Publicerad: 2025-11-25

3D-printade värmeväxlare öppnar för återvinning av spillvärme från kraftelektronik

3D-printade värmeväxlare med mycket yta i förhållande till sin volym kan möjliggöra återvinning av spillvärme från bland annat krafttransformatorer. Tekniken öppnar för att spillvärmen kan användas i fjärrvärmenät, enligt en ny rapport av professor Christophe Duwig på KTH.

– Våra resultat visar att den här typen av värmeväxlare kan ge en betydande förbättring av både kylning och energieffektivitet. Bättre kylning betyder en längre livslängd av komponenter. Det öppnar också för nya möjligheter att återvinna spillvärme och minska energiförluster i många olika tillämpningar, säger Christophe Duwig, professor i processteknik på KTH och författare till rapporten.

Projektet handlar om så kallade gyroidbaserade värmeväxlare, tillverkade med 3D-printing. Gyroid är en speciell typ av tredimensionell, böljande yta med en komplex och regelbunden form – ungefär som ett nätverk av tunnlar och kanaler som slingrar sig genom materialet. Strukturen har mycket yta i förhållande till sin volym, vilket gör att värme kan ledas bort effektivt.

Värmeväxlare med den här typen av struktur ger betydligt bättre kylning än dagens traditionella lösningar. Tekniken kan säkra effektiv kylning och återvinna värme vid högre temperaturer, vilket gör det möjligt att ta tillvara spillvärme från exempelvis transformatorer och ventilationssystem för användningar inom till exempel fjärrvärme.

– Att vi kan tillverka dessa avancerade strukturer med 3D-printing innebär att vi kan skräddarsy lösningar för olika behov. Nästa steg är att testa tekniken i större skala och med material som ger ännu bättre värmeöverföring, säger Christophe Duwig.

Resultaten från rapporten

  • Bättre kylning och energieffektivitet: De nya värmeväxlarna ger lägre temperaturer, jämnare värmefördelning och upp till 40 gånger högre värmeavledning jämfört med konventionella konstruktioner. Det bidrar till ökad livslängd för komponenter.
  • Möjliggör återvinning av restvärme: Tekniken gör det möjligt att ta tillvara restvärme från exempelvis krafttransformatorer, vid högre temperatur än i dag vilket kan användas i fjärrvärmenät och bidra till ett mer hållbart energisystem.
  • 3D-printing öppnar nya möjligheter: Det går att tillverka dessa värmeväxlare både i plast och metall med hjälp av 3D-printning. Det gör det möjligt att skapa komplexa och optimerade former som tidigare varit omöjliga att producera.
  • Industriell potential: Ventilationsföretaget Swegon och energiteknikföretaget Hitachi Energy har deltagit i projektet och ser flera möjliga användningsområden, bland annat inom ventilation och kylning av elektronik.

Rekommendationer

  • Fortsatt utveckling och tester: Tekniken behöver testas vidare med bättre material och mer avancerad mätutrustning för att optimera prestandan. Fler ingenjörer kommer också behöva lära sig att hantera en ny sorts värmeväxlare med låg tryckfall.
  • Utredning av storskalig produktion: För att tekniken ska slå igenom brett krävs att tillverkningen med 3D-printing blir snabbare och billigare, särskilt för metallkomponenter.
  • Fokus på hållbarhet: Tekniken kan bidra till minskade koldioxidutsläpp genom att säkra en längre livslängd av komponenter samt effektivare energianvändning och återvinning av värme.

Om projektet

Projektet LPMat2 har finansierats av Energimyndighetens program Termo och genomförts i samarbete mellan KTH, Swegon och Hitachi Energy.

Läs hela rapporten här.

Relaterade projekt

Se alla projekt

Pågående

AI-genererad data ska ge bättre energiprognoser

Maria Eidenskogs projektgrupp ska undersöka potentialen i generativ AI för att skapa syntetiska data över hushålls energianvändning. Projektet syftar till att ge mer exakta energiprognoser på olika systemnivåer och samtidigt utveckla metoder för ansvarsfull användning av AI.

Relaterade Nyheter

Se alla nyheter

10
mar
Från vänster: Willem Mazzotti Pallard, Alberto Lazzarotto, Adrien Vautrin

Optimerat flöde i bergvärmepumpar kan ge kraftigt ökad prestanda

Genom att optimera flödet i borrhålskretsen kan bergvärmepumpar prestera upp till 40 procent bättre. Ett Termoprojekt undersöker hur faktorer som borrhålsdjup och temperaturvariationer påverkar det optimala flödet. Resultaten kan leda till betydande kapacitetsbesparingar i elnätet och ge värdefull kunskap för värmepumpstillverkare, konsulter, installatörer och fastighetsförvaltare som vill optimera framtida eller befintliga installationer.

Relaterade Event

Se alla event

Effektivare värmepumpsystem för framtiden

Termo välkomnar dig till ett webbinarium om utvecklingen av innovativa värmepumpsystem och hur optimering kan förbättra energieffektiviteten markant. Viktor Ölén från Svenska kyl- och värmepumpföreningen och Willem Mazzotti Pallard från Bengt Dahlgren delar med sig av insikter från sina pågående projekt och hur resultaten kan bidra till hållbara energilösningar.

Webbinarium – Tema IEA HPT

Termo välkomnar till ett webbinarium med smakprov på vad som sker inom Internationella energirådets program för värmepumpsteknologier, IEA HPT. Caroline Haglund Stignor och Metkel Yebiyo, bägge från Rise, och Björn Palm från KTH kommer presentera.