Energianvändning vid isspolning
Under vintern 2014/15 genomförde EKA – Energi & Kylanalys en studie i ett antal ishallar i Stockholmsområdet där energianvändningen för isspolning studerades. Målet var att mäta vilka vattenmängder och temperaturer som i praktiken används vid isspolning. Syftet var i grunden att få bättre underlag för beräkning av energi- och vattenanvändning men även kylbehov för frysning av vattnet. Vid diskussion med driftspersonal och andra insatta så tenderar svaren att variera vad gäller använd vattenmängd och temperatur, och framför allt så saknas det källor till antagande och tyckande.
KTH genomförde mätningarna
Inom ramen för ett examensarbete vid KTH gjordes flödes- och temperaturmätningar på vattensystemen som förser ismaskinerna med varmvatten. Utöver detta så mättes också den verkliga temperaturen på vattnet som kommer ut ur ismaskinen och träffar isen.
Även elanvändningen till ismaskinerna mättes för att få en bild av hur olika ismaskiner står sig energimässigt.
Studien
Studien visar att de flesta vattenfyllningar är på mellan 300 och 500 liter. Med en temperatur i intervallet 30-70°C. Genomsnittsvolymen var omkring 450 liter och motsvarande medeltemperatur var 45°C.
Större volymer och högre temperaturer ökar värmebelastningen på isen vilket betyder att kontroll av dessa parametrar spelar roll.
Resultatet visade att isspolning är en dyr affär
Resultaten visar att ungefär 11 procent av kylsystemets totala kylbehov kommer från isspolningar vilket motsvarar ca 90 000 kWh kylenergi per säsong.
Det innebär att cirka 21 000 kWh el används av kompressorerna för att kyla och frysa vattnet. Om anläggningen inte värmer vattnet med återvunnen värme utan använder el eller fjärrvärme så kommer det till ytterligare ca 25 000 kWh per säsong för vattenvärmningen. Ismaskinerna använder mellan 2.4 till 5.5 kWh el per avspolning, vilket på säsongsbasis betyder 3 600 kWh respektive 6 600 kWh för de studerade hallarna. Här kommer naturligtvis avspolningsfrekvensen också att påverka den totala energianvändningen.
En mycket intressant iakttagelse gjordes vad gäller spolvattnets temperatur vad gäller påfyllt och verkligt använt. Som redovisats ovan så fylls i allmänhet 45-gradigt vatten, men ut kommer i snitt sällan högre temperatur än 30°C! Detta beror på att ismaskinerna i allmänhet fylls långt innan de ska användas och/eller att svalt restvatten står i tanken vilket blandas ut till en lägre temperatur. Detta visar på värmeförluster som kostar ishallen 10 000-15 000 kWh per säsong och dessutom värms vatten till en onödigt hög temperatur.
Ur ett energiperspektiv så är alltid lägsta möjliga vattenmängd och temperatur att eftersträva, men i slutändan så handlar det om att isen ska bli bra. Det senare är en del av ismakarens hantverk och diskussionen om vad bra is är och vägen dit lär fortsätta långt efter denna studie!
Fördelar och nackdelar med olika kylsystem
Hur ser kylsystemet normalt ut på en äldre befintlig bana?
• Maskinerna är vanligast ammoniak-kompressorer
• Direktkondensering ofta evaporativ-kondensor
• Banrör är ofta plastslang ingjuten i betong
• Låg energiåtervinning.
Fördelar
• Gammal beprövad teknik
• Lång livslängd
Nackdelar
• Låg återvinningsgrad av energi
• Kräver utbildad driftpersonal
• Litet utbud på service och installationer idag
• Endast indirekt system i hall
• Hög nybyggnadskostnad
• Hög underhållskostnad
• Risker i arbetsmiljön
Vad ersätter i dagens marknad?
• I dag är CO2 beprövad teknik
• Ger möjlighet till hög energiåtervinning
• Kräver mindre av driftpersonal
• Har låg underhållskostnad
• Lägre investering + lägre energikostnader
• Stort utbud på service och reservdelar
• Modernt styr och reglersystem ger möjlighet till service och övervakning via nätet
• Aggregat med flera kompressorer ger hög redundans.
Alternativ för befintliga hallar.
Många av de befintliga hallar som finns idag har ammoniakanläggningar som är så slitna att de bör bytas. Servicekostnad är för hög, energikostnaden är hög och reservdelar till anläggningen börjar ta slut.
Möjligheten att behålla köldbärarsystemet till befintliga banrör, samt installera en CO2 anläggning i maskinrummet finns. Men vi får inte samma goda energibesparing som med direktexpansion i banrören. Däremot får vi en likvärdig installation till bättre pris och lägre underhållskostnad.
Man kan också lägga nya rör ovanpå befintlig betongplatta och de förbättringar av värmesystemet som bedöms lönsamma. Alternativen är många och bör anpassas individuellt för varje anläggning.