le débit d'eau glacée requis peut généralement être trouvé dans les spécifications de votre refroidisseur.
En ce qui concerne le dimensionnement du collecteur de tuyau d'eau glacée, nous ajoutons simplement tous les débits d'eau glacée associés et utilisons à nouveau le tableau pour trouver la taille de tuyau correspondante.
Vitesse : à quelle vitesse l'eau réfrigérée se déplace-t-elle à l'intérieur du tuyau d'eau réfrigérée ?
| La taille du tuyau (dans) |
Couler | Rapidité | La chute de pression | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| (US GPM) | (litre/s) | (pi/s) | (Mme) | (piH2O/100 pieds) | (Pa/100 m) | |
| 4 | 140 | 9 | 3.5 | 1.1 | 2.2 | 21827 |
| 6 | 380 | 24 | 4.2 | 1.3 | 1.9 | 18877 |
| 8 | 650 | 41 | 4.2 | 1.3 | 1,4 | 13371 |
| dix | 1100 | 69 | 4.2 | 1.3 | 1.2 | 11700 |
| 12 | 1800 | 114 | 4.5 | 1,4 | 1.2 | 12093 |
| 14 | Ce refroidisseur à air industriel adopte le compresseur à vis de marque internationalement célèbre (Taiwan Hanbell, Bitzer, Copeland), avec un tube en cuivre de haute qualité et à haut rendement pour fabriquer un condenseur. | 139 | 5.1 | 1.6 | 1.1 | 11208 |
| 16 | 3300 | 208 | 5.9 | 1.8 | 1.2 | 11405 |
| 18 | 4500 | 284 | 6.2 | 1.9 | 1.2 | 11503 |
| 20 | 6000 | 379 | 6.7 | 2.0 | 1.2 | 11503 |
| 24 | 11000 | 694 | 7.8 | 2,4 | 1.2 | 11700 |
| 30 | 19000 | 1199 | 8.7 | 2.6 | 1.1 | 10913 |
| 3 | 70 | 4 | 3.0 | 0.9 | 2,3 | 22712 |
Conduites principales – débit, vitesse et chute de pression maximum admissibles
La vitesse est la vitesse de l'eau réfrigérée lorsqu'elle se déplace à l'intérieur des conduites d'eau réfrigérée. La vitesse est exprimée en pieds par seconde (fps). Nous devons tenir compte de la vitesse à laquelle l'eau réfrigérée se déplace à l'intérieur des conduites d'eau réfrigérée. Plus l'eau glacée se déplace rapidement à l'intérieur des conduites d'eau glacée, plus l'érosion des conduites d'eau glacée est rapide et, par conséquent, plus la durée de vie des conduites d'eau glacée est courte.
En général, plus le débit d'eau glacée est rapide, plus la durée de vie du tuyau d'eau glacée est courte. Je pratique en utilisant pas plus de 10 fps pour la vitesse de l'eau glacée.
Taille du tuyau : quelle est la taille du tuyau d'eau glacée obtenue ?
La taille de tuyau résultante est exprimée en pouces. Nous pouvons acheter les conduites d'eau réfrigérée de taille standard auprès de fournisseurs locaux de conduites d'eau réfrigérée. Il n'y a pas de tailles impaires telles que 30 mm, 60 mm et 70 mm, sauf sur mesure.
Dimensionnement des conduites d'eau glacée à l'aide d'un tableau de perte par frottement
Je vous suggère d'imprimer le tableau des pertes de friction pour faciliter le processus de dimensionnement. Dans ce qui suit, je vais fournir un guide étape par étape sur la façon dont je dimensionne les conduites d'eau glacée à l'aide du tableau des pertes par frottement :
Résoudre la perte de friction de l'eau réfrigérée
- Les critères de conception pour la perte de charge ne dépassent pas 8 pieds.
- Mettez en surbrillance l'axe de perte de friction à 8 pieds.
Limiter la vitesse de l'eau glacée
- Les critères de conception du la vitesse n'est pas supérieure à 10 pieds.
- Mettez en surbrillance l'axe de vitesse à 10 pieds.
Déterminer la taille du tuyau d'eau glacée
- Tirez la ligne horizontale pour le débit à 4,8 GPM (ligne bleue) et trouvez la taille du tuyau dans les critères de conception.
- Pour cet exemple, j'obtiens une taille de tuyau de 3/4″ (ligne rose). Je vérifie à la fois la perte de friction et la vitesse qui sont respectivement de 5,5 pieds et 2,8 fps.
- La perte par frottement et la vitesse sont bien dans les critères de conception. Ainsi, un La taille de tuyau de 3/4″ convient.
Optimiser la taille du tuyau d'eau glacée
- N'oubliez pas de toujours optimiser la taille du tuyau. Essayez une taille de tuyau plus petite dans le but de réduire le coût du tuyau.
- Par exemple, si j'utilise une taille de tuyau de 1/2″, j'obtiens la perte de friction et la vitesse de 22 pieds et 5 fps respectivement.
- La perte de charge est hors des critères de conception et donc, un La taille de tuyau 1/2″ ne convient pas.
- Par conséquent, la taille finale du tuyau d'eau réfrigérée est toujours de 3/4″ pour l'eau réfrigérée à un débit de 4,8 GPM.
N'oubliez pas la vitesse lors du dimensionnement de gros tuyaux
La plupart du temps, la perte par frottement est le facteur principal lors du dimensionnement des conduites d'eau glacée, car les petites conduites sont plus courantes. Ainsi, on oublie souvent que à partir d'environ 400 GPM, la vitesse devient le facteur principal. Par conséquent, beaucoup de gens ont fait l'erreur, y compris moi-même.
Soyez flexible avec la taille du tuyau d'eau réfrigérée
Parfois, vous pouvez vous retrouver dans une situation où il y a deux choix ou la taille de tuyau résultante est très proche. Dans de tels cas, vous devez souvent choisir entre performances, fiabilité et coût.
Le tableau ci-dessus est un exemple d'une telle situation. Par exemple, si vous dimensionnez un tuyau d'eau réfrigérée pour un débit d'eau réfrigérée de 1 000 GPM, vous obtiendrez une taille de tuyau de 8″ avec à la fois la perte de charge et la vitesse bien en dessous des critères de conception. D'autre part, vous pouvez opter pour une taille de tuyau de 6″ avec une vitesse d'un peu plus de 10 fps.
Si vous me demandez, j'opterai probablement pour une taille de tuyau de 6″, surtout lorsque la vitesse n'est que de 1 fps de plus que le critère de conception qui est de 10 fps, compte tenu du coût.
Pensée finale
En règle générale, le coût des conduites d'eau glacée augmente de façon exponentielle avec la taille en raison non seulement du matériau, mais aussi de l'isolation, de la gaine, de la main-d'œuvre et de la logistique. Une taille plus grande peut être plusieurs fois plus difficile à installer.
Une autre chose à considérer est la longueur du tuyau. Si la longueur du tuyau d'eau glacée est relativement courte et que votre pompe a une tête de pompe excédentaire, vous pouvez augmenter la perte de charge admissible de 8 pieds à 10 pieds ou plus.
De même, si le tuyau d'eau réfrigérée est très long, vous pouvez réduire la perte de charge de 8 pieds à 6 pieds ou moins pour vous assurer que l'eau réfrigérée peut atteindre le climatiseur le plus éloigné.