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太阳能冰箱的工作原理

来源:
2023-01-12
类别:基础知识
eye 94
文章创建人 拍明芯城

  

用于冷却国际空间站的技术为SunDanzer冰箱提供了灵感。


  用于冷却国际空间站的技术为SunDanzer冰箱提供了灵感。

  美联社照片/美国宇航局在过去的十年中,一些极端“绿色”的人已经开始 放弃人工制冷 以保存 地球.或者至少每年节省几百千瓦时。

  大多数人认为现代文明演变中的这种倒退步骤有点没有必要,但它确实引起了人们对现代制冷技术弊端的关注。但除了让自己喝温啤酒之外,还有其他选择。如今,太阳能冰箱很容易获得,它们解决了与传统相关的能源消耗问题。 冰箱.他们还绕过了全球20亿人无法获得这一事实。 电力 首先[来源:美国宇航局]。

  太阳能,通常被称为 光伏,如今无处不在。我们中的一些人用它来为我们的家庭供电;其他人购买碳补偿,将资金投入太阳能和风能以抵消传统能源的使用(见 碳补偿如何运作).太阳能电池板位于建筑物,房屋和帐篷以及手机充电器,无线电和国际空间站(ISS)的顶部。这些技术使用光伏(PV)电池将阳光转化为电能。当阳光照射到光伏电池时,它会加热电池。加热电池会导致电子松动,这些电子被转化为电流或电流(参见 太阳能电池的工作原理).

  市场上最常见的太阳能冰箱之一,NASA许可的SunDanzer,使用这种光伏技术为原本主要是传统的制冷装置供电。但最近的一项发展以更基本的方式使用“太阳能”。

  在本文中,我们将看看这两种太阳能冰箱,并找出它们的原因。我们将从SunDanzer开始,它基于为国际空间站提供空调和制冷而开发的技术。

  太阳丹泽

  

太阳丹泽太阳能冰箱


  太阳丹泽太阳能冰箱

  图片由美国宇航局提供在为国际开发太阳能制冷系统的同时 空间站 (国际空间站),几个 美国宇航局 科学家们认为这项技术在地球上也会做得很好。科学研究前哨、生态度假村、偏远狩猎小屋、街头小贩 食物 手推车和发展中国家无法获得电力的地区都可以从太阳能制冷中受益。不仅食物,而且许多药物和疫苗都需要凉爽的环境才能保持活力。这是一项相当重要的技术。

  那些NASA的光伏工程师创造了SunDanzer,一系列太阳能冰箱和冰柜。

  SunDanzer冰箱的工作方式与传统冰箱非常相似,使用蒸汽压缩系统进行冷却。基本上,像氨这样的制冷剂气体被压缩(置于压力下),导致它变热;当它冷却回去时,它会凝结成液体。当这种液体行进到低压区域时,它会膨胀并蒸发。这种汽化吸收热量,迅速冷却冰箱的线圈。

  这可能是 冰箱的工作原理.您的冰箱和太阳能 SunDanzer 之间的区别在于,您不是通过插入电网来运行压缩膨胀系统的所有运动部件,而是插入太阳能电池板设置。该系统只是使用光伏电池代替煤炭或核能来发电。它达到任何其他冰箱的温度(大多数人约为 38 华氏度或 3 摄氏度)。

  为了提供足够的电力来维持该温度,该装置的太阳能电池板需要大约五个小时 阳光 一天[来源:美国宇航局]。但它可以储存多余的太阳能发电,所以它可以在没有阳光的情况下保持寒冷一周。并且可以选择补充 电池 电源,所以食物在紧要关头仍然会保持低温。大多数太阳能冷却系统都带有这种类型的备份。

  一种没有这种高科技备份的太阳能冰箱型号是由英国一名21岁的学生开发的所谓“生态冰箱”。该模型根本没有活动部件。

  生态冰箱

  

像上面这样的疫苗需要保持低温才能保持新鲜。


  像上面这样的疫苗需要保持低温才能保持新鲜。

  美联社照片/查理·内伯格尔当我们大多数人想到”太阳能,“ 我们想到的是光伏电池板。英国学生艾米丽·康明斯(Emily Cummins)在2009年推出的冰箱使用了更字面的太阳能。

  康明斯的冰箱不使用光伏,没有 电力,无化学制冷剂,无活动部件产生冷却效果。相反,它使用完全基于的蒸发冷却系统 太阳的 热量和一些 水.对于没有电也没有电的第三世界贫困村民来说,这是一个理想的设置。 钱 花在花哨的光伏系统上。它已经在南非和纳米比亚使用。(对于一个铁杆环保主义者来说,这也可能在漫长的一天工作后寻找一个无罪的感冒。

  冰箱非常简单。它由两个圆柱体组成,一个在另一个里面。外筒几乎可以由手头的任何东西制成 - 纸板,木材或 塑胶,通常,上面有孔,以允许最大的阳光照射。内筒是金属的。内筒和外筒之间的空间充满了羊毛、沙子或泥土等材料。

  蒸发冷却系统的工作原理是这样的:您将食物或药品放在内部金属圆筒内并将其关闭。然后将淡水倒入气缸之间的区域,使有机材料饱和,然后将整个装置放在阳光下。当太阳加热外筒并加热湿有机材料时,水蒸发。就像在传统的冰箱里一样,蒸发会带走热量(这就是我们出汗的原因——当汗水蒸发时,我们会冷却下来)。有机材料接触内筒,因此这种传热从容纳食物的内筒中吸收热量。结果是一个非常冷的内室。

  当水完全蒸发时,重复此过程,因此不断补充水分并继续冷却。冰箱可以在 43 华氏度(6 摄氏度)下停留数天,一次输水 [来源: 弗拉赫夫].

  该系统没有备用电池,因此它依赖于良好的阳光供应。像纳米比亚这样的国家,在某些地区平均每天可能有10小时的阳光,是这种太阳能装置的理想候选者[来源: 英国广播公司].

  这始终是任何太阳能必需品的潜在缺点:阳光很少得到保证。在更多高科技的光伏冰箱中,为了避免系统故障,电池或发电机形式的备份很常见。低技术含量的生态冰箱完全依靠大自然来保持寒冷。


责任编辑:David

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