-
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
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
Isvård och underhåll
NYTAPPAT KALLVATTEN SAMMA KALLVATTEN EFTER 4 TIMMAR
Det går 1 syremolekyl på 300.000 vattenmolekyler (10⁰C) ©
Isvård och underhåll
-
2015-12-14
19
NYTAPPAT VARMVATTEN SAMMA VARMVATTEN EFTER 4 TIMMAR
©
Isvård och underhåll
Isvård och underhåll
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
Isvård och underhåll
Fyll innan du kör av,(töm överblivet vatten)!
Fyll inte mer vatten än vad som går åt
Isvård och underhåll
-
2015-12-14
21
Isvård och underhåll
• 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!)
Isvård och underhåll
©
-
2015-12-14
22
Vad gör isytsan blank och ”oljig”
Hur inverkar vattenkvaliten?
Har solen (energistrålning) inverkan på detta?
Isvård och underhåll
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?
Isvård och underhåll
-
2015-12-14
26
RESULTATET AV ”FORTTKÖRNING”
Även slö kniv och fel fjädertryck på kniven ger ”tvättbräda”
©
Isvård och underhåll
Utveckling ? Isvård och underhåll
-
2015-12-14
27
DUKEN HAR BYTT FÄRG!
Isvård och underhåll
1955
2013
Isvård och underhåll
-
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
Utebanor – klimatpåverkan
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
Utebanor – klimatpåverkan
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