Iskallt med koldioxid i ishallar

Koldioxid som köldmedium är idag utbredd inom butikskyla. Men i ishallar har koldioxiden svårt att vinna terräng, i konkurrens med konventionell kyla. Detta trots att ekonomin verkar rimlig, och att tekniken lämnat utvecklingsstadiet.

Alternativen till traditionell kyla av ishallar har svårt att hävda sig. Ännu finns bara tre svenska ishallar med koldioxid som köldbärare. Tekniken absorptionskyla har ännu bara tillämpats i två svenska hallar.

Koldioxiden som köldbärare hade premiär i Katrineholms nya ishall 2006. Drivande bakom denna nya kyltillämpning var Sveriges Energi-och Kylcentrum – som tidigare fanns i Katrineholm – under ledning av Jörgen Rogstam. Koldioxiden valdes då den har flera goda egenskaper, bland annat krävs liten mängd pumpenergi för att driva runt köldbäraren i ishallens långa rör. Dessutom kan man hålla högre förångningstemperatur i kylanläggningen, vilket spar el. Man utvecklade även en rörteknik med koppar.

Fyra till tio års återbetalning
Sammanlagt beräknades detta spara 150 MWh el per år (räknat på tio månaders drifttid) på en ishockeyrink, vilket innebär en besparing på 10 till 15 procent jämfört med en konventionell anläggning.
– Dåvarande referens (2004) var utan kapacitetsreglerade pumpar, vilket är vanligare i dag. I en beräkning från 2010 räknar jag med 97 MWh i årlig besparing, uppger Jörgen Rogstam, som finns på Energi & Kylanalys som är inriktat på tjänster och utredningar inom kyltillämpningar.
Med hänsyn till den större investeringen för koldioxidsystemet blir återbetalningstiden cirka fyra till tio år (med tio månaders drift per år) beroende på antaganden, uppger Jörgen Rogstam.

Finns på tre ställen
Men koldioxiden har inte blivit någon jättehit för att distribuera kylan i ishallarna.
– Frammarschen är långsam. I Sverige har den tillkommit vid Tingvalla i Karlstad och Göransson Arena i Sandviken, berättar Jörgen Rogstam. Några isanläggningar med koldioxid har byggts i Norge, Japan och Ryssland. I Kanada finns två, och ytterligare tre är på gång.

Utvecklingen i Kanada oroar Rogstam.
– Jag är rädd att kanadensarna kör ifrån oss. De lanserar nu nästa generation koldioxidkyla, säger han.

De tre svenska systemen är byggda efter principen kaskadsystem, som använder ammoniak som köldmedium, och koldioxid som köldbärare. I Kanada har man gått vidare mot att utveckla transkritiska system som enbart använder koldioxid, och därför är enklare och billigare att konstruera.
– Transkritiska system blir energieffektivare på grund av goda värmeåtervinningsmöjligheter, tillägger han.

Han ser flera förklaringar till Kanadas försprång:
– Med 2 500 ishallar har Kanada underlag för att utveckla tekniken. Många anläggningar har haft R22 fram till i dag, och då är det lättare att ta steget till transkritisk koldioxid. Dessutom har Kanada rigida regler kring ammoniak, det krävs separata maskinrum.

I Sverige är det svårt att övertyga om koldioxid, och än svårare att övertyga om transkritisk koldioxid. Nästan alla nya ishallar har fått traditionell teknik med ammoniak som köldmedium och saltlösning som köldbärare. Koldioxidens svårigheter ser Jörgen Rogstam främst som en brist på kunskap.
– Det finns flera aktörer som kan bygga för koldioxid, men när konsulter som föreskriver och beställarna inte förstår tekniken fullt ut, så blir det inget. Jag tror det mycket är en informationsfråga.

Svårt att beräkna
Men Jörgen Rogstam tillstår också att en del beställare tycker att koldioxidtekniken är lite för dyr i investeringen. Att den inte sparar tillräckligt mycket el för att motivera merkostnaden.
– En återbetalningstid på fem till tio år anser många hallägare är för lång tid. Lite märkligt då många ägare är kommuner, som borde vara långsiktiga.
En besvärande omständighet kring ekonomin och återbetalningstiden, medger han, är svårigheten att exakt beräkna livscykelkostnaderna.
– Det är värmeåtervinningen som är svår att sätta siffror på. Men det går att beräkna om man lägger ned möda, hävdar han.

Jörgen Rogstam tror att ordentliga utvärderingar ska kunna övertyga. Han kan berätta att en student vid KTH energiteknik nyligen dragit igång ett exjobb som ska ge siffror så koldioxidens ekonomi kan jämföras med traditionella system.

Några svårknäckta utmaningar inom tekniken finns inte. Jörgen Rogstam framhåller att i princip all ny butikskyla byggs med koldioxid, då det är effektivare. Teknikutvecklingen handlar om att förfina systemens delkomponenter, som kompressorer och värmeväxlare.

Magnus Rehnby, expert på kyla vid konsultfirman Bengt Dahlgren AB, ger en liknande bild:
– Jag ser inte några tekniska invändningar mot koldioxiden. I livsmedelsbutiker har vi använt kaskadsystem med koldioxid sedan nittiotalet, och bygger nu regelmässigt transkritiska system i större butiker. Men det kan finnas en viss okunskap i branschen bland installatörer, beställare och konsulter.

Nöjd användare
Göransson Arena i Sandviken har tre säsonger med koldioxid-teknik bakom sig. Teknikchefen Patrik Höglenius tycks nöjd:
– Vi har legat aningen under de kalkylerade elanvändningen. Nu tittar vi på att kunna spara mer el, det ser ut som om en av pumparna för koldioxiden kan stängas av.

Patrik Höglenius anser att tekniken har levt upp till förväntningarna:
– Det har fungerat som tänkt. Våra ismakare är nöjda, de tycker det är bra bett i isläggningen, säger han.

Absorptionskyla är också en tänkbar kylteknik för ishallar, men bara under speciella omständigheter. Det krävs tillgång till mycket billig överskottsvärme, eftersom värmefaktorn på denna typ av kylmaskiner är förhållandevis låg. I Sverige finns sådana i Halmstad och i Slite.
–  Absorptionskyla för ishallar fungerar bara i väldigt få sammanhang, det krävs i princip gratis värme. Och det är få aktörer som vill skänka bort sin spillvärme, konstaterar Jörgen Rogestam.

Björn Åslund, Energi & Miljö nr 4/12 sid 40-41

• FAKTA Transkritiska system
  Transkritiska kylsystem arbetar med arbetstryck som är högre än köldmediet koldioxidens kritiska tryck. Köldmediet kyls ned vid konstant tryck med hjälp av luft eller kylmedel och avger värme till omgivningen genom en gaskylare. Dessa system ger bättre möjligheter till värmeåtervinning än kaskadsystem som finns i tre svenska ishallar.