Des pompes à chaleur 25% plus efficaces grâce à l'intelligence artificielle

Les pompes à chaleur sont déjà très efficaces, mais des chercheurs suisses affirment qu'ils peuvent encore augmenter cette efficacité grâce à l'intelligence artificielle.

Une équipe de recherche dirigée par Jürg Alexander Schiffmann de l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) utilise l'intelligence artificielle pour concevoir des compresseurs qui réduisent la consommation électrique des pompes à chaleur d'environ 25% .

Contrairement aux fours ou chaudières conventionnels, qui brûlent des combustibles fossiles pour produire de la chaleur, les pompes à chaleur utilisent l'électricité pour transférer la chaleur d'un endroit à un autre. À l'aide d'un compresseur et d'un réfrigérant liquide, les pompes à chaleur expulsent la chaleur de l'intérieur vers l'extérieur en été, ou captent la chaleur de l'extérieur et la ramènent à l'intérieur en hiver.

L'enquête dans ce cas s'est concentrée sur le compresseur de la pompe à chaleur. Les pompes à chaleur classiques utilisent des pistons pour comprimer le réfrigérant liquide en circulation. Les pistons doivent être lubrifiés pour éviter les frottements qui peuvent réduire l'efficacité du transfert de chaleur.

Dans ce cas, la nouvelle conception des chercheurs utilise des compresseurs microturbo 10 fois plus petits que les dispositifs à piston qu'ils remplacent . Les micro-turbocompresseurs évitent les frottements en fonctionnant sans huile sur les paliers à gaz. Selon l'équipe de recherche, en réduisant les frottements, le système de micro-turbocompresseur améliore le coefficient de transfert de chaleur de la pompe à chaleur de 20 à 30% .

Le laboratoire de Schiffmann s'est tourné vers l'apprentissage automatique pour optimiser la taille du microturbocompresseur pour chaque pompe à chaleur. L'équipe a intégré les résultats de 500 000 simulations dans des algorithmes d'apprentissage automatique pour générer des équations utilisées pour compléter les graphiques de conception de la pompe à chaleur. Les équations résultantes peuvent être utilisées pour dimensionner correctement même les très petits compresseurs pour différents modèles de pompes à chaleur.

Selon les chercheurs, l'utilisation de l'IA raccourcit et simplifie considérablement le processus de conception de la pompe à chaleur .

Cette technologie de microturbocompresseur est "mature", selon un communiqué de presse de l'EPFL. De notre point de vue, «Mature» signifie que nous avons testé la faisabilité technique de ces machines », a déclaré Schiffmann, professeur associé au Laboratoire de conception mécanique appliquée de l'EPFL, à Greentech Media dans un courriel.

Un fabricant de compresseurs doit être en mesure de prendre notre technologie et de l'intégrer dans le développement de ses produits.

Jürg Alexander Schiffmann.

Pourtant, Schiffmann a averti que beaucoup de travail reste à faire pour commercialiser la technologie.

Avant que nos machines ne deviennent un produit économiquement viable, un processus d'industrialisation complexe doit être réalisé.

Jürg Alexander Schiffmann.

Jusqu'à présent, le laboratoire n'a testé que des prototypes de pompes à chaleur microturbo-compresseurs.

Produire des centaines de milliers voire des millions par an nécessite une refonte importante pour la production de masse. Je m'attends à ce que les pompes à chaleur à micro-turbocompresseur soient disponibles sur le marché dans environ cinq ans.

Jürg Alexander Schiffmann.

Schiffmann a déclaré que le secteur avait déjà intérêt à adopter cette technologie. « Nous avons déjà été contactés par plusieurs entreprises intéressées par l'utilisation de notre système», a-t-il ajouté, sans divulguer des entreprises spécifiques.

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