Абсорбционный холодильник работает даже без топлива

Испарение любого вещества требует энергии. Несколько капель ацетона нанесённые на ладонь, испаряясь, охлаждают кожу. Именно это свойство было положено в основу абсорбционных холодильников. Только реагенты были заключены в герметичный контур, а в результате ни каких движущихся деталей и чрезвычайно высокая надёжность устройства.

История абсорбционных холодильников

Документально засвидетельствовано что первый такой холодильник использовал более 210 лет назад шотландский учёный Джон Лесли. Но в его устройстве применялся сернистый ангидрид. В течении следующих ста лет, были предложены и запатентованы несколько подобных холодильников, но с разными рабочими веществами.

В первые годы 20-го века, в Москве уже продавались устройства для получения льда под названием «Эскимо». Но были они объёмные, дорогие и прежде всего предназначались для промышленных потребителей, ибо дома держать такой аппарат было практически невозможно.

В 1923 года на рынке появился «Ледяной шар» (Ice Ball). Это фантастически простое устройство, позволяющее за один цикл получить 12 кг льда. Устройства были достаточно популярны в Северной Америке, и выпускались в двух модификациях: левосторонние и правосторонние.

В 1926 года Альберт Эйнштейн усовершенствовал эту конструкцию и запатентовал её как «Холодильник Эйнштейна».

В самом конце 20-го века, были предложены двух- и трёхступенчатые абсорбционные холодильники, которые хотя и обходились дороже, но работали безотказно и бесшумно, а холодильный коэффициент в них поднимался до 16.

Оценка эффективности холодильника

Есть такой параметр – холодильный коэффициент. Он показывает, сколько холода было получено на единицу затраченной тепловой энергии. Для бытовых компрессорных холодильных установок, этот коэффициент не превышает 1,6 (холодильник «Ariston MB40D2NFE»). Для мощных абсорбционных многоступенчатых устройств, холодильный коэффициент может достигать 20!

Принцип работы абсорбционного холодильника

Проще всего изучить схему работы абсорбционного холодильника на пример IceBall (ледяного шара) запатентованного ещё в 1923 году. По внешнему виду, это две круглые металлические емкости, находящиеся в разных уровнях и жёстко соединённых между собой металлической трубой. Система герметична, а внутри находится водный раствор аммиака. В принципе, изобретатели экспериментировали с разными веществами, но наибольшее распространение получил именно аммиак.

Об окончании этого этапа сигнализировал специальный свисток. И была ещё «водная проба». Для этого, надо было нанести каплю воды на верхний сегмент соединительной трубки. В идеальном варианте, вода должна зашипеть и испариться. Обычно, для этого требовался нагрев в течении 90-100 минут.

ВАЖНО: во время этого этапа давление внутри системы повышается до 35 Атм.

Весь рабочий цикл абсорбционного холодильника основан на изменении растворимости легкосжижаемых газов при разной температуре и схематично он приводился в инструкции к таким устройствам.

1.«Горячий шар» нагревают, при этом «Холодный шар» помещают в ведро с водой. Во время этапа «Зарядки», аммиак растворённый в воде улетучивается, и конденсируется в «Холодном шаре». Опытным путём было замечено, что нагрев лучше производить на небольшом огне, в течении 1,5 – 2 часов.

Об окончании этого этапа сигнализировал специальный свисток. И была ещё «водная проба». Для этого, надо было нанести каплю воды на верхний сегмент соединительной трубки. В идеальном варианте, вода должна зашипеть и испариться. Обычно, для этого требовался нагрев в течении 90-100 минут.

ВАЖНО: во время этого этапа давление внутри системы повышается до 35 Атм.

2.Положение шаров меняют – теперь «Холодный шар» оставляют снаружи, а «Горячий шар» опускают в ведро с водой для более быстрого охлаждения. При достаточном объёме воды, для этого требуется 10-12 минут.

3.После того как «Горячий шар» приобретёт температуру окружающего воздуха, устройство устанавливают в специальный короб. Для оптимизации работы, было предусмотрено оригинальное дополнение — Icyball Stabilizer. Это ёмкость в форме полушария, которая наполнялась глицерином. Она чуть задерживала скорость выравнивания температур и служила аккумулятором холода.

После проведённой зарядки, IceBall мог поддерживать отрицательную температуру внутри термоизолированного короба в течении 24-36 часов.  А в оригинальной конструкции, «Холодный шар» был оборудован специальной ёмкостью для производства льда.

Как сделать и где использовать

Изучая такую простую конструкцию, невольно возникает желание собрать абсорбционный холодильник своими руками из подручных материалов. Это несложное задание будет по силам даже начинающему любителю самоделок. А использовать для изготовления лучше всего 5-ти литровые баллоны для сжиженного газа.

Для соединения их между собой потребуется латунная трубка с нарезанной резьбой. Её необходимо будет загнуть и приспособить к ней деревянную ручку.

Для уплотнителя резьбового соединения отлично подходит лента ФУМ. Заполняют ёмкости 25% раствора аммиака в воде.

Технические характеристики

Температура испарения аммиака -33˚C, т.е. абсорбционный холодильник с аммиачной водой сможет охлаждаться приблизительно до -33˚C. Разумеется, если оставить его на открытом воздухе, то кроме покрытых инеем стенок баллона, ни какого полезного эффекта не будет. Совсем другое дело, если зафиксировать его в специально сконструированном термоизолированном коробе. В этой комплектации, такой альтернативный энергонезависимый холодильник может помочь рыбакам сохранить улов, а охотникам – добычу.

А на даче можно с помощью этого устройства заготовлять на зиму ягоды методом «шоковой заморозки». Ведь температура охлаждения у него гораздо ниже, чем в бытовых холодильниках.

Варианты модификации абсорбционного холодильника

Хотя при зарядке «IceBall» требуется нагрев всего в течении 2 часов, но даже на этом этапе вполне возможно использовать альтернативный источник энергии – солнечный концентратор. Нагревать базовую ёмкость свыше 100˚C совсем не обязательно. По описаниям и заметкам пользователей, гораздо эффективнее хладагент улетучивается при невысокой температуре, как раз в районе точки кипения воды.

Для этого надо будет покрасить «Горячую ёмкость» чёрной термоустойчивой краской, и направить на неё сконцентрированный солнечный свет от нескольких зеркал.

А ещё абсорбционный холодильник смогли миниатюризировать до таких скромных размеров, чтобы использовать в медицинских мобильных холодильниках

Спасибо, что дочитали до конца! Не забывайте подписываться на наш канал, Если статья Вам понравилась!

Делитесь с друзьями, оставляйте ваши КОМЕНТАРИИ   (Ваши Комментарии очень помогают развитию проекта)

Добавляйтесь в нашу группу в ВК:        

ALTER220 Портал о альтернативную энергию

и предлагайте темы для обсуждений, вместе будет интереснее!!!