Icyball es el nombre dado a dos de los primeros refrigeradores , uno fabricado por el australiano Sir Edward Hallstrom en 1923 y el otro diseño patentado por David Forbes Keith de Toronto (presentado en 1927, concedido en 1929), [1] [2] y fabricado por American Powel. Crosley Jr. , quien compró los derechos del dispositivo. Ambos dispositivos tienen un diseño inusual porque no requieren el uso de electricidad para enfriarse. Pueden funcionar durante un día con una taza de queroseno , lo que permite a los usuarios rurales que carecen de electricidad beneficiarse de la refrigeración.
El Crosley Icyball es un ejemplo de frigorífico de absorción de gases , como los que se pueden encontrar hoy en día en vehículos recreativos o autocaravanas . A diferencia de la mayoría de los refrigeradores, el Icyball no tiene partes móviles [3] [4] y, en lugar de funcionar continuamente, se realiza un ciclo manualmente. Normalmente se carga por la mañana durante 1,5 horas [3] y proporciona refrigeración durante el calor del día.
Los refrigeradores de absorción y los refrigeradores mecánicos más comunes enfrían mediante la evaporación del refrigerante. (La evaporación de un líquido provoca enfriamiento, como por ejemplo, el sudor líquido en la piel se enfría al evaporarse y el proceso inverso libera mucho calor). En los refrigeradores de absorción, la acumulación de presión debido a la evaporación del refrigerante no se alivia mediante succión en la entrada. de un compresor, sino por absorción en un medio absorbente (agua en el caso del Icy Ball).
El sistema Icyball mueve el calor del gabinete refrigerado a la habitación más cálida utilizando amoníaco [5] como refrigerante. Consta de dos bolas de metal: una bola caliente, que en estado completamente cargado contiene un absorbente (agua) y una bola fría que contiene amoníaco líquido. Estos están unidos por un tubo en forma de U invertida. El tubo permite que el gas amoníaco se mueva en cualquier dirección.
Después de aproximadamente un día de uso (que varía según la carga), el Icyball deja de enfriarse y es necesario recargarlo. [6] Se retira el Icyball del mueble frigorífico y se sumerge en agua fría la bola fría, de la que se ha evaporado todo el amoniaco durante el ciclo anterior. Luego, la bola caliente se calienta suavemente para hervir el amoníaco disuelto en el agua que contiene. (La solubilidad del amoníaco en agua disminuye a medida que aumenta la temperatura). La presión en el sistema aumenta a alrededor de 1,72 megapascales (249 psi) y, a esta temperatura, el amoníaco pasa fácilmente a través del tubo en U y se condensa en la bola más fría. que se mantiene fresco mediante el baño de agua.
Cuando la bola fría está completamente cargada de amoníaco líquido (lo que se indica al usuario mediante un silbido), se gira el dispositivo y se coloca la bola caliente en el baño frío. A medida que la bola caliente se enfría, la presión en el sistema cae y eventualmente cae hasta el punto en que el amoníaco líquido en la bola fría comienza a evaporarse ( el amoníaco tiene un punto de ebullición de −33,34 °C (−28,01 °F) a presión de aire estándar ). ), y la bola fría comienza a congelarse. Después de varios minutos está lo suficientemente frío como para que se forme hielo en su superficie. Luego se coloca sobre el estabilizador dentro del gabinete de refrigeración. El estabilizador está lleno de una solución anticongelante [6] que soporta la bola fría y proporciona una gran inercia térmica para moderar el enfriamiento. Un pequeño orificio en el gabinete refrigerado permite que el tubo en U pase al exterior de la habitación.
La bola fría tiene una abertura en la que se puede colocar una cubitera, el precursor del "compartimento congelador" en los frigoríficos modernos. [6]
La construcción real de la Icyball es un poco más compleja que la descrita anteriormente, para mejorar la eficiencia: el tubo conector va hasta la parte inferior de la bola caliente, permitiendo que el vapor de amoníaco burbujee a través del agua acelerando la absorción y también sirve para agitar la bola. solución para que el calor se transporte mejor a las paredes con aletas. Este "burbujeador" es desviado por una válvula de retención de líquido (sin partes móviles) durante la regeneración, de modo que solo se transfiere gas, y no la solución líquida, al lado frío. El funcionamiento de la válvula de retención de líquido es algo similar a los sellos de agua (trampas en J) que se usan en los desagües de plomería. Las válvulas de retención mecánicas requieren demasiada presión para funcionar correctamente en esta aplicación. Para minimizar la cantidad de agua transferida a la bola fría durante el ciclo de recarga, se colocan estructuras de captura en la parte superior del tubo de conexión, permitiendo que solo pase el gas y dirigiendo el agua de regreso a la bola del lado cálido.
En la práctica, una llama demasiado alta y el agua hervirá, contaminando el amoníaco que, por sí solo, debería licuarse en la bola fría, y si se deja calentar el baño de agua, el amoníaco no se condensará completamente.
Crosley Radio Corporation comenzó a vender Icyball en 1929. [7]
Si bien el refrigerador Crosley Icyball ya no se vende ni se fabrica, la refrigeración por ciclo de absorción todavía está en uso. Además de las aplicaciones para vehículos recreativos, los refrigeradores de ciclo de amoníaco todavía se utilizan en los países en desarrollo. Estos también son dispositivos de ciclo por lotes, pero incorporan varios condensadores , válvulas de retención y quemadores de queroseno integrales , de modo que ya no es necesario el desmontaje y la tina de agua necesarios para reactivar un Icyball. La refrigeración con amoníaco también se utiliza en grandes aplicaciones industriales, donde su eficiencia compensa con creces el mayor costo inicial y el riesgo asociado. Aunque alguna vez fue bastante popular para el aire acondicionado doméstico , las preocupaciones relacionadas con las fugas de amoníaco han hecho que la refrigeración mecánica domine ese mercado.
En 2007, Adam Grosser dio una charla TED sobre un refrigerador de absorción para vacunas. [8]
En 2016, William Broadway, un joven diseñador, ganó el premio James Dyson del Reino Unido por su diseño para miniaturizar la tecnología Icyball y utilizarla como enfriador de vacunas . [9]