Las bombas de calor ya son muy eficientes, pero investigadores suizos afirman que pueden aumentar aún más esta eficiencia usando la inteligencia artificial.
Un equipo de investigación dirigido por Jürg Alexander Schiffmann en la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) está utilizando la Inteligencia Artificial para diseñar compresores que reducen el consumo de electricidad de las bombas de calor en un 25 % aproximadamente.
A diferencia de los hornos o calderas convencionales, que queman combustibles fósiles para generar calor, las bombas de calor usan electricidad para transferir el calor de un lugar a otro. Empleando un compresor y líquido refrigerante, las bombas de calor expulsan el calor del interior hacia el exterior durante el verano, o capturan el calor del exterior y lo llevan hacia el interior en invierno.
La investigación en este caso se centró en el compresor de la bomba de calor. Las bombas de calor convencionales usan pistones para comprimir el refrigerante líquido en circulación. Los pistones deben lubricarse para evitar fricciones que puedan reducir la eficiencia de la transferencia de calor.
En este caso, el nuevo diseño de los investigadores usa microturbocompresores 10 veces más pequeños que los dispositivos de pistón a los que sustituyen. Los microturbocompresores evitan la fricción al funcionar sin aceite sobre cojinetes de gas. Según el equipo de investigación, al reducir la fricción, el sistema de microturbocompresor mejora el coeficiente de transferencia de calor de la bomba de calor entre un 20 y un 30 %.
El laboratorio de Schiffmann se dedicó al aprendizaje automático para optimizar el tamaño del microturbocompresor para cada bomba de calor. El equipo introdujo los resultados de 500.000 simulaciones en algoritmos de aprendizaje por máquina con el fin de generar ecuaciones utilizadas para completar los gráficos de diseño de las bombas de calor. Las ecuaciones resultantes pueden utilizarse para dimensionar a la medida adecuada incluso compresores muy pequeños para diferentes modelos de bombas de calor.
Según los investigadores, el uso de la IA acorta y simplifica drásticamente el proceso de diseño de la bomba de calor.
Esta tecnología de microturbocompresores está «madura», según un comunicado de prensa de la EPFL. Desde nuestro punto de vista, «Maduro» significa que hemos probado la viabilidad técnica de estas máquinas», dijo a Greentech Media en un correo electrónico Schiffmann, profesor adjunto del Laboratorio de Diseño Mecánico Aplicado de la EPFL.
Un fabricante de compresores debería ser capaz de tomar nuestra tecnología e incorporarla en el desarrollo de sus productos.
Jürg Alexander Schiffmann.
Aún así, Schiffmann advirtió que queda mucho trabajo por hacer para comercializar la tecnología.
Antes de que nuestras máquinas se conviertan en un producto económicamente viable se debe llevar a cabo un proceso complejo de industrialización.
Jürg Alexander Schiffmann.
Hasta ahora, el laboratorio sólo ha probado prototipos de las bombas de calor con microturbocompresor.
Producir cientos de miles o incluso millones al año requiere un rediseño significativo para la producción en masa. Espero que las bombas de calor con microturbocompresores estén disponibles en el mercado en aproximadamente cinco años.
Jürg Alexander Schiffmann.
Schiffmann dijo que ya existe un interés de la industria en adoptar esta tecnología. «Ya hemos sido contactados por varias compañías que están interesadas en usar nuestro sistema«, agregó, sin revelar compañías específicas.
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