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

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

Digitalization and IoT technologies for Heat Pump Systems

In the project, KTH and RISE are actively contributing to the periodic workshops are organized and coordinated by the Annex 56, where representatives of companies and institutions from Sweden, Austria, France, Germany, Denmark, Norway and Switzerland collaborate to provide guidance, data and knowledge about heat pumping technologies with respect to IoT applications.

Pågående

Energiexport från livsmedelsbutiker

I projektet kommer minst fyra fallstudier att studeras och bedömas med fokus på butikskyla, värmeåtervinning och komfortkyla. Erfarenheterna från projektet förväntas leda till flera verkliga fall av samverkan mellan fastighetsägare och livsmedelsbutiker.

Relaterade Nyheter

Se alla nyheter

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.