Системы с охлажденной водой соединяют все оборудование с помощью труб с охлажденной водой. Как определить размер труб для охлажденной воды с помощью диаграммы без использования сложного программного обеспечения?
Далее я поделюсь, как я определяю размеры труб для охлажденной воды с помощью Таблица потерь на трение в закрытых трубопроводах по перевозчикам. Я буду использовать потери на трение 8 футов воды на 100 футов и скорость 10 футов в секунду для определения размера трубы с охлажденной водой.
Обратите внимание, что я использую диаграмму для закрытых систем трубопроводов, потому что трубопровод охлажденной воды в чиллере и кондиционере имеет замкнутый контур.
Однако, на мой взгляд, результирующий размер трубы для охлажденной воды следует принимать в качестве эталона, а не абсолютного значения, потому что нам необходимо учитывать цену труб для охлажденной воды и оптимизировать окончательный размер трубы для охлажденной воды.
Как читать график потерь на трение?
Мы будем использовать все 4 элемента на диаграмме потерь на трение для определения размеров труб для охлажденной воды. Далее я объясню каждый из них и то, как мы собираемся их использовать.
Потери на трение: какое сопротивление охлажденной воде?
Потери на трение представляют собой величину сопротивления, оказываемого охлажденной воде из-за контакта с внутренней поверхностью труб для охлажденной воды. Другими словами, потери на трение говорят нам, какое расстояние охлажденная вода не может пройти из-за трения.
Потери на трение выражаются в футах водяного столба на 100 футов. Единица измерения потерь на трение говорит нам, сколько футов расстояния теряется на каждые 100 футов. Например, потеря на трение 8 футов воды на 100 футов означает, что охлажденная вода проходит на 8 футов меньше на каждые 100 футов, которые она проходит.
Трубы меньшего размера обычно имеют более высокие потери на трение. Система водяного охлаждения с высокими потерями на трение требует более высокого напора насоса для подачи охлажденной воды и, следовательно, более высоких затрат на насос. И наоборот, система водяного охлаждения с низкими потерями на трение требует более крупных труб для охлажденной воды и, следовательно, более высокой стоимости труб. Поэтому нужно стремиться к точке равновесия.
«Система рециркуляции рассчитана таким образом, чтобы обеспечить разумный баланс между увеличенной мощностью насоса из-за высоких потерь на трение и увеличением себестоимости трубопровода из-за больших размеров труб. В крупных системах кондиционирования воздуха эта точка баланса часто принимается как максимальная скорость трения 10 футов воды на 100 футов эквивалентной длины трубы».
Система кондиционирования воздуха Carrier, с 1915 года
Компания Carrier рекомендовала потери на трение не более 10 футов воды на 100 футов. Я использую потери на трение не более 8 футов при определении размеров труб для охлажденной воды.
Расход: сколько охлажденной воды протекает по трубе охлажденной воды?
Расход или расход охлажденной воды — это объем воды, необходимый для прохождения внутри труб охлажденной воды. Расход выражается в галлонах в минуту (GPM). Нетрудно понять, что размеры труб должны быть рассчитаны в зависимости от расхода воды.
Каждый чиллер имеет требуемый расход охлажденной воды для его номинальной холодопроизводительности. Как правило, чем ниже скорость потока охлажденной воды, тем ниже холодопроизводительность. Таким образом, нам необходимо определить размеры труб для охлажденной воды в зависимости от количества охлажденной воды, необходимого для каждого чиллера. Требуемый расход охлажденной воды обычно можно найти в спецификации вашего чиллера.
Когда дело доходит до размеров коллектора трубы охлажденной воды, мы просто добавляем все соответствующие скорости потока охлажденной воды и снова используем таблицу, чтобы найти соответствующий размер трубы.
Скорость: как быстро охлажденная вода движется внутри трубы охлажденной воды?
| Размер трубы (в) |
Поток | Скорость | Падение давления | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| (галлон США в минуту) | (литр/с) | (фут/с) | (РС) | (футыН2О/100 футов) | (Па/100 м) | |
| 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 |
| 10 | 1100 | 69 | 4.2 | 1,3 | 1,2 | 11700 |
| 12 | 1800 | 114 | 4,5 | 1.4 | 1,2 | 12093 |
| 01.06.2022 | 2200 | 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 |
Магистральные трубы – максимально допустимый расход, скорость и перепад давления
Скорость – это скорость охлажденной воды при перемещении по трубам с охлажденной водой. Скорость выражается в футах в секунду (fps). Нам необходимо учитывать, как быстро охлажденная вода движется внутри труб охлажденной воды. Чем быстрее охлажденная вода движется внутри труб охлажденной воды, тем быстрее происходит эрозия труб охлажденной воды и тем короче срок службы труб охлажденной воды.
Как правило, чем быстрее движется охлажденная вода, тем короче срок службы трубы для охлажденной воды. Я практикую использование не более 10 кадров в секунду для скорости охлажденной воды.
Размер трубы: Каков полученный размер трубы для охлажденной воды?
Полученный размер трубы выражается в дюймах. Мы можем купить трубы для охлажденной воды стандартного размера у местных поставщиков труб для охлажденной воды. Нет нестандартных размеров, таких как 30 мм, 60 мм и 70 мм, если они не изготавливаются на заказ.
Определение размеров труб для охлажденной воды с использованием таблицы потерь на трение
Я предлагаю вам распечатать диаграмму потерь на трение, чтобы облегчить процесс определения размера. Далее я приведу пошаговое руководство по выбору размеров труб для охлажденной воды с использованием диаграммы потерь на трение:
Исправьте потери на трение охлажденной воды
- Расчетные критерии потерь на трение не более 8 футов.
- Выделите ось потерь на трение на высоте 8 футов.
Ограничьте скорость охлажденной воды
- Критерии дизайна для скорость не более 10 футов.
- Выделите ось скорости на расстоянии 10 футов.
Определите размер трубы охлажденной воды
- Потяните горизонтальную линию расхода на уровне 4,8 галлонов в минуту (синяя линия) и найдите размер трубы в соответствии с проектными критериями.
- Для этого примера я получаю размер трубы 3/4″ (розовая линия). Я проверяю потери на трение и скорость, которые составляют 5,5 фута и 2,8 фута в секунду соответственно.
- И потери на трение, и скорость находятся в пределах проектных критериев. Таким образом, Размер трубы 3/4″ подходит.
Оптимизация размера трубы охлажденной воды
- Не забывайте всегда оптимизировать размер трубы. Попробуйте использовать меньший размер трубы, чтобы снизить стоимость трубы.
- Например, если я использую трубу размером 1/2″, я получаю потери на трение и скорость 22 фута и 5 кадров в секунду соответственно.
- Потери на трение выходят за расчетные критерии и, таким образом, Размер трубы 1/2″ не подходит.
- Таким образом, окончательный размер трубы для охлажденной воды по-прежнему составляет 3/4 дюйма для охлажденной воды при скорости потока 4,8 галлона в минуту.
Не забывайте о скорости при калибровке больших труб
В большинстве случаев потери на трение являются основным фактором при выборе размеров труб для охлажденной воды, поскольку трубы меньшего диаметра встречаются чаще. Поэтому мы часто забываем, что начиная примерно с 400 галлонов в минуту, скорость становится основным фактором. Поэтому ошиблись многие, в том числе и я.
Будьте гибкими с размером трубы для охлажденной воды
Иногда вы можете попасть в ситуацию, когда есть два варианта или результирующий размер трубы очень близок. В таких случаях часто приходится выбирать между производительностью, надежностью и стоимостью.
Приведенный выше график является примером такой ситуации. Например, если вы рассчитываете размер трубы охлажденной воды для потока охлажденной воды 1000 галлонов в минуту, вы получите размер трубы 8 дюймов с потерями на трение и скоростью, хорошо соответствующими проектным критериям. С другой стороны, вы можете выбрать размер трубы 6 дюймов со скоростью чуть более 10 кадров в секунду.
Если вы спросите меня, я, вероятно, выберу размер трубы 6 дюймов, особенно когда скорость всего на 1 кадр в секунду больше, чем критерии проектирования, которые составляют 10 кадров в секунду, учитывая стоимость.
Заключительная мысль
Как правило, стоимость труб для охлажденной воды увеличивается в геометрической прогрессии с увеличением размера не только из-за материала, но и из-за изоляции, оболочки, труда и логистики. На один размер больше может быть во много раз сложнее установить.
Еще один момент, на который стоит обратить внимание, это длина трубы. Если длина трубопровода охлажденной воды относительно мала, а ваш насос имеет избыточный напор, вы можете увеличить допустимые потери на трение с 8 футов до 10 футов или более.
Точно так же, если труба с охлажденной водой очень длинная, вы можете уменьшить потери на трение с 8 футов до 6 футов или меньше, чтобы охлажденная вода могла достигать самого дальнего кондиционера.