Eiskugel - Icyball

Ein Crosley IcyBall mit kaltem Seitenball links, heißer Seitenball rechts

Icyball ist ein Name für zwei frühe Kühlschränke , von denen einer 1923 vom Australier Sir Edward Hallstrom hergestellt wurde und der andere von David Forbes Keith aus Toronto patentiert wurde (angemeldet 1927, erteilt 1929) und von dem Amerikaner Powel Crosley Jr. hergestellt wurde , der kaufte die Rechte am Gerät. Beide Geräte sind insofern ungewöhnlich, als sie keinen Strom zur Kühlung benötigen . Sie können einen Tag lang mit einer Tasse Kerosin betrieben werden und ermöglichen ländlichen Nutzern, die keinen Strom haben, die Vorteile der Kühlung.

Operation (Crosley Icyball)

Die Crosley Icyball ist als ein Beispiel für eine Gasabsorptionskühlschrank , wie heute finden sich in Freizeitfahrzeuge oder Wohnmobilen . Im Gegensatz zu den meisten Kühlschränken hat der Icyball keine beweglichen Teile und wird, anstatt kontinuierlich zu arbeiten, manuell betrieben. Normalerweise wird es morgens aufgeladen und bietet Kühlung während der Hitze des Tages.

Absorptionskältemaschinen und die gebräuchlicheren mechanischen Kältemaschinen kühlen beide durch die Verdampfung von Kältemittel. (Die Verdunstung einer Flüssigkeit bewirkt eine Abkühlung, da beispielsweise flüssiger Schweiß auf der verdunstenden Haut abkühlt, und der umgekehrte Vorgang viel Wärme freisetzt.) Bei Absorptionskältemaschinen wird der Druckaufbau durch Verdampfung des Kältemittels nicht durch Ansaugen am Einlass abgebaut eines Kompressors, sondern durch Aufnahme in ein saugfähiges Medium (Wasser beim Icy Ball).

Das Icyball-System leitet die Wärme vom Kühlschrank in den wärmeren Raum, indem es Ammoniak als Kältemittel verwendet. Es besteht aus zwei Metallkugeln: einer heißen Kugel, die im voll geladenen Zustand den Absorber (Wasser) enthält und einer kalten Kugel mit flüssigem Ammoniak. Diese sind durch ein Rohr in Form eines umgekehrten U verbunden. Das Rohr ermöglicht die Bewegung von Ammoniakgas in beide Richtungen.

Nach etwa einem Tag (je nach Last unterschiedlich) kühlt der Icyball nicht mehr ab und muss wieder aufgeladen werden. Der Icyball wird aus dem Kühlschrank genommen und der kalte Ball, aus dem während des vorherigen Zyklus das gesamte Ammoniak verdampft ist, wird in kaltes Wasser getaucht. Der heiße Ball wird dann leicht erhitzt, um das im Wasser darin gelöste Ammoniak abzukochen. (Die Löslichkeit von Ammoniak in Wasser sinkt mit steigender Temperatur.) Der Druck im System steigt auf etwa 1,72 Megapascal (249 psi), und bei dieser Temperatur passiert das Ammoniak leicht das U-Rohr und kondensiert in der kälteren Kugel. die durch das Wasserbad kühl gehalten wird.

Wenn die kalte Kugel vollständig mit flüssigem Ammoniak gefüllt ist (dem Benutzer durch eine Pfeife angezeigt), wird das Gerät umgedreht und die heiße Kugel in das kühle Bad gelegt. Wenn die heiße Kugel abkühlt, sinkt der Druck im System und sinkt schließlich bis zu dem Punkt, an dem das flüssige Ammoniak in der kalten Kugel zu verdampfen beginnt ( Ammoniak hat einen Siedepunkt von -33,34 ° C ( - 28,01 ° F) bei Standardluftdruck ) und die kalte Kugel beginnt zu gefrieren. Nach einigen Minuten ist es so kühl, dass sich Eis auf seiner Oberfläche bildet. Anschließend wird es auf den Stabilisator im Kühlmöbel gelegt. Der Stabilisator ist mit einer Frostschutzlösung gefüllt, die sowohl die kalte Kugel unterstützt als auch eine große thermische Trägheit bietet, um die Abkühlung zu mäßigen. Durch ein kleines Loch im Kühlmöbel kann das U-Rohr nach außen in den Raum gelangen.

Die kalte Kugel hat eine Öffnung, in die ein Eiswürfelbehälter eingesetzt werden konnte, der Vorläufer des „Gefrierfachs“ in modernen Kühlschränken.

Der eigentliche Aufbau des Icyballs ist zur Verbesserung des Wirkungsgrades etwas aufwendiger als oben beschrieben: Das Verbindungsrohr verläuft zum unteren Teil des warmen Balls, wodurch der Ammoniakdampf durch das Wasser perlen kann, die Aufnahme beschleunigt und gleichzeitig zum Rühren des Lösung, damit die Wärme besser zu den Rippenwänden transportiert wird. Dieser "Bubbler" wird während der Regeneration von einem Flüssigkeitsrückschlagventil (keine beweglichen Teile) umgangen, so dass nur Gas und keine flüssige Lösung auf die kalte Seite übertragen wird. Die Funktionsweise des Flüssigkeitsrückschlagventils ähnelt in gewisser Weise den Wasserverschlüssen (J-Fallen), die in Abwasserkanälen verwendet werden. Mechanische Rückschlagventile benötigen zu viel Druck, um in dieser Anwendung richtig zu funktionieren. Um die Wassermenge, die während des Wiederaufladezyklus auf die kalte Kugel übertragen wird, zu minimieren, sind im oberen Teil des Verbindungsrohrs Auffangstrukturen angebracht, die nur Gas durchlassen und das Wasser zurück zur warmen Seitenkugel leiten.

In der Praxis kocht eine zu hohe Flamme und das Wasser kocht, wodurch das Ammoniak verunreinigt wird, das sich allein in der kalten Kugel verflüssigen sollte, und wenn das Wasserbad erwärmt wird, wird das Ammoniak nicht vollständig kondensieren.

Geschichte

Während der Crosley Icy Ball Kühlschrank nicht mehr verkauft oder hergestellt wird, wird die Absorptionszykluskühlung immer noch verwendet. Neben Wohnmobilanwendungen werden Kühlschränke mit Ammoniakkreislauf immer noch in Entwicklungsländern verwendet. Dies sind ebenfalls Batch-Zyklus-Geräte, enthalten jedoch verschiedene Kondensatoren , Rückschlagventile und integrierte Kerosinbrenner , so dass die Demontage und Wasserwanne, die zum Reaktivieren einer Eiskugel erforderlich sind, nicht mehr erforderlich sind. Ammoniakkühlung wird auch in großen Industrieanwendungen eingesetzt, wo ihre Effizienz die höheren Anschaffungskosten und das damit verbundene Risiko mehr als ausgleicht. Obwohl es einst für die Klimaanlage zu Hause recht beliebt war , haben Bedenken im Zusammenhang mit Ammoniakleckagen dazu geführt, dass mechanische Kälte diesen Markt dominiert.

2007 hielt Adam Grosser einen TED-Vortrag über einen Absorptionskühlschrank für Impfstoffe.

Im Jahr 2016 gewann William Broadway, ein junger Technologe, den James Dyson Award für seine Miniaturisierung der Icyball-Technologie zur Verwendung als Impfstoffkühler .

Siehe auch

Zitate

Verweise

Externe Links