Pågående

Optimalt flöde i bergvärmepumpar kan öka prestandan upp till 40 procent

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.

Prestandan i dagens bergvärmepumpar skulle kunna vara 10–40 procent högre om ett optimalt flöde användes i borrhålskretsen. Men för bergvärmepumpar är det i dag oklart vilket det optimala flödet är och hur det påverkas av olika förutsättningar.

Frågor som i dag saknar fullständiga svar och som projektet ska undersöka är:

  • Hur ändras det optimala flödet med olika djup och termisk kortslutning i borrhålsvärmeväxlare?
  • Hur skiljer sig flödet om man har exempelvis två 500 meter djupa borrhål mot fem 200 meter djupa borrhål?
  • Skiftar det optimala flödet, och i så fall hur mycket, när temperaturen sjunker, till exempel på grund av växlingen mellan laminär- och turbulentflöde?
  • Ändras det optimala flödet när koaxiala värmeväxlare används i stället för U-rör i borrhålen?

För att fylla denna kunskapslucka föreslår projektet en borrhål-till-värmepump-modell, från vilken analytiska uttryck kan härledas för optimala flöden. Modellen kommer att valideras med en testrigg på KTH:s Live-in Lab och data från riktiga anläggningar. Ett webbaserat verktyg ska utvecklas så att installationsanpassade optimala flöden kan tas fram.

Dessutom kommer en omfattande statistisk parametrisk studie genomföras. Studien ska hjälpa till att hitta heuristiska flöden – inte nödvändigtvis exakt optimala men robusta för ett stort antal förutsättningar. Det kommer i sin tur att leda till en enklare och snabbare implementering i riktiga anläggningar.

Sammanfattning

Projektnamn

Optimalt flöde för maximal prestanda av bergvärmepumpar

Organisation

Kungliga Tekniska Högskolan (Energiteknik), Asplan Viak (NO), Bengt Dahlgren, Dandelion Energy (US), Deep Drilling and Equipment & Services (FI), HP Brunnsborrningar i Klippan, Nibe, Nowab, Rototec (FI), Sindeq Borrteknik, Thermia, University of Genova (IT), Wilo

Projektledare

Alberto Lazzarotto / Willem Mazzotti Pallard

Energimyndighetens projektnummer

P2022-00499

Relaterade projekt

Se alla projekt

Avslutad

Utveckling av kombinerat energilager-värmeväxlare för PCM med luft som värmebärare

Projektet ska studera hur man kan utveckla ett kombinerat energilagervärmeväxlare med luft som värmebärare. Detta projekt är första steget i utvecklingen av ett innovativt PCM-baserat kylabatteri som kan användas för klimatsmart kyla i t ex frikyla, nattkyla för stora kondensorer, samt komfort i fordon vid avstannad motor och fler. Ny kunskap ger förståelse för de bidragande mekanismer som är inblandade i de kombinerade värmeöverförings- och fasändringsprocesserna i en PCM-värmeväxlare, och nyttjas till att ta fram en första prototyp som utvärderas i laborationsmiljö.

Relaterade Nyheter

Se alla nyheter

Relaterade Event

Se alla event

Termodagen 2023 – värme och kylas roll i energiomställningen

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.