Способ создания ледяногополя katka

 

ОПИСАЙИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (iц794343

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.07.78 (21) 2652983/28-13 с присоединением заявки № (51) М. Кл.з

F 25 С 3/02

ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет

СССР (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (53) УДК 621.565.2 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения Э. Л. Лихтенштейн, В. П. Калугин, К. Г. Макаревич и М. У. Хвац (71) Заявитель Казахский политехнический институт им. В. И. Ленина (54) СПОСОб СОЗДАНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОЛЯ КАТКА

Изобретение относится к производству льда и может найти применение при создании искусственных и естественных катков и конькобежных дорожек.

Обычно ледяной слой, покоящийся на основании темного цвета — бетона, земле, гравии и т. д. — поглощает более 70% падающей солнечной радиации. Вместе с тем, на спортивных сооружениях с искусственным ледяным покровом, намораживаемым 10 на бетонной охлаждающей плите, используют способы, позволяющие увеличить коэффициент отражения солнечной радиации от слоя льда, называемый иначе альбедо льда. 15

Известен способ увеличения альбедо, заключающийся в покрытии поверхности бетонной охлаждающей плиты керамической плиткой светлых тонов, а также белой пленкой на основе хлорсульфированного 20 полиэтилена (11.

Опыт эксплуатации таких сооружений показывает, что достичь надежного сцепления указанных покрытий с поверхностью охлаждающей плиты не удается. Между 25 ними неизбежны микро- и макровоздушные включения. В процессе намораживания ледяного слоя вода заполняет указанные включения, замерзает и расширяется, еще более нарушая сцепление отдельных частей 30 покрытия и охлаждающей плиты. После нескольких первых циклов замораживания и оттаивания ледяного слоя сцепление таких покрытий с поверхностью бетонной плиты нарушается и покрытие неизбежно разрушается. Альбедо льда уменьшается, ледяным слоем поглощается вновь значительное количество радиационного тепла.

Для поддержания постоянной температуры поверхности льда расход холода возрастает, температура хладоносителя должна быть понижена, что в целом вызывает возрастание затрат энергии на поддержание ледяного покрова.

Цель изобретения — уменьшение затрат электроэнергии на эксплуатацию искусственного катка и увеличение долговечности естественной ледяной площадки путем увеличения альбедо льда.

Поставленная цель достигается тем, что в способе создания ледяного поля катка путем послойного намораживания воды перед намораживанием второго слоя вносят красящую добавку, а в качестве добавки используют смесь извести и синего пигмента, при этом смесь растворяют в воде в соотношении 2 — 3 кг извести и 3 10 — —

5 10- кг сухого пигмента на 10 л воды, а расход полученного раствора составляет

0,5 — 0,75 л на 1 м поверхности льда, 794343

Часы дня

Дата

13ЗО

15зо

17®

9Зо

0,43 0,40

0,37

0,.32

0,45

0,38

0,52

14.09,77

0,51 0,46

0,44

0,34

0,36

0,41

0,5

0,33

0,40

0,35

0,38

15.09

0,45

0,42

0,45 0,38

0,32

0,34

0,43

0,32

0,43

16.09

0,48 0,44

0,39

0,36

0,35 0,32

0,40

17.09

0,46

0,38

0,47

0,47

0,44 0,40

0,49 0,42

0,43 0,38

0,35

0,42

0,35

19.09

0,40

0,38

0,39

0,48

О, 9

0,52

04,10

0,49 0,47

0,44 0,38

0,47

0,37

0,35

0,46

0,39

0,46

05.10

0,52 0,46

0,45

0,39

0,39

0,4

0,50

0,35

0,47

0,44

0,50

06. 10

0,48

0,46

Целесообразно в качестве синего пигмента использовать ультрамарин, а намораживание слоев, следующих за окрашенным, производить путем замораживания половины толщины слоя и отвода незамерзшей воды с последующим повторением цикла до достижения заданной толщины ледяного ноля, а скорость роста намораживаемых слоев поддерживать в пределах 1 10 —

3 10 м/ч.

Способ осуществляется следующим образом. При формировании ледяного слоя на первоначально намороженный на любое основание слой льда толщиной 5 — 7 мм наносят водно-известковый раствор из расчета 0,5 — 0,75 л раствора на 1 м поверхности. (Компоненты раствора, из расчета на

10 л воды: известковое тесто 3 кг, синий пигмент ультрамарин до 3 10 †— 5 10 †кг).

Поверх слоя водно-известкового раствора наращивают слой плотного, свободного от воздушных включений льда толщиной не более 25 — 30 мм. Процесс получения такого качественного слоя льда удовлетворяет нескольким условиям, главные из которых: непрерывность наращивания слоя льда и малая — 1 10 — — 3 ° 10 — 4 м/ч — скорость этого процесса. Так как растворимость воздуха во льду ничтожна, воздушные включения в процессе замораживания воды, например на искусственном катке, вытесняются на границу лед — вода. Скорость диффузии пузырьков воздуха в слое воды мала, и для того, чтобы они не примерзали к верхней границе льда, скорость роста последнего не должна превышать указанных значений. С этой же целью не следует наращивать лед послойно, давая всякий раз полностью замерзнуть ранее налитой воде.

Структура льда при этом получается слоистой.

Так как в процессе намораживания льда верхний слой воды обогащается воздухом, его периодически отводят, замещая свежей водой. Во всех случаях использование деаэрированной воды облегчает достижение плотного, прозрачного слоя льда.

Общая толщина ледяного слоя не должна превышать 35 — 40 мм.

Приготовленный предлагаемым способом ледяной слой обладает высокими значениями коэффициента отражения солнечного тепла (альбедо) из-за наличия водно-изве- сткового раствора с синим пигментом, а также плотного, лишенного воздушных включений слоя льда над ним.

Пример. На льду высокогорного спорткомплекса Медео по указанному способу изготовлен участок площадью около 25 м .

Для получения сравнительных данных одновременно проводились измерения на остальной площади поля катка, основанием которой служит железобетонная охлаждающая плита, снабженная покрытием на основе хлорсульфированного полиэтилена.

Измерялась величина альбедо на специально подготовленной и остальной площади поля.

Данные о величине альбедо приведены в таблице, где в знаменателе — альбедо специально подготовленной площади, в числителе — на остальной площади поля.

Как видно из таблицы, альбедо площадки, подготовленной по предлагаемому спосооу, выше на 15 — 20%, Использование предлагаемого способа получения льда по сравнению с существующими способами ооеспечивает существенную экономию электроэнергии на привод холодильных машин. Расчеты показывают, что в условиях Медео применение изобретения может дать экономию холода около

80 млн. ккал в течение одного лишь марта месяца эксплуатации катка.

Действительно, по данным Гидрометеослужбы месячная сумма солнечнои радиации, падающей на лед Медео (10 000 м ), составляет в марте около 1 10" ккал. Для обычного льда среднее альбедо 0,37 — 0,39 (см. таблицу), а количество поглощенного тепла составит 6,1 — 6,3 10 ккал. Для льда, приготовленного предлагаемым способом, среднее альбедо 0,46 — 0,48 (до 0,52) и количество поглощенного льдом тепла составит 5,4 — 5,2 10 ккал.

Изобретение обеспечивает также улучшение внешнего вида льда и удлинение срока эксплуатации естественного катка, так как указанный способ применим для

794343

Формула изобретения

Составитель Е. Новикова

Техред В. Серякова Корректор Л. Орлова

Редактор Т. Зубкова

Заказ 220/16 Изд. № 168 Тираж 581 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 создания льда на любом основании, в том числе на естественном — земле, гравии и т. д. Все это значительно улучшит энергетические и эстетические характеристики таких сооружений.

1. Способ создания ледяного поля катка путем послойного намораживания воды, 10 отличающийся тем, что, с целью уменьшения затрат энергии в процессе эксплуатации катка за счет увеличения альбедо льда, перед намораживанием второго слоя льда вносят красящую добавку, а в каче- 15 стве добавки используют смесь извести и синего пигмента, при этом смесь растворяют в воде в соотношении 2 — 3 кг извести и 3 10 — — 5 10 — з кг сухого пигмента на 10 л воды, а расход полученного раствора со- 20 ставляет 0,5 — 0,75 л на 1 ма поверхности льда.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве синего пигмента используют ультрамарин.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что намораживание слоев, следующих за окрашенным, производят путем замораживания половины толщины слоя и отвода незамерзшей воды с последующим повторением цикла до достижения заданной толщины ледяного поля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лихтенштейн Э. Л. и др. Высокогорный спортивный комплекс Медео. Я: «Холодильная техника», № 6, 1976, с. 6 (прототип).