Les déshydratants permettent aux climatiseurs de fonctionner plus intelligemment, pas plus fort

Oct 22, 2023

De nouvelles entreprises explorent des moyens de refroidir plus efficacement les maisons et les entreprises en utilisant des déshydratants dans le processus.

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Les déshydratants qui éliminent l’humidité de l’air pourraient jouer un rôle important dans le refroidissement de nos maisons et de nos entreprises à l’avenir. L’air chaud retient plus d’humidité que l’air frais. Lorsque l’air chaud et humide passe sur une surface refroidie, l’excès d’eau précipite, c’est pourquoi les climatiseurs et les pompes à chaleur sont équipés de drains.

Le corps humain perçoit la chaleur de deux manières. La première est la température réelle de l’air et la seconde l’humidité relative de l’air. Nous nous sentons plus à l'aise dans une chaleur de 90 ºF si l'humidité relative est de 40 % que si elle est de 90 %. Lorsque l’humidité est élevée, nous avons tendance à baisser la température de nos climatiseurs pour compenser, mais cela signifie simplement que nous consommons plus d’électricité que nécessaire.

À mesure que la planète se réchauffe, la quantité d’électricité nécessaire pour répondre à la demande de refroidissement devrait tripler. L’Agence internationale de l’énergie prévoit que la climatisation consommera 4 000 TWh (ce n’est pas une erreur d’impression) d’électricité d’ici 2050. Cela équivaut à toute l’électricité consommée par les États-Unis en 2022.

Les équipements de climatisation d’aujourd’hui font deux choses. Premièrement, il assèche l’air entrant. Ensuite, il refroidit cet air plus sec. Et s’il existait un moyen de séparer les deux fonctions afin que l’air soit d’abord déshumidifié avant le refroidissement ? Plusieurs nouvelles entreprises proposent de faire exactement cela en utilisant des matériaux appelés dessicants. Ils estiment que cela pourrait réduire de 50 à 80 % le besoin en électricité pour climatiser nos maisons et nos entreprises. 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 conventionnel fonctionne en utilisant un compresseur pour pressuriser un gaz, qui se refroidit ensuite en se dilatant. Cette approche, appelée compression de vapeur, a plus de 100 ans et la conception de base n'a pas beaucoup changé depuis son invention, a déclaré Ankit Kalanki, responsable du programme de bâtiments sans carbone au Rocky Mountain Institute, au MIT Technology Review. 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.

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. Les déshydratants pourraient contribuer à réduire la demande énergétique en séparant le processus de déshumidification du processus de refroidissement.

Vous connaissez ces petits paquets blancs qui accompagnent les nouveaux appareils électroniques, ceux qui disent « Ne pas manger ça ? Ce sont des déshydratants qui maintiennent les articles à l’intérieur de la boîte au sec pendant l’expédition, mais il existe d’autres types de déshydratants.

Transaera, une spin-off du MIT fondée en 2018, développe un système hybride qui utilise un type de matériau appelé structure organique métallique. L'ajouter aux climatiseurs conventionnels pourrait leur permettre de consommer 35 % d'énergie en moins que les modèles moyens, selon Sorin Grama, PDG de Transaera.

Sur son site Web, la société déclare : « Nous utilisons un nouveau matériau semblable à une éponge qui capte l'humidité de l'atmosphère, permettant à notre climatiseur de refroidir l'air plus efficacement. Ensuite, nous utilisons la chaleur générée par le climatiseur – au lieu de la gaspiller – pour sécher le matériau en vue du cycle suivant.

Blue Frontier, basée dans le sud de la Floride, a une approche totalement différente. Sa technologie de refroidissement repose sur une solution saline si concentrée qu’elle peut extraire l’humidité de l’air. Tout d’abord, un flux d’air passe à travers un canal et sur une fine couche de dessicant, qui extrait l’humidité de l’air. Ensuite, l’air séché passe par une étape de refroidissement par évaporation, qui abaisse la température de l’air.

Cela fonctionne essentiellement de la même manière que la sueur refroidit votre peau, en utilisant ce que les scientifiques appellent la chaleur d’évaporation. Dans les climats arides comme l’Arizona et le Nouveau-Mexique, les refroidisseurs par évaporation sont utilisés à la place des climatiseurs car l’humidité ambiante est très faible. Parfois appelés refroidisseurs de marais, ils peuvent consommer jusqu'à 80 % d'électricité en moins que les climatiseurs conventionnels.