Абсорбционный холодильник

Холодильник — крайне нужная вешь для попаданца в теплых краях, где невозможно использование природных низких температур и запасание льда на лето. Попаданческий холодильник, вероятно, наиболее просто реализовать на основе цикла испарение — абсорбция. Здесь будут расмотренны несколько конструкций абсорбционных холодильных устройств периодического действия как наиболее простых и легко воспроизводимых даже попаданцем.

Первое практически применимое устройство, позволяющее замораживать воду за счет испарения, было сконструированно французским инженерои Эдмундом Карре в 1850 г. Устройство включало графин с замораживаемой водой, резервуар из сплава свинца с сурьмой, в который помещалась концентрированная серная кислота, и поршневой насос.

Откачка воздуха насосом и абсорбция паров воды серной кислотой приводила к быстрому испарению воды из графина и ее замораживанию. Для получения 350 г льда требовалось менее 10 минут, причем абсорбционной спосодюбности 2.5 кг кислоты хватало на 15-20 замораживаний, после чего кислоту следовало регенерировать упариваниеи или просто заменить.
Несмотря на использование концентрированной кислоты, подобные аппараты пользовались достаточно большой популярностью, и производились до 40-х годов XX в.

Брат Эдмонда — Филлип Карре — в 1858 г. разработал абсорбционную установку, в которой был применен закрытый цикл испарения-абсорбции, в качестве рабочего тела использовался аммиак, обладающий низкой температурой кипения и высокой теплотой испарения, а в качестве абсорбента — вода. Устройство аппарата достаточно простое — два клепанных сосуда из котельного железа соединены трубкой.

В первом сосуде находится концентрированный раствор аммиака, при нагревании которого аммиак испаряется и конденсируется во втором сосуде, охлаждаемом водой. Затем нагрев прекращается, и первый сосуд, в котором остается слабый раствор аммиака, помещается в холоднуб воду, что вызывает абсорбцию аммиака и его активное испарение во втором сосуде, за счет чего происходит замораживание воды — около 2 кг — в жестяной форме. 1 кг угля, потраченный на нагреванме аммиачного раствора, позволял заморозить около 5 кг льда. В дальнейшем конструкция была усовершенствована добавлением свистка, сигнализирующего о готовности аппарата, и клапанов и трубки, ускоряющих аьсорбцию газа в воде.

В таком виде холодильная установка выпускалась в начале XX в под названием IceBall, и пользовалась огромной популярностью у кемперов в США. Каждое утро IceBall регенерировали, на что требовалось около 150 мл керосина, а затем помещали шар-испаритель в теплоизолированный ящик, в котором поддерживалась низкая температура до следующего утро (был даже предусмотрен лоток для заморозки кубиков льда).

Простота и надежность подобных устройств для попаданца очень привлекательны, и изготовленные около 100 лет назад сохранившиеся экземпляры работоспособны и сегоднч, единственная проблена — в изготовлении сосудов, способных выдержать давление около 15-17 атмосфер, при котором происходит конденсация аммиака.
Использование в подобном аппарате воды как рабочего тела позволяет обойтись без прочных сосудрв, при этом в качестве абсорбента целесообразно применять гигроскопичные вещества вроде гидроксида калия, хлорида цинка, бромида лития и т.д. Пример подобного устройства — аппарат «Minimax», в котором использовался хлорид цинка.

Нагрев раствора хлористого цинка приводит к испарению воды и ее конденсации во втором отделении. Затем нагрев прекращается, сосуд с хлористым цинком охлажлается, за счет чего происходит абсорбция паров воды (для ускорения абсорбции левый сосуд содержит перегородки и приводится во вращение), понижение давления и испарение воды в правой части. Произволительность такого аппарата составляла около 3 кг льда за один цикл. Наверное, именно такую конструкцию и следует вщять ща основу попаданца.

17 комментариев Абсорбционный холодильник

Leave a Reply

You can use these HTML tags

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>