Avslutad

Framtidens köldbärare

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.

Sammanfattning

Projektnamn

Framtida köldbärare för indirekta kylsystem

Organisation

KTH, Inst Energiteknik, Avd Tillämpad termodynamik och kylteknik
Deltagande aktörer: 13 företag är partners i projektet

Projektledare

Björn Palm
Monika Ignatowicz

Energimyndighetens projektnummer

45970-1

Relaterade projekt

Se alla projekt

Pågående

Nytt projekt ska optimera industriella värmepumpar: ”Stor exportpotential”

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.

Avslutad

Propac Control

Projektet Propac Control adresserar utmaningarna med system för luftkonditionering med mycket liten köldmediemängd i förhållandet till köldmedieflödet. En felfördelning av köldmedium riskerar att skada komponenterna, försätta systemet i ett svängningstillstånd och minska verkningsgraden. Projektet ska utveckla och utvärdera strategier för kontrollsystem som hanterar dessa problem.

Avslutad

Ekopack

EkoPack-projektet har visat på möjligheterna att kraftigt reducera köldmediemängden i kyl- och värmepumpssystem och samtidigt upprätthålla energieffektiviteten. Därmed öppnas möjligheten att använda naturliga köldmedier i fler applikationer som tidigare har varit begränsade utifrån riskbedömningar i gällande säkerhetsstandarder.

Avslutad

3D-printing av värmeväxlare

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.

Pågående

Cirkulär teknisk-ekonomisk analys av energilagring

Projektet är ett delprojekt för den svenska delen i annexet “Economics of Energy Storage – EcoEneSto” inom IEA TCP Energy Storage. Målet är att ta fram modell för utvärdering av den tekniska prestandan tillsammans med ekonomisk genomförbarhet i dem integrerade energilagrings tillämpningarna, som uppvärmning, kylning, integrering av förnybar energi, med fokus på att förbättra systemeffektiviteten.

Pågående

Högupplöst mappning av fjärrvärmekällor

Med denna studie vill vi utveckla ett högupplöst geografiskt informationssystem, som kan kartlägga potentialen för de förnybara och återvinningsbara värmekällorna, och analysera kostnadseffektiva sätt att matcha källorna och möjligheter till säsongslagring med byggnadernas värmebehov.

Pågående

Hybrid control for next-generation heating and cooling

This project aims to develop novel approaches technically to the design and evaluation of advanced controls for such heating and cooling systems and contribute to standard guidelines for their implementation.

Avslutad

Köldmedier för högtemperaturvärmepumpar med låga växthuseffekter

De senaste tio åren har forskningen på värmepumpar och kylmedier intensifierats och nya möjligheter för att höja kvaliteten på spillvärme till industriellt och kommersiellt intressanta temperaturer har öppnats upp. Här finns det stora möjligheter att kunna knyta den forskningen till praktiska tillämpningar som är av betydelse för en stor del av fastighetssektorn, process-, papper, cement och mejeriindustrin i Sverige.

Avslutad

Miljövänliga köldmedier

Projekt handlar om att utreda för- och nackdelar med köldmedier med låg växthuseffekt, både naturliga och syntetiska. En del av arbetet innebär att delta i ett internationellt samarbete inom ramen för IEA Heat pump technology, Annex 54, där erfarenheter av dessa köldmedier samlas in och systematiseras.

Avslutad

Lantbrukseffekten

Jordbrukens värme- och kylanläggningar har möjlighet att leverera överskottsel genom reglerbar elproduktion och därmed vara med och lösa de regionala och lokala effektbrister som flera tillväxtregioner upplever. Målet är att analysera den tekniska och ekonomiska potentialen för lantbrukssektorn i Skåne att bidra som flexibilitetsresurs och stötta elnätet.

Relaterade Nyheter

Se alla nyheter

22
dec

Fel val av smörjmedel kan korta värmepumpars livslängd

Valet av smörjmedel spelar en avgörande roll för hur hållbara och effektiva framtidens högtemperaturvärmepumpar blir. Tester visar att vid höga temperaturer kan kemiska reaktioner leda till att köldmediet och smörjmedlet i värmepumpen bryts ner och kan förkorta värmepumpens livslängd, enligt en ny rapport från KTH. Det gäller till exempel industriella värmepumpar och klimatanläggningar i bilar.

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.

15
nov

Deltagarrekord på Värme- och kyladagen

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.

11
apr

”Energieffektivisering behöver bli sexigt”

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.

01
feb

Fossilfri värmesektor – det svåraste och dyraste återstår

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.

20
nov

”Regelverken hänger inte med teknikutvecklingen”

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.

28
mar
Markus Lindahl, Rise.

Värmepumpar kan stabilisera elnätet via molnlösningar

Värmepumpar skulle kunna bidra med efterfrågeflexibilitet till elnätet. Ett sätt kan vara med hjälp av en styrning via värmepumpstillverkarnas molnlösningar som kopplar ihop aggregatorer med enskilda värmepumpar. Men det finns flera utmaningar kvar att lösa, enligt Markus Lindahl från Rise, som leder studien Storskalig laststyrning av värmepumpar i elnätet.

29
nov
Värmepump

Flyttad förbrukning kan spara pengar med framtidens värmepumpar

Termoprojektet “Comfort and climate box” undersökte möjligheterna för småhusägare med värmepumpar i kombination med solpaneler att spara pengar genom att flytta energiförbrukningen i tid. Resultatet: Med 2019 års elpriser var förutsättningarna för detta begränsade – men med dagens elpriser och variationer finns nu helt andra möjligheter.

11
maj

Ny rapport ger det senaste inom värmepumpsteknik

Värmepumpar är en av nyckellösningarna för att nå klimatmålet globalt. IEA HPT är ett internationellt forskningssamarbete kring värmepumpsteknik där Sverige deltar tillsammans med 16 andra länder för att utveckla nya lösningar. Inom samarbetet har en årsrapport tagits fram som ger en överblick över höjdpunkter under 2021 och pågående aktiviteter inom samarbetet.

06
maj

Kan flexibla värmepumpar minska flaskhalsar i elnätet?

När andelen el från förnybara källor ökar leder det till att tillgången på el varierar alltmer. Den varierande tillgången kombinerat med nytillkomna flaskhalsar i näten ökar behovet av flexibilitet i energisystemet. Med hjälp av värmepumpar och kylmaskiner kopplade till termiska nät som fjärrvärme, fjärrkyla och framtidens lågtempererade nät kan flexibiliteten i elnätet öka.

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.

Välkommen till Värme- och kyladagen 2024

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.