| dc.description.abstract | Det har blitt vurdert utbygging av kunstisbane på Kjempesteinsmyra i Risør kommune. I lys av verdens klimautfordringer vil et tidsriktig energisystem være aktuelt ved eventuell gjennomførelse. En kunstisbane er i virkeligheten et solenergisystem der varme fanges opp og transporteres fra isdekket. En varmepumpe bringer varmen opp til høyere temperaturer før det leveres til omgivelsene. Denne fornybare energien har betydelig samfunnsmessig verdi.
I området på Kjempesteinsmyra befinner det seg flere offentlige bygninger. Det finnes to skoler, to idrettshaller og en barnehage, alt innenfor en radius på 300 meter fra isbanens aktuelle plassering. Per dags dato benytter alle bygningene seg av elektriske panelovner til romoppvarming, bortsett fra i barnehagen. For et varmepumpeanlegg innebærer det at deler av bygningsmassene må konverteres til vannbåren varme. I tillegg er det nylig bygget en kunstgressbane like ved, med varmerør under banedekket til tining av is. Alt dette har behov for varme.
Varmebehovet ble hovedsakelig beregnet ved bruk av simuleringsprogrammet SIMIEN. Totalt utgjorde dette 1591 MWh per år. Målt totalt strømforbruk for bygningene var tilgjengelig. Norges vassdrag- og energidirektorat har beregnet at oppvarming i gjennomsnitt utgjør en andel på 60-75 % av totalt energiforbruk, avhengig av bygningstype. Når dette utgjorde 1337 MWh per år, ble simuleringene vurdert til å være relativt virkelighetsnære.
En overordnet modell for energiutveksling i isbanen ble utviklet ved å beregne alle varmelastene inn på banen i løpet av en driftssesong. Dette er avgjørende for kjølebehovet, og dermed potensialet til varmepumpen. For solinnstråling ble en modell produsert i Excel, som blant annet kalkulerer hvor stor andel av banen som er skyggelagt. Resten av modellen ble produsert i MATLAB, og brukte klimadata for de siste fire sesongene som input.
De to idrettsbygningene på Kjempesteinsmyra har et stort varmtvannsbehov. Grunnet dette er en direkte systemløsning med CO2 som arbeidsmedium valgt. God volumetrisk varmeytelse gjør at CO2 egner seg for høye trykktemperaturer som nettopp varmtvann krever. REFPROP, en database med termodynamiske egenskaper, er brukt i kombinasjon med MATLAB, for å beregne varmetilskuddet fra et slikt system. For en driftssesong fra 1. november til 28. februar er netto varmeleveranse på 396 896 kWh (fratrukket energibehovet til kompressoren). Selv om dette dekker 41 % av varmebehovet denne perioden, vil ikke isbanen som eneste varmekilde harmonere optimalt med varmebehovet. Når lufttemperaturen går ned mot -10 °C vil det ikke være behov for kjøling av isbanen, samtidig som det vil være et stort, tilliggende oppvarmingsbehov. Derfor anbefales en supplerende varmekilde. I oppgaven trekkes energibrønner fram som en fornuftig løsning, ettersom overskuddsvarme kan dumpes tilbake til berggrunnen på varme dager. Med rundt 54 brønner på 200 meter hver, vil varmepumpen kunne yte 1250 kW. Energidekningsgraden vil da utgjøre 90-100 % av det totale varmebehovet.
Før en eventuell utbygging blir gjennomført, bør dette energisystemet sammenlignes opp mot andre løsninger. Dette vil være en betydelig investering for Risør kommune. På sikt bør reduksjonen i energiforbruk utgjøre en økonomisk fordel. | |
