Различные способы заготовки естественного льда
Существуют следующие способы промышленной заготовки естественного льда:
из водоемов;
послойным намораживанием и комбинированным способом;
намораживанием сосулек в градирнях.
Выбор способа заготовки льда зависит от климата в данной местности, технологических возможностей и назначения льда.
Заготовка льда из водоемов
Из водоемов получают прозрачный лед с плотностью 907— 917 кг/м3. Водоем, предназначенный для выколки льда, должен иметь глубину не менее 0,75 м, достаточно чистую, незаболоченную воду и пологие, удобные для выемки льда берега. К выколке приступают в январе-феврале при толщине льда не менее 25 см.
Для получения более ровных блоков ледяное поле предварительно размечают на прямоугольники обычно размером 1,0×0,7 м, а затем приступают к выколке. Это трудоемкая и длительная операция, поэтому процесс выколки и выемки льда должен быть максимально механизирован.
Для резки льда применяют специальные дисковые пилы диаметром 900 мм, с мощностью электродвигателя 5 кет, смонтированные на санях; цепные передвижные пилы производительностью 2 м3 льда в минуту и т. д. Лед вынимают вилочными автопогрузчиками и перемещают на специальных транспортерах.
Применение средств механизации снижает себестоимость льда, заготавливаемого из водоемов, но все же она остается выше, чем себестоимость льда, полученного намораживанием в бунтах. Недостаточно ровная поверхность блоков не позволяет плотно укладывать лед и приводит к дополнительным потерям льда (к таянию) при хранении вследствие большой площади соприкосновения льда с воздухом.
Заготовка льда послойным намораживанием на площадке и комбинированным способом
При послойном намораживании получают мутный лед плотностью 890—900 кг/м3. Послойное намораживание в чистом виде применяют главным образом в холодной климатической зоне, где не менее 60 дней в году наблюдается температура не выше —10°С. При таких условиях можно наморозить за зиму бунт высотой 3—4 м. Площадка, выбранная для намораживания, должна быть расположена близко к источникам водо- и энергоснабжения и удалена от возможных источников загрязнения льда. Площадку планируют с уклоном 2: 100 от середины к краям для отвода талой воды из-под ледяного массива, для этой же цели вокруг площадки на расстоянии 2,0—2,5 м от краев роют канаву глубиной 0,5—0,75 м.
На площадку насыпают слой шлака 15—20 см и наверху делают настил из старых шпал или досок (горбылей). При наступлении морозов по краям площадки ставят борты и наливают воду слоем 4—5 мм по всей площадке. Следующий слой воды наливают после промерзания предыдущего слоя.
Подачей воды управляют из утепленной будки, в которой расположен пульт управления. Стояки ставят для бунтов до 1000 м3 льда на расстоянии 6 м один от другого, для бунтов больших размеров — на расстоянии 10 м. Замена разбрызгивания распылением позволяет добиться замерзания воды в воздухе и осуществить не периодическое намораживание, а непрерывное.
В средней климатической зоне послойное намораживание на площадке не обеспечит достаточной высоты бунта, поэтому его применяют в комбинации с другими способами намораживания льда. Например, некоторое количество льда намораживают на вспомогательных площадках, затем его скалывают, дробят, добавляют в основной бунт, где он смораживается в общий ледяной массив. В качестве таких добавок можно использовать лед, полученный из водоемов, намороженный в градирней т.д. Комбинированный способ может быть применен и для северной зоны с целью ускорить процесс намораживания. Возможность загрязнения льда при хранении, слоистость и мутный вид льда, трудоемкость выколки являются существенными недостатками намораживания льда в бунтах.
К достоинствам этого способа получения льда следует отнести сравнительно небольшие потери льда от таяния благодаря единому массиву, незначительные затраты на заготовку льда, отсутствие расходов, связанных с доставкой льда к потребителю (его заготовляют на месте потребления), возможность использования чистой водопроводной воды, что повышает санитарное состояние полученного льда.
В целом следует отметить, что это самый простой и дешевый способ заготовки льда. Кроме обычного применения льда, выкалываемого из бунта, ВНИХИ разработал метод стаивания льда в бункере рециркулирующей холодной водой, которая является в данном случае холодо-носителем. Лед намораживают на бетонной площадке с приямком.
Воду, стекающую при таянии льда в приямок, насосом подают в охлаждающие устройства (батареи) потребителя холода, там она отепляется и возвращается с противоположной стороны приямка. Подмывая ледяной массив, вода вновь охлаждается за счет таяния льда и подается в батареи. Температуру воды, подаваемой к потребителю, регулируют количеством рециркуляционной воды, часть использованной воды подают под бунт, а часть — помимо бунта. Такой способ использования льда позволяет избегать выколки и транспортировки льда.
Намораживание льда в градирнях
Намораживание льда в градирнях применяют в южных районах страны со сравнительно теплыми зимами, где температура не бывает ниже —2…—3°С. Градирня представляет собой двух- или трехъярусное сооружение этаже-рочного типа, в котором вместо полок уложены жерди на расстоянии 25—30 см одна от другой. В верхней части градирни смонтировано оросительное устройство, состоящее из трубопроводов с вертикальными насадками, имеющими разбрызгиватели. В оросительное устройство подают водопроводную воду, которая, стекая по жердям тонкой пленкой, замерзает в виде сосулек. Вода, не замерзшая на жердях верхнего яруса, замораживается на жердях среднего и нижнего ярусов, а оставшаяся сливается вниз и расходуется на рециркуляцию. Иногда градирню ставят над ледяным бунтом, тогда рециркуляцию не применяют. Подачей воды управляют из утепленной будки.
По мере увеличения размеров сосульки смерзаются друг с другом, образуя ледяную массу. За 3—4 дня льдом заполняется 60% полного объема градирни. Затем сосульки скалывают, это является довольно трудоемким процессом. В градирнях конструкции И. А. Клейменова сосульки намораживаются на трубчатых электронагревателях, включаемых в работу при намораживании определенного количества льда, и скалывание сосулек происходит автоматически. Лед, полученный в градирнях, не требует особых затрат труда на дробление, но при хранении дает большой процент таяния.
Себестоимость заготавливаемого льда складывается из стоимости подготовительных работ, рабочей силы, материалов и воды. Себестоимость 1 м3 льда, заготовленного из водоемов, примерно в 5—6 раз выше стоимости льда, намороженного послойно, поэтому дальнейшее снижение себестоимости естественного водного льда возможно при заготовках главным образом намораживанием в бунтах с более широким применением автоматизации полива воды и механизации выколки льда или стаиванием льда непосредственно в бунте.
