ЛЕНИНГРАДСКИЙ ЗОНАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ ТИПОВОГО И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ (ЛЕНЗНИИЭП) ГОСГРАЖДАНСТРОЯ

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО

ПРОЕКТИРОВАНИЮ

ИНЖЕНЕРНОГО

ОБОРУДОВАНИЯ

ИСКУССТВЕННЫХ

КАТКОВ

(ШД0ТШИ4ЕСШ ЧАСТЬ)

-'.■-л    ■»    ;;-^г'

*а .:    • .    ‘.»_ga

СЛ.- .    .

Shj.'ib.OfEtiA

ОТДЕЛ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ И ОБОБЩЕНИЯ ОПЫТА

ЛЕНИНГРАД 1972

В условиях спортивных залов степень черноты материалов поверхностей, окружающих ледяное поле,близка к 1 (0,9) , а суммарная их площадь значительно больше-поверхности льда. В этих условиях £„ , коэффициент излучения системы 'лед - окружающие поверхности', всецело определяется коэффициентом излучения поверх

ности льда:

е_п- 4,96 А,

где А - 0,5 - коэффициент Окончательно

(величина    может    быть    определена    по    графику

приложения 3).

Тепло поступления от приборов освещения:

_w. («)

^Г А

где N_oce - суммарная модность источников освещения, квТ'

П — лучистая составляющая полного теплового потока от светильников (табл. 1)

К»0,8-0,9 - коэффициент, учитывающий количество лучистой энергии, падающей непосредственно на лед.

Т аблица 1

Тип светильника С3Л—500 с лампой ЗН—3 0,43 То же со стеклом 0,23 То же с лампой" Ы • 1,0 квт без стекла 0,52 СЗЛ открытого исполнения с лампой ДРЛ N - 0,46 квт 0,18 ГС — 500 с лампой ЗИ-8 N » 0,5квт 0,42 ГС — 1000 с лампой ЗН—8 М- 1,0 квт 0,44

10

Кроме того, при проектировании системы холо доснаб-жения необходимо предусматривать возможность компенсации кратковременных теплопритоков от охлаждения и замораживания воды при обработке ледяной поверхности комбайном.

2.4. Для расчета реальной конструкции искусственного катка (рис. 1,2), которая в общем случае может состоять из нескольких разнородных материалов, уложенных между трубами (с коэффициентом теплопроводности ), над трубами’( ?^_гЬ,_п ), слоя льда ( А_а ) - заменяют однородным’, эквивалентным по термическому сопротивлению слоем, причем за основу следует брать материал, в котором уложены трубы.

2 6. Особенностью искусственных катков является очень малое заглубление труб и большая разница в теплопри-токах к ним от воздуха и от грунта. В этих условиях точечный источник, которым при расчете распределения температуры заменяется реальная труба* не может отождествляться с центром трубы. В таком* случае темпе*-’ ратура поверхности трубы была бы неизотермичной, что противоречит реальной физической картине. Поэтому ордината центра такого источника смещается от центра трубы к поверхности льда и находится по. выражению:

2.7. Отождествление положения источника с центром трубы приводит при вычислении температуры поверхности льда к погрешности в 1-2°С. Поэтому для приближенного определения средней температуры поверхности льда можно вместо уравнения (9) пользоваться более простой формулой О.Б.Вларова:

2.8.    Значения 0 для различных параметров искусствен?-* ных катков по выражениям (9,10,11) вычислены на ЗЗМ и даны в приложении 5.

2.9.    Температура льда в любой точке поля для случая чередования температур труб определяется по уравнению:

Значения 0_? приведены в приложении 6.

13

2.10.Рассчитывать перепад температуры рассола д!_г в охлаждающей длите катка следует, исходя из полной величины тепло притоков как со стороны окружающего воздуха, так и со стороны грунта:

(и;

где V ~ удельный вес теплоносителя,кг/м ;

С_Р - удельная теплоемкость теплоносителя, ккал/кг°С;

G-p- количество циркулирующего теплоносителя, м /час;

^tL- удельная максимальная величина полного одновременного притока тепла к охлаждающей плите катка, ккал/мЯчас; g

F - площадь охлаждающей плиты м.

2U. Значения температуры охлаждающей среды t* могут быть найдены по известному значению 0 в зависи

УДК 621.66/68

Рекомендации' рассматривают вопросы проектирование хладотехнкчеекой части закрытых спортивных сооружений, использующих искусственный аед.

В них приведены аналитические зависимости, по которым можно определить значения главных параметров искусственного ледяного поля, обеспечивающих температурную однородность поверхности льда, то есть его высокое качество..

На основе отечественного и зарубежного опыта, а также научных исследований, выполненных в Ленинградском технологическом институте холодильной промышленности, даны предложения по проектированию хладотехни-ческой части и показана'степень влияния многочисленных факторов на качество льда.

Большое внимание уделено методике теплотехнических расчетов.

'Рекомендации' предназначены для инженеров, занимающихся проектированием и эксплуатацией искусственных катков.

"Рекомендаций" разработаны сотрудниками инженерного отдела ЛанЗНИИЭПа - инж. Э.А.Астаповым , А.Л.Беккергуном, Ю.В.Коноваловым, Н.С.Раскиным и ст. научн. сотрудником Алмаатинского политехнического института канд.техн.наук Э.Л.Лихтенштейном. Под обидев редакцией А.Л.Беккергуна.

'Рекомендации' рассмотрены и рекомендованы к опубликованию научно-техническим советом ЛенЗНИИЗПа. Протокол №1-а от 7 января 1972г.

РабоЛ- согласована с Управлением инженерного оборудования Госграж дане троя-

ВВЕДЕНИЕ

Искусственные катхя но сравнению с естественным^ имеют определенные и ре имущества, которые заключаются в возможности получения льда высокого качества ж заданной температуры, и длительного его поддержания независимо от условий внешней среды* Это позволяет использовать их круглогодично.

Искусственные катки в нашей стране начали строить в 50—х годах, а к настоящему временя эксплуатируется уже свыше пятидесяти дворцов спорта с искусственными ледяными полями; и можно с уверенностью сказать, что строительство катков и беговых дорожек с искусственным льдом будет продолжаться и впредь.

Несмотря иа широкое строительство искусственных катков, проектирование их про изводится, главным образом, на основе повторения опыта строительства и эксплуатации действующих катков, а также использования имеющихся немногочисленных литературный данных. В то же время отдельные рекомендалии, имеющиеся в специальной литературе, противоречивы, предлагают решения отдельных узлов и расчетных величин без их взаимосвязи, не содержат критериев оценки конструкций катков, а самое главное.—эти рекомендации не подчинены решению основной задачи-обеспечению высокого качества поверхности льда.

М еж ду тем, искусственные катки - дорогие сооружения, для строительства которых расходуются в боль-ших количествах дефицитные трубы и холодильное обо-

рудование, а эксплуатация их сопровождается значительными энергетическими затратами. Поэтому удешевление строительства искусственных катков и уменьшение расходов на их эксплуатацию являются весьма актуальными. В 'Рекомендациях' даны наиболее современные и экономичные конструкции искусственных ледяных катков и методы их расчетов.

Перечень основных обозначений:

a f м	—	расстояние между осями
i 2, а, м /сек	-	труб; коэффициент температуропра
С	-	во дности; коэффициент лучеиспускания;
Ст ккал/кг град		удельная теплоемкость;
А , м	—	наружный диаметр труб;
Е , ккал/м^ час	Ч_	энергия излучения;
^ 2	—	степень черноты тела;
F, ivi	-	площадь, поверхность;
fa	-	критерий Фурье;
dr, кг/час	-	весовое количеству
Ь, м 2		высота, глубина;
о<.,ккал/м час град		коэффициент теплоотдачи;
5,у,£ о , м	-	координаты;
	—	толщина;
At, *С t, 'С	-	разность температур;
	—	температура;
Т - 273 «• t, *к е, *С Y, кг/м , Ул	-	абсолютная температура;
	—	относительная температура*
	-	удельный или объемный вер;
V» м » м/час	~	объем, часовой объем;
V?") м3/кг	-	объем удельный;

1.Общие положения

1.1.    Настоящие рекомендации распространяются на проектирование хладотехничесхой части крытых демонстрационных и тренировочных катков со стационарными искусственными ледяными долями, в которых охлаждающие трубные конструкции замоноличены в железобетонную плиту, а для охлаждения используется промежуточный теплоноситель.

1.2.    Рекомендации могут быть использованы для:

-    расчетов сборно-разборных катков, эксплуатируемых в помещении;

-    теплотехнических расчетов оснований открытых искусственных ледяных полей;

-    выбора охлаждающих трубных конструкций и систем холодоснабжения сборно-разборных и открытых искусственных ледяных полей;

-    уточнения тепловых нагрузок на системы кондиционирования воздуха, проектируемые для крытых катков-

2. Расчет охлаждающей плиты искусственного ледяного поля

2.1.Задачей теплового расчета при проектировании катка является рациональный выбор охлаждающей конструкции (диаметра и шага- труб, толщины слоя материала над

7

трубам» * его теплопроводности, перепада температуры топлояоснтоля в поле и конструкция трубной системы) > обеспечивающей заданное качестве поверхности льда.

,2.|£ Этот расчет выполняется со следующими допущениями:

-    охлаждающие трубы рассматриваются как достаточно длинный цилиндрический источник тепла, диаметр которого равен наружному диаметру трубы;

-    npli применении металлических труб пренебрегают термическим сопротивлением стенки трубы, в связи с чем температура наружной поверхности труб принимается равной температуре теплоносителя;

-    материалы, составляющие охлаждающую плиту, и лед - однородны, а их теллофизические характеристики не зависят от температуры;

-    величина теплопритоков к ледяному слою и коэффициент теплоотдачи к поверхности льда одинаковы во всех точках катка;

Ф ледяное поле можно считать бесконечным, посколь-

на катке имеется достаточно большое число труб.

Источники теплопритоков к ледяному полю многочисленны и не ограничиваются только конвективным теплообменом с окружающим воздухом. Поэтому в дальнейших расчетах пользуются некоторым эффективным коэффициентом теплоотдачи 0(,    ,    учитывающим    и    другие

веды переноса тепла ко льду.

Этот коэффициент определяется по выражению;

«W- -rf -    W

где _й '"удельная максимальна» величина одновременного притока тепла от источников, расположенных бад ледяной- поверхностью, ккал/м²-_час.

Основные составляющие    0    могут быть определены следующим образом;    *^,гпП

-    от окружающего воздуха конвекнией

S'КОИ» ~ °^К*И»’ Ct, t_A)l    ^2)

A

где    1J5    * Vt_a-t; ^К<А/м^гчАс*С (может быть

определен по графику приложения 1);

- от окружающего воздуха путем конденсации влаги и замерзания ее на поверхности льда. Эта составляющая определяется в сумме с теплопритоком от окружающего воздуха по выражению» аналогичному (2),где °^конв заменен величиной    *    учитывающей

конденсацию и замерзание влаги,

^(«И* + МНА)“    [3)

^где    °w=°w&.    (*)

Величина g ₌    1    {может    бйть

определена по графику приложения 2).

Лучистый перенос тепла от окружающих поверхностей, главным образом от трибун со зрителями и строительных конструкций:

- радиационный коэффициент теплоотдачи к поверхности льда, ккал/м^час*град; средневзвешенная абсолютная температура окружающих каток поверхностей. С некоторым приближением она может приниматься равной абсолютной температуре воздуха Т ;

коэффициент лучеиспускания абсолютно чер-/ 2    о_х.*1

кого тела, ккал/м *час* К .

9