RU2118080C1 - Sportive lawn heating apparatus - Google Patents

Sportive lawn heating apparatus Download PDF

Info

Publication number
RU2118080C1
RU2118080C1 RU97104938A RU97104938A RU2118080C1 RU 2118080 C1 RU2118080 C1 RU 2118080C1 RU 97104938 A RU97104938 A RU 97104938A RU 97104938 A RU97104938 A RU 97104938A RU 2118080 C1 RU2118080 C1 RU 2118080C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
lawn
heating
pipes
pipe
Prior art date
Application number
RU97104938A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97104938A (en
Inventor
С.В. Буров
Original Assignee
Товарищество с ограниченной ответственностью "Интраст"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Товарищество с ограниченной ответственностью "Интраст" filed Critical Товарищество с ограниченной ответственностью "Интраст"
Priority to RU97104938A priority Critical patent/RU2118080C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2118080C1 publication Critical patent/RU2118080C1/en
Publication of RU97104938A publication Critical patent/RU97104938A/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor

Abstract

FIELD: equipment for heating sportive grounds, may be used in greenhouses. SUBSTANCE: apparatus has primary heat-exchanging system connected with central heating system and via heat-exchanger with secondary independent closed heat-carrier circulation system. Secondary heat-carrier circulation system has heating pipes arranged in parallel one with another in cultured layer of soil under plant cover. Drain pipes are positioned below heating pipes. Ends of heating pipes are connected in series alternation with branch pipes on distribution and assembling pipelines on one end of lawn and with branch pipes of distribution and assembling pipelines on other end of lawn. EFFECT: increased efficiency, wider operational capabilities and provision for conducting contests during the whole calendar year. 7 dwg

Description

Изобретение относится к спортивным сооружениям, в частности для обогрева спортивных газонов футбольных полей, асфальтовых и гаревых дорожек, велотреков, теннисных кортов, игровых полей регби, а также в теплицах и оранжерейном хозяйстве. The invention relates to sports facilities, in particular for heating sports lawns of football fields, asphalt and cinder tracks, cycle tracks, tennis courts, rugby playing fields, as well as in greenhouses and greenhouses.

Известен электропроводящий состав, укладываемый в аэродромные и дорожные покрытия для их нагрева, включающий полиэфирную смолу, диизоционат ТГ и графит, в котором, с целью уменьшения энергозатрат при нагреве покрытия, он дополнительно содержит магнетит с диаметром частиц 50 - 500 мкм, при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:
Полиэфирная смола - 80 - 120
Диизоционат ТГ - 80 - 120
Графит - 10 - 110
Магнетит - 10 - 110
(авт. св. СССР N 630334. кл. E 01 C 11/26, H 05 B 3/34. Баранов Л.Н. и Кузьменко Ю.В. Электропроводящий состав. 1978.
Known electrically conductive composition, laid in airfield and road surfaces for heating, including a polyester resin, TG diisocyanate and graphite, in which, in order to reduce energy consumption when heating the coating, it additionally contains magnetite with a particle diameter of 50 - 500 microns, in the following ratio of components weight parts:
Polyester Resin - 80 - 120
Diisocyanate TG - 80 - 120
Graphite - 10 - 110
Magnetite - 10 - 110
(ed. St. USSR N 630334. class E 01 C 11/26, H 05 B 3/34. Baranov L.N. and Kuzmenko Yu.V. Electrically conductive composition. 1978.

Спортивные газоны в отличие от декоративных лужаек и других типов газонов имеют свои особенности. Травяной покров футбольного поля долями быть совершенно ровным, низким, упругим, способных переносить частые стрижки, обладать устойчивостью не только к неблагоприятным условиям погоды (морозу, засухе и т.д.), но и к вытаптыванию. По данным киносъемки, на 1 м2 поверхности поля за один футбольный матч приходится 130 - 180 ударных импульсов, причем нагрузил на 1 см2 поверхности поля достигают 200 - 250 кгс.Sports lawns, unlike decorative lawns and other types of lawns, have their own characteristics. The grass cover of the football field should be completely even, low, elastic, able to tolerate frequent haircuts, be resistant not only to adverse weather conditions (frost, drought, etc.), but also to trampling. According to the filming, 130 - 180 shock pulses fall on 1 m 2 of the field surface in one football match, and loaded on 1 cm 2 of the field surface reach 200 - 250 kgf.

Травяной покров, произрастая в земляном покрове, своей корневой системой образует дерн. Дерн должен быть связанный и плотный с настолько развитой корневой системой, чтобы после повреждения травяного покрова ногами и бутсами, трава могла отрасти. Grass cover, growing in earthen cover, forms a sod with its root system. The sod should be connected and dense with a root system so developed that after damage to the grass cover with legs and boots, the grass can grow.

Для того, чтобы поверхность футбольного поля отвечала всем необходимым требованиям, необходимо, с одной стороны, в основном подобрать почву с благоприятным механическим составом, а если такой почвы нет в естественном виде, создать искусственно, путем оструктуривания различными фракциями и добавками. С другой стороны, следует подобрать травы с учетом почвенно-климатических условий зоны. Растительный слой земли на всем поле должен быть однородным и одинаковой толщины. Почва должна хорошо впитывать воду и пропускать воздух, обладать некоторой влагоудерживающей способностью, необходимой для снабжения корней растений влагой. In order for the surface of the football field to meet all the necessary requirements, it is necessary, on the one hand, to select mainly soil with a favorable mechanical composition, and if there is no such soil in its natural form, create it artificially by structuring with various fractions and additives. On the other hand, herbs should be selected taking into account the soil and climatic conditions of the zone. The vegetation layer of the earth throughout the field should be uniform and of equal thickness. The soil should absorb water well and allow air to pass through, have some water-holding ability, necessary for supplying plant roots with moisture.

Почвы структурные, обладающие водопрочностью, не заплывают во время дождей, искусственных поливов и не образуют корку при высыхании, тогда как бесструктуренные почвы при увлажнении превращаются в сплошную вязкую массу. Вследствие этого фильтрующая способность верхнего растительного слоя почвы резко снижается. Эти свойства почвы имеют первостепенное значение для спортивных газонов. Лучшая смесь земли для спортивных газонов считается такая, в которой содержание песчаных, пылеватых и глинистых частиц находится в определенном соотношении. Structural soils with water resistance do not swim during rains, artificial irrigation and do not form a crust when dried, while structureless soils when moistened turn into a continuous viscous mass. As a result of this, the filtering ability of the upper plant soil layer is sharply reduced. These soil properties are of paramount importance to sports lawns. The best mix of land for sports lawns is considered one in which the content of sand, dust and clay particles is in a certain ratio.

Примерный гранулометрический состав почвы футбольного поля следующий, %: песчаные и крупнопылеватые частицы почвы (2 - 0,5 мм) 62 - 54; пылеватые частицы (0,05 - 0,005 мм) 28 - 30; глинистые частицы (0,005 - и менее 0,001 мм) 10 - 16. The approximate granulometric composition of the soil of the football field is as follows,%: sandy and coarse dust particles of the soil (2 - 0.5 mm) 62 - 54; dusty particles (0.05 - 0.005 mm) 28 - 30; clay particles (0.005 - and less than 0.001 mm) 10 - 16.

Для верхнего растительного слоя земли поля важно не количество органических веществ, а главное его качество - деятельный гумус, свежий перегной (продукты разложения органических веществ с анаэробными бактериями, способными связать отдельные почвенные частицы в агрегаты и микроагрегаты). For the upper plant layer of the field’s land, it is not the quantity of organic substances that matters, but the main quality is active humus, fresh humus (decomposition products of organic substances with anaerobic bacteria that can bind individual soil particles to aggregates and microaggregates).

Из органических удобрений на спортивных газонах наилучший результат дает компост. Кислотности почвы следует уделять самое большое внимание. Наиболее подходящей реакцией почвы является pH 5,0- 7,0, т.е. почвы для спортивных газонов должны иметь нейтральную или слабокислую реакцию. По минералогическому составу почва футбольного поля должна содержать 4 - 12% известняка. Необходимо применять известняк молотый или измельченный, а не гашеную известь, так как он лучше перемешивается с поверхностными слоями почвы и действует быстрее. From organic fertilizers on sports lawns, compost gives the best result. Soil acidity should be given the greatest attention. The most suitable soil reaction is pH 5.0-7.0, i.e. Soils for sports lawns should have a neutral or slightly acidic reaction. According to the mineralogical composition, the soil of a football field should contain 4-12% of limestone. It is necessary to use ground or ground limestone, not slaked lime, since it mixes better with the surface layers of the soil and acts faster.

В силу описанных обстоятельств вышеописанный электропроводящий состав не может быть внесен в качестве компоненты в верхний почвенный слой футбольного поля и тем самым получать электрообогреваемые газоны. Due to the circumstances described above, the electrically conductive composition described above cannot be introduced as a component into the upper soil layer of a football field and thereby produce electrically heated lawns.

Известна также система электроподогрева травяного газона футбольного поля, которая включает нагревательные кабели, размещенные под газоном на заданной глубине, температурные датчики и электрощитовую установку (Футбол. Круглый год. - Рекламный проспект. Киев, 1992). Also known is a system for electrically heating a grass lawn of a football field, which includes heating cables placed under the lawn at a given depth, temperature sensors and an electrical panel installation (Football. Year-round. - Promotional brochure. Kiev, 1992).

Описанная система подогрева газона футбольного поля создает возможность проведения футбольных матчей в течение круглого года в условиях, практически приближенным к летним. Эта система обладает дренажно-осушительными качествами. Она способствует быстрому восстановлению газона после интенсивной эксплуатации, затяжных дождей, обильных снегопадов и сильных морозов. Кроме этого, над всей поверхностью футбольного поля на значительной высоте от поверхности создается микроклимат, благоприятно влияющий на организм спортсменов, это способствует зрелищности и привлекательности соревнований в позднеосенние и зимние периоды. The described system for heating the pitch of a football field makes it possible to hold football matches all year round in conditions almost close to summer. This system has drainage and drainage qualities. It contributes to the rapid restoration of the lawn after intensive use, prolonged rains, heavy snowfalls and severe frosts. In addition, a microclimate is created over the entire surface of the football field at a considerable height from the surface, which favorably affects the body of athletes, this contributes to the entertainment and attractiveness of competitions in the late autumn and winter periods.

Система управления электроподогревом обеспечивает многоступенчатую (автоматическую или ручную) регулировку температуры на поверхности нагревательного кабеля по всему газону или отдельным его зонам. Предлагаемая система обеспечивает нормальную работу при 10 - 65oC. Время подогрева газона при глубине промерзания до 1 м - менее 3 сут. Энергоемкость с учетом климатических условий и режима работы достигает до 400 кВт. Коэффициент полезного действия системы 0,95. Однако эпизодические включения системы управления электроподогревом приводят к тому, что корневая система растительного покрова при ускоренном прогревами почвы из состояния анабиоза не успевает войти в нормальный режим и она истощается. Ослабленные растения при многократных переходах от отрицательных температур к положительным погибают, об этом свидетельствуют "желтые" зоны на поверхности зеленого газона футбольного поля.The electric heating control system provides multi-stage (automatic or manual) temperature control on the surface of the heating cable throughout the lawn or its individual zones. The proposed system ensures normal operation at 10 - 65 o C. The time for heating the lawn with a freezing depth of 1 m - less than 3 days. Energy intensity, taking into account climatic conditions and operating conditions, reaches up to 400 kW. The system efficiency is 0.95. However, episodic switching on of the electric heating control system leads to the fact that the root system of the vegetation cover, when accelerated by warming up the soil from the state of suspended animation, does not manage to enter the normal mode and it is depleted. Weakened plants die during repeated transitions from negative to positive temperatures, this is evidenced by the "yellow" zones on the surface of the green lawn of a football field.

Электроподогрев не учитывает специфику теплопроводности верхнего слоя футбольного поля и распределения корневых систем растительного покрова. Почва (плодородный верхний слой), применяемая для произрастания обычных газонов, требует значительного улучшения механического состава: она пылеватая, бесструктуренная, в результате этого посевы газонов сильно переуплотняются при орошении искусственными осадками (дождеванием) или поливом напуском при последующей эксплуатации. Electric heating does not take into account the specificity of the thermal conductivity of the top layer of the football field and the distribution of root systems of vegetation cover. The soil (fertile top layer) used for the growth of ordinary lawns requires a significant improvement in the mechanical composition: it is dusty, structureless, as a result of this, lawn crops are strongly compacted during irrigation with artificial rainfall (sprinkling) or irrigation during subsequent operation.

Конструкция известных в мировой практике футбольных полей имеют следующее послойное строение. The construction of football fields known in world practice has the following layered structure.

Перед укладкой специальных слоев поверхность поля должна быть тщательно выравнена по проектным уклонам и уплотнена тяжелыми катками. Точность нивелировки должна быть выполнена в пределах ± 2 см. На подготовленное основание укладывается влагоудерживающий слой из торфа (лигнина) толщиной 3 - 5 см. Слой торфа уплотняют тяжелым катком массой не менее 1,5 т. Укладку торфа производят в увлажненном состоянии и удерживается в таком состоянии до укладки следующего сверху слоя. На слой торфа, (лигнина) укладывается слой подпочвы толщиной 16 см в два захода по 8 см согласно проектных уклонов. Нивелировку производят по квадратам 2 х 2 м. Уплотнение каждого слоя следует проводить катками массой 100 - 150 кг. Верхний слой формируют из специальной смеси следующего состава, %:
Земля плодородная, снятая с верхнего плодородного слоя паши - 48
Торф - 27
Перепревший навоз (2-годичный) - 5
Гравелистый кварцевый песок с диаметром зерен 5 - 6 мм - 5
Крупнозернистый кварцевый песок с диаметром зерен 2 - 3 мм - 15
Эту смесь перемешивают в бетономешалке или вручную. После укладки слоя толщиной 16 см, вводят равномерно по всему полю следующие удобрения, кг:
Азотная крошка (дробленная кость) диаметром 2 см
Сухая кровь - 250
Суперфосфат - 200
Калий хлористый - 120
Сульфат аммония - 170
Аммиачная селитра - 200
Медный купорос - 20
Железный купорос - 20
Все эти материалы равномерно и тщательно распределяют по поверхности футбольного поля и тщательно заделывают зубовыми граблями в слой на глубину до 3 - 5 см. Поверхность специального слоя окончательно выравнивают катком массой 300 кг в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Before laying special layers, the field surface must be carefully aligned with the design slopes and compacted with heavy rollers. The leveling accuracy should be within ± 2 cm. A moisture-retaining layer of peat (lignin) 3–5 cm thick is laid on the prepared base. The peat layer is compacted with a heavy roller with a mass of at least 1.5 t. The peat is laid in a moistened state and held in this condition before laying the next top layer. On a peat layer, (lignin), a subsoil layer of 16 cm thickness is laid in two runs of 8 cm according to design slopes. Leveling is carried out on 2 x 2 m squares. The compaction of each layer should be carried out with rollers weighing 100 - 150 kg. The upper layer is formed from a special mixture of the following composition,%:
Fertile land, taken from the upper fertile layer of pasha - 48
Peat - 27
Rotted manure (2-year) - 5
Gravel quartz sand with a grain diameter of 5 - 6 mm - 5
Coarse quartz sand with a grain diameter of 2 - 3 mm - 15
This mixture is mixed in a concrete mixer or manually. After laying a layer with a thickness of 16 cm, the following fertilizers are introduced evenly throughout the field, kg:
Nitrogen chips (crushed bone) with a diameter of 2 cm
Dry Blood - 250
Superphosphate - 200
Potassium chloride - 120
Ammonium Sulphate - 170
Ammonium nitrate - 200
Copper sulfate - 20
Iron sulfate - 20
All these materials are evenly and carefully distributed over the surface of the football field and carefully sealed with a tooth rake into a layer to a depth of 3-5 cm. The surface of the special layer is finally leveled with a 300 kg roller in two mutually perpendicular directions.

После укладки специального слоя (подпочвы мощностью слоя в 16 см) приступают к укладке верхнего корнеобитаемого слоя толщиной 4 см. Состав смеси для верхнего слоя формируют из следующих компонентов, %:
Земля растительная - 48
Торф - 16
Органика (перегнивший навоз) - 16
Песок крупнозернистый, кварцевый диаметром 2 - 3 мм - 15
Песок гравелистый, кварцевый диаметром 5 - 6 мм - 5
Верхний корнеобитаемый слой производят по нивелировочным отметках в центре квадрата 2 х 2 м. Слой уплотняют катком массой 100 - 150 кг. В этот слой вносят следующие удобрения, кг:
Суперфосфат - 200
Хлористый калий - 10
Селитра аммиачная - 150
Известна искусственная ледяная дорожка, включающая плиты для ледяного покрова с системой труб, основание и подвижные опоры, в которой, с целью повышения надежности работы опор и улучшения условий их обслуживания, под опоры установлены столбчатые фундаменты, а каждая опора выполнена с пластиной, коэффициент теплопроводности которой находится в пределах от 0,21 до 0,1 ккал/(см•с•oC), установленной на нижней поверхности плиты для ледяного покрова, и опорным элементом с коэффициентом трения 0,05 - 0,03, причем опорный элемент закреплен на столбчатом фундаменте (авт.св. СССР N 717208, кл. E 01 C 13/00. Плохин П.И. Искусственная ледяная дорожка. 1980.
After laying a special layer (subsoil with a layer thickness of 16 cm), they begin laying the upper root-inhabited layer 4 cm thick. The composition of the mixture for the upper layer is formed from the following components,%:
Vegetable land - 48
Peat - 16
Organics (rotting manure) - 16
Coarse sand, quartz with a diameter of 2 - 3 mm - 15
Sand gravel, quartz with a diameter of 5 - 6 mm - 5
The upper root layer is produced according to the leveling marks in the center of the square 2 x 2 m. The layer is compacted with a roller weighing 100 - 150 kg. The following fertilizers are applied to this layer, kg:
Superphosphate - 200
Potassium Chloride - 10
Ammonium Nitrate - 150
Known artificial ice track, including plates for ice cover with a system of pipes, a base and movable supports, in which, in order to improve the reliability of the supports and improve the conditions for their maintenance, column foundations are installed under the supports, and each support is made with a plate, the thermal conductivity of which is in the range from 0.21 to 0.1 kcal / (cm • s • o C) installed on the bottom surface of the plate for ice cover, and a supporting element with a friction coefficient of 0.05 - 0.03, and the supporting element is fixed to columnar m foundation (aut. St. USSR N 717208, class E 01 C 13/00. Plokhin P.I. Artificial ice track. 1980.

Недостатком конструкции ледяной дорожки является несовершенство системы труб для подачи хладоагента. Это приводит к тому, что толщина ледяного покрытия варьирует в пределах от 20 до 85% от номинальной толщины. В данном спортивном сооружении система труб под бетонными основаниями закреплена свободно, а сами основания с ледяным и теплоизоляционными покрытиями перемещаются относительно столбчатых фундаментов из-за линейного сжатия при снижении температуры. Описанная система труб не может быть заимствованной для подогрева спортивных газонов. The disadvantage of the design of the ice track is the imperfection of the pipe system for supplying the refrigerant. This leads to the fact that the thickness of the ice cover varies from 20 to 85% of the nominal thickness. In this sports facility, the pipe system under concrete foundations is fixed freely, and the foundations themselves with ice and heat-insulating coatings move relative to the columnar foundations due to linear compression with decreasing temperature. The described pipe system cannot be borrowed for heating sports lawns.

Известная также автомобильная дорога, включающая незамерзающее бетонное покрытие проезжей части и замкнутую систему циркуляции теплоносителя в виде герметичных Г-образных труб, полки которых размещены под бетонным покрытием, а стойки направлены в глубь основания дороги и соединены с источником тепла, расположенным ниже границы промерзания грунта, пористый материал, покрывающий внутреннюю поверхность замкнутых труб, в которой, с целью повышения изотермичности при нагреве бетонного покрытия и уменьшения капитальных затрат при его устройстве на опасных участках дороги в пределах городских улиц с системой подземных коммуникаций, система циркуляции снабжена пластиной и дополнительными трубами, направленными вдоль продольных кромок покрытия и соединяющими размещенные под покрытием трубы петлеобразной в плане конфигурации, причем пластина прикреплена к петлеобразным трубам сверху, а источник тепла совмещен с трубой для сточных вод системы городских подземных коммуникаций, в которую заглублены стойки герметичных труб, имеющих в заглубленной части отгибы, направленные навстречу потоку сточных вод и выполненные с дискретно размещенными периметральными утолщениями, при этом система циркуляции имеет теплоизоляцию, покрывающую герметичные трубы, расположенные вне трубы для сточных вод, герметичные трубы петлеобразной в плане конфигурации размещены с гидравлическим уклоном 0,03 - 0,05; периметральные утолщения на отгибах герметичных труб размещены с относительным шагом t = (l/h)опт) = 10... 15, где l - расстояние между периметральными утолщениями; h - высота утолщений; расстояние между отдельными петлями, размещенными под покрытием герметичных труб, принято равным ширине петли (авт.св. СССР N 1482990 кл. E 01 C 11/24. Вытчиков Ю.С., Лукс А.Л., Лукс А.А и Мельникова Л. И. Автомобильная дорога. 1989).Also known is the highway, including a non-freezing concrete coating of the carriageway and a closed coolant circulation system in the form of sealed L-shaped pipes, the shelves of which are placed under the concrete coating, and the racks are directed deep into the base of the road and connected to a heat source located below the freezing boundary of the soil, porous material covering the inner surface of closed pipes, in which, in order to increase isothermality when heating the concrete coating and reduce capital costs during its installation In hazardous sections of the road within city streets with an underground communications system, the circulation system is equipped with a plate and additional pipes directed along the longitudinal edges of the coating and connecting the pipes located under the coating in a loop-like configuration, with the plate attached to the loop-shaped pipes from above and the heat source combined with a sewage pipe of the urban underground utilities system into which the racks of hermetic pipes with bends are buried in the buried part are directed e towards the flow of wastewater and made with discretely placed perimeter thickenings, while the circulation system has heat insulation covering hermetic pipes located outside the wastewater pipe, hermetic pipes with a loop-shaped configuration are placed with a hydraulic slope of 0.03-0.05; perimeter thickenings on the limbs of sealed pipes are placed with a relative step t = (l / h) opt ) = 10 ... 15, where l is the distance between the perimeter thickenings; h is the height of the thickenings; the distance between the individual loops placed under the cover of the sealed pipes is taken equal to the width of the loop (ed. St. USSR N 1482990 class E 01 C 11/24. Vytchikov Yu.S., Lux A.L., Lux A.A. and Melnikova L.I. Highway. 1989).

К недостаткам конструкции автомобильной дороги следует отнести сложность конструкции системы циркуляции теплоносителя и трудности заправки теплоносителя в систему труб. The disadvantages of the design of the highway include the complexity of the design of the coolant circulation system and the difficulty of filling the coolant into the pipe system.

Известно оборудование для поддержания технологического режима культурного слоя почвы в теплицах, содержащее наклонно размещенные под ним дренажные трубы, устройство для обогрева, включающее насос и водоподогреватель, подающее теплоноситель в нагревательные каналы, в котором, с целью сокращения затрат на строительство систем дренажа, и обогрева, последние выполнены совмещенными и нагревательными каналами являются дренажные трубы, перфорированные по верхней стороне, на входах которых установлены регулирующие колодцы, а на выходах - отстойные колодцы, соединенные между собой безнапорным трубопроводом, на котором смонтированы насос и водоподогреватель (авт.св. СССР N 363461, кл. A 01 g 9/24. Оборудование для поддержания технологического режима культурного слоя почвы в теплицах. Кисленко Н.К., Посылкин А.И., Терпигорев В.А., Штрейс Р.И. и Шакуев Л.И. 1972. It is known equipment for maintaining the technological regime of the cultivated soil layer in greenhouses, containing drainage pipes inclined beneath it, a heating device, including a pump and a water heater, supplying coolant to the heating channels, in which, in order to reduce the cost of constructing drainage systems, and heating, the latter are made by combined and heating channels are drainage pipes perforated on the upper side, at the inputs of which control wells are installed, and at the outputs from dug wells, interconnected by a pressureless pipe on which a pump and a water heater are mounted (ed. St. USSR N 363461, class A 01 g 9/24. Equipment for maintaining the technological regime of the soil culture layer in greenhouses. Kislenko N.K., Posylkin A.I., Terpigorev V.A., Streis R.I. and Shakuev L.I. 1972.

Это оборудование имеет низкую эффективность и работоспособно лишь при температурах культурного слоя почвы выше 11 - 12oC. При отрицательных температурах в почве система, неработоспособна.This equipment has low efficiency and is operable only at temperatures of the cultivated soil layer above 11 - 12 o C. At low temperatures in the soil, the system is inoperative.

Известно устройство для обогрева, защищенного грунта, содержащее теплообменник, в котором, с целью исключения резких перепадов температуры в теплице, теплообменник выполнен в виде плоской тонкостенной гибкой непрозрачной оболочки из резины или полимерного материала с каналами для теплоносителя и отверстиями для растений (патент СССР N 528849, кл. A 01 G 9/24. Устройство для обогрева защищенного грунта. Жан-Лен Даль, Морис Дюмон, Андре Фурш, Эме Фрейше и Андре Гузи (Франция). Фирма, "Комиссариат а л'Энержи Атомик" (Франция), 1976. A device for heating, protected soil, containing a heat exchanger, in which, in order to avoid sudden changes in temperature in the greenhouse, the heat exchanger is made in the form of a flat thin-walled flexible opaque shell made of rubber or polymer material with channels for the coolant and holes for plants (USSR patent N 528849 , class A 01 G 9/24. Protected ground heating device. Jean-Len Dahl, Maurice Dumont, Andre Fursch, Aime Freix and Andre Guzi (France). Commissariat a l'Energy Atomic (France), 1976.

В каналы теплообменников подают жидкий теплоноситель с температурой 25 - 45oC. Давление жидкого теплоносителя в теплообменнике не превышает 0,1 м вод. ст. Малый температурный перепад между теплоносителем, циркулирующим в оболочках, и грунтом требует, чтобы в теплице было укрыто 50 - 100% поверхности грунта. Это обстоятельство не позволяет использовать описанное устройство для обогрева спортивных газонов, в частности на поверхности футбольного покрова. Растительный покров на газонах футбольных полей создают следующими травами, которые высевают в сложной смеси, кг:
Овсяница луговая - 25 - 40
Мятлик луговой (полевица) - 20 - 25
Райграс - 20 - 35
Овсяница красная - 75 - 185
Клевер белый - 10 - 15
Всего 150 - 200 кг семян трав на площадь футбольного поля с размерами 72 х 110 м. Посев семян травосмесей производят в культурном слое на глубину 0,5 - 1,0 см с обязательной присыпкой (землеванием) структурной агрономически ценной фракцией почвы слоем 2 см. После посева слой почвы прикатывают легкими цилиндрическими катками с удельным давлением 1,2 - 1,8 кг/см2.
In the channels of the heat exchangers serves a liquid coolant with a temperature of 25 - 45 o C. The pressure of the liquid coolant in the heat exchanger does not exceed 0.1 m water. Art. The small temperature difference between the coolant circulating in the shells and the soil requires that 50 - 100% of the soil surface be covered in the greenhouse. This fact does not allow the use of the described device for heating sports lawns, in particular on the surface of a football cover. The vegetative cover on the lawns of football fields is created by the following herbs, which are sown in a complex mixture, kg:
Fescue meadow - 25 - 40
Meadowgrass meadow (field) - 20 - 25
Ryegrass - 20 - 35
Red Fescue - 75 - 185
Clover White - 10 - 15
Only 150 - 200 kg of grass seeds per football field with a size of 72 x 110 m. Sowing of grass mixtures seeds is carried out in the cultural layer to a depth of 0.5 - 1.0 cm with obligatory dusting (grounding) with a structural agronomically valuable soil fraction with a layer of 2 cm. After sowing, the soil layer is rolled in with light cylindrical rollers with a specific pressure of 1.2 - 1.8 kg / cm 2 .

Известен способ обогрева грунта при поливе, включающий подогрев и подачу ее в оросительную сеть с пористыми увлажнителями, в котором, с целью равномерного обогрева грунта и поддержания в грунте оптимальных влажности и температуры, производят подогрев воды после выдачи заданной поливной нормы и снижают давление в сети до 1,0 - 0,5 м водяного столба (авт.св. СССР N 676227, кл. A 01 G 9/24. Губкин В.К., Шейкин Ю.Г. и Климов В.В. Способ обогрева грунта при поливе. 1979). A known method of heating the soil during irrigation, including heating and supplying it to the irrigation network with porous humidifiers, in which, in order to uniformly heat the soil and maintain optimum humidity and temperature in the soil, water is heated after the specified irrigation rate has been issued and the network pressure is reduced to 1.0 - 0.5 m water column (Autost. St. USSR N 676227, class A 01 G 9/24. Gubkin V.K., Sheikin Yu.G. and Klimov V.V. Method of soil heating during irrigation . 1979).

Описанный способ осуществляет оросительная сеть, которая включает насос, распределительный трубопровод с манометром, микропористые увлажнители типа "Виафло", отводящий трубопровод с вентилем, емкость с подогревателем и водопроводную линию с поплавковым запирающим клапаном. The described method is carried out by an irrigation network, which includes a pump, a distribution pipe with a pressure gauge, microporous Viaflo type humidifiers, a discharge pipe with a valve, a tank with a heater and a water line with a float shut-off valve.

Микропористые увлажнители раскладывают при высадке растений и убирают после уборки урожая. Глубина закладки увлажнителей составляет 7 - 10 см, а расстояние между ними - 30 см. Это обеспечивает более равномерный обогрев именно верхнего 20 см слоя, где располагается основная масса корней растений. Microporous moisturizers are laid out during planting and cleaned after harvesting. The depth of laying the humidifiers is 7-10 cm, and the distance between them is 30 cm. This provides a more uniform heating of the upper 20 cm layer, where the bulk of the plant roots is located.

Существенный недостаток оросительной сети заключается в том, что посев можно осуществлять лишь узкими полосами. Для сплошного посева смесей из семян трав, описанных выше, описанный способ обогрева неприемлем. A significant drawback of the irrigation network is that sowing can only be carried out in narrow stripes. For continuous sowing of mixtures of grass seeds described above, the described heating method is not acceptable.

Известно устройство для дренирования и обогрева почвы в теплицах, включающее трубу обогрева, размещенную внутри дренажной трубы, в котором, с целью сокращения потерь тепла и уменьшения оттаивания грунта, труба обогрева расположена в верхней части дренажной трубы и сопряжена с ней своей поверхностью (авт.св. СССР N 1021417, кл. A 01 G 9/24, E 02 B 11/00. Старостин Е.Г. Устройство для дренирования и обогрева. 1983). A device is known for drainage and heating of soil in greenhouses, including a heating pipe located inside the drainage pipe, in which, in order to reduce heat loss and reduce soil thawing, the heating pipe is located in the upper part of the drainage pipe and is connected with it by its surface (aut. USSR N 1021417, class A 01 G 9/24, E 02 B 11/00 Starostin EG Device for drainage and heating. 1983).

На футбольных полях в ходе матча интенсивность нагрузки на 1 м2 поверхности газона в 103 - 104 раз превышает нагрузку, чем на поверхности обогреваемой почвы в теплицах. Поэтому укладка трубы обогрева в дренажной трубе под растительным покровом в культурном слое почвы футбольного поля приведет к локальным понижениям, превышающим величину агродопуска, (± 2 см на длине 2 м).In football fields during the match, the load intensity per 1 m 2 of the lawn surface is 10 3 - 10 4 times the load than on the surface of the heated soil in greenhouses. Therefore, the laying of the heating pipe in the drainage pipe under the vegetation cover in the cultivated soil layer of the football field will lead to local decreases exceeding the agricultural tolerance (± 2 cm over a length of 2 m).

Известно устройство для обогрева грунта, содержащее водяной генератор тепла, замкнутый контур теплоносителя и систему автоматического управления температурой грунта с регулятором, датчиком температуры грунта и датчиком температуры прямого теплоносителя, причем водяной генератор тепла выполнен на водяном подогревателе, замкнутый контур теплоносителя включает установленный на обратном трубопроводе циркуляционный насос и установленный на прямом трубопроводе первый трехходовой перепускной клапан с управляющим элементом, а система автоматического управления температурой грунта выполнена по блок-схеме последовательно соединенных и имеющих обратную связь первого элемента сравнения информации от датчика температуры грунта по задатчику преобразователя с усилителем и регулятора температуры грунта (Бородин И.Ф. и др. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов. - М.: Колос, 1977, с. 57 - 62). A device for heating the soil is known, comprising a water heat generator, a closed coolant circuit and an automatic temperature control system for the soil with a regulator, a soil temperature sensor and a direct coolant temperature sensor, the water heat generator being made on a water heater, the closed coolant circuit includes a circulation loop installed on the return pipe a pump and a first three-way bypass valve with a control element mounted on a direct pipeline, and system a automatic control of soil temperature is performed according to a block diagram of a series-connected and feedback first element for comparing information from a soil temperature sensor for a converter with an amplifier and an soil temperature controller (Borodin I.F. et al. Fundamentals of automation and automation of production processes. - M .: Kolos, 1977, p. 57 - 62).

Недостатком этого устройства является невысокая точность регулирования температуры грунта. The disadvantage of this device is the low accuracy of regulation of the temperature of the soil.

Известно устройство для обогрева грунта, содержащее водяной генератор тепла, замкнутый контур теплоносителя и систему автоматического управления температурной грунта с регулятором, датчиком температуры грунта и датчиком температуры прямого теплоносителя, причем водяной генератор тепла выполнен на водяном подогревателе, замкнутый контур теплоносителя включает установленный на обратном трубопроводе циркуляционный насос и установленный на прямом трубопроводе первый трехходовой перепускной клапан с управляющим элементом, а система автоматического управления температурой грунта выполнена по блок-схеме последовательно соединенных и имеющих обратную связь первого элемента сравнения информации от датчика температуры грунта по задатчику, преобразователя с усилителем и регулятора температуры грунта, в котором, с целью повышения точности регулирования температуры грунта, система автоматического управления температурой грунта снабжения датчиком температуры обратного теплоносителя, датчиком температуры поверхности труб водяной системы обогрева грунта и датчиком уровня солнечной радиации, а водяной генератор тепла снабжен регулятором расхода теплоносителя и вторым трехходовым перепускным клапаном с управляющим элементом, который установлен на прямом трубопроводе входа водяного подогревателя, при этом задатчик снабжен вычислительным блоком, вход которого соединен с датчиком температуры обратного теплоносителя, датчиком температуры поверхности труб водяной системы обогрева грунта, датчиком температуры прямого теплоносителя и датчиком уровня солнечной радиации, а выход - с преобразователем и первым элементом сравнения, преобразователь снабжен интегратором, блоком коррекции, сумматором, вторым элементом сравнения, причем вход интегратора соединен с вычислительным блоком, а вход блока коррекции - с первым элементом сравнения, выходы интегратора и блока коррекции подключены к сумматору, последовательно соединенному с вторым элементом сравнения, регулятор температуры грунта выполнен двухканальным, при этом один выходной канал последовательно подключен к управляющему элементу второго трехходового перепускного клапана, а второй выходной канал снабжен третьим элементом сравнения, вход которого соединен с датчиком температуры теплоносителя на подающем трубопроводе замкнутого контура теплоносителя, при этом выход третьего элемента сравнения подключен к управляющему элементу первого трехходового перепускного клапана (авт.св. СССР N 1028281, кл. A 01 G 9/24. Михайленко И.М. и Судаченко В.Н. Устройство для обогрева грунта. 1983). A device for heating the soil is known, comprising a water heat generator, a closed coolant circuit and a temperature soil automatic control system with a regulator, a soil temperature sensor and a direct coolant temperature sensor, the water heat generator being made on a water heater, and the closed coolant circuit includes a circulation loop installed on the return pipe a pump and a first three-way bypass valve with a control element mounted on a straight pipe, and the system automatic control of soil temperature is performed according to a block diagram of a series of connected and having feedback of the first element for comparing information from the soil temperature sensor for the setter, a converter with an amplifier and soil temperature controller, in which, in order to improve the accuracy of regulation of soil temperature, the automatic system of soil temperature control supplying a return temperature sensor, a surface temperature sensor of the pipes of the water heating system of the soil and a sensor level of solar radiation, and the water heat generator is equipped with a flow rate regulator and a second three-way bypass valve with a control element that is installed on the direct inlet pipe of the water heater, while the control unit is equipped with a computing unit, the input of which is connected to the return temperature sensor, a pipe surface temperature sensor water soil heating system, direct temperature sensor and solar radiation level sensor, and the output - with a converter and the first comparison element, the converter is equipped with an integrator, a correction unit, an adder, a second comparison element, the integrator input being connected to the computing unit, and the correction unit input being connected to the first comparison element, the outputs of the integrator and the correction unit are connected to the adder connected in series with the second comparison element , the soil temperature controller is made two-channel, while one output channel is connected in series to the control element of the second three-way bypass valve, and W swarm outlet channel is provided with a third comparison element, whose input is connected with the coolant temperature sensor on the supply line of the closed coolant circuit, wherein the output of the third comparing element is connected to the control member of the first three-way bypass valve (SU, USSR N 1028281, class A 01 G 9/24. Mikhailenko I.M. and Sudachenko V.N. Device for heating the soil. 1983).

Недостатком этого устройства является сложность конструкции и низкая техническая надежность датчика уровня солнечной радиации, приводящей к сбою работы всей системы автоматического управления. The disadvantage of this device is the design complexity and low technical reliability of the solar radiation level sensor, leading to a malfunction of the entire automatic control system.

Наиболее близким устройством того же назначения к предлагаемому объекту по совокупности признаков является устройство для обогрева спортивного газона, содержащее первичную систему теплообмена, соединенную с центральным отоплением городской сети и посредством теплообменника - с вторичной автономной замкнутой системой циркуляции теплоносителя - воды и/или раствора воды с глюколем в виде герметичных тепловых труб из структурного полиэтилена, установленных с заданным шагом в культурном слое под растительным покровом спортивного газона и гидравлически соединенных водопроводными распределительным и сборочным трубопроводами переменного диаметра, из высококонденсированного полиэтилена с теплообменником первичной системы, двойным перекачивающим насосом, расширительным сосудом с клапанами заполнения и продувания, клапанами регулировки прохода жидкости, термостатом и устройством управления в ручном и автоматическом режимах работы, и наклонно размещенные под тепловыми трубами ниже культурного слоя почвы газона дренажные трубы. (Рекламный проспект акционерного общества фирмы "WIRSBO Linig-System". Motomatic AG fur Fussballfeld). Это устройство принято за прототип. The closest device of the same purpose to the proposed facility in terms of features is a device for heating a sports lawn containing a primary heat exchange system connected to the central heating of the city network and, through a heat exchanger, with a secondary autonomous closed system for circulating coolant - water and / or a solution of water with glucose in the form of sealed heat pipes made of structural polyethylene installed with a given step in the cultural layer under the vegetative cover of a sports lawn and hydraulically connected by water distribution and assembly pipelines of variable diameter, from highly condensed polyethylene with a primary system heat exchanger, a double transfer pump, an expansion vessel with filling and blowing valves, fluid passage control valves, a thermostat and a control device in manual and automatic operation modes, and inclined under the heat pipes below the cultural soil layer of the lawn drainage pipes. (Promotional brochure of the company "WIRSBO Linig-System". Motomatic AG fur Fussballfeld). This device is taken as a prototype.

Тепловые трубы уложены в культурном слое почвы на расстоянии 250 мм друг от друга на глубине 200 - 250 мм. Тепловые трубы могут быть проложены параллельно или перпендикулярно направлению футбольного поля. В конце поля тепловые трубы соединены с водоподводящей и распределительной трубой и сборочной отводящей трубой водопроводной системы. Тепловые трубы диаметром 3/4'' уложены группами в виде трех ниток с U-образными коленами на противоположном конце футбольного поля. Отводящие и подводящие трубы выполнены коническими с внешним диаметром 160 мм на входе и 110 мм на выходе на длине 72 м. Heat pipes are laid in the cultural soil layer at a distance of 250 mm from each other at a depth of 200 - 250 mm. Heat pipes can be laid parallel or perpendicular to the direction of the football field. At the end of the field, the heat pipes are connected to a water supply and distribution pipe and an assembly discharge pipe of the water supply system. Heat pipes with a diameter of 3/4 '' are stacked in groups in the form of three threads with U-shaped knees at the opposite end of the football field. The outlet and inlet pipes are conical with an external diameter of 160 mm at the inlet and 110 mm at the outlet at a length of 72 m.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относятся неравномерное прогревание плодородного слоя почвы на площади футбольного поля и большой перепад температуры теплоносителя на выходе из подводящей трубы по сравнению с температурой теплоносителя на входе в отводящую трубу. U-образные колена на противоположном конце футбольного поля не обеспечивают компенсацию для рабочей длины тепловых труб из-за линейного расширения при изменении температурного режима теплоносителя при переводе системы управления с экономного режима (между длительными перерывами спортивных состязаний или футбольных матчей в спортивном календаре - перерыв 14 дней) на нормальный режим и наоборот с нормального режима работы в режим покоя. Во время зимнего перерыва система автоматического регулирования переключает систему подогрева теплоносителя на низкую температуру, при которой жидкая среда в трубах находится выше точки замерзания при температуре около +6oC. Жидкая среда постоянно находится в состоянии циркуляции. Температура на выходе постоянно изменяется в течении каждых суток. При падении температуры до +3oC система сразу изменяет температуру теплоносителя. По этой причине тепловые трубы всегда находятся в тепловом режиме нагрузки, а U-образные колена на одном конце не обеспечивают нормальную эксплуатацию тепловых труб.The reasons that impede the achievement of the required technical result when using the known device adopted for the prototype include uneven heating of the fertile soil layer in the area of the football field and a large temperature difference in the coolant at the outlet of the supply pipe compared to the temperature of the coolant at the entrance to the outlet pipe. U-shaped knees at the opposite end of the football field do not provide compensation for the working length of the heat pipes due to linear expansion when the temperature of the coolant changes when the control system is switched from the economical mode (between long breaks of sports or football matches in the sports calendar - a break of 14 days ) to normal mode and vice versa from normal mode to idle mode. During the winter break, the automatic control system switches the heating medium heating system to a low temperature at which the liquid medium in the pipes is above the freezing point at a temperature of about + 6 o C. The liquid medium is constantly in a circulating state. The outlet temperature is constantly changing every day. When the temperature drops to +3 o C, the system immediately changes the temperature of the coolant. For this reason, heat pipes are always in thermal load mode, and U-shaped bends at one end do not provide normal operation of heat pipes.

Задача, на решение которой направлено изобретение, - снижение перепада температуры теплоносителя по длине тепловых труб и обеспечение равномерного обогрева газона по поверхности поля. The problem to which the invention is directed is to reduce the temperature drop of the coolant along the length of the heat pipes and ensure uniform heating of the lawn along the field surface.

Технический результат - увеличение срока службы устройства для обогрева газона, снижение энергии на подогрев теплоносителя и сохранение поверхности газона для проведения спортивных соревнований круглый год. The technical result is an increase in the service life of the device for heating the lawn, reducing energy for heating the coolant and preserving the surface of the lawn for sports competitions all year round.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для обогрева спортивного газона, включающем первичную систему теплообмена, соединенную с центральным отоплением городской сети и посредством теплообменника с вторичной автономной замкнутой системой циркуляции теплоносителя - воды и/или раствора воды с глюколем в виде герметичных тепловых труб из структурного полиэтилена, установленных с заданным шагом в культурном слое почвы под растительным покровом спортивного газона и гидравлически соединенных водопроводными распределительным и сборочным трубопроводами из высококонденсированного полиэтилена с теплообменником посредством двойного перекачивающего насоса, расширительного сосуда, клапанов заполнения и продувания, клапана регулировки прохода жидкости, термостата и устройством управления в ручном и автоматическом режимах, и наклонно-размещенные под тепловых трубами ниже культурного слоя почвы газона дренажные трубы, распределительный и сборочный водоподводящие трубопроводы подведены к середине длинной стороне спортивного газона и гидравлически соединены с дополнительными распределительными и сборочным трубопроводами, установленными конгруэнтно торцам газона, при этом концы параллельных тепловых труб соединены последовательным чередованием с патрубками на распределительном и сборочном трубопроводах на одном торце газона и с патрубками сборочного и распределительного трубопроводов на другом торце поля газона, а каждый конец тепловой трубы снабжен компенсатором, выполненным в виде вертикально установленного из части тепловой трубы кольца с внешним диаметром, соотносящимся с диаметром тепловой трубы как (15,0 - 20,0) : 1. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known device for heating a sports lawn, including a primary heat exchange system connected to the central heating of the city network and through a heat exchanger with a secondary autonomous closed circulation system of the coolant - water and / or water solution with glucose in the form sealed heat pipes made of structural polyethylene installed with a given step in the cultivated soil layer under the vegetative cover of a sports lawn and hydra Influentially connected by water distribution and assembly pipelines made of highly condensed polyethylene with a heat exchanger via a double transfer pump, an expansion vessel, filling and blowing valves, a fluid passage control valve, a thermostat and a control device in manual and automatic modes, and inclined-placed under the heat pipes below the cultural layer lawn soils drainage pipes, distribution and assembly water supply pipelines are connected to the middle of the long the sports lawn side and are hydraulically connected to additional distribution and assembly pipelines mounted congruently to the ends of the lawn, while the ends of the parallel heat pipes are connected in succession to the nozzles on the distribution and assembly pipelines on one end of the lawn and to the nozzles of the assembly and distribution pipelines on the other end of the field lawn, and each end of the heat pipe is equipped with a compensator made in the form of a vertically installed part of the heat Pipes rings with an outer diameter matching the diameter of the heat pipe by (15.0 - 20.0): 1.

За счет того, что концы тепловых параллельных труб поочередно соединены с патрубками распределительных и сборочных трубопроводов, создаются противотоки теплоносителей в параллельных тепловых трубах. Сокращение пути теплоносителя в тепловых трубах в два паза и противотоки в смежных трубах обеспечивают достижение указанного выше технического результата. Due to the fact that the ends of the parallel heat pipes are alternately connected to the pipes of the distribution and assembly pipelines, countercurrents of the heat carriers in the parallel heat pipes are created. Reducing the path of the coolant in the heat pipes in two grooves and counterflows in adjacent pipes ensure the achievement of the above technical result.

На фиг. 1 изображено спортивное сооружение с подогреваемым газоном на футбольном поле в центре, вид в плане. In FIG. 1 shows a sports facility with a heated lawn on a football field in the center, plan view.

На фиг. 2 - место I на фиг. 1, подвод теплоносителя от теплообменника первичной системы, установленного под ареной спортивного сооружения, к теплообменнику вторичной системы, установленного под спортивным газоном, в аксонометрическом изображении. In FIG. 2 - place I in FIG. 1, the coolant supply from the primary system heat exchanger installed under the arena of the sports facility to the secondary system heat exchanger installed under the sports lawn in a perspective view.

На фиг. 3 - обогреваемое футбольное поле с системой тепловых труб, вид в плане. In FIG. 3 - a heated football field with a heat pipe system, plan view.

На фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 3, поперечный разрез верхнего корнеобитаемого слоя газона, системы тепловых труб и дренажного коллектора, установленного наклонно под тепловыми трубами. In FIG. 4 - section AA in FIG. 3 is a cross-sectional view of the upper root layer of the lawn, the heat pipe system and the drainage collector mounted obliquely under the heat pipes.

На фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 3, поперечный разрез распределительного и сборочного трубопроводов для подачи теплоносителя и продольный разрез тепловой трубы с компенсатором в виде вертикально установленного кольца на конце. In FIG. 5 is a section BB in FIG. 3, a cross-sectional view of distribution and assembly pipelines for supplying a coolant and a longitudinal section of a heat pipe with a compensator in the form of a vertically mounted ring at the end.

На фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 3, продольное сечение тепловых труб и компенсаторов в виде криволинейных дуг, соединенных с патрубками распределительных и сборочных трубопроводов. In FIG. 6 is a section BB in FIG. 3, a longitudinal section of heat pipes and expansion joints in the form of curved arcs connected to the nozzles of distribution and assembly pipelines.

На фиг. 7 - принципиальная схема автономной вторичной системы циркуляции теплоносителя. In FIG. 7 is a schematic diagram of an autonomous secondary coolant circulation system.

Конструкцию устройства для обогрева спортивного газона рассмотрим на примере обогреваемого футбольного поля, выполненного на стадионе. Устройство, для обогрева содержит первичную систему теплообмена 1, соединенную с центральным отоплением городской сети 2, и вторичную автономную замкнутую систему 3 циркуляции теплоносителя (фиг. 1, 2 и 7). В качестве теплоносителя используют воду и/или раствор воды с глюколем. We will consider the design of a device for heating a sports lawn using the example of a heated football field made at the stadium. The device for heating comprises a primary heat exchange system 1 connected to the central heating of the city network 2, and a secondary autonomous closed system 3 of circulation of the coolant (Fig. 1, 2 and 7). As the heat carrier, water and / or a solution of water with glycol are used.

Вторичная автономная замкнутая система 3 циркуляции теплоносителя представлена герметичными параллельно установленными тепловыми трубами 4, размещенными с заданным шагом в культурном слое почвы 5 под растительным покровом 6 спортивного газона и гидравлически соединены с водопроводными распределительным трубопроводом 7 и сборочным трубопроводом 8. Тепловые трубы 4 диаметром 3/4'' выполнены из молекулярно-структурированного полиэтилена, обладающего высокой теплопроводностью. Распределительный трубопровод 7 и сборочный трубопровод 8 диаметром 160 мм выполнены из высококонденсированного полиэтилена. Допускается выполнение тепловых труб 4 диаметром 1'' (25,4 мм) с толщиной стенки 3 мм. Тепловые трубы 4 размещены в культурном слое почвы 5 под растительным покровом 6 спортивного газона, на глубине 160 - 180 мм. Распределительный трубопровод 7 и сборочный трубопровод 8 уложены параллельно по торцам 9 и 10 футбольного поля и вдоль ее длинной стороны 11. Тепловые трубы 4 могут быть уложены друг от друга с расстоянием 180 - 250 мм. В каждом конкретном случае учитывается монтажная привязка системы с учетом природно-климатических условий региона. На обогрев футбольного поля с размером 110 х 72 м требуется 40000 - 48000 погонных метров тепловых труб 4. Для подачи раствора гликоля от теплообменников первичной системы 1 требуется 642 погонных метра полиэтиленовых труб низкого давления с маркой 159 ПНДВП диаметром 160 мм для выполнения распределительного и сборочного трубопроводов 7 и 8. Для заполнения вторичной системы 3 теплоносителем требуется 2300 кг гликоля. Распределительный трубопровод 7 и сборочный трубопровод 8 диаметром 160мм укладывают в траншею 12 шириной 600 мм на глубине 0,8 - 1,0 м. Дно 13 траншеи 12 заполняют слоем песка 14 толщиной 10 - 12 см. Траншею 12 при завершении монтажных работ заполняют теплоизоляционным материалом 15, например керамзитом. Слой керамзита в траншеи 12 покрыт влагоизоляционным материалом 16 и покрытием 17, выполненного из синтетического материала, или асфальта. Распределительный и сборочный водоподводящие трубопроводы 7 и 8 от теплообменников подведены сначала к середине длинной стороны 11 спортивного газона, а затем они распределяются двумя параллельными рукавами, конгруэнтно сторонам 11 полю 9 спортивного газона, и его торцам 9 и 10. Концы 18 и 19 каждой тепловой трубы 4 соединены с патрубками на распределительном трубопроводе 7 и на сборочном трубопроводе 8 таким образом, что в параллельно уложенных тепловых трубах 4 в культурном слое почвы 5 создаются противотоки теплоносителя. Для этого конец 18 тепловой трубы 4 соединяют с патрубком распределительного трубопровода 7 на торце 10 футбольного поля, а конец 19 этой же трубы 4 - с патрубком сборочного трубопровода, 8 на торце 9 спортивного газона (фиг. 3 и 5). Тогда как концы 18 рядом уложенных с первым тепловым трубопроводом 4 параллельные трубопроводы 4 соединены в обратном порядке: концы 18 тепловых труб 4 в траншее 12 на торце 10 со сборочным трубопроводом 8, а концы этих же труб 4 - с патрубками на распределительном трубопроводе 7, уложенной в траншее 12 на торце 9 футбольного поля. Каждый конец 18 (19) тепловой трубы 4 (фиг. 5) снабжен компенсатором 20, выполненным в виде вертикально установленного из части тепловой трубы 4 кольца с внешним диаметром D, соотносящимся к диаметру d тепловой трубы 4 как (15 - 20):1. Для высокопрокатных полимерных материалов тепловых труб 4 компенсаторы 20 в виде колец выполняют при предварительном прогревания концов 18 и 19 тепловых труб 4. Компенсаторы 20 могут быть выполнены и в виде криволинейных дуг 21 и 22 (фиг. 6) таким образом, чтобы длина дуги 21 (22) и ее хорда 23 (24) выдерживались в соотношении (1,2 - 1,3): 1. Концы 18 и 19 тепловых труб 4 сваривают с патрубками распределительных трубопроводов 7 и сборочных трубопроводов 8, предварительно уложенных в траншеях 12 по торцам 9 и 10 футбольного поля. После завершения монтажных работ проводят опрессовку трубопроводов 4, 7 и 8 с испытательным давлением 8 кгс/см2 (0,8 МПа). Рабочее давление во вторичной системе 3 не превышает 1,1 - 1,5 кгс/см2 (0,11 - 0,15 МПа).The secondary autonomous closed system 3 circulation of the coolant is represented by sealed parallel installed heat pipes 4, placed at a given pitch in the cultivated soil layer 5 under the vegetation cover 6 of the sports lawn and hydraulically connected to the water distribution pipe 7 and the assembly pipe 8. Heat pipes 4 with a diameter of 3/4 '' are made of molecularly structured polyethylene having high thermal conductivity. The distribution pipe 7 and the assembly pipe 8 with a diameter of 160 mm are made of highly condensed polyethylene. Heat pipes 4 with a diameter of 1 '' (25.4 mm) with a wall thickness of 3 mm are allowed. Heat pipes 4 are placed in the cultivated soil layer 5 under the vegetative cover 6 of the sports lawn, at a depth of 160 - 180 mm. The distribution pipe 7 and the assembly pipe 8 are laid parallel to the ends 9 and 10 of the football field and along its long side 11. Heat pipes 4 can be laid apart from each other with a distance of 180 - 250 mm. In each specific case, the mounting reference of the system is taken into account, taking into account the climatic conditions of the region. Heating a football field with a size of 110 x 72 m requires 40,000 - 48,000 linear meters of heat pipes 4. To supply the glycol solution from the heat exchangers of the primary system 1, 642 linear meters of low-pressure polyethylene pipes with a mark 159 PNDVP with a diameter of 160 mm are required for distribution and assembly pipelines 7 and 8. To fill the secondary system 3 with a coolant, 2300 kg of glycol is required. The distribution pipe 7 and the assembly pipe 8 with a diameter of 160 mm are laid in a trench 12 with a width of 600 mm at a depth of 0.8 - 1.0 m. The bottom 13 of the trench 12 is filled with a layer of sand 14 with a thickness of 10 - 12 cm. At the end of the installation work, the trench 12 is filled with insulating material 15, for example expanded clay. The expanded clay layer in the trench 12 is covered with a moisture-proof material 16 and a coating 17 made of synthetic material, or asphalt. Distribution and assembly water supply pipelines 7 and 8 from the heat exchangers are led first to the middle of the long side 11 of the sports lawn, and then they are distributed by two parallel arms, congruent to the sides 11 of the field 9 of the sports lawn, and its ends 9 and 10. The ends 18 and 19 of each heat pipe 4 are connected to the nozzles on the distribution pipe 7 and on the assembly pipe 8 in such a way that countercurrent fluids are created in the parallel-laid heat pipes 4 in the soil culture layer 5. To do this, the end 18 of the heat pipe 4 is connected to the pipe of the distribution pipe 7 at the end 10 of the football field, and the end 19 of the same pipe 4 is connected to the pipe of the assembly pipe, 8 at the end 9 of the sports lawn (Figs. 3 and 5). Whereas the ends 18 adjacent to the first heat pipe 4 laid parallel pipelines 4 are connected in the reverse order: the ends 18 of the heat pipes 4 in the trench 12 at the end 10 with the assembly pipe 8, and the ends of the same pipes 4 with the pipes on the distribution pipe 7, laid in trench 12 at the end 9 of the football field. Each end 18 (19) of the heat pipe 4 (Fig. 5) is equipped with a compensator 20, made in the form of a ring vertically mounted from a part of the heat pipe 4 with an outer diameter D corresponding to the diameter d of the heat pipe 4 as (15 - 20): 1. For high-rolled polymeric materials of heat pipes 4, compensators 20 in the form of rings are performed during preliminary heating of the ends 18 and 19 of heat pipes 4. Compensators 20 can also be made in the form of curved arcs 21 and 22 (Fig. 6) so that the length of the arc 21 ( 22) and its chord 23 (24) were maintained in the ratio (1.2 - 1.3): 1. The ends 18 and 19 of the heat pipes 4 are welded with the nozzles of distribution pipelines 7 and assembly pipelines 8, previously laid in trenches 12 along the ends 9 and 10 football fields. After completion of installation work, pressure testing of pipelines 4, 7 and 8 is carried out with a test pressure of 8 kgf / cm 2 (0.8 MPa). The working pressure in the secondary system 3 does not exceed 1.1 - 1.5 kgf / cm 2 (0.11 - 0.15 MPa).

Культурный слой почвы 5 (фиг. 4 - 6) для поддержания в силе верхнего растительного слоя 6 спортивного газона создан следующим образом. На подготовленное основание 25 укладывается влагоудерживающий слой 26 из торфа (лигнина) толщиной 3 см. Последний уплотняют катком. На слой 26 укладывается слой 27 подпочвы мощностью 16 см в два приема по 8 см согласно проектным уклонам. После укладки каждой порции производят уплотнение. Слой 27 подпочвы формируют из спецсмеси следующего состава, %: земля растительная 48; торф 27; навоз 5; гравелистый кварцевый песок с диаметром зерен 5 - 6 мм 5; крупнозернистый кварцевый песок с диаметром зерен 2 - 3 мм 15. Смесь перед укладкой на место интенсивно перемешивается в бетономешалке или вручную. После укладки слоя 27 толщиной 16 см, вносят равномерно по всей площади (72 х 110 м2) следующие удобрения, кг: азотная крошка диаметром 2 см; сухая кровь 250; суперфосфат 200; хлористый калий 120; сульфат аммония 170; аммиачная селитра 200; медный купорос 20; железный купорос 20. После укладки слоя 27 подпочвы мощностью 16 см приступают к укладке верхнего растительного слоя 28 толщиной 4 см. В состав специальной смеси для слоя 28 входят следующие компоненты, %: плодородная почва 48; торф 16; органические удобрения 16; песок крупнозернистый, кварцевый диаметром 2 - 3 мм 15; песок гравелистый, кварцевый диаметром 5 - 6 мм 5. После укладки слоя 28 вносят поверхностно следующие удобрения, кг: суперфосфат 200; хлористый кальций 10; аммиачная селитра 150.The cultivated soil layer 5 (Fig. 4-6) for maintaining the upper vegetative layer 6 of the sports lawn is created as follows. A moisture-retaining layer 26 of peat (lignin) 3 cm thick is laid on the prepared base 25. The latter is compacted with a roller. On the layer 26, a subsoil layer 27 with a thickness of 16 cm is laid in two doses of 8 cm according to the design slopes. After laying each portion produce a seal. Layer 27 of the subsoil is formed from special mixtures of the following composition,%: plant land 48; peat 27; manure 5; gravel quartz sand with a grain diameter of 5 - 6 mm 5; coarse quartz sand with a grain diameter of 2 - 3 mm 15. The mixture is intensively mixed in a concrete mixer or manually before laying in place. After laying layer 27 with a thickness of 16 cm, the following fertilizers are applied evenly over the entire area (72 x 110 m 2 ), kg: nitrogen chips with a diameter of 2 cm; dry blood 250; superphosphate 200; potassium chloride 120; ammonium sulfate 170; ammonium nitrate 200; copper sulfate 20; vitriol 20. After laying a layer 27 of a subsoil with a thickness of 16 cm, they begin laying a top vegetable layer 28 with a thickness of 4 cm. The composition of the special mixture for layer 28 includes the following components,%: fertile soil 48; peat 16; organic fertilizers 16; coarse-grained sand, quartz with a diameter of 2 - 3 mm 15; sand gravel, quartz with a diameter of 5 - 6 mm 5. After laying layer 28, the following fertilizers are applied superficially, kg: superphosphate 200; calcium chloride 10; ammonium nitrate 150.

После окончательного выравнивания микропонижений участка приступают к посеву семян трав для спортивного газона. Для засева, применяют следующий состав трав со следующими нормами высева, кг: овсяница луговая 25 - 40; мятлик луговой 20 - 25; райграс 20 - 35; овсяница красная 75 - 85; клевер белый 10 - 15. После посева и заделки семян на глубину 0,5 см производят землевание структурной агрономически ценной почвой мощностью 2 см, что создает верхний растительный слой 29 для произрастания семян высеянных культур. Последний слой 29 прикатывают. После отрастания корневой системы растений и образования плотного покрова, стебли растений скашивают газонокосилками на высоте среза 40 мм, что и образует спортивный газон 30. В зависимости от условий эксплуатации спортивного газона на основании 25 сначала может быть уложен слой песка мощностью 10 см, а только потом укладывают слои 26 - 28. Под слоями 26 - 29 на основании 25 выполнен дренажный коллектор 31. After the final alignment of the microdepressions of the plot, they begin to sow grass seeds for a sports lawn. For sowing, the following composition of herbs is used with the following seeding rates, kg: meadow fescue 25 - 40; meadow bluegrass 20 - 25; ryegrass 20 - 35; red fescue 75 - 85; white clover 10 - 15. After sowing and seeding the seeds to a depth of 0.5 cm, they are landed with a structurally agronomically valuable soil with a thickness of 2 cm, which creates an upper plant layer 29 for growing seeds of sown crops. The last layer 29 is rolled. After the root system of the plants has grown and a dense cover is formed, the stems of the plants are mowed by lawn mowers at a cut height of 40 mm, which forms a sports lawn 30. Depending on the operating conditions of the sports lawn, a layer of sand with a thickness of 10 cm may be laid first, and only then lay layers 26 - 28. Under the layers 26 - 29 on the base 25 made drainage collector 31.

Первичная система 1 теплообмена, соединена со вторичной автономной замкнутой системой 3 теплообменниками 32 и 33 (фиг. 7). В теплообменниках 32 и 33 встречаются два вида разнотемпературных теплоносителя, которые взаимно не перемешиваются. Первый теплоноситель - чистая вода - по напорному трубопроводу 34 через задвижку 35 на входе первичной системы 1 теплообмена, поступает через задвижку 36 и регулятор 37 температуры воды в теплообменник 32. Теплообменник 33 с напорным трубопроводом 34 соединен аналогичным образом - через задвижку 38 и регулятор 39 температуры воды. Из теплообменников 32 и 33 теплоноситель из городской системы 2 теплоснабжения через открытие задвижки 40 и 41 поступает по сливному трубопроводу 42 и через задвижку 43 поступает в систему отопления городской сети 2. Температура, теплоносителя на подаче и обратке и давление вода в теплосети фиксируется термометрами 44 и 45 и манометрами 46 и 47. The primary heat transfer system 1 is connected to the secondary autonomous closed system 3 by heat exchangers 32 and 33 (Fig. 7). In heat exchangers 32 and 33, there are two types of different temperature coolant, which are not mutually mixed. The first heat carrier - pure water - through the pressure pipe 34 through the valve 35 at the inlet of the primary heat exchange system 1, enters through the valve 36 and the water temperature controller 37 to the heat exchanger 32. The heat exchanger 33 with the pressure pipe 34 is connected in a similar way - through the valve 38 and the temperature controller 39 water. From the heat exchangers 32 and 33, the heat carrier from the city heat supply system 2 through the opening of the valve 40 and 41 enters through the drain pipe 42 and through the valve 43 enters the heating system of the city network 2. The temperature of the heat carrier on the supply and return lines and the pressure of the water in the heating system are recorded by thermometers 44 and 45 and manometers 46 and 47.

Полости теплообменников 32 и 33 заполнены теплоносителем, выполненным в виде водного раствора, гликоля. Теплоноситель - раствор гликоля - из тепловых труб 4 по сборочному трубопроводу 8 подается в насос 48, который включен в эту же сеть параллельно с резервным насосом 49 для подачи теплоносителя для обогрева спортивного газона. The cavity of the heat exchangers 32 and 33 are filled with a coolant made in the form of an aqueous solution, glycol. The coolant — glycol solution — is supplied from heat pipes 4 through an assembly pipe 8 to a pump 48, which is connected to the same network in parallel with a backup pump 49 for supplying a coolant for heating a sports lawn.

Насосы 48 и 49 на своих входах и выходах имеют по две пары задвижек 50, 51, 52 и 53. Теплоноситель второго рода под рабочим давлением по напорному трубопроводу 54 и через задвижки 55 и 56 подается либо в теплообменник 32 или в теплообменник 33. На выходах теплообменников 32 и 33 смонтированы задвижки 57 и 58, которые гидравлически параллельно соединены с напорным трубопроводом 59, и далее через задвижку 60 - с распределительным трубопроводом 7. Pumps 48 and 49 at their inputs and outputs have two pairs of valves 50, 51, 52 and 53. The heat carrier of the second kind under operating pressure through a pressure pipe 54 and through valves 55 and 56 is fed either to a heat exchanger 32 or to a heat exchanger 33. At the outputs heat exchangers 32 and 33 mounted valves 57 and 58, which are hydraulically connected in parallel with the pressure pipe 59, and then through the valve 60 - with the distribution pipe 7.

В теплообменниках 32 и 33 тепловая энергия от теплоносителя из городской сети 2 передается теплоносителю из замкнутой автономной системы 3. Автономная система 3 снабжена, резервной емкостью 61 объемом 10 м3 для раствора гликоля. Емкость 61 трубопроводом 62 через задвижку 63 соединена со сборочным трубопроводом 8.In the heat exchangers 32 and 33, the heat energy from the heat carrier from the city network 2 is transferred to the heat carrier from the closed autonomous system 3. The autonomous system 3 is equipped with a reserve tank 61 with a volume of 10 m 3 for glycol solution. The capacity 61 of the pipeline 62 through the valve 63 is connected to the Assembly pipe 8.

Бесперебойная работа устройства для обогрева спортивного газона обеспечена, постановкой третьего теплообменника, 64, который соединен с основным котлом 65 или резервным котлом 66. Котлы 65 и 66 могут быть запитаны от электрической сети с напряжением 380 (220) В или, как вариант, подогрев теплоносителя может осуществляться газом в топках котлов 65 и 66. The trouble-free operation of the device for heating the sports lawn is ensured by setting a third heat exchanger, 64, which is connected to the main boiler 65 or the backup boiler 66. The boilers 65 and 66 can be powered from an electric network with a voltage of 380 (220) V or, alternatively, heating the coolant can be carried out by gas in the furnaces of boilers 65 and 66.

Основной котел 65 и резервный котел 66 через задвижку 67 и всасывающую водопроводную трубу 68 соединены с емкостью 69 для подпитки электрических котлов 65 и 66. Емкость 69 имеет объем 4 м3.The main boiler 65 and the backup boiler 66 through the gate valve 67 and the suction pipe 68 are connected to a tank 69 to feed the electric boilers 65 and 66. The tank 69 has a volume of 4 m 3 .

Котлы 65 и 66 снабжены насосами 70 и 71 с электроприводами. Boilers 65 and 66 are equipped with electric pumps 70 and 71.

Теплообменник 64 соединен трубопроводом 72 с электрокотлах 65 и 66. Теплоноситель (вода) из теплообменника 64 при открытых задвижках 73 и 74 насосом 71 под давлением поступает в котел 65, а из него - вновь в теплообменник 64. При закрытой задвижке 74 теплоноситель по трубопроводу 75 подается на задвижку 76 и через нее - в насос 70, где работающим резервным котлом 66 повышается до нужной величины температуры теплоносителя, а далее он по трубопроводу 72 направляется в теплообменник 64. The heat exchanger 64 is connected by a pipe 72 to the electric boilers 65 and 66. The heat carrier (water) from the heat exchanger 64 with open valves 73 and 74 is pumped under pressure 71 to the boiler 65, and from it again to the heat exchanger 64. When the valve is closed 74, the heat carrier through the pipe 75 it is supplied to the valve 76 and through it to the pump 70, where it is raised by the working backup boiler 66 to the desired temperature of the heat carrier, and then it is sent through the pipe 72 to the heat exchanger 64.

При данном режиме циркуляции теплоносителя от котла 65 (66), водяной раствор гликоля из тепловых труб 4 в теплообменник 64 направляется следующим образом. Задвижку 60 на распределительном трубопроводе 7 закрывают, а задвижки 77 и 78 теплообменника 64 открывают. Из сборного трубопровода 8 раствор гликоля с низкой температурой (+3oC) поступает по всасывающей коммуникации в насос 48 и по моторному трубопроводу 57, минуя задвижки 55 и 56, через задвижку 79 по трубопроводу 59 поступает в дальнейшем через задвижку 77 в полость теплообменника 64. Нагретый раствор гликоля через задвижку 78 под рабочим давлением в дальнейшем поступает в распределительный трубопровод 7. Температура раствора гликоля при подаче для обогрева газона и обратно регистрируется термометрами 80 и 81, а давление во вторичной сети - манометрами 82 и 83.In this mode of circulation of the coolant from the boiler 65 (66), an aqueous solution of glycol from the heat pipes 4 to the heat exchanger 64 is directed as follows. The valve 60 on the distribution pipe 7 is closed, and the valves 77 and 78 of the heat exchanger 64 are opened. From the collection pipe 8, a glycol solution with a low temperature (+3 ° C) is supplied through the suction line to the pump 48 and through the motor pipe 57, bypassing the valves 55 and 56, through the valve 79 through the pipeline 59 it is subsequently supplied through the valve 77 to the cavity of the heat exchanger 64 The heated glycol solution through the valve 78 under operating pressure is subsequently supplied to the distribution pipe 7. The temperature of the glycol solution, when fed to heat the lawn and vice versa, is recorded by thermometers 80 and 81, and the pressure in the secondary network is recorded by manometers 8 2 and 83.

Управление системой теплоснабжения для обогрева спортивного газона может осуществляться в ручном режиме или в автоматическом режиме с применением соответствующих датчиков температуры почвы в корнеобитаемом слое спортивного газона. The heat supply system for heating a sports lawn can be controlled manually or automatically using appropriate soil temperature sensors in the root layer of a sports lawn.

Описанная система подогрева теплоносителя из водяного раствора гликоля предусматривает совместную работу внешних тепловых сетей 2 и котлов 65 и 66. Для этой цели система трубопроводов 34 и 42 снабжена дополнительными водопроводными трубами 84 и 85 и задвижками 86 и 87. The described system for heating the coolant from a glycol water solution provides for the joint operation of external heat networks 2 and boilers 65 and 66. For this purpose, the piping system 34 and 42 is equipped with additional water pipes 84 and 85 and valves 86 and 87.

Устройство для обогрева спортивного газона работает следующим образом. A device for heating a sports lawn is as follows.

Рассмотрим работу устройства для обогрева спортивного газона от внешнего источника теплоснабжения, в частности от наружных тепловых сетей с температурой теплоносителя 40 - 70oC (фиг. 7). Для этого оператор котельной, смонтированной под трибунами стадиона, проверяет, чтобы вентили задвижек 38, 58, 56, 86, 87, 52, 53, 63, 41, 79, 77, 78, 73, 74, 76 и 67 были установлены в положениях "Закрыто". Одновременно с этим он же проверяет положение вентилей задвижек 35, 43, 36, 57, 55, 51, 50 и 60, которые должны быть на отметках "Открыто".Consider the operation of the device for heating a sports lawn from an external heat source, in particular from external heat networks with a coolant temperature of 40 - 70 o C (Fig. 7). To do this, the operator of the boiler room mounted under the stands of the stadium checks that the valves of the gate valves 38, 58, 56, 86, 87, 52, 53, 63, 41, 79, 77, 78, 73, 74, 76 and 67 are installed in the positions "Closed". At the same time, he also checks the position of the valves of the gate valves 35, 43, 36, 57, 55, 51, 50 and 60, which should be at the “Open” marks.

Из тепловых сетей теплоноситель с температурой to = 40 - 70oC по напорному трубопроводу 34 через задвижку 35 и задвижку 36, регулятор 37 температуры поступает в теплообменник 32, а далее через открытую задвижку 40 по сливному трубопроводу 42 и через задвижку 43 идет на повторную циркуляцию в первичной системе 1 теплообмена. Теплоноситель из раствора гликоля в теплообменнике 32 приобретает почти ту же температуру воды. Из сборочного трубопровода 8 раствор гликоля через задвижку 50 поступает во всасывающую полость насоса 48, которым под давлением рабочим через вентиль 51 теплоноситель поступает по напорному трубопроводу 54 и через задвижку 55 в теплообменник 32 и на выходе из него - через задвижку 57 в напорный трубопровод 59, а от него, через задвижку 60, в распределительный трубопровод 7.From heating networks, a coolant with a temperature t o = 40 - 70 o C through the pressure pipe 34 through the valve 35 and the valve 36, the temperature controller 37 enters the heat exchanger 32, and then through the open valve 40 through the drain pipe 42 and through the valve 43 goes to re- circulation in the primary heat transfer system 1. The coolant from the glycol solution in the heat exchanger 32 acquires almost the same water temperature. From the assembly pipe 8, the glycol solution through the valve 50 enters the suction cavity of the pump 48, which, under pressure from the workers through the valve 51, flows through the pressure pipe 54 and through the valve 55 to the heat exchanger 32 and at the outlet from it through the valve 57 to the pressure pipe 59, and from it, through the valve 60, into the distribution pipe 7.

От распределительного трубопровода 7 через патрубки, концы 18 и компенсаторы 20 теплоноситель по тепловым трубам 4 взаимно противоположных направлениях в соседних параллельно уложенных тепловых трубах 4 перетекает из распределительных труб 7, установленных в траншеях 12 по торцам 9 и 10 футбольного поля в сборочные трубы 8. Размещение тепловых труб 4 на глубине 18 - 20 см в культурном слое почвы спортивного газона при подаче теплоносителя с температурой больше, чем температура почвы в верхнем слое, приводит к тому, что почва приобретает положительную температуру больше +6oC. В этом случае корневая система растительного покрова спортивного газона выходит из состояния анабиоза, при этом стебли растений начинают вегетировать. Остывший раствор гликоля через компенсаторы 20 (21, 22) тепловых труб и на своих концах 18 и 19 подают теплоноситель в полости сборочных труб 8, установленных в траншеях по торцам 9 и 10 спортивного газона. При работающем насосе 48 в котельной установка цикл повторяется.From the distribution pipe 7 through the nozzles, ends 18 and expansion joints 20, the coolant flows through the heat pipes 4 in mutually opposite directions in adjacent parallel stacked heat pipes 4 and flows from the distribution pipes 7 installed in trenches 12 along the ends 9 and 10 of the football field into the assembly pipes 8. Placement heat pipes 4 at a depth of 18 - 20 cm in the cultural soil layer of a sports lawn when a coolant with a temperature greater than the temperature of the soil in the upper layer is supplied, the soil becomes positive the temperature is above +6 o C. In this case, the root system of the vegetative cover of the sports lawn leaves the state of suspended animation, while the plant stems begin to vegetate. The cooled glycol solution through the expansion joints 20 (21, 22) of the heat pipes and at its ends 18 and 19 serves the coolant in the cavity of the assembly pipes 8 installed in the trenches at the ends 9 and 10 of the sports lawn. When the pump 48 is operating in the boiler room, the cycle is repeated.

При снижении температуры теплоносителя, установленной термометром 83 на сборочном трубопроводе 8, ниже +6oC, включают в работу второй теплообменник 33. Для этого оператор открывает задвижки 38, 58, 56 и 41. Процесс теплообмена, совершается вышеописанным способом.When lowering the temperature of the coolant installed by the thermometer 83 on the assembly pipe 8, below +6 o C, the second heat exchanger 33 is turned on. For this, the operator opens the valves 38, 58, 56 and 41. The heat exchange process is performed as described above.

При аварийной ситуации внешней тепловой системы 2 в первую очередь задвижки 35 и 43 на запорном трубопроводе 34 и сливном трубопроводе 42 переводят в положение "Закрыто". В работу вступает котел 65 с электроподогревом и третий теплообменник 64. Для работы автономного котла 65 оператор задвижки 73, 74, 79 и 60 с положения "Закрыто" переводит в положение "Открыто", тогда как задвижки 55, 56 и 60 из положения "Закрыто" - в положение "Открыто". Теплоноситель (чистая вода) из теплообменника 64 через задвижки 73 и 74 работающим насосом 71 подается в котел 65 и под рабочим давлением с температурой 40 - 70oC по трубопроводу 72 направляется на вход теплообменника 64. Одновременно с этим из сборочного трубопровода 8, соединенного с концами 18 и 19 тепловых труб 4, раствор гликоля через задвижку 50 поступает во всасывающую полость насоса 48, а из напорной полости насоса - задвижку 51 и по напорному трубопроводу 54, минуя задвижки 79 и 78, установленные в положении "Открыто", в рабочую полость теплообменника 64 и на выходе из него - через задвижку 78 в распределительный трубопровод 7 для подачи теплоносителя с рабочей температурой в тепловые трубы 4. При снижении температуры воздуха ниже (-15) - (-20)oC в работе участвуют основной котел 65 и резервный котел 66.In an emergency situation of the external thermal system 2, first of all, the valves 35 and 43 on the shut-off pipe 34 and the drain pipe 42 are transferred to the "Closed" position. The boiler 65 with electric heating and the third heat exchanger 64 come into operation. For the autonomous boiler 65 to operate, the valve operator 73, 74, 79 and 60 from the "Closed" position switches to the "Open" position, while the valves 55, 56 and 60 from the "Closed" position "- to the" Open "position. The heat carrier (pure water) from the heat exchanger 64 through the valves 73 and 74 by the working pump 71 is supplied to the boiler 65 and under the working pressure with a temperature of 40 - 70 o C is sent through the pipe 72 to the inlet of the heat exchanger 64. At the same time, from the assembly pipe 8 connected to the ends 18 and 19 of the heat pipes 4, the glycol solution through the valve 50 enters the suction cavity of the pump 48, and from the pressure cavity of the pump - the valve 51 and through the pressure pipe 54, bypassing the valves 79 and 78 installed in the "Open" position, into the working cavity heat exchanger 64 and at the exit from it, through a valve 78 into a distribution pipe 7 for supplying a heat carrier with a working temperature to the heat pipes 4. When the air temperature drops below (-15) - (-20) o C, the main boiler 65 and the reserve boiler 66 .

При проведении спортивных игр (серии матчей) для обогрева спортивного газона при интенсивной эксплуатации подогрев культурного слоя почвы осуществляется при трех работающих теплообменниках 32, 33 и 64. When conducting sports games (series of matches) for heating a sports lawn during intensive use, the soil culture layer is heated with three working heat exchangers 32, 33 and 64.

При перерыве между спортивными соревнованиями (сериями матчей) более 14 дней, режим работы теплообменников 32, 33 и 64 устанавливают на "экономный". Температура теплоносителя (раствора, гликоля) на выходе из тепловых труб 4 не должна опускаться ниже +3oC.If there is a break between sporting events (series of matches) for more than 14 days, the operation mode of the heat exchangers 32, 33 and 64 is set to “economical”. The temperature of the coolant (solution, glycol) at the outlet of the heat pipes 4 should not fall below +3 o C.

Управление обогревом спортивного газона оператор осуществляет как вручную, изменяя работу, согласуя с календарем проведения соревнований, так и автоматически при установке дополнительных датчиков и приборов. The operator controls the heating of the sports lawn both manually, changing the work, according to the calendar of the competition, and automatically when installing additional sensors and devices.

Перепад температуры теплоносителя (водного раствора гликоля) приводит к линейному расширению или сжатию тепловых труб на длине спортивного газона (длина, каждой тепловой трубы 4 составляет 112 м. В этом случае в зависимости от точки защемления тепловой трубы 4, участки труб 4 либо удлиняются, либо укорачиваются. Разницу линейных удлинений тепловых труб 4 компенсируют либо уменьшением диаметра D компенсатора 20 на концах 18 или 19 труб 4 (фиг. 5), либо увеличением (уменьшением) длины криволинейных дуг 21 и 22 (фиг. 6). Постановка, компенсаторов 20, 21 и 22 на концах тепловых труб 4, а также последовательное соединение концов 18 и 19 параллельных смежных тепловых труб 4 с распределительными трубопроводами 8 и сборочными трубопроводами 7 обеспечивает увеличение их срока эксплуатации до 50 лет. The temperature difference of the coolant (aqueous glycol solution) leads to a linear expansion or contraction of the heat pipes along the length of the sports lawn (the length of each heat pipe 4 is 112 m. In this case, depending on the pinching point of the heat pipe 4, the pipe sections 4 either extend or The difference in the linear elongations of the heat pipes 4 is compensated either by decreasing the diameter D of the compensator 20 at the ends 18 or 19 of the pipes 4 (Fig. 5), or by increasing (decreasing) the length of the curved arcs 21 and 22 (Fig. 6). 21 and 22 on ontsah heat pipes 4, as well as a series connection of the ends 18 and 19 adjacent parallel heat pipes 4 with the distribution conduits 8 and piping assembly 7 provides an increase in their service life to 50 years.

Описанный обогрев спортивного газона обеспечивает проведение спортивных состязаний любого гонга в течение всего календарного года. The described heating of the sports lawn provides sports competitions of any gong throughout the calendar year.

Подземная система орошения с дренажной сетью 31 гарантируют сохранение растительного покрова в течение 8 - 10 лет. An underground irrigation system with drainage network 31 guarantees the conservation of vegetation cover for 8 to 10 years.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий: средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в строительстве спортивных сооружений и газонов; для изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов; средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата. Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention: the means embodying the invention in its implementation is intended for use in the construction of sports facilities and lawns; for the invention, as described in the independent clause of the claims below, the possibility of its implementation using the means and methods described above or known prior to the priority date is confirmed; means embodying the invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived by the applicant technical result.

Claims (1)

\ \ \ 1 Устройство для обогрева спортивного газона, содержащее первичную систему теплообмена, соединенную с центральным отоплением городской сети и посредством теплообменника с вторичной автономной замкнутой системой циркуляции теплоносителя - воды или раствора воды с глюколем - в виде герметичных параллельно установленных тепловых труб из молекулярно структурированного полиэтилена, установленных с шагом в культурном слое почвы под растительным покровом спортивного газона и гидравлически соединенных водопроводными распределительным и сборочным трубопроводами из высококонденсированного полиэтилена с теплообменником посредством насоса термостата и устройством управления в ручном и автоматическом режимах, и наклонно размещенные под тепловыми трубами ниже культурного слоя почвы и газона дренажные трубы, отличающееся тем, что распределительный и сборочный водоподводящие трубопроводы подведены к середине длинной стороны спортивного газона и гидравлически соединены с дополнительными распределительными и сборочными трубопроводами, установленными конгруэнтно торцам газона, при этом концы тепловых труб соединены последовательным чередованием с патрубками на распределительном и сборочном трубопроводах на одном торце газона и с патрубками сборочного и распределительного трубопроводов на другом торце, а каждый конец тепловой трубы снабжен компенсатором, выполненным в виде вертикально установленного из части трубы кольца с внешним диаметром, соотносящимся к диаметру тепловой трубы как (15,0-20,0):1, или криволинейной дуги с соотношением к собственной хорде как (1,2-1,3):1. \ \ \ 1 A device for heating a sports lawn containing a primary heat exchange system connected to the central heating of the city network and through a heat exchanger with a secondary autonomous closed circulation system for the coolant - water or a solution of water with glucol - in the form of sealed parallel heat pipes made of molecularly structured polyethylene installed in increments in the cultivated soil layer under the vegetative cover of a sports lawn and hydraulically connected by water distribution and assembly pipelines made of highly condensed polyethylene with a heat exchanger by means of a thermostat pump and a control device in manual and automatic modes, and drainage pipes inclined beneath the heat pipes below the cultivated soil and lawn, characterized in that the distribution and assembly water supply pipelines are connected to the middle of the long side of the sports the lawn and are hydraulically connected to additional distribution and assembly pipelines installed congruently lawn, with the ends of the heat pipes connected in series with the nozzles on the distribution and assembly pipelines at one end of the lawn and with the nozzles of the assembly and distribution pipelines at the other end, and each end of the heat pipe is equipped with a compensator made in the form of a ring vertically mounted from a portion of the pipe with an external diameter corresponding to the diameter of the heat pipe as (15.0-20.0): 1, or a curved arc with a ratio to its own chord as (1.2-1.3): 1.
RU97104938A 1997-03-28 1997-03-28 Sportive lawn heating apparatus RU2118080C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97104938A RU2118080C1 (en) 1997-03-28 1997-03-28 Sportive lawn heating apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97104938A RU2118080C1 (en) 1997-03-28 1997-03-28 Sportive lawn heating apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2118080C1 true RU2118080C1 (en) 1998-08-27
RU97104938A RU97104938A (en) 1999-01-27

Family

ID=20191333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97104938A RU2118080C1 (en) 1997-03-28 1997-03-28 Sportive lawn heating apparatus

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2118080C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU188016U1 (en) * 2018-12-10 2019-03-26 Марат Раильевич Усманов Natural lawn cooling and aeration device

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SU 124731 04.07.59. *
Рекламный проспект акционерного общества фирмы "WIRSBO Linid-Sutem" Motomatik AG fur Fussballfeld Bonn- Bundes Republik Deutschland, 1995. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU188016U1 (en) * 2018-12-10 2019-03-26 Марат Раильевич Усманов Natural lawn cooling and aeration device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4462184A (en) System for improving synthetic surfaces
AU732826B2 (en) A method for stratified construction and heating of a grass pitch, particularly a football ground, and a grass field built up in accordance with the method
CN102172186B (en) Regulation structure for temperature of lawn bed and construction method thereof
WO2002026024A1 (en) An apparatus using recyclable resource
CN106145374A (en) A kind of ecological canal with repair function and the laying method of these irrigation canals and ditches
US5634294A (en) Method of enhancing the growth of plants
CN111109012B (en) Self-circulation detachable natural lawn water storage module structure, lawn and construction method
CN107896548B (en) Method and irrigation system suitable for ecological management of cliff section in karst rocky mountain area
CN105766125A (en) Saline and alkaline land landscaping system and method
JP2003189745A (en) Cultivation facility utilizing natural energy
RU2118080C1 (en) Sportive lawn heating apparatus
EP0018234A1 (en) Grass sports surfaces and a method for maintaining them
Dell et al. Geothermal heat in agriculture: Preliminary results of an energy intensive system in Iceland
CN104863165B (en) A kind of ecological slope protection device of rock side slope and its application
CN112655347B (en) Method and system for controlling growth environment of root system of soil culture
CN107257874B (en) Irrigation, drainage and/or heating system for a surface and method for heating a surface
KR100286608B1 (en) Lawn ground maintaining system by utiltzing solar energy multi-purpose of heating and cooling system and forced sucking, spouting and water cooling circulating system
Dell et al. Repurposing waste steam and hot water to accelerate plant growth in heated green roofs
GB2288306A (en) Modular sports field construction
CN207443603U (en) A kind of roof solid vegetation water storage planting unit
CN109853875A (en) A kind of antifreeze modularization lightweight Green Ramp Roof system and construction method
Daniel et al. Prescription athletic turf system
KR20040087144A (en) The construction of turf athletic field using supplementary foundation and the method threrefor
JP2009203786A (en) Seeding and planting construction method of parking lot
KR19990037617A (en) Watering and Drainage of Lawn Field Using Volcanic Rock