kaasulla toimiva jääkaappi

Entäs sellainen jatkuvasti lämmitettävä malli, joka taitaa olla aika yleisesti käytössä.

,,, kirjoitti:

Entäs sellainen jatkuvasti lämmitettävä malli, joka taitaa olla aika yleisesti käytössä.

Tätä aina toisinaan kysellään ja eipä ihme, onhan tuo aika metka juttu kun kuumuudella voidaan tuottaa kylmyyttä! Olen tätä asiaa selvitellyt ennenkin, mutta kertaus on opintojen äiti...

Lyhyesti kerrottuna: siinä on sisäänrakennettuina kolme eri piiriä: vesi-, ammoniakki- ja vetykierto ja kaasuliekin avulla pidetään yllä jatkuvaa kiertoa näissä piireissä.

Katso kuvista:
http://www.cam.net.uk/home/StKilda/electrolux.html

http://www.lpappliances.com/images/gasabs.jpg

Jatkuvatoiminen absorbtiojääkaappi toimii siis lämpöenergian avulla (siinä ei ole liikkuvia osia): lämpö voidaan kehittää esimerkiksi kaasulla tai sähköllä.

Jäähdytysjärjestelmän toiminta perustuu ns. Daltonin lakiin (tunnetaan myös nimellä "Daltonin osapainelaki") jonka mukaan määrätyn kaasuseoksen kokonaispaine on jokaisen seoksessa olevan kaasun paineiden summa.

Esimerkiksi paineilmasäiliössä olevan ilman kokonaispaine on hapen, typen ja hiilidioksidin sekä vesihöyryn paineiden summa.

Laki selittää edelleen, että kukin kaasu käyttäytyy niin kuin se yksin täyttäisi koko tilan. Absorbtiojääkaapissa käytetään kahta kaasua: ammoniakkia ja vetyä. Huoneenlämpötilassa ammoniakki on suljetun järjestelmän sisällä veteen imeytyneenä.

Liuoksen kuumentaminen poistaa siitä ammoniakkia (vety ei liukene veteen vaan pysyy kaasumaisena). Ammoniakki tiivistyy nesteeksi siihen vaikuttavan paineen vaikutuksesta lauhduttimessa (T2, viittaan linkin kuvaan). Paine on likipitäen sama kaikkialla järjestelmässä ja järjestelmän kokonaispaine on siis ammoniakkihöyryn ja vedyn paineiden summa. Koska ammoniakkihöyryn osapaine on pienempi kuin pelkän ammoniakin, ammoniakki alkaa höyrystyä. Se pyrkii saavuttamaan lämpötilaa vastaavan höyrynpaineen höyrystimessä.

Laite on täytetty siis ammoniakilla, vedellä ja vetykaasulla. Järjestelmässä on painetta niin paljon, että ammoniakki saadaan tiivistymään nesteeksi huoneenlämpötilassa.

Kun kiehutinta (Q) kuumennetaan, siinä kehittyy pieniä ammoniakkikuplia. Ne nousevat vieden mukanaan myös vähän laimeaa ammoniakkiliuosta sifoniputkeen (P). Laimea liuos valuu imeyttimeen menevään putkeen, ammoniakkihöyryn virratessa höyryputkeen ja vedenerottimeen (T1), missä kaikki vesihöyry tiivistyy ja valuu säiliöön (B) ammoniakkihöyryn virratessa lauhduttimeen (T2). Lauhduttimen jäähdytysrivat poistavat lämmön ammoniakkihöyrystä jolloin se tiivistyy nestemäiseksi ammoniakiksi ja valuu edelleen höyrystimeen (T3).

Höyrystin on täytetty vetykaasulla. Vety virtaa ammoniakin pintaa pitkin ja alentaa samalla ammoniakin osapainetta riittävästi jotta se alkaa höyrystyä. Ammoniakin höyrystyminen sitoo lämpöä höyrystimestä ja poistaa lämpöä ruuansäilytystilasta alentaen tietenkin jääkaapin sisälämpötilaa.

Ammoniakin ja vetykaasun seos virtaa höyrystimestä imeyttimeen. Jatkuva "noro" heikkoa ammoniakkiliuosta lirisee imeyttimen (T4) yläosaan kiehuttimen säiliöstä (B) lämmönvaihtimen kautta (ei näy tuossa kuvassa). Tämä laimea liuos virtaa painovoiman vaikutuksesta imeyttimen läpi joutuen kosketukseen ammoniakin ja vetykaasun seoksen kanssa. Ammoniakki imeytyy voimakkaasti tähän laimeaan liuokseen ja vety vapautuu nousemaan imeytyskierukan läpi takaisin höyrystimeen. Vety siis kiertää jatkuvasti imeyttimen ja höyrystimen välillä.

Imeyttimessä muodostunut vahva ammoniakkiliuos valuu imeyttimen säiliöön (C) ja palaa sieltä taas kiehuttimeen, jolloin toimintakierto tulee täyteen.

Kierto jatkuu niin kauan kuin kiehutinta kuumennetaan. Lämpölähdettä ohjaava termostaatti säätää kylmäosaston lämpötilaa. Koska jäähdytysaineena käytetään ammoniakkia, laite voi kehittää varsin alhaisen lämpötilan.

Paine-eron tässä jäähdytysjärjestelmässä muodostaa siis vetykaasu, joka saa ammoniakin osapaineen muuttumaan jolloin se voi kiehua höyrystimessä absorboiden itseensä lämpöä jääkaapista.

Aika monimutkainen prosessi siis - tai monta mutkaa on ainakin niissä putkissa, joissa nuo kierrot tapahtuvat. Itse laitehan on sitten simppeli ja varmatoiminen kuin junan vessa.

--
PS. Tekstissäni saattaa olla vähän epätäsmällisyyksiä: pieneen ruutuun on vaikea kirjoittaa isoa juttua...