如何利用人工智慧提升空調效能10倍

自1990年以來，我們用於冷卻室內空間的能源增加了兩倍，到2050年，隨著發展中國家和中等收入國家對空調的使用增加，這一能源將再次增加兩倍。研究人員正在投入大量的精力研發新型冷卻技術，以降低能耗，但在不久的將來，似乎還沒有一項技術能達到最佳效果。

慕尼黑人工智慧設計軟體公司Hyperganic的執行長Lin Kayser表示：「空調創新就像核融合，距離成功總是還需要20年。」

Kayser希望使用人工智慧和3D列印，為空調設備帶來顛覆性的突破。 。透過使用人工智慧產生一種全新的熱交換器設計，然後可以用3D金屬列印機列印出來，Hyperganic表示，它正在開發一種住宅空調裝置，據稱其效率是傳統空調的10倍，而購買和運行成本與傳統空調相同。

該公司與德國的EOS（金屬和塑膠3D列印機製造商）和阿聯酋的製造公司Strata Manufacturing合作。

空調透過熱交換器或冷凝器裝置將室內熱量抽到室外，將冷媒氣體壓縮成液體，從而冷卻建築物。風扇吹過冷凝器，將液化過程中釋放的熱量吹到空氣中。冷卻消耗了現今建築物使用的能量的16%以上，而熱交換器是空調裝置中能耗最高的零件。

熱交換器是需要大表面積的結構，它們依賴複雜的彎曲內部通道。但傳統的工程設計和製造在其交付的複雜性方面受到限制，事實上，為了降低成本，更傾向於更簡單的設計。 Kayser說，「現在每秒鐘有10台空調設備被售出，但空調裝置在過去30年中並無差別。」因此，基於AI 設計和3D 列印技術成為了設計高性能複雜結構熱交換器的最佳選擇。

然而，熱交換器所需的複雜設計是基於人工智慧設計和3D列印的最佳選擇。事實上，新的原型熱交換器已經成為金屬印刷公司的熱門產品，這些公司希望展示這項技術的威力。 Hyperganic的使命是「大大加快物理工程領域的創新。Kayser說，過去幾十年的大部分創新都是在資訊科技領域，而汽車、飛機和電器仍然與它們最初的樣子非常相似。Hyperganic基於人工智慧的設計平台允許工程師使用從自然界中發現的複雜設計（如珊瑚）中獲得靈感的元素，製造具有完全不同結構的熱交換器。透過增加表面積和優化氣流，這些設計提高了組件的能源效率。為了利用演算法工程快速迭代的優勢，關鍵設計元素(如分支的級數和管道直徑)被轉換為參數，從而可以同時產生多個設計。在給定的環境中，可以有效地創建性能最好的熱交換器。

舉個例子：今年5月，Hyperganic和EOS公佈了世界上最大的aerospike列印火箭引擎。Aerospik引擎通常被認為是一項艱鉅的工程和製造挑戰。Hyperganic的人工智慧演算法在幾天內創造了數百種設計。最好的設計印在EOS的雷射粉末床熔合機上，該機器使用雷射一次加熱和熔合一層金屬粉末來製造零件。

在一個日益變暖、能源匱乏的世界，空調創新是一個優先事項。熱電材料和被動輻射冷卻等將熱量直接送入外層空間的新技術令人興奮，但可能需要多年才能在商業上可行。Hyperganic並沒有做任何激進的事情，在短期內是不切實際的。「我們所做的不是火箭科學，」Kayser說，「我們試圖將先進製造能力和人工智慧結合起來。這並不像發明完全不同的東西那麼複雜。 」

他補充說，該公司已經為新的空調熱交換器設計了許多新設計，並有一些性能數據。他們計劃明年在杜拜舉行的聯合國氣候變遷會議上發布一個原型。

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