Dvojokruhová zostava na nepriame chladenie ľadovej plochy, najmä zimných štadiónov

Číslo patentu: U 3702

Dátum: 03.02.2004

Autor: Sysel Juraj

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Technické riešenie sa týka dvojokruhovej zostavy komplexného systému nepriameho chladenia namŕzajúcej vrstvy ľadovej plochy najmä zimných štadiónov.Doteraz známe riešenia využívali na chladenie namŕzajúcej vrstvy ľadovej plochy zimných štadiónov najmä priame chladenie, teda jednookruhovú zostavu v ktorej vychladený kvapalný čpavok je čerpadlami vháňaný do kovových potrubných rozvodov zabetónovaných pod ľadovou plochou a po odovzdaní svojho chladu je čiastočne splynený a dopravovaný cez zbeme potrubie späť do odparovača. Tu sa pomocou kompresorov v kondenzátore opäť vychladí a takto neustále eirkuluje. Hlavnou nevýhodou tohto riešenia je vysoká potreba zdraviu škodlivého čpavku, ktorý svojou agresivitou nielen rýchlo opotrebováva kovové rozvody ale pri eventuálnych poruchách ohrozuje í zdravie obsluhy zariadení a najmä zdravie množstva návštevníkov zimných štadiónov.Novšie známe riešenia využívajú už dvojokruhovú zostavu, kde sa použitie čpavku obmedzuje na primárny okruh výroby chladu, ktorý sa odovzdáva do sekundámeho okruhu prostredníctvom veľkoobjemových výpamíkov čí kotlových výmenníkov, ktoré sú sami o sebe objemnć a neumožňujú radikálne zníženie obsahu používaného čpavku. Tieto riešenia používajú v sekundárnom okruhu ako nosič chladu bud etylénglykol alebo metylalkohol, ktoré sú horľavými a vysoko zdraviu škodlivými chemikáliami, pričom pri ich opotrebovani sa tento odpad náročné likviduje. Potrubné rozvody pod ľadovou plochou známych riešení sú zhotovované z kovu, čo nezaručuje ich dlhú životnosť a prívodné rozdeľovače i zberače majú spravidla štvorhranný prierez, čo je výrobne náročné na zhotovenie.Uvedené nevýhody do značnej miery odstraňuje dvoj okruhová zostava na nepriame chladenie narnŕzajúcej vrstvy ľadovej plochy, najmä zimných štadiónov, ktorá pozostáva z primárneho čpavkovćho okruhu na výrobu chladu a sekundárneho okruhu na prenos a odovzdanie chladu namŕzajúcej vrstve ľadovej plochy a tiež z rozvodovej sústavy,ktorej podstata spočíva v tom, že v primárnom okruhuje za minimálne jedným kompresorom umiestnený a prostredníctvom výtlakového potrubia spojený odparovací kondenzátor s čpavkovým zberačom skvapalneného čpavku. Odparovací kondenzátor je prepojený na samostatný cirkulačný vodný chladiaci okruh. Tento chladiaci okruh je z výhodou vybavený úpravňou vody.Čpavkový zberač skvapalneného čpavku je pritom pripojený cez nástrekový modul na nízkotlakový odlučovač s doskovým výmenníkom na odovzdanie vyrobeného chladu sekundámemu okruhu.V tomto sekundárnom okruhu je umiestnený rozdeľovač vychladeného nosného média i zberač chladu zbaveného nosného média.V rozvodovej vrstve sú rovnomeme pod celou namŕzajúcou vrstvou ľadovej plochy uložené plastové rúrky na odovzdanie chladu namŕzajúcej vrstve. Nosným médiom sekundárneho okruhu je teplonosná kvapalína, ktorá pozostáva z vodného roztoku octanu a mravčanu draselného,obohateného o inhibítory erózie a/alebo korózie. Nástreko vý modul pritom pozostáva z riadiaceho ventilu a plavákového ventilu.Rozdeľovač je uložený na nižšom podstavci rozvodového kanálu a bližšie k ľadovej ploche. Jeho kovové výustky sú umiestnené smerom dohora a prepojené s plastovými rúrkami prostredníctvom plastových kolenových alebo rovných spojok. Zberač je uložený na vyššom podstavci rozvodového kanálu a vzdialenejšie k ľadovej ploche. Jeho kovové výustky sú umiestnené pri vrchu bočnej jeho časti a prepojené s plastovými rúrkami prostredníctvom plastových rovných spojok. Zberač je z výhodou na hornej časti vybavený minimálne jedným odvzdušňovačom. Minimálne jeden kompresor je vybavený regulátorom teploty, ktorý je prepojený na tepelný snímač chladu zbaveného nosného média V zberači.Ku výtlakovému potrubiu je z výhodou priradený výmenník na ohrev úžitkovej vody. V rozvodovej vrstve uložené plastové rúrky sú prekryté dištančným plechom, pod nimi sú vytvorené nivelačné pasy a nad dištančným plechom sú uložené armovacie prúty. Celá rozvodová vrstvaje vyplnená betónovou zmesou, ktorá obsahuje prídavky plastifikátoru na zvýšenie elasticity a/alebo prídavky rozptýlenej výstuže na odstránenie míkrotrhlín.Prehľad obrázkov na výkresochPredložené riešenie je príkladne znázomené na priložených výkresoch, kde- obr. l znázorňuje technologickú schému dvojokruhovej zostavy podľa tohto technického riešenia,- obr. 2 znázorňuje rozmiestnenie plastových rozvodov pod namŕzajúcou vrstvou ľadovej plochy a v kovových prívodných rozvodov na jednej z kratších strán okraja ľadovej plochy,- obr. 3 znázorňuje umiestnenie rúrovitého kovového rozdeľovača a zberača v rozvodom kanále a ich prepojenie na plastove rozvody pod namŕzajúcou vrstvou ľadovej plochy,- obr. 4 znázorňuje v rôznych pohľadoch samotné usporiadanie rozvodovej vrstvy pod namŕzajúcou vrstvou ľadovej plochy.Dvojokruhová zostava na nepriame chladenie namŕzajúcej vrstvy ľadovej plochy zimného štadióna zostavená z primárneho a sekundárneho okruhu je schematický znázornená na obr. l.Primámy Čpavkový okruh je tvorený dvoma kompresormi 7, od ktorých vedie výtlakové potrubie 7 l k odparovaeiemu kondenzátoru 8.Paralelne k výtlakovému potrubiu 71 je tiež umiestnený výmenník 17, zaradený do výhrevného okruhu teplej úžitkovej vody, v ktorom je zaradené tiež pomocné čerpadlo 18, vyrovnávacia nádržka 19 a tiež samotný ohrievač 20.Pod odparovacím kondenzátorom 8 je umiestnený zberač čpavku 81 skvapalneného čpavku.Samostatný cirkulačný vodný chladiaci okruh prechádzajúci cez odparovací kondenzátor 8 má odtokové potrubie privedené do chladíčového zásobníka 14, ku ktorému je pripojene i potrubie s úpravňou 16 chladiacej vody. Od chladíčového zásobníka 14 vedie okruh cez dve vodné čerpadlá 13 do prítokového potrubia odparovacieho kondenzátoru 8.0 d zberača čpavku 81 vedie primárny čpavkový okruh do nástrčkového modulu 9, ktorý pozostáva z riadiaceho ventilu 92 a uzatváracieho ventilu 93. Tieto sú prepojené priamo na nízkotlakový odlučovač 6 s doskovým výmenníkom 1. Od nízkotlakového odlučovača 6 Vedie sacie potrubie primárneho čpavkového okruhu 5 ku kompresorom 7 čim je okruh uzatvorený.Kompresory 7 sú tiež vybavené regulátorom teploty prepojeným s tepelným snímačom 42, umiestneným na rúrovitom zberači 4.Sekundárny okruh je s primárnym okruhom prepojený doskovým výmenníkom 1, od ktorého pokračuje vedenie kovovým rozvodom cez rozvodový kanál 25 (naznačené na obr. 2) do rúrovitého rozdeľovača 2, ktorý je uložený na nižšom podstavci 24 (naznačené na obr. 3), ďalej cez jeho kovové výustky 21 a plastove kolenove spojky 22 až do plastových rúrok 35 potrubnćho rozvodu pod namŕzajúcou vrstvou 3 ľadovej plochy (naznačené na obr. 2).Spätné vedenie sekundárneho okruhu vedie z potrubného rozvodu plastových rúrok 35 cez plastové rovné spojky 23 a kovové výustky 21 tangenciálne umiestnené na rúrovitom zberači 4 s odvzdušňovačmi 41, uloženého na vyššom podstavci 26 v rozvodom kanále 25, ďalej k dvom výkonným obehovým čerpadlám 5 (naznačené na obr. l) a späť do doskového výmennika 1, čim je sekundámy okruh uzatvorený. Medzi rúrovitý zberač 4 a obehove čerpadlá 5 je privedený doplňovaci okruh teplonosnej kvapaliny, ktorý pozostáva z doplňovacieho čerpadlá 10, doplňovacieho zásobníka ll a vyrovnávacej nádrže 12. Na rúrovitom zberači 4 je tiež umiestnený tepelný snímač 42.Potrubný rozvod pod namŕzajúcou vrstvou 3 ľadovej plochy sa umiestni do rozvodovej vrstvy 31 (naznačené na obr. 4) tak, že najskôr sa vybudujú vyrovnávacie nivelačné pásy 32 z cementového poteru. Tieto sa situujú do. vodorovnej roviny súbežne s kratšou stranou ľadovej plochy 3 V osovej vzdialenosti cca l m a priečne na smer vedenia plastových rúrok 35. Výška nivelačných pásov 32 je cca 25 mm a ich šírka cca 200 mm. Nivelačné pásy 32 zabezpečia vodorovné vyrovnanie podkladu, umožnia položenie plastových rúrok 35 s vysokou rovinnou presnosťou a zabezpečia dôkladné obalenie plastových rúrok 35 betónovou zmesou 36.Samotný potrubný rozvod sa zhotoví s polyetylénových plastových rúrok 35 o priemere 32 mm smerovaných pozdĺž dlhšej strany ľadovej plochy 3, pričom ich súbežne dvojice vytvoria slučku, ktorá sa prepojí na zadnom konci dvoma 90 ° kolenami privarenými polyfúznym zvarom.Rovnomerný rozstup plastových rúrok 35 sa zhora zaÍixuje prekrytím vlnovkovým dištančným plechom 33,priečne sa uložia armovacie prúty 34 o priemere o 8 mm v osovej vzdialenosti cca 300 mm a následne sa uložia pozdĺžne armovacie prúty 34 o priemere d) 6 mm v osovej vzdialenosti cca 200 mm. Takto zmontované prvky rozvodovej vrstvy 31 sa po vytvorení predpätia plastových rúrok 35 zalejú po celej ploche betónovou zmesou 36 s prídavkami plastifikátora na zvýšenie elasticity i rozptýlenej výstuže z polyetylénových vlákien na zamedzenie mikrotrhlín. Betónová zmes 36 sa ponechá voľne vytvrdnúť.Jeden koniec prednej strany dvojice plastových rúrok 35 sa upevní do polypropylćnovej plastovej kolenovej spojky 22 naskrutkovanimjej vnútomého závitu na kovovú výustku 21 rúrovitého rozdeľovača 2 a samosvorným zoskrutkovaním. Druhý koniec tejto prednej strany dvojice plastových rúrok 35 sa upevní do polypropylénovej plastovej rovnej spojky 23 naskrutkovaním jej vnútomćho závitu na kovovú výustku 21, rúrovitého zberača 4 a samosvor ným zoskrutkovanim. Vytvorené spojenie zaručuje kvalitný tesný spoj s možnosťou rozoberania.Primárny čpavkový okruh sa naplní dávkou kvapalného čpavku v množstve cca 300 kg a Sekundárny okruh sa pomocou doplñovacieho čerpadla 10 zaplní vodným roztokom octanu a mravčanu draselného, oboháteného o inhibítory erózie a korózie. Do chladiaceho okruhu sa cez úpravňu 16 vody naplní táto Chladiaca kvapalina a kvapalinou sa tiež naplní okruh na zohríevanie úžitkovej vody.Kompresory 7 v primámom čpavkovom okruhu nasavajú plynný čpavok odparený z nizkotlakého odlučovača 6 a stáčajú ho. Komprimáeiou sa dosiahne jeho teplota cca 100 °C. Pod tlakom cca 1 MPaje čpavok dopravovaný cez výtlakové potrubie 71 do odparovacieho kondenzátora 8,kde je pomocou chladiacej vody vháňanej vodnými čerpadlami 13 a za podpory ventilátora 15 skvapalňovanýtKvapalný čpavok sa samospádom zhromažďuje v zberači čpavku 81 a pomocou riadiaceho ventilu 92 ovládaného plavákovým ventilom 93 sa pod tlakom cca l MPa nastrekuje do nízkotlakovćho odlučovača 6, kde prebieha proces vychladzovanía čpavku.Vychladený kvapalný čpavok na teplotu cca -15 °C prúdi samospádom do primárnej časti doskového výmenníka l, v ktorom odovzdá chlad nosnćmu médiu sekundárneho okruhu a čiastočne splynený sa stúpaním vracia do nízkotlakeho odlučovača 6.Vychladene nosné médium sekundárneho okruhu prúdi do rúrovitého rozdeľovača 2 a rozvodových kanálov 35,kde odovzdá chlad namŕzajúcej vrstve 3 a za pomoci obehových čerpadiel 5 sa vracia späť cez zberač 4 do doskovćho výmennika 1.Pozitivnym prínosom k energetickej bilancie celeho systému je okruh využívania odpadového tepla na zohrievanie úžitkovej vody. Pary čpavku majú vo výtlakovom potrubí 71 teplotu cca 100 °C a tak časť tepla je odoberaná výmenníkom 17 a samostatným vodným okruhom dopravovaná do ohrievača 20, kde zohrieva úžitkovú vodu, ktorá sa používa na roztápanie ľadovej triešte v snežnej jame pomocou radiátora alebo na doplňovanie teplej úžitkovej vody v okruhu sociálnych zariadení zimného štadióna.Hlavnou výhodou tejto zostavy je najmä skutočnosť, že sa v nej pracuje z relatívne malou náplňou čpavku. V sekundárnom okruhu pod ľadovou plochou pritom cirkuluje kvapalina, ktorá nie je zdraviu škodlivá a ani agresívna, čo prispieva ku kvalite životného prostredia a životnosti systému.l. Dvojokruhová zostava na nepriame chladenie ľadovej plochy, najmä zimných štadiónov, pozostávajúca z primárneho čpavkového okruhu na výrobu chladu a sekundárneho okruhu na prenos a odovzdanie chladu namŕzajúcej vrstve ľadovej plochy, ako i z rozvodovej sústavy, v y značujúca sa tým,ževprimárnomokruhuje za minimálne jedným kompresorom (7) umiestnený a prostrednictvom výtlakového potrubia (71) spojený odparovací kondenzátor (8), prepojený na samostatný cirkulačný vodný chladiaci okruh, s čpavkovým zberačom (81) skvapalneného čpavku, ktorý je cez nástrčkový modul (9) pripojený na nízkotlakový odlučovač (6) s doskovým výmenníkom (l) na odovzdanie vyrobeného chladu sekundárnemu okruhu, v ktorom je umiestnený rozdeľovač (2) vychladeného nosného média i zberač (4) chladu zbaveného nosného média a v rozvodovej vrstve (31) rozvodovej sústavy, rovnomeme pod celou namŕzajúcou vrstvou (3) ľado SK 3702 Uvej plochy sú uložené plastové rúrky (35) na odovzdanie chladu namŕzajúcej vrstve (3), pričom nosným médiom sekundárneho okruhu je teplonosná kvapalina, ktorá pozostáva z vodného roztoku octanu a mravčanu draselného, obohateného o inhibítory erózie a/alebo korózie.2. Dvojokruhová zostava podľa nároku l, v y z n a č uj ú c a s a tý m , že nástrekový modul (9), pozostáva z riadiaceho ventilu (92) a plavákovćho ventilu3. Dvojokruhová zostava podľa nároku 1 alebo nárokov 1 a 2,vyznačujúca sa tým,žerozdeľovač(2) je uložený na nižšom podstavci (24) rozvodového kanálu (25) a bližšie k namŕzajúcej vrstve (3), jeho kovové výustky (21) sú umiestnené smerom dohora a prepojené s plastovými rúrkami (35) prostredníctvom plastových kolenových spojok (22), pričom zberač (4) je uložený na vyššom podstavci (26) rozvodového kanálu (25) a vzdialenejšie k namŕzajúcej vrstve (3), jeho kovové výustky (21) sú umiestnené pri vrchu bočnej jeho časti a prepojené s plastovými rúrkami (35) prostredníctvom plastových rovných spojok (23).4. Dvoj okruhová zostava podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3,vyznačujúca sa tým,žeminimálne jeden kompresor (7) je vybavený regulátorom teploty, ktorý je prepojený na tepelný snímač (42) chladu zbaveného nosného média v zberači (4).5. Dvojokruhová zostava podľa ktoréhokoľvek z nárokovlaž 4,vyznačujúca sa tým,žekuvýtlakovému potrubiu (71) je priradený výmenník (17) na ohrev úžitkovej vody.6. Dvoj okruhová zostava podľa ktoréhokoľvek z nárokovlaživyznačujúca sa tým,žerozdeľovač (2) a zberač (4) sú kruhového tvaru, pričom kovové výustky (21) zberača (4) sú na ňom umiestnené tangenciálne.7. Dvojokruhová zostava podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 6,vyznačujúca sa tým,žesamostatný cirkulačný vodný chladiaci okruh je vybavený úpravňou (16) chladiacej vody.8. Dvojokruhová zostava podľa ktoréhokoľvek z nárokovlažľvyznačujúca sa tým,ževrozvodovej vrstve (31), uložené plastové rúrky (35) sú prekryté dištančným plechom (33).9. Dvojokruhová zostava podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 8,vyznačujúca sa tým,ževrozvodovej vrstve (31), sú pod plastovými rúrkami (35) vytvorené nívelačné pásy (32) a nad plastovými rúrkami (35) prekrytými dištančným plechom (33) sú uložené armovacie prúty (34), pričom celá rozvodová vrstva (31) je vyplnená betónovou zmesou.10. Dvojokruhová zostava podľa ktoréhokoľvek z nárokovlaž 9,vyznačujúca sa tým,žebetónová zmes (36) obsahuje prídavky plastifikátoru na zvýšenie elasticity a/alebo prídavky rozptýlenej výstuže na odstránenie mikrotrhlín.

MPK / Značky

MPK: F25C 3/02

Značky: ľadovej, zostava, chladenie, plochy, štadiónov, najmä, dvojokruhová, zimných, nepriame

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/8-u3702-dvojokruhova-zostava-na-nepriame-chladenie-ladovej-plochy-najma-zimnych-stadionov.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Dvojokruhová zostava na nepriame chladenie ľadovej plochy, najmä zimných štadiónov</a>

Podobne patenty