創新自製冷却システムが火炎と塩水を利用して無電製冷技術を実現

新たなDIY冷却システムがGreenhill Forgeによって開発され、冷却と火炎に対する従来の認識を覆すものである。このシステムは熱、水、道路塩を利用して冷却を行い、従来の電動圧縮機には依存しない。YouTubeの動画によると、この実験装置は冷却区域の温度を約5°C（41°F）に低下させ、周囲の環境温度は約16°C（61°F）であった。これは主に火炎によって駆動されるシステムにとって、顕著な温度低下であるが、現在はプロトタイプであり、家庭用冷蔵庫の実用的な代替品とはなっていない。

このプロジェクトは古い工学の理念を探求し、電力が不足または不安定な地域で運用される冷却システムの現代的な応用の可能性を提供している。

吸収冷却技術の概要

このシステムが採用している技術は吸収冷却と呼ばれ、このプロセスは100年以上の歴史がある。電動圧縮機を使用して冷媒を循環させるのではなく、熱を利用して化学プロセスを駆動し冷却を実現する。Greenhill Forgeの設計は主に2つの部分から成り立っている：発生器と吸収器。発生器には塩化カルシウム溶液と蒸留水が含まれている。火炎が混合物を加熱すると、水蒸気が溶液から分離し、パイプを通じて冷却器に流れ、そこで冷却されて液体に戻る。液体水はその後、小さな調整弁を通じて強真空下で運転される蒸発器に入る。

システムの極低圧下（約6ミリバール）では、水は通常の沸点よりもはるかに低い温度で蒸発する。この蒸発プロセスは周囲の熱を吸収し、冷却効果を生み出す。

しかし、このプロセスには制限がある。水蒸気が蓄積されると、圧力が上昇し、さらなる蒸発が制限される。この状況を防ぐために、システムは濃縮された塩化カルシウム溶液を吸収器に噴霧する。この溶液は蒸気を吸収し、冷却に必要な低圧環境を維持するのに役立つ。実際、火炎は全体の循環を駆動する熱を提供し、塩溶液は水が低温で蒸発するために必要な条件を維持するのに寄与する。

この装置はまた、かなり大規模な金属加工プロジェクトでもある。Greenhill Forgeはステンレス鋼の板金とパイプを使用して大部分の部品を製作し、外殻を溶接し、より小さなパイプ接続には銀はんだを使用した。製造者は水をパイプに充填し、冷凍してそれを凍結コアの周りに曲げることで冷却コイルを形成し、パイプがつぶれないようにした。システムを充填する前に、製造者は漏水がないかをテストし、真空ポンプで真空を引いた。真空を維持することは非常に重要であり、わずかな漏れでも低圧蒸発プロセスに干渉する可能性がある。

電力需要と制御システム

Arduinoに基づくコントローラーがシステムの温度と圧力を監視し、ポンプの速度を調整し、安全警報をトリガーする。このシステムは循環ポンプと冷却ファンを駆動するために電力を必要とし、ポンプの消費電力は約30–50ワットである。これは、この冷蔵庫が完全に電力を必要としないことを意味するが、小型の太陽光発電パネルやバッテリーがその適度な電力需要を満たすのに十分であり、火炎が大部分の熱エネルギーを提供する。

初期のテスト結果は前途が明るいことを示しているが、温度データには背景情報が必要である。Hackadayの報告によると、このシステムは環境温度が約16°C（61°F）のときに約5°C（41°F）の冷却効果を達成した。これは冷却効果を示しているが、このプロトタイプがより高温条件下でどのように機能するか、どれだけの食材を冷却できるか、また安全な保存温度を安定的に維持できるかは示されていない。この技術自体は新しいものではなく、従来の電動圧縮機が実用的でない環境で長年にわたり吸収式冷蔵庫が使用されてきた。

Greenhill Forgeのプロジェクトは、入手可能な材料と薪のような熱源を利用してDIY実現を探求している。さらなる発展に伴い、類似のシステムは遠隔地の工房、小屋、または他の燃料の入手が信頼できる電力網よりも容易な場所で機能する可能性がある。

項目	仕様
電力需要	30–50ワット
冷却効果	5°C（41°F）

DIY冷却システムの潜在的な応用と課題

このDIY冷却システムの革新性は、火炎と塩水を利用し、従来の電力に依存しないことで、電力不足の地域に対して実行可能な冷却ソリューションを提供する点にある。吸収冷却技術は歴史があるが、現代の応用においても潜在能力を持っており、特に遠隔地での利用が期待される。初期のテストは良好な冷却効果を示しているが、システムの安定性や異なる環境条件下での性能についてはさらなる検証が必要であり、これは実際の応用にとって重要である。