Спортивно-развлекательный комплекс с искусственными зимними условиями и системой для рекуперации тепловой энергии (варианты)
Спортивно-развлекательный комплекс предназначен для всесезонного катания на коньках, лыжах, санях и других зимних видов спорта или развлечений. Комплекс содержит установку для получения льда или снега и установку для нагревания воздуха или воды для создания летнего микроклимата в других помещениях. Установка для охлаждения связана с установкой для нагревания через теплообменник. Техническое решение позволяет снизить потребление энергии для нагрева воды и воздуха в спортивно-развлекательном комплексе.
Техническое решение относится к сооружениям с искусственным зимним микроклиматом для занятий спортом и развлечений, включая катание на коньках, лыжах или санях, в любое время года.
В качестве аналога настоящего технического решения принят развлекательный комплекс, известный из патентного документа RU 2216377 С1. Известный комплекс содержит отдельные изолированные от окружающей среды площадки с созданными внутри искусственными климатическими условиями. По крайней мере одна площадка известного развлекательного комплекса содержит устройство для образования снега и поверхности различного профиля для расположения на них снега.
Для создания покрытия поверхности, позволяющего кататься на лыжах или санях, необходимо обеспечить получение искусственного снега.
На практике искусственный снег получают распыляя и охлаждая воду, или измельчая лед, получаемый в льдогенераторах. Последний метод обладает рядом преимуществ и начинает получать распространение. При этом могут быть использованы установки, например, компаний GENEGLACE (Франция), Recom Ice Systems (Голландия), KTI-Plersch Kältetechnik (Германия) или Snowman Refrigeration Equipment Co. (Китай), обладающие достаточной производительностью.
Таким образом, в рамках настоящего технического решения, под снегом понимается также мелкая ледяная крошка.
Искусственный снег может быть получен также иными способами.
Для реализации любого способа создания искусственных зимних условий внутри спортивно-развлекательного комплекса необходимо использовать установки для охлаждения воды и воздуха. Работа указанных установок сопровождается выделением энергии в виде тепла, которое отводят от данных установок посредством теплообменников.
Выделяемую установками для охлаждения воды и воздуха тепловую энергию целесообразно использовать для нужд спортивно-развлекательного комплекса, в частности, для нагрева воды в бассейнах, поддержания комфортной температуры воздуха в других помещениях комплекса.
В настоящее время в спортивно-развлекательных комплексах получили распространение установки для получения снега с производительностью менее 30 тонн в сутки. Однако использование установок такой мощности связано с рядом проблем.
Для того, чтобы время полезного использования спортивно-развлекательного комплекса было максимальным, необходимо создавать снежное полотно за максимально короткий срок. Попытки сокращения времени наработки требуемого количества снега с использованием низкопроизводительных машин ведут к перегрузу в их работе, поломкам и преждевременному износу.
Данные проблемы могут быть решены применением установок для производства снега повышенной мощности. Однако высокопроизводительные установки характеризуются также и повышенным расходом энергии, значительная часть которой рассеивается в окружающем пространстве.
Таким образом, наибольшую актуальность проблема рукуперации тепловой энергии приобретает при производительности одной установки для получения льда и/или снега более 35 тонн в сутки, или общей производительностью устройства для получения льда и/или снега, состоящего из ряда установок, более 100 тонн льда и/или снега в сутки, позволяющих создать снежное или ледяное покрытие поверхности из более чем 5000 тонн льда и/или снега.
Использование высокопроизводительных установок для производства снега также позволяет упростить процесс формирования склона, исключив этап промежуточного накопления снега.
Технический результат, обеспечиваемый данным техническим решением, выражается в повышении надежности, эффективности и функциональности инженерных систем спортивно-развлекательного комплекса.
Технический результат достигается благодаря тому, что спортивно-развлекательный комплекс содержит первое помещение с искусственным микроклиматом для зимних видов спорта и/или развлечений, второе помещение с искусственным микроклиматом для водных видов спорта и/или развлечений и/или лечебно-профилактических процедур, устройство для получения льда и/или снега для создания покрытия поверхности в первом помещении, устройство для нагрева воды во втором помещении. При этом устройство для получения льда и/или снега связано с устройством для нагрева воды через теплообменник с возможностью утилизации выделяемой устройством для получения льда и/или снега тепловой энергии. Причем устройство для получения льда и/или снега выполнено в виде одной или более установок. По меньшей мере одна установка имеет производительность более 35 тонн льда
и/или снега в сутки, и/или общая производительность устройства для получения льда и/или снега составляет более 100 тонн льда и/или снега в сутки, и/или покрытие поверхности первого помещения содержит более 5000 тонн льда и/или снега.
В частном случае своего выполнения, комплекс содержит устройства для раздельного регулирования температуры воздуха в первом и втором помещениях. Причем устройство для регулирования температуры воздуха в первом помещении связано с устройством для нагрева воды и/или устройством для регулирования температуры воздуха во втором помещении через теплообменник с возможностью теплообмена для утилизации тепловой энергии выделяемой устройством для регулирования температуры воздуха в первом помещении.
В другом частном случае выполнения комплекса, по меньшей мере одна установка устройства для получения льда и/или снега имеет производительность более 50 тонн льда и/или снега в сутки.
В частном случае общая производительность устройства для получения льда и/или снега составляет более 150 тонн льда и/или снега в сутки.
В еще одном частном случае выполнения комплекса, покрытие поверхности первого помещения содержит более 10000 тонн льда и/или снега.
Технический результат достигается также благодаря тому, что спортивно-развлекательный комплекс по второму варианту своего выполнения содержит первое помещение с искусственным микроклиматом для зимних видов спорта и/или развлечений, второе помещение с искусственным микроклиматом для водных видов спорта и/или развлечений и/или лечебно-профилактических процедур, устройства для раздельного
регулирования температуры воздуха в первом и втором помещениях, устройство для получения льда и/или снега для создания покрытия поверхности в первом помещении, устройство для нагрева воды во втором помещении. При этом устройство для получения льда и/или снега и устройство для регулирования температуры воздуха в первом помещении связаны с устройством для нагрева воды и устройством для регулирования температуры воздуха во втором помещении через теплообменник с возможностью утилизации выделяемой устройством для получения льда и/или снега и устройством для регулирования температуры воздуха в первом помещении тепловой энергии.
В частном случае выполнения комплекса по данному варианту, устройство для получения льда и/или снега выполнено в виде одной или более установок. Причем по меньшей мере одна установка имеет производительность более 35 тонн льда и/или снега в сутки, и/или общая производительность устройства для получения льда и/или снега составляет более 100 тонн льда и/или снега в сутки, и/или покрытие поверхности первого помещения содержит более 5000 тонн льда и/или снега.
Техническое решение поясняется принципиальной схемой.
Спортивно-развлекательный комплекс реализован следующим образом.
Спортивно-развлекательный комплекс 1 содержит помещение 2 с искусственным микроклиматом для зимних видов спорта и/или развлечений, помещение 3 с искусственным микроклиматом для водных видов спорта и/или развлечений и/или лечебно-профилактических процедур, и техническое помещение 4, в котором размещено технологическое оборудование.
В помещении 2 создан склон 5 для горнолыжного катания и размещено устройство 6 для регулирования температуры воздуха в помещении 2. Устройство 6 выполняет функции охлаждения и осушения воздуха.
В помещении 4 установлено устройство 7 для получения льда и/или снега для создания покрытия поверхности склона 5 в помещении 2. Для транспортирования снега, вырабатываемого устройством 7, в помещение 1, предусмотрен канал 8.
Помещение 3 содержит бассейн 9 или бани, сауны и т.п., и устройство 10 для регулирования температуры воздуха в помещении 3. Устройство 10 позволяет нагревать воздух в помещении 3.
Устройство 11 для нагрева воды для бассейна 9 размещено в помещении 4. Теплую воду подают в бассейн 9 через трубу 12.
Устройство 7 для получения льда и/или снега связано с устройством 11 для нагрева воды через теплообменник 13 с возможностью утилизации выделяемой устройством 7 тепловой энергии.
Устройство 7 для получения льда и/или снега выполнено в виде одной или более установок. При этом по меньшей мере одна установка имеет производительность более 35 тонн льда и/или снега в сутки, и/или общая производительность устройства для получения льда и/или снега составляет более 100 тонн льда и/или снега в сутки. Выбор производительности установок осуществлен исходя из возможности обеспечить покрытие поверхности помещения 2 более чем 5000 тоннами льда и/или снега.
Устройство 7 для получения льда и/или снега, устройство 11 для нагрева воды и теплообменник 13 образуют систему для рекуперации тепловой энергии. Конструктивно система рекуперации тепловой энергии может быть реализована с
использованием известных средств и методов (см., например: Справочник по теплообменникам. Под ред. Петухова Б.С. и Шикова В.К., Москва: "Энергоатомиздат", 1987; Орлов В.Н. Проектирование рекуперативных теплообменных аппаратов. Чебоксары: Издательство Чувашского университета, 2005; Дахин С.В. Расчет рекуперативных теплообменных аппаратов непрерывного действия. Воронеж: ВГТУ, 2008; Теплоэнергетика и теплотехника: Общие вопросы. Справочник. Под общ. ред. Григорьева В.А. и Зорина В.М., Москва: Энергия, 1980).
Система для рекуперации тепловой энергии действует в спортивно-развлекательном комплексе следующим образом.
Устройство 7 вырабатывает лед и/или снег, транспортируемый по каналу 8 на склон 5 в помещении 2. Устройство 6 охлаждает воздух в помещении 2 до -5 или -7°С, с одновременным осушением до 65-75% влажности.
Посредством устройства 11 нагревают воду для бассейна 9. Теплую воду подают в бассейн 9 через трубу 12. Устройство 10 нагревает воздух в помещении 3 до требуемой температуры.
При этом устройство для охлаждения в устройстве 7 выделяет тепловую энергию. Данная тепловая энергия переносится теплоносителем в устройство для нагревания 11 посредством теплообменника 13. В дальнейшем тепловую энергию переносят из устройства 11 в бассейн 9 и устройство 10 для регулирования температуры воздуха в помещении 3.
1. Спортивно-развлекательный комплекс, содержащий первое помещение с искусственным микроклиматом для зимних видов спорта и/или развлечений, второе помещение с искусственным микроклиматом для водных видов спорта, и/или развлечений, и/или лечебно-профилактических процедур, устройство для получения льда и/или снега для создания покрытия поверхности в первом помещении, устройство для нагрева воды во втором помещении, при этом устройство для получения льда и/или снега связано с устройством для нагрева воды через теплообменник с возможностью утилизации выделяемой устройством для получения льда и/или снега тепловой энергии, причем устройство для получения льда и/или снега выполнено в виде одной или более установок, характеризующийся тем, что по меньшей мере одна установка имеет производительность более 35 т льда и/или снега в сутки, и/или общая производительность устройства для получения льда и/или снега составляет более 100 т льда и/или снега в сутки, и/или покрытие поверхности первого помещения содержит более 5000 т льда и/или снега.
2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что содержит устройства для раздельного регулирования температуры воздуха в первом и втором помещениях, причем устройство для регулирования температуры воздуха в первом помещении связано с устройством для нагрева воды и/или устройством для регулирования температуры воздуха во втором помещении через теплообменник с возможностью теплообмена для утилизации тепловой энергии, выделяемой устройством, для регулирования температуры воздуха в первом помещении.
3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна установка устройства для получения льда и/или снега имеет производительность более 50 т льда и/или снега в сутки.
4. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что общая производительность устройства для получения льда и/или снега составляет более 150 т льда и/или снега в сутки.
5. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что покрытие поверхности первого помещения содержит более 10000 т льда и/или снега.
6. Спортивно-развлекательный комплекс, содержащий первое помещение с искусственным микроклиматом для зимних видов спорта и/или развлечений, второе помещение с искусственным микроклиматом для водных видов спорта, и/или развлечений, и/или лечебно-профилактических процедур, устройства для раздельного регулирования температуры воздуха в первом и втором помещениях, устройство для получения льда и/или снега для создания покрытия поверхности в первом помещении, устройство для нагрева воды во втором помещении, при этом устройство для получения льда и/или снега и устройство для регулирования температуры воздуха в первом помещении связаны с устройством для нагрева воды и устройством для регулирования температуры воздуха во втором помещении через теплообменник с возможностью утилизации выделяемой устройством для получения льда и/или снега и устройством для регулирования температуры воздуха в первом помещении тепловой энергии.
7. Комплекс по п.6, отличающийся тем, что устройство для получения льда и/или снега выполнено в виде одной или более установок, причем по меньшей мере одна установка имеет производительность более 35 т льда и/или снега в сутки, и/или общая производительность устройства для получения льда и/или снега составляет более 100 т льда и/или снега в сутки, и/или покрытие поверхности первого помещения содержит более 5000 т льда и/или снега.