Cette humidité

Jul 29, 2023

Les déshydratants qui extraient l'eau de l'air pourraient aider à refroidir les bâtiments plus efficacement

Un ensemble surprenant de matériaux pourrait bientôt contribuer à fabriquer des climatiseurs plus efficaces qui ne surchargeront pas le réseau électrique lors des journées chaudes.

Alors que la chaleur extrême continue de battre des records dans le monde entier, la demande d'électricité pour la climatisation devrait tripler au cours des prochaines décennies, soit une augmentation d'environ 4 000 térawattheures entre 2016 et 2050, selon l'Agence internationale de l'énergie, soit à peu près le même montant. demande d’électricité comme celle de l’ensemble du réseau électrique américain en 2022.

C'est pourquoi la course à la construction de climatiseurs plus efficaces est devenue de plus en plus urgente. Alors que certaines entreprises se concentrent sur l’amélioration des conceptions existantes, d’autres se tournent vers des systèmes entièrement nouveaux utilisant des matériaux appelés dessicants. Ces systèmes pourraient refroidir plus efficacement, même dans des conditions de chaleur et d’humidité extrêmes, réduisant ainsi la pression sur le réseau.

Un climatiseur typique refroidit les espaces intérieurs en pompant un réfrigérant selon un cycle et à travers des échangeurs de chaleur, absorbant la chaleur de l'air intérieur et la libérant à l'extérieur. (Les pompes à chaleur fonctionnent de la même manière, soit dans le sens opposé, soit dans des systèmes réversibles pouvant à la fois chauffer et refroidir.)

Cette approche, appelée compression de vapeur, a plus de 100 ans et la conception de base n'a pas beaucoup changé depuis son invention, explique Ankit Kalanki, responsable du programme de bâtiments sans carbone au Rocky Mountain Institute, un groupe de réflexion sur l'énergie à but non lucratif. . Pomper du réfrigérant et le comprimer suffisamment pour évacuer la chaleur vers l’extérieur nécessite beaucoup d’énergie, surtout lorsque les températures sont très élevées.

Les pompes à chaleur pourraient contribuer à lutter contre le changement climatique et vous faire économiser de l’argent. Voici comment ils fonctionnent.

Les systèmes à compression de vapeur traitent également simultanément l’humidité et la chaleur, ce qui constitue un autre inconvénient. Garder un bâtiment confortable a beaucoup à voir avec le maintien d'un environnement à faible humidité, explique Kalanki, mais les climatiseurs doivent refroidir l'air pour en extraire l'humidité. Sans un système désigné pour lutter contre l’humidité, dit-il, les bâtiments sont souvent « trop refroidis », ce qui peut ajouter une énorme charge énergétique.

Des systèmes qui s’attaquent séparément à la déshumidification et au refroidissement pourraient maintenir des températures de bâtiment confortables avec moins d’énergie et permettre plus de flexibilité dans différents environnements. Et un nombre croissant de startups se tournent vers les dessicants pour y parvenir.

Les déshydratants sont des matériaux qui aspirent l'humidité. Les billes de silice contenues dans ces petits paquets qui accompagnent les nouveaux sacs à main et chaussures sont une sorte de dessicant conçu pour garder les produits au sec lorsqu'ils sont expédiés à travers le monde.

D'autres types de déshydratants pourraient être ajoutés aux conceptions existantes de climatiseurs, absorbant l'eau de l'air et réduisant l'énergie nécessaire pour maintenir le confort des pièces. Transaera, une spin-out du MIT fondée en 2018, développe un système hybride qui utilise un type de matériau appelé structure organique métallique. L'ajout de ces matériaux aux climatiseurs à compression de vapeur pourrait permettre au système de l'entreprise de consommer 35 % d'énergie en moins que les modèles moyens, selon Sorin Grama, PDG de Transaera.

Mais d’autres entreprises envisagent d’utiliser des déshydratants dans les systèmes de refroidissement qui remplaceraient complètement les climatiseurs traditionnels. La startup Blue Frontier, basée en Floride, utilise par exemple des dessicants liquides pour construire des systèmes de refroidissement. L'ingrédient clé est différent des billes de silice contenues dans les emballages de chaussures, mais la comparaison est courante : « Nous en obtenons beaucoup », déclare Matt Tilghman, co-fondateur et directeur technologique de l'entreprise.

Plutôt que de petites billes de silice, la technologie de refroidissement de Blue Frontier repose sur une solution saline si concentrée qu'elle peut extraire l'humidité de l'air.

Voici comment fonctionne le système de refroidissement de Blue Frontier : tout d'abord, un flux d'air passe à travers un canal et sur une fine couche de déshydratant, qui extrait l'humidité de l'air. Ensuite, l’air désormais sec passe par une étape de refroidissement par évaporation, qui abaisse la température de l’air (essentiellement de la même manière que la sueur refroidit votre peau).