Как это сделано, как это работает, как это устроено

Наверняка, каждый из Вас хоть раз посещал мероприятия на искуственном льду - будь это хоккейный матч, соревнования по фигурному катанию или просто групповое катание.

Здесь мне хотелось бы рассказать про обратную сторону получения искусственного льда, на примере, небольшого ледового комплекса.
Как правило, мы не проходим дальше проката катков и самого льда. Я приглашаю Вас посетить сердце катка - помещение, где размещено холодильное оборудование.

Обычно никто не задумывается, как получается устойчивое искуственное ледовое покрытие и за счет чего поддерживается даже при положительных температурах окружающего воздуха.

Общая информация:
Этот ледовый каток размещен в г.Александровск Пермского края. В крае в последние годы построено и уже эксплуатируется несколько подобных катков в небольших районных городах и поселках..
По разговорам с людьми - маленький городок ждал открытия катка с большим нетерпением

Вообще без льда - искуственный каток представляет из себя гладкую бетонную поверхность. Но внутри - это целый слоенный пирог - в бетонных слоях уложены трубки, где течет жидкий хладоноситель.
Как правило в России, в качетве хладоносителей ледовых полей используется 40% водный раствор этиленгликоля (далее просто гликоль).
Практически любой автомобилист знает, что это такое - в автомобилях растворы гликолей известны, как тосолы.
Под ним укладывают еще слои тепло - и пароизоляции, а затем еще один бетонный слой с трубками подогрева грунта от промерзания. Эти слои нужны, чтобы грунт под ледовым полем не промерз и его не вспучило. Если бы этого не было - мы получили бы под ледовым слоем вечную мерзлоту - со всеми вытекающими отсюда последствиями: вспучиванием и подъемом грунта.
Трубопроводы в самом поле выполняют из полиэтиленовой трубы. Диаметр трубок всего 25 мм. По длинным краям поля раскладывают коллекторы и между ними раскидывают уже эти трубы.
В трубную систему ледового поля подается гликоль с температурой -12 град С, на выходе из поля его температура должна быть - 9 град С.
В качестве хладагента применен фреон R404a. Хладоноситель ледового поля и подогрева грунта 40% водный расвор этиленгликоля.

Холодильный центр (помещение, где расположено холодильное оборудование):
Сердце любого ледого катка часто называются по разному: холодильный центр, помещение холодильной установки и прочее, все зависит от фантазии проектировщика или архитектора). Там размещается практически все основное оборудование системы холодоснабжения.
Для монтажа труб гликоля применены стальные трубы, для фреона - медные.

Фото - Общий вид холодильного центра

На переднем плане насосы: системы охлаждения поля (основной и резервный) - они узнаваемы по по черным изолированным трубопроводам, насос подогрева грунта и небольшой насос для подпитки/ заполнения системы.
Итого 4 штуки.
Насосы обеспечивают циркуляцию хладоносителя (теплоносителя) по системам трубопроводов и по трубкам ледового поля.
Справа собственно сама холодильная машина - о ней ниже.
Видно, что трубопроводы и арматура 40% водного раствора этиленгликоля выполнены в изоляции из вспененного каучука. Это сделано для того, чтобы избежать выпадения конденсата из оздуха на холодной поверхности труб.

Фото - Насосы основного контура ледового поля. На заднем плане щит управления всеми насосами.

Фото - Общий вид холодильной машины

Собственно сама холодильная машина:в ней и происходит непосредственное охлаждения гликоля в кожухотрубном теплообменник (внизу самой машины) - он выступает в роли испарителя, где за счет кипения фреона, происходит отбор тепла от гликоля циркулирующего в поле. Движение газообразного фреона по системе осуществляют два винтовых компрессорах (зеленые на заднем плане).
В кожухотрубном теплообменнике происходит кипение фреона - при кипении происходит забор тепла от гликоля и его охлаждение. Фреон же из жидкого состояния превращается в газ и нагнетается компрессорами в конденсаторы.
На фотографиях видны термометры - они установлены для визуального контроля за температурами жидкостей на входах/выходах из теплообменников.
Также холодильная машина используется для поддержания температуры внутри

Красный и синий трубопроводы подходящие к пластинчатому теплообменнику - это трубопроводы системы подогрева грунта, там также применяется 40% водный раствор этиленгликоля.
Пластинчатый теплообменник в данном случае - это рекуператор: для гликоля системы подогрева грунта используется тепло горячего газообразного фреона - на нагнетании он имеет температуру около 90 град С.
Справа на раме установлен щит управления - на нем задаются все температурные параметры установки.

Фото - Конденсаторная площадка

Для отвода тепла от ледового поля в окружающую среду используются конденсаторы. В данном случае воздущного охлаждения. В них происходит конденсация фреона - он из газообразного состояния переходит в жидкость. После конденсаторов он уже в жидком состоянии снова попадает в кожухотрубный испаритель и цикл повторяется снова.

Фото- Конденсатор вблизи

Конденсатор представляет собой медный теплообменник с вентиляторами (для принудительного повышения эффективности теплообмена). Здесь вентиляторы покрыты снегом, т.к. система в течении долгово времени не запускалась.

Фото - Катание

Если у Вас есть вопросы, готов ответить на них в комментариях.
Оригинал взят у