Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Comparison of refrigeration and sorption-based dehumidification in ice rinks  NERIS – Part 5
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE). EKA - Energi & Kylanalys AB.
EKA - Energi & Kylanalys AB.
EKA - Energi & Kylanalys AB.
EKA - Energi & Kylanalys AB.
2019 (English)Report (Other academic)Alternative title
Jämförelse av kyl- och sorptionsavfuktning i ishallar  NERIS del 5 (Swedish)
Abstract [en]

The project name NERIS is an acronym for Nordicbuilt: Evaluation and Renovation of Ice halls and Swimming halls. NERIS is led by the department of Civil Engineering at the Royal Institute of Technology (KTH) in Stockholm, Sweden.

This report is part five in a series of five addressing humidity issue in ice rinks. This knowledge is very important when designing and operating an ice rink, where proper air moisture management is crucial. In this part refrigeration and sorption technologies are compared as to different aspects of performance and ultimately the annual energy use.

The analysis suggests that refrigeration based technology with frost-free conditions can provide with only 4 kg/h dehumidification capacity at design conditions, while higher dehumidification capacity can be obtained in sub-zero conditions, but defrosting must be considered. The modelling results show that for a nominal design dehumidification capacity (20 kg/h) the required installed cooling capacity is around 85 kW. There are field examples of design with underestimated cooling capacity requirements for the desired dehumidification capacity, which is due to neglection of latent heat as well as defrosting implication. For a large arena, although potentially frost free operating mode may be allowed due to acceptance of higher moisture content in air, in case of 60 kg/h dehumidification capacity, as much as 360 kW of cooling capacity is needed.

When it comes to the sorption technology, many field examples are analysed. The specified equipment size suggests that it is needed around 30-50 kW of heating capacity. As to the airflows, these differ depending on reactivation air temperature. Generation two configuration needs around 50°C air temperature, 2 and 1 m3/s airflow rates for process and reactivation air respectively. This can be put into comparison to refrigeration based technology which for the same capacity needs around 3.5 m3/s (coil temperature -8°C), which is however strongly dependent at what temperature level the cooling is provided.

When integrating dehumidification system in an ice rink, it is important to understand how well it fits with other systems. Refrigeration based dehumidification drives the required installation capacity of the main refrigeration plant of the ice rink, thus the costs. Sorption on the other hand does not have a cooling demand as such, and it can even contribute to heat recovery utilisation, as the demand for heat is highest when there is plenty available from the refrigeration system.

As regards annual energy requirements, both technologies are compared, with different heat source options considered for sorption technology. What matters most is how much energy is eventually purchased. And the best scenario is found to be sorption “generation two technology” with full heat recovery, requiring around 14 MWh of electricity on annual basis. Refrigeration based dehumidification energy use over a same period of time, is calculated to be around 35 MWh.

Abstract [sv]

Projektnamnet NERIS är en akronym för Nordic Built: Evaluation and Renovation of Ice Halls and Swimming Halls. NERIS drivs vid Institutionen för Byggvetenskap vid Kungliga Tekniska högskolan i Stockholm, Sverige.

Denna rapport är del fem i en serie av rapporter som behandlar avfuktning i ishallar. Denna kunskap är väldigt viktig vid  design och drift av en ishall eftersom god  hantering luftfukten är avgörande. I denna del jämförs avfuktning med kyl- och sorptionsteknologi beträffande olika aspekter på prestanda och i slutändan beträffande det årliga energibehovet.

Analysen tyder på att kylavfuktning utformad för frostfri drift endast har en avfuktningskapacitet på 4 kg / h, men att högre avfuktningskapacitet kan erhållas om anläggningen arbetar under fryspunkten, men då krävs avfrostning. Modelleringsresultaten visar att för en nominell avfuktningskapacitet (20 kg / h) krävs en installerad kylkapacitet med en en effekt på cirka 85 kW. Det finns praktiska exempel på fall när behovet av kylkapacitet för den önskade avfuktningskapaciteten underskattats, eftersom kylbehovet för latent värme samt behovet för avfrostning försummats. För en stor arena, där ett frostfritt driftläge kan tillåtas på grund av att högre luftfuktighet kan accepteras så krävs 360 kW kylkapacitet för att uppnå en avfuktningskapacitet av 60 kg / h.

Sorptionsteknologin analyseras här i flera exempel från praktiken. Storleken hos utrustningarna visar att det behövs cirka 30-50 kW värmekapacitet. När det gäller luftflödena, skiljer sig dessa beroende på reaktiveringstemperaturen. Generation två- konfigurationer behöver cirka 50 ° C lufttemperatur, och luftflödena 2 kbm per sekund för processluften och 1 kbm per sekund för reaktiveringsluften. Detta kan jämföras med med kylbaserad teknik som för samma kapacitet behöver ett flöde på processluft av omkring 3,5 kbm per sekund (spoltemperatur -8 ° C), vilket emellertid starkt är beroende av vid vilken temperaturnivå kylningen tillhandahålls.

När man integrerar avfuktningssystemet i en ishall är det viktigt att förstå hur bra det passar ihop med andra system. Vid kylningsbaserad avfuktning är det den delen som är dimensionerande för installationskapaciteten på isbanans huvudkylanläggning, därmed det som driver kostnaderna. Sorptionsavfuktning å andra sidan har inget kylbehov men kan även bidra till värmeåtervinning, eftersom behovet av värme är som störst när det finns tillräckligt med spillvärme från kylsystemet.

När det gäller årligt energibehov jämförs båda teknikerna med olika alternativa värmekällor för sorptionsteknologiavfuktaren. Det viktigaste är till sist hur mycket energi som måste köpas. Det bästa scenariet visar sig vara sorptionsavfuktaren av andra generationen med full värmeåtervinning, vilken kräver cirka 14 MWh el på årsbasis. Kylbaserad avfuktning beräknas under samma tidsperiod ha ett energibehov på cirka 35 MWh.

Place, publisher, year, edition, pages
KTH Royal Institute of Technology, 2019. , p. 34
Series
TRITA-ABE-RPT ; 1916
National Category
Building Technologies
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-254373ISBN: 978-91-7873-257-9 (electronic)OAI: oai:DiVA.org:kth-254373DiVA, id: diva2:1331502
Funder
Swedish Energy Agency, P38240-1
Note

QC 20190802

Available from: 2019-06-26 Created: 2019-06-26 Last updated: 2019-08-02Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Ice rink report 5(2002 kB)10 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2002 kBChecksum SHA-512
e3fac0d5b0f67e6f369ad04cad15165322dc681c85ad4390f3e04abbd220ef5d19525f0f5e1124c62cf56c627415fa4a1037b68d9af327b37cd88c9d6ae68f62
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Rogstam, JörgenPomerancevs, Juris
By organisation
School of Architecture and the Built Environment (ABE)
Building Technologies

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 10 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

isbn
urn-nbn

Altmetric score

isbn
urn-nbn
Total: 24 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf