Искусственные катки.

Искусственные ледяные катки предназначены для атких видоа сопрта, как конькобежный спорт, хоккей, фигурное катание и др. Высокое качество ледяной поверхности может быть обеспечено в закрытых помещения круглый год, на открытых площадках – в среднем с октября по март.

Слой льда толщиной 25-30 мм уже пригоден для катания. В процесс эксплуатации стремятся не допускать роста слоя льда свыше 4-5- мм, так как для сохранения постоянной температуры поверхности приходится снижать температуру охлаждающей среды в среднем на 0,9 – 1⁰С на каждые 10 мм толщины слоя льда.

Слой льда получают на поверхности охлаждающей плиты, внутри которой по трубам циркулирует хладоноситель или кипит холодильный агент. Трубы укладывают в охлаждающую плиту с определенным шагом, поэтому даже в случае равенства температур всех труб в поперечном сечении катка температура льда непосредственно над трубами всегда ниже, чем между ними. Другой причиной неравномерности температуры поверхности льда являются нагревание рассола или изменение температуры холодильного агента по мере движения по трубам из-за падения давления. С ростом толщины слоев бетона и льда над трубами неравномерность температуры поверхности льда уменьшается. Но такой способ гашения неравномерности температуры льда связан со значительными энергетическими потерями. Поэтому толщину материала охлаждающей плиты над трубами, как и толщину льда, ограничивают минимальной величиной, необходимой по технологическим соображениям. Считают удовлетворительным, если разность температуры в разных точках поверхности льда не превышает 0,5 ⁰С.

Для получения искусственного льда пользуются системами непосредственного охлаждения с кипением хладагента в трубах охлаждающих батарей или же системами с циркуляцией через батареи хладоносителей.

В теплотехническом расчете катка определяют производительность холодильного оборудования, достаточную для поддержания льда заданной температуры в наиболее теплое время периода эксплуатации, а также выбирают основные конструктивные и технологические параметры охлаждающей плиты – диаметр и шаг труб, толщину слоя материала над трубами, его теплопроводность, разность температуры теплоносителя в поле и конструкцию трубных батарей, обеспечивающих заданное качество поверхности льда.

Все теплопритоки ко льду делятся на две группы: постоянные и временные. К постоянным относим теплопритоки, действующие в течение длительного времени: теплопритоки от окружающего воздуха конвекцией, от конденсации и намерзания влаги, при лучистом теплообмене с окружающими поверхностями, от грунта, от освещения. К временным относим теплопритоки при обработке льда льдовыравнивающим комбайном. Поскольку время их стояния относительно невелико (длительность обработки льда обычно не превышает 10 минут), а количественно они достаточно значительны, то компенсация этих теплопритоков в течение времени их стояния потребовала бы значительного увеличения мощности холодильной машины. Поскольку бетонная охлаждающая плита со слоем льда обладают значительной тепловой инерцией, то для поддержания стабильной температуры, достаточно компенсировать данный теплоприток за период до его повторения. Поскольку демонстрационная арена может использоваться для организации массовых катаний на коньках, предусматривают 12 периодов обработки льда в сутки.

Теплоприток от грунта определяют, учитывая конструкцию бетонной охлаждающей плиты. При этом теплоприток рассчитывают как тепловой поток от плоскости заложения труб обогрева к плоскости заложения охлаждающих труб. С незначительной погрешностью можно считать эти поверхности изотермическими и принимать температуру плоскости труб обогрева +2⁰С; температуру плоскости труб охлаждения - 10 ⁰С. Один из вариантов конструкции технологической плиты под ледовым полем представлен на рисунке.

Конструкция технологической плиты под ледовым полем.