Skrynklig yta ger snabbare kokning

Publicerad 2011-08-15

En ny sorts ytbeläggning, utvecklad av forskare på KTH, kan spara in mycket av all den energi som i dag läggs på driften av värmepumpar- och kylaggregat.

Björn Palm, professor i energiteknik på KTH
Björn Palm, professor i energiteknik på KTH

– Med tanke på att cirka 15 procent av all elektricitet som produceras i världen i dag går till driften av kylutrustning och värmepumpar kan vår nya teknik spara enorma mängder elenergi, säger Björn Palm, forskare och professor i energiteknik vid KTH.

Forskarna räknar med att energieffektiviteten för värme- och kylsystemen generellt sett kan ökas med 10 procent.

– Det skulle innebära en global elenergibesparing på 360 TWh per år, alltså Sveriges elanvändning tre gånger om, till ett värde av cirka 500 miljarder kronor årligen, säger Björn Palm.

Tillsammans med fyra andra forskare från KTH har han startat företaget Micro Delta T, som nu har en prototypanläggning klar för tekniken.

Så här fungerar den mikroporösa ytan:
I alla kylanläggningar och värmepumpar finns ett köldmedium som kokar. På en slät yta krävs att ytan är flera grader varmare än köldmedievätskan, för att den första mikrobubblan ska bildas.

– Med vår mikroporösa yta bildas bubblorna mycket lättare, det vill säga med lägre temperaturskillnad, säger Björn Palm.

Orsaken är att köldmedie-gas göms i porerna, så nya mikrobubblor inte behöver bildas.

– Ytstrukturen består av större och mindre porer som ger en ordnad strömning av vätska och gas, vilket forskarna tror bidrar till en mer effektiv kokningsprocess.

Den mikroporösa ytan får köldmediet i systemet att koka med 10-15 gånger mindre temperaturskillnad än en traditionell yta.
För varje grad som temperaturskillnaden mellan värmekällan och den avdunstande vätskan reduceras, minskar el-åtgången för systemet med 2-3 procent.

Tekniken fungerar för både värmepumpar och kylmaskiner eftersom funktionsprocessen är densamma. Ytbeläggningen kan användas till mindre kylskåp i hushåll såväl som till storskaliga kylapplikationer för industrin.

– Tekniken kan också effektivisera kylning av elektronik, genom vätska som får koka i små värmeväxlare i kontakt med komponenterna. Den effektiva kylningen gör att processorerna kan arbeta fortare, med högre prestanda, säger Björn Palm.

För att tydligt visa ytbeläggningens energivinster, har forskarna byggt en demonstrationsanläggning med två värmeväxlare: en med mikroporös yta och en med slät yta.

– Enligt mätningar kan ytbeläggningen minska energiåtgången för många värmepumpar med 10-15 procent. Med tanke på att många miljarder spenderas årligen för att driva klimatanläggningar, så innebär vår patenterade teknologi en fantastisk affärsmöjlighet för producenter av värmeväxlare, säger Björn Palm.

Företaget Micro Delta T, som bildades 2007, har mött stort intresse från industrin och internationella investerare. En kinesisk entreprenör har investerat 2 miljoner kronor i projektet, och år 2009 bidrog Vinnova med 1,2 miljoner kronor.

– Dessutom har KTH Innovation varit en viktig affärskonsult till vårt multidisciplinära team redan från start, säger Björn Palm.

För mer information kontakta Björn Palm 08 - 790 74 53 eller bjorn.palm@energy.kth.se

Katarina Ahlfort