I det här projektet söker vi nya förbättrade lösningar för framtidens köldbärare som ger en hög energieffektivitet för systemen de används i, och en liten miljöpåverkan. Projektet är en fortsättning på tidigare forskning som resulterat i referenslitteratur om köldbärare som nu används internationellt.
Köldbärare används för att transportera kyla i värmepumpar och kylanläggningar. Det är naturligtvis viktigt att köldbärarna ger goda prestanda för anläggningen, samtidigt som de inte utgör en risk för miljön. Traditionellt har glykollösningar använts. Etylenglykol ger lägre tryckfall, men är en större risk för miljön jämfört med propylenglykol. Etanol är bra på många sätt, men kan innebära en brandrisk vid höga koncentrationer. Olika saltlösningar kan också användas, men flera av dem är korrosiva.
I många fall behövs också tillsatser för att minska risken för korrosion eller andra problem med systemen. Det finns alltså en mängd forskningsfrågor att studera rörande köldbärare. I detta projekt kommer flera aspekter att studeras.
Köldbärare används i indirekta system. Ett viktigt skäl till att använda indirekta system är att det möjliggör väsentligt lägre mängder köldmedium i systemet, vilket kan vara väsentligt både ur säkerhets- och miljösynpunkt. Köldbärare består vanligen av vatten med fryspunktsnedsättande tillsatser, exempelvis glykol, etanol eller vissa salter.
I det här projektet söker vi nya förbättrade lösningar för framtidens köldbärare som ger en hög energieffektivitet för systemen de används i, och en liten miljöpåverkan. Projektet är en fortsättning på tidigare forskning som resulterat i referenslitteratur om köldbärare som nu används internationellt.
Vi kommer bland annat att undersöka egenskaperna för några nya köldbärare baserade på formiat- och acetatsalter. För dessa, och blandningar av dessa, kommer grundläggande egenskaper som viskositet, värmeledningsförmåga, specifik värme mm att bestämmas. Detta ger underlag för att bedöma tryckfall och värmeövergångstal, och därmed hur dessa köldbärare kommer att fungera i verkliga system.
Ett annat område som kommer att undersökas är korrosionsinhibitorer med liten miljöinverkan. Vi kommer också att fortsätta arbetet med etanolbaserade köldbärare. Möjligheten att blanda etanol med skogsbaserade oljor, som tallolja eller terpineoler, kommer att undersökas, och egenskaperna för dessa blandningar att bestämmas. Syftet här är att hitta blandningar som är mindre brandfarliga än etanolblandningar vid högre koncentrationer.
För framtiden är det viktigt att hitta miljövänliga och energieffektiva köldbärare för indirekta system med goda strömnings- och värmeöverföringsegenskaper. Målsättningen med projektet är att validera egenskaper för alternativa formiat- och acetatsalter och deras blandningar genom att mäta deras termofysikaliska grundegenskaper. Dessa kunskaper är då till nytta både för tillverkarna, som kan förbättra sina produkter, och för kunderna som underlag för dimensionering av indirekta köldbärarsystem och deras komponenter. Dessutom kommer i detta projekt starkare tonvikt än tidigare att i detta projekt läggas på följande stora problem med vissa köldbärare – miljövänlighet och brandfarlighet.
Projektet bör kunna ge rekommendationer till tillverkare angående lämpliga blandningar av acetat- och formiatsalter som kan förbättra de termofysikaliska egenskaperna. Denna forskning kommer att kunna bidra till utvecklingen av nästa generation köldbärare. Projektet skall fokusera på glykoler med gröna korrosionsinhibitorer för att kunna minska miljö- och hälsopåverkan i händelse av läckage.
En annan viktig del av projektet är utvecklingen av en ny typ av alkoholbaserad köldbärare, en optimal blandning av etanol med tallolja eller terpineoler med högre flampunkt och kortare nedbrytningstid för speciella tillämpningar. Dessutom kommer projektet att inbegripa påfyllning, avluftning och rengöringsprocedurer vid konvertering av olika indirekta system för att minska risken för korrosion i framtiden.
Framtida köldbärare för indirekta kylsystem
KTH, Inst Energiteknik, Avd Tillämpad termodynamik och kylteknik
Deltagande aktörer: 13 företag är partners i projektet
Björn Palm
Monika Ignatowicz
45970-1
Pågående
I december inleds ett nytt Termoprojekt för att optimera industriella värmepumpar med naturliga köldmedier. Forskare från KTH ska ta fram värmeväxlare som minimerar köldmediefyllningen – och samtidigt bibehåller hög termisk prestanda. Projektledaren Jens Fridh hoppas att projektet kan få stor betydelse för att få bort fossila bränslen inom Europas fjärrvärmesektor.
Pågående
Projektet ska öka förståelsen för tvåfasströmning vid förångning och kondensation i platta kanalgeometrier, av liknande typ som som är vanliga i plattvärmeväxlare. Ett av de konkreta målen är att visa upp kanaler som kan öka värmefaktorn med minst 10 procent.
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 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.
Pågående
Projektets syfte är att utveckla och förbättra den kunskap som krävs för säker användning av brandfarliga köldmedier i kyl- och värmepumpsystem.
Avslutad
Projektet avser att experimentellt verifiera metoder med syfte att få hög systemeffektivitet hos CO2-baserade kyl- och värmepumpssystem då dessa system förväntas att öka de kommande åren som följd av implementering av F-gasförordningen.
Avslutad
Projektet avser att studera ett värmepumpssystem och effektivisera den ur både energi- och eleffektsynpunkt. Detta kommer att ske bl a genom att utveckla en ventilationsåtervinningsvärmeväxlare och utvärdera systemets funktionalitet och effektivitet experimentellt, samtidigt som teoretiska modeller för dess funktion utvecklas.
Pågående
Projektet ska undersöka hur optimeringen av köldbärarflödet i bergvärmeanläggningar kan leda till energibesparingar och öka prestandan med 10–40 procent. Det görs genom modellering, studier av statistiska parametrar samt validering genom experiment i KTH:s Live-in Lab ihop med data från befintliga anläggningar.
Pågående
Projektet syftar till att bygga internationell kunskap om resurseffektiv torkning med värmepumpsteknik. I projektet kommer man att samla in svenska fallstudier med fokus på industriell torkning, främst inom skog, massa/papper och jordbruk/livsmedel.
Pågående
Projektet tar fram värmepumpsteknik anpassad till nya temperaturintervaller, installationslösningar för enklare och flexiblare installation och övervakningssystem för effektiv drift av storskaliga system. Projektresultatet medför att takten för utfasning av gas i Europa kan öka.
Termoprogrammets nya etapp 2 gick som en röd tråd genom konferensen Värme- och kyladagen som arrangerades i Stockholm den 13 november. Den öppnades av Energimyndigheten, som påminde om värme och kylas viktiga roll i energiomställningen. Omkring 120 personer var på plats, klart fler än Termoprogrammets tidigare konferenser.
Energimyndigheten vill påskynda omställningen till ett hållbart och robust energisystem. Myndigheten har utlyst 45 miljoner kronor för etablering av innovationskluster.
– 3D-printing är en fantastisk tillverkningsmetod, den öppnar för geometrier som inte varit möjliga att skapa på ett vettigt sätt tidigare. Det säger professor Björn Palm på KTH, som är mitt uppe i ett Termoprojekt för att utveckla kompakta och effektivare värmeväxlare.
Kemi och materialstruktur på nanometernivå minskar frostbildningen och ökar effektiviteten i luftvärmepumpar, enligt ett Termoprojekt från Rise. Resultatet öppnar för att luftvärmepumpar kan användas i kalla klimat i större utsträckning.
En investering i energieffektivisering på 15 miljarder kronor kan spara elkonsumenterna närmare 100 miljarder kronor per år, genom minskad och flyttad elförbrukning. Flexibel drift av vattenburna värmepumpar kan tillgängliggöra mer än 10 procent av Sveriges maximala effektbehov en kall vinterdag. Den uppskattningen gör Björn Berg, vd på Ngenic.
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.
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.
Den 13 november arrangerar forskningsprogrammet Termo en heldagskonferens om värme och kylas roll i energiomställningen i Stockholm. Under dagen kommer resultat från forskningsprojekt både inom och utom Termo att presenteras, liksom nya projekt från Termos programförlängning varvat med externa talare. Anmälan är nu stängd.
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.
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 flexibilitet som en del av framtidens energisystem.
Flera av Termoprogrammets projekt anknyter till teknologier som främjar sektorkoppling och flexibilitet i systemet – till exempel värmepumpar. Det belystes under det här webbinariet.
