太陽能冰箱的工作原理



用于冷卻國際空間站的技術為SunDanzer冰箱提供了靈感。
美聯社照片/美國宇航局在過去的十年中,一些極端“綠色”的人已經開始 放棄人工制冷 以保存 地球.或者至少每年節省幾百千瓦時。
大多數人認為現代文明演變中的這種倒退步驟有點沒有必要,但它確實引起了人們對現代制冷技術弊端的關注。但除了讓自己喝溫啤酒之外,還有其他選擇。如今,太陽能冰箱很容易獲得,它們解決了與傳統相關的能源消耗問題。 冰箱.他們還繞過了全球20億人無法獲得這一事實。 電力 首先[來源:美國宇航局]。
太陽能,通常被稱為 光伏,如今無處不在。我們中的一些人用它來為我們的家庭供電;其他人購買碳補償,將資金投入太陽能和風能以抵消傳統能源的使用(見 碳補償如何運作).太陽能電池板位于建筑物,房屋和帳篷以及手機充電器,無線電和國際空間站(ISS)的頂部。這些技術使用光伏(PV)電池將陽光轉化為電能。當陽光照射到光伏電池時,它會加熱電池。加熱電池會導致電子松動,這些電子被轉化為電流或電流(參見 太陽能電池的工作原理).
市場上最常見的太陽能冰箱之一,NASA許可的SunDanzer,使用這種光伏技術為原本主要是傳統的制冷裝置供電。但最近的一項發展以更基本的方式使用“太陽能”。
在本文中,我們將看看這兩種太陽能冰箱,并找出它們的原因。我們將從SunDanzer開始,它基于為國際空間站提供空調和制冷而開發的技術。
太陽丹澤

太陽丹澤太陽能冰箱
圖片由美國宇航局提供在為國際開發太陽能制冷系統的同時 空間站 (國際空間站),幾個 美國宇航局 科學家們認為這項技術在地球上也會做得很好。科學研究前哨、生態度假村、偏遠狩獵小屋、街頭小販 食物 手推車和發展中國家無法獲得電力的地區都可以從太陽能制冷中受益。不僅食物,而且許多藥物和疫苗都需要涼爽的環境才能保持活力。這是一項相當重要的技術。
那些NASA的光伏工程師創造了SunDanzer,一系列太陽能冰箱和冰柜。
SunDanzer冰箱的工作方式與傳統冰箱非常相似,使用蒸汽壓縮系統進行冷卻。基本上,像氨這樣的制冷劑氣體被壓縮(置于壓力下),導致它變熱;當它冷卻回去時,它會凝結成液體。當這種液體行進到低壓區域時,它會膨脹并蒸發。這種汽化吸收熱量,迅速冷卻冰箱的線圈。
這可能是 冰箱的工作原理.您的冰箱和太陽能 SunDanzer 之間的區別在于,您不是通過插入電網來運行壓縮膨脹系統的所有運動部件,而是插入太陽能電池板設置。該系統只是使用光伏電池代替煤炭或核能來發電。它達到任何其他冰箱的溫度(大多數人約為 38 華氏度或 3 攝氏度)。
為了提供足夠的電力來維持該溫度,該裝置的太陽能電池板需要大約五個小時 陽光 一天[來源:美國宇航局]。但它可以儲存多余的太陽能發電,所以它可以在沒有陽光的情況下保持寒冷一周。并且可以選擇補充 電池 電源,所以食物在緊要關頭仍然會保持低溫。大多數太陽能冷卻系統都帶有這種類型的備份。
一種沒有這種高科技備份的太陽能冰箱型號是由英國一名21歲的學生開發的所謂“生態冰箱”。該模型根本沒有活動部件。
生態冰箱

像上面這樣的疫苗需要保持低溫才能保持新鮮。
美聯社照片/查理·內伯格爾當我們大多數人想到”太陽能,“ 我們想到的是光伏電池板。英國學生艾米麗·康明斯(Emily Cummins)在2009年推出的冰箱使用了更字面的太陽能。
康明斯的冰箱不使用光伏,沒有 電力,無化學制冷劑,無活動部件產生冷卻效果。相反,它使用完全基于的蒸發冷卻系統 太陽的 熱量和一些 水.對于沒有電也沒有電的第三世界貧困村民來說,這是一個理想的設置。 錢 花在花哨的光伏系統上。它已經在南非和納米比亞使用。(對于一個鐵桿環保主義者來說,這也可能在漫長的一天工作后尋找一個無罪的感冒。
冰箱非常簡單。它由兩個圓柱體組成,一個在另一個里面。外筒幾乎可以由手頭的任何東西制成 - 紙板,木材或 塑膠,通常,上面有孔,以允許最大的陽光照射。內筒是金屬的。內筒和外筒之間的空間充滿了羊毛、沙子或泥土等材料。
蒸發冷卻系統的工作原理是這樣的:您將食物或藥品放在內部金屬圓筒內并將其關閉。然后將淡水倒入氣缸之間的區域,使有機材料飽和,然后將整個裝置放在陽光下。當太陽加熱外筒并加熱濕有機材料時,水蒸發。就像在傳統的冰箱里一樣,蒸發會帶走熱量(這就是我們出汗的原因——當汗水蒸發時,我們會冷卻下來)。有機材料接觸內筒,因此這種傳熱從容納食物的內筒中吸收熱量。結果是一個非常冷的內室。
當水完全蒸發時,重復此過程,因此不斷補充水分并繼續冷卻。冰箱可以在 43 華氏度(6 攝氏度)下停留數天,一次輸水 [來源: 弗拉赫夫].
該系統沒有備用電池,因此它依賴于良好的陽光供應。像納米比亞這樣的國家,在某些地區平均每天可能有10小時的陽光,是這種太陽能裝置的理想候選者[來源: 英國廣播公司].
這始終是任何太陽能必需品的潛在缺點:陽光很少得到保證。在更多高科技的光伏冰箱中,為了避免系統故障,電池或發電機形式的備份很常見。低技術含量的生態冰箱完全依靠大自然來保持寒冷。
責任編輯:David
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