Chladenie ľadu na hokejových štadiónoch predstavuje komplexný proces, ktorý si vyžaduje spoľahlivé a efektívne technológie. V súčasnosti sa kladie čoraz väčší dôraz na ekologickú stránku prevádzky štadiónov, čo vedie k inováciám v oblasti chladenia. Cieľom je minimalizovať dopad na životné prostredie a zároveň zabezpečiť optimálne podmienky pre hokejistov a divákov.
Modernizácia chladenia na zimných štadiónoch
Mesto Sabinov realizuje rozsiahlu modernizáciu chladenia na svojom zimnom štadióne. V rámci projektu, ktorý získal dotáciu z Fondu na podporu športu vo výške 560-tisíc eur, dôjde k výmene pôvodnej technológie z 90. rokov. Nová technológia bude mať zníženú energetickú náročnosť a menšiu náplň chladiva. Projekt zahŕňa aj využitie odpadového tepla, ktoré doposiaľ nebolo využívané. Firma už vykonala demontážne práce pôvodnej technológie chladenia a stavebné úpravy v strojovni, kde pribudli nové omietky a nová betónová podlaha. V objekte zimného štadióna položili prvú vrstvu podložia - betónovú dosku, vrátane rozvodov pre temperovanie podložia. Nasledujú ďalšie vrstvy až po finálnu technologickú dosku chladenia. Samospráva dokázala pri verejnom obstarávaní ušetriť finančné prostriedky oproti pôvodne schválenému úveru.
Podobný krok realizuje aj mesto Poprad, kde prebieha rekonštrukcia ľadovej plochy a výmena technológie chladenia. Dôvodom rekonštrukcie je vážne poškodenie pôvodnej ľadovej plochy. Doterajší systém nepriameho chladenia nahradí po novom priame chladenie čpavkom. Tento systém by mal byť finančne výhodnejší, pretože náklady na chladenie by mali byť nižšie o 40 percent. Nový spôsob chladenia zníži energetické náklady, ďalšia úspora nastane vďaka použitiu tepelného čerpadla, ktoré využije zvyškové teplo na ohrev teplej vody a kúrenie v šatniach a kanceláriách. V strojovni boli nainštalované dva kompresory tak, aby bola možnosť doplniť ich o tretí pre potrebu novej tréningovej hokejovej haly, ktorá by sa mala začať stavať v septembri. Jeden kompresor by mal zvládnuť chladenie aj v letných mesiacoch, takže ľad by od budúcej sezóny mohol byť na popradskom štadióne po celý rok. Náklady na rekonštrukciu predstavujú v súhrne viac ako 850.000 eur.
Vývoj chladiacich systémov: Od freónov k CO2
História chladenia siaha až na začiatok 20. storočia. Spočiatku sa používali chladiace zmesi na báze chlor-fluorovaných uhľovodíkov (CFC) a hydrochlor-fluorovaných uhľovodíkov (HCFC), známe ako freóny. V 80. rokoch sa však zistilo, že freóny sú hlavnou príčinou vzniku ozónových dier. Neskôr sa začali používať hydro-fluoro uhľovodíky (HFC), ktoré však mali mimoriadne vysoký potenciál globálneho otepľovania (GWP). Ich používanie tak postupne nahradzujú prírodné chladivá na báze hydrouhľovodíkov (napr. etán, propán, etylén, propylén, izobután a pod.), ktoré majú nulový ODP a neporovnateľne nižší GWP.
Amoniak ako tradičné chladivo
Amoniak (chladivo R717) je účinný a spoľahlivý spôsob chladenia, ktorý patrí tiež k prírodným chladivám a má dokonca nulový ODP aj GWP. Používa sa predovšetkým v priemyselných chladiacich systémoch, vrátane hokejových hál. Pri výrobe ľadu na športoviskách je jeho používanie dominantné až dodnes. Okrem vysokej účinnosti v širokom teplotnom spektre je jeho výhodou nízka cena. Má však zásadné nevýhody v podobe toxicity, zápachu a určitej miery horľavosti. Jeho aplikácia tak musí podliehať prísnym reguláciám a bezpečnostným kontrolám, obzvlášť pri jeho používaní v husto obývaných oblastiach, čo do určitej miery sťažuje prevádzku systémov využívajúcich amoniak.
Prečítajte si tiež: Montáž výstuže pre stropné chladenie
Oxid uhličitý (CO2) ako moderná alternatíva
Oxid uhličitý (CO2) má nulový potenciál poškodzovania ozónovej vrstvy a ultranízky potenciál globálneho otepľovania (GWP rovný 1), vďaka čomu sa stal akceptovanou novou alternatívou. V porovnaní s amoniakom navyše nie je toxický ani horľavý a vykazuje minimálne riziko úniku. Pri použití s väčšinou materiálov tiež nespôsobuje koróziu. V porovnaní s amoniakom pracujú chladiace systémy na báze CO2 (chladivo R744) pri podstatne vyšších tlakoch, čo si vyžaduje príslušné technické vybavenie a zaškolený personál.
Energetická efektivita a spätné využitie tepla
Prevádzkovatelia hokejových hál postupne inklinujú k chladivu R744 kvôli energetickej efektivite, ktorú možno dosiahnuť pri celkovej prevádzke zimného štadióna. Vďaka spätnému využitiu odpadového tepla, ktoré systém produkuje, sa prevádzkovateľom podarilo zredukovať spotrebu energie o 50 % až 60 %. Chladiaci systém na báze CO2 je lepšou alternatívou pre zimné štadióny z hľadiska spätného využitia tepla, keďže je z neho k dispozícii oveľa viac tepla pri vyšších teplotách. Napríklad pri teplote 35 °C sa dá zo systému na báze amoniaku spätne spotrebovať iba 20 % tepla. V prípade systému na báze CO2 je však možné pri rovnakej teplote spätne využiť až 60 % tepla.
Skúsenosti zo sveta: Kanada a Fínsko
V Kanade bol nainštalovaný vôbec prvý 100 % CO2 chladiaci systém v hokejovej hale na svete (Marcel Dutil Arena v Quebeku). V roku 2015 sa v Quebeku realizovala rekonštrukcia haly Dollard-des-Ormeaux Civic Center. Jej prevádzka tiež poukázala na výhody systému CO2 v porovnaní s amoniakom. Vzhľadom na to, že CO2 systém funguje pri vysokých tlakoch a tým aj teplotách, je možné odpadové teplo spätne využiť vo vysokoteplotnom vodnom okruhu (71 °C až 82 °C). CO2 môže tiež cirkulovať priamo v budove, na rozdiel od amoniaku, ktorý je príliš toxický. Vysoký prevádzkový tlak CO2 systému tiež znamená, že sa dokáže ľahko distribuovať. Všetky tieto parametre umožnili spätné využitie zvyškového tepla na vykurovanie tribún, šatní hráčov, priestorov korčuliarskych hál a plavárne, i na ohrev teplej vody v celej budove, vrátane bazéna.
V roku 2022 bude hostiteľom hokejových MS fínske mesto Tampere, kde sa buduje nová aréna pre 15-tisíc divákov. Organizátori uvádzajú, že pôjde o historicky prvé dejisko šampionátu s udržateľným certifikátom. K tomuto atribútu prispelo aj použitie chladiaceho systému na báze CO2, ktorý by mal prispieť k ekologickej a energeticky efektívnej prevádzke haly.
Priamy vs. nepriamy CO2 systém
V prípade CO2 chladiacich systémov je potrebné rozlišovať dva typy - priamy a nepriamy. Priamy systém distribuuje vysokotlakovú CO2 kvapalinu priamo do chladiaceho potrubia na ľadovej ploche. Nepriamy systém využíva CO2 iba na výrobu chladu, ale na jeho distribúciu do chladiaceho potrubia sa používa iná zmes, väčšinou v podobe glykolu alebo soľného roztoku. Na základe skúseností je priamy systém o niečo efektívnejší, ale tiež drahší. Nepriamy systém sa dobre hodí aj na renovácie zimných štadiónov, keďže môže využiť už nainštalované chladiace potrubie na hracej ploche. Tým sa dokáže znížiť aj výsledná cena jeho inštalácie. Náklady na inštaláciu priameho CO2 chladiaceho systému sa pohybujú na úrovni 380.000 eur (290.000 eur za chladiacu jednotku a 90.000 eur za inštaláciu nového medeného chladiaceho potrubia na ľadovej ploche). Cena nepriameho systému je 275.000 eur (220.000 eur chladiaca jednotka a 55.000 eur inštalácia nového plastového chladiaceho potrubia na ľadovej ploche). Moderné, riadne nainštalované CO2 systémy už dokážu dobre fungovať aj v teplých klimatických podmienkach a ich efektivita je porovnateľná so systémami na báze amoniaku. Zároveň potvrdil jeho vynikajúce vlastnosti z hľadiska spätného využitia odpadového tepla. V prípade prechodu zo starého systému chladenia na CO2 systém vyžaduje technológia priameho systému rovnaké množstvo priestoru, takže je relatívne ľahko vymeniteľná. Priestorové požiadavky nepriameho CO2 systému sú dokonca o polovicu menšie.
Prečítajte si tiež: O chladení, vysušovaní a filtrácii vzduchu
Príspevok zimných štadiónov k uhlíkovej neutralite
Európska únia (EÚ) schválila záväzok znížiť svoje uhlíkové emisie do roku 2030 o 55 % (v porovnaní s rokom 1990). V roku 2050 chce pritom EÚ dosiahnuť úplnú uhlíkovú neutralitu. Ekologická a energeticky efektívna výstavba a prevádzka budov zohráva v tejto súvislosti tiež svoju dôležitú úlohu. To sa týka aj športovísk. Medzi nimi práve zimné štadióny majú k dispozícii technológiu, ktorou sa k týmto uhlíkovo neutrálnym cieľom EÚ môžu pomôcť priblížiť. V prípade, že by sa zimné štadióny u nás podarilo budovať a modernizovať s chladiacimi systémami na báze CO2, vrátane spätného využitia odpadového tepla, tento krok by sa mohol považovať za zaujímavý prínos slovenského športu k dekarbonizácii. V prípade inštalácie priameho CO2 chladiaceho systému by bolo možné dosiahnuť environmentálne prijateľnú a energeticky efektívnu prevádzku celého objektu. Na Slovensku máme v súčasnosti iba niekoľko desiatok zimných štadiónov. Ak však vezmeme do úvahy argument MOV, tento relatívne malý počet športovísk by sa pri využití nového systému chladenia dokázal svojím dekarbonizačným potenciálom vyrovnať vysadeniu desiatok miliónov stromov.
História zimného štadióna v Poprade
Prvé myšlienky o umelej ľadovej ploche v Poprade siahajú do roku 1942. Intenzívne kroky na realizáciu stavby umelej ľadovej plochy v meste, ktorému sa dávali v súvislosti s hokejom rôzne prívlastky, začali sa podnikať v roku 1950. V roku 1956 sa práce na stavbe zimného štadióna rozvíjali veľmi sľubne. Veľa organizátorskej a iniciátorskej činnosti vyvinul vtedajší Okresný výbor KSS, ale aj Okresný národný výbor, Okresný výbor ČSZTV a Miestny národný výbor. Pri montáži mraziacich zariadení a strojovne vôbec aktívne pracovali pracovníci ČKD Sokolovo z Prahy. Pre celú verejnosť okolia Vysokých Tatier bolo spustenie prevádzky na zimnom štadióne v Poprade veľkým sviatkom. Mestu Poprad sa konečne splnil dávny sen - mať zimný štadión. Od 22. februára 1958 mal umelú ľadovú plochu, na ktorej mohol naplno rozvinúť krásu hokeja, ale aj intenzívnu prípravu hokejovej mlade. Jeho strojné zariadenie dodal n. p. ČKD Sokolovo, Praha. Montáž previedol taktiež uvedený podnik. Vďaka neúnavnej práci ich pracovníkov sa podarilo dať zimný štadión do prevádzky o 9 mesiacov skôr, ako bol plánovaný termín. Strojné zariadenie bol v tej dobe najmodernejšie - chladenie bolo na princípe priameho odparu čpavku. Nechladilo sa solankou ako na ostatných zimných štadiónoch. Prvý zimný štadión na priamy odpar čpavku vôbec, postavila v roku 1955 švajčiarska firma Escher Wyss v Cortine D' Ampezzo, dejisku VII. ČKD Sokolovo Praha bol prvým národným podnikom v Československu, ktorý začal so stavbou zimných štadiónov na novom princípe.
Po dobudovaní novej krytej haly sa však na neho akosi zabudlo. Štadión chátral a koncom sedemdesiatych rokov bol takmer v dezolátnom stave. Až koncom jari 1978 sa karta začala obracať. Boli tu prísľuby finančnej pomoci z Okresného výboru ČSZTV i niektorých podnikov, ktoré mali rekonštrukciu realizovať ako dodávatelia. Okresný výbor ČSZTV svoj sľub o finančnej výpomoci dodržal, rovnako i dodávateľ stavebných prác - JRD Hranovnica a remeselných práv - ľudové družstvo Inštalatér Poprad. V súčasnosti už toto bývalé športové zariadenie na Huszovej ulici neslúži svojmu pôvodnému účelu. V budove zimného štadióna našli svoje sídlo viaceré súkromné spoločnosti a obchodné prevádzky.
Bezpečnosť a pravidlá prevádzky ľadovej plochy
Na I.NP sú osadené profesionálne mantinely s bezpečnostnými sklami a ochrannými sieťami. Chladenie ľadovej plochy je nepriame, to znamená, že ako chladivo nie je použitý čpavok. Osvetlenie je zabezpečené LED reflektormi. Pre návštevníkov sú k dispozícii šatne so sprchami a toalety. Vedľa garáže pre rolbu na úpravu ľadu sa nachádza technologická miestnosť chladenia. Vetranie je kombináciou prirodzeného vetrania oknami a dvoma výkonnými stenovými ventilátormi. Je prísne zakázané vnášať nápoje, jedlo, omamné a psychotropné látky do priestorov ĽP. Návštevníci/užívatelia sú oprávnení pohybovať sa v areáli ĽP len v priestoroch vyhradených pre návštevníkov/užívateľov. Vstup do iných priestorov je návštevníkom/ užívateľom zakázaný. Každý návštevník/užívateľ je povinný správať sa tak, aby jeho konaním alebo nekonaním nedošlo k zraneniu, ujme na zdraví vlastnom alebo akejkoľvek inej osoby alebo k poškodeniu majetku vlastníka a prevádzkovateľa. Každý návštevník/užívateľ je povinný riadiť sa pokynmi osôb, ktoré vykonávajú dozor v areáli, ich nadriadenými osobami, poverenými zástupcami prevádzkovateľa, pokynmi príslušníkov mestskej polície alebo štátnej polície. Prevádzkovateľ a ani vlastník OŠOC nepreberajú zodpovednosť za škodu na zdraví a majetku návštevníka ĽP spôsobenú predmetmi pochádzajúcimi z ľadovej plochy.
Prečítajte si tiež: Komplexný prehľad klimatizácií Hisense