Zimné štadióny sú komplexné zariadenia, ktoré si vyžadujú sofistikované technológie na zabezpečenie kvalitnej ľadovej plochy. Chladenie ľadu je kľúčový proces, ktorý ovplyvňuje nielen kvalitu ľadu, ale aj energetickú náročnosť a bezpečnosť prevádzky. V tomto článku sa pozrieme na princípy chladenia ľadu, používané technológie, bezpečnostné aspekty a moderné prístupy k zvyšovaniu energetickej efektívnosti a udržateľnosti zimných štadiónov.
Technológie chladenia ľadu
Priame chladenie vs. Nepriame chladenie
Existujú dva základné spôsoby chladenia ľadu: priame a nepriame chladenie. Pri priamom chladení sa ako chladivo používa látka, ktorá priamo prúdi pod ľadovou plochou a odoberá teplo. Najčastejšie používaným chladivom pri tomto spôsobe je amoniak. Pri nepriamom chladení sa chladivo (napríklad amoniak) používa na ochladenie sekundárneho média (napríklad roztoku glykolu alebo látky polar), ktoré potom prúdi pod ľadovou plochou.
Amoniak ako chladivo
Amoniak (NH3) je účinné a relatívne lacné chladivo, ktoré sa bežne používa v priemyselných chladiacich systémoch, vrátane zimných štadiónov. Má vynikajúce termodynamické vlastnosti, čo znamená, že dokáže efektívne odoberať teplo. Avšak, amoniak je toxický a horľavý plyn, a preto predstavuje bezpečnostné riziko. Únik amoniaku môže mať vážne zdravotné následky a v extrémnych prípadoch viesť až k úmrtiu.
Bezpečnostné riziká a alternatívy
Používanie amoniaku ako chladiva si vyžaduje prísne bezpečnostné opatrenia. Moderné štadióny uprednostňujú nepriame chladenie, pri ktorom sa amoniak používa iba v strojovni a pod ľadovou plochou prúdi neškodná zmes. Toto riešenie minimalizuje riziko úniku nebezpečného média v prostredí, kde sa nachádzajú diváci a hráči.
Alternatívou k amoniaku sú iné chladivá, ako napríklad oxid uhličitý (CO2) alebo rôzne syntetické chladivá. Tieto chladivá majú nižší dopad na životné prostredie a sú menej toxické ako amoniak, ale môžu byť menej účinné alebo drahšie.
Prečítajte si tiež: Montáž výstuže pre stropné chladenie
Princíp chladenia ľadu
Vytvorenie a údržba ľadovej plochy
Proces chladenia ľadu začína vytvorením základnej vrstvy ľadu. Na betónovú dosku, pod ktorou sú uložené chladiace rúrky, sa nastrieka tenká vrstva vody. Táto voda sa postupne ochladzuje, až kým nezamrzne. Proces sa opakuje, kým sa nedosiahne požadovaná hrúbka ľadu (zvyčajne 3-4 cm).
Počas prevádzky je potrebné ľadovú plochu neustále udržiavať. To zahŕňa pravidelné prebrusovanie ľadu špeciálnym strojom (rolbou), ktorý odstraňuje nerovnosti a vrstvu roztopeného ľadu. Po prebrúsení sa na ľadovú plochu nastrieka tenká vrstva vody, ktorá zamrzne a vytvorí hladký povrch.
Regulácia teploty
Teplota ľadu je kľúčová pre jeho kvalitu. Príliš teplý ľad je mäkký a pomalý, zatiaľ čo príliš studený ľad je tvrdý a krehký. Ideálna teplota ľadu sa pohybuje okolo -5 až -8 stupňov Celzia. Regulácia teploty sa dosahuje pomocou riadiaceho systému, ktorý monitoruje teplotu ľadu a upravuje prietok chladiva v chladiacich rúrkach.
Technologická voda
Kvalita vody použitej na výrobu ľadu má významný vplyv na jeho vlastnosti. Technologická voda musí byť čistá, bez pevných častíc a solí, aby sa zabezpečila hladká a tvrdá ľadová plocha.
Energetická efektívnosť a udržateľnosť
Znižovanie energetickej náročnosti
Prevádzka zimného štadióna je energeticky náročná. Okrem chladenia ľadu je potrebné zabezpečiť osvetlenie, vykurovanie a ventiláciu. Znižovanie energetickej náročnosti je preto kľúčové pre znižovanie prevádzkových nákladov a dopadu na životné prostredie.
Prečítajte si tiež: O chladení, vysušovaní a filtrácii vzduchu
Moderné technológie a prístupy
Existuje mnoho spôsobov, ako zvýšiť energetickú efektívnosť zimného štadióna. Medzi ne patrí:
- Používanie energeticky efektívnych chladiacich systémov: Moderné chladiace systémy sú navrhnuté tak, aby minimalizovali spotrebu energie.
- Rekuperácia tepla: Odpadové teplo z chladenia ľadu sa môže využiť na vykurovanie budovy alebo ohrev vody.
- Používanie LED osvetlenia: LED osvetlenie je energeticky úsporné a má dlhú životnosť.
- Izolácia budovy: Kvalitná izolácia znižuje tepelné straty a znižuje potrebu vykurovania.
- Využívanie obnoviteľných zdrojov energie: Solárne panely alebo veterné turbíny môžu zabezpečiť časť energie potrebnej na prevádzku štadióna.
- Bio-solárne strechy: Inovatívny koncept bio-solárnej strechy spája vegetačné prvky so solárnym fotovoltickými systémom. Táto strecha zadržiava dažďovú vodu, ochladzuje budovu, znižuje uhlíkovú stopu a vyrába až 90 % potrebnej elektrickej energie.
Príklady dobrej praxe
Modernizácia športovej haly a futbalového štadióna v Žiari nad Hronom priniesla nielen zlepšenie funkčnosti, ale aj výrazné energetické úspory. Zimný štadión v Žiari nad Hronom využíva fotovoltické fólie a odpadové teplo pre efektívnu prevádzku.
Bezpečnosť na prvom mieste
Prevencia havárií
Bezpečnosť je prioritou pri prevádzke zimných štadiónov. Je potrebné pravidelne kontrolovať chladiace systémy a zabezpečiť, aby boli v dobrom stave. Dôležité je mať vypracované havarijné plány a pravidelne cvičiť zamestnancov, aby boli pripravení na prípadné mimoriadne udalosti.
Príklad z Bratislavy
Bratislava si ešte pamätá na haváriu z júla 2000, keď robotníci v areáli Nepelovho štadióna poškodili potrubie s čpavkom. Táto udalosť poukazuje na dôležitosť prevencie a dodržiavania bezpečnostných predpisov.
Investície do bezpečnosti
Pri obnove hokejovej arény na Tehelnom poli sa hlavné mesto rozhodlo pre chladenie na báze čpavku, čo vyvolalo obavy o bezpečnosť. Aj keď sa spotreba plynu zníži, z hľadiska bezpečnosti je takýto spôsob chladenia zastaraný. Modernejšia technológia nepriameho chladenia je síce prevádzkovo drahšia, no s čpavkom narába iba v malom priestore strojovne.
Prečítajte si tiež: Komplexný prehľad klimatizácií Hisense
Príklad rekonštrukcie zimného štadióna v Piešťanoch
Zimný štadión v Piešťanoch prešiel kompletnou rekonštrukciou technológie chladiaceho systému ľadovej plochy v sume viac ako jeden milión eur. Bola to najväčšia investičná akcia Mesta Piešťany. Okrem opravy technológie chladiaceho systému sa realizovali aj iné investičné akcie, ako oprava strechy, rekonštrukcia zdroja chladu, zabezpečenie bezbariérového prístupu a výmena doskového výmenníka. Celková suma investovaná do znovuotvorenia Zimného štadióna v Piešťanoch sa vyšplhala na sumu približne 1 392 125 eur.