爱因斯坦的冰箱为何没能上市?
The Einstein-Szilard Refrigerator

1920年代的冰箱因有毒气体泄漏而致命,Albert Einstein与Leo Szilard为此发明了一款无运动部件、依靠电磁场工作的新型制冷装置。他们于1930年获得美国专利,却因大萧条、纳粹崛起以及Freon等新型制冷剂的竞争,最终未能实现商业化。这项发明在沉寂多年后,因Freon破坏臭氧层的问题而重新受到关注,2005年德国Oldenburg大学成功复原了该模型。
20年代的冰箱是致命的,它们的电动压缩机容易发生故障,导致有毒制冷剂泄漏,让整家人在睡梦中生病甚至死亡。
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53- HPsquared
这是一个非常巧妙的方案:一种无需压缩机、以热能为能源的冰箱。它既可以由燃气火焰驱动,也可以使用电热元件。
该系统使用三种工作流体(丁烷、水和氨),其原理是利用分压差(即气体混合物中各组分贡献的压力)。它不通过压缩机改变整体压力,而是通过改变混合物的成分来实现。
循环的基本原理是在不同位置添加和移除氨,从而使丁烷制冷剂在适当的位置蒸发和冷凝。
在“冷凝器”一侧,利用水通过吸收作用从气体混合物中移除氨。由于系统内的总压大致相同,移除氨会增加丁烷的摩尔分数,从而提高其分压,导致丁烷冷凝。这就是放热侧。
在蒸发器一侧,再次加入氨。这会降低丁烷的分压,改变平衡,促使液态丁烷蒸发。冷却效应就发生在这里。
循环的另一部分是再生氨,即再次将其与水分离。这一步需要加入热量,而正是这部分热输入最终驱动了整个过程。
- robotixonic
这篇帖子让我想起了1986年哈里森·福特主演的电影《蚊子海岸》(The Mosquito Coast),他在丛林中试图建造一台冰箱,利用热量制冰。他使用的是 Platen-Munters 原理,这与 Einstein-Szilard 原理类似。
这两种机器都使用热能而非机械压缩机,基本上都没有活动的机械部件,并且都利用分压原理,使制冷剂能在低温下蒸发。关键区别在于哪种流体承担哪种功能。
由 Platen 和 Munters 在1920年代开发的传统扩散吸收式冰箱,使用氨作为制冷剂。氢气占据蒸发器,降低氨的分压,使液态氨能在低温下蒸发。随后,氨蒸气被水吸收。这就是燃气冰箱和房车冰箱中广为人知的基础技术。
从在丛林中现场建造冰箱的具体角度来看,Einstein–Szilard 的工作流体组合或许是一个更好的剧情设定。Platen–Munters 方案的优势在于有商业先例,但氢气充注显然是一个棘手的成分。尽管一旦系统充注完成,组成化学物质就会固定不动,但我宁愿在丛林中背着丁烷罐子跋涉,也不愿携带所需量的氢气。
《蚊子海岸》是一部有趣的电影。
- macrolime
我父母曾拥有一台与此完全类似的、完全静音的冰箱。它没有压缩机,取而代之的是一个电热元件。它非常耐用,运行了数十年,直到塑料部件和门铰链等损坏严重,无法继续使用。
我实际上在博物馆找到了该确切型号的照片:
https://digitaltmuseum.no/011014769284/evalet-kjoleskap/
我进一步查看后发现,原文似乎有些误导。Einstein-Szilard 冰箱实际上是一种吸收式冰箱,它们未能上市的主要原因之一是与它相关的另一种吸收式冰箱——由 Electrolux 和 Evalet 制造的 Platen-Munters 吸收式冰箱。Einstein-Szilard 冰箱并非完全独一无二,而是试图用其他气体来改进这一设计。
- slfnflctd
既然目前还没有人讨论这种方法的可行性,我挖掘了一些额外的信息:
> 完成装置的总质量约为 400 公斤,制冷循环中包含 20 公斤酒精
> 由 Malcolm McCulloch 领导的团队指出,该设计仍“远未达到商业化”,但可能使原始 Einstein–Szilárd 设计的效率提高四倍。
如果有人能改进这项技术,使其拥有权达到盈亏平衡点(最好少于20年),从而比现代其他冰箱更具性价比,那就太好了。
- Qem
Szilard 是一位被低估的天才。他也是核链式反应概念的早期提出者之一,旨在利用核能,但他起初并未将铀锁定为使这一概念可行的元素。