Innovatives DIY-Kühlsystem nutzt Flammen und Salzwasser für stromfreie Kühltechnik

Ein neues DIY-Kühlsystem von Greenhill Forge revolutioniert das traditionelle Verständnis von Kühlung und Flamme. Das System nutzt Wärme, Wasser und Streusalz zur Kühlung, ohne auf herkömmliche elektrische Kompressoren angewiesen zu sein. Laut einem YouTube-Video senkte das experimentelle Gerät die Temperatur im Kühlbereich auf etwa 5°C (41°F), während die Umgebungstemperatur bei etwa 16°C (61°F) lag. Dies stellt einen signifikanten Temperaturabfall für ein hauptsächlich von Flammen betriebenes System dar, obwohl es sich derzeit noch um einen Prototyp handelt und noch keine praktikable Alternative für Haushaltskühlschränke ist.

Das Projekt untersucht ein altes Ingenieurskonzept und bietet potenzielle Möglichkeiten für dessen Anwendung in der modernen Welt, insbesondere für Kühlsysteme, die in Gebieten mit unzuverlässiger oder knapper Stromversorgung betrieben werden.

Überblick über die Absorptionskühltechnik

Die verwendete Technik nennt sich Absorptionskühlung und existiert seit über einem Jahrhundert. Sie basiert nicht auf elektrischen Kompressoren zur Zirkulation des Kältemittels, sondern nutzt Wärme, um chemische Prozesse zur Kühlung anzutreiben. Das Design von Greenhill Forge umfasst hauptsächlich zwei Teile: einen Generator und einen Absorber. Der Generator enthält eine Calciumchlorid-Lösung und destilliertes Wasser. Wenn die Flamme das Gemisch erhitzt, trennt sich der Wasserdampf von der Lösung und strömt durch Rohre zum Kondensator, wo er abkühlt und in den flüssigen Zustand zurückkehrt. Das flüssige Wasser gelangt dann durch ein kleines verstellbares Ventil in den Verdampfer, der unter starkem Vakuum arbeitet.

Bei dem extrem niedrigen Druck des Systems (etwa sechs mbar) kann Wasser bei weit unter seinem normalen Siedepunkt verdampfen. Dieser Verdampfungsprozess absorbiert die Wärme aus der Umgebung, wodurch ein Kühlungseffekt entsteht.

Allerdings gibt es eine Einschränkung in diesem Prozess. Mit der Ansammlung von Wasserdampf steigt der Druck, was schließlich die weitere Verdampfung einschränkt. Um dies zu verhindern, sprüht das System eine konzentrierte Calciumchlorid-Lösung in den Absorber. Diese Lösung absorbiert den Dampf und hilft, das für die Kühlung erforderliche Niederdruckumfeld aufrechtzuerhalten. Tatsächlich liefert die Flamme die Wärme, die den gesamten Kreislauf antreibt, während die Salzlösung dazu beiträgt, die Bedingungen aufrechtzuerhalten, die erforderlich sind, damit Wasser bei niedrigen Temperaturen verdampfen kann.

Das Gerät ist zudem ein recht umfangreiches Metallbearbeitungsprojekt. Greenhill Forge hat die meisten Teile aus Edelstahlblechen und Rohren gefertigt, das Gehäuse geschweißt und kleinere Rohrverbindungen mit Silberlot verbunden. Die Hersteller formten die Kühlspirale, indem sie Wasser in die Rohre füllten, es dann gefroren und um einen gefrorenen Kern bogen, um ein Zusammenfallen der Rohre zu verhindern. Vor dem Befüllen des Systems testeten die Hersteller auf Lecks und verwendeten eine Vakuumpumpe, um es zu evakuieren. Die Aufrechterhaltung des Vakuums ist entscheidend, da selbst kleine Leckagen den Niederdruck-Verdampfungsprozess stören können.

Strombedarf und Steuerungssystem

Ein auf Arduino basierender Controller überwacht die Temperatur und den Druck des Systems, passt die Pumpengeschwindigkeit an und löst Sicherheitsalarme aus. Das System benötigt weiterhin Strom, um die Zirkulationspumpe und den Kühlventilator zu betreiben, wobei der Stromverbrauch der Pumpe etwa 30–50 Watt beträgt. Das bedeutet, dass der Kühlschrank nicht vollständig stromfrei ist; jedoch könnte ein kleines Solarpanel oder eine Batterie ausreichen, um den moderaten Strombedarf zu decken, während die Flamme den Großteil der Wärme liefert.

Erste Testergebnisse zeigen vielversprechende Aussichten, jedoch benötigen die Temperaturdaten Hintergrundinformationen zur Interpretation. Laut einem Bericht von Hackaday erreichte das System bei einer Umgebungstemperatur von etwa 16°C (61°F) eine Kühlwirkung von etwa 5°C (41°F). Dies zeigt einen Kühlungseffekt, jedoch gibt es keine Informationen darüber, wie der Prototyp unter heißeren Bedingungen abschneidet, wie lange er Lebensmittel kühl halten kann oder ob er in der Lage ist, eine sichere Lagertemperatur stabil aufrechtzuerhalten. Die Technik selbst ist nicht neu; Absorptionskühlschränke werden seit langem in Umgebungen eingesetzt, in denen herkömmliche elektrische Kompressoren unpraktisch sind.

Das Projekt von Greenhill Forge untersucht die Nutzung verfügbarer Materialien und Wärmequellen wie Holz zur Umsetzung im DIY-Stil. Mit weiterer Entwicklung könnten ähnliche Systeme in abgelegenen Werkstätten, Hütten oder anderen Orten, wo die Beschaffung von Brennstoffen einfacher ist als die Versorgung mit einem zuverlässigen Stromnetz, von Nutzen sein.