Патент на холодильник Эйнштейна

Патент на холодильник Эйнштейна

11 ноября 1930 года в США было запатентовано охлаждающее устройство без подвижных элементов

Схема холодильника Эйнштейна-Силарда и его прототип.

История охлаждающих устройств ведет начало еще со второго тысячелетия до нашей эры. Первыми попытками на этом поприще можно считать по максимуму изолированные ямы, которые в холодное время года наполняли льдом или водой. Такие сооружения известны в Месопотамии и Персии.

Огромный вклад в развитие технологии охлаждение сыграла пневмохимия — раздел химии, посвященный изучению свойств газов. В XVII-XIX веках были открыты основные газовые законы, описывающие взаимосвязь давления, объема и температуры. В конце XIX века было запатентовано сразу несколько устройств, позволяющих осуществлять искусственное охлаждение.

Внимание Альберта Эйнштейна к проблеме охлаждения, как считается, привлек несчастный случай, который вызвал в Германии достаточно большой резонанс: в результате нарушения работы холодильного контура в Берлине от отравления сернистым газом погибла целая семья. По предположению Эйнштейна, одним из решений проблемы безопасности могло стать уменьшение количества подвижных частей в холодильном устройстве. Для решения этой задачи он объединил усилия со своим учеником Лео Силардом. Некоторые историки, впрочем, считают, что всю основную работу делал Силард, тогда как Эйнштейн занимался юридической стороной вопроса и оформлением патентов. Как известно, в этом деле у знаменитого физика был большой опыт.

Холодильник Эйнштейна представлял собой устройство без подвижных механических частей. В основе его работы лежали два цикла: водяной, служащий «насосом» для аммиака, и аммиачный, служащий «насосом» для бутана — хладагента. После испарения бутана в охлаждающей части системы он далее смешивается с парами аммиака и доходит до водного абсорбера. Аммиак растворяется в воде, в отличие от бутана. Таким образом парциальное давление бутана в системе повышается, что приводит к его расширению, а следовательно — охлаждению.

Страница из патента со схемой холодильника. Изображение: Einstein/Szilard/P. Brandon Malloy

Конденсированный бутан плавает на поверхности воды, что позволяет достаточно легко его отделить. Он дальше снова поступает в испаритель, а смесь аммиак/вода — в сепаратор. Разделение водно-аммиачной смеси осуществляется под действием единственного внешнего источника энергии во всей системе — нагревателя. При повышении температуры растворимость аммиака в воде ухудшается, что приводит к его высвобождению в виде газа и дальнейшему поступлению в охладительный контур.

Эффективность такой системы была значительно ниже, чем у традиционных холодильников на основе фреонов и электрического насоса. Возможно, этим и объясняется коммерческий провал холодильника Эйнштейна. Единственный из 45 патентов был приобретен шведской компанией Electrolux в 1930 году. Тем не менее, в 2008 году в Оксфордском университете стартовал проект по созданию системы, аналогичной холодильнику Эйнштейна. По задумке авторов, система должна быть вчетверо эффективней своего предшественника за счет более тщательного подбора веществ. Проект планировалось реализовать до 2011 года, однако сведений о нем в настоящее время нет.

Тарас Молотилин

Дата добавления: 2015-09-30