Pompa ciepła z drukarki 3D? Ma być mniejsza i bardziej efektywna

• Lincsolution rusza z trzyletnim projektem druku 3D komponentów pomp ciepła. Celem jest miniaturyzacja i poprawa efektywności urządzeń.
• Druk 3D może szczególnie usprawnić wymienniki ciepła. W testach takie elementy były nawet o 20% lżejsze i bardziej efektywne.
• Korea Południowa chce mieć 3,5 mln pomp ciepła do 2035 roku. Kluczowym wyzwaniem pozostaje seryjna produkcja drukowanych części w konkurencyjnej cenie.

Czy część przyszłej pompy ciepła będzie można po prostu wydrukować? Południowokoreański Lincsolution rozpoczyna trzyletni projekt dotyczący wykorzystania druku 3D przy produkcji kluczowych komponentów pomp ciepła. Celem jest przede wszystkim miniaturyzacja i zwiększenie efektywności urządzeń. Nie chodzi jednak o wydrukowanie całej pompy wraz ze sprężarką, zaworami i automatyką. Najciekawsze możliwości pojawiają się tam, gdzie tradycyjna produkcja zaczyna ograniczać kształt elementu – między innymi w wymiennikach ciepła.

Nie cała pompa z drukarki

Projekt “Next-Generation Heat Pump Miniaturization Technology Development” rozpoczął się w lipcu 2026 roku i ma potrwać do czerwca 2029 roku. Jego budżet wynosi 3,4 mld wonów (blisko 9 mln złotych), a oprócz Lincsolution uczestniczą w nim m.in. Chung-Ang University, Korea Institute of Machinery and Materials, LG Electronics oraz Michigan State University.

Zadaniem Lincsolution będzie sprawdzenie, czy kluczowe części pomp ciepła wykonywane metodami przyrostowymi można nie tylko stworzyć jako prototyp, ale również produkować seryjnie z odpowiednią powtarzalnością i trwałością. Firma wskazuje szczególnie na metalowy druk 3D pozwalający wykonywać w jednym elemencie bardzo drobne kanały i złożone struktury, których uzyskanie przez klasyczne cięcie, obróbkę i łączenie byłoby znacznie trudniejsze.

Po co drukować wymiennik ciepła?

I tutaj zaczyna się najciekawsza część. Wymiennik musi przekazać możliwie dużo ciepła na możliwie małej powierzchni. Tradycyjne metody produkcji ograniczają jednak kształt kanałów, ich zagęszczenie czy sposób łączenia poszczególnych części.

Druk 3D daje projektantowi znacznie większą swobodę. Można stworzyć skomplikowaną sieć kanałów wewnątrz jednego elementu, zwiększając powierzchnię wymiany ciepła bez proporcjonalnego zwiększania gabarytów.

Nie jest to tylko teoria. W finansowanym przez amerykański Departament Energii projekcie wydrukowany wymiennik był o 20% lżejszy i osiągał o 20% lepszą efektywność od porównywanego rozwiązania, a wykonano go jako jeden ciągły element. W innym projekcie Oak Ridge National Laboratory celem było opracowanie wymiennika nawet 3-4 razy bardziej kompaktowego od konstrukcji referencyjnej oraz ograniczenie ilości czynnika chłodniczego. To szczególnie istotne przy nowych czynnikach, takich jak R290, czyli propan.

• Zobacz również: Czy pompy ciepła mogą warzyć piwo? Tak browary wykorzystują je w produkcji

Korea Południowa chce milionów pomp ciepła

Projekt pojawia się w momencie, gdy Korea Południowa chce mocno zwiększyć wykorzystanie tej technologii. Rządowy plan zakłada dojście do 3,5 mln pomp ciepła do 2035 roku i redukcję emisji o 5,18 mln ton CO₂. Administracja chce przy tym rozwijać także własny przemysł związany z produkcją urządzeń i komponentów.

I właśnie tutaj projekt Lincsolution może mieć największe znaczenie. Wydrukowanie efektownego prototypu nie jest już szczególnie trudnym osiągnięciem. Problemem pozostaje przejście do tysięcy identycznych części produkowanych w cenie konkurencyjnej wobec klasycznej fabryki.

Drukarka 3D raczej szybko nie zacznie więc wypuszczać kompletnych pomp ciepła gotowych do zawieszenia w kotłowni. Może za to zmienić to, co znajduje się pod ich obudową. Jeśli skomplikowany wymiennik da się zrobić mniejszy, wydajniejszy i jednocześnie produkować seryjnie, efekt może być bardzo satysfakcjonujący.

Źródła: Lincsolution, Korea Institute of Energy Technology Evaluation and Planning, U.S. Department of Energy, Oak Ridge National Laboratory.