Genom att tillverka värmeväxlare i 3D-printing kan man släppa de flesta restriktionerna relaterade till tillverkningen och tillåtas att tänka helt fritt. Det innebär helt nya möjligheter och initierar nya tankar om hur en värmeväxlare bör utformas. Vi kommer att utforma nya geometrier och optimera dem med hjälp av datorsimuleringar.
Värmeväxlares geometri är mycket viktig för deras prestanda. Traditionella tillverkningsmetoder har hittills satt gränser för hur geometrin kan utformas. Genom att utnyttja 3D-printing kan helt nya värmeväxlargeometrier skapas, vilket möjliggör förbättrade prestanda och i förlängningen potentiellt energibesparingar. I detta projekt kommer nya värmeväxlargeometrier att optimeras genom datorsimuleringar och därefter tillverkas med 3D-printing och testas i labb.
Metoden 3D-printing eller additiv tillverkning tillåter tillverkning av mycket komplexa strukturer. Hittills har metoden mest använts för att tillverka prototyper, huvudsakligen i plast, men när tekniken utvecklas sjunker kostnaden och precisionen i tillverkningen ökar. Dessutom finns nu möjlighet att tillverka tredimensionella strukturer i metall, även i koppar. För framtiden, och för speciella applikationer, är det av intresse att undersöka vad den nya tekniken kan få för betydelse om den används för tillverkning av värmeväxlare.
För att få effektiv värmeöverföring kan man utnyttja turbulatorer, uppstyckade flödeskanaler, porösa ytstrukturer, flänsar av olika slag, mycket tunna kanaler, kanaler med varierande tvärsnitt mm. Den vetenskapliga litteraturen innehåller många analyser av hur ytor och kanaler bör utformas för bästa värmeöverföring. I praktiken behöver man också ta hänsyn till hur ytorna och värmeväxlarna ska tillverkas, och hur delarna ska fogas samman.
Genom att tillverka värmeväxlare i 3D-printing kan man släppa de flesta restriktionerna relaterade till tillverkningen och tillåtas att tänka helt fritt. Det innebär helt nya möjligheter och initierar nya tankar om hur en värmeväxlare bör utformas. Vi kommer att utforma nya geometrier och optimera dem med hjälp av datorsimuleringar. Därefter kommer de bästa geometrierna att tillverkas med 3D-printing och testas i vårt labb. Inom projektet samarbetar vi med institutionen för Industriell Produktion på KTH, som har expertis och utrustning för 3D-printing. Vi har också goda kontakter inom industrin där alternativ utrustning för 3D-printing finns tillgänglig.
Som ett resultat av utvecklingen inom additiv tillverkning, även kallat 3D-printing, kan nya värmeväxlargeometrier tillverkas som ger låg intern volym, bättre värmeövergång och högre effektivitet än tidigare varit möjligt. Detta projekt har målsättningen att undersöka hur den nya tillverkningstekniken ska utnyttjas för att få bästa möjliga prestanda för värmeväxlare, i enfasströmning såväl som vid förångare och kondensorer. Projektet kan betraktas som grundläggande forskning, men resultaten förväntas kunna tillämpas i nya värmeväxlartyper relativt omgående.
Inom projektet kommer värmeväxlare att utformas och optimeras genom s.k. evolutionära algoritmer och numeriska strömningsberäkningar, för att sedan tillverkas additivt. De tillverkade värmeväxlarytorna kommer därefter att testas på institutionens laboratorium och beräkningarna från simuleringarna att verifieras. Ett förväntat resultat av projektet är riktlinjer för hur värmeväxlare baserade på 3D-printing bäst ska utformas.
Design, optimering och tillverkning av högeffektiva värmeväxlare tillverkade med 3D-printing.
KTH, Inst Energiteknik, Avd. Tillämpad termodynamik och kylteknik.
Björn Palm
Inst. Industriell Produktion, KTH.
48303-1
31 december 2024
Pågående
The project will accelerate the heating and cooling transition by facilitating the development of Geothermal 5th Generation District Heating and Cooling, Geo5GDHC, systems with climate-neutral shallow geothermal energy resources. It will also assist in the integration of heating and cooling in local and regional energy systems.
Pågående
Projektet ska accelerera omställningen till smarta energisystem och energieffektiv teknik för lågtemperaturvärme och högtemperaturkyla, LTV/HTK-system. Med hjälp av maskininlärning ska projektet utveckla reglersystem som löpande förbättrar sig självt.
Avslutad
Projektet studerar hur förväntat kylbehov kommer att utvecklas hos nya och framtida stadsdelar bestående av Nära Noll Energi-Byggnader (NNEB) då den termiska prestandan hos klimatskärmen kommer att förbättras.
Avslutad
Projektet utför en transdisciplinärt studie i samband med implementering av en ny fjärrvärmeteknik (4GDH) till ett bostadsområde, för att studera teknikacceptans av bygg- och installationsbranschen samt identifierar vilka hinder som uppstår vid införande av ny teknik.
Avslutad
Målet med projektet har varit att utarbeta system för säsongslagring av överskottsvärme producerad vid KVV Filborna i Helsingborg.
Avslutad
Syftet med projektet är att ta fram en generell inmatningscentral för att ansluta decentraliserade värmekällor till fjärrvärmenätet och öka förutsättningarna för små industrier att anslutas till fjärrvärmenäten. Inom projektet designas en prefabricerad-central för decentraliserad inmatning, som efter inkoppling följs upp och utvärderas.
Avslutad
Projektet projekt fokuserar på energianvändning och energieffektiva lösningar för ett typiskt skol/campusområde i den besökta regionen i Kina. Som referensfall användes värme- och varmvattensystemet i ett studenthem på ett campusområde beläget i staden Guiyang.
Avslutad
Projektet ska visa ett helt digitaliserat fjärrvärmenät som ger nya möjligheter till effektivisering och tjänster, som t.ex. ökad verkningsgrad och minskade utsläpp i produktion, minskade förluster i distribution, samt ökad leveranskvalitet och kundnöjdhet vid energianvändning.
Avslutad
I detta projekt undersöks de affärsmässiga, särskilt rättsliga, förutsättningarna för att introducera och driva balanserade termiska nät, BTN. Det övergripande målet med projektet är att analysera och skapa förståelse för hur affärsmässiga risker påverkar marknaden vid energiaffärer som BTN.
Pågående
Syftet med GeoCoHorT är att påskynda övergången till 4:e generationens fjärrvärme och kylning (4GDHC), genom att utvärdera, optimera och demonstrera integrationen av ytlig geotermisk värmeutvinning med andra förnybara källor och smarta byggnader.
85 procent mindre fel för ett beräkna det dimensionerande effektbehovet i ett fjärrvärmenät, det uppger Johan Kensby på Utilifeed att de kan uppnå. Med deras metod vill de hjälpa energiföretag att fatta klokare investeringsbeslut.
I år fyller uppvärmningsbranschens Färdplan för fossilfri konkurrenskraft fem år. De lägst hängande frukterna är genomförda inom värmebranschen, det som återstår är både svårt och dyrt. Det säger Kjerstin Ludvig från Profu som på nästa Termowebbinarium presenterar de största utmaningarna för branschen att bli fossilfri.
Tekniska Verken i Linköping och företaget Hydroc har testat att skapa sprickor i berggrunden för att skapa ett värmelager till fjärrvärmenätet. Pilotprojektet har gått enligt plan, nästa steg är att utöka spricksystemet och höja temperaturerna. Om allt funkar kan lagret vara i full drift om två år.
Energimyndigheten förlänger forsknings- och innovationsprogrammet Termo med minst fem år. Myndigheten satsar 160 miljoner kronor på att finansiera forskning om hur värme- och kylasektorn kan snabba på omställningen till ett robust och hållbart energisystem. Två nya områden i programmet är försörjningstrygghet och värmeproduktion från kärnkraft.
Digitaliseringen öppnar för nya affärsmodeller och energidelning. Utmaningarna ligger i regelverk som hindrar effektivt utnyttjande av data från värmepumpar. Det anser Davide Rolando från KTH, som presenterar ett Termoprojekt om internet of things på nästa Termowebbinarium den 5 december.
Med maskininlärning har Qian Wang och hans kollegor på KTH skapat en modell för att prognosticera efterfrågan av värme i bostadsområden. Men han vill se mer samarbete mellan forskare och fjärrvärmebolag för att kunna förstå hur nya affärsmodeller kan integreras i branschen.
Energimyndigheten siktar på att förlänga Termoprogrammet med minst fyra år, beslut kommer sannolikt före årsskiftet. Det framkom under Termodagen den 19 oktober. Hitta alla presentationer från dagen här.
Fjolårets höga elpriser gav skjuts åt potentialen i energieffektivisering, men nya affärsmodeller behövs för att snabba på fastighetssektorns energiomställning. Det var två slutsatser från Termodagens panelsamtal ”Från forskning till marknaden” den 19 oktober.
Spillvärme från industrier i Kiruna och Boden fick stort utrymme när Termodagen arrangerades den 19 oktober. För Boden är en utmaning att invånarantalet behöver öka med 25 procent, från Kiruna lyftes frågan hur man kan få olika organisationer att samarbeta snarare än tekniska utmaningar.
Den 19 oktober arrangeras heldagskonferensen Termodagen på Citykonferensen Ingenjörshuset i Stockholm, i regi av Energimyndighetens forskningsprogram Termo. Bland talarna finns professor Björn Palm från KTH, Monica Axell från Rise och Nathalie Fransson från IVL.
Ta del av resultat från projekt som utvecklar luftvärmepumpstekniken genom att minska frostuppbyggnaden och utnyttja 3D-utskrift för att skapa innovativa värmeväxlare.
Kom och lyssna på hur fjärrvärmeföretag kan optimera sina investeringar respektive potentialen för flexibilitet i befintliga värmepumpar.
Vid detta tillfälle får du ta del av två projekt om färdplan för fossilfri uppvärmning och en ny generation av underjordiskt värmelager.
Webbinarium där internet of things för värmepumpar och maskininlärning för fjärrvärme presenteras.
Den 19 oktober kommer Termodagen 2023. Forskare inom värme och kyla har stor betydelse för att sprida kunskap till politiska beslutsfattare och samhället i stort. Kunskapen som kommer fram inom Termo ska bidra till att utforma framtidens energisystem. Under den här dagen vill vi öka engagemanget och möjligheten till samverkan.
Digital workshop där Energimyndigheten informerar om sina tankar kring strategin för framtidens värme och kyla.
Ett webbinarium som presenterar hur olika tekniker för energilagring bättre kan utnyttja förnybara energikällor
Ett webbinarium som presenterar värme, kyla och el flexibilitet som en del av framtidens energisystem.
Ett webbinarium om hur IEA:s program inom fjärrvärme och fjärrkyla, IEA-DHC, främjar innovation och utveckling i Sverige och världen.
Flera av Termoprogrammets projekt anknyter till teknologier som främjar sektorkoppling och flexibilitet i systemet – till exempel värmepumpar. Det belystes under det här webbinariet.
