سیستم های تهویه هوا 10 برابر بهتر می‌شوند
تیم تحریریه- ۵ شهریور ۱۴۰۱
شرکت Hyperganic از هوش مصنوعی برای طراحی مبدل‌های حرارتی جدید استفاده می‌کند که می‌توانند به صورت سه‌بُعدی روی فلز چاپ شوند.
شرکت Hyperganic برای طراحی الگوریتمی این مبدل حرارتی بر اساس اصول فیزیکی موجود در طبیعت با Trumpf همکاری می‌کند. این شرکت اکنون با همکاری شرکت Krailling و Strata Manufacturing، قصد دارد یک سیستم تهویه هوا برای کاربرد در خانه‌ها بسازد. این سیستم که کارآمدتر از سیستمهای موجود است، با یک مبدل حرارتی ساخته می‌شود که به صورت سه‌بُعدی چاپ شده است.
انرژی‌ای که برای خنک کردن فضاهای داخلی مصرف می‌کنیم، از سال 1990 سه برابر شده است و تا سال 2050 نیز سه برابر خواهد شد. کشور‌های در حال توسعه و با درآمد متوسط از نوآوری در ساخت سیستمهای تهویه هوا استقبال می‌کنند. پژوهشگران سخت در تلاش‌اند، تا فناوری‌های برودتی نوآورانه‌ای بسازند که مصرف انرژی کمتری دارند؛ اما به نظر نمی‌رسد هیچ یک از این اقدامات در آینده نزدیک محقق شوند.
لین کایسر، مدیرعامل شرکت نرم‌افزاری طراحی هوش مصنوعی Hyperganic در مونیخ، می‌گوید: «نوآوری در حوزه ساخت سیستم های تهویه هوا مانند همجوشی هسته‌ای است، همیشه قرار است در 20 سال آینده تحقق یابد!»
کایسر می‌خواهد از هوش مصنوعی و چاپ سه‌بُعدی برای تغییر این رویه استفاده کند. شرکت Hyperganic می‌گوید با استفاده از هوش مصنوعی می‌تواند یک مبدل حرارتی کاملاً جدید، با چاپ سه‌بُعدی روی فلز بسازد و سیستم های تهویه هوا را برای خانه‌ها توسعه دهد که علی‌رغم مصرف و هزینه یکسان، 10 برابر از سیستمهای کنونی کارآمدتر است.
Hyperganic با Krialing EOS، سازنده پرینتر‌های سه‌بُعدی فلزی و پلاستیکی مستقر در آلمان و شرکت Strata مستقر در امارات همکاری دارد.
دستگاه‌های تهویه هوا با استفاده از مبدل‌های حرارتی یا چگال‌ساز که گاز مبرد را به مایع تبدیل می‌کنند، حرارت داخل به بیرون پمپاژ کرده و بدین ترتیب، ساختمان‌ها را خنک می‌کند. فن‌ها روی چگال‌ساز می‌دمند، تا گرمای حاصل از فرایند مایع‌سازی را وارد هوا کنند. سیستمهای سرمایشی امروزه بیش از 16 درصد انرژی مصرفی ساختمان‌ها را به خود اختصاص می‌دهند؛ مبدل‌های حرارتی پرانرژی‌ترین جزء سیستمهای تهویه هوا هستند.
اطلاعاتی در خصوص مبدل‌های حرارتی
مبدل‌های حرارتی سازه‌هایی هستند که به سطح وسیعی نیاز دارند و برای تأمین این سطح، بر کانال‌های داخلی منحنی شکل و پیچیده تکیه دارند؛ اما روش‌های قدیمی مهندسی و تولید از نظر میزان پیچیدگی محدود هستند و برای پایین نگه داشتن هزینه‌ها، از طرح‌های سادهتر استفاده می‌کنند. کایسر در خصوص سیستم های تهویه هوا می‌گوید: «در هر ثانیه، 10 دستگاه تهویه هوا فروخته می‌شوند؛ اما واحدهای تهویه هوا در 30 سال گذشته هیچ تغییری نکرده‌اند.» در طراحی‌های پیچیده از مبدل‌های حرارتی می‌توان روی طراحی‌های مبتنی بر هوش مصنوعی و چاپ سه‌بُعدی کار کرد. در واقع، ساخت مبدل‌های حرارتی فرصت خوبی برای شرکت‌های چاپ فلز به شمار می‌روند، تا توانایی‌ها و فناوری‌هایشان را نشان دهند.
هدف Hyperganic این است که «به طور چشمگیری، نوآوری در حوزه مهندسی اشیاء فیزیکی را سرعت بخشد.» کایسر می‌گوید: «بیشتر نوآوری‌ها در چند دهه گذشته در حوزه فناوری اطلاعات بوده‌اند، در حالی که ماشین‌ها، هواپیماها و لوازم خانگی پیشرفت چندانی نداشته‌اند. پلتفرم طراحی مبتنی بر هوش مصنوعی Hyperganic به مهندسان اجازه می‌دهد، تا مبدل‌های حرارتی با ساختارهای کاملاً متفاوت بسازند؛ این ساختار‌ها با الهام از طرح‌های پیچیده موجود در طبیعت، همچون صخره‌های مرجانی، طراحی می‌شوند. این طرح‌ها با افزایش سطح و بهینه‌سازی جریان هوا، بهره‌وری انرژی را افزایش می‌دهند. ما از دانش مهندسی برای ساخت مبدل‌های حرارتی استفاده می‌کنیم؛ اما با خودکار شدن فرایندها، سرعت ساخت، آزمایش و تکرار بیشتر شده است.»
بزرگ‌ترین موتور موشکی
مصداق بارز این گفته‌ها را می‌توان بزرگ‌ترین موتور موشکی Aerospike دانست که در ماه مه (اردیبهشت) توسط Hyperganic و EOS رونمایی شد. موتورهای Aerospike همواره از چالش‌های مهندسی و تولیدی در نظر گرفته شده‌اند. در فرایند تولید این موتور، الگوریتم‌های هوش مصنوعی Hyperganic روزانه صدها طرح ایجاد کردند. بهترین طرح بر روی دستگاه همجوشی بستر لیزری EOS چاپ شد که با استفاده از لیزر، پودر‌های فلزی را یک به یک گرم و ادغام می‌کند.
هرچه مصرف انرژی در دنیا بیشتر می‌شود و دمای زمین افزایش می‌یابد، نوآوری در سیستمهای تهویه هوا از اهمیت بیشتری برخوردار می‌گردد. فناوری‌های جدید مانند مواد ترموالکتریک و خنک‌کننده تابشی غیرفعال که گرما را مستقیماً به فضای بیرونی می‌فرستند، ابداعات هیجان‌انگیزی به نظر می‌رسند؛ اما ممکن است سال ها طول بکشد، تا تولید انبوهشان امکان‌پذیر شود. پروژه Hyperganic به قدری بلندپروازانه نیست که در آینده کوتاه‌مدت محقق نشود. کایسر می‌گوید: «کاری که ما انجام می‌دهیم بسیار ساده و سرراست است. ما در تلاشیم، تا قابلیت‌های تولید پیشرفته و هوش مصنوعی را با هم ترکیب کنیم. این کار سادهتر از اختراع یک محصول جدید و کاملاً متفاوت است.»
وی ادامه می‌دهد: «Hyperganic در حال حاضر، طرح‌های جدید زیادی برای مبدل‌های حرارتی جدید تهویه هوا دارد و داده‌های عملکردی لازم برای شماری از آن‌ها را نیز در دست دارد.»
Hyperganic قصد دارد نمونه اولیه این محصول را تا قبل از رویداد سال آینده کنفرانس Climate change سازمان ملل، در دبی، آماده کند.
جدیدترین اخبار هوش مصنوعی ایران و جهان را با هوشیو دنبال کنید
