Academic literature on the topic 'Kylning'

Inom Ruukki Fundia Special Bar finns tre liknande förpar, ett i Smedjebacken och två i Boxholm varav ett i finverket och det andra i mediumverket. Valsarna levereras av Åkers Sweden AB och är av samma kvalité, (gjutna H-SG-P-Mo-48 värmebehandlat-segjärn-perlitisk struktur-molybdenlegerat och med hårdhet 48 Shore) det som skiljer är radien. I mediumverket utsätts valsarna för ett hårt slitage både genom sprickbildning och ojämn yta medan de två andra förparen inte slits lika hårt. Idag används en vals i cirka sex månader, under den tiden sker en omsvarvning. På grund den rikliga sprickbildningen kan bara en omsvarvning ske på grund av att de djupa sprickorna gör att 12-16mm på diametern svarvas bort vid varje tillfälle. En andra omsvarvning gör att valsens radie blir för liten. Företaget vill minimera sprickbildningen för att kunna svarva om valsarna ytterligare en gång och på det sättet förbättra valsekonomin. Syftet med detta examensarbete är att undersöka möjligheter till varför denna sprickbildning och ytojämnhet uppstår. Sprickbildning är en följd av bland annat termiska ojämnheter på valsytan som orsakas växlande uppvärmning från hetan och kylning från kylmedlet. En annan orsak till sprickbildning kan vara överbelastning av valsarna. Temperaturer på valsar, ämne och vatten kommer att undersökas för att få en förståelse för vart problemet kan ligga. Det har gjorts beräkningar på valskrafter och moment för undersökningar i fråga om överbelastning. Programmet Steeltemp har används för att studera temperatur- förändringar i valsen under valsning. Även jämförelser mellan förparen i Smedjebacken och finverket i Boxholm har studerats.

Detta examensarbete genomförs vårterminen 2009 i samarbete med Mälardalens högskola och Ankarstiftelsen. Det omfattar 30 högskolepoäng och är på avancerad nivå inom produkt- och processutveckling.

Ankarstiftelsen är en ideell organisation som bedriver verksamhet i främst Brasilien, Colombia och Peru. Organisationen grundades 1996 och arbetar med utsatta samhällsgrupper, bygger skolor i behövande områden et cetera.

Projektets främsta uppgift är att ta fram adekvat förvaringsmöjlighet för att ge invånarna i byn Puerto Rico (Colombia) förbättrad levnadsstandard. För att identifiera problemet sker inledningsvis en förstudie där en informationsinsamling svarar på vilken miljö det rör sig om, vilka användarna är, hur de löser problemet i dagsläget, vilka speciella behov som finns och vart tillverkning kan ske. Detta följs av en kartläggning av liknande produkter för att få en uppfattning om hur liknande problem löses. Den information som tagits fram används sedan för att göra en generell problembeskrivning och generell funktionsanalys.

I påföljande produktutvecklingsfas utformas en specificerad problembeskrivning och specificerad funktionsanalys. Dessa används tillsammans med information från förstudien för att formulera en kravspecifikation och Quality Function Deployment (QFD).

När problemet är identifierat och kundkrav samt specifikationer formulerats så genereras lösningar i form av koncept. Dessa utvärderas för att synliggöra fördelar och nackdelar varpå att ett koncept väljs för vidareutveckling.

I påföljande prototypfas tas en prototyp av det valda konceptet fram som sedan tillverkas och testas. För att framtagning, test och utveckling av prototyp ska bli tillförlitlig så utförs dessa moment hos användarna (Minor Field Study).

Projektet resulterar i en produkt som besitter funktionalitet men lämnar ett flertal kundbehov och specifikationer otillfredsställda. Med hänsyn till detta görs följande rekommendationer till Ankarstiftelsen.

• Fortsätta projekt, med fokus på att intensifiera faktorer som påverkar avdunstningshastigheter hos produkten.
• Fortsätta eller påbörja ett nytt projekt, och inrikta sig på en lösning som bygger på sorberande kylning.
• Avsluta projekt.

Varje år i slutet av maj går tävlingen Shell Eco Marathon av stapeln på Nogarobanan (Se figur 1) i södra Frankrike. Tävlingen är indelad i två kategorier, ”Prototype” och ”Urban concept”. Tävlingen går ut på att, med ett egenhändigt konstruerat fordon köra en sträcka på minimal mängd bränsle. I kategorin ”Urban concept” skall de deltagande köra så långt som möjligt, men även stanna och starta flera gånger under loppets gång. Till skillnad från ”Urbanconcept” behöver de tävlande i kategorin ”Prototype” inte stanna någon gång under tävlingen. KTH har under flera år ställt upp i båda kategorierna, men denna studie inriktar sig endast på Spiros, KTH:s bidrag till ”Urban concept”. Under de föregående åren har Spiros inte kommit imål eftersom de tävlande haft problem med värmeutvecklingen i motorrummet pga. otillräcklig ventilation. Detta har skett till följd av att den tänkta vattenkylda motorn ersatts med en luftkyld motor som kräver mer ventilation. I denna studie undersöks möjligheterna att kyla de båda motorlösningarna för att med större säkerhet klara av tävlingen. Resultatet av studien tyder på att båda motorerna kan kylas utan större ombyggnad av fordonet genom att använda sig av en oljeradiator ventilerad med självdrag för HCCI-motorn, samt den inbyggda fläkten som ventilation för Ottomotorn.
Every year in the end of May the Shell Eco Marathon takes place at the Nogaro track (Shown in figure 1) in the south of France. The race is divided into the categories “Prototype” and“Urban concept”. The participants in the “Prototype” category are supposed to, using theirown vehicles, drive a certain distance using the least amount of fuel possible. In “Urbanconcept” the drivers are also supposed to stop and start several times during the race. One team from KTH has participated in each category of the race for several years, although this study only involves the vehicle competing in “Urban concept”. Due to overheating, caused by lack of ventilation of the engine compartment, this vehicle has not been able to complete the race for the last two years. The ventilation problem occurred because the primary water cooled engine was replaced by an air cooled engine requiring better ventilation. The objective of this study is to investigate possible solutions for cooling both engines to reassure that the vehicle reaches the finish line. Results of the study indicate that both engines can be sufficiently cooled without major modifications of the vehicle body. For the water cooled engine, this is achieved using an oil radiator ventilated by air flow trough the engine compartment. The air cooled engine is ventilated by its built in fan.

Examensarbetet utfördes på University of Florida vid Department of Mechanical and Aerospace Engineering i deras Energy and Gas Dynamics Systems Laboratory. Laboratoriet forskar på en ny gasturbincykel som producerar kraft, värme, kyla och vatten. Cykeln är kallad High Pressure Regenerative Turbine Engine (HPRTE) och kombinerat med gasturbincykeln är ett absorptionskylsystem (VARS). Kylsystemet drivs av spillvärme från avgaser som cirkuleras i gasturbinen, den producerade kylan används för att kyla ned högtryckskompressorinloppet. Syftet med det här examensarbetet är att undersöka möjligheten till att kyla ned inloppet till kompressorn till temperaturer långt under fryspunkten för vattnet i den fuktiga gasen. Om gasen skall kylas till nivåer under fryspunkten måste vattnet föras bort från gasen. Fördelen med att komprimera en kall gas kontra en varm är att kompressorarbetet minskar för samma tryckförhållande. Arbetet är inriktat på idén att glykol, som är hygroskopisk, kan användas för både kylning och absorption samtidigt. Genom att spraya ett kallt flöde av glykol in i gasflödet före kompressorn så kyls gasen och vatten absorberas från den. Glykolsystemet består av tre komponenter som åstadkommer kylningen, absorptionen och regenereringen. Glykollösningen är köldbäraren samtidigt som den även står för absorptionen av vatten och spraykammaren är där gas och glykol blandas för att få mass- och värmetransport. Sista komponenten är reningssystemet där glykollösningen renas från det absorberade vattnet. En termodynamisk analys utförs genom att modellera systemet i MATLAB. Jämvikt och adiabatiska förhållanden antas, verkningsgraden för masstransport baseras på jämviktsförhållanden mellan de partiella trycken för vatten i gas och glykollösningen. Kyleffekten som behövs för att sänka temperaturen i HPRTE gasflödet består av latent och sensibel värme. Utöver dessa två tas även lösningsvärmet, effekten av att vatten blandas med glykol, med i energibalansen. Resultaten från programmet används för att rita grafer från vilka slutsatser kan dras. Graferna illustrerar systemets prestanda när vissa indata så som tryck, temperatur eller lösningskoncentration förändras.
This thesis was performed at the University of Florida at the Department of Mechanical and Aerospace Engineering in the Energy and Gas Dynamics Systems Laboratory. At the laboratory research is conducted on a novel cooling and power cycle. The cycle is a semi-closed gas turbine cycle called the High Pressure Regenerative Turbine Engine (HPRTE). A Vapor Absorption Refrigeration System (VARS) is combined with the HPRTE, the refrigeration unit is powered by waste heat from the recirculated combustion gas of the HPRTE. The refrigeration produced in the VARS is used to cool down the high pressure compressor inlet. The purpose of this thesis is to investigate the possibility of cooling the high pressure compressor inlet to temperatures well below the freezing point of the water in the humid gas. If the gas is to be cooled to temperature levels beneath the freezing point the water needs to be removed from the gas. The advantage with a low inlet temperature is that the work required by the compressor is less than for the same compression ratio at a higher inlet temperature. The thesis is focused on the idea that glycol, which is a desiccant, could be used for both the cooling and dehydration simultaneously. By spraying a cold flow of glycol into the gas path before the HPC the glycol would cool the gas at the same time as the water is absorbed into the glycol solution, which has a lower freezing point than the one of water. The cycle consists of three major components that accomplish the cooling, absorption and regeneration. First the glycol solution which is the carrier of the cooling power generated in the VARS and at the same time the water vapor absorbing media. Secondly the spray chamber where the HPRTE gas and the glycol solution are mixed and the transfer of mass and heat take place. The third part is the purification system where the glycol solution is separated from the absorbed water. The analysis of such a system is made through a thermo dynamical model written in MATLAB. Steady state and adiabatic conditions are assumed and the mass transfer is modeled by using an efficiency towards equilibrium conditions for the partial water vapor pressure between the glycol solution and the HPRTE gas. The cooling power needed for lowering the temperature of the HPRTE gas consists of sensible and latent heat and in addition to these two the effect of heat of solution generated by mixing glycol and water are taken into account. The results from the program are used for drawing graphs from which conclusions are drawn. The graphs illustrate the system performance when certain inputs are changed, such as pressure, temperature or solution concentration.

This thesis examines different methods for the cooling of data centers. Several means of cooling with the refrigeration cycle have been studied, as well as the feasibility of using free cooling in different parts of Sweden. In addition, the possibilities of transferring excess heat to a nearby district heating system were investigated. It was found that in all investigated cases except two, the data center could be cooled solely with free cooling for at least 300 days a year when only the outside air temperature was considered as a constraining factor. The limit was then set to 20 °C. The vast majority of all district heating systems in Sweden get little to none of their heat from other excess heat sources. It is therefore unlikely that this would hinder the possibility for owners of data centers to sell the heat produced by the servers to district heating systems. The data center belonging to the Swedish Energy Agency was especially examined. Experiments showed that when the cooling system temperature was set to 20 °C or below, the power consumption increased by 1 kW. No upper limit was found. Images taken with an IR-camera indicated that some mixing of hot and cold air takes place near the end of the aisle. Moreover, the difference in temperature between the upper and lower parts of the rack increased when the cooling system was set to higher temperatures, indicating further mixing of air.

At present, there is a great focus on electric cars, many interesting inventions and innovations in the electric vehicle industry, but significantly less focus on electric aircraft or more environmentally friendly aircraft. [1] The report includes an analysis of cooling and heating systems of electric aircraft as this is the main area of ​​the work. There are several cooling systems and heating systems, but this work focuses only on small aircraft, which means that the systems available are limited due to the size importance of the systems. These systems should keep the batteries at constant temperature during all operations the aircraft is going through. As the effect on batteries may vary depending on the temperature. The vision of this work is to find a solution to how the battery can maintain constant temperature for a powered aircraft. The work also includes a study on different types of batteries and its specifications. The study also includes various battery cooling types that can be installed in a powered aircraft. The method of this work is to collect facts in the background, then analyze the fact under the method and compare the different aircrafts, batteries and different cooling as well as heating systems that may be suitable for an electric aircraft. The main result of the report landed on the Extra 330LE aircraft. The choice of battery is lithium ion batteries, due to the high power and light weight the batteries have. Both heating and cooling systems selected for both Extra 330LE and Lithium Ion batteries are direct air cooling and insulation system Tesla uses. The report summarizes the possible cooling and heating systems that an electric powered airplane can have for best performance, in other words, how will these cooling and heating systems affect the aircraft, such as the weight, cooling and heating ability and if the aircraft is capable of having such heat or cooling system.

Markkanaler utnyttjar att jordens temperatur är relativt jämn under året. Genom att ta in luften via en markkanal vinter- eller sommartid förvärms respektive förkyls luften innan den når tilluftsaggregatet och energi kan på så sätt sparas. Det finns få studier om hur stor energibesparingen blir med införande av markkanaler. De studier och tidigare utvecklade modeller som finns är de flesta anpassade efter varma klimat som i Indien och södra Europa. Få undersökningar har gjorts i ett nordiskt klimat. Denna rapport är resultatet av ett examensarbete initierat av installationskonsultföretaget Incoord och utreder markkanalers energibesparande potential i ett svensk klimat. Vid användning av markkanaler för att kyla och värma luft finns det flera problem. Det största problemet är att kondens kan samlas inne i rören vilket kan bilda mögel och bakterier. Det kan åtgärdas genom att bl.a. installera rören i lutning för att vattnet ska kunna avledas samt att kontinuerligt rengöra markkanalen. Ett annat problem är att under vissa perioder om året kan en markkanal ge motsatt effekt mot den önskade d.v.s. den kyler luften istället för att värma den och vice versa. Detta kan åtgärdas med ett bypass-system. För att kunna utnyttja markkanalerna effektivt måste olika parametrar optimeras. Parametrar som har visat sig ha störst inverkan på effektiviteten är längd, djup, lufthastighet och diameter. En modell har skapats i simuleringsprogrammet Comsol Multiphysics 4.0a för att utreda dessa parametrars påverkan. Klimatdata som användes i modellen avser Stockholms klimat. Jordarten antogs vara lera och materialet i markkanalen polyetylen. Parametrarna varierades en i taget och jämfördes med ett basfall. Basfallet bestod av ett 10 m långt rör på ett djup av 2 m och med en diameter på 20 cm. Lufthastigheten i röret var 2 m/s och volymflödet 60 l/s. Resultatet visar att energibesparingen blir större med fler rör med mindre diameter, lägre lufthastighet, djupare placerad samt längre markkanal. Energibesparingsökningen vid större djup planar ut vid djup över 3,5 m. Energibesparingsminskningen vid större diameter planar ut vid diametrar över 60 cm. Den totala energibesparingen under ett år ökar med 70 % vid en 20 m lång markkanal jämfört med om markkanalen är 10 m. När två rör simulerades ökade medeltemperaturdifferensen mellan intag och uttagsluften med ca 0,06 °C när avståndet mellan rören ökade med en halv meter för både uppvärmning och kylning. För basfallet är energibesparingen 525 kWh/år för uppvärmningsperioden och 300 kWh/år för kylningsperioden. Detta motsvarar en energibesparing på 8 % för uppvärmning och 50 % för kylning jämfört med om ingen markkanal skulle förbehandlat luften innan luftbehandligsaggregatet. Kondensationsberäkningarna visar att i en 20 m lång markkanal kommer kondensation att ske under största delen av sommaren. Luftfuktigheten ligger då på mellan 80 – 100 % vid uttaget.
Earth tubes utilize the fact that the temperature in the ground is relatively constant during the year. By letting the air travel through an earth tube before reaching the house’s air intake the air gets preheated by acquire the heat of the soil in the winter. In the summer the air releases its heat to the ground and gets precooled. There are few studies showing how large the energy saving would be by using earth tubes. The existing studies and models are adapted to a warm climate like India and Southern Europe. Few studies are made for a Nordic climate. This report is a Master of Science thesis given by the company Incoord and it investigate the potential of earth tubes in a Swedish climate. There are a few problems linked to the usage of earth tubes. The biggest problem is that condensate can accumulate inside the pipes which can encourage the growth of mold and bacteria. The pipes should therefore be placed in a slope to allow drainage of the water. It is also important to clean the earth tube regularly. Another problem that occurs is that during certain periods of the year the earth tube will cool the air instead of heating it and vice versa. This can be avoided by using a bypass-system during these periods. To be able to use the earth tube efficient different parameters need to be optimized. The parameters that have the largest effect are length, depth, air velocity and diameter of the pipe. To analyze the influence that these parameters have over the efficiency of the earth tube a model has been created in the simulation program Comsol Multiphysics 4.0a. Weather data was adapted for Stockholm. The soil type was chosen to be clay and the material of the pipe was polyethylene. The parameters were varied one at a time and compared to a base case. The base case consists of a 10 m long pipe placed at a depth of 2 m and with a diameter of 20 cm. The air velocity in the pipe is 2 m/s and the volume flow is 60 l/s. The result showed that longer pipes with a smaller diameter, lower air velocity and buried at a deeper depth gives a higher energy saving. The increase in efficiency that comes from a deeper placed earth tube levels out at depth over 3.5 m. The decrease in efficiency that comes from an increase of the diameter of the pipe levels out at diameters of 60 cm. The total energy saving for one year increased by 70 % for a 20 m long earth tube compared to a 10 m long earth tube. When two pipes were simulated the average temperature difference between the inlet and outlet increase by 0.06 °C when the distance between the pipes increased by 0.5 m for both cooling and heating. The energy saving for the base case is 525 kWh/year for the heating season and 300 kWh/year for the cooling season. This corresponds to an energy saving of 5 % for heating and 50 % for cooling compared to if no earth tube is used. The condensation calculations showed that there will be condensation in a 20 m long earth tube during most of the summer. The relative humidity at the outlet is then between 80 – 100 %.

Energy efficiency is important both to reduce costs and to reduce greenhouse gas emissions in the atmosphere. Reducing costs will also help maintain business competitiveness. Scania in Södertälje is a company where the optimization of energy use is an ongoing and continual process. One area with potential to make energy and cost savings is the effectiveness of the ventilation systems in offices and industrial premises at Scania. During the summer months an increased demand for cooling occurs, leading to increased ventilation and a peak in district cooling system usage. Sorptive cooling is a technology where the supplied air is cooled by applying external heat. This technique involves a reduction in electricity consumption compared to electrically-powered cooling machines and does not affect the district cooling system usage. It was therefore of interest to investigate if sorptive cooling would be an energy efficient and viable solution for Scania in the future. This investigation shows that sorptive cooling requires more power than a conventional ventilation system. Despite the fact that Scania has access to free heat during the summer months, the study shows that sorptive cooling would not be economically viable to install in the industrial premises, where no cooling systems currently exist. However, compared to an electrically-powered cooling machine, sorptive cooling is anyway more energy efficient. The conclusion is that sorptive cooling is a viable solution for the offices, but not for the industrial premises at Scania in Södertälje

Innovation genom additiv tillverkning sker snabbt i dagens industri där snabb prototyptillverkning är något som additiv tillverkning lämpar sig bäst för. Däremot utforskas möjligheter för tillverkning av detaljer med funktionellt syfte då additiv tillverkning möjliggör mer komplicerad design än traditionella tillverkningsmetoder. Med de miljöproblem som förekommer i dagens samhälle ger det upphov till extrema väderförhållanden, exempelvis skogsbränder. Givet det så har detta projekt utforskat möjligheten av att genom additiv tillverkning konstruera en sula med ett inbyggt kylsystem i syfte att kyla foten under förlängd arbetstid i omgivning med hög temperatur. Kravet som ställdes på sulan var att i en omgivning med hög temperatur skall sulan kunna kyla mer än en traditionell sula över en period på 8 timmar. Med hjälp av CAD- och FEM-program analyserades tre primära modeller med avseende på temperaturutväxling samt belastning, varav dessa tre modeller ställdes i relation till en traditionell sula utan kylsystem. Resultaten hänvisar till att med de krav som ställdes på sulan ges en högre kylningseffekt vid två av tre av dessa modeller relativt en traditionell sula. Dessutom finns potential för fortsatt utveckling av liknande sulor med avseende på specialtillverkning.
Innovation through additive manufacturing occurs quickly in today’s industry where rapid prototyping is something that additive manufacturing excels at. However, research is being made to explore the ability for manufacturing components with functional use, where additive manufacturing makes more complex design possible in relation to traditional manufacturing methods. With the environmental problem that occurs in today’s world comes more extreme weather conditions, for example forest fires. With that as a basis, this project has explored the possibility of creating the sole of a shoe with a built-in cooling system, using additive manufacturing, for the purpose of extended work in an environment with a high temperature. The requirements put on the sole was that in an environment of high temperature the sole should be able to help reduce temperature inside the shoe itself over the course of an eight-hour workday. Three primary models were analysed in terms of transient temperature as well as load and deformation with the help of CAD and FEM programs, where these three soles were compared to a sole without any form of cooling system. The results show that with the parameters of the project, a greater cooling effect is achieved in two of the three models, compared to a regular sole. Furthermore, there is the potential for continued development of similar models of soles with respect to specific demands in fields such as hiking.