Jak silný by měl být led na kluzišti?

Bohužel nebylo provedeno žádné seriózní zobecnění teorie a zkušeností se zamrzáním kvalitních ledových ploch na sportovních zařízeních v Rusku. Technologie „výroby ledu“ je přísně tajná ze strany správy sportovních zařízení.

Help. Man-day zkušeného „ledového tvůrce“ pozvaného ze Skandinávie země některými ruskými kluby, druhý stojí od 1000 až 5000 XNUMX $. Proces zmrazování ledu probíhá v období tří dnů až dvou týdnů v závislosti na použité technologii.

Touto publikací otevíráme sérii článků „Na pomoc praktikovi“, ve kterých se pokusíme shrnout zkušenosti, které jsme nashromáždili při navrhování a provozu inženýrských a technologických systémů sportovních ledových zařízení.

1. FYZIKA

V posledních letech se zájem o stavba různého ledu pole: Sportovní paláce, hokejová hřiště, tréninková a ukázková kluziště, dokonce i zábavní kluziště v obchodních centrech a velkých obchodech. Ale bohužel se ukázalo, že klíčové slovo v této frázi je konstrukce, a tomu je zpravidla věnována největší pozornost. Samotné RINK neboli ICE POLE je však především obrovský výměník tepla navržený pro provoz v zásadně odlišných podmínkách a režimech. Prvním obdobím je prvotní odvod tepla z „technologického koláče“ ledového pole a jeho následné zmrazení. Druhým a nejintenzivnějším obdobím je intenzivní odvod tepla z postupně rozstřikovaných vrstev vody v procesu jejich postupného zamrzání. V tomto případě musí hustota tepelného toku zajistit chlazení vody a fázový přechod „voda-led“ a kompenzovat nevyhnutelné tepelné přítoky z okolního vzduchu na vodní hladinu. V tomto případě je přítomnost funkčně nezbytného „technologického koláče“ z hlediska organizace procesu přenosu tepla dodatečným tepelným odporem. Po dokončení procesu zmrazování ledu požadované tloušťky a dokončení fáze jeho povrchové úpravy a leštění přechází celý „výměník tepla“ do režimu kompenzace externích tepelných přítoků, tzn. Tepelná zátěž je výrazně snížena a je určena výhradně celkovým množstvím přítoku tepla:

• z okolního vzduchu;
• z kondenzační složky;
• záření;
• ze země;
• ze svítidel atd.

V důsledku toho se tepelně technický výpočet ledového pole jako výměníku tepla redukuje na následující hlavní body:

1. Na základě energetické bilance se zohledněním doby nastavené pro proces zmrazování ledu se určí celkové množství odebraného tepelného toku, respektive celkový chladicí výkon strojů.
2. Vyvíjí se design potrubního systému ledového pole, který je vlastně tvořen vnitřní plochou tohoto „výměníku tepla“.
3. Jako první aproximace jsou určeny režimové charakteristiky proudění chladiva v potrubí: průtoky, rychlosti, distribuce chladiva po různých úsecích potrubního systému s přihlédnutím k hydraulickému odporu jednotlivých okruhů a kolektorů.
4. Poté se na základě kriteriálních rovnic vypočítá průměrná hodnota součinitele prostupu tepla z vnitřního povrchu potrubí do chladicí kapaliny. Vzhledem k tomu, že pro uzavřená kluziště jsou zpravidla stanoveny podmínky pro přenos tepla z venkovního vzduchu a výčet stavebních materiálů pro technologickou desku je značně omezený, ukazuje se tato hodnota jako prakticky jediný parametr, který významně ovlivňuje intenzitu odvodu tepla.
5. Dále je proveden ověřovací výpočet souladu zvoleného návrhu a provozních parametrů potrubního systému s dostupnou chladicí kapacitou strojů. Tento výpočet určuje minimální hodnoty rychlosti cirkulace chladicí kapaliny a celkového povrchu trubek, jakož i jejich relativní polohu, což umožňuje po požadovanou dobu odstranit množství tepla potřebné k „zmrazení“. ” desku a zmrazit vrstvu ledu.

Všimněte si, že nesprávný výpočet vede k tomu, že část součtuLodní kapacitu strojů nelze využít kvůli zlobrůmnízká kapacita přenosu tepla systému válečkových trubek. V nejhorším případě V tomto případě upravený led nezamrzne, i když jsou normy splněny. podle specifického chladicího výkonu (W/m2), regulovaný mezilidové standardy.

Námi doporučený a používaný standardní termofyzikální výpočet tedy spočívá v řešení obráceného problému optimalizace konstrukčních a provozních parametrů v nejintenzivnějším období, kdy se vrstva ledu blíží své konečné hodnotě. V tomto okamžiku celkový tepelný odpor „koláče“ desky a ledové vrstvy dosahuje maximální hodnoty. V závislosti na prohlášení o problému může zákazník vybrat následující parametry jako funkci cílové optimalizace:

• minimální náklady na materiál pro systém válečkových trubek (celková délka trubek je zpravidla desítky kilometrů);
• maximální energetická účinnost procesů zmrazování a udržování ledové plochy;
• minimální cena 1 mXNUMX. m ledového pole včetně jeho nosné, tepelné, hydroizolační a technologické části atd.

Všimněte si, že navzdory rozsáhlým praktickým zkušenostem nashromážděným zahraničními i domácími společnostmi nebylo dosud mnoho optimalizačních problémů vyřešeno. V současné době řešíme zejména řadu problémů, např.

• výpočet maximální možné vzdálenosti mezi osami potrubí v technologické desce, ve které se úspory v důsledku snížení celkové délky potrubí stanou úměrnými nárůstu energetických ztrát;
• stanovení rozsahu otáček chladicí kapaliny, ve kterém je dosaženo požadované intenzity přenosu tepla při minimální možné spotřebě energie pro oběhový systém.

Hlavním kritériem potvrzujícím správnou volbu struktury teplosměnné plochy a zařízení je přitom vysoká kvalita ledu.

. V rozhovorech s mnoha slavnými krasobruslaři často zaznívá myšlenka, že Pokud jsou ostatní věci stejné, led může být lehký nebo těžký, měkký nebo plastovýtvrdé nebo tvrdé a křehké. Někteří také vyjadřují názor, že anokoncept, jako je SPORTS ICE, ani jeden tištěný orgán, ani jediná strukturaAno, nepovažoval jsem to za vážné téma pro výzkum a diskusi.

Nejde však pouze o čistě emocionální a subjektivní hodnocení: při stejných teplotách se kvalita ledu liší podle velmi specifických a technicky definovaných parametrů. Nejdůležitějšími vlastnostmi sportovního ledu jsou deformační pevnost, průhlednost, absence špinavých usazenin nehomogenních vměstků atd. Faktory, které určují uvedené ukazatele, lze podmíněně rozdělit do dvou skupin: chemické a režimové. Provozními podmínkami v tomto případě rozumíme nejen rychlost namrzání ledu, ale také rozptyl rozstřikujících se vodních částic a tloušťku nanášené vrstvy. Rychlost zamrzání do značné míry určuje přítomnost vzduchových bublin v „těle“ ledu; Při rychlosti mrazu 0,5 mm/min tedy 1 cm 3 ledu obsahuje přibližně 6 vzduchových bublin a při rychlosti 5 mm/min jejich počet dosahuje 300. Přítomnost vzduchu zase způsobuje, že led není jen matný a neprůhledný, ale a negativně ovlivňuje dlouhodobou pevnost ledu, přispívá k jeho elastické a plastické deformaci a také snižuje schopnost rozlišení, tzn. k opětovnému zmrznutí po roztavení v důsledku krátkodobého vystavení síle s periodou kratší než 1 sekunda, jako je klouzání brusle. Zvláštní pozornost je třeba věnovat speciální přípravě vody za účelem odstranění různých látek a mechanických nečistot, jejichž vliv charakterizuje tabulka 1, na základě dat Ehrenfelda a Jibse získaných v souvislosti s výrobou ledových bloků.

Výsledek zpracování voda

Změny na uhličitan sodný. Vzhled ledu se mírně zlepšuje

Z výše uvedeného je zřejmé, že specializovaná firma projektující sekci „Chlazení zásobování ledového pole“ musí mít plné znalosti moderních metod čištění a komplexní úpravy vody ve vztahu k různým regionům Ruska.

2. PRAXE

Z TAJEMSTVÍ VÝROBY LEDU – technologie sypání ledových ploch na příkladu MÍČOVÝCH HOKEJOVÝCH STADIONŮ.

Dnes je v Rusku šest otevřených umělých zimních stadionů hry bandy. Čtyři z nich – v Archangelsku, Syktyvkaru, Krasnojarsku a Kemerovu – navržený a postavený s pomocí finských a švédských firem a dvou v Kazani a Krasnogorsk u Moskvy navrhli a postavili domácí specialistélisty. Všechna tato kluziště mají problémy s technologií přípravy a údržby.řezání kvalitního ledu. To je za prvé odstranění vzduchu ze struktury zásypu ledové pole při procesu mrznutí ledu a za druhé eliminace nebo minimalizace počtu trhlin na ledové ploše během provozu.

Provoz venkovních umělých ledových sportovišť začíná na konci září – první polovině října, kdy maximální denní okolní teplota nepřekročí 10 °C.

Jedním z hlavních faktorů ovlivňujících proces zamrzání ledu na venkovních hokejbalových kluzištích je samozřejmě kvalifikace obsluhy ledové stavby. Neméně faktorem, který také ovlivňuje možnost získání ledové pokrývky při kladných okolních teplotách, je správný výběr koberce s umělou trávou položené na povrch zásypové chlazené technologické desky. Kromě vysoké tepelné vodivosti materiálů tvořících koberec musí svým podkladem volně propouštět vzduch a vodu a být elastický, tzn. vyplňte všechny nerovnosti a dutiny v povrchu technologické desky. Při nesprávném výběru koberce nelze dosáhnout kvalitního pokrytí ledem!

Nejlepší perforované koberce z umělé trávy na kluziště konstrukce jsou v současnosti podle odborníků koberce finské firmy Saltexsoučástí našich projektů.

Zmrazování a údržba umělého ledu na ledových hřištích s umělou trávou se provádí v několika fázích, z nichž nejdůležitější jsou:

• vydatná impregnace štěrkového podkladu vodou;
• chlazení mokré základny;
• zmrazení tenkého ledu na každém úseku hřiště zvlášť;
• zmrazování ledu po celém povrchu hřiště a jeho udržování.

V počáteční fázi závisí pořadí prací na povětrnostních podmínkách. Když teplota vzduchu překročí návrhovou teplotu pro údržbu umělé ledové plochy, zejména za slunečného počasí, je třeba povrch hřiště zavlažovat maximálním možným počtem hadic, aby se zabránilo vysychání hřiště. Spolehlivá předpověď počasí je velmi důležitá. S přihlédnutím k přirozeným srážkám je možné naplánovat práce na impregnaci základu pole s maximální úsporou vody.

Impregnace povrchu pole vodou se v následujících fázích provádí bez speciálních trysek, aby se získal jemný postřik vody. Proces impregnace v závislosti na povětrnostních podmínkách vyžaduje asi 2 dny. Při procesu impregnace je nutné štěrkovou strukturu technologické desky neustále hutnit přes koberec pomocí ručního válce.

Druhý stupeň – chlazení mokré základny hřiště – se provádí zapnutím systému přívodu chladu ledového pole. Teplota chladicí kapaliny se musí během procesu chlazení snižovat postupně, maximálně o 1-2°C za hodinu. Chladicí fázi je vhodné zahájit večer. Chlazení pokračuje, dokud se na povrchu umělé trávy neobjeví stabilní námraza. Doba chlazení je také asi 2 dny.

Cílem třetí etapy zmrazování je získat stabilní, kvalitní led o tloušťce 40 – 50 mm po celé ploše hřiště. Fáze zmrazování je vzhledem k vysoké pracnosti dokončena za 4 – 5 dní. Je rozdělena do několika fází, z nichž první je zmrazení „drsného“ ledu. Proces zmrazování „hrubého“ ledu začíná získáním tenké vrstvy o tloušťce asi 6-10 mm. V této fázi je na chlazený povrch hřiště aplikována voda speciálními tryskami – postřikovači napojenými na hadice. Nejjemnější sprška vody zajistí jeho rychlé přilnutí k ochlazovanému povrchu. V tomto případě se doporučuje používat ledovou náplň po zóně. Jakmile tloušťka ledu dosáhne 6 – 10 mm po celé ploše hřiště, doporučuje se ledovou pokrývku rozdrobit (rozbít). Nucené lámání ledu se provádí s cílem dodat struktuře ledové pokrývky větší pevnost a odolnost vůči negativnímu vlivu teplotních deformací, což vede ke vzniku velkých trhlin, když okolní teplota dosáhne minus 12 °C. Drcení ledu se provádí pomocí ručního asfaltového válce nebo lehkého zahradního pojezdového traktoru. Po rozbití se proces zmrazování „prázdného ledu“ provádí ve vrstvách o tloušťce nejvýše 1-2 mm po celém povrchu pole současně. Tím, že každá vrstva může zmrznout, je tloušťka „hrubého“ ledového povlaku upravena na 30 mm, načež je nahrubo rozemleta pomocí strojů na plnění ledu typu Olympia a označena.

Pracovní ledová vrstva – „komerční led“ se vyrábí pomocí strojů na plnění ledu, vrstvu po vrstvě za použití teplé změkčené vody při teplotě ne nižší než + 40 ° C.

Kontrolovaná tloušťka ledové pokrývky po celou dobu provozu ledového pole musí být dodržena v rozmezí 40 – 50 mm. Teplota ledové plochy musí být řízena a udržována na minus 5 °C. Když teplota okolního vzduchu klesne pod minus 8 °C, chladicí stroje se vypnou a ledová pokrývka je zachována díky přirozenému chladu.

V zimě se chladicí stroje zapínají pouze při náhlém tání, aby se zabránilo tání ledové plochy.

Když okolní teplota prudce klesne a teplota ledové plochy dosáhne minus 12 °C, je vhodné pokud možno dodat teplo na ledovou plochu periodickým zapínáním oběhových čerpadel chladicí jednotky (mimo chladicích strojů).

Pro systémy zásobování chladem pro ledová pole nacházející se v klimatických pásmech, kde může teplota vzduchu v zimě prudce kolísat ve značném rozsahu, je vhodné zajistit systém ohřevu chladicí kapaliny. Díky schopnosti ohřívat a udržovat danou teplotu chladiva v potrubním systému ledového pole je obsluha schopna eliminovat jak vznik velkých trhlin na ledové ploše, tak její zamrzání, které neumožňuje vysoké -kvalitní sportovní tréninkový proces.

Na závěr poznamenáváme, že tento článek nastiňuje obecné principy a přístupy k výpočtu, návrhu a plnění ledových polí. Pro každého konkrétního ZÁKAZNÍKA provádíme individuální sadu inženýrských výpočtů a technologických doporučení v závislosti na účelu objektu, klimatických podmínkách a provozních vlastnostech. Naše zkušenosti s projektováním ledových staveb ukázaly, že tento přístup je stejně důležitý a ekonomicky opodstatněný jak pro velké sportovní paláce, tak pro malá tréninková kluziště, která jsou většinou stavěna s velmi mizivými finančními prostředky.

Hokej se každým rokem mění: kluziště se zmenšují, hra je rychlejší, sportovci atletičtější. V tomto ohledu se zvyšují i ​​požadavky na kvalitu stránek. I v roce 2020 pravidelně slýcháme stížnosti hráčů na špatný led. Je těžké pochopit, o čem mluví, protože z televizního obrazu je stejný. Proces lití ledu je v našich myslích spojen s laskavým zaměstnancem bytového úřadu, který za chladné noci vytáhne na dvorek hydrant a otevře horkou vodu, která vlivem teplot pod nulou krystalizuje. To ale nemá nic společného s tím, jak se ledová plocha připravuje nebo „vaří“ v profesionálních palácích.

Výstavba budoucího stadionu New York Islanders v Belmont Park, New York / Foto: © Newsday LLC / Přispěvatel / Getty Images Sport / Gettyimages.ru

Vše začíná na high-tech základní úrovni, konkrétně betonovou deskou, což je vícevrstvý dort se systémem ohřevu půdy, několika úrovněmi tepelné izolace a vrchní vrstvou prošitou chladicími trasami, pomocí kterých jeho teplota je řízena. Celá základna je napěchována různými senzory, což umožňuje nepřetržitě sledovat její stav. Teplota sporáku je nejdůležitějším aspektem. S jeho pomocí můžete měnit vlastnosti ledu. Různé sporty mají své vlastní požadavky. Hokejisté mají rádi tvrdší led, krasobruslaři mají rádi měkčí led, aby bylo snazší se odrazit a opustit skoky. Nejdůležitější věcí před naléváním ledu je správně připravit místnost. Obrovské množství speciálních instalací v aréně pracuje na vytvoření a udržení požadovaného mikroklimatu. V počáteční fázi je betonová deska důkladně omyta a ochlazena na -4 stupně. Teplota sporáku je kritická. Stačí ji snížit o půl stupně pod stanovené požadavky, voda rychleji tuhne, ale led bude křehký a křehký. Je důležité dodržovat všechny normy. Po řádném vychladnutí je deska připravena k nanesení podkladu – tenké vrstvy vody, asi dva až tři milimetry. Nejčastěji se to provádí pomocí speciálního zařízení – rámu, který rovnoměrně rozstřikuje vodu po povrchu. Současně jsou kladeny zvláštní požadavky na kvalitu kapaliny. Voda, která teče v běžném městském vodovodu, nikdy nevytvoří kvalitní led splňující všechny normy. Proto před aplikací prochází několika fázemi čištění pomocí zařízení, které je zpravidla vždy instalováno ve velkých ledových arénách. Proces nalití první vrstvy ledu trvá asi šest až sedm hodin. Tohoto procesu se účastní několik lidí – jeden nese rám, který stříká vodu, další drží hadici, kterou protéká. V tomto případě si každý na boty navléká antiskluzy, které zabraňují sklouznutí a zašpinění původní vrstvy ledové pokrývky. Hlavní věcí v tomto procesu je rovnoměrná aplikace vody. Jakákoli chyba může ovlivnit konečný výsledek. Základna by měla být co nejhladší a lesklá.

V další fázi je počáteční vrstva ledu natřena speciální bílou barvou na bázi křídy. Děje se tak proto, aby hokejisté i diváci lépe viděli na puk. Bílá je nejsložitější barva, má neuvěřitelné množství odstínů. Proto je na špičkových ledových arénách vybrán s ohledem na osvětlení, jakož i požadavky vysílacích kanálů a dokonce i fotografů. Stejně jako počáteční vrstva ledu se barva nanáší pomocí speciálních stříkacích rámů. Aplikační technologie byly vyvinuty v průběhu let. Speciálně vyškolení lidé chodí po předem navržených trajektoriích, aby se barva nanášela rovnoměrně. Zároveň schne téměř okamžitě. Po dokončení nátěru se povrch pokryje jemně rozptýleným roztokem vody pro upevnění a vyrovnání. V další fázi začnou pracovníci arény označovat. Existuje několik způsobů, jak ji aplikovat: barvení nebo pokládka specializované tkaniny. Parametry značení jsou uvedeny v pravidlech IIHF a jsou dodržovány co nejpřísněji. V počáteční fázi je místo jasně označeno podle stanovených požadavků. A teprve potom začnou látku vyválet. Většina ledových arén používá tento způsob aplikace. Barvení je příliš složitý a časově náročný proces. Zpravidla se na procesu kladení značení podílí čtyři až pět lidí. Dva lidé vyválí ruličku se značkami, jeden na ni nalije vodu, dva ji vyválí válečky, vytlačí vzduch, aby ležel co nejrovnoměrněji. Cena chyby v tomto procesu je vysoká. Pokud se značení posune do strany byť jen o pár centimetrů, ligoví komisaři prostě nedovolí v aréně pořádat soutěže. S červenými a modrými linkami je vše víceméně jasné – jsou rovné. Mnohem obtížnější je vyznačení kruhů pro vhazování a brankoviště. Za tímto účelem mají všechny pokročilé arény speciální zařízení a své vlastní life hacky vyvinuté v průběhu let.

V další fázi začnou pracovníci pokládat na základnu reklamní bannery a emblémy. Jsou vyrobeny na perforované plastové základně pro rovnoměrné rozložení a následné zmrazení. No a pak začíná osvědčený proces zvětšování ledové plochy pomocí stříkacích rámů a hadic. Ale ne takové, jaké jsme zvyklí vídat na našich dvorech. Po položení reklamy se navrch nasypou ještě asi tři centimetry ledu. A v konečné fázi – aktualizovaná vrstva, se kterou se denně pracuje. Leští a obnovuje se pomocí ledových kombajnů. Celý proces lití ledu ve špičkových palácích trvá šest až sedm dní. Údržba ledové plochy je samostatný proces, ve kterém hodně závisí na zkušenostech týmu pracujícího v paláci. Jen se zdá, že být operátorem ledového kombajnu je snadné. Ve skutečnosti se jedná o proces, který vyžaduje maximální péči a přesnost. Je důležité udržovat stabilní rychlost, sledovat určité trajektorie, abyste rovnoměrně odstranili vrstvu poškozeného ledu a naplnili ji vodou o teplotě 40-50 stupňů.

Hodně záleží na kvalitě práce nalévače během přestávky. Špatně naplněný led může způsobit zranění. Špičkové ledové arény proto nejčastěji zaměstnávají silné profesionály s bohatými zkušenostmi. Led se podává nejen pomocí kombajnů. Zaměstnanci Areny vyplňují některé trhliny ručně. Po každém zápase bývá ledová plocha pečlivě zkontrolována. V některých případech při brzdění a ostrých zatáčkách mohou brusle hokejistů zajet až osm milimetrů do ledu. Toto nelze vždy napravit vyplněním.

Pokud jde o stížnosti na led, slyšíte je nejčastěji na začátku sezony. V září mladý povrch nezíská potřebnou hustotu, takže se může jevit jako viskózní. Na měkkém ledu je obtížnější se odtlačit a svaly se rychleji zanášejí. Většina kluzišť po celém světě má deník pozorování, do kterého hokejisté domácího týmu zapisují zpětnou vazbu o kvalitě ledu. Od nich se odvíjí i práce týmu, který povrch obsluhuje.

Viz také:

• Evoluce holí: byly vyrobeny z dubu a vážily více než kilogram a nyní přidávají materiál na neprůstřelné vesty
• Shromáždili jsme nejpamátnější brankářské masky. Kreslily na ně jizvy, znázorňovaly zombie a pozdravovaly maminku
• CSKA opět porazil Spartak, Ak Bars vyhrál 0:3, Groshev přestoupil do SKA. Výsledky týdne KHL

Další sportovní zprávy na našem telegramovém kanálu.