Ice rinks are the largest energy consumers in terms of public buildings due to their simultaneous need of cooling, heating, ventilation, and lighting for different parts of the building which means that these facilities also have a lot of potential for energy saving. Due to the size of the cooling unit in an ice rink the refrigerant charge can become quite high, which potentially has a big impact on the environment. CO2 refrigeration units could cover all these challenges that are linked to ice rink operation. CO2 as a refrigerant has a very low impact on the environment and at the same time it could provide enough energy to cover the heating demands of an ice rink. CO2-based systems should operate in trans-critical mode which affects the performance of the refrigeration system, but by using the released heat that otherwise would be rejected to the ambience the total energy consumption becomes lower. The process of heat recovery is therefore vital for an efficient system. The refrigeration unit can produce enough energy to cover all the heating demands of an ice rink, but only when the heat recovery is controlled properly. The energy recovery method is very important, but it should also be tailored in order to cover all demands. This is because all the subsystems, i.e. demands, have different temperature and load requirements. The energy could be recovered in one or two stages from the refrigeration system. However, hardware is not enough in order to achieve proper operation, the system should also operate in the best conditions (discharge pressure and subcooling) in order to be efficient. The more proper operation, the less energy consumption.  This energy recovery method could also be used as subcooling in climates where the ambient temperature is very high, making CO2 a very efficient solution. Regular refrigerants are still often used in warm countries despite their high environmental impact. A refrigeration system using natural refrigerants and more specific CO2 does not have constraints, however. The only limitation is the wrong operation. / Isrinkar är de största energikonsumenterna när det gäller offentliga byggnader på grund av deras ständiga behov av nedkylning, uppvärmning, ventilation och belysning. Detta innebär också att anläggningarna har en stor potential att effektivisera sin energibesparing. Isrinkar konsumerar stora mängder kylmedel på grund av deras storlekar, vilket potentiellt har en stor negativ inverkan på miljön. CO2 kylenheter skulle kunna klara av alla dessa utmaningar som är kopplade till isrinkens drift. Att använda CO2 som en kylarvätska har en ytterst liten inverkan på miljön och kan dessutom bidra med tillräckligt mycket energi för att täcka uppvärmningsbehovet för en isrink. CO2 baserade system bör köras i ett transkritiskt läge vilket påverkar kylsystemets prestanda, men genom att återanvända den utsläppta värmen som annars skulle gå förlorad till omgivningen så blir den totala energiförbrukningen lägre. Värmeåtervinningsprocessen  är därför avgörande för ett effektivt energisystem. Kylaggregatet kan producera tillräckligt med energi för att täcka alla värmebehov för en isrink, men endast när värmeåtervinningen behärskas ordentligt. Energiåtervinningsmetoden är också väldigt viktig, men den bör skräddarsys för att täcka alla krav. Detta beror på att alla delsystem, dvs krav, har olika temperatur- och belastningskrav. Energin kan återvinnas i ett eller två stadier från kylsystemet. Tyvärr så räcker dock inte hårdvaran till för att uppnå en önskad drift, men systemet bör även fungera under de bästa förutsättningarna (utloppstryck och underkylning) för att vara effektiv. Ju bättre drift, desto mindre är energiförbrukningen. Denna energiåtervinningsmetod kan också användas som underkylning i varma klimat vilket gör CO2 till en mycket effektiv lösning. Vanliga typer av kylmedel används fortfarande ofta i varma länder trots att deras negativa miljöpåverkan. Ett kylsystem med ett naturligt kylmedel som till exempel koldioxid har emellertid inga begränsningar. Den enda begränsningen är den felaktiga hanteringen av driften.

Behrn Arena in Örebro, Sweden, is an ice rink facility where the company is interested in ways of improving their current energy system in terms of energy efficiency. Currently, district cooling is purchased to reclaim the waste heat from the ice rink refrigeration system, which is further used as a heat source for local district heating distributor. In return, the cost of district heating is reduced. A techno-economic analysis was conducted where the current refrigeration and heating system in Behrn Arena was compared to three different scenarios. These were defined as the current refrigeration system with improved performance, the most common ice rink heating and refrigeration system in Sweden, and an ice rink with a trans-critical CO2-refrigeration system with heat recovery. Furthermore, alternatives to how the reclaimed heat may be utilized were investigated from an economic point of view. This included using the heat internally in the facility or selling the heat to a district heating distributor. From this study it was concluded that the current refrigeration system using district cooling as a heat sink, with the cost reductions, had a lower cost of operation relative to the typical ice rink in Sweden. Furthermore, a CO2-refrigeration system running in trans-critical operating conditions with two-stage heat recovery has potential of reducing the seasonal cost of energy of the current system with regards to heating and cooling by approximately 50 %. At the same time the heating demand coverage will be up to 89.5 %. Finally, selling heat to a district heating distributor proved to be unfavourable from a prosumer perspective if the waste heat could be utilised internally by the facility. / Behrn Arena i Örebro är en isrinkanläggning där intresse från fastighetsägaren finns för att förbättra det nuvarande energisystemet för ökad energieffektivitet. Det nuvarande systemet återvinner spillvärmen från kylaggregaten via det lokala fjärrkylanätet genom att anläggningen köper fjärrkyla. Spillvärmen används sedan som värmekälla för en värmepump som vidare distribuerar fjärrvärme. Ersättningen för att köpa fjärrkylan är en prissänkning av vad fastighetsägaren betalar för fjärrvärme. En teknoekonomisk analys genomfördes med syfte att jämföra det nuvarande kyloch värmesystemet med tre olika scenarier. Dessa definierades som en mer energieffektiv version av det nuvarande kylsystemet, det vanligaste kyl- och energisystemet för isrinkar i Sverige samt ett system för transkritiskt CO2 och värmeåtervinning i två steg. Därtill undersöktes olika alternativ för hur spillvärmen kan användas, till exempel genom att använda den internt eller sälja den till en fjärrvärmesdistributör. Från denna studie framkom det att det nuvarande kylsystemet med fjärrkyla som värmesänka, inklusive kostnadsreduktionen av fjärrvärme, hade en lägre driftkostnad jämfört med den typiska isrinken i Sverige. Därutöver finns potential att reducera driftenergikostnaden av det nuvarande energisystemet med avseende på kyla och värme med cirka 50 % genom att nyttja ett kylsystem med värmeåtervinning i två steg och en transkritisk kylcykel med CO2. Samtidigt uppgår täckningen av värmebehovet till 89,5 %. Slutligen framkom det att sälja spillvärme till en fjärrvärmedistributör är ekonomiskt ofördelaktigt om det finns ett värmebehov inom fastigheten.