3D打印爱因斯坦-西拉德冰箱,靠火焰制冷
Ben Krasnow 用透明树脂3D打印了一台爱因斯坦-西拉德吸收式冰箱,以明火加热,实现了比环境温度低5°C的制冷效果。
吸收式冰箱的效率未必最高,但凭借可用废热驱动、没有运动部件、可靠性好,在房车和工业场所一直占有一席之地。它的原理不算直观,Ben Krasnow 因此做了一台透明外壳的爱因斯坦-西拉德冰箱,用火焰当热源展示制冷过程。
为什么选爱因斯坦-西拉德结构
常见吸收式冰箱用氨水作工质。氨气要在室温下冷凝,系统压力会高于玻璃或塑料外壳容易承受的范围。爱因斯坦-西拉德设计引入第三种液体作为制冷剂:先煮沸浓氨水,让氨气从溶液中分离;氨气降低制冷剂的分压,促使制冷剂蒸发;制冷剂蒸气与氨气一起进入水中,氨被水吸收,剩下的制冷剂蒸气得以冷凝,重新开始循环;吸收氨后形成的水氨溶液则流回锅炉。
透明树脂与铜块
这种结构常用丁烷作制冷剂,但 Ben 的系统由明火加热且带压,他改用不可燃的全氟戊烷。冰箱主体用透明树脂3D打印,方便观察内部流道;铜块负责把火焰热量传到锅炉腔。氨水会腐蚀铜,因此这不是长期方案,只适合演示。
气泡与气锁
这台冰箱只有一条内部通路,系统各部分之间几乎没有压差,气泡跑到错误位置就可能造成气锁。经过调整,Ben 让它达到了比环境温度低 5°C 的效果。他还指出,如果酒精浓度足够高,可以点燃一部分酒精,用燃烧产生的热量给剩下的饮料降温——相当于用火来冰酒。
氨水系统对多数创客来说门槛较高,但吸收式制冷的玩法不止这一种;此前也有用盐水和火驱动的离网冰箱方案。完整演示可看 Ben Krasnow 的视频。
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