ISO 24664:2024

Refrigerating systems and heat pumps - Pressure relief devices and their associated piping - Methods for calculation

This document describes the calculation of: - mass flow for sizing pressure relief devices for parts of refrigerating systems; - discharge capacities for pressure relief valves and other pressure relief devices in refrigerating systems including the necessary data for sizing these when relieving to atmosphere or to part of the refrigerating system at lower pressure; - the pressure loss in the inlet and outlet lines of pressure relief valves and other pressure relief devices and includes the necessary data. This document specifies the requirements for selection of pressure relief devices to prevent excessive pressure due to internal and external heat sources, the sources of increasing pressure (e.g. compressor, heaters, etc.) and thermal expansion of trapped liquid. NOTE The term "refrigerating system" used in this document includes heat pumps.

Systèmes de réfrigération et pompes à chaleur — Dispositifs de limitation de pression et tuyauteries associées — Méthodes de calcul

Le présent document décrit le calcul: — du débit massique pour le dimensionnement des dispositifs de limitation de pression pour les composants des systèmes de réfrigération; — des capacités de décharge des soupapes de sécurité et autres dispositifs de limitation de pression des systèmes de réfrigération, y compris les données nécessaires à leur dimensionnement lors de leur décharge dans l'atmosphère ou dans les composants du système de réfrigération à plus basse pression; — de la perte de charge dans la tubulure en amont et en aval des soupapes de sécurité et autres dispositifs de limitation de pression, et inclut les données nécessaires. Le présent document spécifie les exigences relatives à la sélection des dispositifs de limitation de pression pour éviter une pression excessive due aux sources de chaleur internes et externes, aux sources de génération de pression (par exemple compresseurs, chauffages, etc.) et à la dilatation thermique du fluide piégé. NOTE Le terme «système de réfrigération» utilisé dans le présent document inclut les pompes à chaleur.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 28-Nov-2024
• ICS: 27.080 - Heat pumps
• ICS: 27.200 - Refrigerating technology
• Technical Committee: ISO/TC 86/SC 1 - Safety and environmental requirements for refrigerating systems
• Drafting Committee: ISO/TC 86/SC 1 - Safety and environmental requirements for refrigerating systems
• Current Stage: 6060 - International Standard published
• Start Date: 29-Nov-2024
• Due Date: 18-Dec-2023
• Completion Date: 29-Nov-2024

Relations

• Consolidates: ISO 6721-7:2019 - Plastics - Determination of dynamic mechanical properties - Part 7: Torsional vibration - Non-resonance method
• Effective Date: 06-Jun-2022

Overview

ISO 24664:2024 - Refrigerating systems and heat pumps - Pressure relief devices and their associated piping - Methods for calculation provides standardized calculation methods for sizing and specifying pressure relief devices and their piping in refrigerating systems (the term includes heat pumps). The standard defines how to determine mass flow, discharge capacity and piping pressure losses so that pressure relief valves, bursting discs and associated piping protect equipment against excessive pressure from internal or external heat sources, compressors and thermal expansion of trapped liquid.

Key topics and technical requirements

• Sizing of pressure relief devices
  • Calculation of mass flow rates required to size relief devices for parts of a refrigerating system.
  • Determination of minimum required discharge capacity for protection against overpressure events.
• Discharge capacity and device types
  • Methods to calculate discharge capacities for pressure relief valves and bursting discs, including data for relieving to atmosphere or into a lower-pressure part of the system.
• Piping pressure loss
  • Procedures to compute pressure loss in inlet and outlet lines, and guidance for connecting multiple relief outlets to a common discharge line.
• Causes of excessive pressure
  • Requirements for selection of devices considering external and internal heat sources, compressor-induced pressure increases, heaters and thermal expansion of trapped liquid.
• Supporting material
  • Annex A: values of factors and refrigerant properties.
  • Annex B: flow-area calculations for non-flashing and flashing liquids.
  • Annex C: worked example for sizing devices and piping.
  • Annex D: guidance when outlet velocity approaches or exceeds the speed of sound.

Practical applications and users

ISO 24664:2024 is intended for:

• HVAC/R and refrigeration system designers and engineers sizing safety devices.
• Manufacturers of pressure relief valves, bursting discs and associated piping components.
• Safety engineers, commissioning teams and compliance officers who must ensure systems meet overpressure protection requirements.
• Asset owners and maintenance personnel responsible for safe operation and regulatory compliance.

Typical uses:

• Sizing relief devices during system design or modification.
• Verifying discharge capacities and outlet piping layouts.
• Demonstrating conformity with safety requirements and harmonizing design across projects.

Related standards

• ISO 4126-1:2013/Amd 1:2016 (safety valves)
• ISO 4126-2:2018 (bursting discs)
• ISO 21922:2021 (refrigerating valves - requirements, testing, marking)
• EN 13136:2013+A1:2018 (basis referenced in development)
• Supports compliance with EN 378-2 and ISO 5149-2 (pressure relief device requirements)

Keywords: ISO 24664:2024, refrigerating systems, heat pumps, pressure relief devices, pressure relief valves, bursting discs, discharge capacity, piping pressure loss, sizing methods, HVAC/R safety.

Standards Content (Sample)

International
Standard
ISO 24664
First edition
Refrigerating systems and heat
2024-11
pumps — Pressure relief devices
and their associated piping —
Methods for calculation
Systèmes de réfrigération et pompes à chaleur — Dispositifs de
limitation de pression et tuyauteries associées — Méthodes de calcul
Reference number
© ISO 2024
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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
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CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: [phone]
Email: [e-mail]
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 3
5 General . 4
6 Minimum required discharge capacity for protection of parts of a refrigerating system . 5
6.1 General .5
6.2 Excessive pressure caused by heat sources.6
6.2.1 External heat sources .6
6.2.2 Internal heat sources .7
6.3 Excessive pressure caused by compressors .7
6.4 Excessive pressure caused by expansion of trapped liquid .7
7 Discharge capacity of pressure relief devices . 8
7.1 General .8
7.2 Discharge capacity of pressure relief valves .8
7.3 Discharge capacity of bursting discs .9
8 Pressure loss in inlet and outlet lines . 10
8.1 General .10
8.2 Pressure loss in inlet line .10
8.3 Pressure loss in outlet line .11
8.4 Total pressure loss . 12
8.5 Connection of outlets from several pressure relief valves to a common outlet line . 12
Annex A (normative) Values of factors and properties of refrigerants . 14
Annex B (informative) Calculation of flow areas for non-flashing and flashing liquids .21
Annex C (informative) Example calculation for sizing pressure relief devices with
corresponding pipes and fittings .24
Annex D (informative) Relief valve outlet line when velocity is higher than speed of sound .31
Bibliography .35

iii
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through
ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee
has been established has the right to be represented on that committee. International organizations,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely
with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described
in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types
of ISO document should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the
ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a)
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For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions
related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade
Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 86, Refrigeration and air-conditioning,
Subcommittee SC 1, Safety and environmental requirements for refrigerating systems, in collaboration with the
European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/TC 182, Refrigerating systems,
safety and environmental requirements, in accordance with the Agreement on technical cooperation between
ISO and CEN (Vienna Agreement).
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.

iv
Introduction
This document is based on EN 13136:2013+A1:2018 and applicable parts of ISO 4126-1:2013, ISO 4126-2:2018
and ISO 21922:2021.
It is suited to the specific requirements, and includes the data, of refrigerating systems. It provides means of
satisfying the pressure relief devices requirements of EN 378-2:2016 and ISO 5149-2:2014.

v
International Standard ISO 24664:2024(en)
Refrigerating systems and heat pumps — Pressure relief
devices and their associated piping — Methods for calculation
1 Scope
This document describes the calculation of:
— mass flow for sizing pressure relief devices for parts of refrigerating systems;
— discharge capacities for pressure relief valves and other pressure relief devices in refrigerating systems
including the necessary data for sizing these when relieving to atmosphere or to part of the refrigerating
system at lower pressure;
— the pressure loss in the inlet and outlet lines of pressure relief valves and other pressure relief devices
and includes the necessary data.
This document specifies the requirements for selection of pressure relief devices to prevent excessive
pressure due to internal and external heat sources, the sources of increasing pressure (e.g. compressor,
heaters, etc.) and thermal expansion of trapped liquid.
NOTE The term "refrigerating system" used in this document includes heat pumps.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes
requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references,
the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 4126-1:2013/Amd 1:2016, Safety devices for protection against excessive pressure — Part 1: Safety valves
ISO 4126-2:2018, Safety devices for protection against excessive pressure — Part 2: Bursting disc safety devices
ISO 21922:2021, Refrigerating systems and heat pumps — Valves — Requirements, testing and marking
EN 13501-1:2018, Fire classification of construction products and building elements — Part 1: Classification
using data from reaction to fire tests
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 21922:2021, ISO 4126-1:2013/Amd
1:2016, and ISO 4126-2:2018 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
refrigerant
fluid used for heat transfer in a refrigerating system
Note 1 to entry: A refrigerant absorbs heat at a low temperature and a low pressure of the fluid and rejects it at a
higher temperature and a higher pressure of the fluid, usually involving changes of the phase of the fluid.

[SOURCE: ISO 817:2024, 3.1.37]
3.2
part of the refrigerating system
several components assembled together and exposed to the same pressure in operation or pressure source,
respectively, as determined by the manufacturer
3.3
pressure relief device
pressure relief valve or bursting disc device designed to relieve excessive pressure automatically
3.4
pressure relief valve
pressure actuated valve held shut by a spring or other means and designed to relieve excessive pressure
automatically by starting to open at a set pressure and re-closing after the pressure has fallen below the set
pressure
Note 1 to entry: For the purposes of this document, the definition of a safety valve as given in ISO 4126-1:2013 is
regarded equivalent to a pressure relief valve.
3.5
pressure vessel
any refrigerant-containing component of a refrigerating system other than:
— coils (including their headers) consisting of pipes with air as secondary fluid;
— piping and its valves, joints and fittings;
— control devices;
— pressure switches, gauges, liquid indicators;
— safety valves, fusible plugs, bursting discs;
— equipment comprising casings or machinery where the dimensioning, choice of material and
manufacturing rules are based primarily on requirements for sufficient strength, rigidity and stability
to meet the static and dynamic operational effects or other operational characteristics and for which
pressure is not a significant design factor. Such equipment may include: pumps and compressors.
Note 1 to entry: The semi-hermetic and open type compressors used in refrigerating systems may be subject to the
exclusion article 1.2.j of the EU Directive 2014/68/EU by referring to the working party group guidelines WPG A-11,
A-12 and B-34. The compressor manufacturer has to decide on the basis of a case by case assessment, if the exclusion
article 1.2.j of the EU Directive 2014/68/EU is applicable.
Note 2 to entry: This definition is aligned to EU Directive 2014/68/EU.
3.6
nominal size
DN
alphanumeric designation of size for components of a pipework system, which is used for reference purposes
comprising the letters DN followed by a dimensionless whole number which is indirectly related to the
physical size, in millimetres, of the bore or outside diameter of the end connections
Note 1 to entry: The number following the letters DN does not represent a measurable value and should not be used for
calculation purposes except where specified in this document.
Note 2 to entry: Where the nominal size is not specified, for the purpose of this document it is assumed to be the
internal diameter of the pipe or component in mm (DN/ID).
Note 3 to entry: Nominal size is not the same as port size which is commonly used for the size of the valve seat opening.
[SOURCE: ISO 6708:1995, 2.1, modified — Note 2 and 3 to entry added.]

4 Symbols
Symbol Designation Unit
Actual flow area of the pressure relief device. The flow area at the most narrow
A mm
actual
cross section when the pressure relief device is fully open
A Effective area of the pressure relief device mm
effective
A Calculated flow area of liquid after expansion mm
liq
A Inside area of tube mm
R
A External surface area of the vessel m
surf
A Calculated flow area of vapour after expansion mm
vap
DN Nominal size –
d Actual most narrow flow diameter of the pressure relief device mm
d Inside diameter of tube mm
R
f Darcy friction factor -
Δh Heat of vaporisation kJ/kg
vap
K Capacity correction factor –
cap
Certified coefficient of discharge considering the backpressure ratio p /p and the
b 0
K –
d
possible reduced stroke of the pressure relief valve
K De-rated coefficient of discharge –
dr
K De-rated coefficient of discharge for liquid –
drl
Valve constant (the rate of water flow for a pressure loss of 1 bar at the rated full
K m /h
vs
opening)
K Viscosity correction factor –
visc
K Trapped liquid factor mm /l
volume
L Length of pipe mm
m mass kg
- 1
n Rotational frequency min
p Atmospheric pressure (1,013 25 bar) bar
atm
p Back pressure at outlet of pressure relief device, absolute bar
b
p Critical absolute pressure bar
c
p Pressure in connection point bar
connection
p Choked pressure ratio –
r,choked
Set pressure, gauge (the pre-determined pressure at which a pressure relief device
p bar
set
under operation starts to open)
Δp Pressure loss bar
Δp Pressure loss in common outlet line bar
common
Δp Pressure loss in the inlet line to the pressure relief device bar
in
Δp Pressure loss in the outlet line from the pressure relief device bar
out
p Actual absolute relieving pressure bar
p Absolute pressure at the inlet to the outlet line of the pressure relief device bar
Q Rate of heat production, internal heat source kW
h
Adjusted discharge capacity, of the pressure relief device. Used for pressure drop
Q kg/h
m,adjusted
calculation in piping
Q Mass flow in common outlet line kg/h
m,common
Q Flow of liquid after expansion kg/h
m,liq
Q Calculated refrigerant mass flow rate of the pressure relief device kg/h
m,relief
Q Minimum required discharge capacity, of refrigerant, of the pressure relief device kg/h
m,required
5 2
NOTE 1 bar = 0,1 MPa = 10 Pa; 1 MPa = 1 N/mm .

Symbol Designation Unit
Q Flow of vapour after expansion kg/h
m,vap
q Theoretical discharge capacity kg/h⋅mm
m
q’ Actual discharge capacity determined by tests kg/h⋅mm
m
R Bending radius of bend mm
Re Reynolds number –
s Thickness of insulation m
u Velocity in line m/s
V Theoretical displacement (volume) m
v Specific volume of vapour or liquid m /kg
v Specific volume of vapour in inlet line m /kg
v Specific volume at the inlet to the outlet line of the pressure relief device m /kg
w Actual flow speed of liquid in the smallest section of pressure relief valve m/s
w Speed at the inlet into the outlet line m/s
x Vapour fraction of refrigerant at p –
b
α Flush connection angle °
γ Heat capacity ratio –
ε Pipe roughness mm
R
ζ Pressure loss coefficient –
ζ Pressure loss coefficient related to DN –
DN
ζ Pressure loss coefficient of fittings –
fittings
ζ Pressure loss coefficient of pipes in outlet line –
pipes
ζ Total pressure loss coefficient in outlet line –
total
η Volumetric efficiency estimated at suction pressure and discharge pressure equivalent –
v
to the pressure relief device setting
ν Kinematic viscosity m /s
ρ Density of vapour or liquid kg/m
ρ Density of vapour in inlet line kg/m
ρ Vapour density at refrigerant saturation pressure/dew point at 10 °C kg/m
ϕ Density of heat flow rate kW/m
ϕ Reduced density of heat flow rate kW/m
red
5 2
NOTE 1 bar = 0,1 MPa = 10 Pa; 1 MPa = 1 N/mm .
5 General
This document describes the calculation of:
— The required discharge capacity of a pressure relief device.
— The actual capacity of a pressure relief device.
— Pressure losses in inlet and outlet lines from the pressure relief device.
The capacity of the pressure relief device (calculated in Clause 7), shall be larger than the required capacity
(calculated in Clause 6), and the pressure losses (calculated in Clause 8) shall be within given limits for the
pressure relief device to operate correctly.
The Formulae in Clause 7 are only valid for discharge of refrigerant gas or vapour.
NOTE 1 Calculations of flow areas for pressure relief devices for non-flashing and flashing liquids are given in
Annex B. Example calculations with corresponding piping are given in Annex C.

NOTE 2 Requirements for protection against excessive pressure in refrigerating systems and heat pumps are given
in EN 378-2 and ISO 5149-2.
For design and manufacturing of bodies, bonnets and bolts for pressure relief devices (safety valves and
bursting discs) and for the specification of strength pressure test, ISO 21922:2021 applies.
For other aspects, the requirements of ISO 4126-1:2013/Amd 1:2016, Clause 5, Clause 7, and Clause 10, and
ISO 4126-2:2018, Clause 17, apply.
The actual absolute relieving pressure of a pressure relief device is calculated as:
pp=⋅11, + p (1)
0 setatm
For calculation of the required discharge capacity of a pressure relief device, knowledge of the heat of
vaporisation Δh of the refrigerant is required.
vap
For calculation of the actual discharge capacity of a pressure relief device, knowledge of the density ρ (or
specific volume v ) and the heat capacity ratio γ of the refrigerant is required.
For calculation of pressure losses in inlet and outlet lines, knowledge of the density ρ (or specific volume v )
0 0
is required.
The values are found at the following conditions:
a) If the pressure p is less than the critical pressure of the refrigerant:
— If the saturated gas temperature corresponding to p is higher than the critical temperature minus
5 K, then ρ , v and Δh are found at saturated gas at critical temperature minus 5 K.
0 0 vap
— Else ρ , v and Δh are found at saturated gas at pressure p . If the inlet temperature is given
0 0 vap 0
(superheated gas), then ρ , v and Δh are found at pressure p and the inlet temperature.
0 0 vap 0
b) If the pressure p is higher than the critical pressure of the refrigerant, then ρ , v and Δh are found at
0 0 0 vap
saturated gas at critical temperature minus 5 K.
The value of the heat capacity ratio γ shall be found at 25 °C and 1,013 25 bar. Values of γ for different
refrigerants can be found in Table A.1.
To check if the velocity in the outlet line is larger than the speed of sound, the density and the speed of sound
of the refrigerant at the outlet of the outlet line are needed. The refrigerant properties at the outlet of the
outlet line are found assuming isenthalpic expansion from the relieving condition (p , v ) to the pressure
0 0
at the outlet of the outlet line. If the isenthalpic expansion results in either a mixture of gas and liquid or a
mixture of gas and solid, then the density and speed of sound of saturated gas at the pressure at the outlet of
the outlet line are used.
6 Minimum required discharge capacity for protection of parts of a refrigerating system
6.1 General
Calculations are based on known or assumed processes, which result in an increase in pressure. All
foreseeable processes shall be considered. The commonly relevant processes are covered in 6.2, 6.3 and 6.4.
NOTE Information about necessary protection measures against excessive pressure can be found in system safety
standards such as ISO 5149-2 and EN 378-2. For instance due to standstill pressure, pressure to internal or external
heat sources, or trapped fluid.
In case of supercritical pressure, the pressure relief valve shall be suitable for both gas and liquid.
In case of relieving CO to a pressure below the triple point (e.g. atmospheric pressure), there is a possibility
to create solid CO . Necessary precautions shall be taken to ensure safe operation.
Even if a vessel contains only gas, it might in some situations contain liquid and should therefore for the
purpose of this document be treated as a vessel containing both liquid and gas.
6.2 Excessive pressure caused by heat sources
6.2.1 External heat sources
The minimum required discharge capacity of the pressure relief device for pressure vessels is calculated as
in Formula (2):
3 600⋅⋅φ A
surf
Q = (2)
m,required
Δh
vap
For pressure vessels in this document, the density of heat flow rate ϕ is assumed to be 10 kW/m , but a
higher value shall be used if necessary.
When the thickness, s, of the insulation of the pressure vessel is higher than 0,04 m and the insulation is
tested for reaction to fire according to EN 13501-1:2018 and classified better than class C, a reduced density
of heat flow rate shall be used as a minimum value:
00, 4
φφ=⋅ (3)
red
s
For pressure vessels the total external surface area of the vessel is calculated depending on geometry.
Figure 1 — Plate heat exchanger (PHE)
Figure 2 — Plate and shell heat exchanger (PSHE)

For plate heat exchangers (see Figure 1) the surface area is calculated as per Formula (4):
AL=⋅2 ()⋅+LL ⋅+LL ⋅L (4)
surf 12 23 13
For plate and shell heat exchangers (see Figure 2) the surface area is calculated as per Formula (5):
π
Ad=⋅2 ()⋅+()π ⋅⋅dL (5)
surf 1 11
Higher values for density of heat flow rate than 10 kW/m may be necessary where, in case of fire, full
engulfment of the pressure vessel is to be expected and/or in the case the pressure vessel is insulated with a
flammable insulation. Other calculation methods could be necessary in case of heat radiation with a higher
heat flow directed to one side of the vessel.
6.2.2 Internal heat sources
For conditions, which arise due to an internal source of excessive heat, the minimum required discharge
capacity of the pressure relief device is calculated as per Formula (6):
3 600⋅Q
h
Q = (6)
m,required
Δh
vap
6.3 Excessive pressure caused by compressors
The minimum required discharge capacity of the pressure relief device for excessive pressure caused by
compressors is calculated as:
QV=⋅60 ⋅⋅n ρη⋅ (7)
mr, equiredv
In Formula (7) the saturated gas density value at the highest allowable suction pressure shall be used. The
highest allowable suction pressure is defined by the compressor manufacturer.
NOTE 1 In cases where discharge shut-off valves are not fitted, a high-pressure relief device will suffice, providing
there are no intermediate shut-off valves.
NOTE 2 Non-positive displacement compressors need not have a pressure relief device providing it is not possible
to exceed the maximum allowable pressure.
NOTE 3 Relieving to the low-pressure side can cause compressor overheating and / or uncontrolled internal
pressure in compressors (e.g. in screw compressors).
NOTE 4 EN 12693 covers compressors, which can run against a closed discharge valve.
6.4 Excessive pressure caused by expansion of trapped liquid
For protection against pressure caused by expansion of trapped liquid, the effective area of the pressure
relief device shall be calculated based on the volume of the trapped liquid:
AK=⋅V (8)
effectivevolumetrapped
where K is 0,02 mm /l and the effective area of the pressure relief device is defined as:
volume
AA=⋅K (9)
effectiveactualdr
If the calculated effective area results in a flow diameter less than 1 mm, then the diameter shall be selected
to 1 mm: d ≥ 1 mm
For refrigerants where the temperature difference between relieving temperature and critical temperature
is less than 20 K, the value of K shall be at least 0,04 mm /l.
volume
NOTE Liquids having a temperature close to the critical temperature expand considerably.
It is advisable to consider the backpressure ratio p /p and the possibly reduced stroke of the pressure
b 0
relief valve.
The possibility of contamination by dirt should be considered.
Where practicable, the pressure relief device shall relieve to the low-pressure side of the system and the
pressure relief device shall meet the requirements even at maximum back pressure.
7 Discharge capacity of pressure relief devices
7.1 General
For the most common use of pressure relief devices in refrigerating systems, the back pressure is lower
than approximately 0,5 times the relieving pressure (p ≤ 0,5 ⋅ p ), which indicates that the flow through the
b 0
pressure relief device is choked.
The flow of gas or vapor through an orifice, such as the flow areas of a pressure relief device, increases as
the outlet pressure is decreased until choked flow is achieved. Further decrease in outlet pressure will not
result in any further increase in the flow.
For pressure relief valves where the lift is a function of back pressure, the manufacturer shall state the
maximum permissible back pressure ratio p /p and the related certified coefficient of discharge considering
b 0
the possibly reduced stroke of the pressure relief valve.
7.2 Discharge capacity of pressure relief valves
The mass flow of gas through a pressure relief valve can be calculated as:
p
QA=⋅1,138 4 ⋅⋅KK ⋅ (10)
m,relief dr cap
v
56−
NOTE 1 The factor 1,138 41=⋅0103⋅ 600 is a result of converting between units.
The de-rated coefficient of discharge is calculated as:
KK=⋅09, (11)
dr d
where the coefficient of discharge is calculated from:
q'
m
K = (12)
d
q
m
NOTE 2 The factor 0,9 in Formula (11) is a safety factor used when calculating the discharge capacity of pressure
relief valves.
The value of the capacity correction factor K depends on whether the flow through the pressure relief
cap
valve is choked or not.
Choked flow occurs when the pressure ratio p /p is less than or equal to the choked pressure ratio:
b 0
p
b
≤p (13)
r,choked
p
Where the choked pressure ratio is calculated as:
γ
 2 γ−1
p = (14)
r,choked  
γ +1
 
For choked flow the value of the capacity correction factor is:
γ+1
 γ−1
K =⋅γ (15)
cap  
γ +1
 
If the flow is not choked, then the capacity correction factor is calculated as:
2 γ +1
 
p p
2⋅γ  γ   γ
 
bb
K = ⋅ − (16)
cap    
 
γ −1 p p
   
0 0
 
 
The choked pressure ratio for different refrigerant is given in Annex A ,Table A.1, and values of K at choked
cap
and non-choked flow are given in Annex A, Table A.1 to Table A.3.
NOTE 3 Formula (10) to Formula (16) give identical results to corresponding Formulae in EN 13136:2013+A1:2018
and ISO 4126-7:2013.
When calculating pressure drop in inlet or outlet piping and fittings, and the discharge capacity of the
pressure relief valve Q is considerable larger than the required capacity Q , then the refrigerant
m,relief m,required
mass flow used in the pressure drop calculations can be adjusted according to the following rules:
if QQ<⋅12, 5 then QQ= (17)
()
mm,,relief required mm,,adjusted requirred
Q
m,relieef
if QQ≥⋅12, 5 then Q = (18)
()
mm,, relief required m,adjusted
12, 5
The adjusted mass flow rate is used when calculating pressure drop in piping and fittings.
7.3 Discharge capacity of bursting discs
Domed bursting discs shall be designed so that they burst due to tensile forces when the bursting pressure
is applied to the concave side of the bursting disc. They shall be domed such that no further plastic flow will
occur initially when the bursting disc is subject to its intended operating condition.
The discharge capacity of a bursting disc shall be calculated from the formula given in 7.2. The following
values for K shall be the maximum used depending on how the pipe between the vessel and the bursting
dr
disc is mounted on the vessel:
a) flush or flared connection (see Table A.2): K = 0,70.
dr
b) inserted connection (see Table A.2): K = 0,55.
dr
If the K -value of the bursting disc itself is lower than the maximum value given above, then the smaller
dr
value shall be used in the calculation.

8 Pressure loss in inlet and outlet lines
8.1 General
To ensure correct operation of a pressure relief device, the pressure loss in both inlet and outlet lines,
including any changeover device shall not exceed the following:
The values stated by the manufacturer of the pressure relief device, but not more than:
— Inlet line (including changeover device):
Δpp≤⋅00, 3 (19)
in 0
— Outlet line:
— Back pressure dependent pressure relief device:
Δpp≤⋅01, 0 (20)
out 0
— Back pressure independent pressure relief device:
Δpp≤⋅02, 0 (21)
out 0
The velocity in the inlet line shall not reach the speed of sound. If the velocity in the outlet line is larger than
the speed of sound, then either the pipe diameter shall be increased and/or the pressure drop across the
resulting shock shall be included in the total pressure drop of the outlet line. Annex D includes an example of
how to calculate this.
The flow area of piping or changeover devices in the inlet and outlet lines shall not be less than the actual
flow area A of the pressure relief device.
actual
NOTE It is expected that pipes in both inlet and outlet line are selected so that they can withstand the pressure
and temperature during discharge.
8.2 Pressure loss in inlet line
The pressure loss in the inlet line is calculated using the Darcy-Weisbach Formula:
L u
−5
Δpf=⋅ρ ⋅⋅ ⋅10 (22)
d 2
R
When using the adjusted mass flow instead of velocity, the Formula can be written as:
Q
 
L
m,adjusted
Δ pf=⋅0,3858 ⋅⋅v ⋅ (23)
 
d A
R  R 
 
1 10
−5
NOTE 1 The factor 0,385 8 =⋅ ⋅10 is a result of unit conversion and simplification.
 
 
2 3 600
 
Depending on the type of component in the inlet line, Formula (23) can be formulated differently.

For pipes, Formula (23) is used directly. The friction factor, f, is calculated from von Karman’s equation for
fully developed turbulent flow:
f = (24)
37, 1⋅d
  
R
2⋅log
 10  
ε
  
R
Values for pipe roughness can be found in Table A.5 in Annex A.
NOTE 2 If the flow is not fully turbulent other formulae can be used to calculate the friction factor (for example
according to [Colebrook, 1939]).
For fittings the pressure loss is calculated by means of the pressure loss coefficient:
L
ζ =⋅f (25)
d
R
The pressure loss using Formula (23) is then calculated as:
Q
 
m,adjusted
Δ pv=⋅0,3858 ζ ⋅⋅ (26)
 
A
 R 
Pressure loss coefficients for typical fittings shall be according to Annex A, Table A.4 .
If the manufacturer provides the pressure loss coefficient ζ for devices (valves) related to the nominal
DN
diameter (DN), it is converted to the pressure loss coefficient ζ for the actual internal diameter of the pipe from:
d
 
R
ζζ= ⋅ (27)
DN
 
DN
 
When the flow coefficient K of a changeover device is given, then the pressure loss using Formula (23) is
vs
calculated as:
Q
 
m,adjusted
−3
Δpv=⋅ ⋅10 (28)
 
K
 VS 
8.3 Pressure loss in outlet line
The pressure loss in the outlet line is calculated using formulae for compressible isothermal flow of an ideal gas.
The pressure loss formula can be simplified to:
pp− v
1 b 2 1
=⋅0,771 6 Q ⋅⋅ζ (29)
m,adjustedtotal
p
A
R
NOTE The factor 0,771 6 = is a result of unit conversion and simplification.
3 600 ⋅10
When it is assumed that pv⋅=pv⋅ then the inlet pressure, p , to the outlet line can be calculated as:
11 00 1
pv⋅
2 00 2
pQ=⋅0,771 6 ⋅ ⋅+ζ p (30)
1 m,adjusted total b
A
R
For pipes, the pressure loss coefficient is calculated as:
L
ζ = f (31)
pipe
d
R
Where the friction factor, f, is calculated using Formula (24).

For fittings, the pressure loss coefficients shall be according to Annex A, Table A.4.
The total pressure loss coefficient is calculated as the sum of the individual pressure loss coefficients:
ζζ=+ζ (32)
totalpipes fittings
8.4 Total pressure loss
The total inlet pressure loss is calculated by summing the pressure loss of all elements (pipes, changeover
valves and fittings) in the inlet line:
ΔΔpp= (33)
in ∑
The total outlet pressure loss is calculated as the difference between p , calculated using Formula (30), and
the back pressure:
Δpp=−p (34)
outb1
8.5 Connection of outlets from several pressure relief valves to a common outlet line
If several pressure relief valves are connected to a common outlet line, then the outlet pressure loss for the
common line is calculated using Formulae (29) to (34). The adjusted mass flow used in the calculations shall
be the sum of the adjusted mass flows from all pressure relief valves connected to the common outlet line as
shown in Figure 3 and calculated in Formula (35).
Key
1 outlet line from pressure relief valve 1
2 outlet line from pressure relief valve 2
n outlet line from pressure relief valve n
C connection point
O common outlet line
Figure 3 — Several pressure relief valves connected to common outlet line

n
QQ= (35)
m,commonm∑ ,adjusted,i
i=1
The pressure and density (p , v ) from the line with the highest actual relieving pressure, p , shall be used
0 0 0
when calculating the common outlet line.
When the pressure drop in the common outlet line has been calculated, the pressure in the connection point
can be calculated:
pp=+Δp (36)
connectioncb ommon
The pressure in the connection point shall then be used as back pressure in Formula (30) when the pressure
loss in the individual outlet lines from each pressure relief valve is calculated:
pv⋅
2 00 2
pQ=⋅0,771 6 ⋅ ⋅+ζ p (37)
1 m,adjusted totalconnection
A
R
The total pressure drop in any of the individual outlet lines (including the common outlet line) shall be
within the limits given by Formulae (20) and (21).
If the pressure relief valves are back pressure dependent, this means that the limit for the total pressure
drop in the individual outlet lines for each of the pressure relief valves is given by:
ΔΔpp+≤ 01,,01⋅⋅1 pp+
()
outc,11ommonset,atm
ΔΔpp+≤ 0,,10⋅⋅11, pp+
()
outc,2 ommon seta,2 tm
(38)

ΔΔpp+≤ 01,,01⋅⋅1 pp+
()
outc,,nnommonset aatm
If the pressure relief valves are back pressure independent, then the limit for the total pressure drop in the
individual outlet lines for each of the pressure relief valves is calculated correspondingly, except that limits
from Formula (21) apply.
NOTE Mixing different refrigerants in a common outlet line can lead to problems due to chemical reactions.

Annex A
(normative)
Values of factors and properties of refrigerants
Table A.1 — Properties of refrigerants
Heat capacity Choked pressure Capacity correction factor for choked
a
Refrigerant number
b b b
ratio ratio flow
γ p K
r,choked cap
R-11 1,10 0,58 0,63
R-12 1,12 0,58 0,63
R-13 1,14 0,58 0,64
R-14 1,16 0,57 0,64
R-22 1,17 0,57 0,64
R-23 1,19 0,57 0,65
R-32 1,24 0,56 0,66
R-50 1,31 0,54 0,67
c
R-113 1,06 0,59 0,62
R-114 1,04 0,60 0,62
R-115 1,09 0,59 0,63
R-116 1,09 0,59 0,63
c
R-123 1,10 0,58 0,63
R-124 1,10 0,58 0,63
R-125 1,10 0,58 0,63
R-134a 1,12 0,58 0,63
c
R-141b 1,10 0,58 0,63
R-142b 1,12 0,58 0,63
R-143a 1,13 0,58 0,63
R-152a 1,15 0,57 0,64
R-170 1,20 0,56 0,65
R-E170 1,16 0,57 0,64
R-218 1,07 0,59 0,62
R-227ea 1,07 0,59 0,62
R-236fa 1,08 0,59 0,62
R-245fa 1,10 0,58 0,63
R-290 1,14 0,57 0,65
R-C318 1,07 0,59 0,62
R-600 1,10 0,58 0,63
R-600a 1,10 0,58 0,63
c
R-601 1,07 0,59 0,62
c
R-601a 1,07 0,59 0,62
a
The R-numbers are in accordance with ISO 817:2024.
b
The values are based on a temperature of 25 °C and a pressure of 1,013 25 bar.
c
The values are based on a temperature of 100 °C and a pressure of 1,013 25 bar.

TTabablele A A.11 ((ccoonnttiinnueuedd))
Heat capacity Choked pressure Capacity correction factor for choked
a
Refrigerant number
b b b
ratio ratio flow
γ p K
r,choked cap
R-717 1,31 0,54 0,67
c
R-718 1,32 0,54 0,67
R-744 1,30 0,55 0,67
R-764 1,27 0,55 0,66
R-1150 1,25 0,55 0,66
R-1224yd(Z) 1,10 0,59 0,63
R-1233zd(E) 1,10 0,58 0,63
R-1234yf 1,10 0,58 0,63
R-1234ze(E) 1,10 0,58 0,63
R-1270 1,14 0,58 0,64
c
R-1336mzz(Z) 1,06 0,59 0,62
R-401A 1,15 0,57 0,64
R-401B 1,16 0,57 0,64
R-401C 1,14 0,58 0,64
R-402A 1,13 0,58 0,63
R-402B 1,15 0,57 0,64
R-403A 1,15 0,57 0,64
R-403B 1,13 0,58 0,63
R-404A 1,12 0,58 0,63
R-405A 1,12 0,58 0,63
R-406A 1,10 0,58 0,63
R-407A 1,14 0,58 0,64
R-407B 1,12 0,58 0,63
R-407C 1,14 0,58 0,64
R-407D 1,14 0,58 0,64
R-407E 1,15 0,57 0,64
R-407F 1,15 0,57 0,64
R-407G 1,12 0,58 0,63
R-407H 1,16 0,57 0,64
R-407I 1,14 0,58 0,64
R-408A 1,15 0,57 0,64
R-409A 1,15 0,57 0,64
R-409B 1,16 0,57 0,64
R-410A 1,17 0,57 0,64
R-410B 1,17 0,57 0,64
R-411A 1,18 0,57 0,64
R-411B 1,18 0,57 0,64
R-412A 1,16 0,57 0,64
R-413A 1,11 0,58 0,63
a
The R-numbers are in accordance with ISO 817:2024.
b
The values are based on a temperature of 25 °C and a pressure of 1,013 25 bar.
c
The values are based on a temperature of 100 °C and a pressure of 1,013 25 bar.

TTabablele A A.11 ((ccoonnttiinnueuedd))
Heat capacity Choked pressure Capacity correction factor for choked
a
Refrigerant number
b b b
ratio ratio flow
γ p K
r,choked cap
R-414A 1,14 0,58 0,64
R-414B 1,14 0,58 0,64
R-415A 1,18 0,57 0,64
R-415B 1,16 0,57 0,64
R-416A 1,11 0,58 0,63
R-417A 1,11 0,58 0,63
R-417B 1,11 0,58 0,63
R-417C 1,12 0,58 0,63
R-418A 1,18 0,57 0,64
R-419A 1,11 0,58 0,63
R-419B 1,11 0,58 0,63
R-420A 1,12 0,58 0,63
R-421A 1,11 0,58 0,63
R-421B 1,11 0,58 0,63
R-422A 1,11 0,58 0,63
R-422B 1,11 0,58 0,63
R-422C 1,11 0,58 0,63
R-422D 1,11 0,58 0,63
R-422E 1,11 0,58 0,63
R-423A 1,10 0,58 0,63
R-424A 1,11 0,58 0,63
R-425A 1,14 0,58 0,64
R-426A 1,12 0,58 0,63
R-427A 1,13 0,58 0,63
R-427B 1,14 0,58 0,64
R-428A 1,11 0,58 0,63
R-429A 1,14 0,58 0,64
R-430A 1,14 0,58 0,64
R-431A 1,14 0,58 0,64
R-432A 1,16 0,57 0,64
R-433A 1,14 0,58 0,64
R-433B 1,14 0,58 0,64
R-433C 1,14 0,58 0,64
R-434A 1,11 0,58 0,63
R-435A 1,16 0,57 0,64
R-436A 1,12 0,58 0,63
R-436B 1,12 0,58 0,63
R-436C 1,13 0,58 0,64
R-437A 1,12 0,58 0,63
a
The R-numbers are in accordance with ISO 817:2024.
b
The values are based on a temperature of 25 °C and a pressure of 1,013 25 bar.
c
The values are based on a temperature of 100 °C and a pressure of 1,013 25 bar.

TTabablele A A.11 ((ccoonnttiinnueuedd))
Heat capacity Choked pressure Capacity correction factor for choked
a
Refrigerant number
b b b
ratio ratio flow
γ p K
r,choked cap
R-438A 1,12 0,58 0,63
R-439A 1,17 0,57 0,64
R-440A 1,15 0,57 0,64
R-441A 1,12 0,58 0,63
R-442A 1,15 0,57 0,64
R-443A 1,15 0,57 0,64
R-444A 1,12 0,58 0,63
R-444B 1,16 0,57 0,64
R-445A 1,11 0,58 0,63
R-446A 1,19 0,57 0,65
R-447A 1,20 0,56 0,65
R-447B 1,20 0,56 0,65
R-448A 1,14 0,58 0,64
R-449A 1,14 0,58 0,64
R-449B 1,14 0,58 0,64
R-449C 1,13 0,58 0,64
R-450A 1,11 0,58 0,63
R-451A 1,10 0,58 0,63
R-451B 1,10 0,58 0,63
R-452A 1,12 0,58 0,63
R-452B 1,20 0,57 0,65
R-452C 1,12 0,58 0,63
R-453A 1,14 0,58 0,64
R-454A 1,15 0,58 0,64
R-454B 1,20 0,56 0,65
R-454C 1,13 0,58 0,63
R-455A 1,13 0,58 0,63
R-456A 1,12 0,58 0,63
R-457A 1,13 0,58 0,63
R-458A 1,14 0,58 0,64
R-459A 1,20 0,57 0,65
R-459B 1,13 0,58 0,63
R-460A 1,12 0,58 0,63
R-460B 1,14 0,58 0,64
R-460C 1,11 0,58 0,63
R-461A 1,11 0,58 0,63
R-462A 1,12 0,58 0,63
R-463A 1,17 0,57 0,64
R-464A 1,14 0,58 0,64
a
The R-numbers are in accordance with ISO 817:2024.
b
The values are based on a temperature of 25 °C and a pressure of 1,013 25 bar.
c
The values are based on a temperature of 100 °C and a pressure of 1,013 25 bar.

TTabablele A A.11 ((ccoonnttiinnueuedd))
Heat capacity Choked pressure Capacity correction factor for choked
a
Refrigerant number
b b b
ratio ratio flow
γ p K
r,cho
...

Norme
internationale
ISO 24664
Première édition
Systèmes de réfrigération et
2024-11
pompes à chaleur — Dispositifs
de limitation de pression et
tuyauteries associées — Méthodes
de calcul
Refrigerating systems and heat pumps — Pressure relief devices
and their associated piping — Methods for calculation
Numéro de référence
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Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles . 3
5 Généralités . 5
6 Capacité minimale de décharge requise pour la protection des parties d'un système de
réfrigération . 6
6.1 Généralités .6
6.2 Pression excessive générée par les sources de chaleur.6
6.2.1 Sources de chaleur externes .6
6.2.2 Sources de chaleur internes .7
6.3 Pression excessive générée par des compresseurs .8
6.4 Pression excessive causée par dilatation du liquide piégé .8
7 Capacités de décharge des dispositifs de limitation de pression . 8
7.1 Généralités .8
7.2 Capacité de décharge des soupapes de sécurité .9
7.3 Capacité de décharge des disques de rupture .10
8 Perte de charge dans les tubulures en amont et en aval .10
8.1 Généralités .10
8.2 Perte de charge dans la tubulure en amont .11
8.3 Perte de charge dans la tubulure en aval . 12
8.4 Perte de charge totale . 13
8.5 Raccordement des sorties de plusieurs soupapes de sécurité à une tubulure en aval
commune . 13
Annexe A (normative) Valeurs des facteurs et propriétés des fluides frigorigènes.15
Annexe B (informative) Calcul des sections de passage pour les fluides non évaporatifs et
évaporatifs .21
Annexe C (informative) Exemple de calcul pour dimensionner des dispositifs de limitation de
pression avec tuyauteries et raccords associés .24
Annexe D (informative) Tubulure en aval de la soupape de sécurité lorsque la vitesse est
supérieure à la vitesse du son . .31
Bibliographie .35

iii
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux
de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire
partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de
tout droit de brevet revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO n'avait pas
reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois,
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plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l'adresse
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Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
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commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 86, Froid et climatisation, sous-comité
SC 1, Exigences de sécurité et d'environnement relatives aux systèmes frigorifiques, en collaboration avec le
comité technique CEN/TC 182, Systèmes frigorifiques, exigences de sécurité et d'environnement, du Comité
européen de normalisation (CEN) conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN
(Accord de Vienne).
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.

iv
Introduction
Le présent document est basé sur l'EN 13136:2013+A1:2018 ainsi que sur les parties applicables de
l'ISO 4126-1:2013, de l'ISO 4126-2:2018 et de l'ISO 21922:2021.
Il est adapté aux exigences spécifiques, et inclut les données, relatives aux systèmes de réfrigération.
Il fournit des moyens pour satisfaire aux exigences relatives aux dispositifs de limitation de pression de
l'EN 378-2:2016 et de l'ISO 5149-2:2014.

v
Norme internationale ISO 24664:2024(fr)
Systèmes de réfrigération et pompes à chaleur — Dispositifs
de limitation de pression et tuyauteries associées —
Méthodes de calcul
1 Domaine d'application
Le présent document décrit le calcul:
— du débit massique pour le dimensionnement des dispositifs de limitation de pression pour les composants
des systèmes de réfrigération;
— des capacités de décharge des soupapes de sécurité et autres dispositifs de limitation de pression des
systèmes de réfrigération, y compris les données nécessaires à leur dimensionnement lors de leur
décharge dans l'atmosphère ou dans les composants du système de réfrigération à plus basse pression;
— de la perte de charge dans la tubulure en amont et en aval des soupapes de sécurité et autres dispositifs
de limitation de pression, et inclut les données nécessaires.
Le présent document spécifie les exigences relatives à la sélection des dispositifs de limitation de pression
pour éviter une pression excessive due aux sources de chaleur internes et externes, aux sources de génération
de pression (par exemple compresseurs, chauffages, etc.) et à la dilatation thermique du fluide piégé.
NOTE Le terme «système de réfrigération» utilisé dans le présent document inclut les pompes à chaleur.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour
les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 4126-1:2013/Amd 1:2016, Dispositifs de sécurité pour protection contre les pressions excessives — Partie 1:
Soupapes de sûreté
ISO 4126-2:2018, Dispositifs de sécurité pour protection contre les pressions excessives — Partie 2: Dispositifs
de sûreté à disque de rupture
ISO 21922:2021, Systèmes de réfrigération et pompes à chaleur — Robinetterie — Exigences, essais et marquage
EN 13501-1:2018, Classement au feu des produits et éléments de construction — Partie 1: Classement à partir
des données d’essais de réaction au feu
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 21922:2021,
l'ISO 4126-1:2013/Amd 1:2016, et l'ISO 4126-2:2018 ainsi que les suivants s'appliquent.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en normalisation,
consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l'adresse https:// www .electropedia .org/

3.1
fluide frigorigène
fluide utilisé pour le transfert de chaleur dans un système de réfrigération
Note 1 à l'article: Le fluide frigorigène absorbe la chaleur à basse température et basse pression du fluide et la rejette à
une plus haute température et plus haute pression du fluide, impliquant généralement un changement de phase du fluide.
[SOURCE: ISO 817:2024, 3.1.37]
3.2
partie du système de réfrigération
plusieurs composants assemblés et exposés à la même pression en service ou source de pression,
respectivement, telle que déterminée par le fabricant
3.3
dispositif de limitation de pression
soupape de sécurité ou dispositif muni d'un disque de rupture conçu(e) pour libérer automatiquement toute
pression excessive
3.4
soupape de sécurité
soupape commandée par la pression, maintenue fermée par un ressort ou tout autre moyen et conçue pour
abaisser automatiquement la pression excessive en commençant à s’ouvrir à une pression de réglage et en se
refermant après que la pression est tombée en-dessous de la pression de réglage
Note 1 à l'article: Pour les besoins du présent document, la définition d'une soupape de sûreté telle que donnée dans
l'ISO 4126-1:2013 est estimée comme étant équivalente à la soupape de sécurité.
3.5
récipient sous pression
tout composant d’un système de réfrigération contenant du fluide frigorigène autre que:
— serpentins (y compris leurs collecteurs) constitués de tuyaux avec de l'air comme fluide secondaire;
— tuyauteries et leurs robinets, joints et raccords;
— dispositifs de commande;
— pressostats, jauges, indicateurs de liquide;
— soupapes de sûreté, bouchons fusibles, disques de rupture;
— équipements comportant des carters ou des mécanismes dont le dimensionnement, le choix des
matériaux et les règles de fabrication reposent essentiellement sur des exigences de résistance, de
rigidité et de stabilité suffisantes pour répondre aux effets opérationnels statiques et dynamiques ou à
d'autres caractéristiques opérationnelles et pour lesquels la pression n'est pas un facteur significatif au
niveau de la conception. Ces équipements peuvent comprendre: les pompes et les compresseurs.
Note 1 à l'article: Les compresseurs de type hermétiques accessibles et ouverts utilisés dans des systèmes de
réfrigération peuvent être sujets à l'exclusion de l'Article 1.2.j de la Directive 2014/68/UE concernant les lignes
directrices du groupe de travail WPG A-11, A-12 et B-34. Le fabricant de compresseurs a à déterminer sur la base d'une
évaluation au cas par cas, si l'exclusion de l'Article 1.2.j de la Directive 2014/68/UE est applicable.
Note 2 à l'article: Cette définition est alignée avec la Directive 2014/68/UE.

3.6
diamètre nominal
DN
désignation alphanumérique de dimension pour les composants d'un réseau de tuyauteries, utilisée à des fins
de référence, comprenant les lettres DN suivies par un nombre entier sans dimension qui est indirectement
relié aux dimensions réelles, en millimètres, de l'alésage ou du diamètre extérieur des raccordements
d'extrémité
Note 1 à l'article: Le nombre suivant les lettres DN ne représente pas une valeur mesurable, et il convient de ne pas
l'utiliser à des fins de calcul sauf si cela est spécifié dans le présent document.
Note 2 à l'article: Lorsque le diamètre nominal n'est pas spécifié, aux fins du présent document, il est supposé qu'il
s'agit du diamètre intérieur du tuyau ou de l'élément de construction en mm (DN/ID).
Note 3 à l'article: Le diamètre nominal n'est pas le même que la taille de l'orifice qui est couramment utilisée pour la
taille de l'ouverture du siège de soupape.
[SOURCE: ISO 6708:1995, 2.1, modifié – Les Notes 2 et 3 à l'article ont été ajoutées.]
4 Symboles
Symbole Désignation Unité
Section de passage réelle du dispositif de limitation de pression. La section de
A passage à la section transversale la plus étroite lorsque le dispositif de limitation de mm
actual
pression est complètement ouvert
A Section effective du dispositif de limitation de pression mm
effective
A Section de passage calculée du liquide après expansion mm
liq
A Surface interne du tube mm
R
A Surface externe du récipient m
surf
A Section de passage calculée de la vapeur après expansion mm
vap
DN Diamètre nominal –
d Diamètre d'écoulement réel le plus étroit du dispositif de limitation de pression mm
d Diamètre interne du tube mm
R
f Facteur de frottement de Darcy -
Δh Chaleur de vaporisation kJ/kg
vap
K Facteur de correction de la capacité –
cap
Coefficient de décharge certifié tenant compte du rapport de contre-pression p /p
b 0
K –
d
et de la course éventuellement réduite de la soupape de sécurité
K Sous-coefficient de décharge –
dr
K Sous-coefficient de décharge pour les liquides –
drl
Constante de la soupape (débit d'eau pour une perte de charge de 1 bar au passage
K m /h
vs
nominal intégral)
K Facteur de correction de la viscosité –
visc
K Facteur de liquide piégé mm /l
volume
L Longueur du tube mm
m masse kg
- 1
n Fréquence de rotation min
p Pression atmosphérique (1,013 25 bar) bar
atm
p Contre-pression à la sortie du dispositif de limitation de pression, absolue bar
b
p Pression absolue critique bar
c
p Pression au point de connexion bar
connection
5 2
NOTE 1 bar = 0,1 MPa = 10 Pa; 1 MPa = 1 N/mm .

Symbole Désignation Unité
p Rapport de la pression réduite –
r, choked
Pression de réglage, effective (pression prédéterminée à laquelle un dispositif de
p bar
set
limitation de pression en fonctionnement commence à s'ouvrir)
Δp Perte de charge bar
Δp Perte de charge dans la tubulure en aval commune bar
common
Δp Perte de charge dans la tubulure en amont du dispositif de limitation de pression bar
in
Δp Perte de charge dans la tubulure en aval du dispositif de limitation de pression bar
out
p Pression de décharge absolue réelle bar
Pression absolue à l'entrée de la tubulure en aval du dispositif de limitation de pres-
p bar
sion
Q Quantité de chaleur produite, source de chaleur interne kW
h
Capacité de décharge ajustée du dispositif de limitation de pression. Utilisée pour
Q kg/h
m,adjusted
calculer la perte de charge dans les tuyauteries
Q Débit massique dans la conduite de sortie commune kg/h
m,common
Q Flux de liquide après expansion kg/h
m,liq
Q Débit massique de fluide frigorigène calculé du dispositif de limitation de pression kg/h
m,relief
Capacité minimale requise de décharge, de fluide frigorigène, du dispositif de limi-
Q kg/h
m,required
tation de pression
Q Débit de vapeur après expansion kg/h
m,vap
q Capacité de décharge théorique kg/h⋅mm
m
q’ Capacité de décharge réelle déterminée par les essais kg/h⋅mm
m
R Rayon de courbure du coude mm
Re Nombre de Reynolds –
s Épaisseur de l'isolation m
u Vitesse dans la tubulure m/s
V Cylindrée théorique (volume) m
v Volume spécifique de vapeur ou de liquide m /kg
v Volume spécifique de vapeur dans la tubulure en amont m /kg
v Volume spécifique à l'entrée de la tubulure en aval du dispositif de limitation de pression m /kg
w Vitesse réelle du fluide dans la plus petite section de la soupape de sécurité m/s
w Vitesse à l'entrée de la tubulure en aval m/s
x Fraction de vapeur du fluide frigorigène à p –
b
α Angle du raccord affleurant °
γ Rapport de capacité thermique –
ε Rugosité de la conduite mm
R
ζ Coefficient de perte de charge –
ζ Coefficient de perte de charge en fonction de DN –
DN
ζ Coefficient de perte de charge des raccords –
fittings
ζ Coefficient de perte de charge des tubulures en aval –
pipes
ζ Coefficient de perte de charge total des tubulures en aval –
total
η Rendement volumétrique estimé à la pression d'aspiration et à la pression de refoule- –
v
ment équivalente au réglage du dispositif de limitation de pression
ν Viscosité cinématique m /s
ρ Masse volumique de la vapeur ou du liquide kg/m
ρ Masse volumique de la vapeur dans la tubulure en amont kg/m
5 2
NOTE 1 bar = 0,1 MPa = 10 Pa; 1 MPa = 1 N/mm .

Symbole Désignation Unité
ρ Masse volumique de la vapeur à la pression de saturation/au point de rosée du fluide kg/m
frigorigène à 10 °C
ϕ Densité du flux thermique kW/m
ϕ Densité réduite du flux thermique kW/m
red
5 2
NOTE 1 bar = 0,1 MPa = 10 Pa; 1 MPa = 1 N/mm .
5 Généralités
Le présent document décrit le calcul:
— de la capacité de décharge requise d'un dispositif de limitation de pression;
— de la capacité réelle d'un dispositif de limitation de pression;
— des pertes de charge dans les tubulures en amont et en aval du dispositif de limitation de pression.
La capacité du dispositif de limitation de charge (calculée à l'Article 7) doit être supérieure à la capacité
requise (calculée à l'Article 6), et les pertes de charge (calculées à l'Article 8) doivent se situer dans des
limites données pour que le dispositif de limitation de pression fonctionne correctement.
Les formules de l'Article 7 ne sont valables que pour la décharge de gaz ou de vapeur d'un fluide frigorigène.
NOTE 1 Le calcul des sections de passage des dispositifs de limitation de pression pour les fluides non évaporatifs et
évaporatifs est donné à l'Annexe B. Un exemple de calcul avec les tuyauteries correspondantes est donné à l'Annexe C.
NOTE 2 Les exigences relatives à la protection contre les pressions excessives dans les systèmes de réfrigération et
les pompes à chaleur sont données dans l'EN 378-2 et l'ISO 5149-2.
Pour la conception et la fabrication des corps, des chapeaux et des boulons pour les dispositifs de limitation
de pression (soupapes de sûreté et disques de rupture), spécification de l'essai de résistance à la pression,
l'ISO 21922:2021 s'applique.
Pour les autres aspects, les exigences de l'ISO 4126-1:2013/Amd 1:2016, Article 5, Article 7, et Article 10,
ainsi que de l'ISO 4126-2:2018, Article 17, s'appliquent.
La pression de décharge absolue réelle d'un dispositif de limitation de pression est calculée comme suit:
pp=⋅11, + p (1)
0 setatm
Pour calculer la capacité de décharge requise d'un dispositif de limitation de pression, la connaissance de la
chaleur de vaporisation Δh du fluide frigorigène est requise.
vap
Pour calculer la capacité de décharge réelle d'un dispositif de limitation de pression, la connaissance de
la densité ρ (ou le volume spécifique v ) et du rapport de capacité thermique γ du fluide frigorigène est
0 0
requise.
Pour le calcul des pertes de pression dans les tubulures en amont et en aval, la connaissance de la densité ρ
(ou le volume spécifique v ) est requise.
Les valeurs se situent aux conditions suivantes:
a) Si la pression p est inférieure à la pression critique du fluide frigorigène:
— si la température du gaz saturé correspondant à p est supérieure à la température critique moins 5 K,
alors ρ , v et Δh se situent à un gaz saturé à la température critique moins 5 K;
0 0 vap
— sinon, ρ , v et Δh se situent à un gaz saturé à la pression p . Si la température d'entrée est donnée
0 0 vap 0
(gaz surchauffé), alors ρ , v et Δh se situent à la pression p et à la température d'entrée.
0 0 vap 0
b) Si la pression p est supérieure à la pression critique du fluide frigorigène, alors ρ , v et Δh se situent
0 0 0 vap
à un gaz saturé à la température critique moins 5 K.
La valeur du rapport de capacité thermique γ doit se trouver à 25 °C et 1,013 25 bar. Les valeurs de γ pour les
différents fluides frigorigènes peuvent être trouvées dans le Tableau A.1.
Pour vérifier si la vitesse dans la tubulure en aval est supérieure à la vitesse du son, la densité et la vitesse
du son du fluide frigorigène à la sortie de la tubulure en aval sont nécessaires. Les propriétés du fluide
frigorigène à la sortie de la tubulure en aval sont déterminées en supposant une expansion isenthalpique
entre la condition de décharge (p , v ) et la pression à la sortie de la tubulure en aval. Si l'expansion
0 0
isenthalpique entraîne la formation d'un mélange de gaz et de liquide ou d'un mélange de gaz et de solide,
alors la densité et la vitesse du son du gaz saturé à la pression en sortie de la tubulure en aval sont utilisées.
6 Capacité minimale de décharge requise pour la protection des parties d'un
système de réfrigération
6.1 Généralités
Les calculs sont basés sur des processus connus ou supposés, qui entraînent une augmentation de pression.
Tous les processus prévisibles doivent être pris en considération. Les processus généralement pertinents
sont traités aux 6.2, 6.3 et 6.4.
NOTE Des informations concernant les mesures de protection nécessaires contre les pressions excessives peuvent
être trouvées dans les normes de sécurité des systèmes telles que l'ISO 5149-2 et l'EN 378-2. Par exemple, en raison de
la pression à l'arrêt, d'une pression due à des sources de chaleur internes ou externes, ou à un fluide piégé.
En cas de pression supercritique, la soupape de sécurité doit être adaptée à la fois pour les gaz et pour les
liquides.
En cas de détente du CO à une pression inférieure au point triple (par exemple pression atmosphérique), il
existe une possibilité de créer du CO solide. Les précautions nécessaires qui s'imposent doivent être prises
pour assurer un fonctionnement en toute sécurité.
Même si un récipient ne contient que du gaz, il peut dans certaines situations contenir du liquide et il
convient donc pour les besoins du présent document de le traiter comme un récipient contenant à la fois du
liquide et du gaz.
6.2 Pression excessive générée par les sources de chaleur
6.2.1 Sources de chaleur externes
La capacité de décharge minimale requise pour le dispositif de limitation de pression des récipients sous
pression est déterminée comme dans la Formule (2):
3 600⋅⋅φ A
surf
Q = (2)
m,required
Δh
vap
Pour les récipients sous pression du présent document, la densité du flux thermique ϕ est supposée égale à
10 kW/m , mais une valeur plus élevée doit être utilisée au besoin.
Lorsque l'épaisseur, s, de l'isolation du récipient sous pression est supérieure à 0,04 m et que l'isolation est
soumise à essai pour la réaction au feu selon l'EN 13501-1:2018 et que sa classe est supérieure à la classe C,
une densité réduite du flux thermique doit être utilisée comme valeur minimale:
00, 4
φφ=⋅ (3)
red
s
Pour les récipients sous pression, la surface externe totale du récipient est calculée en fonction de la
géométrie.
Figure 1 — Échangeur thermique à plaques (PHE)
Figure 2 — Échangeur thermique à plaques et calandres (PSHE)
Pour les échangeurs thermiques à plaques (voir la Figure 1), la surface est calculée selon la Formule (4):
AL=⋅2 ()⋅+LL ⋅+LL ⋅L (4)
surf 12 23 13
Pour les échangeurs thermiques à plaques et calandres (voir la Figure 2), la surface est calculée selon la
Formule (5):
π
Ad=⋅2 ()⋅+()π ⋅⋅dL (5)
surf 1 11
Des valeurs de densité du flux thermique supérieures à 10 kW/m peuvent être nécessaires lorsque, en cas
d'incendie, une immersion totale du récipient sous pression dans les flammes est à prévoir et/ou dans le cas
où le récipient sous pression est isolé avec une isolation inflammable. D'autres méthodes de calcul peuvent
être nécessaires en cas de rayonnement thermique d'un flux de chaleur plus élevé dirigé sur un côté du
récipient.
6.2.2 Sources de chaleur internes
Pour les conditions résultant d'une source interne de chaleur excessive, la capacité de décharge minimale
requise pour un dispositif de limitation de pression est calculée selon la Formule (6):
3 600⋅Q
h
Q = (6)
m,required
Δh
vap
6.3 Pression excessive générée par des compresseurs
La capacité de décharge minimale requise pour un dispositif de limitation de pression en cas de pression
excessive générée par des compresseurs est calculée comme suit:
QV=⋅60 ⋅⋅n ρη⋅ (7)
mr, equiredv
Dans la Formule (7), la valeur de densité du gaz saturé à la pression d'aspiration maximale admissible doit
être utilisée. La pression d'aspiration maximale admissible est définie par le fabricant du compresseur.
NOTE 1 En cas d'absence de robinet d'arrêt de décharge, un dispositif de limitation de pression haute pression sera
suffisant, à condition qu'il n'y ait aucun robinet d'arrêt intermédiaire.
NOTE 2 Les compresseurs non volumétriques n'ont pas besoin d'être équipés d'un dispositif de limitation de
pression, à condition qu'il soit impossible de dépasser la pression maximale admissible.
NOTE 3 Une décharge sur la partie basse pression peut entraîner une surchauffe du compresseur et/ou une pression
interne non contrôlée dans les compresseurs (par exemple dans les compresseurs à vis).
NOTE 4 L'EN 12693 concerne les compresseurs qui peuvent fonctionner par rapport à un robinet de refoulement fermé.
6.4 Pression excessive causée par dilatation du liquide piégé
Pour la protection contre la pression causée par la dilatation du liquide piégé, la surface effective du
dispositif de limitation de pression doit être calculée sur la base du volume du liquide piégé:
AK=⋅V (8)
effectivevolumetrapped
où K est égal à 0,02 mm /l et la surface effective du dispositif de limitation de pression est définie
volume
comme suit:
AA=⋅K (9)
effectiveactualdr
Si la surface effective calculée donne un diamètre d'écoulement inférieur à 1 mm, alors le diamètre doit être
considéré comme égal à 1 mm: d ≥ 1 mm
Pour les fluides frigorigènes pour lesquels la différence de température entre la température de décharge et
la température critique est inférieure à 20 K, la valeur de K doit être au moins égale à 0,04 mm /l.
volume
NOTE Les liquides dont la température est proche de la température critique se dilatent énormément.
Il est conseillé de tenir compte du rapport de contre-pression p /p et de la course éventuellement réduite de
b 0
la soupape de sécurité.
Il convient de prendre en compte l'éventuelle contamination par des impuretés.
Si possible, le dispositif de limitation de pression doit se décharger sur le côté basse pression du système et
le dispositif de limitation de pression doit respecter les exigences même avec une contre-pression maximale.
7 Capacités de décharge des dispositifs de limitation de pression
7.1 Généralités
Pour l'utilisation la plus courante des dispositifs de limitation de pression dans les systèmes de réfrigération,
la contre-pression est inférieure à environ 0,5 fois la pression de décharge (p ≤ 0,5 ⋅ p ), ce qui indique que
b 0
le débit à travers dispositif de limitation de pression est réduit.
Le débit de gaz ou de vapeur à travers un orifice, comme les zones d'écoulement d'un dispositif de limitation
de pression, augmente à mesure que la pression de sortie diminue jusqu'à ce qu'un écoulement réduit soit

obtenu. Une nouvelle diminution de la pression de sortie n'entraînera pas d'augmentation supplémentaire
du débit.
Pour les dispositifs de limitation de pression dont la levée est fonction de la contre-pression, le fabricant
doit déclarer le rapport de contre-pression maximal admissible p /p et le coefficient de décharge certifié
b 0
correspondant en tenant compte de la course éventuellement réduite de la soupape de sécurité.
7.2 Capacité de décharge des soupapes de sécurité
Le débit massique de gaz à travers une soupape de sécurité peut être calculé comme suit:
p
QA=⋅1,138 4 ⋅⋅KK ⋅ (10)
m,relief dr cap
v
56−
NOTE 1 Le facteur 1,138 41=⋅0103⋅ 600 est obtenu par la conversion des unités.
Le sous-coefficient de décharge est calculé comme suit:
KK=⋅09, (11)
dr d
où le coefficient de décharge est calculé à partir de:
q'
m
K = (12)
d
q
m
NOTE 2 Le facteur 0,9 dans la Formule (11) est un facteur de sécurité utilisé pour calculer la capacité de décharge
des soupapes de sécurité.
La valeur du facteur de correction de la capacité K dépend du fait que le débit à travers la soupape de
cap
sécurité soit ou non réduit.
Un écoulement réduit se produit lorsque le rapport de pression p /p est inférieur ou égal au rapport de
b 0
pression réduite:
p
b
≤p (13)
r,choked
p
Où le rapport de pression réduite est calculé comme suit:
γ
 γ−1
p = (14)
r,choked  
γ +1
 
Pour le débit réduit, la valeur du facteur de correction de capacité est:
γ+1
 γ−1
K =⋅γ (15)
cap  
γ +1
 
Si le débit n'est pas réduit, alors le facteur de correction de capacité est calculé comme suit:

2 γ +1
 
p p
2⋅γ  γ   γ
 
bb
K = ⋅ − (16)
   
cap
 
γ −1 p p
 0   0 
 
 
Le rapport de pression réduite pour les différents fluides frigorigènes est indiqué à l'Annexe A, dans
le Tableau A.1, et les valeurs de K aux débits réduit et non réduit sont indiquées à l'Annexe A, dans les
cap
Tableaux A.1 à A.3.
NOTE 3 Les Formules (10) à (16) donnent des résultats identiques aux formules correspondantes de
l'EN 13136:2013+A1:2018 et de l'ISO 4126-7:2013.
Lors du calcul de la perte de charge dans les conduites et raccords en amont ou en aval, et si la capacité
de décharge de la soupape de sécurité Q est considérablement plus grande que la capacité requise
m,relief
Q , alors le débit massique du fluide frigorigène utilisé dans les calculs de la perte de charge peut
m,required
être ajusté selon les règles suivantes:
si QQ<⋅12, 5 alors QQ= (17)
()
mm,,relief required mm,,adjusted requiired
Q
m,reliief
si QQ≥⋅12, 5 alors Q = (18)
()
mm,, relief required m,adjusted
12, 5
Le débit massique ajusté est utilisé pour calculer la chute de pression dans les conduites et les raccords.
7.3 Capacité de décharge des disques de rupture
Les disques de rupture bombés doivent être conçus de façon à se rompre sous des contraintes lorsque la
pression de rupture est appliquée du côté concave du disque de rupture. Ils doivent être bombés de façon
qu'aucun fluage ne se produise initialement lorsque le disque de rupture est soumis aux conditions de
fonctionnement prévues.
La capacité de décharge d'un disque de rupture doit être calculée à partir de la formule donnée au 7.2. Les
valeurs suivantes de K doivent être les valeurs maximales utilisées en fonction de la façon dont la tubulure
dr
entre le récipient et le disque de rupture est montée sur le récipient:
a) raccord affleurant ou évasé (voir le Tableau A.2): K = 0,70.
dr
b) raccord inséré (voir le Tableau A.2): K = 0,55.
dr
Si la valeur de K du disque de rupture lui-même est inférieure à la valeur maximale donnée ci-dessus, alors
dr
la valeur la plus petite doit être utilisée dans le calcul.
8 Perte de charge dans les tubulures en amont et en aval
8.1 Généralités
Afin d'assurer le fonctionnement correct du dispositif de limitation de pression, la perte de charge dans
les tubulures en amont et en aval, y compris tout dispositif de jumelage, ne doit pas dépasser les valeurs
suivantes:
Les valeurs établies par le fabricant du dispositif de limitation de pression, mais pas plus de:
— tubulure en amont (y compris le dispositif de jumelage):
Δpp≤⋅00, 3 (19)
in 0
— tubulure en aval:
— dispositif de limitation de pression dépendant de la contre-pression:
Δpp≤⋅01, 0 (20)
out 0
— dispositif de limitation de pression indépendant de la contre-pression:
Δpp≤⋅02, 0 (21)
out 0
La vitesse dans la tubulure en amont ne doit pas atteindre la vitesse du son. Si la vitesse dans la tubulure
en aval est supérieure à la vitesse du son, alors le diamètre du tuyau doit être augmenté et/ou la chute de
pression due au choc résultant doit être incluse dans la chute totale de pression de la tubulure en aval.
L'Annexe D contient un exemple de comment calculer cela.
La section de passage dans les tuyauteries ou dispositifs de jumelage des tubulures en amont et en aval ne
doit pas être inférieure à la section de passage réelle A du dispositif de limitation de pression.
actual
NOTE Il est prévu que les tuyaux des tubulures en aval et en amont soient choisis de manière à pouvoir résister à
la pression et à la température pendant la décharge.
8.2 Perte de charge dans la tubulure en amont
La perte de charge dans la tubulure en amont est calculée à l'aide de la formule de Darcy-Weisbach:
L u
−5
Δpf=⋅ρ ⋅⋅ ⋅10 (22)
d 2
R
En cas d'utilisation du débit massique ajusté au lieu de la vitesse, la formule peut être écrite comme suit:
Q
 
L
m,adjusted
Δ pf=⋅0,3858 ⋅⋅v ⋅ (23)
 
d A
R  R 
 
1 10
−5
NOTE 1 Le facteur 0,385 8 =⋅ ⋅10 est obtenu par la conversion des unités et une simplification.
 
 
2 3 600
 
Selon le type de composant dans la tubulure en amont, la Formule (23) peut être formulée différemment.
Pour les tuyaux, la Formule (23) est utilisée directement. Le facteur de friction, f, est calculé à partir de
l'équation de von Karman pour un écoulement turbulent pleinement développé:
f = (24)
 37, 1⋅d 
R
2⋅log
 10  
ε
  
R
Les valeurs de rugosité des tuyaux sont indiquées dans le Tableau A.5 de l'Annexe A.
NOTE 2 Si le débit n'est pas entièrement turbulent, d'autres formules peuvent être utilisées pour calculer le facteur
de friction (par exemple selon [Colebrook, 1939]).

Pour les raccords, la perte de charge est calculée au moyen du coefficient de perte de charge:
L
ζ =⋅f (25)
d
R
La perte de charge à l'aide de la Formule (23) est alors calculée comme suit:
Q
 
m,adjusted
Δ pv=⋅0,3858 ζ ⋅⋅ (26)
 
A
 R 
Les coefficients de perte de charge pour les raccords typiques doivent être conformes à l'Annexe A,
Tableau A.4.
Si le fabricant fournit le coefficient de perte de charge ζ pour les dispositifs (soupapes) en fonction du
DN
diamètre nominal (DN), celui-ci est converti en coefficient de perte de charge ζ pour le diamètre intérieur
réel du tuyau à l'aide de:
d
 
R
ζζ= ⋅ (27)
DN
 
DN
 
Lorsque le coefficient de débit K d'un dispositif de jumelage est donné, alors la perte de charge est calculée
vs
à l'aide de la Formule (23):
Q
 
m,adjusted
−3
Δpv=⋅ ⋅10 (28)
 
K
 VS 
8.3 Perte de charge dans la tubulure en aval
La perte de charge dans la tubulure en aval est calculée à l'aide de formules pour le flux isotherme
compressible d'un gaz idéal.
La formule de la perte de charge peut être simplifiée en:
pp− v
1 b 2 1
=⋅0,771 6 Q ⋅⋅ζ (29)
m,adjustedtotal
p
A
R
NOTE Le facteur 0,771 6 = est obtenu par la conversion des unités et une simplification.
3 600 ⋅10
S'il est supposé quepv⋅=pv⋅ , alors la pression d'entrée, p , dans la tubulure en aval peut être calculée
11 00 1
comme suit:
pv⋅
2 00 2
pQ=⋅0,771 6 ⋅ ⋅+ζ p (30)
1 m,adjusted total b
A
R
Pour les tuyaux, le coefficient de perte de charge est calculé comme suit:
L
ζ = f (31)
pipe
d
R
Où le facteur de friction, f, est calculé à l'aide de la Formule (24).
Pour les raccords, les coefficients de perte de charge doivent être conformes à l'Annexe A, Tableau A.4.
Le coefficient de perte de charge totale est calculé comme la somme des coefficients de perte de charge
individuels:
ζζ=+ζ (32)
totalpipes fittings
8.4 Perte de charge totale
La perte de charge totale en amont est calculée en additionnant la perte de charge de tous les éléments
(tuyaux, robinets de jumelage et raccords) dans la tubulure en amont:
ΔΔpp= (33)
in ∑
La perte de charge totale de sortie est calculée comme la différence entre p , calculée à l'aide de la
Formule (30), et la contre-pression:
Δpp=−p (34)
outb1
8.5 Raccordement des sorties de plusieurs soupapes de sécurité à une tubulure en
aval commune
Si plusieurs soupapes de sécurité sont raccordées à une tubulure en aval commune, alors la perte de charge
en aval de la tubulure commune est calculée à l'aide des Formules (29) à (34). Le débit massique ajusté
utilisé dans les calculs doit être la somme des débits massiques ajustés de toutes les soupapes de sécurité
raccordées à la tubulure en aval commune, comme montré à la Figure 3 et calculé à l'aide de la Formule (35).
Légende
1 tubulure en aval de la soupape de sécurité 1
2 tubulure en aval de la soupape de sécurité 2
n tubulure en aval de la soupape de sécurité n
C point de raccordement
O tubulure en aval commune
Figure 3 — Plusieurs soupapes de sécurité raccordées à une tubulure en aval commune
n
QQ= (35)
m,commonm∑ ,adjusted,i
i=1
La pression et la densité (p , v ) de la tubulure ayant la pression de détente réelle la plus élevée, p , doivent
0 0 0
être utilisées pour calculer la tubulure en aval commune.

Lorsque la chute de pression dans la tubulure en aval commune a été calculée, la pression au point de
raccordement peut être calculée:
pp=+Δp (36)
connectioncb ommon
La pression au point de raccordement doit alors être utilisée comme contre-pression dans la Formule (30)
lorsque la perte de charge dans les différentes tubulures en aval de chaque soupape de sécurité est calculée:
pv⋅
2 00 2
pQ=⋅0,771 6 ⋅ ⋅+ζ p (37)
1 m,adjusted totalconnection
A
R
La chute de pression totale dans l'une des tubulures en aval individuelles (y compris la tubulure en aval
commune) doit être comprise dans les limites données par les Formules (20) et (21).
Si les soupapes de sécurité dépendent de la contre-pression, cela signifie que la limite de la chute de pression
totale dans les différentes tubulures en aval pour chacune des soupapes de sécurité est donnée par:
ΔΔpp+≤ 01,,01⋅⋅1 pp+
()
outc,11ommonset,atm
ΔΔpp+≤ 0,,10⋅⋅11, pp+
()
outc,2 ommon seta,2 tm
(38)

ΔΔpp+≤ 01,,01⋅⋅1 pp+
()
outc,,nnommonset aatm
Si les soupapes de sécurité ne dépendent pas de la contre-pression, alors les limites de la chute de pression
totale dans les tubulures en aval individuelles de chacune des soupapes de sécurité sont calculées en
conséquence, à ceci près que les limites de la Formule (21) s'appliquent.
NOTE Le mélange de différents fluides frigor
...