Ishall i Bugårdsparken Kuldeystem

Transkript

1 Ishall i Bugårdsparken Kuldeystem Dagens utendørs kunstisflate i Bugårdsparken skal overbygges med hall slik at det blir en innendørs isflate. Banedekket er i god forfatning med konstruksjon og oppbygging som er egnet for videre bruk. Det samme er kuldeanlegget som ble installert i Her vil det riktignok være behov for visse tilpasninger og påbygninger slik at det hele blir bedre tilpasset de driftsbehov og muligheter som en ishall krever. Bestående bygningsmasse (maskinrom, servicerom, sosiale rom) skal også beholdes. 1. Eksisterende banedekke og kuldesystem Banedekkets konstruksjon er konstruert og utført på tilfredsstillende måte. Under banedekket ligger undervarmerør i et bærelag av grov sand. Over dette er et isolasjonslag på 80 mm. Over dette er det en armert betongflate med innstøpte kjølerør. Rørene er PE-plastrør med dimensjon 25x2 mm med avstand på 100 mm. Rørene er festet til et underliggende hovedarmeringsnett. Over rørene er det et lettnett. Tykkelsen på betongflaten er ca 120 mm og betongtykkelse over rørne er ca 40 mm. Det er strenge krav til planhet i et isbanedekke. Slike krav ble oppfylt for banedekket i Bugårdsparken. Det har heller ikke vært rapportert om setninger, deformasjoner eller spesielle sprekker i betongdekket. Banedekket kjøles ved at nedkjølt saltlake (klorkalsium/vannblanding) sirkulerer i banerørene. Banerørene er lagt som U-rørssløyfer i banens lengderetning. I kortenden mot servicebygget er det en rørkulvert med fordelingsstokker (tur/retur) hvor U-rørssløyfene er tilkoblet. Her fordeles saltlaken jevnt til alle rørsløyfene slik at kjøleeffekten blir lik i hele banedekket. Forbindelsesrørene (tur/retur) mellom fordelingsstokker og maskinrommet er lagt i en kulvert. I maskinrommet er det to nesten like kuldeaggregater, sirkulasjonspumper og annet hjelpeutstyr. Her er også dagens varmesystem for undervarme og oppvarming av tappevann plassert. Samlet kuldeytelse slik at aggregatene benyttes i dag er 321 kw ( kw). Så stor kuldeytelse benyttes sjelden. Når isen er lagt og det ikke er for høy utetemperatur, så vil det være nok med kun ett av aggregatene i drift, og i perioder med nedregulert ytelse. Mesteparten av den varme som kuldeaggregatene avgir ledes bort med uteluften i to luftkjølere som er plassert utendørs. Det er en egen glykolkrets mellom kuldeaggregatene de to tørrkjølerne. I samme krets inngår også en varmeveksler med kapasitet på 18 kw som avgir varme til undervarmesystemet. Hvert kuldeaggregat har i tillegg varmegjenvinningsveksler i trykkgassen. Hvert aggregat kan avgi ca 30 kw ved full ytelse. Denne varmeeffekten utnyttes til vannoppvarming. 1

2 Både banedekket og kuldesystem er generelt i god forfatning og egnet til videre bruk. Imidlertid må det gjøres visse modifiseringer for bedre tilpasning og utnyttelse ved etablering av halloverbygning. 2. Omgjøringer og utfordringer ved fortsatt bruk til ishall 2.1 Kuldemedium Kuldekretsen i hvert aggregat benytter kuldemedium R404A eller R507 (likeverdige kuldemedier som gir samme tekniske data for kuldeaggregatene). Begge disse kuldemediene er regulerte medier innenfor F-gass direktivet. Dette gjelder for drivhusgasser, og dessverre har R404A/R507 meget høy såkalt GWP-faktor (gassens drivhuspåvirkning i forhold til CO2). F-gass forskriften tillater ikke bruk av de nevnte mediene i nye anlegg fra Så er det lagt opp til en utfasing for medier i eksisterende anlegg. Det vil skje gradvis og i økende grad spesielt utover fra Det er således egentlig ingen grunn til å gjøre noen endringer eller tiltak utover det å gjøre det man kan for å holde kuldekretsen i hvert aggregat tett slik at medium ikke lekker ut. Det er man egentlig lovpålagt å gjøre gjennom F-gass forskriften. Kommer man i den situasjon at det oppstår knapphet eller andre restriksjoner som gjør at behov for etterfylling ikke kan gjøres med R404A/R507, så finnes det erstatningsmedier man kan benytte i det eksisterende utstyret dog med det resultat at effekten av aggregatene blir noe dårligere. Vår konklusjon er at man fortsetter med det kuldemedium man har. Om noen år, 5 år eller mer, vil kanskje behovet være til stede for å gjøre visse fornyelser av utstyret. Da kan man tilpasse dette til bedre egnet kuldemedium. 2.2 Dagens kuldeaggregat, kapasitetstilpasning Stort sett vil det være kuldebehov i ishallen som kan dekkes med drift av kun av ett kuldeaggregat. Og i slik brukstid vil dette aggregatet gå med nedregulert ytelse. Det ene aggregatet har mulighet for god kapasitetstilpasning siden kompressormotoren har frekvensomformer som muliggjør turtallsregulering. Det andre aggregatet har ikke dette og reguleres i trinn. Det er en energimessig dårlig reguleringsmetode. Det foreslås derfor at også dette aggregatet utstyres med frekvensomformer. Av hensyn til utnyttelse av overskuddsvarme (se senere) vil kompressorene arbeide med høyere kondenseringstrykk enn det man kjører aggregatene på i dag. Glykolkretsen mellom aggregatene og luftkjølerne skal fortsatt benyttes, men det er behov for å ha en høyere temperatur i glykolkretsen. Kompressorenes høyere kondenseringstrykk vil redusere aggregatene kuldeytelse noe, men det er ikke kritisk for de behov man får i ishallen. 2

3 Vi tror også at det må påregnes noen omgjøringer eller tilleggsinstallasjoner for kuldeanlegget siden dette nå skal inngå i et mer utvidet energi- og oppvarmingssystem. Vår konklusjon er at kuldeaggregatene i hovedsak kan benyttes videre til ishallen. Noen tilleggsinstallasjoner og modifiseringer er nødvendige. Men det er ikke omfattende eller spesielt kostbart. 2.3 Ombygging og utvidelse av varmesystem Dagens systemløsning utnytter relativt lite av all varmen kuldeaggregatene avgir. Det kommer i hovedsak at man ikke har så store varmebehov utover undervarme i deler av issesongen og til oppvarming av vann til isprepareringen. Ved ombygging til ishall vil varmebehovet bli mye større og man må gjøre tiltak i kulde- /varmesentralen slik at mesteparten kan dekkes med gjenvunnet varme fra kjøleaggregatene. Selve ishallen vil sannsynligvis varmes opp i en kombinasjon av ventilasjonsanlegg og radiatorer/konvektorer, i oppholdsrom, garderober og dusjer benyttes gulvvarme eller radiatorer. Tappevannsbehovet vil øke både på grunn av garderobedelen men også fordi antall isprepareringer vil øke vesentlig. Lengre issesong gjør at undervarmesystemet må tilføre grunnen mer varme for å sikre telefrie masser under isbanen. Det er ikke alltid vanlig men alltid sterkt ønskelig at ishallen utstyres med en smeltegrop der avskrap fra isen dumpes av isprepareringsmaskinen. Smeltingen krever relativt mye varmeenergi og man må i så fall få lagt til rette for at mest mulig av varmeenrgien kommer fra kjøleaggregatene. Varmesystemet må være vannbårent, og det må legges til grunn lave tur-/returtemperaturer. Kuldeaggregatene vil kunne produsere varmt vann med maksimum 35 o C utgående vanntemperatur. De fleste varmeforbruksstedene kan utnytte denne temperaturen mesteparten av fyringsperioden. Men denne temperaturen er ikke høy nok til å dekke behovet for dusjvann og vann til isprepareringen (ca 60 o C). Kuldeaggregatene har riktignok overhetingsvarmevekslere som under gitte forhold nesten kan klare dette (55-60 o C). Men når dette ikke er tilstrekkelig, så må man benytte annen oppvarmingskilde (el-kjele, fjernvarme, eventuelt en egen varmepumpe). Alt dette medfører at dagens systemløsning må gjøres om og blir langt mer omfattende enn dagens. For det første må glykolkretsen bygges om til å være ny sentralvarmekrets. Det betyr at man må anvende glykol i ventilasjonsbatterier (egentlig en fordel i denne type anlegg), gulvvarmekurser og radiatorer/konvektorer. Denne kretsen utetemperaturkompenseres og vil arbeide innefor en temperatur på 30 til 35 o C. Det må også monteres en 3-veis shuntventil for bedre regulering av temperaturnivået i glykolkretsen og for dumping av overskuddsvarme i de perioder denne ikke kan utnyttes i varmesystemet. I de perioder hvor varmebehovet er større enn det som kuldeaggregatene avgir og for oppvarming/ettervarming av vann til dusj og ispreparering, må benyttes spisslast/reservelast. Her 3

4 benyttes enten fjernvarme eller el-kjel. Dette varmer en ren vannkrets som varmeveksler mot glykolkretsen og beredertanker for vannoppvarming (flere måter å gjøre dette på). Bruk av tilleggsvarme er avhengig av klimatiske forhold og hvilke temperaturer man har forskjellige steder i hallen. Velger man stor grad av kald hall, er behovet for tilleggsvarme utover vannoppvarmingen kanskje begrenset til dager hvor utetemperaturen er lavere enn -4/5 o C. Vår konklusjon er at det ligger relativt godt til rette for å benytte dagens kuldeaggregater til å dekke mesteparten av ishallens oppvarmingsbehov. Det krever noen omgjøringer og utvidelse av varmesystemet dimensjonert for lavt temperaturnivå i varmevekslere (ventilasjonsbatterier, radiatorer og konvektorer). Det må installeres tilleggsvarme for å dekke varmebehovet på kalde dager. I forbindelse med kunstisbaner påpekes det ofte at overskuddsvarme fra kuldeanlegget kan utnyttes til diverse oppvarmingsformål. I perioder med stort kuldebehov avgis ganske store varmemengder. Dette er i utgangspunktet riktig. Men det hele må ses i sammenheng med hvordan denne varmeavgivelsen varierer med klimatiske forhold og hva slag kunstisbane det er. I Bugårdsparken skal det nå etableres en ishall. For en ishall av denne type vil det kun avgis overskuddsvarme i perioder fra oppstart av hallen (medio august) og i en måned eller to. Så vil hallen egentlig ha behov for mesteparten av overskuddsvarmen til å dekke sine egne oppvarmingsbehov. Endog på de kalde vinterdagene vil det som nevnt være behov for tilleggsvarme. På vårparten i ca en måned (stenger hallen i april) vil det igjen være noe overskuddsvarme å utnytte. Konklusjonen er at overskuddsvarme fra den type ishall som nå skal bygges i Bugårdsparken ikke har nevneverdig med overskuddsvarme å avgi til andre oppvarmingsformål enn seg selv. Har man nærliggende oppvarmingsbehov på vårparten og utover ettersommeren og tidlig høst, så kan man vurdere om det kan være regningssvarende å legge til rette for gjenvinning. Som regel blir investeringene for store i forhold til gevinsten. 2.4 Fjernvarme som spisslast Som nevnt må det installeres en eller annen form for tilleggsvarme i energisentralen. Vi har forstått at det er fjernvarmedekning i området. Det er da fristende å tilknytte seg dette. Vi kjenner ikke kostnader og betingelser for dette. Men som det er redegjort for ovenfor, så er behovet for varmeenergi i form av spisslast lite mens effektbehovet en kald vinterdag er relativt høyt. Vår erfaring er da, hvis fjernvarmeselskapet er bevisst denne problemstillingen, at tilknytningsavgiften settes (urimelig) høyt. Slikt sett tror vi at det greieste og sannsynligvis det billigste vil være å anvende en el-kjel. 4

5 2.5 Egen varmepumpe for spisslast og vannoppvarming Det kan også tenkes installert en egen varmepumpe. Det mener vi blir feil. Behovet for tilleggsvarme er størst når utetemperaturen er lav. Da vil varmepumpen ha dårligst effekt. Ved høyere utetemperaturer blir den uforholdsmessig for stor, og i særdeleshet når den kun skal varme vann til dusjer og ispreparering. Utnyttelsen blir for liten og totaløkonomien for dårlig. Vi holder på at det installeres en passende el-kjel. 3. Grensesnitt mot ishall Sannsynligvis legges ombygging i kulde-/varmesentral ut som egen entreprise. Prosjektering og installasjon av varmesystem i ishallen tas muligens med i totalentreprisen. Her er det viktig at man legger til grunn de betraktninger som er gjort i dette notatet, og at man strengt forholder seg til de temperaturnivåene som er nevnt. Her er det ingenting å gå på. Viser det seg at varmeanlegget i praksis har behov for noen grader høyere temperatur (maks 35 o C), så har man svært begrenset mulighet for å utnytte varme fra kuldeaggregatene. Det ville vært katastrofalt. Banedekket blir som før. Det samme gjelder kulverter til/fra banen. Men det var snakk om å redusere bredden på ishockeybanen med noen meter (fra 30 til m, men kjenner ikke status for dette). Dersom bredden reduseres, må kjølerørssløyfer i denne del av banedekke avblindes. Videre bør/må det etableres en temperaturfuge med isolasjon mellom den kalde del av eksisterende betongflate og den del som ikke lengre utgjør en del av isflaten. Endret størrelse (og form) på banedekket krever også det gjøres nye fester for vantet. Her må det tas nødvendige forholdsregler slik at ikke underliggende kjølerør beskadiges. De to luftkjølerne som i dag avgir varmen fra kuldeaggregatene er plassert på bakkenivå. De må flyttes da de okkuperer arealet hvor den nye hallbygningen kommer. Det beste er å flytte luftkjølerne opp til egnet sted på ett eller annet tak. Plasseringen bør være så nærme kuldesentralen som mulig. Totalentreprenøren må avsette egnet plass og løfte luftkjølerne på plass. Rørlegger sørger for frakobling og etablering av nytt røropplegg. Det er også behov for frakobling av lektrisk opplegg og reetablering av dette. NB. Vi kjenner ikke alle detaljer for selve banedekket. Således vet vi heller ikke hvilken bæreevne dette har i form av punktlaster, flatetrykk osv. Det må avklares siden vi tror at totalentreprenøren vil benytte banedekket til forskjellige aktiviteter under byggeperioden. 8.oktober 2015 Helge Lunde Thermoconsult AS 5