Som en del av Horizon 2020-projektet DESOLINATION har en ny studie med titeln “Experimentell och numerisk studie av superkritisk CO₂-kylare” presenterades vid 6th European Conference on Supercritical CO₂ (sCO₂) for Energy Systems, som hölls den 9-11 april 2025 i Delft, Nederländerna.
Forskningen, som leddes av LUT-universitetet i samarbete med TEMISTH, mottog Pris för bästa artikel på konferensen som ett erkännande av dess vetenskapliga kvalitet och relevans.
Undersökning av PCHE-prestanda i superkritiska CO₂-kraftcykler
Studien fokuserar på termohydraulisk prestanda av en värmeväxlare med tryckt krets (PCHE) arbetar med superkritisk koldioxid (sCO₂) - en arbetsvätska som utgör kärnan i DESOLINATIONs innovativa kraftblock. PCHE är en kompakt och högeffektiv lösning som lämpar sig för de extrema förhållanden som råder i sCO₂-baserade energisystem, t.ex. de som är integrerade i koncentrerad solenergi (CSP) och avsaltningsteknik.
Genom att använda en kombination av experimentell testning and beräkningsbaserad strömningsdynamik (CFD), utvärderade teamet värmeöverförings- och tryckfallsegenskaperna hos sCO₂ som flödar genom PCHE-mikrokanaler. Studien inriktades på pseudokritisk region, där CO₂ uppvisar snabba variationer i egenskaper som förbättrar värmeöverföringen men försvårar prediktiv modellering.
Stödja DESOLINATIONs målsättningar
Detta arbete bidrar direkt till DESOLINATIONs mål att utveckla en effektivt, soldrivet avsaltningssystem genom att förbättra prestandaförutsägelser och design av nyckelkomponenter i sCO₂-kraftcykeln. I synnerhet tillhandahåller den validerade verktyg och insikter som är nödvändiga för att integrera högeffektiva värmeväxlare till projektets framtida demonstrationsanläggning.
Authors: Giuseppe Petruccelli, Teemu Turunen-Saaresti, Damien Serret, Aki Grönman, Aurélien Conrozier och Amir Momeni Dolatabadi.
Viktiga resultat
- Experimentella data samlades in under ett brett spektrum av driftsförhållanden vid LUT Universitys transkritiska CO₂-testanläggning, vilket ger ett värdefullt riktmärke för validering av numeriska modeller.
- The CFD-simuleringar, som omfattar verkligt gasbeteende och turbulensmodellen SST k-ω, visade god överensstämmelse med de uppmätta tryckfallen och utloppstemperaturerna.
- A ny korrelation för friktionsfaktor härleddes från de experimentella resultaten. Den tar hänsyn till ytjämnhet och uppnådde en prediktionsnoggrannhet inom ±10% av de uppmätta värdena - ett viktigt framsteg jämfört med befintliga korrelationer.
- Undersökningen visade också att vanligt förekommande korrelationer för värmeöverföring tenderar att undervärdera prestanda i sCO₂-mikrokanalflöden med högt Reynolds-tal, vilket understryker behovet av mer skräddarsydda prediktiva modeller.
Erkännande av konferens
Den 6:e europeiska sCO₂-konferensen samlade över 100 experter från den akademiska världen och industrin för att diskutera de senaste innovationerna inom sCO₂-teknik. Förutom de tekniska sessionerna uppmärksammades även DESOLINATION under Keynote på fredag morgon av Dr Gioele Di Marcoberardino (UNIBS), som presenterade projektets övergripande mål och framsteg hittills.
🏆 Tidningen mottog Pris för bästa artikel på konferensen, som ett erkännande av forskningens kvalitet och relevans för den internationella sCO₂-forsknings- och ingenjörsgemenskapen. Detta erkännande belyser DESOLINATIONs bidrag till att öka förståelsen på komponentnivå, vilket är avgörande för utvecklingen av integrerade soldrivna avsaltningssystem.
🔬 DESOLINATION-konsortiet gratulerar författarna Giuseppe Petruccelli, Teemu Turunen-Saaresti, Damien Serret, Aki Grönman, Aurélien Conrozier och Amir Momeni Dolatabadi - för detta välförtjänta erkännande och för deras värdefulla bidrag till framtiden för hållbara energi- och vattensystem.
