创新自制冷却系统利用火焰与盐水实现无电制冷技术

·作者 Henderson·Engineering
创新自制冷却系统利用火焰与盐水实现无电制冷技术
重点
  • Greenhill Forge 建立的 DIY 冷却系统利用火焰和盐水进行冷却。
  • 该系统采用吸收冷却技术,无需电动压缩机。
  • 系统在极低压力下运行,水可在低于正常沸点的温度蒸发。
  • 虽然前景良好,但仍需进一步测试以确保稳定性。

一个新的 DIY 冷却系统由 Greenhill Forge 建立,颠覆了人们对冷却与火焰的传统认知,该系统利用热量、水和道路盐来进行冷却,而不依赖传统的电动压缩机。根据一段 YouTube 影片,该实验装置将冷却区域的温度降低至约 5°C(41°F),而周围环境的温度约为 16°C(61°F)。这对于主要由火焰驱动的系统来说,是一个显著的温度下降,尽管目前仍属于原型,尚未成为家庭冰箱的可行替代品。

该项目探索了一个古老的工程理念,并为其在现代的应用提供了潜在可能,即在电力稀缺或不可靠的地区运行的冷却系统。

吸收冷却技术概述

该系统采用的技术称为吸收冷却,这一过程已存在超过一个世纪。它并不依赖电动压缩机来循环制冷剂,而是利用热量驱动化学过程来实现冷却。Greenhill Forge 的设计主要包括两个部分:发生器和吸收器。发生器内含氯化钙溶液和蒸馏水。当火焰加热混合物时,水蒸气从溶液中分离,通过管道流向冷凝器,在那里它冷却并返回液态。液态水随后通过一个小的可调阀门进入在强真空下运行的蒸发器。

在系统的极低压力下(约六毫巴),水可以在远低于其正常沸点的温度下蒸发。这一蒸发过程吸收了周围区域的热量,从而产生冷却效果。

然而,这一过程有一个限制。随着水蒸气的积聚,压力会升高,最终限制进一步的蒸发。为了防止这一情况发生,系统会将浓缩的氯化钙溶液喷入吸收器中。该溶液会吸收蒸气,有助于维持冷却所需的低压环境。实际上,火焰提供了驱动整个循环的热量,而盐溶液则有助于保持水能在低温下蒸发所需的条件。

该装置还是一个相当庞大的金属加工项目。Greenhill Forge 利用不锈钢板金和管材制作了大部分零部件,焊接了外壳,并使用银焊接了较小的管道连接。制造者通过将水填充到管中,然后冷冻并将其弯曲围绕冰冻核心,来形成冷却线圈,以防止管道塌陷。在填充系统之前,制造者测试了其是否存在漏水,并使用真空泵将其抽真空。维持真空是至关重要的,因为即使是小的漏气也会干扰低压蒸发过程。

电力需求与控制系统

一个基于 Arduino 的控制器监控着系统的温度和压力,调整泵的速度并触发安全警报。该系统仍需要电力来驱动循环泵和冷却风扇,仅泵的耗电量约为 30–50 瓦特。这意味着该冰箱并非完全无需电力,然而,小型太阳能电池板或电池可能足以满足其适度的电力需求,同时火焰提供大部分热能。

初步测试结果显示前景良好,但温度数据需要背景资料来进行解释。根据 Hackaday 的报道,该系统在环境温度接近 16°C(61°F)时达到了约 5°C(41°F)的冷却效果。这显示出冷却效果,然而并未显示出该原型在更热条件下的表现、能保持多少食物冷却或能否稳定维持安全的存储温度。该技术本身并不新颖,人们长期以来已在传统电动压缩机不实用的环境中使用吸收式冰箱。

Greenhill Forge 的项目则探索利用可获得的材料和像柴火这样的热源进行 DIY 实现。随着进一步的发展,类似系统可能在偏远的工坊、小屋或其他燃料获取比可靠的电网供电更为容易的地点发挥作用。

项目规格
电力需求30–50 瓦特
冷却效果5°C(41°F)

DIY 冷却系统的潜在应用与挑战

这个 DIY 冷却系统的创新之处在于其利用火焰和盐水而非传统电力,为电力不足的地区提供了一种可行的冷却解决方案。吸收冷却技术虽然历史悠久,但在现代应用中仍具潜力,尤其是在偏远地区。尽管初步测试显示出良好的冷却效果,但系统的稳定性和在不同环境条件下的性能仍需进一步验证,这对于其实际应用至关重要。

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