Koldioxid under hockeyisen spar energi

KYLA

Taket på ishallen i Gimo rasade in. Då beslöt kommunen att inte bara renovera, utan också satsa på koldioxid i både kylmaskinskrets och isbana.

Söndagen den tionde februari 2013 kollapsade en fjärdedel av taket på Gimo ishall. I september 2014 stod den nya hallen klar, efter en stor diskussion om huruvida det var brister i takkonstruktionen som orsakat kollapsen. Två byggkonsultbolag var överens om att det inte var snölasten ensam som orsakade haveriet, utan att takåsarna saknade tillräcklig stagning. Snöbelastningen var den aktuella olycksdagen långt under det byggnaden var dimensionerad för.

Men säg det dåliga som inte för något gott med sig Kommunen beslöt sig för att bygga upp ishallen, totalrenovera både isproduktion och ispist (isbanan) och samtidigt använda koldioxid i både kylmaskinskretsen och isbanan. Anläggningen är den första i Europa i sitt slag.

koldioxidDet går åt en del koldioxid i Gimo ishall. Endast ett fåtal anläggningar i världen har samma kyllösning. Foto: Mark Kretz.

Den nyrenoverade ishallen, till en slutkostnad på 28 miljoner kronor, har blivit något av ett dragplåster för beslutsfattare. Tidigare har koldioxid endast använts i ishallarnas pister, något som det finns exempel på bland annat i Katrineholm, som var först i Sverige med koldioxid i pisten. Internationellt är koldioxid i ispisten en etablerad teknisk lösning i ishallar, i kombination med ammoniakkylmaskiner.

Ishallen i Gimo har, liksom den i Katrineholm, en ispist med kopparrörsslingor vilket ger en lägre installationskostnad, eftersom det är enklare att hantera. Med stålrör får man ta in specialister, enligt Jörgen Rogstam, Energi & Kylanalys AB, som projekterat kyllösningen i Gimo.

- Koldioxidanvändning för kyla är störst inom butikskylområdet. Inom ishallsområdet finns ett 50-tal anläggningar över hela världen, omkring 40 av dessa är en kombination av ammoniak i kylmaskinen och koldioxid i ispisten, säger han.

ishall

På ytan ser Gimo ishall ut som alla andra. Men under isen döljer sig en koldioxidbaserad kyllösning som väckt stor uppmärksamhet. Foto Mattias Nyström, Östhammars kommun

Koldioxid har flera fördelar framför traditionella köldbärare enligt Jörgen Rogstam, bland annat att koldioxiden är mer lättflytande och snabbare kan distribuera kyla. Det minskar energiåtgången i form av pumpenergi. Mätningar han utfört visar att omkring 20 procent av energianvändningen i en traditionell ishalls kylsystem härrör till kringutrustning som fläktar och pumpar.

I Gimo har man tagit koldioxidanvändningen ett steg till, eftersom den används i både kylmaskin och som köldbärare. Genom lägre tryckfall kan pumpeffekten för att distribuera kyla minskas från cirka 5 kW till 500 W, vilket gjort att andelen elenergi till kringutrustningen I Gimo beräknas bli endast två till tre procent.

Den värme som kylsystemet avger används direkt i värmesystemet eller lagras i ett borrhålslager med fem hål. Värmen produceras av samma maskiner som skapar kylan till isen.

- En effekt av att använda koldioxid även i kylkretsen är att vi får upp temperaturnivåerna, vilket ger värme som kan återanvändas mer effektivt, konstaterar Jörgen Rogstam.

- Vi får en underkylningseffekt  av geoenergilagret som ger högre COP sommartid tack vare att vi använder koldioxiden i kylprocessen.

Värmeåtervinningen sker i tre temperaturnivåer, där den varmaste (50 till 70 °C) går direkt ut på varmvattencirkulationen och till avfuktningen. Mellannivån (30 till 50 °C) används för ventilations- och radiatorsystem. Varmvattnet med den lägsta temperaturen (10 till 30 °C) används till att förvärma vatten och skulle kunna användas till en så kallad smältgrop, i vilken bortskrapad is smälts för att sedan föras bort med dagvattenledningen. Någon smältgrop finns dock inte i Gimoanläggningen.

Sista nivån i värmeanvändningen går till ispisten, vilken kan arbeta med en relativt låg temperatur. Då borrhålslagret är fullt och värmen inte behövs kommer den att avges via en så kallad gaskylare på taket.

All värmedistributionsutrustning, som ventilationsaggregatet och radiatorerna, är kopplade på samma krets organiserade efter vilken temperaturnivå de behöver. På så sätt utnyttjas den tillgängliga temperaturnivån på bästa sätt.

Innan om- och nybyggnaden låg Gimo Ishall på ett riksgenomsnitt för svenska ishallars energianvändning, i Gimos fall omkring 850 MWh el och 100 MWh värme per år. Efter om- och nybyggnad är den förväntade energianvändningen nere i cirka 350 MWh.

Det finns faktiskt en koppling mellan Gimo och koldioxidkyla i butiker – de kylmaskiner man har i Gimo är desamma som används i de flesta nybyggda livsmedelsbutiker, vilket gör att den använda tekniken är väl utprovad, enligt Jörgen Rogstam.

Mark Kretz, Energi & Miljö nr 1-2 2015, sidan 32-33