Установка для підігрівання майданчиків, зокрема спортивного майданчика

1. Установка для підігрівання майданчика, зокрема спортивного майданчика, за допомогою кабелів (9, 9', 9"), якими подається електричний струм і які заглиблені в ґрунт майданчика, яка відрізняється тим, що поверхня майданчика, що підлягає підігріванню, розділена на декілька ділянок (1a, 1b, 1с,..., 1n), а кожна з ділянок підігрівається щонайменше двома нагрівальними лініями (9, 9', 9"), кожна з яких утворює вторинне коло одного і того самого трансформатора (3а, 3b і 3с). 2. Установка для підігрівання за п. 1, яка відрізняється тим, що трансформатор (3а, 3b і 3с) виконаний тороїдальним, а його вторинна обмотка (7) виконана з металу з більш високою питомою електропровідністю, ніж того, з якого виконані нагрівальні лінії (9, 9', 9"). 3. Установка для підігрівання за п. 2, яка відрізняється тим, що вторинна обмотка (7) виконана з C2 2 UA 1 3 матора до ділянки, що підлягає підігріванню, лініями живлення, які в експлуатації виявилися дуже дорогими за величиною споживаної енергії з одного боку і за вартістю вихідних матеріалів з іншого боку. Крім того, в установках такого типу всі ділянки, які підлягають підігріванню, не мають ідентичних характеристик, особливо відносно їх питомого опору, так що при необхідності доведення їх до однакової температури до них повинна підводитися різна енергія нагрівання в залежності від цих характеристик. І нарешті, установки даного типу повинні бути абсолютно бездоганними з точки зору електробезпеки. Виходячи з цього, метою цього винаходу є створення установки для забезпечення підігрівання майданчиків, зокрема, спортивних майданчиків, шляхом якого може бути відвернене промерзання останніх абсолютно безпечним способом відносно підведення електричного струму, при досягненні значної економії як з точки зору споживання електричної енергії, так і витрат на введення в експлуатацію. Метою цього винаходу є також надання можливості регулювання енергії, що подається від кожного трансформатора в залежності від того, яка площа повинна бути підігріта. Таким чином, метою цього винаходу є створення установки для підігрівання майданчика, зокрема, спортивного майданчика, за допомогою кабелів, якими подається електричний струм і які заглиблені в грунт майданчика, яка відрізняється тим, що поверхня майданчика, який підлягає підігріванню, розділена на декілька ділянок, і кожну з ділянок підігрівають щонайменше двома нагрівальними лініями, кожна з яких утворює вторинне коло одного і того самого трансформатора. Цей трансформатор відповідно до варіанта, якому віддається перевага, є тороїдальним, а його вторинна обмотка виконана з металу з більш високою питомою електропровідністю, ніж того, з якого виконані нагрівальні лінії, отже, вторинна обмотка може бути виконана з міді, а нагрівальні лінії - з алюмінію. При цьому діаметри дроту вторинної обмотки і дроту нагрівальної лінії можуть бути однаковими, що істотно полегшує їх з'єднання одного з одним. Для того, щоб максимально зменшити довжину ліній підведення живлення, трансформатори розташовані в безпосередній близькості від майданчика, відповідно до варіанта, якому віддається перевага, в спеціальному каналі, заглибленому в грунт. У особливо цікавому варіанті здійснення винаходу дріт первинної обмотки (5) трансформаторів має екран, що являє собою шар металу, відповідно до варіанта, якому віддається перевага, алюмінію або міді. Дріт, що утворює вторинну обмотку трансформатора, переважно може бути виконаний з двох струмопровідних жил, скручених одна з одною. Далі описаний один із варіантів здійснення даного винаходу, що є прикладом, що не обмежує обсяг винаходу і описаний з посиланнями на прикладені креслення, на яких: 89197 4 Фіг.1 являє собою схематичне зображення установки для підігрівання відповідно до винаходу. Фіг.2 являє собою вид зверху трансформатора, використаного в установці відповідно до винаходу. Фіг.3 являє собою розріз трансформатора, показаного на Фіг.2, виконаний вздовж лінії III-III на останньому. Фіг.4 являє собою схематичний вертикальний розріз* що показує спеціальний канал, розташований поруч із майданчиком, який підлягає підігріванню. Фіг.5 являє собою схематичний вид зверху футбольного поля, що підігрівається за допомогою установки відповідно до винаходу. Фіг.6 являє собою вид в розрізі дроту первинної обмотки, використаного в установці відповідно до винаходу. Частина спортивного майданчика 1, розділеного на декілька ділянок, тобто на ділянки la, lb, 1с, які підлягають підігріванню для того, щоб запобігти їх промерзанню, показана, наприклад, наФіг.1. Установка для підігрівання складається з групи трансформаторів 3а, 3b, 3с,..., 3n, кожний з яких призначений для підігрівання певної ділянки 1a, 1b, 1c,..., 1n майданчика. Таким чином, трансформатор, наприклад, забезпечує подачу електроживлення для трьох нагрівальних ліній 9, 9', 9" ділянки. Ці нагрівальні лінії заглиблені в грунт кожної із цих ділянок і розташовані рівномірно або нерівномірно по цих ділянках у залежності від потреби в тепловій енергії кожної з останніх. Більш конкретно, первинна обмотка 5 кожного з цих трансформаторів підключена до трифазної електричної лінії 7, утвореної двома фазними лініями L1, L2 і нейтральною лінією N. Звичайно для того, щоб забезпечити електричний баланс установки, три первинні обмотки трансформаторів 3а, 3b і 3с підключені до ліній L1-L2, L2-N і Ll-Ν відповідно. Кожна з трьох нагрівальних ліній 9, 9', 9", зв'язаних із трансформаторами 3а, 3b, 3с,..., 3n, відповідно підключена до вторинної обмотки 8, 8 , 8" останніх. Такий трансформатор, який по суті включає в себе тороїдальне осердя 10, на яке намотані первинна обмотка 5 і три вторинні обмотки 8, 8' і 8", показаний на Фіг.2 і Фіг.3. (Для ясності на кресленні показана тільки обмотка 8). Кожна вторинна обмотка складається з п'яти витків мідного дроту, приєднаних кожним зі своїх кінців за допомогою з'єднувального елемента 12 до відповідної нагрівальної лінії 9, 9', 9", довжина якої така, що вона може покрити певну частину поверхні ділянки, що підлягає підігріванню. Первинна обмотка 5 як така складається з більшої кількості витків мідного дроту меншого діаметра. Дріт переважно має електростатичний екран, що є частиною його конструкції і виконаний з алюмінієвої або мідної фольги. Зрозуміло, що в залежності від зовнішніх умов кожна з ділянок 1a, 1b, 1с,..., 1n, що підлягають підігріванню, відрізняється від сусідніх ділянок, так що кожна з них повинна використовувати нагрівальну лінію 9, 9', 9", здатну подавати різну енергію. 5 Відповідно до даного винаходу оператору надається можливість точного регулювання на майданчику енергії, що подається кожною вторинною обмоткою в залежності від специфічних фізичних параметрів грунту, що підлягає підігріванню, і специфічних вимог до його підігрівання. Це здійснюється шляхом зміни напруги обмотки. Цією напругою електроживлення можна керувати шляхом зміни кількості витків кожної з вторинних обмоток. Таким чином, уможливлюється подавання середньої напруги електроживлення при певній кількості витків (наприклад, п'ять), із забезпеченням оператору можливості або відключення одного чи двох витків, якщо необхідно зменшити напругу, або додавання двох витків, якщо необхідно збільшити напругу. Таким чином, як показано на Фіг.4, трансформатори 3 можуть бути розміщені в спеціальному каналі 16, наприклад, виконаному в траншеї, викопаній в грунті по краю майданчика. Для цього трансформатори можуть бути виконані повністю герметизованими шляхом покриття їх магнітопроводів матеріалом, що складається, наприклад, зі смоли або полімеру. Для зведення до мінімуму втрат, викликаних ефектом Джоуля у вторинних колах трансформаторів, їхні витки, що утворюють вторинну обмотку, і нагрівальні кабелі, заглиблені в землю, можуть бути різного типу. Таким чином можливо виконати витки вторинної обмотки з металу з дуже гарною питомою електропровідністю, що максимально знижує нагрівання вторинної обмотки трансформатора, а для витків, що формують нагрівальні лінії 9, 9', 9", застосувати метал із більш високим питомим опором. Для оптимізації якості і зручності з'єднання витків вторинної обмотки з нагрівальними лініями 9, 9', 9" ці елементи відповідно до варіанта, якому віддається перевага, мають ідентичні діаметри. При цьому зрозуміло, що різниця в опорі цих елементів буде зумовлена тільки різницею в питомому опорі відповідних матеріалів, вибраних для 89197 6 виготовлення витків вторинної обмотки і нагрівальних елементів. Було встановлено, що при виготовленні витків обмотки з міді, а нагрівальних кабелів з алюмінію одержано задовільне співвідношення електропровідності, що дозволяє здійснити таке технічне рішення. (Співвідношення питомої електропровідності міді і алюмінію фактично становить 1,6). Відповідно до варіанта, якому віддається перевага, нагрівальний кабель на практиці виконаний з двох жил, скручених одна з одною для того, щоб уникнути утворення магнітного поля, індукованого цими кабелями в майданчику, що підлягає нагріванню. Вихідна напруга вторинних кіл трансформаторів складе порядку 40-50 В, а опір нагрівальних ліній 9, 9', 9" складе порядку 0,5-0,8 Ом. Тоді потужність вторинного кола кожної з обмоток трансформатора складе порядку 20кВА. Дріт, що утворює первинну обмотку трансформатора, показаний в розрізі на Фіг.6. Видно, що цей дріт первинної обмотки - зсередини назовні складається з алюмінієвого дроту 18, шару 20 ізоляції, виконаної, наприклад, із полівінілхлориду, мідного шару 22, що утворює екран, і нарешті, ізолювального і герметизувального шару 24, виконаного, наприклад, із полівінілхлориду. Як приклад було встановлено, що установка відповідно до винаходу могла забезпечувати підігрівання спортивного майданчика розміром 6000м2 при зовнішній температурі -10°С і підтримувати температуру майданчика 5°С, запобігаючи її промерзанню. Для цього був потрібен комплект із двадцяти чотирьох трансформаторів, розподілених вздовж майданчика в заглибленому в грунт спеціальному каналі, з одиничною потужністю 20кВА, що забезпечує повну потужність 480кВА. Вторинні обмотки цих трансформаторів включали в себе п'ять обмоток, кожна з яких забезпечувала потужність 4кВА, а опір нагрівальних ліній 9 був порядку 0,6 Ом. 7 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 89197 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601