Năng lượng chúng ta sử dụng để làm mát không gian trong nhà đã tăng gấp ba lần kể từ năm 1990 và sẽ tăng gấp ba lần nữa vào năm 2050 khi các nước đang phát triển và thu nhập trung bình sử dụng máy lạnh. Các nhà nghiên cứu đang đổ rất nhiều công sức vào các công nghệ làm mát tiên tiến tiêu tốn ít năng lượng hơn, nhưng dường như chưa có công nghệ nào sẵn sàng ra mắt trong tương lai gần.

Lin Kayser, Giám đốc điều hành của Hyperganic, một công ty phần mềm thiết kế dựa trên AI ở Munich, cho biết: “Đổi mới điều hòa không khí giống như phản ứng tổng hợp hạt nhân, luôn luôn là 20 năm trong tương lai.

Kayser muốn sử dụng AI và in 3D để thay đổi điều đó. Bằng cách sử dụng AI để tạo ra một thiết kế bộ trao đổi nhiệt hoàn toàn mới, sau đó có thể được in bằng máy in kim loại 3D, Hyperganic cho biết họ đang phát triển một đơn vị A/C dân dụng hiệu quả gấp 10 lần so với máy điều hòa không khí thông thường, trong khi chi phí tương đương số tiền để mua máy và hoạt động trong một năm.

Công ty đã hợp tác với Krailling, EOS có trụ sở tại Đức , nhà sản xuất máy in 3D kim loại và nhựa, và công ty sản xuất Strata Manufacturing có trụ sở tại UAE.

Máy điều hòa không khí làm mát các tòa nhà bằng cách bơm nhiệt trong nhà ra bên ngoài thông qua bộ trao đổi nhiệt, hoặc bộ ngưng tụ, nén khí môi chất lạnh thành chất lỏng. Quạt thổi qua bình ngưng để thổi nhiệt thoát ra trong quá trình hóa lỏng ra ngoài không khí. Việc làm mát tiêu thụ hơn 16 phần trăm năng lượng được sử dụng bởi các tòa nhà ngày nay, với bộ trao đổi nhiệt là thành phần tiêu tốn nhiều năng lượng nhất của thiết bị A/C.

Bộ trao đổi nhiệt là cấu trúc cần diện tích bề mặt lớn, chúng dựa vào các kênh bên trong phức tạp, uốn lượn. Nhưng thiết kế và sản xuất kỹ thuật truyền thống bị hạn chế về mức độ phức tạp mà nó có thể mang lại và trên thực tế, họ chỉ thích những thiết kế đơn giản hơn để giảm chi phí. “Có 10 đơn vị A/C được bán mỗi giây,” Kayser nói. “Nhưng các đơn vị A/C trông giống nhau trong 30 năm qua.”

Tuy nhiên, các thiết kế phức tạp cần thiết cho bộ trao đổi nhiệt là điểm tốt cho cả thiết kế dựa trên AI và in 3D. Trên thực tế, các bộ trao đổi nhiệt mẫu mới đã trở thành mục tiêu cho các công ty in kim loại muốn thể hiện sức mạnh của công nghệ.

Nhiệm vụ của Hyperganic là “tăng tốc đáng kể sự đổi mới trong kỹ thuật vật lý.” Ông nói, hầu hết sự đổi mới trong vài thập kỷ qua là trong lĩnh vực công nghệ thông tin, trong khi ô tô, máy bay và các thiết bị vẫn giống như những gì ban đầu của chúng. Nền tảng thiết kế dựa trên AI của Hyperganic cho phép các kỹ sư tạo ra các bộ trao đổi nhiệt với cấu trúc hoàn toàn khác nhau, sử dụng các yếu tố lấy cảm hứng từ các thiết kế phức tạp có trong tự nhiên, như san hô, Kayser nói. Bằng cách tăng diện tích bề mặt và tối ưu hóa luồng không khí, những thiết kế này tăng cường hiệu quả năng lượng của linh kiện. Ông nói: “Chúng tôi lấy kiến ​​thức từ kỹ thuật về cách chế tạo một bộ trao đổi nhiệt, nhưng bây giờ bạn có thể làm điều đó một cách tự động. “Bạn có thể tạo, thử nghiệm và lặp lại nhanh hơn.”