人造滑冰场制冰技术及使用维护探讨

    1 前 言

    在自然条件下,当受气温的影响水温降到0℃以下时,水就会天然冻结成冰,即天然冰。人类为满足不同场合的各种用途,通过人工制冷的方式,将水或某种特定物质的水溶液冻结,或将二氧化碳气体固化而制取的冰,则统称为人造冰。

    天然冰的获得和贮存完全受制于自然条件,而随着人们生活水平的提高和社会经济发展需求的增长,冰的需求量增大,使用行业和领域增多,所以,仅靠自然形成的天然冰已远远达不到现实的需求。因此,人工制冰技术就随着制冷技术的进步和发展,越来越多地应用于人类活动和生产实践中,人造冰成为人们获取冰的主要来源。

    人造冰可分为水冰、防腐冰、溶液冰及干冰;制冰方式又分为直接冷却制冰法和间接冷却制冰法。后者是当今最为普遍采用的制冰方式,即在水和制冷剂之间增加载冷剂,先由制冷剂冷却载冷剂,再用冷却后的载冷剂将水冷却至冻结。

    在我国国内,利用盐水作为载冷剂,通过间接冷却制冰装置来制取块冰;通过制冷剂与水的直接热交换制取片冰和管冰。但如何将先进的人造冰技术运用到体育运动和娱乐活动中,迄今还处于尝试阶段。

    众所周知,滑冰和滑雪都是非常有益于健康的、有趣的运动项目,但它们都局限于季节和地区,所以,国内除了东北、内蒙地区的老百姓能够在冬季里享受冰雪的乐趣,其它绝大多数地区的人们却与冰雪运动无缘。在国外,特别是北欧、北美国家和亚洲的日本,室内的人造滑冰场和人造滑雪场非常普及,可以举办各类冰上运动的国际性赛事,同时又是人们休闲娱乐的绝好去处。我国现有的正在营运的人造滑冰场不超过十个,主要集中在东三省;而人造滑雪场更是寥寥无几。相对于滑雪场,滑冰场的占地面积小,可利用场所多,施工周期和复杂程度都低,所以,在国内开拓人造滑冰场市场有着广阔的前景。

    2 人造滑冰场制冰技术

    2.1 制冰基本原理

    滑冰场的制冰过程是一个制冷剂)载冷剂)水之间的热交换过程,即上述的间接冷却制冰法;制冷剂一般为氨工质或氟利昂R22,载冷剂是一定浓度的乙二醇溶液。制冰时,机组蒸发温度为-15e左右,乙二醇溶液进出冰场排管的温差一般为3~5℃。制冰过程中乙二醇溶液循环量的稳定性和同一性是保证冰层厚度和硬度均匀的重要因素。

    2.2 制冷主机

    作为.冰场冷却系统的核心部分—压缩机组,由于冷负荷的相对稳定,可以任意采用螺杆式或活塞式。为了实现制冷系统的简化,一般将压缩机组和乙二醇蒸发器组合为一体,形成乙二醇机组。最近,日本MYCOM公司和上海第一冷冻机厂又研制生产出一个蒸发冷一体化干式机组的系列产品。该系列产品使用氨或氟利昂制冷剂均可。压缩机组、蒸发冷等设备部件紧凑的一体化设计及干式膨胀方式,使得系统彻底简化,充液量大幅减少,同时,机组可布置在屋顶或地面,现场只需连接水管和电源,节省了机房建设费用,缩短了现场施工周期,并可方便快捷地拆卸和移动。考虑到能源的有效利用,日本MYCOM公司还首创将常规冷冻机组的动力源)电动机用燃油发动机代替,燃油发动机的排气热量可用于冰场制冰时需要的温水、房间的暖气等多种制热用途。