วิธีการปรับขนาดท่อในระบบ Chiller? (แผนภูมิการสูญเสียแรงเสียดทาน)

ระบบน้ำเย็นเชื่อมต่ออุปกรณ์ทั้งหมดโดยใช้ท่อน้ำเย็น จะปรับขนาดท่อน้ำเย็นด้วยแผนภูมิได้อย่างไรโดยไม่ต้องใช้ซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อน

ต่อไปนี้ ฉันจะแชร์วิธีปรับขนาดท่อน้ำเย็นโดยใช้ แผนภูมิการสูญเสียแรงเสียดทานของระบบท่อปิดโดยผู้ให้บริการ. ฉันจะใช้การสูญเสียแรงเสียดทานของน้ำ 8 ฟุตต่อ 100 ฟุตและความเร็ว 10 ฟุตต่อวินาทีเพื่อปรับขนาดท่อน้ำเย็น

สังเกตว่าผมใช้แผนภูมิสำหรับระบบท่อปิด เพราะท่อน้ำเย็นในเครื่องทำความเย็นและเครื่องปรับอากาศเป็นแบบวงปิด

อย่างไรก็ตาม ในความเห็นของฉัน ขนาดท่อน้ำเย็นที่ได้ควรนำมาอ้างอิงมากกว่าค่าสัมบูรณ์ เนื่องจากเราจำเป็นต้องพิจารณาราคาของท่อน้ำเย็นและขนาดท่อน้ำเย็นสุดท้ายที่เหมาะสมที่สุด

จะอ่านแผนภูมิการสูญเสียแรงเสียดทานได้อย่างไร

เราจะใช้องค์ประกอบทั้ง 4 ในแผนภูมิการสูญเสียแรงเสียดทานเพื่อกำหนดขนาดท่อน้ำเย็น ต่อไปนี้ฉันจะอธิบายแต่ละรายการและวิธีที่เราจะนำไปใช้

การสูญเสียแรงเสียดทาน: ต้านทานน้ำเย็นได้เท่าไร?

การสูญเสียแรงเสียดทานคือจำนวนความต้านทานที่เกิดขึ้นกับน้ำเย็นเนื่องจากการสัมผัสกับพื้นผิวด้านในของท่อน้ำเย็น กล่าวอีกนัยหนึ่ง การสูญเสียแรงเสียดทานบอกเราว่าน้ำเย็นไม่สามารถเดินทางได้ไกลเท่าใดเนื่องจากแรงเสียดทาน

การสูญเสียแรงเสียดทานแสดงเป็นฟุตของน้ำต่อ 100 ฟุต หน่วยวัดการสูญเสียแรงเสียดทานบอกเราว่าสูญเสียระยะทางไปกี่ฟุตในทุก ๆ 100 ฟุต ตัวอย่างเช่น แรงเสียดทานสูญเสียน้ำ 8 ฟุตต่อ 100 ฟุต หมายความว่าน้ำเย็นเดินทางน้อยลง 8 ฟุตต่อทุกๆ 100 ฟุตที่เดินทาง

โดยทั่วไปแล้วท่อขนาดเล็กจะมีการสูญเสียแรงเสียดทานสูงกว่า ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำที่สูญเสียแรงเสียดทานสูงต้องใช้หัวปั๊มที่สูงขึ้นเพื่อดันน้ำเย็นไปรอบๆ จึงทำให้ต้นทุนปั๊มสูงขึ้น ตรงกันข้าม ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำที่สูญเสียแรงเสียดทานต่ำต้องใช้ท่อน้ำเย็นขนาดใหญ่ขึ้น ดังนั้นต้นทุนท่อจึงสูงขึ้น ดังนั้นเราจึงต้องดิ้นรนหาจุดสมดุล

“ระบบหมุนเวียนมีขนาดเพื่อให้เกิดความสมดุลที่เหมาะสมระหว่างแรงม้าสูบน้ำที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการสูญเสียแรงเสียดทานสูงและต้นทุนท่อแรกที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากท่อขนาดใหญ่ ในการใช้งานเครื่องปรับอากาศขนาดใหญ่ จุดสมดุลนี้มักถูกใช้เป็นอัตราแรงเสียดทานสูงสุดของน้ำ 10 ฟุตต่อความยาวท่อที่เท่ากัน 100 ฟุต”

ระบบปรับอากาศของ Carrier ตั้งแต่ปี 1915

บริษัทขนส่งแนะนำให้สูญเสียแรงเสียดทานไม่เกิน 10 ฟุตต่อน้ำ 100 ฟุต ฉันฝึกโดยใช้การสูญเสียแรงเสียดทานไม่เกิน 8 ฟุตเมื่อปรับขนาดท่อน้ำเย็น

การไหล: น้ำเย็นไหลภายในท่อน้ำเย็นมากน้อยเพียงใด?

Flow หรืออัตราการไหลของน้ำเย็นคือปริมาณของปริมาตรน้ำที่จำเป็นต่อการเดินทางภายในท่อน้ำเย็น การไหลจะแสดงเป็นแกลลอนต่อนาที (GPM) เข้าใจได้ไม่ยากว่าท่อต้องมีขนาดตามอัตราการไหลของน้ำ

เครื่องทำความเย็นทุกเครื่องมีอัตราการไหลของน้ำเย็นที่จำเป็นสำหรับความสามารถในการทำความเย็นที่กำหนด โดยทั่วไป อัตราการไหลของน้ำเย็นยิ่งต่ำ ความสามารถในการทำความเย็นก็จะยิ่งต่ำลง ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องปรับขนาดท่อน้ำเย็นตามปริมาณน้ำเย็นที่จำเป็นสำหรับเครื่องทำความเย็นแต่ละเครื่อง อัตราการไหลของน้ำเย็นที่ต้องการมักจะดูได้จากข้อมูลจำเพาะของเครื่องทำความเย็นของคุณ

เมื่อพูดถึงการปรับขนาดส่วนหัวของท่อน้ำเย็น เราเพียงเพิ่มอัตราการไหลของน้ำเย็นที่เกี่ยวข้องทั้งหมด และใช้แผนภูมิอีกครั้งเพื่อหาขนาดท่อที่สอดคล้องกัน

ความเร็ว: น้ำเย็นเคลื่อนที่ภายในท่อน้ำเย็นเร็วแค่ไหน?

ความเร็วคือความเร็วของน้ำเย็นเมื่อเดินทางภายในท่อน้ำเย็น ความเร็วแสดงเป็นฟุตต่อวินาที (fps) เราจำเป็นต้องพิจารณาว่าน้ำเย็นเคลื่อนที่ภายในท่อน้ำเย็นได้เร็วเพียงใด ยิ่งน้ำเย็นเคลื่อนที่ภายในท่อน้ำเย็นได้เร็วเท่าไร การสึกกร่อนของท่อน้ำเย็นก็จะยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น และดังนั้น อายุการใช้งานของท่อน้ำเย็นก็จะยิ่งสั้นลงเท่านั้น

โดยทั่วไป ยิ่งน้ำเย็นเคลื่อนที่เร็วเท่าไร อายุการใช้งานของท่อน้ำเย็นก็จะสั้นลงเท่านั้น ฉันฝึกโดยใช้ความเร็วไม่เกิน 10 fps สำหรับน้ำเย็น

ขนาดท่อ: ขนาดท่อน้ำเย็นที่ได้คือเท่าไร?

ขนาดท่อที่ได้จะแสดงเป็นนิ้ว เราสามารถซื้อท่อน้ำเย็นขนาดมาตรฐานได้จากซัพพลายเออร์ท่อน้ำเย็นในพื้นที่ ไม่มีขนาดแปลกๆ เช่น 30 มม. 60 มม. และ 70 มม. เว้นแต่จะทำขึ้นเอง

การปรับขนาดท่อน้ำเย็นโดยใช้แผนภูมิการสูญเสียแรงเสียดทาน

ฉันขอแนะนำให้คุณพิมพ์แผนภูมิการสูญเสียแรงเสียดทานเพื่อให้กระบวนการปรับขนาดง่ายขึ้น ต่อไปนี้ ฉันจะให้คำแนะนำทีละขั้นตอนเกี่ยวกับวิธีกำหนดขนาดท่อน้ำเย็นโดยใช้แผนภูมิการสูญเสียแรงเสียดทาน:

แก้ไขการสูญเสียแรงเสียดทานของน้ำเย็น

• เกณฑ์การออกแบบสำหรับการสูญเสียแรงเสียดทานไม่เกิน 8 ฟุต
• เน้นแกนสูญเสียแรงเสียดทานที่ 8 ฟุต

จำกัด ความเร็วของน้ำเย็น

• เกณฑ์การออกแบบสำหรับ ความเร็วไม่เกิน 10 ฟุต.
• เน้นแกนความเร็วที่ 10 ฟุต

กำหนดขนาดท่อน้ำเย็น

• ดึงเส้นแนวนอนสำหรับการไหลที่ 4.8 GPM (เส้นสีน้ำเงิน) และหาขนาดท่อที่อยู่ในเกณฑ์การออกแบบ
• สำหรับตัวอย่างนี้ ฉันได้ขนาดท่อ 3/4″ (เส้นสีชมพู) ฉันตรวจสอบทั้งการสูญเสียแรงเสียดทานและความเร็วซึ่งเป็น 5.5 ฟุตและ 2.8 fps ตามลำดับ
• ทั้งการสูญเสียแรงเสียดทานและความเร็วอยู่ในเกณฑ์การออกแบบ ดังนั้น ก ขนาดท่อ 3/4″ กำลังพอดี.

ปรับขนาดท่อน้ำเย็นให้เหมาะสม

• อย่าลืมปรับขนาดท่อให้เหมาะสมเสมอ ลองขนาดท่อที่เล็กลงเพื่อลดต้นทุนท่อ
• ตัวอย่างเช่น ถ้าฉันใช้ท่อขนาด 1/2″ ฉันจะได้รับการสูญเสียแรงเสียดทานและความเร็วที่ 22 ฟุตและ 5 fps ตามลำดับ
• การสูญเสียแรงเสียดทานอยู่นอกเกณฑ์การออกแบบ ดังนั้น ก ขนาดท่อ 1/2″ ไม่เหมาะครับ.
• ดังนั้นขนาดท่อน้ำเย็นขั้นสุดท้ายยังคงเป็น 3/4″ สำหรับน้ำเย็นที่อัตราการไหล 4.8 GPM

อย่าลืมความเร็วเมื่อปรับขนาดท่อขนาดใหญ่

ส่วนใหญ่แล้ว การสูญเสียแรงเสียดทานเป็นปัจจัยหลักในการปรับขนาดท่อน้ำเย็น เนื่องจากท่อขนาดเล็กนั้นพบได้บ่อย ดังนั้นเราจึงมักลืมว่า เริ่มต้นจากประมาณ 400 GPM ความเร็วกลายเป็นปัจจัยหลัก. ดังนั้นหลายคนจึงทำพลาดรวมทั้งตัวผมด้วย

ยืดหยุ่นตามขนาดท่อน้ำเย็น

บางครั้งคุณอาจตกอยู่ในสถานการณ์ที่มีทางเลือกสองทางหรือขนาดท่อที่ได้นั้นใกล้เคียงกันมาก ในกรณีเช่นนี้ คุณมักจะต้องตัดสินใจระหว่างประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และต้นทุน

แผนภูมิด้านบนเป็นตัวอย่างของสถานการณ์ดังกล่าว ตัวอย่างเช่น หากคุณกำลังปรับขนาดท่อน้ำเย็นสำหรับการไหลของน้ำเย็น 1,000 GPM คุณจะได้ท่อขนาด 8 นิ้วที่มีทั้งการสูญเสียแรงเสียดทานและความเร็วภายใต้เกณฑ์การออกแบบ ในทางกลับกัน คุณอาจเลือกใช้ท่อขนาด 6 นิ้วที่มีความเร็วมากกว่า 10 fps เพียงเล็กน้อย

ถ้าคุณถามฉัน ฉันอาจจะเลือกท่อขนาด 6 นิ้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความเร็วมากกว่าเกณฑ์การออกแบบเพียง 1 fps ซึ่งก็คือ 10 fps เมื่อพิจารณาถึงต้นทุน

ความคิดสุดท้าย

ตามกฎทั่วไป ต้นทุนของท่อน้ำเย็นเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณตามขนาด เนื่องจากไม่เพียงแค่วัสดุเท่านั้น แต่ยังรวมถึงฉนวน การห่อหุ้ม แรงงาน และการขนส่งด้วย ใหญ่กว่าหนึ่งขนาดอาจติดตั้งได้ยากกว่าหลายเท่า

สิ่งที่ต้องพิจารณาก็คือความยาวของท่อ หากท่อน้ำเย็นค่อนข้างสั้นและปั๊มของคุณมีหัวปั๊มมากเกินไป คุณอาจเพิ่มการสูญเสียแรงเสียดทานที่อนุญาตจาก 8 ฟุตเป็น 10 ฟุตหรือมากกว่านั้น

ในทำนองเดียวกัน หากท่อน้ำเย็นมีความยาวมาก คุณอาจต้องการลดการสูญเสียแรงเสียดทานจาก 8 ฟุตเหลือ 6 ฟุตหรือน้อยกว่านั้น เพื่อให้แน่ใจว่าน้ำเย็นสามารถเข้าถึงเครื่องปรับอากาศที่อยู่ไกลที่สุดได้