Matematisk design åbner døren for store energibesparelser

Efter tre og et halvt års forskning og udvikling kan projektet EASY-E nu præsentere lovende resultater. Ved hjælp af matematiske modeller har projektet åbnet op for nye muligheder inden for termisk topologioptimering (TTO), som har til formål at optimere designet af komponenter til opvarmning og afkøling. 

- EASY-E-projektet viser, at der er store besparelser at hente, hvis man også inkorporerer det fremtidige energiforbrug som en faktor, når man designer termiske komponenter, siger Ellen M. J. Hedegaard, forretningsleder på Teknologisk Institut og projektleder i EASY-E.

- Det betyder, at man med relativt små ændringer kan mindske klimaaftrykket for store maskiner betydeligt.

Energibesparelser på 20 procent
Flere virksomheder har taget del i projektet og stillet testkomponenter i form af blandt andet varmevekslere i industrielle systemer og CPU-kølere til rådighed. 

-  Ved hjælp af de matematiske modeller fik virksomhederne forslag til, hvordan de kunne forme og omplacere køle- eller varmeelementerne for at optimere energieffektiviteten. For nogle deltagere resulterede det i en øget energieffektivitet på 20 procent, siger Ellen M. J. Hedegaard.

- Selv i de tilfælde, hvor besparelsen vil være mindre, er det stadig værd at overveje. EASY-E fokuserer på en bred anvendelse i industrien, og i det store billede er det en langt større gevinst for klimaet at få 5 procent forbedring på 1.000.000 produkter fremfor 100 procent forbedring på 100 produkter.

Indtaster relevant data
Et eksempel kunne være en CPU-køler. Effektiviteten af køleren afhænger af evnen til at transportere varme fra chippen ud til kølemediet - det kunne fx være med vand. Jo mere og jo hurtigere varmen bliver flyttet, desto bedre.

- Man indtaster relevant data og eventuelle designpræferencer, så resultatet går godt i spænd med de specifikke produktionskrav. Herefter vil de matematiske modeller forme komponenten, så den bliver så energieffektiv som muligt. Det betyder ofte, at komponenten får et mere organisk udseende, end hvad der umiddelbart ville være intuitivt for et menneske, siger Ellen M. J. Hedegaard.

Bred integration i industrien
Selvom modellerne har vist lovende resultater, kræver de stadig finjustering og tilpasning til specifikke virksomhedsbehov. Derfor er vejledning fra eksperter, der er fortrolige med systemet, afgørende på det nuværende stadie.

Men målet er at gøre teknologien tilgængelig, så den kan integreres bredt i industrien og også bruges af ingeniører uden ekspertviden.

- På sigt ønsker vi at udvikle software, som kan tilgås fra en normal computer, og som enhver ingeniør kan lære at bruge. På den måde kan vi gøre energieffektiv TTO tilgængeligt for en meget bred målgruppe. Vejen dertil kræver videreudvikling. Derfor vil vi forsøge at påbegynde et nyt projekt, der skal fortsætte, hvor EASY-E slap, siger Ellen M. J. Hedegaard.   

Projektet er støttet af EUDP - Det Energiteknologiske Udviklings- og Demonstrationsprogram