3.6 optimalizace spotřeby energie / manuál IIHF

Spotřeba energie chladící jednotkou závisí na tepelném zatížení ledu. Vyzařování od stropu bývá všeobecně největší složkou tohoto tepelného zatížení. Mezi další složky patří: konvekční přenos tepla v důsledku teploty vzduchu na stadiónu, osvětlení, údržba ledu, teplota země, vlhkost, která kondenzuje ze vzduchu a dopadá na ledovou plochu a práce, která je vykonávána v důsledku čerpání média systémem chladících trubek (= teplo vznikající v důsledku této práce).

Množství tepla vyzářeného směrem k ledu se dá řídit (omezovat) prostřednictvím teplot stropu a ledové plochy a prostřednictvím faktoru úměrnosti, který se nazývá emisní faktor. Materiály, které představují dokonalé zářiče tepla by měly emisivitu o hodnotě 1, zatímco materiály, které nevyzařují žádné teplo by měly emisivitu o hodnotě 0. U nových zařízení může použití materiálů o nízké emisivitě na povrchu stropu snížit vyzařování stropem. Většina stavebních materiálů má emisní hodnotu okolo 0,9. Nejběžnějším materiálem s nízkou emisivitou používaným u zimních stadionů je hliníková fólie. Je to nízká emisivita (dosahující hodnot až 0,05) hliníkové fólie, která je obrácena směrem k ledu, co činí tento systém tak účinným. Navíc, povrch s nízkou emisivitou snižuje požadavky na otop a zlepšuje podmínky osvětlení kluziště.

 

Teploty vzduchu na stadionu ovlivňují významně jak spotřebu elektřiny chladící jednotkou tak potřebu energie k ohřevu. Čím vyšší je teplota vzduchu, tím je teplejší strop, což zvyšuje vyzařování stropem a rovněž zatížení ledu konvekcí tepla. Toto konvekční zatížení je úměrné teplotnímu rozdílu mezi teplotou vzduchu a teplotou ledové plochy a rovněž závisí na rychlosti proudění vzduchu nad ledem. Nejúčinnějším způsobem, jak snížit zatížení ledu konvekcí tepla je udržovat teplotu ledu na nejvyšší možné hodnotě a teplotu vzduchu na nejnižší možné hodnotě.

Dalšími provozními parametry, kromě teploty vzduchu na stadionu, které ovlivňují spotřebu elektřiny kompresorem a spotřebu energie na otop jsou teplota ledu a tloušťka ledu. Zvýšení teploty ledu o 1°C  přináší úspory ve spotřebě elektřiny o hodnotě 40-60 MWh a úsporu 70-90 MWh na otop ročně – při celoročním provozu. Tloušťka ledu má tendenci se zvětšovat při používání. Zvětšení tloušťky ledu sebou přináší vyšší spotřebu elektřiny chladící jednotkou a činí údržbu ledu obtížnější. Doporučovaná tloušťka ledu je asi 3 cm. Aby se zachovala optimální tloušťka, musí být tloušťka ledu kontrolována každý týden.


Obnova ledové plochy  vedle   stropní radiace a konvekce  je jednou z příčin největších tepelných ztrát..Tato ztráta vyvolaná  úpravou ledové vrstvy vodou o teplotě  30-60 °C v množství 0,4 až 0,8 m3 pro jednu operaci může se podílet až 15 % z celkového chladícího výkonu.  Menší objem vody a nižší teplota mohou snížit provozní náklady za elektrickou energii a náklady za ohřev vody.
 

Vlhkost ve  vzduchu nad ledovou plochou má tendenci  kondenzovat na povrchu ledové plochy.Tento fenomén je hlavně závislý na teplotě a vlhkosti venkovního vzduchu a je možno jej odstranit  odvlhčením vzduchu uvnitř haly.Z hlediska spotřeby energie kondenzace  není tak důležitý problém, který se může vyskytovat  v případě tvorby mlhy anebo deště skapávající ze stropu.Problém vlhkosti je však nutno brát vážně s ohledem na možné škody v konstrukci haly.
Osvětlení vytváří sálavé teplo směrované na led a velikost je závislá na světelné účinnosti lamp.
Tepelné ztráty do  podloží se nepodílejí významně na  tepelných ztrátách a lze je eliminovat účinnou izolaci mezi zeminou a  chladícími trubkami..
Systém čerpadel zatěžuje chladící systém v důsledku tření v chladících trubkách a odpařováku. Práce čerpadel je ovlivněna  studeným materiálem a hydraulických podmínkách v síti a na dimenzi a materiálu trubek v síti a odpařováku.

Obr. 19 porovnávané stadiony: Helsinky (Finsko), Mnichov (Německo) Miami (USA)
Obrázek