Icyball es el nombre que se le dio a dos refrigeradores antiguos , 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 el estadounidense Powel Crosley Jr. , quien compró los derechos del dispositivo. Ambos dispositivos tienen un diseño inusual, ya que no requieren el uso de electricidad para enfriar. Pueden funcionar durante un día con una taza de queroseno , lo que permite a los usuarios rurales que carecen de electricidad los beneficios de la refrigeración.
El Crosley Icyball es un ejemplo de refrigerador de absorción de gas , como los que se encuentran hoy en día en vehículos recreativos o furgonetas camper . A diferencia de la mayoría de los refrigeradores, el Icyball no tiene partes móviles, [3] [4] y en lugar de funcionar de forma continua, se activa manualmente. Normalmente se carga por la mañana durante 1,5 horas, [3] y proporciona refrigeración durante las horas más calurosas del día.
Tanto los refrigeradores de absorción como los refrigeradores mecánicos más comunes enfrían mediante la evaporación del refrigerante. (La evaporación de un líquido causa enfriamiento, como por ejemplo, el sudor líquido en la piel que se evapora se enfría, y el proceso inverso libera mucho calor). En los refrigeradores de absorción, la acumulación de presión debido a la evaporación del refrigerante se alivia no por succión en la entrada de un compresor, sino por absorción en un medio absorbente (agua en el caso de la Icy Ball).
El sistema Icyball traslada el calor del armario refrigerado a la habitación más caliente utilizando amoniaco [5] como refrigerante. Consta de dos bolas de metal: una bola caliente, que en estado de carga completa contiene el absorbedor (agua) y una bola fría que contiene amoniaco líquido. Estas están unidas por un tubo en forma de U invertida. El tubo permite que el gas amoniaco se mueva en cualquier dirección.
Después de aproximadamente un día de uso (que varía según la carga), la Icyball deja de enfriarse y necesita recargarse. [6] La Icyball se retira del gabinete refrigerado y la bola fría, de la que se ha evaporado todo el amoníaco durante el ciclo anterior, se sumerge en agua fría. Luego, la bola caliente se calienta suavemente para hervir el amoníaco disuelto en el agua en su interior. (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 fría gracias al baño de agua.
Cuando la bola fría está completamente cargada con amoníaco líquido (lo que se indica al usuario mediante un silbido), se da la vuelta al 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, hasta llegar al punto en que el amoníaco líquido de 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 fría como para que se forme hielo en su superficie. Luego se coloca en el estabilizador dentro del gabinete de refrigeración. El estabilizador se llena con una solución anticongelante [6] que sostiene 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 hacia la habitación.
La bola fría tiene una abertura en la que se puede colocar una bandeja de cubitos de hielo, el precursor del "compartimento de congelación" de los refrigeradores modernos. [6]
La construcción real de la Icyball es ligeramente más compleja que la descrita anteriormente, para mejorar la eficiencia: el tubo de conexión va hasta la parte inferior de la bola caliente, lo que permite que el vapor de amoníaco burbujee a través del agua, acelerando la absorción y también sirve para agitar la solución para que el calor se transporte mejor a las paredes con aletas. Este "burbujeador" se desvía mediante una válvula de retención de líquido (sin partes móviles) durante la regeneración, de modo que solo se transfiere gas, y no 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 utilizan 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 trampa en la parte superior del tubo de conexión, lo que permite que solo pase el gas y dirige el agua de regreso a la bola del lado cálido.
En la práctica, si la llama es demasiado alta, el agua hervirá, contaminando el amoníaco que, solo, debería licuarse en la bola fría, y si se permite que el baño de agua se caliente, el amoníaco no se condensará completamente.
La Crosley Radio Corporation comenzó a vender el Icyball en 1929. [7]
Aunque el refrigerador Crosley Icyball ya no se vende ni se fabrica, la refrigeración por ciclo de absorción todavía se utiliza. 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 integrados , de modo que ya no es necesario desmontar ni llenar la tina con agua para reactivar un Icyball. La refrigeración por 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 para su uso como enfriador de vacunas . [9]