Platsbyggd kylanläggning höjer verkningsgraden
I nybyggda Nolhaga ishall används ett skräddarsytt ammoniaksystem som minimerar energiförluster och ger lägre livscykelkostnad. Lösningen möjliggör även effektiv värmeåtervinning till både ishallen och det intilliggande badhuset.
I mars invigdes nybyggda Nolhaga ishall i Alingsås. Projektet har haft fokus på hållbarhet. Överskottsvärme från kylmaskinerna nyttjas i anläggningen. Smältvatten återanvänds för att skapa ny is i ett slutet vattensystem. Styrningen av värme, ventilation och kyla bidrar både till energieffektivitet och minskade driftkostnader.
Francks kylindustri i Göteborg har konstruerat och installerat kylanläggningen i den nya ishallen. I den ingår luftkonditionering och värmepump. I uppdraget ingick även konstruktionen av ispisten och installation av rören till den.
Vanligtvis handlar uppdragen om uppgraderingar av befintliga ishallar, konstaterar Kristoffer Olström, konstruktör på Francks kylindustri, med cirka 20 års erfarenhet av isbanor.
Det här var kanske den första och enda isbanan de gör under hela sin karriär. För oss är mycket självklart, men inte när man gör det första gången.
– Därför är det lite speciellt och roligt när det byggs en helt ny hall, som i det här fallet. Totalt har jag varit med om tre nybyggnationer under min karriär, säger han.
I Nolhaga ishall används ammoniak som köldmedium och alternativet hade varit koldioxid.
– Vi gjorde en noggrann analys av verkningsgrader och yttre påverkan. Resultatet blev att ammoniak var det klart bästa energialternativet för driftfallen i den här anläggningen, säger Kristoffer Olström.
Analysen visade också att livscykelkostnaden var lägre, det vill säga kostnaden för investering, drift och service sammantaget. Ammoniak var även mest fördelaktigt ur miljösynpunkt tack vare den lägre energianvändningen och balansen mellan byggnadens värmebehov och kylmaskinens produktion.
Anläggningen producerar kyla dels till isbanan, dels till luftkonditioneringen. Dessutom genereras värme i flera nivåer: cirka 37 grader, som ungefär är golvvärmetemperatur, och upp till 55 grader, respektive 75 grader i olika varianter. Värmen levereras sedan vidare till vvs-systemet, där det även finns en anslutning till det intilliggande badhuset.
På vintern, när ishallen är i drift, används den mesta överskottsvärmen internt. Det beror främst på att snösmältningen, som återanvänder vattnet, kräver mycket energi och det endast sporadiskt finns ett överskott. Sommartid finns ett kontinuerligt överskott av värme som kan användas i badet.
Speciellt för ishallen är att ammoniakanläggningen är platsbyggd. Den består av tre kompressorer och fyra riggar med värmeväxlare och vätskeavskiljare. Dessutom ingår två pumpmoduler. Samtliga delar har anslutits på plats i byggnaden.
– Fördelen med den här lösningen är att vi kan skräddarsy den och återvinna värme på exakt det sätt vi önskar med högre verkningsgrad. Vi kan ta bort en värmeväxlare, som skulle ha inneburit en temperaturförlust, säger Kristoffer Olström.
I en villa vill man ha värme inne och hålla kylan ute. Här är det tvärtom. Det gör att man inte kan bygga väggar och fuktbarriärer på samma sätt som i en skola, förskola eller ett bostadshus.
Systemet har utformats så att volymerna av ammoniakgas blir så låga som möjligt med tanke på giftigheten och explosionsrisken.
– Istället för att leda ut ammoniak direkt till kylmedelskylaren på utsidan har vi en mellankrets med glykol så att ammoniaken hålls inne i maskinrummet och inte förekommer någon annanstans i systemet.
Anläggningen innehåller ungefär 90 kilo ammoniak i kylanläggningen. I ispisten finns cirka tio ton ammoniakvatten med en koncentration på 18 procent.
En innovativ del av lösningen är att ammoniaken underkyls med luftkonditioneringssteget, påpekar Kristoffer Olström.
– När vi använder luftkonditioneringen boostar det verkningsgraden på isbanans kylmaskin med ungefär tio procent. Det är ett fenomen som man får gratis, bara för att det samtidigt finns ett behov av luftkonditionering.
Dessutom finns en värmepump i anläggningen, vilket inte är särskilt vanligt när det gäller ammoniaksystem. Det är en integrerad lösning där värmepumpen är direktkopplad i köldmediekretsen. Fördelen är även i detta fall färre värmeväxlingar, vilket minskar de interna förlusterna i anläggningen betydligt.
– I ett konventionellt upplägg hade vi först behövt två värmeväxlingar för att växla från varm ammoniak till en köldbärare och därefter från köldbäraren till värmebäraren, förklarar Kristoffer Olström.
Sammantaget hade det inneburit en verkningsgradsförlust på 15–25 procent.
– Genom att konstruera systemet smart kan man alltså hämta hem stora effektivitetsvinster, men det kräver att man bygger för platsen och inte bara köper och ställer in färdiga boxar.
Den största tekniska utmaningen i projektet för kylföretaget har varit byggnadskonstruktionen med långa limträbågar och spännarmering under isen för att hålla ihop dessa. Därmed fanns det lite plats på höjden för installationerna.
– Det ledde till att kulvertgraven blev väldigt speciell och svårarbetad jämfört med hur det brukar vara.
En annan utmaning, som inte var unik för detta projekt, var att övriga installatörer inte hade erfarenhet av isbanor.
– Det här var kanske den första och enda isbanan de gör under hela sin karriär. För oss är mycket självklart, men inte när man gör det första gången.
Ett exempel är hur man på bästa sätt tar tillvara på värmeåtervinningen och hur kylmaskinen går. Vanligtvis går kylmaskinen jämnt över dygnet för luftkonditionering, men i det här fallet ryckigt.
– Varje gång isen spolas läggs stora mängder varmvatten på isen och då går maskinen fullt, sedan går den lugnt och så går den fullt igen. Det är en typisk omständighet som är ny för många och väldigt annorlunda jämfört med andra typer av byggnader, säger Kristoffer Olström och tillägger att en ishall är som en omvänd villa.
– I en villa vill man ha värme inne och hålla kylan ute. Här är det tvärtom. Det gör att man inte kan bygga väggar och fuktbarriärer på samma sätt som i en skola, förskola eller ett bostadshus. För oss som jobbar mycket med ishallar är det naturligt, men för andra är det nytt.
Det påverkar framför allt integrationen med vvs-systemet.
– Man behöver träffa rätt temperaturnivåer och få till ackumuleringen på rätt sätt för att kunna hantera driftcyklerna som finns. Men jag tycker ändå att vi fick till det bra här.
I mars invigdes nybyggda Nolhaga ishall i Alingsås. Projektet har haft fokus på hållbarhet. Överskottsvärme från kylmaskinerna nyttjas i anläggningen. Smältvatten återanvänds för att skapa ny is i ett slutet vattensystem.
Kristoffer Olström tycker att kommunikationen i projektgruppen har fungerat mycket bra.
– Peab har också varit en väldigt duktig partneringsamordnare och kompetent i sitt sätt att hantera affärsupplägget.
Francks kylindustri hade ett serviceavtal för den tidigare ishallen som löper vidare för den nya.
– Maskinerna kräver service för att fungera optimalt över lång tid. Så länge anläggningen sköts är den mycket driftsäker. Men än så länge är det ju inte mycket service. Det är fortfarande nybilskänsla.
