室內(nèi)人工冰場(chǎng)制冷工藝設(shè)計(jì)與案例

1、室內(nèi)人工冰場(chǎng)制冷工藝設(shè)計(jì)與案例室內(nèi)人工冰場(chǎng)的使用要求及設(shè)計(jì)條件一、概述人工冰場(chǎng)出現(xiàn)于1878年。上世紀(jì)60年代末北京建成我國(guó)第一座人工冰場(chǎng)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和2008年北京奧運(yùn)會(huì)到來，人工冰場(chǎng)將得大的發(fā)展。二、人工冰場(chǎng)的使用要求及設(shè)計(jì)條件1 .冰場(chǎng)尺寸比賽用人工冰場(chǎng)的尺寸和面積由體育競(jìng)賽標(biāo)準(zhǔn)確定。娛樂性冰場(chǎng)的尺寸可任意確定。冰球場(chǎng)速滑場(chǎng)溜石冰場(chǎng)娛樂性冰場(chǎng)冰場(chǎng)尺寸30X6070X1824.24X41.82任意冰場(chǎng)面32任意2,冰面溫度表1-1是不同冰上運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目冰面溫度的推薦值運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目冰球花樣滑冰大眾滑冰速滑溜石冰面溫度-3-3-2-2-3-2(C)-53 .冰面風(fēng)速冰面

2、風(fēng)速直接影響冰場(chǎng)負(fù)荷大小。表8-1-2給出了不同冰上運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目冰面風(fēng)速的推薦值，可供參考。運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目冰球速度滑冰花樣滑冰娛樂性風(fēng)速（m/s）1.01.50.71.04 .冰層厚度比賽、訓(xùn)練性冰場(chǎng)，冰面厚度一般取3040mm娛樂性冰場(chǎng)冰面厚度一般取50mm間接供冷的人工冰場(chǎng)，冰層最好不超過40mm5 .娛樂性的冰場(chǎng)的滑冰人數(shù)一般按每個(gè)滑冰者占1.52.8m冰面來估計(jì)人數(shù)。進(jìn)行花樣滑冰時(shí)，每個(gè)滑冰者將需要直徑為4.9m的場(chǎng)地。6 .室內(nèi)冰場(chǎng)館內(nèi)溫度一般夏季室內(nèi)溫度取2428C,相對(duì)濕度不宜過高。冬季一般取16C。7 .載冷劑供回水溫差載冷劑供、回水溫度可取為-10和-9,在負(fù)荷增加時(shí)，可取為-13C和

3、-11Co載冷劑供回水溫差控制在12c為宜。室內(nèi)人工冰場(chǎng)負(fù)荷計(jì)算人工冰場(chǎng)負(fù)荷分為初凍負(fù)荷和維持負(fù)荷。一般是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)確定。負(fù)荷計(jì)算方法有經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法、圖表法、分項(xiàng)計(jì)算法等。一、工冰場(chǎng)負(fù)荷概算指標(biāo)LASHRAE標(biāo)?？蓞⒖紩系谋?-1。2 .室外冰場(chǎng)負(fù)荷指標(biāo)。列在書上的表2-2中。3 .國(guó)內(nèi)外已建冰場(chǎng)指標(biāo)。列于書上的表2-5中。重慶XX真冰滑冰場(chǎng)的冰場(chǎng)面積376m,維持負(fù)荷207.3KW單位面積維持負(fù)荷4 51.3W/n2o初凍負(fù)荷約為340KW單位面積初凍負(fù)荷約為900亞溫二、圖表法三、分項(xiàng)計(jì)算L對(duì)流放熱負(fù)荷qcqc=ac(ta-ti)(w/m2)(2-1)式中：ta空氣溫度，C,

4、室外冰場(chǎng)，安全點(diǎn)可取冰場(chǎng)使用期間最高月的平均干球溫度；ti冰面溫度，cac冰面與空氣間的對(duì)流換熱系數(shù)，它與風(fēng)速有關(guān)，可按書上的表2-4的推薦值查取，或按下式計(jì)算：ac=2.583v0.871(W/m.C)(2-2)式中：v風(fēng)速，(m/s)室內(nèi)人工冰場(chǎng)的場(chǎng)地構(gòu)造及場(chǎng)地排管一、場(chǎng)地構(gòu)造場(chǎng)地構(gòu)造應(yīng)滿足以下要求：L能承受冰面的負(fù)載；2,能解決場(chǎng)地由于溫度變化所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力；3 .盡量減少冷損失；4 .場(chǎng)地要有良好的排水；5 .滿足場(chǎng)地的使用要求?；鶎硬糠謽?gòu)造分別具有防水、滑動(dòng)、保溫和導(dǎo)水的功能。面層的功能是滿足場(chǎng)地使用要求。L鋼筋混凝土面層。見上圖。6 .充砂面層。見中圖。7 .裸管面層。見下圖。8

5、 .重慶XX真冰滑冰場(chǎng)場(chǎng)地構(gòu)造作法。見圖。場(chǎng)地構(gòu)造設(shè)計(jì)中應(yīng)注意下述幾個(gè)問題：1.面層厚度混凝土面層推薦厚度為140150mm管頂混凝土厚度為2040mm砂質(zhì)面層，推薦厚度為3245mm管頂砂厚為025mm2,砂質(zhì)面層的砂子應(yīng)采用不含垃圾或者粘土的優(yōu)質(zhì)河砂。3 .滑動(dòng)層滑動(dòng)層的作用是當(dāng)面層熱膨脹冷收縮時(shí)，相對(duì)于基層中的保溫層能有一個(gè)微小的滑動(dòng)，以避免損壞隔汽防潮層和保溫層。常用的兩種做法是采用干砂層或滑動(dòng)塊。4 .保溫層的合理厚度加氣混凝土580mm軟木200mm聚苯乙烯泡沫塑料80mm聚氨脂泡沫塑料150mm水泥珍珠巖320mm瀝青珍珠巖160mm5 .場(chǎng)地防凍脹問題措施：場(chǎng)地加熱。架空式場(chǎng)地

6、。二、場(chǎng)地排管L場(chǎng)地排管的布置方式排管沿冰場(chǎng)長(zhǎng)度方向布置，制冷劑供液管和回氣管，或載冷劑供液管和回液管同側(cè)布置。排管沿冰場(chǎng)長(zhǎng)度方向布置，制冷劑供液管和回氣管，或載冷劑供液管和回液管異側(cè)布置。排管沿冰場(chǎng)長(zhǎng)度方向布置，制冷劑供液管和回氣管，或載冷劑供液管和回液管中間布置。排管沿冰場(chǎng)寬度方向布置，制冷劑供液管和回氣管，或載冷劑供液管和回液管布置在同側(cè)。排管沿冰場(chǎng)寬度方向布置，制冷劑供液管和回氣管，或載冷劑供液管和回液管布置在異側(cè)。2.排管的管徑與管中心距美國(guó)ASHRA盯冊(cè)11建議：小冰場(chǎng)，DN20;大冰場(chǎng)，DN25,間距88.9mm攸DN32間距101.6mm)日本冰場(chǎng)排管管徑與間距見表3-2。原蘇

7、聯(lián)建議：管徑2557mm間距90110mm英國(guó)建議：直接供冷，管徑13mm間距300mm間接供冷,鋼管徑30mm間距100mm塑料管徑2628mm間距70100mm國(guó)內(nèi)已建冰場(chǎng)排管管徑與間距見表3-3。哈建大的場(chǎng)地排管最佳間距研究成果見表3-4。場(chǎng)地排管采用外徑為的無(wú)縫鋼管占多數(shù)，且間接供冷的排管中心間距小于直接供冷。重慶XX真冰滑冰場(chǎng)的排管為小38X3,管間距為85mm3.場(chǎng)地排管支座。小38X3的管材配2m間距的支架比較合適。4.場(chǎng)地排管的伸縮問題。特別是供、回液管異側(cè)布置，應(yīng)十分注意這一點(diǎn)。5.其它注意問題。冰球場(chǎng)界墻處應(yīng)適當(dāng)布置排管。對(duì)于間接供冷的場(chǎng)地排管,載冷劑流動(dòng)阻力損失應(yīng)控制在4

8、1.355.2kPa(4.15.5mH2O)。載冷劑的流速推薦為0.610.91m/s,載冷劑溫差為12C0(m(4-1)式中:v1、v2一載冷劑溶液膨脹（溫度升高）前后的比容m/kg。乙二醇水溶液的密度可查冷熱源工程教材的表2.7,給出了不同濃度的乙二醇水溶液在不同溫度時(shí)的密度，即比容的倒數(shù)。MWA閉式系統(tǒng)中載冷劑溶液的容量，kg?？梢酝ㄟ^對(duì)系統(tǒng)各部位的容量計(jì)算求得，其中低溫鹽水機(jī)組蒸發(fā)器內(nèi)的容量可向生產(chǎn)廠家咨詢。4 .制冷劑泵。使用齒輪泵和屏蔽泵。5 .低溫鹽水機(jī)組一、低溫螺桿式乙醇/鹽水機(jī)組二、使用條件1 .冷卻水進(jìn)水溫度：2032C；2 .載冷劑溶液出口溫度：氯化鈉水溶液適用于0-15

9、C;氯化鈣水溶液適用于0-35C；乙醇，乙二醇水溶液適用于0-20C。3 .載冷劑溶液濃度：應(yīng)按其凝固點(diǎn)溫度比所要求載冷劑溶液的出口溫度低750c來確定。三、型號(hào)、技術(shù)參數(shù)及性能的曲線圖。四、載冷劑溶液流程室內(nèi)人工冰場(chǎng)的空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)一、室內(nèi)滑冰場(chǎng)空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮解決的特殊問題1 .夏季室內(nèi)空調(diào)設(shè)計(jì)干球溫度和相對(duì)濕度要適中。2 .空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)能避免屋頂或頂棚的內(nèi)表面產(chǎn)生凝結(jié)水。3 .當(dāng)滑冰場(chǎng)兼作其它球類比賽時(shí)或訓(xùn)練時(shí)，室內(nèi)滑冰場(chǎng)的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及氣流組織等也應(yīng)能滿足其它功能使用的要求。4 .應(yīng)充分利用室內(nèi)冰場(chǎng)散發(fā)的冷量。二、空氣調(diào)節(jié)專業(yè)對(duì)土建設(shè)計(jì)的要求1 .在土建構(gòu)造方面必須具有良好的保溫隔熱措施。2 .圍護(hù)結(jié)構(gòu)要選擇保溫性能好，吸水率低的保溫材料，而且要注意隔氣層的設(shè)置層次。3 .從節(jié)能和防止結(jié)露考慮，墻面上的窗戶應(yīng)采用鋁合金雙層充氣玻璃窗。三、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的特殊措施1,防止屋頂或頂棚結(jié)露常用的技術(shù)措施：頂棚的吊頂采用鋁金屬薄板。提高頂棚或屋頂內(nèi)表面溫度。室內(nèi)設(shè)置除濕裝置或空調(diào)系統(tǒng)。4 .消除冰面霧氣采用以下技術(shù)措施消除冰面霧氣。首都體育館冰場(chǎng)上的溫度梯度冰面以上高度（m）00.5