Повернення на головну сторінку

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

  Актуальність теми:
       Друга половина дев'яностих років в Україні була відзначена інтенсивним будівництвом систем підігріву футбольних полів на стадіонах республіканського й обласного значення, а в останні роки такі системи з'явилися в багатьох інших населених пунктах і на тренувальних базах футбольних клубів.

       Необхідність будівництва систем підігріву продиктована насущною потребою підвищення якості футбольних полів у холодні осінньо-весняні періоди року, характерні для більшості регіонів нашої країни. Крім того, з'явилися полючи з штучним покриттям газонів, що в основному використовуються в тренувальних цілях чи для масового футболу. На цих полях системи підігріву особливо потрібні, тому що тільки вони можуть цілий рік забезпечувати такий стан газону, при якому можливо проводити нормальний ігровий процес. Крім того, більшість полів обладнана системами автоматизованого поливу і дренажними пристроями, що забезпечує комплексне рішення по підготовці газонів для чи ігор тренувань.

  Мета і задачі дослідження:
       Об'єктом дослідження є відкрите спортивне площинне спорудження. Ціль роботи - вибір оптимального кроку між нагрівальними елементами

  Наукова новизна:
       У результаті проведених досліджень складено математичну модель і на її основі розрахований оптимальний крок між двома нагрівальними елементами для створення нормального температурного полючи.

       На мал. 1 показана схема футбольного стадіону, обладнаного системами рідинного підігріву газону і автоматизованого поливу. Система підігріву складається з теплового пункту і трубопроводів підігріву (колекторів і трубопроводів з полиэтилена), що закладаються під газон футбольного полючи. Як робочого теплоносія приймається водяний розчин этиленгликоля, концентрація якого задається від 30 до 42 %, у залежності від місця розташування стадіону. У системі рідинного підігріву розміщення труб під газоном визначається видом газону (натуральний чи штучний) і умовами їхньої прокладки. Глибина закладення під газон і відстань між трубами розраховується по конструктивних схемах і характеристикам шарів полючи.

  1-тепловий пункт; 2-насосна автоматизованого полива; 3-газон футбольного полючи;
4-колектори системи підігріву; 5-поліетиленові труби підігріву; 6-труби поливу;
7-разбрызгиватели води.

Малюнок 1- Схема футбольного стадіону, обладнаного системами рідинного підігріву газону й автоматизованого поливу.

             На мал. 2 показане розміщення труб підігріву під газоном для натурального полючи і полючи зі штучним покриттям. Прокладка труб підігріву на діючому натуральному футбольному полі виробляється шляхом прорезки лучки і їхні протягання спеціальним самохідної пристроєм

       Поле зі штучним покриттям звичайно будується заново на відведеній площадці і передбачає укладання спеціальних шарів із щебеню і піску, у яких прокладаються дренажні пристрої і труби підігріву. Еластичність такого полючи за рахунок трави і засипання знаходиться на рівні натурального полючи, а система підігріву може забезпечувати такий стан круглогодично. На натуральному полі система підігріву лише продовжує сезон: восени система підігріву включається при середньодобової температурі нижче 2 °C і працює до -10 °C, а навесні включається за 2-3 тижні до початку футбольного сезону і забезпечує відтавання і сушіння газону, і створення сприятливих умов для росту трави. Узимку система підігріву на натуральних полях відключається і газону надається біологічний відпочинок.

а - натуральне поле: 1 - трава; 2 - замінний газон; 3 - труби підігріву; 4 - ґрунт;5 - дренаж; а = 150-250 мм; h = 180-230 мм;

б - поле зі штучним покриттям: 1 - штучна трава; 2 - засипання піском і гумовою крихтою;3- щебінь з расклинцовкой; 4 - труби підігріву; 5 - пісок; 6 - щебінь; 7 - дренаж;8 - ґрунт; h1 ~ 30 мм; h2 ~ 150 мм; а = 150-200 мм

Малюнок 2- Розміщення труб підігріву під газоном для натурального полючи і полючи з штучним покриттям

       
На мал. 3 приведена принципова схема теплового пункту і системи підігріву. Первинний теплоносій з теплових мереж (автономного теплоисточника) проходить через пластинчастий теплообмінник і нагріває водяний розчин этиленгликоля. Система автоматичного регулювання забезпечує необхідне нагрівання по сигналах датчиків у ґрунті газону. На поверхні газону забезпечується приблизно 0 °C, у труб підігріву на натуральному полі 15-20 °C, на поле зі штучним покриттям 25-35 °C.

1 - пластинчастий теплообмінник;2 - триходовий клапан з електроприводом;3 - колектори;
4 -трубопроводи підігріву;5 - блок автоматичного керування: 5.1 - електронний регулятор;
5.2 - датчик температури зовнішнього повітря; 5.3 - датчик температури ґрунту; 5.4 - датчики температури води; 5.5 - датчики температури розчину этиленгликоля;6 - здвоєний насос (робітник і резервний); 7 - розширювальний мембранний бак;8 - запобіжний клапан;
9 - насос для заповнення системи підігріву розчином этиленгликоля;10 - зворотний клапан

Малюнок 3- Принципова схема теплового пункту і системи підігріву.

 

       Подача робочого теплоносія в колектори виконується таким чином, щоб забезпечувався його побіжний рух (мал. 4). Це досягається тим, що додатково прокладається транзитна труба колектора, що подає, що одночасно забезпечує прогрів крайньої зони полючи
Подача робочого теплоносія в колектори виконується таким чином, щоб забезпечувався його побіжний рух (мал. 4). Це досягається тим, що додатково прокладається транзитна труба колектора, що подає, що одночасно забезпечує прогрів крайньої зони полючи.

       а - колектори розташовані з одного з торців полючи; б - колектори розташовані уздовж довгої сторони полючи; 1 - колектори з побіжним рухом теплоносія; 2 - тепловий пункт; 3 - петлі труб підігріву; 4 - газон футбольного полючи.

Малюнок 4- Подача робочого теплоносія вколлекторы.

       Розміщення колекторів системи підігріву на поле має важливе значення для забезпечення рівномірного прогріву всієї площі газону при мінімальних витратах на пристрій такої системи
Подача робочого теплоносія в колектори виконується таким чином, щоб забезпечувався його побіжний рух (мал. 5). Це досягається тим, що додатково прокладається транзитна труба колектора, що подає, що одночасно забезпечує прогрів крайньої зони полючи
Подача розчину виробляється насосом з пересувної цистерни і виконується таким чином, щоб забезпечити стійке витиснення повітря з труб підігріву через штуцер у теплообмінника в тепловому пункті. Заповнення ведеться протягом двох доби імпульсною подачею розчину. Контрольні перевірки подачі виробляються після кожної 1/5 заповнюваного обсягу. Загальним контролем є заповнення всього розрахункового обсягу робочого контуру. Після цього включається робочий насос і перевіряється циркуляція в контурі. Періодично він відключається і виробляється випуск повітря, що витісняється із системи. У робочому режимі роботи системи підігріву виробляється автоматичне регулювання температури робочого теплоносія за допомогою приладу ECL Comfort 200 (c пластикової картою Р 30), що керує тарілчастим двухходовым клапаном VF-2 з електроприводом (фірми "Данфосс"). При підвищенні температури ґрунту більше заданої величини (визначається розрахунком і при налагодженні) клапан починає закриватися, скорочуючи подачу первинного теплоносія (з теплових чи мереж автономної котельні). Настроювання, установка параметрів регулювання виробляється відповідно до інструкції фірми "Данфосс" крегулятору.

Екологічна безпека при експлуатації системи рідинного підігріву з використанням водяного розчину этиленгликоля досягається тим, що при виникненні аварійного витоку насос подачі робітника теплоносія автоматично зупиняється. Такий витік виявляється падінням тиску в робочому контурі за рахунок спрацьовування реле тиску і розмикання контактів магнітного пускача робочого насоса. Для запобігання виливання розчину этиленгликоля в ґрунт включається аварійний насос, що перекачує цей розчин в аварійні баки, встановлені в тепловому чи пункті на площадці поруч с їм. Після усунення аварії розчин з баків перекачується цим же насосом у систему підігріву
Система рідинного підігріву футбольних полів має істотні переваги перед іншими системами (наприклад, електропідігріванням), тому що температура робочого теплоносія невелика, що створює найбільш сприятливі температурні умови для кореневої системи натуральних полів, а для будь-якого газону вона дозволяє забезпечити задану температуру і її точне регулювання в залежності від зовнішніх умов.