Идеальный каток: как поддерживается температура льда

Этиленгликоль циркулирует под площадкой, его задача – обеспечивать оптимальную температуру льда. Благодаря хорошему холодному льду на аренах бывает по-настоящему жарко – хоккеисты, фигуристы и конькобежцы стараются показать свой спортивный максимум.

Мы много писали о значении моноэтиленгликоля (МЭГ) для производства антифризов, термопластика и синтетического волокна. Но МЭГ востребован не только промышленностью – без него не обойтись в индустрии спорта и развлечений. Сегодня рассказываем, как вещество создает и сохраняет лед на аренах для зимних видов спорта, сезон которых уже начинается.

Вещество, несущее холод

Начинка современных арен с искусственным льдом устроена схожим образом, будь то скромный районный ФОК или площадка, рассчитанная на десятки тысяч зрителей. Собственно лед – это лишь вершина большого и технологически сложного «айсберга».

Каток без льда – это гладкая бетонная поверхность снаружи, а внутри – что-то вроде слоеного пирога, в котором уровнями уложены трубки для жидкого хладоносителя – 32–40-процентного раствора МЭГ.

Под трубками идут слои тепло- и пароизоляции, а потом еще один бетонный слой с трубопроводами – уже для подогрева. Эти слои берегут грунт под ледовой ареной от промерзания и вспучивания – это может деформировать конструкцию арены. За обогрев грунта отвечает все тот же раствор МЭГ – в нижней части «слоеного пирога» он циркулирует подогретым до +10–15 °С.

«Холодное» сердце арены – холодильная установка или чиллер. Установок может быть несколько. Охлаждение МЭГ происходит в теплообменнике: кипящий фреон (хладагент) отбирает тепло у гликолевого раствора (хладоносителя), циркулирующего под спортивной площадкой, а насосы разгоняют жидкость по трубкам.

Для разных видов спорта рекомендован лед разных физических свойств («быстрый» или «мягкий») и разной температуры. Например, лучшая температура хоккейного льда около –5 °С, для фигурного катания подходит лед холоднее на 1-1,5 градуса. От этих особенностей зависит и температура хладоносителя, отвечающего за состояние льда: МЭГ подается в трубки под ледовым полем с температурой от –9 до –15 °С.

Намораживание или «варка» льда на площадке – многоэтапный процесс, который на топовых аренах перед большими соревнованиями занимает до семи дней. Система трубок в этот время прокачивает тонны хладоносителя, создавая условия для замерзания воды.

Удивительные свойства

МЭГ – не единственный вариант хладоносителя. В разное время в России и за рубежом для управления температурой искусственного льда использовали и другие вещества.

Альтернативы этиленгликолю:

• растворы неорганических солей на основе хлорида кальция или хлорида натрия;
• растворы органических солей на основе ацетата и формиата калия;
• растворы пропиленгликоля.

Однако именно МЭГ наиболее востребован – по сравнению с аналогами он наименее коррозионно-опасен, а нужные объемы легче приобрести на рынке.

Все перечисленные хладоносители опасны. По степени воздействия на организм человека МЭГ относят к умеренно опасным веществам (третий класс опасности). На практике при эксплуатации арен с искусственным льдом риск взаимодействия людей с хладоносителем минимален.

Физические свойства МЭГ делают его одновременно отличным хладоносителем и теплоносителем:

• –12 °С – температура замерзания;
• 197,7 °С – температура кипения.

Это значит, что вещество сохраняется в жидком виде при таких температурах, когда обычная вода превращается в лед или испаряется. Что касается морозостойкости, то различные сочетания МЭГ с водой дают возможность варьировать температуру замерзания, даже понижая ее до –60 °С и ниже. В случае экстремальных температур, раствор МЭГ в трубах не станет льдом и не деформирует оборудование, а превратится в кашеобразную рыхлую массу.

В нашей стране с холодным климатом именно устойчивость МЭГ к отрицательным температурам делает его незаменимым в сфере автохимии. До 2/3 всего производимого этиленгликоля в России идет на изготовление автомобильных антифризов.

О том, как развивается российский рынок антифризов в 2022 году – читайте в нашем отдельном материале. О физических свойствах МЭГ и его применении в различных сферах мы писали в этой статье.

Можно ли заработать на хладоносителе для ледовых арен?

Считается, что для поддержания в рабочем состоянии льда на спортивной арене формата хоккейной площадки (минимально допустимый размер 56 на 26 метров) достаточно 10–12 тонн водно-гликолевого раствора. Оборот жидкости невысокий – как правило хладоноситель предписано менять раз в пять лет, иначе есть риск, что жидкость станет агрессивной и начнет разрушать трубопровод. И если вы занимаетесь продажами МЭГ, то много и часто зарабатывать на поставках для одной ледовой площадки не получится.

В 2023-м в России планируют ввести новые ледовые арены в Санкт-Петербурге (22 000 зрителей), Екатеринбурге (12 000 зрителей), Новосибирске (10 500 зрителей). В Нижнем Новгороде стартовало строительство ледового стадиона на 12 000 зрителей, проект намерены завершить в 2024–2025 годах.

Шанс неплохо заработать есть у поставщиков строительных компаний, участвующих в региональных программах развития спортивной инфраструктуры, предполагающих одновременное возведение нескольких объектов с ледовыми аренами. Например, в районах Нижегородской области с 2007-го по 2018-й годы построили 38 современных ФОКов со льдом, а в самом Нижнем Новгороде до 2030 года планируют построить еще шесть ФОКов. Подобные программы действуют в нескольких регионах страны.

Несмотря на популярность зимних видов спорта, в России сравнительно небольшое количество современных ледовых арен для массового спорта. По данным Международной федерации хоккея, по числу крытых катков (площадок с искусственным льдом), наша страна на третьем месте в мире после Канады и США – в РФ 346 объектов, в США – 2000, а в Канаде 2 586. Однако по показателю одного катка на число жителей, Россия только на 16-ой позиции рейтинга стран: одна ледовая арена приходится почти на 400 000 человек. Это показывает, что есть огромный потенциал для улучшения ситуации и большего охвата людей любительским занятиями зимними видами спорта. Если не помешают внешние обстоятельства, в стране обязательно будут строить новые сооружения с искусственным льдом.