DE102005034877B3 - Mobile system for producing artificial ice surface using cooling equipment, has each exchange zone with certain number of heat exchange pipes connected to branch pipings on coolant supply and discharge channel sides - Google Patents

Mobile system for producing artificial ice surface using cooling equipment, has each exchange zone with certain number of heat exchange pipes connected to branch pipings on coolant supply and discharge channel sides Download PDF

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Abstract

The system has a coolant container, a waterproof flooring (10), a supply channel (17), a discharge channel (18), and branch pipings (2-4,12-14) connected to each of the channels. Each branch piping is connected to a heat exchange zone (Z1-Z3) comprising of certain number of heat exchange pipes. The branch pipings are also located outside of the waterproof flooring.

Description

Die Erfindung betrifft ein mobiles System zur Erzeugung einer künstlichen Eisfläche mit einer Kühlmaschine, einem Kälteträger-Behälter, einer wasserdichten Bodenfolie, einem Zufuhrkanal und einem Ablaufkanal für den Kälteträger, wobei der Zufuhrkanal und der Ablaufkanal mit Verteilerrohrleitungen bzw. Ableitungsrohrleitungen verbunden sind, die wiederum mit flexiblen Wärmeaustauschrohren (9) verbunden sind.The invention relates to a mobile system for producing an artificial ice surface with a cooling machine, a brine tank, a waterproof bottom sheet, a supply channel and a flow channel for the refrigerant, wherein the supply channel and the drain channel are connected to manifold pipes, which in turn flexible heat exchange tubes ( 9 ) are connected.

Bekannt sind beispielsweise folgende mobile und stationäre Systeme zur Erzeugung einer künstlichen Eisfläche, die auf dem Wärmeaustauschprinzip basieren.Known are, for example, the following mobile and stationary systems for generating a artificial ice, based on the heat exchange principle.

In der DE 101 60 237 A1 ist ein hocheffektives Kühlungssystem zur Erzeugung einer künstlichen Eisfläche in großen, geschlossenen Räumen (Sälen) beschrieben, welches mit einer Zwangsventilation ausgestattet ist.In the DE 101 60 237 A1 is a highly effective cooling system for creating an artificial ice surface in large, closed rooms (halls) described, which is equipped with a forced ventilation.

Aus der DE 299 16 881 U1 ist ein aufblasbares Kühlelement bekannt, welches aus flexiblen Matten besteht, in denen sich Kanäle befinden, durch die der Kälteträger fließt. Die so entstehende Eisfläche wird ungleichmäßig und zum Teil unvollständig.From the DE 299 16 881 U1 an inflatable cooling element is known which consists of flexible mats in which there are channels through which the refrigerant flows. The resulting ice surface becomes uneven and partly incomplete.

In der RU 97118492 ist ein Kühlungssystem beschrieben, in dem Kühlelemente so konstruktiv miteinander verbunden sind, dass sie ein tragendes Gestell bilden, dessen Oberfläche der gewünschten Form der zu bildenden Eisfläche entspricht. Es handelt sich dabei um eine starre Konstruktion aus Metall, die als mobile Variante nicht verwendet werden kann.In the RU 97118492 describes a cooling system in which cooling elements are structurally connected to each other so that they form a supporting frame whose surface corresponds to the desired shape of the ice surface to be formed. It is a rigid metal construction that can not be used as a mobile variant.

Ein ebenso aus Metallrohren bestehendes Kühlungssystem ist aus der DE 72 929 C bekannt. Dieses System umfaßt eine Kühlmaschine, einen Kälteträger-Behälter, einen Zufuhrkanal und einen Ablaufkanal für den Kälteträger sowie eine Verteilerrohrleitung und eine Ableitungsrohrleitung, die mit Wärmeaustauschrohren verbunden sind, wobei die Konstruktion so gestaltet ist, dass Wärmeaustauschzonen entstehen. Die Gleichmäßigkeit der Gefrierung der Wassermasse wird in diesem System durch die Umkehrung des Laufes des Kälteträgers erreicht.A likewise consisting of metal pipes cooling system is from the DE 72 929 C known. This system comprises a refrigerating machine, a refrigerant tank, a supply channel and a refrigerant outflow channel, and a manifold and a drain pipe connected to heat exchange tubes, the structure being designed to provide heat exchange zones. The uniformity of the freezing of the water mass is achieved in this system by reversing the flow of the refrigerant.

Die UA 814 U offenbart zudem eine wasserdichte Bodenfolie, flexible Wärmeaustauschrohre und Verteilerrohrleitungen an einander gegenüberliegenden Seiten des Eisfeldes. Allerdings ist in diesem System, wie auch in der DE 72 929 C , nur eine Verteilerrohrleitung vorhanden, an die alle Wärmeaustauschrohre angeschlossen sind. Dadurch sinkt der Wärmedruck des Kälteträgers im Verlauf der Leitung ab, was zu einer ungleichmäßigen Abkühlung des Eisfeldes führt.The UA 814 U also discloses a waterproof bottom sheet, flexible heat exchange tubes and manifold tubing on opposite sides of the ice field. However, in this system, as well as in the DE 72 929 C , only one manifold pipe to which all heat exchange pipes are connected. As a result, the heat pressure of the refrigerant decreases in the course of the line, resulting in uneven cooling of the ice field.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit den Wärmeaustausch bei großen Eisflächen zu verbessern.The Object of the present invention is thus the heat exchange at big Ice surfaces too improve.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jeweils eine bestimmte Anzahl der Wärmeaustauschrohre mit der je eigenen Verteilerrohrleitung verbunden ist, wodurch Wärmeaustauschzonen entstehen.The The object is achieved in that each a certain number of heat exchange tubes with the ever own distribution pipe is connected, whereby heat exchange zones arise.

Diese Konstruktion erlaubt, jede Wärmeaustauschzone mit frischem Kälteträger aus der Kühlmaschine zu versorgen. Die gleiche Anfangstemperatur des Kälteträgers am Eingang aller Wärmeaustauschzonen führt zur Energieersparnis durch die Erhöhung des Wärmedrucks. Die Wärmebelastung in den Zonen wird erhöht, ohne dass die Wärmeaustauschoberfläche vergrößert wird.These Construction allowed, every heat exchange zone with fresh brine out the chiller to supply. The same initial temperature of the refrigerant on Entrance of all heat exchange zones leads to Energy savings by increasing the Heat pressure. The heat load in the zones is increased, without enlarging the heat exchange surface.

Gemäß einem weiteren Gestaltungsmerkmal befinden sich die Verteiler- und Ableitungsrohrleitungen sowie der Zufuhrkanal und der Ablaufkanal außerhalb der Bodenfolie. Dies ermöglicht eine Vergrößerung der Nutzfläche.According to one Another design feature is the distribution and discharge piping as well as the feed channel and the drain channel outside the bottom foil. This allows an enlargement of the Floor space.

Gemäß einem weiteren Gestaltungsmerkmal enthält die Verbindung zwischen den Wärmeaustauschrohren und den Verteiler- und Ableitungsrohrleitungen einen Rohrstutzen, dessen Wärmeausdehnungs-Koeffizient kleiner als der der Wärmeaustauschrohre ist. Dadurch wird die Stabilität der Verbindung erhöht. Bei der Montage des erfindungsgemäßen Systems werden die Enden der flexiblen Wärmeaustauschrohre und die des Rohrstutzens erhitzt. Beim Abkühlen wird die Verbindung in hohem Maße wasserdicht, weil die Rohre stärker als der Stutzen schrumpfen.According to one contains further design feature the connection between the heat exchange tubes and the manifold and drain piping a pipe socket, its thermal expansion coefficient smaller than that of the heat exchange tubes is. This will increase the stability the connection increases. When mounting the system according to the invention are the ends the flexible heat exchange tubes and heated the pipe socket. Upon cooling, the compound is in highly waterproof, because the pipes are stronger as the neck shrink.

Gemäß einem weiteren Gestaltungsmerkmal sind der Zufuhrkanal, der Ablaufkanal und die Verteiler- und Ableitungsrohrleitungen mit einer äußeren Wärmeisolierung ausgestattet. Auf diese Weise wird der Kälteverlust des Kälteträgers auf dem Weg von der Kühlmaschine zu den Wärmeaustauschrohren gesenkt.According to one Another design feature is the supply channel, the drainage channel and the manifold and drain piping with an external heat insulation fitted. In this way, the refrigerant loss of the refrigerant on the way from the chiller lowered to the heat exchange tubes.

Gemäß einem weiteren Gestaltungsmerkmal enthält das System zusätzliche Wärmeaustauschrohre mit einer separaten Kälteträgerzufuhr. Die zusätzlichen Wärmeaustauschrohre können in Form von horizontalen, flachen geometrischen Figuren angeordnet sein. Vorzugsweise bestehen die zusätzlichen Wärmeaustauschrohre aus Material, das Zusätze für Effekte enthält. Diese Zusätze können zum Beispiel Graphit, Chrom, Eisenoxyden oder Ruß sein. Sie lassen sich gut mit dem Material der Rohre, zum Beispiel Polyethylen, vermischen und erhöhen den Wärmeleitfähigkeits-Koeffizienten der Zusatzrohre. Außerdem wird der funktionelle Einsatz der Eisoberfläche dadurch erweitert.According to another design feature, the system includes additional heat exchange tubes with a separate brine feed. The additional heat exchange tubes may be arranged in the form of horizontal, flat geometric figures. Preferably, the additional heat exchange tubes are made of material containing additives for effects. These additives can be, for example, graphite, chromium, iron oxides or carbon black be. They mix well with the material of the pipes, for example polyethylene, and increase the thermal conductivity coefficient of the additional pipes. In addition, the functional use of the ice surface is thereby extended.

Die zusätzlichen Wärmeaustauschrohre können auch in Form von senkrechten Figuren angeordnet sein. Dies führt einerseits zur Senkung der Lufttemperatur über der Eisfläche, da hierdurch die Wärmeaustauschfläche im Raum vergrößert wird. Andererseits können diese Rohre auch für die Gestaltung dekorativer, räumlicher, eventuell farbiger Eisfiguren verwendet werden.The additional Heat exchange tubes can also be arranged in the form of vertical figures. This leads on the one hand to lower the air temperature over the ice surface, because of this the heat exchange surface in the room is enlarged. on the other hand can these pipes also for the design of decorative, spatial, possibly colored ice figures are used.

Gemäß einem weiteren Gestaltungsmerkmal ist das Größenverhältnis des Abstandes zwischen den Achsen der Wärmeaustauschrohre zu ihrem Durchmesser 10 : 2. Dies sorgt für eine gleichmäßige Abkühlung der Eisfläche.According to one Another design feature is the size ratio of the distance between the Axes of the heat exchange tubes to its diameter 10: 2. This ensures a uniform cooling of the Ice surface.

Ein in den 1 bis 4 dargestelltes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems wird dem folgenden beschrieben. Dabei zeigtOne in the 1 to 4 illustrated embodiment of the system according to the invention will be described below. It shows

1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems, 1 an embodiment of the system according to the invention,

2 ein Ausführungsbeispiel einer Verbindung zwischen den Wärmeaustauschrohren und den Verteiler- bzw. Ableitungsrohrleitungen, 2 an embodiment of a connection between the heat exchange tubes and the distribution or discharge pipes,

3 ein Ausführungsbeispiel einer horizontalen Anordnung von zusätzlichen Wärmeaustauschrohren und 3 an embodiment of a horizontal arrangement of additional heat exchange tubes and

4 ein Ausführungsbeispiel einer senkrechten Anordnung von zusätzlichen Wärmeaustauschrohren. 4 an embodiment of a vertical arrangement of additional heat exchange tubes.

Der Kälteträger kommt aus dem Zufuhrkanal 17 in den Verteiler 16 und wird dort über die Ventile 5 in die Verteilerrohrleitungen 2, 3, 4 der ersten, zweiten usw. bis n-ten Zone verteilt. Der Kälteträger fließt dann durch die individuellen Unterverteiler 7 in die Wärmeaustauschrohre 9. Das Volumen des Kälteträgers in den Wärmeaustauschrohren 9 kann über die Ventile 5 reguliert werden.The brine comes from the supply channel 17 in the distributor 16 and will be there over the valves 5 into the distribution pipes 2 . 3 . 4 the first, second, etc. to n-th zone distributed. The brine then flows through the individual sub-manifolds 7 in the heat exchange tubes 9 , The volume of the refrigerant in the heat exchange tubes 9 can over the valves 5 be regulated.

Durch die Verbindungen 20 zwischen den Unterverteilern 7 und den flexiblen Wärmeaustauschrohren 9 wird der Kälteträger mit seiner Anfangstemperatur von beispielsweise –19°C auf die Wärmeaustauschzonen Z1, Z2, Z3 verteilt und bewegt sich durch die Wärmeaustauschrohre 9. Dabei wird ein intensives und gleichmäßiges Einfrieren der Eisfläche 8 erreicht. Die Wärmeisolierungen 6 und 19 gewährleisten eine Erhaltung der Temperatur. Bis auf die Unterverteiler 7, die Wärmeaustauschrohre 9 und die Sammelrohre 11 befinden sich alle Rohrleitungen außerhalb der Eisfläche 8.Through the connections 20 between the subdistributors 7 and the flexible heat exchange tubes 9 the refrigerant is distributed with its initial temperature of for example -19 ° C to the heat exchange zones Z1, Z2, Z3 and moves through the heat exchange tubes 9 , This is an intense and uniform freezing of the ice surface 8th reached. The thermal insulation 6 and 19 ensure a temperature maintenance. Except for the subdistributor 7 , the heat exchange tubes 9 and the headers 11 All pipelines are located outside the ice surface 8th ,

Der gebrauchte Kälteträger wird über die Sammelrohre 11, die Ableitungsrohrleitungen 12, 13, 14 und den Ablaufkanal 18 in die Kühlmaschine geleitet. Anschließend wird der Zyklus wiederholt.The used brine gets over the headers 11 , the drainage piping 12 . 13 . 14 and the drainage channel 18 directed into the chiller. Then the cycle is repeated.

Über separate Kälteträgerrohrleitungen 27 (3) wandert der Kälteträger in einzelne oder verbundene flexible Wärmeaustauschrohre 26, die aus einem Zusätze enthaltenden Material bestehen. Diese zusätzlichen Rohre 26 können farbig sein und eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit haben. So können in einer dicken Eisschicht kontrastreiche geometrische Figuren gestaltet werden. Durch die separate Ableitungsrohrleitung 28 fließt der Kälteträger aus den zusätzlichen Rohren 26 ab.Via separate brine pipes 27 ( 3 ), the refrigerant migrates into individual or connected flexible heat exchange tubes 26 consisting of a material containing additives. These extra pipes 26 can be colored and have an increased thermal conductivity. Thus, in a thick layer of ice contrasting geometric figures can be designed. Through the separate discharge pipe 28 the brine flows out of the additional pipes 26 from.

In den ablösbaren Formen 32 werden räumliche Eisfiguren mit Hilfe von zusätzlichen senkrecht angeordneten Wärmeaustauschrohren 29 gebildet (4). Der Kälteträger wird über separate Zufuhr- und Ableitungsrohrleitungen 33, 34 zu diesen Figuren geführt bzw. von ihnen abgeleitet.In the removable forms 32 become spatial ice figures with the help of additional vertically arranged heat exchange tubes 29 educated ( 4 ). The brine is supplied via separate supply and discharge pipelines 33 . 34 led to these figures or derived from them.

11
wärmeisolierender Korbheat-insulating basket
22
Verteilerrohrleitung der ersten Wärmeaustauschzone Z1Distribution piping the first heat exchange zone Z1
33
Verteilerrohrleitung der zweiten Wärmeaustauschzone Z2Distribution piping the second heat exchange zone Z2
44
Verteilerrohrleitung der dritten Wärmeaustauschzone Z3Distribution piping the third heat exchange zone Z3
55
Ventilevalves
66
Wärmeisolierung des Zufuhrkanals, des Ablaufkanalsthermal insulation the supply channel, the drainage channel
und der Verteiler- und Ableitungsrohrleitungenand the distribution and discharge piping
77
Unterverteilersub-distribution
88th
Eisflächeice surface
99
flexible Wärmeaustauschrohreflexible Heat exchange tubes
1010
wasserdichte Bodenfoliewaterproof bottom sheet
1111
Sammelrohremanifolds
1212
Ableitungsrohrleitung der ersten Wärmeaustauschzone Z1Derivation pipeline the first heat exchange zone Z1
1313
Ableitungsrohrleitung der zweiten Wärmeaustauschzone Z2Derivation pipeline the second heat exchange zone Z2
1414
Ableitungsrohrleitung der dritten Wärmeaustauschzone Z3Derivation pipeline the third heat exchange zone Z3
1515
wärmeisolierende Grundlagethermal insulating basis
1616
Verteilerdistributor
1717
Zufuhrkanalsupply channel
1818
Ablaufkanaldrain channel
1919
Wärmeisolierung der Zufuhr- und Ablaufkanälethermal insulation the supply and discharge channels
2020
Verbindung zwischen Wärmeaustauschrohre undconnection between heat exchange tubes and
Unterverteiler bzw. Sammelrohresub-distribution or headers
21–2421-24
Dichtungenseals
2525
StutzenSupport
2626
zusätzliche, horizontale, flexible Wärmeaustauschrohreadditional horizontal, flexible heat exchange tubes
27, 3327 33
separate Kälteträger-Zufuhrrohrleitungseparate Coolant supply pipe
28, 3428 34
separate Kälteträger-Ableitungsrohrleitungseparate Refrigerant discharge pipe line
2929
zusätzliche, senkrechte, flexible Wärmeaustauschrohreadditional vertical, flexible heat exchange tubes
3030
senkrechte Stützevertical support
3131
Gerüstframework
3232
ablösbare Formdetachable form
Z1–Z3Z1-Z3
WärmeaustauschzonenHeat exchange zones

Claims (8)

Mobiles System zur Erzeugung einer künstlichen Eisfläche mit einer Kühlmaschine, einem Kälteträger-Behälter, einer wasserdichten Bodenfolie (10), einem Zufuhrkanal (17) und einem Ablaufkanal (18) für den Kälteträger, wobei der Zufuhrkanal (17) und der Ablaufkanal (18) mit Verteilerrohrleitungen (2, 3, 4) bzw. Ableitungsrohrleitungen (12, 13, 14) verbunden sind, die wiederum mit flexiblen Wärmeaustauschrohren (9) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine bestimmte Anzahl der Wärmeaustauschrohre (9) mit der je eigenen Verteilerrohrleitung (2, 3, 4) verbunden ist, wodurch Wärmeaustauschzonen (Z1, Z2, Z3) entstehen.Mobile system for producing an artificial ice surface with a cooling machine, a coolant tank, a waterproof bottom sheet ( 10 ), a supply channel ( 17 ) and a drain channel ( 18 ) for the brine, wherein the supply channel ( 17 ) and the drainage channel ( 18 ) with distributor pipes ( 2 . 3 . 4 ) or discharge pipelines ( 12 . 13 . 14 ), in turn connected to flexible heat exchange tubes ( 9 ), characterized in that in each case a certain number of the heat exchange tubes ( 9 ) with the own distribution pipeline ( 2 . 3 . 4 ), whereby heat exchange zones (Z1, Z2, Z3) arise. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verteiler- und Ableitungsrohrleitungen (2, 3, 4, 12, 13, 14) sowie der Zufuhrkanal (17) und der Ablaufkanal (18) außerhalb der Bodenfolie (10) befinden.System according to claim 1, characterized in that the distribution and discharge pipelines ( 2 . 3 . 4 . 12 . 13 . 14 ) as well as the supply channel ( 17 ) and the drainage channel ( 18 ) outside the bottom foil ( 10 ) are located. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen den Wärmeaustauschrohren (9) und den Verteiler- und Ableitungsrohrleitungen (2, 3, 4, 12, 13, 14) einen Rohrstutzen (25) enthält, dessen Wärmeausdehnungs-Koeffizient kleiner als der der Wärmeaustauschrohre (9) ist.System according to claim 1 or 2, characterized in that the connection between the heat exchange tubes ( 9 ) and the distribution and discharge pipelines ( 2 . 3 . 4 . 12 . 13 . 14 ) a pipe socket ( 25 ) whose coefficient of thermal expansion is smaller than that of the heat exchange tubes ( 9 ). System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zufuhrkanal (17), der Ablaufkanal (18) und die Verteiler- und Ableitungsrohrleitungen (2, 3, 4, 12, 13, 14) mit einer äußeren Wärmeisolierung ausgestattet sind.System according to one of claims 1 to 3, characterized in that the supply channel ( 17 ), the drainage channel ( 18 ) and the distribution and discharge pipelines ( 2 . 3 . 4 . 12 . 13 . 14 ) are equipped with an external heat insulation. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzliche Wärmeaustauschrohre (26, 29) mit einer separaten Kälteträgerzufuhr (27, 33) enthält.System according to one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises additional heat exchange tubes ( 26 . 29 ) with a separate coolant supply ( 27 . 33 ) contains. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Wärmeaustauschrohre (26) in Form von horizontalen, flachen geometrischen Figuren angeordnet sind.System according to claim 5, characterized in that the additional heat exchange tubes ( 26 ) are arranged in the form of horizontal, flat geometric figures. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Wärmeaustauschrohre (29) in Form von senkrechten Figuren angeordnet sind.System according to claim 5, characterized in that the additional heat exchange tubes ( 29 ) are arranged in the form of vertical figures. System nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Wärmeaustauschrohre (26, 29) aus Material bestehen, das Zusätze für Effekte enthält.System according to one of claims 5, 6 or 7, characterized in that the additional heat exchange tubes ( 26 . 29 ) consist of material containing additives for effects.
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