ISTILLVERKNING, -MÅLNING o. ISVÅRD Uppsala · 2015. 12. 15. · • Sveriges första ishall/islada byggdes i Matojärvi 1956/-57. • Sveriges första ishall med konstis byggdes

2015-12-14

1

ISTILLVERKNING, -MÅLNING

o. ISVÅRD

Uppsala November 2015

Kenneth Weber ETM Kylteknik AB

©ETM Kylteknik AB

Detta dokument ägs av

ETM Kylteknik AB

och får ej kopieras/distribueras

utan ägarens medgivande

Is

”är ett fast material som består

av små kovalenta molekyler,

främst vatten eller koldioxid”. Wikipedia

2015-12-14

2

Lite historik • Människan började åka skridskor för ca 3-4000 år sedan

ungefär samtidigt som man började äta glass i Kina!

• Första konstgjorda isen gjordes 1876!

• Första ”ishallen” Glaciarium byggdes i London 1895.

• Första fungerande betongpisten byggdes 1917 (1929?).

• Sveriges första ishall/islada byggdes i Matojärvi 1956/-57.

• Sveriges första ishall med konstis byggdes 1958 i Jönköping

• Idag finns det 360 ishallar och ~75 bandyisar/12hallar i Sverige

• Världens första konstfrusna bandybana invigdes år 1956 i Västerås

• Världens äldsta idriftvarande ishall: Galt Arena Canada från 1922

©

*

2015-12-14

3

NATURIS ÄR DEN BÄSTA

ISEN ATT ÅKA PÅ!

Bandybanor ute är både

KONST- o NATURIS

2015-12-14

4

Några minusgrader och sol ger bästa förutsättningarna

Men så är det inte alltid!

2015-12-14

5

Göransson Arena

Det finns idag 12 bandyhallar i Sverige

Konstis kräver kunskap…

©

ABB Arena Västerås

Is inomhus har sina utmaningar,

lufttemperatur-fukthalt-istemperatur

2015-12-14

6

Vad är iskvalite?

………ibland kan isen t o m vara för hal?

Underlaget

-pisten

2015-12-14

7

Att bygga en bra pist kräver proffs! Toleranser: Lutning på hela ytan ±8mm

Buktighet ±3mm på 2m mätlängd

”rek” enl. Bygga ishall

Vad är rekommendationerna på en bandypist

i betong?

Pisten

Pisten

2015-12-14

8

Hur mycket stenmjöl på slangarna?

Fiberduk på eller under slangarna?

Färg på mterialet?

Marmorkross?

Det finns inga bra instruktioner,

konsulternas kunskap låg.

Entreprenörerna har olika åsikter

om hur en pist skall byggas.

Stor variation på befintliga pister

bättre förr – med stålrör i sandbädd!

Pisten – gruspist:

För god värmeöverföring är det

viktigt att slangen ligger i vattenförande material

d v s sand/stenmjöl

Pisten

2015-12-14

9

Pisten

Ibland lägger man på extra grus

för att banan inte skal flyta omkring?

Att göra och sköta is är

ett hantverk

Det utförs av ismakare!

©

2015-12-14

10

©

KONSTIS:

Då grundläggande kunskap och erfarenhet saknas, söker man

ofta orsaken till dålig iskvalitet i fel pistkonstruktion eller i ”fel

sorts vatten”.

Kort sagt kan man säga att kvalitén inte beror på om underlaget

består av köldbärarrör i betong eller i grus.

Is är is!

Felet på pisten kan vara att underlaget inte är helt plant, att om

betongpisten är målad, isen inte fäst i underlaget eller att

gruspisten inte genomdränkts med vatten innan

nerkylningen startades vid isläggningen.

Detta kan leda till dålig termisk kontakt mellan köldbärarrören

och isen – med sämre ”kylverkan” som följd.

-10⁰C

-8⁰C

värme

Gruspist

Extremt viktigt att grusbädden genomdränks

med vatten innan frysning

2015-12-14

11

värme

Betongpist All värme skall transporteras genom isen till köldbäraren

Is -3.5⁰C

+ 8⁰C

-7.5⁰C

-5⁰C

”BERGVÄRME”

Ytors beskaffenhet

= laddad yta (+/-)

= oladdad yta

Hydrofil yta Hydrofob yta

©

Betongpist

2015-12-14

12

Reklammaterial är ofta hydrofoba

Bygga is:

• Vät bädden, det skall vara vått runt slangarna!

• Rampa ner temperaturen till ca -4 till -5° i pisten

• Börja isläggning när det frostat ihop mellan

slangarna

• Spraya på vattnet,

det skall inte bildas pölar av vatten!

• Bygg is på natten, håll den frusen dagtid

2015-12-14

13

Ofta ser det ut såhär! Bygga is

- INGET NYTT - DENNA INSTRUKTION SKREVS 1964

av Sehlberg på Stal Ref. Norrköping

”Nu kan uppspolingen av isen taga sin början. Spolning är ett

felaktigt uttryck. Vattnet bör påföras så finfördelat som möjligt.

Dimning är en bättre benämning. När sanden på detta sätt blivit

glacerad har man underlaget klart för isen. Nu har man bara att så

jämnt som möjligt fortsätta med dimningen runt banan och noga

tillse så att inga vattensamlingar uppstår, som kan bryta igenom

tjälen, eller så att isen blir skrovlig…………”

2015-12-14

14

Att genomdränka en

konstgräsplan går inte

Fotbollsplaner är

dränerade!

Luft!

Bygga is

Måla isen vit!

Det minskar värmebelastningen

Isfärg reflekterar ca 50% av

strålningsvärmen

Måla så tidigt som möjligt!

Bygga is, måla isen

2015-12-14

15

-200

-100

0

100

200

300

400

500

00:0

4:0

2

00:3

4:0

2

01:0

4:0

2

01:3

4:0

2

02:0

4:0

2

02:3

4:0

2

03:0

4:0

2

03:3

4:0

2

04:0

4:0

2

04:3

4:0

2

05:0

4:0

2

05:3

4:0

2

06:0

4:0

2

06:3

4:0

2

07:0

4:0

2

07:3

4:0

2

08:0

4:0

2

08:3

4:0

2

09:0

4:0

2

09:3

4:0

2

10:0

4:0

2

10:3

4:0

2

11:0

4:0

2

11:3

4:0

2

12:0

4:0

2

12:3

4:0

2

13:0

4:0

2

13:3

4:0

2

14:0

4:0

2

14:3

4:0

2

15:0

4:0

2

15:3

4:0

2

16:0

4:0

2

16:3

4:0

2

17:0

4:0

2

17:3

4:0

2

18:0

4:0

2

18:3

4:0

2

19:0

4:0

2

19:3

4:0

2

20:0

4:0

2

20:3

4:0

2

21:0

4:0

2

21:3

4:0

2

22:0

4:0

2

22:3

4:0

2

23:0

4:0

2

23:3

4:0

2

Normal Ice

Painted Ice

W/m

2

Värmetransport genom

målad och omålad is

Timmar

©

Utebanor – målning av isen - värmestrålning

-150

-100

-50

0

50

100

150

00:0

4:0

2

00:3

4:0

2

01:0

4:0

2

01:3

4:0

2

02:0

4:0

2

02:3

4:0

2

03:0

4:0

2

03:3

4:0

2

04:0

4:0

2

04:3

4:0

2

05:0

4:0

2

05:3

4:0

2

06:0

4:0

2

06:3

4:0

2

07:0

4:0

2

07:3

4:0

2

08:0

4:0

2

08:3

4:0

2

09:0

4:0

2

09:3

4:0

2

10:0

4:0

2

10:3

4:0

2

11:0

4:0

2

11:3

4:0

2

12:0

4:0

2

12:3

4:0

2

13:0

4:0

2

13:3

4:0

2

14:0

4:0

2

14:3

4:0

2

15:0

4:0

2

15:3

4:0

2

16:0

4:0

2

16:3

4:0

2

17:0

4:0

2

17:3

4:0

2

18:0

4:0

2

18:3

4:0

2

19:0

4:0

2

19:3

4:0

2

20:0

4:0

2

20:3

4:0

2

21:0

4:0

2

21:3

4:0

2

22:0

4:0

2

22:3

4:0

2

23:0

4:0

2

23:3

4:0

2

Normal Ice

Painted Ice

W/m

2

Utstrålning av värme

på natten – ”frikyla”

Bygg is under målnfria

nätter!

Timmar

©

Utebanor – målning av isen, värmestrålning

2015-12-14

16

Utebanor – målning av isen

Målade linjer

syns bättre!

Att måla utomhus är en stor

utmaning, men med rätt utrustning

och god planering blir resultatet bra.

Bandyspel får en helt ny skepnad,

publiken kan se bollen!

Med rätt utrustning kan även en utebana bli

perfekt!

Utebanor – målning av isen

2015-12-14

17

Isvård och underhåll


Läggvattnets temperatur diskuteras ofta,

av energibesparingsskäl

Läggvatten skall göras med återvunnen värme!

- Hett vatten innehåller mindre luft (inlösta gaser)

Temperering av isen är bra! Tar bort spänningar och gör isen klarare.

- Hett vatten fryser snabbare än kallt vatten! ”Mpemba effekten”

- Hett vatten ger bättre bindning till isytan

©

- Hett vatten läker ”såren” i isen

2015-12-14

18


NYTAPPAT KALLVATTEN SAMMA KALLVATTEN EFTER 4 TIMMAR

Det går 1 syremolekyl på 300.000 vattenmolekyler (10⁰C) ©


2015-12-14

19

NYTAPPAT VARMVATTEN SAMMA VARMVATTEN EFTER 4 TIMMAR

©



Kalori = energi (kJ/kcal)

1 Kalori är den energi som åtgår för att

värma 1g vatten 1ºC

Det åtgår/(frigörs) 80 kalorier för att

värma/(kyla) 1g vatten från 0 80ºC

Det är lika mycket energi som åtgår för

att frysa 1g vatten till is!

Lite fysik:

2015-12-14

20

Hett vatten!! ca 70⁰C


Fyll innan du kör av,(töm överblivet vatten)!

Fyll inte mer vatten än vad som går åt


2015-12-14

21


• Att varmt vatten fryser snabbare än kallt vatten

fachinerade redan de gamla Grekerna.

• ”Mpemba effekten” beskrevs redan 320fk av

Aristoteles. Vill du läsa mer, Googla på ”why hot water freezes before cold”

och the ”Empemba effect”

©

Isen skall hållas jämntjock och plan

Lämplig istjocklek är 40-70 mm (fr grus till linjer 10)

Kontrollmät istjockleken regelbundet

Jämn isyta åstadkoms genom regelbunden längs-

och tvärhyvling

Endast genom noggrann och kontinuerlig kontroll kan

isytan bibehållas funktionell och snygg hela säsongen.

Idag finns även laserteknik som vid avkörning mäter

nivån på isytan. Sändaren installeras utanför sargen och mot-

tagaren på ismaskinen, en lägesgivare känner isytan

och justerar kniven. Denna teknik är ett hjälpmedel o höjer

kvaliten på bandyisar (om man inte kör för fort!)


©

2015-12-14

22

Vad gör isytsan blank och ”oljig”

Hur inverkar vattenkvaliten?

Har solen (energistrålning) inverkan på detta?


Vattenkvalitet kan mätas på plats

• Vattnets pH värde.

• Vattnets konduktivitet (µS)

• Vattnets PPM –värde. PPM-värdet anger TDS (Totally Dissolved Solids) som

beräknas via konduktiviteten.

ORFA:s rekommendation:

TDS värde under 100 (150 µS)

Is bör göras med mjukt vatten < 5°dH

Jämförbart med rent regnvatten!

2015-12-14

23

Vattenkvalitet Vattnets elektriska laddning?

Två vattenmolekyler gör ”bytesaffär” -

affären görs mellan ytterskalets elektroner.

Oxonium jon

protoner

Hydroxid jon Två vattenmolekyler

©

Isbildning

Hydrofil yta, d v s isytan

(prof. Gerald H. Pollack).

©

2015-12-14

24

Vattenkvalitet - varför glider skridskon på is?

Isskrap, ”kranvatten” det

vita som efter en tid

samlas på bottnet är

kalsium/salt (anjon (-)).

Isytan

Vattenhinna

Skridskoskena

Skridskoskena

Isytan

När skridskoskenan glider

mot den oladdade isytan

ökar friktionen

”smörjmedlet saknas”

och snöbildningen ökar.

När det bildas en

vattenhinna (protonrik +)

mellan skridskoskenan

och isen blir friktionen

minimal.

Black Ice glid är

”att danssa på protoner”

(prof. Gerald H. Pollack).

Eftersom vattnet fryser

nerifrån-upp samlas alla

föroreningar vid ytan.

Jonerna är negativt

laddade och utjämnar

därför den önskade

positiva laddningen i isytan.

Glidet försämras! ©

Hur ”lagar” man sprickor?

Varför spricker isen?

Kan man påverka detta?

2015-12-14

25

Temperering av is

Temperering av isen är en del av isvården.

Temperering av isen görs för att förbättra iskvaliten.

Tempering av isen skall inte förväxlas med natthöjning trots att

man i bägge fallen höjer istemperaturen.

Med temperering av is uppnås följande:

• Sprickor på grund av inbyggda spänningar och sår i isen ”läks”

• Isytan blir hårdare utan att sänka istemperaturen. Luftmängden i isen minskar,

isen blir ”tätare”, skridskospåren blir alltså mindre djupa

• Orenheter i isytan fås bort

Temperering innebär att man håller ca 3-4 grader högre stemperatur under

8 timmar (ytan får inte smälta!) .

Då kommer hela isen att ”vila” och bli mjuk, utan att isen smälter eller isfärgen, linjer

och reklam påverkas.

När isen blir mjuk kommer den att ”dra ihop sig” eller krympa och ”vila” så att de

inbyggda spänningarna släpper.

När isen har vilat i 8 timmar gäller det att långsamt sänka temperaturen på isen

till det normala börvärdet. Ju långsammare man sänker temperaturen desto

bättre blir resultatet. Idealt är att sänka temperaturen 1 grad/timme.

Det är mycket lämpligt att kombinera tempereringen med den vanliga isvården,

d v s kantfräsning och hyvling görs under nedfrysningstiden.

Temperering bör göras några veckor efter att isen lagts och sedan ca 1 gång/månad

under högsäsong.

Hur lärde du dej köra ismaskin?

Vet du hur mycket (mm) du hyvlar vid en normal avkörning?

Vet du hur mycket vatten du lägger på vid en normal spolning?

Det skall råda balans mellan snö-/vattenmängd!

Hur ofta byter du kniv? Olika stålkvalte vid kallt ute…?

Hur ofta byter du läggduken?

Tvättvatten/läggvatten – när vilket?

Hur fort kör du - Hinner maskinen med?


2015-12-14

26

RESULTATET AV ”FORTTKÖRNING”

Även slö kniv och fel fjädertryck på kniven ger ”tvättbräda” ©


Utveckling ? Isvård och underhåll

2015-12-14

27

DUKEN HAR BYTT FÄRG!


1955

2013


2015-12-14

28

Så började det………

Redan här !

2015-12-14

29

Utopi?

Hur ser framtiden ut? ….si så där om 50 år

Utmaningar utebanor ………….......finns också inomhus

2015-12-14

30

Värmeflödet ökar genom att temperatur-

skillnaden mellan isytan och köldbärarrören

ökas.

©

Värmebelastningen varierar relativt mycket under

säsong/dygnet, den är som lägst under natten

och som högst vid intensiv träning och vid matcher + ute gäller ytterligare ett antal förutsättningar!

Värmetransporten genom isytan sker genom

att hålla underliggande köldbärarrör kallare än

själva isytan.

Värmebelastning mot is

-11⁰C

-8⁰C

värme värme

Från +3°C vid klar himmel +2°C

Utebanor

Extremt viktigt att det är helt fruset kring slangarna så

att värmetransporten blir effektiv

2015-12-14

31

Utebanor klimatpåverkan

Lufttryck

©

Rh

Utetemp Sol

Vindhast.

KBin/ut

Utebanor – klimatpåverkan

Vind har mycket stor påverkan!

(6m/s +9ºC )

2015-12-14

32


Vind och regn har

största inverkan på isen

Solen har relativt liten inverkan

på hösten

Om det regnar eller bildas vatten på isen p g a hård vind skall vattnet,

efter att det slutat regna, avlägsnas antingen med ismaskin eller så rakas

vattnet av med traktor

Det hjälper inte att sänka (is)börvärdet!

energianvändning uteis

Måndag 16 November 2015

+5º

+10º

Började blåsa 4-6m/s

2015-12-14

33

Energianvändning uteis

Måndag 16 November 2015

Energianvändning uteis

Tisdag 17 November 2015

2015-12-14

34

Tisdag 17 November 2015

Soleffekt

energianvändning uteis


Uppsugning av vatten

2015-12-14

35

Börvärde KB = -8.8

188 W

/m2

Tillgänglig kyleffekt 1200 kW, total isyta 7150 m2 => 168 W/m2

Utebanor – värmetransport genom isen

29 Februari

©

Solens värmebelastning genom isen

Direkt solljus Reflekterat solljus

Vit is reflekterar strålningsvärme,

måla isen det sparar energi!

©

Utebanor – värmetransport genom isen

2015-12-14

36

IBLAND ÄR VERKLIGHETEN

GRYM!

+11°C, REGN o STYV KULING!

Bandyhallar har sina utmaningar, fukten är en av dem

2015-12-14

37

Kostnader för att göra en bandyis

Energikostnader att göra uteis

Oktober 2015, uppstart 16:e

Energikostnad Oktober 2015 = 103.863Kr

2015-12-14

38

Energikostnader att göra uteis

November 2015, färdig is första träningen A-laget 12:e

Energikostnad November 2015 = 173.093 Kr

Energikostnad start -> färdig is = 202.159 Kr

Att göra 7150 m² 5 cm tjock is

gav ett CO2 utsläpp på 89,5 Ton

Sammanställning tid och kostnader isläggning bandy:

• Förberedelse; slyrensning, sladdning e t c: 38tim • Vätning av pisten: 25tim

• Dimmning av vatten till isskorpa+färg#1: 40+4tim

• Försegling med traktorsprutafärg 5 lager: 4tim

• Dimmning av vatten till 1 cm is 30tim

• Slutmålning vitt tre lager: 5tim

• Försegling av färg med traktorspr 3 lager: 2,5tim

• Målning 11 o 7 manna linjer, cirklar: 18tim

• Försegling av linjer/cirklar: 6tim

• Uppbyggnad slityta (20mm över linjer): 70tim

• Uppbyggnad slitytan med ismaskin ca 5mm: 8tim

• Lätt hyvling med vass kniv för jämn is: 1tim = 250 tim

• Energikostnad el till kylmaskineri: 202.159:-

• Vattenförbrukning: drygt 1100m³

• Tillkommer el för belysning och disel. •Pris för vatten och spillvattenavlopp 30:34

•Pris för enbart vatten 12:36

2015-12-14

39

Exempel på energianvändning kyla för

bandybanor säsongen 2014-15

• En utebandybana i Uppland kostar 565.485:-/ss

• En utebandybana i Jämtland kostar 161.355:-/ss

267.8 respektive 75.8 ton CO2 utsläpp

Klimatet har alltså mycket stor inverkan på

Energikostnaden och miljöpåverkan!

Är Bandysäsongen optimalt vald?

Det är billigare att hålla is i mars,

än att lägga is i oktober-novenber!

Varje Svensk gör av med 14.000 kWh el per år

En normal Svensk villa använder 22.700 kWh energi per år

Lite energifakta:

Källa: STEM

2015-12-14

40

Suspensoaren användes för första gången i hockey 1874.

Den första hjälmen användes 1974.

Det tog bara 100 år för spelare (män) att inse att

huvudet också är viktigt.......

Andra inte helt kända

fakta…

Thats it!

Tack!

www.etmkylteknik.se

Documents

ISTILLVERKNING, -MÅLNING o. ISVÅRD Uppsala · 2015. 12. 15. · • Sveriges första ishall/islada byggdes i Matojärvi 1956/-57. • Sveriges första ishall med konstis byggdes