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
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.
Pågående
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.
Pågående
Projektet avser sammanställning av kunskapsläget i Sverige rörande kylanläggningar och värmepumpar med köldmedium med låg växthuseffekt.
Pågående
Ecopack 2 syftar till att kunna hantera verkliga driftsfall med dynamiska förlopp och utveckla nödvändiga mät och styrmetoder för systemet.
En 3D-printad värmeväxlare i aluminium fylld med fasändringsmaterial, det har professor Viktoria Martin och kollegor från KTH provat fram i labbmiljö. Resultatet är en prototyp med både hög energitäthet och hög effekt. Nästa steg är att göra en installation på försök i ett riktigt ventilationssystem.
Hur stora är möjligheterna för flexibilitet i bostäder och hur ser husägare på att förändra sin komfort? Det undersöker Morgan Willis från Rise i projektet Bostäder för flexibilitet.
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.
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.
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.
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.
Ett webbinarium som presenterar hur olika teknik för energilagring kan bättre utnyttja förnybara energikällor
Ett webbinarium som presenterar värme, kyla och el 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.
