Искусственный лед холодный или нет

9 мая 2014. Чем отличается искусственный лед от настоящего

В вопросе искусственного катка, оказывается, существует некоторая путаница в терминах, обозначающих тип используемого льда. Это может быть искуственный лед, представляющий собой все-таки воду, хоть и специально очищенную и замороженную холодильной установкой. И это может быть синтетический лед, который также часто называют искусственным, как раз и создавая путаницу: такой лед в воде уже не нуждается.

Искусственный лед

Для создания искусственного льда используются холодильные установки, соединенные со сложными системами охлаждающих трубок, находящихся в основании катка.

С помощью таких установок удается поддерживать необходимую температуру льда даже при плюсовой температуре воздуха. При этом для занятий фигурным катанием оптимальной считается температура льда около -3..-4 градусов: при такой температуре лед довольно близок к температуре плавления, поэтому более мягок и меньше скалывается во время прыжков.

В свою очередь, хоккеисты предпочитают чуть более холодный и твердый лед с температурой -5 градусов: такой лед более устойчив к активному разрушительному воздействию, производимому десятью полевыми игроками.

Открытые городские катки с искусственным льдом позволяют кататься и в довольно теплую погоду: на разных катках указывают верхнюю температуру работы в диапазоне +7..+9 градусов.

Одним из самых грандиозных катков с искусственным льдом является высокогорный каток Медео в Казахстане, работающий по 8 месяцев в году: толщина ледового покрытия составляет аж 2,3 метра, а для искуственного замораживания льда задействовано 170 километров охлаждающих трубок!

Синтетический лед

Это, по сути, лед из полиэтилена, обозначаемого аббревиатурой СВМПЭ: сверхвысокомолекулярный полиэтилен.

Такому «льду» уже не важна окружающая температура, поэтому он совершенно свободно может использоваться и в торговых центрах, и даже на пляжах: допустимая температура синтетического льда занимает диапазон -70..+70 градусов.

Синтетический лед продается в виде прямоугольных листов толщиной 1-2 сантиметра и размеров порядка 2×4 метра, которые укладываются на максимально ровное твердое основание и плотно стыкуются друг с другом. Срок службы таких панелей составляет около 10 лет: по пять лет на каждую сторону.

Надо сказать, что изобретение это не новое и впервые было опробовано для катания еще в 1960-х.

Для улучшения скольжения по синтетическому льду на его поверхности используют специальные смазки. Существуют также «самосмазывающиеся» варианты с интегрированной прямо в материал льда смазкой

И хоть синтетический лед на данный момент все же уступает в качестве катания «водному» льду, ряд коммерческих преимуществ делает его популярным материалом для создания катка:

• возможность использования при высоких плюсовых температурах
• мобильность в перевозке и монтаже
• значительно более дешевый и простой уход за поверхностью

Источник

Искусственный лед на современных аренах

Ледяной покров уже на протяжении долгих лет используется в качестве игровой площадки для такого популярного вида спорта, как хоккей, а также для других дисциплин, которые актуальны во время проведения зимних олимпийских соревнований, – фигурного катания, керлинга, шорт-трека.

История

Искусственный лед стали применять на катках еще в 70-е годы XIX века. Образцом для массового строительства катков в европейских и североамериканских государствах стала лондонская арена. Тогда основная конструкция состояла из бетонного основания, на котором располагались трубки, наполненные холодоносителем. Лед здесь образовывался после подачи и заморозки воды, налитой на трубки. В начале ХХ века в Кливленде состоялась презентация первого ледового поля, особенностью которого было использование бетонной конструкции с расположенным внутри трубопроводом. Изначально в холодильных системах для катков применялся хладагент на основе сернистого ангидрида. Через некоторое время разработчики холодильного оборудования стали использовать в качестве холодоносителя аммиак.

Технологический прогресс стал причиной серьезных изменений в создании холодильных установок, однако все производители до сих пор руководствуются принципами, на основании которых были построены первые конструкции.

Отличие систем образования льда

Современное ледовое покрытие образуется благодаря матам – наборам трубок с постоянно циркулирующей охлаждающей жидкостью. В результате лед появляется за счет промежуточного антифриза, а не хладагента, содержащегося в холодильной установке. Катки старого образца замерзали благодаря воде и глицерину, которые превращались в однородную смесь. В данное время роль антифриза могут выполнять:

• пропиленгликоль;
• этиленгликоль;
• кальций и хлор (в растворе).

Раньше для изготовления трубок охладительной системы использовалась медь, а сейчас расходным материалом является сталь или пластик. Такие трубки расположены в песчаном или бетонном основании.

Основание ледовой арены в разрезе

Качество покрытия

Чтобы спортсмены могли максимально использовать свои функциональные возможности, качество ледового покрытия должно находиться на высочайшем уровне. Раньше это было невозможно, так как катание на открытом воздушном пространстве осуществлялось под воздействием изменчивой температуры, что негативно влияло на качество льда. Со временем исследователи вывели оптимальные условия для катания:

• температура окружающей среды – +17 градусов Цельсия;
• влажность – 30 процентов;
• температура ледяного покрова – -4 градуса Цельсия.

В закрытых ледовых комплексах, на лед негативно воздействуют воздушные массы, проникающие в помещение во время теплой погоды. Также высокую теплоотдачу обеспечивают источники света и наблюдающая за событиями аудитория. Помимо этого, от зрителей исходит влага, из-за которой нарушается зеркало льда. Чтобы обеспечить высокое качество ледовой поверхности и комфортные условия на трибунах, современные спортивные площадки оснащаются сложными системами кондиционирования. Качественные характеристики ледового покрытия зависят и от жесткости воды. Последняя должна в минимальном количестве содержать растворенные соли. С этой целью вода подвергается смягчению и деионизации.

Подробнее о температурах

При подготовке ледовой арены следует обеспечить такой температурный режим, который наилучшим образом подходит для проведения мероприятия. К примеру, фигурное катание проводится при температуре льда в пределах 2-3 градусов Цельсия со знаком минус. Повышенная мягкость льда способствует лучшему сцеплению коньков с поверхностью. Также это необходимо для уменьшения разрушения ледяного покрова.

Игра в хоккей требует «тяжелого» льда. Такие состязания проводятся при температуре -4…-3 градуса Цельсия. Негативной характеристикой очень холодного льда является высокая вероятность раскалывания.

Подогрев и заморозка

Использование системы подогрева грунта в спортивных сооружениях является необходимым, так как из-за высокой холодопроизводительности снижается температура бетонного основания. В итоге это может стать причиной замерзания грунта, изменчивое состояние которого негативно влияет на фундамент. В случае всесезонного использования ледового катка, ниже его основания размещают трубки на расстоянии 0,3-0,6 метра. Благодаря отопительной системе температура грунта постоянно составляет около 3 градусов Цельсия.

Поверх грунта устанавливается теплоизоляция. Ее компоненты стыкуются и между ними пропадают щели. На следующем этапе осуществляется монтаж трубных матов. Основой для укладки трубок является арматурная сетка. В некоторых случаях сетку заменяют песчаным слоем. После этого конструкцию бетонируют. Для производства трубок системы подогрева используют термостойкие полимеры. Подобные трубки отличаются тонкими стенками и монтируются на расстоянии около 10 сантиметров.

Подключение системы охлаждения

Чтобы привести хоккейную арену в полную готовность, необходимо 30-60 кубических метров воды. Замораживание происходит поэтапно, с целью образования многослойного льда. Образование первых слоев происходит в результате распыления воды. Следующей процедурой является окрашивание поверхности в белый цвет, чтобы хоккеистам было легче обнаружить шайбу во время игры. После этого требуется образование еще одного слоя льда и нанесение разметки. На завершающей стадии появляется главный ледяной покров.

Устранение дефектов поверхности

Разрушение ледового пространства происходит под воздействием лезвий коньков. Для выравнивания поверхности применяются ресурфейсеры – специальные комбайны, которые корректируют лед в свободное от катания время.

Данный процесс заключается в следующем:

1. Специальный нож удаляет верхний слой льда;
2. Обработанная поверхность моется;
3. Подается горячая вода, которая способствует устранению всех неровностей и соединению слоев;
4. Нож выравнивает ледовое пространство.

Калькуляция энергозатрат

Самой трудоемкой процедурой в образовании ледовой поверхности является подготовка льда. Компания Johnson Controls опубликовала информацию, что на подготовку льда уходит 57 процентов энергетических затрат, на обеспечение трибун электричеством – 14 процентов, на освещение катка – 9 процентов, на осушение и вентиляцию – 12 процентов, на дополнительное освещение – 8 процентов. По этой причине разработчики ледовых арен делают основной акцент на энергетическую эффективность. К примеру, во время последней Олимпиады в Сочи Большая ледовая арена была оборудована 3-мя высокоэффективными холодильными установками YORK, которые изготовила корпорация Johnson Controls. Мощность такого оборудования составляет 529 киловатт. Также оно имеет электрический двигатель, отдача которого равна 400 киловаттам. Что касается холодильного коэффициента компрессора, он равен 1,32.

Для выработки холода в YORK используется замкнутый цикл. Хладоносителем здесь является этиленгликоль (концентрация — 42 процента). Раствор охлаждают до -14 градусов Цельсия, после чего распределяют между 2-мя хоккейными площадками. Далее, осуществляется возврат хладоносителя в хладоцентр.

Чтобы грунт не промерзал, под бетонную плиту устанавливают трубки, толщина которых составляет 37 сантиметров. В трубках находится пропиленгликоль.

Система кондиционирования воздуха сочинской арены состоит из 4-х холодильных машин YORK, мощность охлаждения которых составляет 2,3 тысячи киловатт, в то время как мощность электродвигателя равна 516 киловаттам. Холодильный коэффициент нагнетателя равен 4,45.

Конденсация холодильного оборудования позволяет утилизировать тепло, благодаря которому удовлетворяются технологические потребности сооружения (таяние льда, вентиляция, горячее водоснабжение).

На основе материалов из журналов «ON», «Мир Климата»

Источник

Синтетический лед

Пазл синтетического льда

Наверняка многие из вас слышали или видели такое понятие как «синтетический лёд». Например, в объявлении об открытии бросковой зоны — бросковая зона с синтетическим льдом.

Небольшая бросковая зона

Что же это такой за лёд и что на нем можно делать?

Попробуем разобраться. Для начала давайте определим, что же такое этот самый синтетический лёд. Синтетический лёд — это аналог обычному льду, на котором можно кататься на коньках. Состоит, как правило, каток из синтетического льда из множества панелей, сделанных из высокомолекулярного полиэтилена или полиэтилена низкого давления.

Давайте выделим особенности каждой технологии:

• Высокомолекулярный полиэтилен.
• Полиэтилен низкого давления.
• Ну и главное отличие: коэффициент трения у полиэтилена низкого давления в 3,5 раза выше, чем у высокомолекулярного полиэтилена. То есть, кататься на первом варианте значительно приятнее.

С развитием спроса на синтетический лёд производители пытаются свести этот самый коэффициент трения к минимуму, но, несмотря на это в России в основном используют полиэтилен низкого давления.

Сборка синтетического льда

В чем преимущество синтетического льда и где его используют?

Основные преимущества синтетического льда это, конечно же, мобильность, простота установки, недорогое обслуживание и нетребовательность к помещению, в котором будет установлен такой лёд. Что бы собрать каток из синтетического льда нужна ровная твердая поверхность, это может быть бетон, асфальт или даже гравий, а далее нужно просто вставлять панели друг в друга (на каждой из них есть специальные пазы). На этом, в принципе, установка синтетического льда заканчивается. Можно поставить на лёд ворота, или оборудовать свой каток бортами — все зависит от того, как вы собираетесь использовать лёд. Применять такой каток можно для занятий хоккеем, фигурным катанием и кёрлингом. Если говорить о том, что ваш каток будет сделан из высокомолекулярного полиэтилена, то ощущения от катания на коньках будут близки к реальным, а значит, у вас есть возможность отработать основные элементы катания. Для хоккеистов есть также отличная возможность поработать над техникой рук и владением шайбой, бросками — для этого не потребуется каких-то специальных шайб, по синтетическому льду отлично скользит обычная хоккейная шайба. Именно поэтому синтетический лёд устанавливают в бросковых зонах.

Тренировка хоккеистов на синтетическом льду.

Практика применения синтетического льда в Канаде.

На самом деле, синтетический лёд, который не требует дополнительной обработки пока все еще редкость, но производители пластикового льда уже изобрели подобный вариант, и, возможно, в скором времени такой лёд уде будет доступен каждому.
Практика применения пластикового льда уже давно существует в Канаде — синтетический лёд используется для полноценных тренировок юношеских команд, более того, на таких катках проводились полноценные игры. Опыт канадцев стали активно перенимать американцы, и даже европейцы. Кроме того, тренировки в таком формате оценили и одобрили игроки НХЛ, а исследования показали, что эффективность выше при совмещении тренировок на синтетическом и искусственном льду, нежели только на искусственном.

Вывод: синтетический лёд отличная альтернатива искусственному льду, особенно в летнее время, или когда нет возможности проводить тренировки на искусственном льду. Но надо понимать, что за таким катком все равно нужен уход, и самое главное — это подобрать качественные синтетические панели, чтобы избежать таких проблем как щели в креплениях, вздутие и т.п. Из-за коэффициента трения не стоит забывать, что коньки придётся точить чаще. Занимающемуся на таком льду желательно иметь коньки со съемными лезвиями, пару лезвий для обычного катка, пару лезвия для синтетического катка.

Источник