人工冰场设计与节能

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1、娱乐性人工冰场的设计与节能冰场,娱乐性,节能,人工,设计1.前言　　随着人们生活水平的提高，无论是在北方还是在南方，人们都对冰上运动产生了浓厚的兴趣。人工冰场的兴建满足了人们的需求。人工冰场从其功能上，可分为供运动员训练和比赛用的冰场和速滑冰场；供娱乐用的大众冰场等。它可不受季节的限制，为人们提供冰球、速滑、花样、冰上舞蹈、大众娱乐滑冰等冰上活动场所。目前我国的人工冰场大部分是冰上体育运动设施，供冰上运动员训练和比赛用。60年代末建成了我国第一座人工冰场—首都体育馆冰场，随后在长春、哈尔滨、齐齐哈尔等地相继建成了多座冰上训练基地。近几年在广州、深圳、天津、武汉、石家庄等地先后

2、建成了一批娱乐性人工冰场，使冰上运动面向大众，成为一项高雅的体育娱乐活动。人工冰场的建设初投资高，运行耗电量大，因此对冰场的设计很值得研究。本文将某娱乐性人工冰场的设计介绍给大家，以促进我国冰上娱乐运动的发展。2.设计条件及设计参数的确定2.1设计条件冰面面积F=800m22.2设计参数蒸发温度tz=-12℃冷凝温度tl=36℃冰面温度tb=-3℃冻冰时间t=48h冰面厚度d=40mm3.冰场场地构造　　原设计采用永久性地板，冷排管浇铸在混凝土内，后来在施工中因故改为填充砂式地板，冷排管埋在砂层内。4.冰场冷负荷的计算Q=q×F=（qc+qm+qr+qg+qi）×F式中：Q—

3、冰场冷负荷　Ｗ　q—室内冰场单位面积冷负荷W/m2qc—对流放热负荷W/m2qm—对流传质负荷W/m2qr—太阳辐射负荷W/m2qg—地下传热负荷W/m2qi—冻冰热负荷W/m2F—室内冰场面积　m24.1对流放热负荷qc=a（ta-ti）　=2.5（22+3）=62.5W/m2式中：a—对流放热系数取2.5W/℃m2ta—室内空气温度22℃ti—冰面温度-3℃4.2对流传质负荷qm=s（da-di）÷1000×g=2.5÷920（23.4－2.8）÷1000×2836×1000=159W/m2式中：s—传质系数s=a/920da—空气的含湿量23.4g/kgdi—冰温下饱和

4、空气的含湿量2.8g/kgg—水蒸汽的汽化潜热和凝固潜热2836×1000J/kg4.3太阳辐射负荷qr=0室内冰场qr=04.4地下传热负荷qg=K（tg-tp）=0.167（22+4）=4.34W/m2式中：tg—地坪温度取28℃tp—冷排管表面温度取-4℃K—地坪传热系数0.167W/m2℃4.5冻冰热负荷qi=b×r×h÷t=0.001×917×448000÷4320=95W/m2式中：b—每次浇水厚度0.001mr-----—冰的密度917kg/m3h—水冷却并结冰的放热量448000J/kgt—每次浇水冻结时间1.2h4.6单位面积冷负荷Q=qc+qm+qr+qg

5、+qi=62.5+159+0+4.34+95=320.84W/m24.7冰场冷负荷Q=q×F=320.84×800=256672W5.制冷系统的选择　　本设计采用氨直接蒸发制冷系统，氨泵供液方式。5.1场地冷却排管　　场地冷却排管采用D38×2.5无缝钢管，间距90mm，沿冰场宽度方向布置。排管分四组并联，每两组设供液和回气集管。供液回气管采用同程管道系统。在冰场的一侧沿长度方向设管沟，总供液、回气管布置在管沟内，通向机房供液、回气调节站。5.2机房制冷系统　　冰场负荷可分为初冻负荷和维持负荷，由于娱乐性大众冰场对初冻时间的长短没有严格的要求，为了节省一次投资和能源，采用延长

6、初冻时间和在夜间进行冻冰的措施，减少初冻负荷。本设计取维持负荷为设计冷负荷，根据冷负荷Q选两台4AV-12.5氨压缩机，当tl=36℃，tz=-12℃时每台机器的产冷量为135kW。6.冰场对其它专业的要求6.1对建筑专业的要求6.1.1屋顶和墙体具有良好的保温隔热措施，其表面不产生结露现象。本设计屋顶采用球形网架结构，屋顶采用100mm聚苯乙烯双面彩色夹心板，墙体采用350mm厚加气混凝土块。混凝土柱内喷20mm厚聚氨脂保温。6.1.2为了减少冰场向地下土壤传递冷量，防止土壤冻结，要解决好地板的防冻问题。本设计采用150mm聚氨脂隔热，下设f250mm自然通风管。6.1.3

7、冰面上部空间6m高度以内不设任何设施，否则会因冰面冷辐射结露凝水。6.1.4冰场四周围栏顶部标高，距冰面尺寸为1220mm，冻冰地面无坡度。6.2对空调专业的要求6.2.1冰场内空气温度小于22℃，相对湿度小于60%。6.2.2冰场内任何出风口不可直射冰面，空调出风口风速应小于2m/S，否则冰面易融化。6.2.3为了防止屋顶结露，可采用低温干燥的空气对冰场进行空气调节，或者将室外空气加热到30℃，送入冰场上空，在屋顶内上部形成一个热空气层。为了节省投资本设计采用了第二种方法，在屋顶下设一台吊顶式新风机组