Luften kan kylas av fasändringsmaterial
På KTH i Stockholm har man utvecklat en 3D-printad värmeväxlare i aluminium fylld med fasändringsmaterial anpassad för att kyla tilluft. Resultatet har blivit en prototyp med både hög energitäthet och hög effekt. Nästa steg är att göra en installation på försök i ett riktigt ventilationssystem.
I ett energilagringsprojekt vid KTH – finansierat i forskningsprogrammet Termo – har forskarna låtit 3D-printa olika prototyper av batterier i aluminium för värmeväxling och fyllt dem med ett fasändringsmaterial som smälter och stelnar vid cirka 20 °C. Batteriet är till 80 procent fyllt med fasändringsmaterial, resten är minikanaler, vilket ger stor yta för värmeväxling.
Enligt professor Viktoria Martin, som med sina kolleger från KTH provat fram och utvecklat växlaren, är behovet av energilagring stort och man behöver hitta nya tekniker för detta.
– Vi kommer att behöva en mix av lagringstekniker och använda olika lösningar för vad som är bäst i specifika fall.
I projektet har man fått fram en hög energitäthet, cirka 40 kWh per kubikmeter, vilket är ungefär tre gånger mer än i kallvattenlager. Även effektprestandan är god, 17–26 kW per kubikmeter, enligt Viktoria Martin.
En utmaning med fasändringsmaterial är att de visserligen kan lagra mycket värme, men att de är isolerande in mot kärnan och därmed leder värme dåligt.
– Så effekten hur snabbt man kan få ut energin är ofta ganska dålig. Vi har därför jobbat med minikanaler för att luften ska få stor kontaktyta när den strömmar genom fasändringsmaterialet, säger Viktoria Martin.
Tanken är att slutprodukten ska kunna placeras i exempelvis ventilationskanaler, för att kunna laddas nattetid med kyla och användas för kylning på dagtid.
Andra användningsområden är till exempel i bilar. För en elbil kan det ge ökad räckvidd om det elektriska batteriet inte behöver användas lika mycket för att skapa komfortkyla inne i bilen, utan att den el som används för värmen även används för att kyla växlaren.
Nästa steg är att söka finansiering för att kunna göra en installation på försök i ett riktigt ventilationssystem, för att göra tester i praktiken. Man för diskussioner med Living Lab KTH för att testa en värmeväxlare i tilluften till en av lägenheterna.
