チラーシステムのパイプのサイズを決める方法は? （フリクションロスチャート）

冷水システムは、冷水パイプを使用してすべての機器を接続します。洗練されたソフトウェアを使用せずに、チャートを使用して冷水パイプのサイズを決定する方法は?

以下では、冷水パイプのサイズを キャリア別閉管式フリクションロスチャート. 100 フィートあたり 8 フィートの水の摩擦損失と、1 秒あたり 10 フィートの速度を使用して、冷水パイプのサイズを設定します。

チラーとエアコンの冷却水パイプは閉ループであるため、閉配管システムのチャートを使用していることに注意してください。

ただし、冷水パイプの価格を考慮し、最終的な冷水パイプのサイズを最適化する必要があるため、最終的な冷水パイプのサイズは絶対値ではなく参考値として使用する必要があると思います。

フリクションロスチャートの見方は？

摩擦損失チャートの 4 つの要素すべてを使用して、冷水パイプのサイズを決定します。次に、それぞれについて説明し、どのように使用するかを説明します。

摩擦損失：冷水に対する抵抗は？

摩擦損失とは、冷水パイプの内面との接触によって冷水が受ける抵抗の量です。言い換えれば、摩擦損失は、冷やした水が摩擦によってどれだけの距離を移動できないかを示します。

摩擦損失は、100 フィートあたりの水のフィートで表されます。摩擦損失の測定単位は、100 フィートごとに何フィートの距離が失われるかを示します。たとえば、100 フィートあたり 8 フィートの水の摩擦損失は、冷水が 100 フィート移動するごとに 8 フィート少なく移動することを意味します。

一般に、パイプが小さいほど、摩擦損失が大きくなります。摩擦損失の大きい水冷システムでは、冷水を押し出すためにポンプ ヘッドを高くする必要があるため、ポンプのコストが高くなります。逆に、低摩擦損失の水冷システムは、より大きな冷水パイプを必要とするため、パイプのコストが高くなります。したがって、バランスポイントを目指して努力する必要があります。

「再循環システムは、高い摩擦損失によるポンプ馬力の増加と、大きなパイプサイズによる配管初期コストの増加との間で合理的なバランスを提供するようにサイズ設定されています。大規模な空調アプリケーションでは、このバランス ポイントは、100 フィートの等価パイプ長あたり 10 フィートの水の最大摩擦率と見なされることがよくあります。」

1915年以来のキャリア空調システム

Carrier は、100 フィートあたり 10 フィート以下の水での摩擦損失を推奨しました。冷水パイプのサイズを決めるとき、私は 8 フィート以下の摩擦損失を使用するように練習しています。

流量：冷水パイプ内に流れる冷水量は？

フローまたは冷水流量は、冷水パイプ内を移動するために必要な水の量です。流量はガロン/分 (GPM) で表されます。水の流量に基づいてパイプのサイズを決定する必要があることを理解するのは難しくありません。

すべてのチラーには、定格冷却能力に必要な冷水流量があります。一般的に冷水流量が少ないほど冷却能力は低下します。したがって、各チラーに必要な冷水の量に基づいて、冷水パイプのサイズを決定する必要があります。必要な冷水流量は、通常、チラーの仕様に記載されています。

冷水パイプヘッダーのサイジングに関しては、関連するすべての冷水流量を追加し、チャートを再度使用して、対応するパイプサイズを見つけます。

速度: 冷水が冷水パイプ内を移動する速さは?

速度は、冷水パイプ内を移動するときの冷水の速度です。速度はフィート/秒 (fps) で表されます。冷水配管内の冷水の移動速度を考慮する必要があります。冷水が冷水パイプ内を速く移動するほど、冷水パイプの浸食が速くなり、冷水パイプの寿命が短くなります。

一般的に、冷水の移動が速いほど、冷水配管の寿命は短くなります。冷水の速度を 10 fps 以下にする練習をしています。

パイプのサイズ: 結果の冷水パイプのサイズは?

結果のパイプ サイズはインチで表​​されます。標準サイズの冷水パイプは、地元の冷水パイプ サプライヤーから購入できます。オーダーメイドでなければ30mm、60mm、70mmなど変なサイズはありません。

摩擦損失チャートを使用した冷水パイプのサイジング

サイジングプロセスを容易にするために、摩擦損失チャートを印刷することをお勧めします.以下では、摩擦損失チャートを使用して冷水パイプのサイズを決定する方法について、順を追って説明します。

冷水の摩擦損失を修正

• 摩擦損失の設計基準は 8 フィート以下です。
• 摩擦損失軸を 8 フィートで強調表示します。

冷水の速度を制限する

• の設計基準 速度は 10 フィート以下。
• 速度軸を 10 フィートで強調表示します。

冷水パイプのサイズを決定する

• 4.8 GPM での流れの水平線 (青い線) を引き、設計基準内のパイプ サイズを見つけます。
• この例では、3/4 インチのパイプ サイズ (ピンクの線) を取得します。それぞれ 5.5 フィートと 2.8 fps の摩擦損失と速度の両方をチェックします。
• 摩擦損失と速度の両方が十分に設計基準内にあります。したがって、 3/4インチのパイプサイズが適しています。

冷水パイプのサイズを最適化する

• 常にパイプのサイズを最適化することを忘れないでください。パイプのコストを下げるために、パイプのサイズを小さくしてみてください。
• たとえば、1/2 インチのパイプ サイズを使用すると、摩擦損失と速度はそれぞれ 22 フィートと 5 fps になります。
• 摩擦損失は設計基準を超えているため、 1/2インチのパイプサイズは適していません。
• したがって、4.8 GPM の流量の冷水では、最終的な冷水パイプのサイズは依然として 3/4 インチです。

大きなパイプをサイジングするときは速度を忘れないでください

ほとんどの場合、小さいパイプがより一般的であるため、冷水パイプのサイズを決定する際の主な要因は摩擦損失です。したがって、私たちはしばしばそれを忘れます 約 400 GPM から開始すると、速度が主な要因になります.そのため、私を含め、多くの人が間違いを犯しました。

冷水パイプのサイズに柔軟に対応

場合によっては、選択肢が 2 つある場合や、結果のパイプ サイズが非常に近い場合があります。このような場合、多くの場合、パフォーマンス、信頼性、およびコストのいずれかを決定する必要があります。

上記のチャートは、そのような状況の一例です。たとえば、1,000 GPM の冷水の流れに合わせて冷水パイプのサイズを決定する場合、摩擦損失と速度の両方が設計基準を十分に下回る 8 インチのパイプ サイズが得られます。一方、10 fps 強の速度で 6 インチのパイプ サイズを選択することもできます。

あなたが私に尋ねると、特にコストを考慮して、設計基準である 10 fps よりも速度が 1 fps だけ高い場合は、おそらく 6 インチのパイプ サイズを選択します。

最終的な考え

原則として、冷水パイプのコストは、材料だけでなく、断熱材、ジャケット、労力、および物流のために、サイズとともに指数関数的に増加します。 1 サイズ大きいと、取り付けが何倍も難しくなります。

もう一つ気になるのは、パイプの長さです。冷水パイプの長さが比較的短く、ポンプの揚程が余っている場合は、許容摩擦損失を 8 フィートから 10 フィート以上に増やすことができます。

同様に、冷水パイプが非常に長い場合は、摩擦損失を 8 フィートから 6 フィート以下に下げて、冷水が最も遠いエアコンに確実に到達できるようにする必要があります。